Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,基因、環境暴露與疾病,主講人,:,黃紋娟,台大微生物所碩士,日期,:2008,年,10,月,16,號,基因概述,基因與疾病之相關性,基因,、,環境暴露與疾病之相關性,什麼是基因？,基因是一段具有特殊功能的,DNA,(,去,氧,核糖核酸,),，,為控制性狀的基本遺傳單位,，,可由一代傳到下一代,。,http:/biotech.nstm.gov.tw/08/083.asp?str=Genetic%20Map,什麼是,DNA?,DNA(,去,氧,核,醣,核酸,),由,核苷酸,重複排列組成的長鍊聚合物,。,四種核苷酸,核苷酸,:,指一個核苷加上一個或多個磷酸基團,。,核苷,:,指一個鹼基加上一個糖類分子,。,鹼基,:,Adenine,A,腺膘呤,Thymine T,胸腺,嘧啶,Cytosine C,胞,嘧啶,Guanine,G,鳥糞膘呤,http:/zh.wikipedia.org/wiki/Image:DNA_,chemical_structure_zh,.png#filehistory,四種鹼基間存在著一個規則，,A,與,T,相對應，,G,與,C,相對應，而膘呤與,嘧啶,間的,氫,鍵力量能使,DNA,分子穩固。,因為核苷酸只含有一個鹼基，所以我們常以,A,、,T,、,C,、,G,的縮寫來代表核苷酸。而,DNA,上鹼基排列的次序，即稱為,DNA,的序列。,http:/biotech.nstm.gov.tw/02/023.asp,James Dewey Watson,Francis Harry Compton Crick,http:/www.nlm.nih.gov/visibleproofs/galleries/technologies/dna_image_7.html,and,http:/biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371%2F,journal.pbio.0020419&ct=1,http:/www.pbs.org/wgbh/nova/photo51/anat-flash.html,DNA-,雙股螺旋結構,http:/en.wikipedia.org/wiki/Image:DNA_orbit_animated.gif,中心法則,DNA,RNA,蛋白質,轉錄,轉譯,複製,http:/biotech.nstm.gov.tw/03/032.asp,染色體構造圖,activity.ntsec.gov.tw/./content/gene_cc5.html,人類有,23,對染色體,，,其中有,22,對為體染色體,，,2,條為性染色體,。,在人類的所有染色體上,，,約存在著,2,0000-25000,個基因,，,而且,每,對染色體上,，,存在的基因種類及數量並不相同,。,有時單一個基因便能控制一種性,狀,的表現,，,然而,，,大部分的生理性,狀,，,都是由一系列相關的基因一同調控而表現的,。,人類基因體計畫,美國科學家,Renato Dulbecco,在,1985,年時提出美國政府,1990,年正式地推行,目的,:,透過國際實驗室的合作,，,描繪出人類基因體的遺傳圖和物理圖,，,並且定出人類,DNA,的全部核,苷,酸序列,。,2000,年完成了人類基因的定序草圖,，,並將基因資訊公開在美國國家生物資訊中心（,NCBI,）的基因資料庫裡,。,http:/zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%BA%BA%E9%A1%9E%E5%9F%BA%E5,%9B%A0%E7%B5%84&variant=zh-tw,人類基因體計畫的重要發現,:,人類基因的數目遠少於預期,，,基因大約有,20000-25000,。,序列重複多：,在人類基因體中,，,98%,以上序列都是所謂的,“,垃圾,DNA”(junk DNA),，,分佈著,300,多萬個長片段重複序列,。,新研究發現,，,這些重複,DNA,與演化,、,發育有關,，,值,得進一步研究,。,http:/zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%BA%BA%E9%A1%9E%E5%9F%BA%E5,%9B%A0%E7%B5%84&variant=zh-tw,人類基因體計畫的重要發現,:,DNA,為多型性,(polymorphism),大多數對於人類遺傳變異的研究集中在單一核,苷,酸多型性（,single nucleotide polymorphisms,；,SNPs,），也就是,DNA,中的個別,鹼,基變換。,科學家分析估計，在人類的真染色質（富含基因的染色質）中，平均,每,100,到,1000,個,鹼,基會出現,1,個,SNPs,，不過密度並不均,勻,。,http:/zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E4%BA%BA%E9%A1%9E%E5%9F%BA%E5,%9B%A0%E7%B5%84&variant=zh-tw,單核,苷,酸多型性（,Single Nucleotide Polymorphism,，,SNP,）,:,DNA,序列上發生的單個核,苷,酸,鹼,基之間的變異，在人群中這種變異的發生頻率至少,大於,1,。,基因突變,（,Gene Mutation,）,:,DNA,序列上發生的單個核,苷,酸,鹼,基之間的變異，在人群中這種變異的發生頻率至少,小,於,1,。,基因型,:,一個生物體,內,所包含的基因,，即,該生物的細胞,內,所包含的,、,特有的那組基因,。,表現型,:,某一特定的物理外觀或成分,。,例如,:,一個人耳垂是否分離,、,植物的高度,、,人的血型等,。,基因,變異,與疾病,單一基因缺陷,、,染色體變異所引起的遺傳疾病,。,例如,:,唐氏症,、,苯酮,尿症等,。,多重基因與環境共同影響所造成的遺傳疾病,。,例如,:,許多種類的癌症,。,http:/zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%81%BA%E5%82%B3%E6%80,%A7%E7%96%BE%E7%97%85&variant=zh-tw,單一基因缺陷,、,染色體變異所引起的遺傳疾病,唐氏症,:,第,21,對染色體的三體現象,，,會導致包括學習障礙,、,智能障礙和殘疾等高度畸形,。,苯酮,尿症（,phenylketonuria,，,PKU,）是一種可遺傳的,胺,基酸代謝缺陷,，,患者肝臟中缺乏,苯,丙,氨,酸,羥,化,酶,，,使得食物中的,苯氨,酸無法轉化為酪,氨,酸,，,而是經轉,氨酶,的作用轉化為,苯,丙,酮,酸,，,從而影響患者的大腦發育,，,從而引起智力障礙,，,並使患者出現皮膚白化,、,頭髮變,黃,、,尿液有鼠臭味等,徵狀,。,http:/zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5%94%90%E6%B0%8F%E7%97%87&variant=zh-tw,http:/zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%8B%AF%E9%85%AE%E5%,B0%BF%E7%97%87&variant=zh-tw,基因,變異,與疾病,單一基因缺陷,、,染色體變異所引起的遺傳疾病,。,例如,:,唐氏症,、,苯酮,尿症等,。,多重基因與環境共同影響所造成的遺傳疾病,。,例如,:,許多種類的癌症,。,為何不是所有吸,菸,者會得肺癌？,為何有些婦女比其他人容易得乳癌？,基因易感性,與疾病發生相關的基因可稱為,易感性基因,（,Susceptibility Gene,）,，,而這些基因,，,因為個體的差異會有不同的型別,，,經流病研究顯示,，,某種特定的基因型較易,產,生疾病,，,其發生率,比,一般人,高，,稱為易感性基因型,。,基因,、,環境暴露與疾病,生物標誌（,Biomarkers,）,:,泛指可以利用任何生物分析方式來測量正常人體生理反應,、,疾病發展過程,、,藥物生理反應及藥物安全性等,，,同時可以提供做為臨床上決策依據的生物特,徵,，,例如代謝的中間,產,物,、,基因表現或是蛋白質表現等。,Environmental Health Perspectives,Volume 102,Number 1,January 1994,基因,、,環境暴露與疾病,環境暴露,體,內,劑量,生物效應劑量,臨床前期生物效應,臨床疾病,媒介或,代謝物,DNA鍵結物,蛋白質鍵結物,基因突變,致癌基因活化,腫瘤抑制基因活化,微衛星不穩定性,易感受性,基因性/代謝性,（，）,修復,營養條件,免疫條件,Environmental Health Perspectives,Volume 102,Number 1,January 1994,生物標誌,暴露標誌,效應標誌,易感性標誌,Environmental Health Perspectives,Volume 102,Number 1,January 1994,暴露標誌,暴露環境中，外來化學物質（,Xenobiotic compound,）的含量及其與生物體之間之交互作用,評估方法：監測周遭環境之化學和物理,物質,分析（如食物,、,空氣,、,水和土壤分析）,，,測量生物體,內,（如血液和尿液）外來化學物質,等,。,Environmental Health Perspectives,Volume 102,Number 1,January 1994,基因,、,環境暴露與疾病,環境暴露,體,內,劑量,生物效應劑量,臨床前期生物效應,臨床疾病,媒介或,代謝物,DNA鍵結物,蛋白質鍵結物,基因突變,致癌基因活化,腫瘤抑制基因活化,微衛星不穩定性,易感受性,基因性/代謝性,（，）,修復,營養條件,免疫條件,Environmental Health Perspectives,Volume 102,Number 1,January 1994,常見之致癌物質,芳香族,胺,（,aromatic amines,）,、,亞硝,胺,（,nitrosamines,）,、,含,氯碳氫,化合物（,chlorinated hydrocarbons,）,、,多環芳香,烴,（,polycyclic aromatics,）,、,放射性核種（,radionuclides,）,、,金屬粉塵（,metal dusts,）,、,黴菌（,molds,）,，,和類固醇激素（,steroid hormones,）,Environmental Health Perspectives,Volume 102,Number 1,January 1994,效應標誌,包含早期疾病發生前驅物或其他可能損害健康之事件發生,。,效應標誌著重於持續性的健康損害及可偵測出其含量,。,早期對於暴露之反應包括器官或組織功能改變,、,基因突變,，,或染色體損害等。,Environmental Health Perspectives,Volume 102,Number 1,January 1994,基因,、,環境暴露與疾病,環境暴露,體,內,劑量,生物效應劑量,臨床前期生物效應,臨床疾病,媒介或,代謝物,DNA鍵結物,蛋白質鍵結物,基因突變,致癌基因活化,腫瘤抑制基因活化,微衛星不穩定性,易感受性,基因性/代謝性,（，）,修復,營養條件,免疫條件,Environmental Health Perspectives,Volume 102,Number 1,January 1994,易感性標誌,個體或群組差異影響,自,身對於環境因子之反應,。,易感性標誌包含個體本身之基因特性和健康,狀,況,，,因此導致對於外來物質有其不同的反應,。,Envi