第八章 疾病与人类健康
现代科学认为，疾病的发生直接或间接与基因有关
人类疾病都是：, 基因病,
经典单基因病
多基因病
获得性基因病
?经典单基因病,主要病因是某个基因位点上产生
了缺陷等位基因，如：地中海贫血、白化病
?多基因病,涉及多个基因及调控这些基因表达的
环境因子之间的相互作用，如：高血压、糖尿病
?获得性基因病,主要是由病源微生物感染引起的
传染病，如肝炎、艾滋病
? 肿瘤与癌症
? 人免疫缺损病毒 —— HIV
? 乙型肝炎病毒 —— HBV
Contents
第一节 肿瘤与癌症
内容提要：
癌基因 (oncogene)
反转录病毒致癌基因
细胞转化基因
抑癌基因 (tumor suppressor gene )
一、癌基因
? 癌基因的分类
病毒癌基因, (virus oncogene,v-onc)
DNA病毒,RNA病毒（反转录病毒）
细胞转化基因,(cellular-oncogene,c-onc)
(一 ) 反转录病毒致癌基因（ P294）
Rous于 1911年首先发现鸡肉瘤病毒（ 后称劳斯肉
瘤病毒 RSV），研究证明它是一种 反转录病毒，
在接种给鸡后诱发肉瘤
1966年,85岁的劳斯获得诺贝尔奖。
1、反转录病毒颗粒结构
调节和
启动转录
LTR gag pol env src LTR
长末端
重复序列 癌基因正常的病毒基因
产生病毒
表面糖蛋白
产生逆转录
酶和整合酶
产生病毒
垮膜蛋白
2、反转录病毒基因组结构
产生 p60src蛋白质，
磷酸化蛋白。靶蛋
白磷酸化
（ P295）
3、反转录病毒的复制
LTR LTRGAG POL ENV
LTR LTRGAG POL ENV ONC
4、反转录病毒癌基因（ v-onc)的起源（ P296）
目 录
断裂基因
完整的没有断
裂的可读框
(二 ) 细胞转化基因
细胞转化基因 实质上就是由一类 原癌基因 突变而
来 。当原癌基因在某些外界因素（如放射线、化学
致癌物等）的作用下，发生数量和结构上的微细变化，
形成了致癌性的 细胞转化基因,从而使正常细胞转化
为肿瘤细胞。
原癌基因 是细胞内与细胞增殖相关的正常基因，是维
持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。
当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或
活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。
1、原癌基因
原 癌基因的特点,
广泛存在于生物界中；
基因序列高度保守；
作用通过其产物蛋白质来体现；
正常情况下表达水平很低 ;
被激活后，形成致癌性的细胞转化基因。
原癌基因的分类：
根据原癌基因产物在细胞中的位置，可分为：
● 与膜结合的蛋白，如 src基因产物；
● 可溶性蛋白，如 mos基因产物；
● 核蛋白，如 myc基因产物。
根据原癌基因表达产物的功能，可分为：
● 蛋白激酶类，如 Src家族（酪氨酸蛋白激酶类）
● 生长因子类
● 生长因子受体类
● GTP结合蛋白类，如 Ras家族
● 核蛋白类（ DNA结合蛋白），如 Myc家族
● 未知功能类
原癌基因：单拷贝, 正常情况下低水平
表达或根本不表达 ?癌基因？？
当原癌基因的 结构或调控区 发生变异,
基因产物增多或活性增强时, 使细胞过度
增殖, 从而形成肿瘤 。
碱基 缺失或
单碱基突变 基因 扩增 染 色体重排
蛋白质活性
大大提高
蛋白质未变
化，但总量
大大提高
增强子功
能使癌基
因高效表
达
与强启动子基
因相融合，提
高癌基因表达
效率
原癌基因
2、原癌基因的激活机制（ P302）
（ 1）点突变
（ 2） LTR（ long terminal repeat)插入
强启动子
（ 3）基因重排（ rearrange)
（ 4）缺失（ Deletion）
oncogen
e
(-)
cance
r
?一些原癌基因 5’上
游存在负调控序列，
该序列的缺失或突变
，则丧失抑制癌基因
表达的能力。
?Brukitt淋巴瘤中
c-myc因 负调控序列
缺失或 LTR插入而增
强表达。
（ 5）基因扩增
蛋白质结构未变化，但总量大大提高
基因 扩增
原癌基因
使每个细胞中基因拷贝数增加，从而直接增
加可用的转录模板数以增加基因表达。
3、基因互作与癌基因表达
（ 1）染色体构象对原癌基因表达的影响
基因表达不仅取决于基因本身及其相邻区域的一级
结构，也取决于其空间构象，即基因在染色体上的
空间排列和染色质的结构。当两个基因相距太近时，
往往不易形成有利于高效转录的空间结构。
? 基因领域：基因与基因之间的间隔距离
? 基因领域效应：同一 DNA链上两个具有相同转录方
向的基因间隔小于一定长度时，影响有效转录所必
需的染色质结构的形成，从而使这两个基因中的一
个或两个均不能转录或转录活性显著降低。
0.3kb - 5kb，最佳间隔距离与两个基因的总长度
成正相关。
（ 2）原癌基因终产物对基因表达的调控
某种原癌基因产物对另一种原癌基因表达的调
控作用；
某种原癌基因产物对自身表达的反馈调控作用
癌基因产物通过介质传递生长刺激信号的部位有 3处：
① 癌基因产物本身模拟了生长因子，因而与相应的受体
作用，以自分泌的方式刺激细胞生长；
② 癌基因产物模拟了已结合配体的生长因子受体，从而
在无外源生长因子时提供了促进细胞分裂的信号；
③ 癌基因产物作用于细胞内生长控制途径，解除此途径
对外源刺激信号的需求。
（ 3）抑癌基因产物对原癌基因的调控
（ 4）外源信号对原癌基因表达的影响
第一节 肿瘤与癌症
内容提要：
癌基因 (oncogene)
反转录病毒致癌基因
细胞转化基因
抑癌基因 (tumor suppressor gene )
二、抑癌基因
抑癌基因 (tumor suppressor gene ) /隐性癌
基因：是一种抑制细胞生长和肿瘤形成的基因。
如,Rb抑癌基因、抑癌基因 p53
抑癌基因与原癌基因在生物学上有以下几点差异：
① 在功能上，抑癌基因起 负 调控作用，而原癌基因起
正 调控作用；
② 在遗传方式上，原癌基因是 显性 的，而抑癌基因在
细胞水平上是 隐性 的，
③ 在突变发生的细胞类型上，抑癌基因突变可以发生
在体细胞中，也可能发生在生殖细胞中并通过生殖
细胞得到遗传。原癌基因突变只发生在体细胞中。
癌症的多阶段发生学说 (multi-stage)
? 肿瘤与癌症
? 人免疫缺损病毒 —— HIV
? 乙型肝炎病毒 —— HBV
Contents
第二节 人免疫缺损病毒 —— HIV
? HIV病毒粒子的形态结构
? HIV基因组及其编码的蛋白
? HIV的复制
P24 Capsid
protein
P18 Matrix
protein
一,HIV病毒粒子的形态结构
二,HIV基因组及其编码的蛋白
编码病毒的
核心蛋白
编码反转录
酶、整合酶
和蛋白酶
编码外膜蛋白
TAT and REV are
essential for HIV
replication
GAG gene-p55
p17,inner surface
p24,nucleocapsid
p9,nucleocapsid associated with RNA
1,Polymerase (reverse
transcriptase)
2,Integrase
3,Protease (cuts polyproteins)
? POL gene
Membrane,host derived
Two glycoproteins,gp160 gp120 and gp41
gp41 is fusogen that spans the membrane
gp120
gp41
ENV Gene
coding
三,HIV的复制
The Life
Cycle of
HIV
1,Virus destroys the cell
as a result of budding
? 肿瘤与癌症
? 人免疫缺损病毒 —— HIV
? 乙型肝炎病毒 —— HBV
Contents
第三节 乙型肝炎病毒 —— HBV
一,HBV基因组结构
?双链部分环状结构：两链长短不一
?短链和长链的 5′ 端通过 240bp配对
维持环状结构
?长链 (L)完整、恒定,3.2Kb,负链
?短链 (S)为正链，长度可变，约为长
链长度的 50～ 80%
?两条链互补区两恻各有一个 11个碱
基的直接重复序列，称 DR1和 DR2
二,HBV的复制
dsDNA,不是 通过半保
留复制方式复制
现代科学认为，疾病的发生直接或间接与基因有关
人类疾病都是：, 基因病,
经典单基因病
多基因病
获得性基因病
?经典单基因病,主要病因是某个基因位点上产生
了缺陷等位基因，如：地中海贫血、白化病
?多基因病,涉及多个基因及调控这些基因表达的
环境因子之间的相互作用，如：高血压、糖尿病
?获得性基因病,主要是由病源微生物感染引起的
传染病，如肝炎、艾滋病
? 肿瘤与癌症
? 人免疫缺损病毒 —— HIV
? 乙型肝炎病毒 —— HBV
Contents
第一节 肿瘤与癌症
内容提要：
癌基因 (oncogene)
反转录病毒致癌基因
细胞转化基因
抑癌基因 (tumor suppressor gene )
一、癌基因
? 癌基因的分类
病毒癌基因, (virus oncogene,v-onc)
DNA病毒,RNA病毒（反转录病毒）
细胞转化基因,(cellular-oncogene,c-onc)
(一 ) 反转录病毒致癌基因（ P294）
Rous于 1911年首先发现鸡肉瘤病毒（ 后称劳斯肉
瘤病毒 RSV），研究证明它是一种 反转录病毒，
在接种给鸡后诱发肉瘤
1966年,85岁的劳斯获得诺贝尔奖。
1、反转录病毒颗粒结构
调节和
启动转录
LTR gag pol env src LTR
长末端
重复序列 癌基因正常的病毒基因
产生病毒
表面糖蛋白
产生逆转录
酶和整合酶
产生病毒
垮膜蛋白
2、反转录病毒基因组结构
产生 p60src蛋白质，
磷酸化蛋白。靶蛋
白磷酸化
（ P295）
3、反转录病毒的复制
LTR LTRGAG POL ENV
LTR LTRGAG POL ENV ONC
4、反转录病毒癌基因（ v-onc)的起源（ P296）
目 录
断裂基因
完整的没有断
裂的可读框
(二 ) 细胞转化基因
细胞转化基因 实质上就是由一类 原癌基因 突变而
来 。当原癌基因在某些外界因素（如放射线、化学
致癌物等）的作用下，发生数量和结构上的微细变化，
形成了致癌性的 细胞转化基因,从而使正常细胞转化
为肿瘤细胞。
原癌基因 是细胞内与细胞增殖相关的正常基因，是维
持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。
当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或
活性增强时，使细胞过度增殖，从而形成肿瘤。
1、原癌基因
原 癌基因的特点,
广泛存在于生物界中；
基因序列高度保守；
作用通过其产物蛋白质来体现；
正常情况下表达水平很低 ;
被激活后，形成致癌性的细胞转化基因。
原癌基因的分类：
根据原癌基因产物在细胞中的位置，可分为：
● 与膜结合的蛋白，如 src基因产物；
● 可溶性蛋白，如 mos基因产物；
● 核蛋白，如 myc基因产物。
根据原癌基因表达产物的功能，可分为：
● 蛋白激酶类，如 Src家族（酪氨酸蛋白激酶类）
● 生长因子类
● 生长因子受体类
● GTP结合蛋白类，如 Ras家族
● 核蛋白类（ DNA结合蛋白），如 Myc家族
● 未知功能类
原癌基因：单拷贝, 正常情况下低水平
表达或根本不表达 ?癌基因？？
当原癌基因的 结构或调控区 发生变异,
基因产物增多或活性增强时, 使细胞过度
增殖, 从而形成肿瘤 。
碱基 缺失或
单碱基突变 基因 扩增 染 色体重排
蛋白质活性
大大提高
蛋白质未变
化，但总量
大大提高
增强子功
能使癌基
因高效表
达
与强启动子基
因相融合，提
高癌基因表达
效率
原癌基因
2、原癌基因的激活机制（ P302）
（ 1）点突变
（ 2） LTR（ long terminal repeat)插入
强启动子
（ 3）基因重排（ rearrange)
（ 4）缺失（ Deletion）
oncogen
e
(-)
cance
r
?一些原癌基因 5’上
游存在负调控序列，
该序列的缺失或突变
，则丧失抑制癌基因
表达的能力。
?Brukitt淋巴瘤中
c-myc因 负调控序列
缺失或 LTR插入而增
强表达。
（ 5）基因扩增
蛋白质结构未变化，但总量大大提高
基因 扩增
原癌基因
使每个细胞中基因拷贝数增加，从而直接增
加可用的转录模板数以增加基因表达。
3、基因互作与癌基因表达
（ 1）染色体构象对原癌基因表达的影响
基因表达不仅取决于基因本身及其相邻区域的一级
结构，也取决于其空间构象，即基因在染色体上的
空间排列和染色质的结构。当两个基因相距太近时，
往往不易形成有利于高效转录的空间结构。
? 基因领域：基因与基因之间的间隔距离
? 基因领域效应：同一 DNA链上两个具有相同转录方
向的基因间隔小于一定长度时，影响有效转录所必
需的染色质结构的形成，从而使这两个基因中的一
个或两个均不能转录或转录活性显著降低。
0.3kb - 5kb，最佳间隔距离与两个基因的总长度
成正相关。
（ 2）原癌基因终产物对基因表达的调控
某种原癌基因产物对另一种原癌基因表达的调
控作用；
某种原癌基因产物对自身表达的反馈调控作用
癌基因产物通过介质传递生长刺激信号的部位有 3处：
① 癌基因产物本身模拟了生长因子，因而与相应的受体
作用，以自分泌的方式刺激细胞生长；
② 癌基因产物模拟了已结合配体的生长因子受体，从而
在无外源生长因子时提供了促进细胞分裂的信号；
③ 癌基因产物作用于细胞内生长控制途径，解除此途径
对外源刺激信号的需求。
（ 3）抑癌基因产物对原癌基因的调控
（ 4）外源信号对原癌基因表达的影响
第一节 肿瘤与癌症
内容提要：
癌基因 (oncogene)
反转录病毒致癌基因
细胞转化基因
抑癌基因 (tumor suppressor gene )
二、抑癌基因
抑癌基因 (tumor suppressor gene ) /隐性癌
基因：是一种抑制细胞生长和肿瘤形成的基因。
如,Rb抑癌基因、抑癌基因 p53
抑癌基因与原癌基因在生物学上有以下几点差异：
① 在功能上，抑癌基因起 负 调控作用，而原癌基因起
正 调控作用；
② 在遗传方式上，原癌基因是 显性 的，而抑癌基因在
细胞水平上是 隐性 的，
③ 在突变发生的细胞类型上，抑癌基因突变可以发生
在体细胞中，也可能发生在生殖细胞中并通过生殖
细胞得到遗传。原癌基因突变只发生在体细胞中。
癌症的多阶段发生学说 (multi-stage)
? 肿瘤与癌症
? 人免疫缺损病毒 —— HIV
? 乙型肝炎病毒 —— HBV
Contents
第二节 人免疫缺损病毒 —— HIV
? HIV病毒粒子的形态结构
? HIV基因组及其编码的蛋白
? HIV的复制
P24 Capsid
protein
P18 Matrix
protein
一,HIV病毒粒子的形态结构
二,HIV基因组及其编码的蛋白
编码病毒的
核心蛋白
编码反转录
酶、整合酶
和蛋白酶
编码外膜蛋白
TAT and REV are
essential for HIV
replication
GAG gene-p55
p17,inner surface
p24,nucleocapsid
p9,nucleocapsid associated with RNA
1,Polymerase (reverse
transcriptase)
2,Integrase
3,Protease (cuts polyproteins)
? POL gene
Membrane,host derived
Two glycoproteins,gp160 gp120 and gp41
gp41 is fusogen that spans the membrane
gp120
gp41
ENV Gene
coding
三,HIV的复制
The Life
Cycle of
HIV
1,Virus destroys the cell
as a result of budding
? 肿瘤与癌症
? 人免疫缺损病毒 —— HIV
? 乙型肝炎病毒 —— HBV
Contents
第三节 乙型肝炎病毒 —— HBV
一,HBV基因组结构
?双链部分环状结构：两链长短不一
?短链和长链的 5′ 端通过 240bp配对
维持环状结构
?长链 (L)完整、恒定,3.2Kb,负链
?短链 (S)为正链，长度可变，约为长
链长度的 50～ 80%
?两条链互补区两恻各有一个 11个碱
基的直接重复序列，称 DR1和 DR2
二,HBV的复制
dsDNA,不是 通过半保
留复制方式复制
