生物化学地中海贫血PBL.ppt
生物化学-地中海贫血PBL,【案例摘要】,一位25岁的广西籍孕妇在其12周孕期时到医院妇产科进行首次产前检查，这是她的首次怀孕，她非常关注她怀的小孩患其家族其他成员出现的一种遗传性血液病的风险。孕妇主诉轻度贫血史，但是，没有象她哥哥那样严重，其哥哥患有严重的贫血，需要经常输血，10岁去世。该孕妇以往被诊断为贫血，但没有任何贫血的症状。体格检查符合12周妊娠，超声波检查确诊为12周宫内妊娠，血液学检查显示为小细胞低色素性贫血（血红蛋白(Hb)浓度为90g/L），血红蛋白电泳分析显示血红蛋白A2（Hb A2）含量增高（4.0%），胎儿血红蛋白含量也增高，符合轻型-地中海贫血的表现。为了检查胎儿是否患有地中海贫血，孕妇进行了绒毛膜穿刺检查，几个小时后得到诊断结果。诊断：-地中海贫血 CD41-42(-CTTT)缺失突变,小细胞低色素性贫血：指红细胞中的含铁血黄素低，所以低色素，同时细胞体积小，所以称为小细胞性。小细胞低色素性贫血主要包括：（1）缺铁性贫血；（2）珠蛋白生成障碍性贫血：主要是重型地中海贫血、轻型地中海贫血、HbH病；（3铁粒幼细胞贫血；(4)转铁蛋白缺乏症；(5)原发性肺含铁血黄素沉着症和肺肾出血综合征；(6)慢性感染性贫血和其它。血红蛋白A2：血红蛋白A2正常参考值在1.33.5之间，如果血红蛋白A2增高，多见于轻型珠蛋白生成障碍性贫血。大多数-地中海贫血仍保留结构基因，但基因表现异常，不能转录出相应的链，链mRNA合成一个变异的链mRNA，后者没有功能或不稳定容易破坏，不能合成血红蛋白的链，多余的链和链链 相 结合，则22（HbF）和和22（HbA2）的增加，22（HbA）的合成减少则HbF和HbA2的增加，HbA的合成减少。CD41-42缺失，使CD59位上提前出现终止密码子TGA，导致链合成减少而产生移码突变。,-地中海贫血,地中海贫血人类珠蛋白基因簇位于11p15.5。地中海贫血（简称地贫）的发生主要是由于基因的点突变，少数为基因缺失。基因缺失和有些点突变可致链的生成完全受抑制，称为0地贫；有些点突变使链的生成部分受抑制，则称为+地贫。,什么是地中海贫血？其患者有何分布特点？为什么？,蛋白生成障碍性贫血原名地中海贫血又称海洋性贫血，是一组遗传性溶血性贫血疾病。由于遗传的基因缺陷致使血红蛋白中一种或一种以上珠蛋白链合成缺如或不足所，因而红细胞易被溶解破坏的溶血性贫血。根据血红蛋白中不同位置的损害可分成两类：地中海贫血与地中海贫血。地中海贫血的患者会在HBA1、HBA2这两个基因发生异常。在成人造成蛋白链过度制造，在新生儿则是蛋白链过多。过多的蛋白链形成四聚物(tetramers)使红血球的携氧能力降低；地中海贫血的患者则是在第11号染色体上的HBB基因发生突变。不正常的细胞会制造过量的蛋白链，然后结合在红血球的细胞膜上造成细胞膜损坏；若其浓度过高，则有形成有毒聚集体(aggregates)的可能。以地中海地区、中非洲、亚洲、南太平洋地区较多。在我国以广东、广西、四川为多。这些地区原来是疟疾严重的地方，而地贫对疟疾有一定保护作用，所以在这些地区远古时代轻度地贫其实是有生存优势的。现在这个自然选择压力已经很小了，但因为轻度地贫对健康影响不大，不会影响地贫致病突变的遗传，所以地贫就在这些地区持续保留下来。,血红蛋白有那几个亚基组成，亚基如何排列？血红蛋白的合成有什么特点？,人体内的血红蛋白由四个亚基构成，分别为两个亚基和两个亚基，4个亚基通过8个离子键相连，形成血红蛋白的四聚体。每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成，肽链在生理条件下会盘绕折叠成球形，把血红素分子抱在里面，这条肽链盘绕成的球形结构又被称为珠蛋白。血红蛋白=血红素+珠蛋白,-珠蛋白基因的外显子及其在DNA序列中的起始位置和终止位置，外显子和编码序列的何关系，mRNA序列与编码序列之间的关系，用图描述-珠蛋白基因的基因结构。,-珠蛋白基因有3个外显子，每个外显子DNA序列中的起始位置位于图中开始的起始密码子终止位置在终止密码子上；外显子包含在编码序列中；mRNA由基因的编码序列转录得来。,DNA序列中，每个内含子序列开始到结束的位置，3个内含子序列的开始2个碱基和末尾两个碱基。,GT-AG-内含子：GT-AG-内含子。它以GU开头并以AG结尾。AT-AC-内含子：AT-AC-内含子则是以AU开头，AC结尾。DNA中的内含子的序列开始于“GT”二核苷酸，结束于“AG”二核苷酸。,mRNA序列中的编码序列从哪三个碱基开始及其编码的氨基酸；镰刀形贫血为-珠蛋白基因的第六位的谷氨酸突变为缬氨酸所致，但在mRNA编码的氨基酸序列中，该谷氨酸为第七个氨基酸，为什么？,从AUG开始编码，编码甲硫氨酸。因为mRNA在编码氨基酸序列后，生成的是蛋白质的一级结构，新生肽链要进行修饰才能成为具有活性的蛋白质（四级结构蛋白质），而这一过程伴随着肽链的折叠、肽链一级结构的修饰、高级结构修饰，可能导致mRNA的序列发生移位。,开放阅读框，在成熟mRNA序列中的开始和结束位置,开放阅读框指的是DNA序列中的蛋白质编码区，一个开放阅读框是从出现一个起始密码子开始到出现终止密码子结束的DNA序列长度。在mRNA序列中，有一段序列是一个特定蛋白质多肽键的序列信息，这一段核苷酸从起始密码子（AUG)开始到终止子（UAG,UGA,UAA）结束,成熟mRNA序列中的提示，在基因序列中找到转录过程中的加尾信号、断裂位点起始核苷酸位置，加尾信号和断裂位点之间的距离,加尾信号：602-607，AAUAAA断裂位点：第626位的C胞嘧啶其两者之间的距离是18个碱基,该基因的转录起始点核苷酸，其TATA盒和CAAT盒应大约的位置，TATA和和CAAT盒的具体位置和序列,说明这两个启动子原件的功能,该基因的转录起点在A核苷酸TATA位于转录起点上游有25-30bp 序列：5TATAAAA3 功能：与RNA聚合酶结合决定转录起始位点的位置 CAAT位于转录起点上游70-78bp处 序列：5GGCCAATCT3 功能：控制转录频率,-地中海贫血的分子基础，中国人群中有哪5种最常见的突变，这些突变对该基因的表达的影响,地中海贫血的分子基础：地中海贫血是由于位于11号染色体短臂的两个珠蛋白基因或者与其相关的序列发生点突变，在转录、RNA的加工及翻译过程中出现各种障碍，导致珠蛋白的合成不足或缺失。中国人长见的5种突变：CD41-42、CD71-72、CD17-0、IVS-II-654C-T、-28A-G。有些突变是自然选择的结果，会表达出更利于生存的基因型。有些产生致死基因型，是地贫的发病基础，会导致个体的死亡。有些则无义，不会对基因的表达产生影响。,检测-地中海贫血基因突变，寡核苷酸探针杂交、反向点杂交、等位基因特异聚合酶链反应，限制性内切酶分析检测方法的原理，目前有哪些先进的诊断方法,1.寡核苷酸探针技术 2.反向点杂交3.等位基因特异聚合酶链反应4.限制性内切酶酶谱分析检测方法1.寡核苷酸探针技术：是一段带有检测标记，且顺序已知的，与目的基因互补的核酸序列(DNA或RNA)。基因探针通过分子杂交与目的基因结合，产生杂交信号，能从浩翰的基因组中把目的基因显示出来。根据杂交原理，作为探针的核酸序列至少必须具备以下两个条件：应是单链，若为双链，必须先行变性处理。应带有容易被检测的标记。它可以包括整个基因，也可以仅仅是基因探针的一部分；可以是DNA本身，也可以是由之转录而来的RNA。,2.反向点杂交：患者DNA直接点加在硝酸纤维膜上，与同位素标记的珠蛋白基因探针作分子杂交。根据杂交斑点的放射性强度，即能鉴定出珠蛋白基因是否缺失。3.等位基因特异聚合酶链反应：针对地中海贫血的突变类型设计特异碱基引物，根据扩增得到的电泳带判断是否存在对应的突变，结果清晰、准确可靠。4.限制性内切酶酶谱分析检测方法：DNA限制性内切酶可识别并切割DNA片段，而碱基的突变可导致酶切位点的丢失或形成，从而改变酶切片段的大小。突变基因在经过相应的限制性内切酶水解后，其电泳条带的数量和大小就会发生改变，根据这些改变可判断出突变是否存在。DNA杂交 限制酶酶谱分析 寡核苷酸杂交 RPLP连锁分析 聚合酶链反应,治疗原则：轻型地中海贫血不需治疗；中间型 地中海贫血应避免感染和用过氧化性药物，中度贫血伴脾肿大者可做切脾手术。中间型 地中海贫血一般不输血，但遇感染，应激，手术等情况下，可适当予浓缩红细胞输注；重型 地中海贫血，高量输血联合除铁治疗是基本的治疗措施；造血干细胞移植(包括骨髓、外周血、脐血)是根治本病的惟一临床方法，有条件者应争取尽早行根治手术。,预后：-地中海贫血重型并发症常是导致患儿死亡的重要原因，如不治疗，多于5 岁前死亡。中间型和轻型地中海贫血正确处理可长期存活。预防：积u12289 _uc2极开展优生优育工作，以减少/控制“地中海贫血”基因的遗传。1.婚前地中海贫血筛查，避免轻型地中海贫血患者联婚，可明显降低重型/中间型地贫患者出生的机会。2.推广产前诊断技术，对父母双方或一方地贫基因携带者，孕4 个月时，采集胎儿绒毛、羊水细胞或脐血，获得基因组DNA 以聚合酶链反应(PCR)技术对高危胎儿进行产前诊断，重型/中间型患儿应终止妊娠。婚前地中海贫血筛查，避免轻型地中海贫血患者联婚，可明显降低重型/中间型地贫患者出生的机会。推广产前诊断技术，对父母双方或一方地贫基因携带者，孕4 个月时，采集胎儿绒毛、羊水细胞或脐血，获得基因组DNA 以聚合酶链反应(PCR)技术对高危胎儿进行产前诊断，重型/中间型患儿应终止妊娠。,
