基因分子生物学期末复习题总结打印(7)
本站小编 福瑞考研网/2017-04-12
B RNA肿瘤病毒的癌基因来源于宿主,致癌机理是激活癌基因途径,激活细胞恶性增生的信号通路,最终导致癌症发生。以红白血病为例,在正常情况下,Epo与其受体正常结合而产生信号转导,当被一种逆转录病毒(spleen focus-forming virus,SSFV)感染后,该病毒表达的一种糖蛋白gp55可取代正常的Epo结合在受体上,这样即使细胞中没有Epo因子存在的时候,由于gp55的存在则可导致信号的过量表达,从而产生癌症
6. 简述RNA tumor virus携带v-onc的来源。
通过转导从c-onc得来的
当逆转录病毒插入宿主DNA的c- onc附近时,有可能通过基因重组而使逆转录病毒基因组发生缺失,这样部分缺失的结果使部分的病毒基因与c-onc发生融合,之后以之为模板进行转录,转录模板便带有部分病毒基因和部分c-onc基因,当该转录产物经过剪接加工后与另一野生型逆转录病毒的RNA同时被包装到一个病毒颗粒中时,这两种RNA分子则会在RNA水平上再次产生重组,结果产生的重组分子含有一个c-onc基因,称之为v-onc。
7. 举例说明Epigenetic mutations(表观遗传突变)对癌症的作用。
表观遗传突变在不改变基因型的基础上可以影响生物的表型,它包括DNA甲基化,组蛋白的修饰等。研究发现,肿瘤细胞在表观遗传水平上与正常细胞有很大的不同,且表观遗传突变可在一定程度上诱导肿瘤发生。
以DNA甲基化为代表的表观遗传修饰在肿瘤细胞中经常发生改变。通过对DNA甲基化模式的研究,人们发现肿瘤细胞中存在异常的DNA甲基化状态:正常情况下,抑癌基因启动子区的CpG岛是开放的,可启动抑癌蛋白的表达,抑制癌症的发生,但在癌细胞中,抑癌基因启动子区CpG岛高甲基化处于封闭状态,导致这些抑癌基因无法转录,并且丢失了正常细胞的功能;同时,肿瘤基因组在重复序列有普遍的低甲基化,肿瘤特异性基因和印记基因也表现出低甲基化,这可能会导致肿瘤和印记丢失,以及基因组的不稳定。
麻醉剂、情绪稳定剂、化疗药物可去除甲基,对癌症治疗有效。
8. 为什么说Ras蛋白具有split personalities(人格分裂)?
人格分裂是指某人都多重性格,而对于Ras而言,是指它有多重功能:
1) 有促进癌症发生的倾向;2)也有抑癌的效应。
ras为原癌基因,其活化后能使鼠NIH/3T3细胞系转化为肿瘤细胞;但同时,Ras也有抑制癌症的作用:p53是重要的抑癌因子,当MDM2结合p53后,可以介导p53通过泛素化途径降解,而Ras则通过Raf、PI3K抑制MDM2的作用,帮助p53发挥抑癌作用,因此也具有抑癌效应。
所以说Ras既有致癌作用又有抑癌功能,它具有split personalities。
9. Chromosomal translocation如何致癌。
1)染色体易位使得表达融合蛋白,产生癌症。如Trk(一种RTK)与原肌球蛋白,在染色体易位时产生了一种N端来自原肌球蛋白、C端来自Trk的一种融合蛋白,这种蛋白可导致癌症的发生;
2) 染色体易位使得一条染色体的调节基因转移到另一条染色体基因上,从而改变了基因的表达水平;以Burkitt's lymphoma 为例。8号染色体上有原癌基因c-myc,在正常细胞中低表达;而在14号染色体上有免疫球蛋白重链的恒定区和可变区的基因CH和VH,当8号染色体和14号染色体经易位发生交换后,使得c-myc置于靠近重链恒定区基因CH的增强子区,从而导致c-myc基因的表达大大提高,导致癌症的发生;
3)通过染色体易位形成新的融合基因,以产生了新的融合蛋白,以费城染色体的形成为例,第9号染色体有ABL基因,22号有BCR基因,二者均为原癌基因,当两这条染色体发生易位则产生融合基因BCR-ABL,从而产生一个新的酪氨酸激酶,并且为组成性表达,最终导致CML,即人慢性粒细胞白血病。
10. 简述p53、RB及myc基因的功能。
p53基因是细胞内重要的抑癌基因,位于17号染色体p14区,~20bp,含有11个外显子,其编码蛋白是一种转录因子,也DNA结合蛋白,在细胞周期调节过程中发挥重要作用,现在发现p53是一个蛋白质家族,主要抑制细胞从G1期进入S期,与细胞的增生、分化和凋亡密切相关;p53对DNA损伤可作出应答,它可活化DNA损伤修复蛋白,进行DNA损伤修复,维持DNA的稳定性;p53对细胞凋亡也有诱导作用,但现在具体的机理还不清楚。
RB基因(成视网膜细胞瘤)是细胞内重要的抑癌基因,定位于13号染色体q14区,~200bp,含有27个外显子,其表达产物是一种抑癌蛋白、DNA结合蛋白。约有10个磷酸化位点,低磷酸化时在细胞G1期作为细胞周期关卡,一旦高磷酸化,就失去checkpoint作用,以磷酸化和去磷酸化的形式来参与细胞周期的调控和细胞程序死亡,在细胞分化过程的起始阶段发挥关键性作用;可作为转录因子的辅助因子和接头蛋白来抑制细胞的增生,其在转录水平调节的最终结果可影响到细胞某些基因的表达,基因的稳定性;在细胞分化,衰老,死亡,血管增生中均起作用等,其突变和许多癌症的发生有关系。
myc:为原癌基因,其编码的蛋白具有多重功能。是一种转录因子,具有转化细胞的能力,并有与染色体DNA结合的特性,在调节细胞生长、分化及恶性转化中均发挥作用。它可促进染色质的修饰,诱导转录,可在复制起始水平、转录水平上以及翻译水平上来发挥作用(可通过募集HDAC或HAC进行染色质修饰,从而抑制或促进转录;促使mRNA帽子的甲基化;在DNA复制起始,决定DNA复制起始位点的起始频率与时间)。
11. 体内有哪些途径可能激活myc基因致癌?
myc基因编码产生的MYC蛋白是一种转录因子,具有DNA结合结构域,一般情况下,myc在正常细胞中低表达,若MYC在表达水平失去控制高表达,就会产生肿瘤。有以下几种方式可以导致myc失调:
1)逆转录病毒携带v-myc感染,转导产生v-gag-myc基因,可促进转化的正常组织、细胞有肿瘤发生;
2)大的遗传异常影响myc位点,包括逆转录病毒启动子或增强子的插入,染色体易位及基因的扩增;
3)激素或生长因子的活化,它们的受体,第二信使或转录效应因子集中对MYC表达的影响;
4)直接或间接改变稳定MYC mRNA或蛋白的机制也会激活myc基因致癌。
除了在基因水平,其他水平myc的改变也会致癌:
1) 染色体水平:可通过募集HAT、HDAT(组蛋白去乙酰化转移酶)使基因表达关闭;
2) 转录水平:与MAX在转录水平使某些特定的基因表达改变;
3) 细胞周期水平:在细胞周期过程中发生同源重组,使细胞周期重新进入,加速细胞周期;
4) 翻译水平:可诱导使mRNA甲基化;
5) DNA复制水平: myc的增多可能导致肿瘤。
12. 简述cancer和DNA damage以及Apoptosis的关系如何。
在多细胞生物体中,细胞的数量保持在一定的量上。这种平衡是通过有丝分裂的细胞增生以及由细胞凋亡引起的细胞死亡来实现的。如果这一平衡被打破,则有可能产生癌变。为了处理DNA损伤,细胞进化出一套复杂的修复系统,如果这套系统失败,则会导致基因组不稳定,进而在生理状态下引发细胞凋亡。如果关键的凋亡信号蛋白突变或者癌基因激活,则可能发生肿瘤。
进化中凋亡途径是保守的,抗凋亡蛋白如Bcl-2的过量表达会导致不适当的细胞存活,这与慢性淋巴白血病及其他癌症的发生也相关,促进凋亡的p53的失活液有相似的致癌效应。CD95信号与凋亡、组织生长和肿瘤形成有关,在肿瘤细胞中,FLIP过量表达,激活AKT、NF-kB、JAK的信号通路,导致肿瘤细胞增殖。
13. 为什么抽烟和黄曲霉容易导致癌症?
1)烟含有苯并芘,它可通过一系列的反应演变而修饰基因组中的G,使G易变成T而发生突变,从而导致癌症的发生;此外烟中的尼古丁是乙酰胆碱受体的一个兴奋剂,因此抽烟可以激活乙酰胆碱受体,从而通过该信号通路可导致细胞的增生并且抑制细胞的凋亡;同样它可激活其他的信号途径而发生癌变;
2)黄曲霉素可经过酶的催化而产生一个大的基团,来修饰基因组中的G,促使DNAP在G的互补位错误插入A,使原来的G≡C变成G≡A,从而使基因(如p53)发生突变致癌。
14. 导致基因组不稳定的主要原因是什么?其后果是什么?
1)端粒的丢失:其产生的原因是细胞在无端粒酶的情况下持续分裂,导致染色体间的融合,形成融合-桥-断裂循环,由于细胞分裂,染色体随机断裂,造成染色体的缺失与重复,使基因组不稳定;
2)双链末端的产生,其产生原因是由于DNA断裂未经修复,其中的DSB是最主要的因素,从而产生变异,导致基因组的不稳定;
3)染色体重排:染色体重排涉及到染色体的缺失、易位或重复,导致基因拷贝数的改变,增加基因组的不稳定性;基因组的不稳定在正常生理情况下会导致细胞凋亡,如果关键的凋亡信号蛋白突变,原癌基因的激活,或抑癌基因突变,则可能导致癌症的发生
15. 简述关于癌症发生的几个假说的内容,谈谈你自己的看法。
1)标准法则:是以结肠癌为例的致癌基因-抑癌基因突变模型,指发病符合多阶段,多基因(一般4~6个)突变累积的模型;
2)修正的标准法则:癌症发生早期,一个或多个DNA损伤修复基因突变,使每个细胞中积聚1~10万随机突变,致癌症相关基因发生突变。该理论认为癌症发病不是依赖4~6个特定基因的突变,而是由损伤修复基因突变导致的其他大量随机突变的积累;
3)早期不稳定理论:染色体不稳定性早期发生,对细胞复制起关键作用的控制基因突变或因表观遗传修饰失去功能,染色体将出现异倍体,导致若干癌基因或抑癌基因突变;
4)全异倍体理论:异倍体是癌基因最早发生的遗传变异,即使没有特定的基因突变,异倍体足以致癌。
所有的理论均需要扩展,它们只能解释一类或几类癌症的发生,不可能完全覆盖,因为癌症的发生是一个非常复杂的过程,即使是同一种癌症,突变的基因也未必相同,并呈现一定的个体差异,研究的过程中要考虑表观遗传的影响。后三种理论符合新的实验结果,并且有融合趋势。
16.治疗Breast cancer开发了哪些药物?
乳腺癌中呈现较多的HER(人表皮生长因子受体),可以分为4类,其中最主要的是HER2。因此在设计药物时,将HER作为药物靶点。Herceptin和Dimercept是治疗乳腺癌的药物。
1)直接设计针对HER2的单克隆抗体:直接作用于HER2的抗体;2)设计阻止HER2二聚体的形成的抗体;3)抗体与具有细胞毒作用的药物共同作用,通过抗体将药物运输到作用位点来发挥作用;4)双/三特异的抗体:可以把具有细胞毒作用的细胞募集到作用靶点来发挥作用;5)通过设计抑制酪氨酸激酶活性的药物来实现治疗;6)设计热休克蛋白的抑制剂,来进一步控制HER2及下游信号蛋白的稳定性,从而达到治疗的目的;7)设计能识别HER2和VEGR及其他和癌症有关的元件的药物,通过一药多用的手段达到治疗目的;8)设计可恢复抑制肿瘤转移的药物来进行治疗。
赫赛汀(Herceptin)即人类的抗HER2单克隆抗体,它作用于乳腺癌细胞的HER2表面蛋白,干扰癌细胞的生物学进程,最终致其死亡。
17. 简述HPV vaccine的原理。
HPV的E6和E7直接和宫颈癌的发生相关。
E7可以和RB结合,从而抑制RB与E2F的结合,导致E2F的过量释放,使DNA大量复制,促使癌症的发生;
E6可结合在p53上,导致p53降解,从而导致细胞的增生;
故可以此来开发HPV疫苗来抑制E6和E7的表达
使用多种疫苗的组合,如四价体疫苗,即HPV 6/11/16/18 L1类病毒颗粒疫苗。
六.HIV
I.名词解释
1.TAR RNA :
是HIV-1 的一个顺式作用元件,处在+1~+59的位置,是一段RNA。是自身转录出来的前59个核苷酸形成RNA增强子,可形成特征性的茎环结构被tat结合来发挥作用。
2.“ADIS cocktail”therepy
艾滋病鸡尾酒疗法,原指高效抗逆转录病毒治疗(HAART),由美籍华裔科学家何大一提出,是通过三种或三种以上的抗病毒药物联合使用来治疗艾滋病的一种方法。该疗法可减少单一用药产生的抗药性,最大限度地抑制病毒的复制。
3.NRTI&NNRT
核苷逆转录酶抑制剂,是合成HIV的DNA逆转录酶底物脱氧核苷酸类似物,在体内转化成活性的三磷酸核苷衍生物,与天然的三磷酸脱氧核苷竞争性的和HIV逆转录酶(RT)结合,抑制RT的作用,阻碍前病毒的合成,如ddC,ddI;
非核苷逆转录酶抑制剂,作用机理是通过与逆转录酶的非底物结合部位结合通过别构作用而抑制HIV逆转录酶的活性。