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第三節(jié)基因治療和
人類基因組計(jì)劃傳統(tǒng)的治療疾病的方法有藥物治療和手術(shù)治療。如:糖尿病患者的病癥是尿糖、多飲、多食、多尿。病因是胰島細(xì)胞病變,導(dǎo)致胰島素分泌量下降,使血糖上升。該病的早期治療方案是:那么有沒(méi)有最根本、最徹底的治療辦法呢?3.幾年前,科學(xué)家將人體內(nèi)控制合成胰島素的基因成功地導(dǎo)入了一奶牛受精卵內(nèi),從而穩(wěn)定地從乳汁中獲得了大量的胰島素。1.利用從動(dòng)物中提取出來(lái)的胰島素治療2.直接從人體血清中提?。ㄙM(fèi)用昂貴,產(chǎn)量少)(因?yàn)槭莿?dòng)物體內(nèi)的,效果不是很理想)(應(yīng)用了基因工程原理,但是病人還是必須定時(shí)注射胰島素,屬于藥物治療)
有!把正常胰島素基因轉(zhuǎn)入胰島細(xì)胞中,使細(xì)胞恢復(fù)合成胰島素的能力,即進(jìn)行基因治療。
一、基因治療及策略
1.概念:
為細(xì)胞補(bǔ)上丟失的基因或改變病變的基因,以達(dá)到治療遺傳病的目的。嚴(yán)重綜合免疫缺陷癥(SCID)氣泡兒童所謂“氣泡兒童”,是指那些一生下來(lái)就患有先天性SCID的兒童。該免疫缺陷癥表現(xiàn)為T細(xì)胞和B細(xì)胞的嚴(yán)重免疫缺陷,如不治療,嬰兒會(huì)在出生后一年內(nèi),由于嚴(yán)重和反復(fù)的感染而夭折。SCID常規(guī)療法是進(jìn)行骨髓移植,但是它的配型很困難;而且如果捐獻(xiàn)者患有感染性的單核細(xì)胞增多癥,會(huì)導(dǎo)致病人產(chǎn)生淋巴瘤?!皻馀輧和蓖枰跓o(wú)菌、消毒的隔離環(huán)境中才能生存下來(lái)。
SCID病的病因:患者體細(xì)胞中的腺苷脫氨酶基因缺失,使細(xì)胞中不能合成腺苷脫氨酶(ADA)。
ADA在淋巴細(xì)胞中最多,ADA缺乏導(dǎo)致脫氧腺苷和脫氧三磷酸腺苷蓄積在細(xì)胞內(nèi),特別是淋巴細(xì)胞內(nèi)。這兩種代謝產(chǎn)物對(duì)淋巴細(xì)胞具有毒性,它們能抑制核糖核苷酸還原酶活性而阻礙DNA合成,使淋巴細(xì)胞不能正常繁殖,從而使患者缺乏正常的免疫功能。腺苷肌苷脫氧腺苷脫氧肌苷ADAADA效果:3年后,病人50%的T淋巴細(xì)胞能產(chǎn)生ADA,大大減輕了癥狀,使患者開(kāi)始了正常人的生活。改變病變基因的方法先找到致病基因誘發(fā)其突變產(chǎn)生正常基因借助載體,把正常基因放回到病人身體內(nèi)去進(jìn)入體內(nèi)的正?;驊?yīng)正常表達(dá)選擇治療基因與載體結(jié)合將基因轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)治療基因的表達(dá)改變病變基因的步驟:①?gòu)幕颊攉@取適當(dāng)?shù)募?xì)胞,體外培養(yǎng)。②將治療基因體外導(dǎo)入細(xì)胞。③篩選、增生表達(dá)治療基因的細(xì)胞。④將細(xì)胞送回患者體內(nèi)。1985年,美國(guó)科學(xué)家首先提出1990年10月正式啟動(dòng)2001年公開(kāi)發(fā)表工作草圖2003年圓滿完成測(cè)序任務(wù)1.過(guò)程:中國(guó)承擔(dān)了1%的測(cè)序任務(wù),即3號(hào)染色體上的3000萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)。2000年4月提前完成。參加國(guó):美國(guó),英國(guó),德國(guó),日本,法國(guó),中國(guó)(1999年9月,1%)二、人類基因組計(jì)劃及其意義測(cè)定人類基因組的全部核苷酸(或者說(shuō)堿基)的序列,解讀其中包含的遺傳信息。2.目的:人類基因組測(cè)序,需測(cè)定人的
條染色體的DNA的堿基序列。24水稻雌雄同體,沒(méi)有性別,更沒(méi)有性染色體?;蚪M研究12條就夠了果蠅基因組測(cè)序,需測(cè)定人的
條染色體的DNA的堿基序列。5二倍體水稻有24條染色體,若進(jìn)行基因組研究,需要研究幾條?人類基因組由31.6億個(gè)堿基對(duì)組成,已發(fā)現(xiàn)的基因約3-3.5萬(wàn)個(gè)。3.結(jié)果:(浙江第十屆初賽)人類基因組計(jì)劃的首要目標(biāo)是測(cè)定人類DNA中的堿基排列順序,測(cè)序的方法有多種。化學(xué)修飾法是一種傳統(tǒng)的DNA序列分析法,是由美國(guó)哈佛大學(xué)的Maxam和Gilbert發(fā)明的。其基本原理是:①用特制的化學(xué)劑處理末端具放射性標(biāo)記的DNA片段,造成堿基的特異性切割,由此產(chǎn)生一組由各種不同長(zhǎng)度的DNA鏈組成的混合物;②將上述混合物經(jīng)凝膠電泳處理,將不同長(zhǎng)度的DNA鏈按大小分離;③再經(jīng)放射自顯影后,根據(jù)X光底片上所顯現(xiàn)的相應(yīng)譜帶,讀出待測(cè)DNA片段上的堿基排列順序。
下面是測(cè)定DNA片段中胞嘧啶位置的過(guò)程示意圖:下列有關(guān)化學(xué)修飾法DNA序列分析敘述中,正確的是()(A)特定化學(xué)試劑的作用是破壞胞嘧啶脫氧核苷酸(B)凝膠電泳的作用是將不同長(zhǎng)度(大?。┑腄NA片段分離開(kāi)來(lái)(C)根據(jù)放射自顯影的結(jié)果可判定胞嘧啶在該DNA片段上的位置(D)若要判斷鳥(niǎo)嘌呤在該段DNA片段上的位置,在采用上述方法時(shí),用類似的化學(xué)試劑處理后,獲得的混合物中,被32P標(biāo)記的有2種(E)理論上分析,按化學(xué)修飾法來(lái)測(cè)定一段DNA(雙鏈)中的全部堿基順序,最少要按上圖所示模式操作3次。人類基因組計(jì)劃是人類歷史上第一次由全世界各國(guó)不分大小、不分強(qiáng)弱,所有科學(xué)家一起執(zhí)行的科研項(xiàng)目。實(shí)施人類基因組計(jì)劃伊始,發(fā)達(dá)國(guó)家具有遠(yuǎn)見(jiàn)的科學(xué)家即號(hào)召全球各個(gè)國(guó)家的政府都重視這一項(xiàng)目,并號(hào)召全世界科學(xué)家共同參與,建議所有的進(jìn)展、所有的數(shù)據(jù)、所有的實(shí)驗(yàn)資源應(yīng)隨時(shí)公布于眾,讓全世界所有國(guó)家免費(fèi)享用。在實(shí)施過(guò)程中,各國(guó)科學(xué)家精誠(chéng)合作、共享材料、共享數(shù)據(jù),共同攻關(guān)。這在人類自然科學(xué)史上,是史無(wú)前例的。人類基因組計(jì)劃與另兩個(gè)有全球性意義的項(xiàng)目,即曼哈頓原子彈計(jì)劃和阿波羅登月計(jì)劃相比,更顯示了人類的諧同與進(jìn)步。4.意義:材料三1989年美國(guó)成立“國(guó)家人類基因組研究中心”。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、DNA分子雙螺旋模型提出者沃森出任第一任主任。1990年,歷經(jīng)5年辯論之后,美國(guó)國(guó)會(huì)批準(zhǔn)美國(guó)的“人類基因組計(jì)劃”于同年10月1日正式啟動(dòng)。美國(guó)的人類基因組計(jì)劃總體規(guī)劃是:擬在15年內(nèi)至少投入30億美元,進(jìn)行對(duì)人類全基因組的分析。此計(jì)劃在1993年作了修改,其主要內(nèi)容包括:人類基因組的基因圖構(gòu)建與序列分析;人類基因的鑒定;基因組研究技術(shù)的建立;人類基因組研究的模式生物;信息系統(tǒng)的建立。此外,還有人類基因組研究的社會(huì)、法律與倫理問(wèn)題,交叉學(xué)科的技術(shù)訓(xùn)練,技術(shù)的轉(zhuǎn)讓,研究計(jì)劃外延等共9方面的內(nèi)容5.應(yīng)用價(jià)值:①追蹤疾病基因②估計(jì)遺傳風(fēng)險(xiǎn)③用于優(yōu)生優(yōu)育④建立個(gè)體DNA檔案⑤用于基因治療
基因診斷——“基因探針”基因探針,是一段帶有檢測(cè)標(biāo)記,且順序已知的,與目的基因互補(bǔ)的核酸序列(DNA或RNA)?;蛱结樛ㄟ^(guò)分子雜交與目的基因結(jié)合,產(chǎn)生雜交信號(hào),能從浩翰的基因組中把目的基因顯示出來(lái)。討論:誰(shuí)有權(quán)利知道基因檢測(cè)的結(jié)果?1.個(gè)人知道自己的基因檢測(cè)結(jié)果有什么價(jià)值?
可以判定自己的身體健康狀況,可以避免與環(huán)境因素有關(guān)的遺傳病發(fā)病,根據(jù)基因信息養(yǎng)成適合自己的生活習(xí)慣等等。2.保險(xiǎn)公司、企業(yè)雇主為什么想獲得他人的基因信息?
如果雇員的基因信息表明健康狀況有問(wèn)題,可以拒聘;保險(xiǎn)公司了解了個(gè)人的基因信息,可以根據(jù)被保險(xiǎn)人不同的情況收取相應(yīng)的保險(xiǎn)費(fèi)。1、基因治療是指()A、把健康的外源基因?qū)胗谢蛉毕莸募?xì)胞中,達(dá)到治療疾病的目的B、對(duì)有缺陷的細(xì)胞進(jìn)行修復(fù),從而使其恢復(fù)正常,從而達(dá)到治療疾病的目的C、運(yùn)用人工誘變的方法,使有基因缺陷的細(xì)胞發(fā)生基因突變,從而恢復(fù)正常D、運(yùn)用基因工程技術(shù),把有缺陷的基因切除,從而達(dá)到治療疾病的目的練習(xí)A2、半乳糖血癥病人由于細(xì)胞內(nèi)不能合成1-磷酸半乳糖尿苷酰轉(zhuǎn)移酶,從而導(dǎo)致體內(nèi)半乳糖積累引起肝臟等功能變損。美國(guó)的一位科學(xué)家用帶有半乳糖苷酶
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