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组学与医学

关于基因组学的论文

公共卫生面临的基因时代 摘要:随着生物-心理-社会医学模式的转变,人类医学进入基因组时代,海量的生物医学信息在疾病防治领域的应用带给公共卫生前所未有的机遇和挑战。而作为公共卫生的主要学科----预防医学的理论发展和研究方向也发生相应的改变,基因组时代的医学对预防医学不仅是挑战,更是一个新的起点。 关键词:公共卫生;基因组时代;预防医学;机遇与挑战 公共卫生的发展与医学进步和人类健康密切相关,具有鲜明的时代特征。疾病预防的理念也在渐渐的被赋予新的内涵。近年来,人类基因组计划,人类基因组单体型图计划(HapMap Project)和全基因组关联研究(Genome-wide Association Study )相继启动和完成,标志着生物医学进入了基因组时代,生物学界和医学界因此积累了大量宝贵的健康资源。因此科学家预测,充分利用基础医学的研究成果为疾病的个体化防治服务,将预示着一个新的公共卫生时代的到来,即基因组时代的公共卫生。基因组时代的公共卫生是对传统意义上的公共卫生的继承和发扬。 首先,新的研究技术和手段以及多学科的交叉和合作为预防医学研究增添了新的活力。 基因组学的目的在于阐明基因组的结构与功能。基因组学发展至今,仍有相当多的基因功能不清,这对环境有害因素的致病机制、营养对防治疾病的机制、传染病以及各种慢性病的发病机制提出了挑战,同时也提供了机遇。基因组学研究技术在预防医学领域有广泛的应用,如DNA重组技术应用于乙肝重组亚单位疫苗的研制并成功地在我国推广应用。 基因克隆技术的应用产生转基因或基因敲除动物和细胞株,转基因技术可导入外源性的或发生突变的基因片断,在染色体基因组内稳定整合,使导入的基因能进行稳定的遗传并表达,把基因敲除与转基因技术完美地结合在一起,可以用于研究和发现重大传染病或慢性疾病的新基因及功能。 而且,用于以核酸杂交技术为基础发展起来的聚合酶链反应(PCR)技术可以进行各种致病病原体的检测,不仅可以做单一病原体的专用检测,也可以将有关病毒、细菌中不同的品种作一次多元检测,大大提高了检测的灵敏度和特异性。对于难于培养的病毒(乙肝)、细菌(如结核、厌氧菌)和原虫(如梅毒螺旋体) 等来说尤为适用。 不仅如此,质粒图谱分析技术、限制性内切酶图谱分析以及寡核苷酸图谱分析等,在病原体检测、分型、鉴别致病性、分析变异以及宿主作为传染源的传染性和测定排毒期的长短等研究中也有着广泛的应用。 其次,分子流行病学与基因多态性研究也为公共卫生带来了实际指导意义。 分子流行病学不仅将分子生物学技术用于研究病原微生物的蛋白质和核酸分子结构的差异,以阐明疾病的流行病学特点,同时也用来检测暴露于外来化学致癌物中的DNA 特有分子标记,以表示DNA 受损程度并观察其后果。我国预防医学领域中关于基因多态性的研究既包括基因多态性与病因未知的疾病关系的研究,又包括对已知特定环境因素致病易感基因的筛检,涉及的疾病有肿瘤、神经系统、生长发育、循环系统和骨骼疾病等。基因多态性的研究在职业医学领域更具有实际意义。 通过对易感基因和易感性生物标志物的分析,将某些携带敏感基因型的人甄别出来,采取针对性预防措施,将提高预防职业环境中接触污染物的种类

转化医学

临床医学的发展离不开临床病例的观察和基础医学研究的积累,而基础研究的方向大都来自于临床工作中所遇到的难以解决的实际问题。良好的医学临床和基础研究的协同发展将会大大加快医学发展的步伐。然而,目前很多临床实际问题的提出者往往缺乏较好的科研思维或不具备良好的研究条件和设施;而另外一方面大量的基础研究偏离临床实际,其研究成果很难在临床上应用。导致临床上遇到的问题常常得不到解决,患者在短期内难以体验到基础医学研究带来的便利和好处;同时,基础医学研究的成果又很难付诸实施。这种临床与基础研究脱节的情况被生动的比喻为“死亡之谷”,“两层皮”。在这种情况下,“转化医学”的概念应运而生,期望能把医学基础研究的最新成果快速有效地转化为临床工作中能够使用的技术、产品和诊、治方法,即从实验室到病床(from bench to bedside, B to B),再从病床到实验室的连续过程(from bedside to bench,B to B)。虽然转化医学的概念提出才十几年,但已引起了世界各国的广泛关注和重视。 一、转化医学提出的时代背景和意义 在过去的一个多世纪里,随着科学技术的发展,医学事业发展迅速并取得辉煌成就,医疗水平明显提高。人们乐观地相信:一个逐步消灭传染病、有效控制慢性病,更加健康、长寿的时代已经向人类走来。的确,20世纪不仅目睹了医学技术的巨大进步,也见证了卫生服务系统和医疗保障制度的建立和发展。青霉素的发明和使用使得让之前不治的肺炎、脑膜炎等得到有效的控制;卡介苗与链霉素的发现及广泛运用使结核病的病死率大幅下降;维生素、微量元素等营养制剂的发现与合成,使营养缺乏症得到根本性改观;各类疫苗的研制成功地消灭了天花,并使脊髓灰质炎等传染性疾病得到有效控制;60年代的冠状动脉搭桥和器官移植手术,充分显示了外科技术的突飞猛进;物理化学等新技术与临床的高度融合使得电子显微镜、纤维内窥镜、计算机断层扫描及摄影(CT)、磁共振成像(MRI)、正电子摄影(PET)等得以发明成功,使得对疾病的诊断和评估手段发生了革命性的变化。这一切应该都归功于医学科学研究的进步,特别是群体性临床流行病学研究的进步。 但是,自20世纪八、九十年代以来,人类又面临了更多新的挑战,首先人类疾病谱发生了巨大变化:以肿瘤、心血管疾病、遗传和代谢性疾病为代表的多因素致病的危险性急剧增加,用对单因素致病的传统研究方法已经无法满足疾病的诊断、治疗、预后判断、危险因素评估和预防措施的需要。缺乏临床患者验证的研究不可能取得真正突破性进展,基础与临床密切结合将是未来疾病研究的主要模式,重大疾病的临床研究应在医学科学研究中逐渐起主导作用。其次临床经济学的发展对临床实践也提出了新的要求,如何寻找在取得同等临床疗效的前提下最经济的诊断和治疗手段,是全世界各个国家面临的共同选择。全球耗费了成千上万的资金推动了人类基因组计划、蛋白质组计划等全球性的基础研究。人类基因组全序

免疫学在生物学和医学发展中的作用

免疫学在生物学和医学发展中的作用 一、免疫学与医学 免疫学的发展及其向医学各学科的渗透,产生了许多免疫学分支学科和交叉学科,如免疫理学、免疫遗传学、免疫药理学、免疫毒理学、神经免疫学、肿瘤免疫学、移植免疫学、生殖免疫学、临床免疫学等。这些分支学科的研究极大地促进了现代生物学和医学的发展。免疫学的发展必将在恶性肿瘤的防治、器官移植、传染病的防治、免疫性疾病的防治、生殖的控制,以及延缓衰老等方面推动医学的进步。 二、免疫学与生物学 免疫系统对自己与非己的识别,以及对自己成分的免疫耐受和对非已成分的免疫应答,都涉及细胞间的信息传递、细胞内信号传导和能量转换等生命过程的基本特性。 免疫系统的功能受遗传控制。目前对机体各种生理功能的遗传控制还知之甚少。免疫遗传学的研究第一次揭开了机体生理功能系统的遗传控制机制。这对在基因水平研究机体的生理功能具有重要意义。 免疫细胞在发育成熟的过程中都伴随有膜表面标志的变化。在发育的任何阶段发生恶性变的免疫细胞,都具有其固有的、特定的膜标志。这些不同分化阶段的恶性肿瘤细胞是研究细胞恶性变机制的理想模型,对研究恶性肿瘤发生学具有重要意义。 MHC基因复合体的结构和功能研究、免疫球蛋白基因表达的等位排斥现象的研究、免疫球蛋白以及其他免疫分子基因的研究、对DNA结合蛋白调节细胞因子表达的研究等都大大地丰富了分子生物学的研究内容,促进了对真核细胞基因结构和表达调控的认识。免疫学技术的发展,为生命科学的研究提供了有力的手段。单抗的应用给生物科学的发展带来了突破性的变革;免疫组化技术与分子杂交技术的结合,使得对基因及其表达的研究可达到定量、定性、定位的程度。显然,免疫学在生物学的发展中具有重要作用。 三、免疫学与生物技术的发展 回顾免疫学的发展历史,可以清楚地看到,免疫学每一步重要进展都推动着生物技术的发展。上世纪末本世纪初,免疫学在抗感染方面的巨大成功,促进了生物制品产业的发展。人工主动免疫和被动免疫的应用,有力地控制了多种传染病的传播。在过去30年中,免疫学的巨大进展在更深的层次和更广阔的范围内,推动了生物高技术产业的发展。用细胞工程产生的单克隆抗体,用基因工程产生的细胞因子为临床医学提供了一大类具有免疫调节作用的新型药物。这些新型药物主要着重于调节机体的免疫功能,则副作用较少,因而在多种疾病的治疗上具有传统药物所不可替代的作用。目前以免疫细胞因子和单克隆抗体为主要产品的生物高技术产业,已成为具有巨大市场潜力的新兴产业部门。

第3章 人类基因组学

第三章人类基因组学 基因组指一个生命体的全套遗传物质。从基因组整体层次上研究各生物种群基因组的结构和功能及相互关系的科学即基因组学。基因组学的研究内容包括三个基本方面,即结构基因组学,功能基因组学和比较基因组学。 人类基因组计划(HGP)是20世纪90年代初开始,由世界多个国家参与合作的研究人类基因组的重大科研项目。其基本目标是测定人类基因组的全部DNA序列,从而为阐明人类全部基因的结构和功能,解码生命奥秘奠定基础。人类基因组计划的成果体现在人类基因组遗传图,物理图和序列图的完成,而基因图的完成还有待大量的工作。 后基因组计划(PGP)是在HGP的人类结构基因组学成果基础上的进一步探索计划,将主要探讨基因组的功能,即功能基因组学研究。由此派生了蛋白质组学,疾病基因组学,药物基因组学,环境基因组学等分支研究领域,同时也促进了比较基因组学的展开。后基因组计划研究的进展,促进了生命科学的变革,可以预见会对医学、药学和相关产业产生重大影响。 HGP的成就加速了基因定位研究的进展,也提高了基因克隆研究的效率。基因的定位与克隆是完成人类的基因图,进而解码每一个基因的结构和功能的基本研究手段。 一、基本纲要 1.掌握基因组,基因组学,结构基因组学,功能基因组学,比较基因组学,基因组医学, 后基因组医学的概念。 2.熟悉人类基因组计划(HGP)的历史,HGP的基本目标;了解遗传图,物理图,序列图,基因图的概念和构建各种图的方法原理。 3.了解RFLP,STR和SNP三代DNA遗传标记的特点。 4.熟悉后基因组计划(PGP)的各个研究领域即功能基因组学、蛋白质组学、疾病基因组学、药物基因组学,比较基因组学、生物信息学等的概念和意义。

医学生物学知识点资料

医学生物学知识点

医学生物学知识点 第一章生命的特征与起源 1.生命的基本特征★★★(9条 p7-p9) ①生命是以核酸与蛋白质为主导的自然物质体系 ②生命是以细胞为基本单位的功能结构体系 ③生命是以新陈代谢为基本运动形式的自我更新体系 ④生命是以精密的信号转导通路网络维持的自主调节体系 ⑤生命是以生长发育为表现形式的“质”“量”转换体系 ⑥生命是通过生殖繁衍实现的物质能量守恒体系 ⑦生命是以遗传变异规律为枢纽的综合决定体系 ⑧生命是具有高度时空顺序性的物质运动演化体系 ⑨生命是与自然环境的协同共存体系 第二章生命的基本单位-细胞 1.细胞的发现(时间、人物)(P10) 1665年,英国物理科学家胡克。 2.细胞学说的基本内容(4条)p13 ①一切生物都是由细胞组成的 ②所有细胞都具有共同的基本结构 ③生物体通过细胞活动反映其生命特征 ④细胞来自原有细胞的分裂

3.细胞的基本定义(4条)p14 ①细胞是构成生物有机体的基本结构单位。一切有机体均由细胞构成(病毒为非细胞形态的生命体除外); ②细胞是代谢与功能的基本单位。在有机体的一切代谢活动与执行功能过程中,细胞呈现为一个独立的、有序的、自动控制性很强的独立代谢体系; ③细胞是生物有机体生长发育的基本单位。生物有机体的生长与发育是依靠细胞的分裂、细胞体积的增长与细胞的分化来实现的。绝大多数多细胞生物的个体最初都是由一个细胞——受精卵,经过一系列过程发育而来的; ④细胞是遗传的基本单位,具有遗传的全能性。人体内各种不同类型的细胞,所含的遗传信息都是相同的,都是由一个受精卵发育来的,他们之所以表现功能不同是有于基因选择性开放和表达的结果。 4.细胞体积守恒定律(p14) 器官的大小与细胞的数量成正比,而与细胞的大小无关,这种关系有人称为“细胞体积守恒定律”。 5.细胞的主要共性(3条) ①所有细胞都具有选择透性的膜结构 ②细胞都具有遗传物质 ③细胞都具有核糖体 6.真核细胞和原核细胞的主要区别★★★(表2-1)

医学分子生物学

医学分子生物学 疾病和基因关系始终是医学领域关注的重大问题。在孟德尔遗传规律被重新认识的初期,就发现许多疾病受到遗传因素的控制,遵守孟德尔遗传因子的传递规律。遗传连锁定律的提出,现代经典遗传学理论体系的完善,极大地促进了对遗传性疾病的认识。上世纪40年代,L Pauling提出了”分子病”的概念,1956年,V Ingram发现血红蛋白β链第六位氨基酸从谷氨酸突变为缬氨酸是导致镰刀状贫血的原因。几乎同时,J.Lejeune发现Down综合症是由于21号染色体三陪体异常所致,系列染色体疾病病因。1976年,H Vanmus 和M Bishop在对肿瘤病毒学的研究中,发现了病毒癌基因,继而又无确定细胞癌基因的存在,此后抑癌基因也相继被发现,建立了肿瘤发生的基因理论,肿瘤被认为是体细胞的遗传病得到了普遍的认可。1983年,将亨廷顿病基因定位于第四号染色体上,1986年,克隆了慢性肉芽肿病的致病基因,同年杜氏肌营养不良和视网膜母细胞瘤的基因,也被定位克隆成功,掀起了单基因遗传病致病基因鉴定和克隆的热潮。世纪之交,人类基因组计划的完成,新的DNA标记的发现,为研究常见病的遗传因素成为了可能,2005年,首次用全基因组关联分析(GWAS),解析了视网膜黄斑变性病的相关基因,揭开了复杂性疾病易感基因确定的序幕,此后,一系列的常见多发疾病基因的GWAS研究,极大地丰富了人们对疾病发病机制的认识,加深了对疾病发生发展机制的认知。今天,疾病和基因关系仍是很长一段时间的重点工作,解析疾病基因,不但可以确定疾病的遗传易感性,有目的的开展预防、诊治,更

重要的是了解疾病新的致病机制,为分子诊断、分子靶向干预提供分子靶点。另一方面,药物作用靶点分子基因在人群的多态性,对药物作用的疗效影响;参与药物吸收、分布、代谢、排泄和毒性(admet)的基因多态性,也会影响药物的疗效,即药物基因组方面的研究,必将成为后基因组时代的重要研究内容。以疾病基因组学和药物基因组学为代表的组学研究进展,将为个体化医疗、精准医学提供理论和实践基础。

转化医学应用现状及其困境分析

转化医学应用现状及其困境分析 本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意! 化医学作为一种科学理念,从着名医学杂志TheLancet于1996年刊文提出“转化医学”的概念至今已近17年。纵观这些年的发展历程,无论是生物医学研究者,亦或是临床医学专家,都正在通过自己的努力,尽力将先进的成功基础理论与成果向“以患者为中心”的临床医学应用转化,即通过双向转化通道,在基础研究与临床医学之间建立联系的桥梁,进而推动基础研究向临床医疗诊治快速转化与应用。但是,通过长期实践,基础医学与临床医学仍严重脱节,先进的基础研究成果难以向有实际需要的临床医学转化,使转化医学面临诸多困境。 因此,面对基础研究与临床医学实践的脱节,有必要找到转化医学理念应用的瓶颈所在,使基础研究向临床医学实践顺利转化。 1.转化医学应用现状 转化医学指基础医学与临床应用之间的双向转化过程,是基础医学与临床应用之间连接的桥梁,属于一种循环式的科学体系,即基础研究的新成果及时转

化到临床应用领域(包括医疗、预防、护理等多个方面),为疾病的诊断和治疗提供更先进的措施和方法。另外,在临床应用中及时修正,并将相关信息反馈回基础研究中,进一步使其完善、发展,而最终目的是提高人民的健康水平。但值得注意的是,虽然转化医学属于双向转化过程,但人们更加关注的是基础研究向临床应用的转化,而这则是最困难的事情,涉及到时间、经费、伦理等诸多因素。 纵观国内外的各种基础医学研究,很大一部分在向临床实践进一步转化的过程中,难以将基础研究成果再次重复。因此,基础研究成果缺乏可重复性,是目前转化医学失败的首要原因,使基础医学与临床医学相互脱节,基础研究的优秀成果难以为临床实践服务。尽管在转化医学实施的过程中有许多经典的案例,但从国内外对疾病诊治的相关转化医学应用效果来看,应用现状仍不容乐观。 肝细胞癌的转化医学研究 肝细胞癌(以下简称“肝癌”属于较为常见的肿瘤,是恶性度较高的肿瘤之一。据统计,在我国,肝癌是恶性肿瘤死亡原因的第二位,就全世界而言,则位于恶性肿瘤死亡原因的第三位。近10年来针对肝癌治疗研究的技术领域不断扩展,具有代表性的研究方法包

现代生物学与医学

现代生物学与医学 医学院邵逸夫医院 黄悦 [摘 要] 本文回顾了生物学和医学发展的历程,展望了现代医学所面临的机遇与挑战。现代生物学技术极大地促进了医学的发展,现代生物学技术使现 代医学获得了前所未有的发展机遇,同时也正遭遇着严峻挑战。 [关键词] 生物学技术, 医学, 现代生物学,正以迅猛的速度向前发展着,其影响之广泛,意义之深远,是以往任何科学技术所不可比拟的。随着现代生物学技术在医学领域的渗透,各种强有力研究手段的运用,现代医学正面临着前所未有的机遇与挑战。人类社会经历了200多万年的漫长历史,已经发展到了高度文明的阶段。伴随着古代科学技术的萌芽,产生过巴比伦、中国、印度和希腊的古代文明;从文艺复兴到19世纪,近代科学技术使得欧洲成了近代世界文明的中心;而现代生物学技术的发展使我们正处在现代生物学革命时代。 一、医学的历史发展与生物学技术发展相一致 医学是人类长期同疾病作斗争的实践经验的总结。有了人类,就有了医疗活动。医学的发展,经历了原始医学、经验医学、实验医学和现代医学几个阶段,每一个阶段医学的特点和发展水平,都是同当时社会的科学技术发展水平相一致的。 在原始社会,人们在生产实践中逐渐懂得了一些医学卫生知识,这是医学的萌芽,还谈不上科学形态的医学。到了奴隶社会,由于脑力劳动和体力劳动的分离,才有可能出现专门从事医疗工作的医生,产生了医学。古代埃及、巴比伦、中国和印度等人类文化的摇篮中,产生了经验医学。这也是与当时低水平的生物学发展相一致的。随着生物学的进一步发展,自16世纪开始了建立在实验基础上的近代实验医学时代。16、17世纪的主要成就在于基础医为。到18、19世纪,医学的重点已经转移到了临床医学。经过300多年,人们借助于近代科学技术,在细胞水平上,对人体的结构和功能,对疾病的症状和机制,进行了深入的研究,积累了大量的临床实践经验,极大地拓展了医学的领域。 进入20世纪以来,由于生物学技术的渗透,各种强有力的研究手段的运用,

转化医学研究与发展

转化医学的研究及发展 一、概述 1.转化医学的概念 转化医学又称转化研究,是进入21世纪以来国际生物医学及健康领域出现的新概念,从概念的提出到现在10多年间迅速发展,转化医学是医学研究的一次伟大革命,转化医学概念一经提出,就引起基础医学、临床医学、预防医学和生物制药界,以及医学科技规划与管理等领域的极大关注,已经成为全球医学研究的一个新的起点和着力点。 1992年《Science》杂志首次提出“从实验室到病床”(bench to bedside,B to B)的概念,1994年开始出现转化型研究,1996年Lancet杂志首现转化医学这一新名词。 转化医学又称转换或转译医学,其有关研究通常称为转化研究或转化科学,是近年来国际医学健康领域出现的新概念。已经成为现代医学研究的一个分支。是把基础医学的进展快速的转化到临床实践中,为病人服务,为人类健康造福,这就是转化医学。 2.美国国家卫生研究所对转化医学的定义 (1)实验室体外发现和动物体内试验; (2)在动物实验的基础上,进一步在人体内试验,证实其临床效果、安全性,并在实践中推广。转化医学就是从实验台到病床,再从病床到实验台(“bench to bedsid e”and“bedside to bench”,“B 2 B”)的连续过程。 二、转化医学产生背景 在近代,尤其是近20世纪50年,随着物理学,计算机科学和生物学的发展,医学取得了根本性的进步,为现在医疗技术奠定了几乎所有的基础。以分子生物学为代表的基础医学领域,出现了一系列突飞猛进的发展,逐渐形成各自的体系,基础与临床在各自的研究体系里并肩前进,都取得了自认是令人瞩目的成就,造成了基础研究与临床研究脱节,临床医师和基础科研工作者之间缺乏真正的交流与合作。 随着社会发展及生活方式的改变,疾病谱和死因顺位发生了根本性的变化,疾病谱和死因顺位的转变促使医学研究模式转变,随着人类寿命的延长,慢性疾病发病率增高,医疗费用不断增加,医疗负担越来越重,以肿瘤、心血管疾病、遗传和代谢性疾病为代表的多因素致病的危险性急剧增加,用对单因素致病的传统研究方法已经无法满足疾病的诊断、治疗、预后判断、危险因素评估和预防措施的需要。因此,疾病的预防和早期干预将是一个重要的课题。传统的单因素研究方法已无法满足这些慢性病的防治需要。慢性病的防治需要包括基础和临床等多学科的合作研究,采用多因素研究模型的思路。基础研究积累的大量数据及其意义需要进一步解析。基础研究和药物开发及医学实践三者需要整合。 三、转化医学的特征

医学生物学复习提纲

医学生物学复习思考题 1 生物学的概念 生物学是研究生命现象的本质,并探讨生命发生,发展规律的一种生命科学。 2 生命的基本特征 核酸、蛋白质:生命大分子——共同的物质基础; 细胞——相似的生物结构和功能的基本单位; 新陈代谢——高度一致的生命基本运动形式; 信息传递——维持机体生命活动的统一机制; 生长和发育——生物体由量变到质变的表现形式; 生殖——生命现象无限延续的根本途径; 遗传和变异——决定和影响生命现象的中枢; 进化——生命活动的全部历史; 生物与环境的统一——生命自然界的基本法则。 3 生物大分子的概念;蛋白质和核酸的基本组成单位。 生物大分子包括蛋白质和核酸等,它们分子结构复杂,分子量大,分子中载有生命活动的信息,是在生命有机体中担负各种各样生理功能的有机化合物。生命大分子是一切生命有机体形态结构和生理功能最重要的物质基础。蛋白质:由许多氨基酸脱水缩合而成的大分子多聚体。 4 核酸的种类分布和分子组成。 核酸:核酸是由许多核苷酸构成的多聚体。 核苷酸:由磷酸、戊糖和含氮碱基构成。 核酸主要包括核糖核酸和脱氧核糖核酸。核糖核酸主要分布于细胞质和少量细胞核内;脱氧核糖核酸主要分布在细胞核和线粒体。 5 DNA、RNA的结构和功能。 DNA 结构分为一级结构和二级结构: 一级结构:脱氧核苷酸由3’-5’磷酸二酯键结合成多核苷酸; 二级结构:DNA 双螺旋结构。 DNA 分子能够指导细胞中蛋白质合成,进而控制细胞中蛋白质的合成、组成和各种代谢反应的完成。DNA具有自我复制能力,从而逐代传递遗传信息。RNA:不同核糖核酸由3’-5’磷酸二酯键连接;多呈链状,某些通过单键自身回折形成假 DNA 由两条走向相反的互补核苷酸链构成,两条链均按同一中心轴呈右手螺旋,两链依靠彼此的碱基在双螺旋内侧形成氢键连接。 碱基互补配对原则:A—T(2 个氢键),G—C(3个氢键)。

转化医学在毒理学领域中的应用和前景

转化医学在毒理学领域中的应用和前景 在预防医学领域中,毒理学的研究任务主要是描述机体与外源化学物的中毒机理,对外来化学物进行安 全性评价,从而为制订有关卫生标准和管理方案提 供可靠的科学依据。现在,大量新化学物投入使用, 给人类健康带来了许多潜在的隐患。而现行的化学 物危险度评价体系,尤其是对毒效应无阈值的化学 物的检测评价,存在多种局限性和缺陷,如可以测试 的化学品数量少;动物实验周期长;评价的费用高; 化学物危险性评价存在物种差异等,这些缺陷正是 转化医学在毒理学应用的重大课题[5]。 生物标志物的检测是转化医学在环境和职业毒 理学应用的中心环节。新的化学物毒性评价策略提 出,应该把当前以死亡、突变、肿瘤形成等终点事件 (apical endpoints)为观察指标的毒性效应评价体系, 转换为基于毒作用机制研究结果,以毒性通路 (toxicity pathways)相关生物标志表达异常为观察 指标的高通量(high-throughout)毒性效应评价体 系。即利用高通量的生物技术及生物信息学的发 展,测定毒作用导致的“通路”或“关键事件(key events)”改变,建立相应的细胞预测模型并进行剂 量-反应关系的检测,结合环境检测水平和人群暴露 状况进行危险度评价,从而开展预防医学现场的推 广应用,以此为基础提出实际有效的防治措施。这 一依赖灵敏快捷的细胞试验进行危险度评价的理念 能大大减少动物试验体系所需的花费和时间,因而 与转化医学概念相呼应[6]。 为此,近年来,部分学者已经致力于开展毒理学 细胞模型的研究,力图以体外细胞取代传统的动物 模型,以获得更快速,更具代表性的检测工具和评价 手段。例如,Lundberg等[7]于2002年通过成功导 入了猿猴病毒40(SV40)的早期区和端粒酶催化亚 基———人端粒酶逆转录酶(hTERT)构建了永生化 的原代人类呼吸道上皮细胞,这些永生化细胞可被 H-ras或者K-ras致癌基因诱导致恶性转变。在随 后的研究中,亦提示出该类细胞株模型对于致癌物 的检测可大大缩短细胞转化的间期,从而具有潜在 的应用于化学致癌活性筛查的价值。这些研究成

基因多态性及其生物学作用和医学意义

基因多态性及其生物学作用和医学意义一、基因多态性: 多态性(polymorphism)是指处于随机婚配的群体中,同一基因位点可存在2种以上的基因型。在人群中,个体间基因的核苷酸序列存在着差异性称为基因(DNA)的多态性(gene polymorphism)。这种多态性可以分为两类,即DNA位点多态性(site polymorphism)和长度多态性 (longth polymorphism)。 1.位点多态性:是由于等位基因之间在特定的位点上DNA序列存在差异,也就是基因组中散在的碱基的不同,包括点突变(转换和颠换),单个碱基的置换、缺失和插入。突变是基因多态性的一种特殊形式,单个碱基的置换又称为单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP), SNP通常是一种二等位基因(biallelic)或二态的变异。据估计,单碱基变异的频率在1/1000-2/1000。SNP在基因组中数量巨大,分布频密,检测易于自动化和批量化,被认为是新一代的遗传标记。 2. 长度多态性:一类为可变数目***重复序列(variable number of tandem repeats, VNTRS),它是由于相同的重复顺序重复次数不同所致,它决定了小卫星DNA (minisatellite)长度的多态性。小卫星是由15-65 bp的基本单位***而成,总长通常不超过20bp,重复次数在人群中是高度变异的。另一类长度多态性是由于基因的某一片段的缺失或插入所致,如微卫星DNA(microsatellite),它们是由重复序列***构成,基本序列只有1-8bp,如(TA)n及(CGG)n等,通常重复10-60次。长度多态性是按照孟德尔方式遗传的,它们在基因定位、DNA指纹分析,遗传病的分析和诊断中广泛地应用。 造成基因多态性的原因:1复等位基因(multiple allele)位于一对同源染色体上对应位置的一对基因称为等位基因(allele)。由于群体中的突变,同一座位的基因

医学生物学名词解释

医学生物学名词解释 生物大分子:组成原生质的有机化合物中蛋白质、酶和核酸分子质量巨大,结构复杂,功能多样,具有信息,称为生物大分子。 10个以下氨基酸分子形成的化合物称为寡肽。 多肽:相对分子质量低于6000,组成的氨基酸分子少于50-100个的化合物称为多肽,一般不具有稳定的空间结构。 蛋白质:比多肽更大的称为蛋白质,既有特定且相对稳定的空间结构。 在以肽键为主,二硫键为副键的多肽链中,氨基酸的排列顺 序,即为蛋白质的一级结构。 蛋白质的二级结构:肽链上相邻氨基酸残基间主要靠氢键维系的有规律,重复有 序的空间结构。三种基本构象:… 蛋白质的三级结构:蛋白质分子在二级结构的基础上,进一步折叠,盘曲形成的, 接近球形的空间结构。维系三级结构的主要有疏水键,酯键, 氢键,离子键和二硫键等。 蛋白质的四级结构:每条多肽链都有其独立的三级结构,成为亚基。亚基间再以 氢键,疏水键和离子键等相连,所以蛋白质的四级结构是亚 基集结的结构。 蛋白质的功能:催化,调节,保护,运输,收缩,防御,信息传输,免疫等。酶:生物催化剂,具有高效性,专一性,不稳定性。 :通过蛋白质构象变化而实现调节功能的现象。空间结构 正常,但蛋白质构象发生轻微变化,使其更有效的完成生理 功能。 变性(一级结构不变):蛋白质空间结构发生破坏,理化性质改变,生物活性丧 失的过程。 DNA的双螺旋结构模型:B-DNA由两条反向平行的多核苷酸链,围绕同一中心轴, 以右手螺旋的方式盘绕成双螺旋。磷酸和脱氧核糖位于 双螺旋的外侧,形成DNA的骨架,碱基位于双螺旋的内 侧。两条链的每一对碱基互补的原则以氢键相连。 非编码链:DNA双链中能够转录的一条链成为非编码链(或反编码链),方向(3’-5’)。另一条称为编码链(5’-3’)。 核酶:具有酶活性的RNA。 膜相结构:包括细胞膜、核膜、内质网、高尔基复合体、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体、小泡等。 非膜相结构:包括染色质(体)、核糖体、中心体(粒)、微丝、微管、中间纤维核仁、细胞质基质、核基质等。 单位膜:由内外两层致密的深色带和中间一层疏松的浅色带构成的三层膜相结构(2×2+=) 生物膜:真核细胞内的膜系统与细胞膜统称生物膜。 原核细胞:结构简单,其核物质缺乏双层的核膜包裹即没有真正的细胞核(有 拟核),缺乏膜相结构的细胞器,细胞体积较小,没有完整的细胞膜。 但质膜外有一层由蛋白质和多糖组成的坚固的细胞壁。

基因组学在人类健康与疾病中的应用

基因组学在人类健康与疾病中的应用 ————094班 2090611412 王国东摘要:在发现DNA双螺旋结构50周年之际,高质量的人类基因组全序列测序工作的完成具有划时代的意义,基因组的新纪元已经到来。 关键词:DNA双螺旋、人类基因组、新纪元 前言:现在广泛公布的人类以及一系列其他生物体的基因组序列为我们描绘出了最基础的生物学以及生物医学信息。这些仍然很难破译的密码包含了细胞的结构和功能的的全部遗传指令信息,而这一信息又是揭开生物系统复杂性所必需的。阐明基因组的结构以及确定大量编码元素的功能可以建立基因组学与生物学的联系,从而加速我们对所有生命科学领域的探索。因此,我们需要新的概念和技术用来发展一种全面的、易于理解的人类基因组的编码目录明确基因编码的产物如何共同作用行使细胞和组织功能理解基因组如何改变和承担新功能。本文主要从以下几个方面来阐述基因组学在人类健康与疾病中的应用。 1.人类基因组的可遗传变异的详细理解 遗传学的主要内容之一是寻找表型的不同(性状)与DNA序列的变异之间的关联。人类遗传学的最大进步是把性状和单个基因联系起来。但是大部分的表型,包括普通疾病和对药物的不同反应,都是由更加复杂的原因所致,包括多种遗传因素(基因及其产物)以及非遗传因素(环境因素)的交互作用。揭示这一复杂体系不仅需要对人类基因组可遗传的变异进行全面描述,还需要开发出一系列用这些信息了解遗传疾病基础的分析方法。 早在几年前,人们已经急于开始建立一套人类基因常见差异的细目,包括单核苷酸多态性(SNPs),小的缺失和插入,以及其他结构上的不同。已经发现了许多SNPs,而且大部分结果已经公开(https://www.doczj.com/doc/a05881896.html,/SNP)。2002年,一个公共协作项目--国际HapMap计划(https://www.doczj.com/doc/a05881896.html, /Pages/Research/ HapMap)启动,它的目的是建立人类基因组的不均衡联接模式和单体型,用来鉴定携带大量这些模式的遗传变异信息的SNPs,从而使更广泛的遗传关联性的研究成为可能。这些研究要想成功,就需要用这种新的人类单体型框架来进行更充分的实验以及发展更多的计算方法。对人和其他模式生物遗传变异的全面了解可以推动基因型和生物功能相关性的研究。对特定变异的研究以及研究这些变异对特定蛋白的功能和途径的影响,将为我们认识和理解正常或病理状态下的生理过程提供重要新思路。把基因变异的信息结合到人类遗传学研究中的能力的提高,将为基因水平上的人类疾病的研究开启新的纪元。 2基因组学与人类健康与疾病的应用 2.1把基于基因组的知识转化为人类健康的福祉 人类基因组测序,以及基因组学其他最近及预期的研究成果,极大地有助于我们了解遗传因素在人类健康和疾病中的角色,精确确定非遗传因素,并迅速将新发现用于疾病的预防、诊

转化医学的形成、发展与现状(一)

转化医学的形成、发展与现状(一) 近年来,随着我国对基础研究的力度加大,我国发表的医学论文数目已经跃居世界前列。基础研究方面也取得了很大的进步,每年国家自然科学基金资助的项目数量及力度呈逐年递增趋势,这些成果发表的文章内容有很多涉及基因治疗、干细胞分化、移植以及对分子机制及其治疗的研究,研究成果不可谓不丰富,也不可谓不深入,基础研究在各个领域已深入到一定层次,但同时这种越来越深入的分子水平的研究,与起初医学生命科学解决目前人类的基本健康问题的初衷相差甚远,在人类许多基本的健康问题还需待解决的今天,许多临床-作者放弃本该重点解决的临床诊疗问题,去一味探索几乎接近抽象的所谓高端科技和生命奥秘,脱离了临床工作者本该关注的主要问题。 搞基础医学研究往往以发论文为目标,很多仅仅是为发表论文而已,大量的基础研究中,真正地被应用于或有潜力用于临床的屈指可数。以美国为例,虽然美国国家卫生研究院( National Institutes of Health,NIH)近几十年来一直增加对医学研究的投资,但并没有产生相应的新的诊断和治疗方法。相反,研究结果距离临床应用仍停留在称为“死亡之谷”之间的差距。临床研究和企业的差距越来越大,为扭转这一局面,采用创新的计划已势在必行,并日.要实行一些重大的变化,包括美国国立卫生研究院的同行评审过程的重大变化,为转化研究提供更多的资金,更多的资源用于培训和对具有发展潜力的年轻的临床研究工作者职业生涯的支持等。 1 992年,Choi在Scie,zce首次提出了“Bench to Bedside”(B-to-B)的概念;1993年,“转化研究”这一术语首次在Pubmed上出现;1996年,Geraghty在Lancet提出了“转化医学”这一名词。转化医学的相关英文有translational research, translation science、 translational medicine、translational medical research 等不同提法。其中“translational research”在文献中的应用最为广泛,且绝大多数是指医学领域的转化型研究。但是“translational research”的概念过于宽泛,一般认为如果特指医学领域的转化型研究,采用“转化医学”( translational medicine)更为准确。

基因多态性及其生物学作用和医学意义doc资料

基因多态性及其生物学作用和医学意义

基因多态性及其生物学作用和医学意义 一、基因多态性: 多态性(polymorphism)是指处于随机婚配的群体中,同一基因位点可存在2 种以上的基因型。在人群中,个体间基因的核苷酸序列存在着差异性称为基因(DNA)的多态性(gene polymorphism)。这种多态性可以分为两类,即DNA位点多态性(site polymorphism)和长度多态性 (longth polymorphism)。 1.位点多态性:是由于等位基因之间在特定的位点上DNA序列存在差异,也就是基因组中散在的碱基的不同,包括点突变(转换和颠换),单个碱基的置换、缺失和插入。突变是基因多态性的一种特殊形式,单个碱基的置换又称为单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism, SNP), SNP通常是一种二等位基因(biallelic)或二态的变异。据估计,单碱基变异的频率在1/1000-2/1000。SNP在基因组中数量巨大,分布频密,检测易于自动化和批量化,被认为是新一代的遗传标记。 2. 长度多态性:一类为可变数目***重复序列(variable number of tandem repeats, VNTRS),它是由于相同的重复顺序重复次数不同所致,它决定了小卫星 DNA(minisatellite)长度的多态性。小卫星是由15-65 bp的基本单位***而 成,总长通常不超过20bp,重复次数在人群中是高度变异的。另一类长度多态性是由于基因的某一片段的缺失或插入所致,如微卫星DNA (microsatellite),它们是由重复序列***构成,基本序列只有1-8bp,如(TA)n及

细胞生物学与医学的关系综述

?文献综述? 197 细胞生物学与医学的关系综述 魏红娟任尚申于红霞 (大庆油田总医院儿科,黑龙江大庆 163453) 【摘要】医学是以人体为对象研究人体生老病死的机制,研究疾病的发生、发展以及转归的规律,从而对疾病进行诊断、治疗和预防,以达到增强人体健康。它是综合的学科,必须吸收或利用其他各种学科的知识和技术服务,使之不断提高和发展。而细胞生物学是研究生命活动基本规律的学科,细胞生物学研究的各项成果、课题当然与医学的理论和实践密切相关。 【关键词】细胞生物学;医学;发展;关系 中图分类号:R329.2+8 文献标识码:A 文章编号:1671-8194(2011)09-0197-03 1 细胞生物学与医学有着密切的关系 如2003年的危害全球的疾病:严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)又称传染性非典型肺炎。该病是由一种人类从未发现过的新型冠状病毒所导致的严重危害公共卫生安全的疾病。WHO已将该病原体命名为SARS冠状病毒(SARS Coronavirus SARS-CoV)。该病突出特点是来势凶猛,可爆发流行,传染性强,病死率较高的非典型肺炎。SARS病毒是有包膜的正链RNA病毒,主要侵害人的肺部细胞,使人发生呼吸困难而死亡。S蛋白是SARS冠状病毒的主要膜蛋白,通过与宿主细胞上的受体结合介导病毒的侵入,被认为与病毒侵犯宿主免疫系统有关病毒感染引起的免疫反应中,释放大量的细胞/趋化因子,一方面这些因子可以参与抗病毒的反应,另一方面也能造成细胞的损伤和组织功能障碍[1,2]。总结病毒的结构,简单来说由蛋白质组成的外壳和核酸组成的核心构成,病毒只能寄生在活细胞里,靠自己的遗传物质中贮存的遗传信息,利用细胞内的物质,制造新的病毒,病毒一旦离开活细胞,就不再表现生命现象。这就是病毒的生活和繁殖[3]。再如艾滋病(acquired unodefciency syndrome,AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(human mmunodeficiency virus,HIV)感染人体免疫力系统的淋巴细胞所致,主要侵犯CD4+T 细胞,淋巴细胞被大量的破坏,艾滋病病毒以核糖核酸(RNA)为其遗传方式,而人类细胞是以脱氧核糖核酸(DNA)为遗传方式。艾 滋病病毒侵入人体后,在一种逆转录酶的作用下,它可以融合于人体细胞的染色体DNA中,并进行复制,分裂繁殖,也可以按它自己特有的遗传方式来复制,最终导致细胞的死亡。还可以在受其感染的细胞体内长期潜伏,暂时不发病。它能引起终身感染,随时可以在受感染的人身上引起疾病[4,5]。导致人体免疫力降低,发生各种难以治愈的感染和恶性肿瘤,最终患者大多死亡。非典型肺炎和艾滋病的发病是因为它们的原体进入人体细胞而造成的。说明了人体的某些特定细胞的受损,会影响人的生命活动。可见,人体的稳态的维持离不开细胞。构成生命系统的结构具有层次性、复杂性和多样性。从最小的细胞开始,到最大的系统生物圈,尽管生命系统复杂多样,大小不同,但它们层层相依,紧密联系,都离不开细胞这一最基本的生命系统。 2细胞生物学推动医学的发展 细胞生物学能有效的解决当今重大疑难疾病治疗的世界性难题。如癌症是严重危害人类健康的疾病,对癌症的防治是目前医学科学提出的非常重要的课题。端粒是真核生物染色体末端的必需结构,具有保护染色体维持基因组稳定的作用。端粒酶是一种有逆转录酶活性的

基因组学最终版

1、启动子:细菌中RNA聚合酶结合并启动转录的DNA序列。 2、转录因子:是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。 3、RNA聚合酶:是能够特异性地与启动子结合并启动转录的蛋白质。 4、转录因子(transcription factor,TF):是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。按功能可分为两类:1.普遍性转录因子(general transcription factor)是转录起始复合物的组成成员,将RNA聚合酶定位在核心启动子上。2.激活转录因子:对转录起始复合物的组装及转录速率施加影响,决定某一基因是否表达。 5、RNA编辑(RNA editing):改变原有mRNA碱基序列组成的修饰。有两种方式: ①将mRNA分子中某些碱基进行代换,使原有mRNA密码子的含义发生改变 ②在mRNA分子内部插入某些核苷酸,使mRNA原有的读码框发生大范围的改变 6、转录物组(transcriptome):基因组在整个生命过程中所表达的全部转录物的总和。 7、翻译(translation):按照mRNA密码子的排列顺序在核糖体上依次连接对应氨基酸合成多肽链的过程。 8、密码子摆动性(wobble):密码子的第3个碱基选择不同碱基配对的现象。出现的原因:反密码子位于环化的tRNA序列内,是反密码子的第一个核苷酸与密码子第三个核苷酸不能形成标准的碱基配对。 9、密码子(codon):mRNA分子中每相邻的三个核苷酸编成一组,在蛋白质合成时,代表一种氨基酸。61个氨基酸密码子,3个终止密码子。 10、移码(frame shift):如果翻译时出现反密码子与正密码子的配对间断或重叠,将改变后续的编码信息,这一现象称为移码。 11、滑移(slippage):当核糖体到达一系列密码子的末端时,它释放出刚合成的蛋白质,滑动到下一个起始密码子,并开始下一个蛋白质的合成。 12、翻译跳跃:转录物的很大一部分,可能几十个碱基对被跳过,跳跃之后继续原来蛋白质的延伸。跳跃的开始和终止发生于两个相同密码子或因摆动而由同一tRNA翻译的两个密码子之间。 13、转位(translocation)核糖体移动三个核苷酸,使二肽-tRNA从A位点移至P位点,从而导致A 位点空出,新的氨酰-tRNA进入。 14、分子伴素(chaperonin)是原核生物和真核生物中一类称为蛋白质的折叠体—GroEL/ GroES复合物。 15、序列间隙(sequence gap):指测序时遗漏的序列,这些序列仍然保留在尚未挑选到的克隆中。可从基因组文库中进一步筛选遗漏的克隆予以封闭。 16、物理间隙(physical gap):指构建基因组文库时被丢失的DNA序列。要封闭此类间隙,就需要采用不同的载体或宿主菌构建第二个克隆文库来加以解决。 17、基因组注释(Genome annotation):就是要鉴定基因组中全部的结构和功能元件,并且将这些信息在基因组水平上进行集成和展示。基因组注释的内容主要包括:基因识别和基因功能注释。识别基因的生物信息学方法主要有:从头预测(ab initio)根据基因的序列特征,运用有效的算法和计算机程序预测基因。同源性搜索(Homology Search)通过相似性比对从数据库中的已知基因和蛋白质序列来预测基因。比较基因组学(Comparative Genomics)运用同线性预测基因。 18、基因打靶是通过同源重组将外源DNA定点整合入靶细胞基因组上某一确定的位点,以达到定点修饰改造染色体上某一基因的技术。 19、基因敲除(gene knock out)是通过同源重组使特定靶基因失活,是基因打靶最常用的一种方法。 20、基因组(genome)指生物的整套染色体所含有的全部DNA序列。或者将生物所具有的携带遗传信息的遗传物质总和称为基因组。 21、基因组学(genomics)1986年T.罗德里克提出。涉及基因组作图、测序和整个基因组功能分析的遗

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