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文檔簡介

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)Medicalgenetics轉(zhuǎn)基因:從基因庫中篩選轉(zhuǎn)基因:從基因庫中篩選“目的”基因,以分子克隆方法擴(kuò)增、鑒定以及轉(zhuǎn)移到不具該基因的細(xì)胞、組織和整合到植物中去,并能在相應(yīng)的部位表達(dá)出目的基因產(chǎn)物,即轉(zhuǎn)基因技術(shù)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物:攜帶外源基因,并將外源基因遺傳給子代的動(dòng)物,又能在這些動(dòng)物體內(nèi)檢查到相應(yīng)的基因產(chǎn)物或相應(yīng)癥狀,這類動(dòng)物就是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。轉(zhuǎn)基因技術(shù)本質(zhì)上是DNA重組技術(shù);而“克隆”事實(shí)上是無性繁殖。遺傳現(xiàn)象(遺傳基礎(chǔ)問題)先天稟賦、其子類父、男女同姓、其生不蕃;一母生九子、連娘十個(gè)樣。古希脂亞里斯多德——“類生類”。英皇維多利亞家族(XR),皇室病——即血友病。健康:健康:指受遺傳結(jié)構(gòu)控制的代謝方式與人體環(huán)境保持平衡。健康:機(jī)體代謝與周邊環(huán)境保持平衡受遺傳控制疾病:由于遺傳結(jié)構(gòu)缺陷或環(huán)境的顯著改變,打破平衡。疾?。捍x異?;颦h(huán)境改變打破平衡——遺傳缺陷發(fā)展史發(fā)展史1859報(bào)道第一例先天性代謝病1866分離律、自由組合律Mendel1869初次分離DNAMiescher1903遺傳因子在染色體上Sutton&Boveri1909遺傳因子改稱“基因”Johannsen1910連鎖與互換定律Morgan1944證明DNA是遺傳物質(zhì)Avery1953DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)Watson&Crick1956擬定人體細(xì)胞染色體數(shù)為46條蔣有興Levan1966闡明DNA遺傳密碼Nirenberg,Ochoa,Khorana1970試管內(nèi)合成基因Khorana1972DNA克隆技術(shù)1975DNA測序1985PCR技術(shù)1990臨床基因治療1991人類基因組研究2023規(guī)劃啟動(dòng)1994人類基因內(nèi)阻連鎖圖1998人類基因組物理圖2023人類基因組序列工作草圖2023人類基因組94%序列草圖作出初步分析2023人類基因組測序完畢:即“人類基因組計(jì)劃”(HGP)。遺傳與變異遺傳與變異1、遺傳:親代將自己的特性相對穩(wěn)定的傳給子代。2、變異:即子代與親代不同之處。3、遺傳與變異的關(guān)系:遺傳是穩(wěn)定的,遺傳保證了生物物種的穩(wěn)定和種族的延續(xù),變異為遺傳提供了新的材料,使生物物種得以進(jìn)化,它們既對立又統(tǒng)一。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的任務(wù)(臨床層次)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的任務(wù)(臨床層次):在于揭示各種遺傳性疾病的傳遞規(guī)律、發(fā)病機(jī)制、診斷和防治措施;遺傳醫(yī)學(xué)則為遺傳病患者提供臨床服務(wù),涉及:遺傳病的診斷,治療、篩選、防止、征詢、隨訪等。21世紀(jì)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究的重點(diǎn)(研究層次):將是多基因復(fù)雜病和癌腫,由于隨著人類基因組測序的完畢,所有的單基因病的致病基因必將所有得到鑒定。非編碼非編碼DNA序列的生物系意義(最高層次):2023年人類基因組測序測得DNA94%的序列,其中只有3萬—4萬個(gè)基因編碼Pr,僅占整個(gè)DNA序列1.1%—1.4%,尚有大量的非編碼的DNA序列,有何生物意義,這將是21世紀(jì)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)面對的黑洞。人類基因組—生命的“天書”揭密,將使21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)發(fā)生革命性變化,隨著個(gè)體化基因組醫(yī)學(xué)、基因組的揭密,基因芯片的臨床應(yīng)用,將使每個(gè)人的DNA序列都得到測定,因此,臨床醫(yī)生可以根據(jù)每個(gè)人的生物學(xué)密碼,制定個(gè)人特異的治療方案。最新分析報(bào)告最新分析報(bào)告基因組序列共包含28.5億個(gè)核苷酸,涵蓋了99%以上的常染色質(zhì)基因組序列;準(zhǔn)確率為99.999%,誤差小于1/10萬分之一的精確版人類基因組圖譜,也就是說誤差率只有1/10萬,比最初制訂的目的精確了10倍。進(jìn)一步糾正蛋白編碼基因的數(shù)量,僅為2萬~2.5萬個(gè),而非原先估計(jì)的3萬~3.5萬個(gè)。人類基因組有19599個(gè)已經(jīng)獲得擬定的蛋白編碼基因,此外尚有2188段也許為蛋白編碼基因的DNA序列。人類基因反復(fù)片段高達(dá)5.3%,覆蓋了5.3%的人類基因組。IHGSC所完畢的測序工作不僅完整并且精確。該基因組序列的資料已于2023年4月被載入免費(fèi)公用數(shù)據(jù)庫。人類基因組學(xué)人類基因組學(xué)的研究,將破譯DNA序列中蘊(yùn)藏的所有信息,揭示人體生理和病理過程的分子基礎(chǔ),并逐步結(jié)識生命的起源、進(jìn)化、遺傳、發(fā)育、衰老以及死亡的本質(zhì),為人類疾病的預(yù)測、診斷、防止和治療提供最為合理和有效的方法和途徑?;蚪M醫(yī)學(xué)的未來基因組醫(yī)學(xué)的未來在5~2023內(nèi),常規(guī)的基因診斷將可以預(yù)測個(gè)體對某些常見疾病和遺傳性癌癥的易感風(fēng)險(xiǎn);在5~2023內(nèi),對腫瘤特性的基因診斷將可以對許多癌癥作初期診斷;在10~2023內(nèi),安全的基因治療將成為對某些遺傳病的有效治療手段;在10~2023內(nèi),安全的基因疫苗將成為對某些癌癥的有效治療手段;在10~2023內(nèi),針對特定病原生物基因組的基因疫苗將會普遍用于防止;在10~2023內(nèi),針對個(gè)體基因型的特異、高效、低毒性的基因藥物將會廣泛使用;在50年內(nèi),人類許多疾病發(fā)生、發(fā)展的分子機(jī)理將會闡明,并可以在疾病癥狀出現(xiàn)前或初期在基因水平上得以診斷和治療;在50年內(nèi),與許多復(fù)雜性疾病發(fā)生、發(fā)展相關(guān)的基因變異及其環(huán)境的誘導(dǎo)作用將會闡明,并可以通過改變生活習(xí)慣和改善環(huán)境條件來減少患病風(fēng)險(xiǎn),使得對這些疾病的防止成為也許。到2050年,一個(gè)較全面、完整的以基因組為基礎(chǔ)醫(yī)療實(shí)踐和衛(wèi)生保健體系將有也許在各個(gè)國家成為標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范應(yīng)用。?遺傳病概述遺傳病概述一、基本概念1、遺傳性疾?。℉D)指生殖C或受精卵遺傳物質(zhì)發(fā)生改變所致疾?。换蚍彩怯捎谶z傳物質(zhì)基礎(chǔ)即基因發(fā)生了改變所引起的疾病。2、先天性疾?。–D)凡是出生以前就已經(jīng)形成的疾病,說明胚胎期就已經(jīng)發(fā)生了病理改變,涉及大部分遺傳病。二、遺傳病的特點(diǎn)1、垂直傳遞(傳播方式):即上下代之間按一定的方式垂直傳遞, 不會呈“水平方式”傳遞,不會延伸至無親緣關(guān)系的個(gè)體。2、遺傳物質(zhì)的突變引起。3、先天性(指由生殖C帶來)即“先天稟賦”或生來就有的特性。4、家族性。5、終生性。6、患者與親代之間有一定比例。33、HD與CD的關(guān)系:遺傳性疾病并不都是先天的,如:禿頭(AD)、痛風(fēng)、舞蹈病(AD)、高血壓、精神分裂癥。又如小腦運(yùn)動(dòng)失調(diào)35~40歲發(fā)?。ˋD)。同樣,先天性疾病并不都是遺傳病,如瘋診病毒引起的先天聾啞、心臟病、白內(nèi)障,它們并不遺傳。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分科醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)分科1、細(xì)胞遺傳學(xué) 2、生化遺傳學(xué)3、分子遺傳學(xué) 4、藥物遺傳學(xué)5、免疫遺傳學(xué) 6、行為遺傳學(xué)7、生態(tài)遺傳學(xué) 8、輻射遺傳學(xué)9、體C遺傳學(xué) 10、癌腫遺傳學(xué)11、群體遺傳學(xué)12、遺傳流行病學(xué)13、臨床遺傳學(xué)14、基因組學(xué)15、基因工程16生殖遺傳學(xué)17、優(yōu)生學(xué)三、遺傳病的分類按遺傳病的傳遞方式和遺傳物質(zhì)改變的限度可分為:基因病和染色體病。(一)、單基因?。阂粚θ旧w上單個(gè)基因或一對等位基因發(fā)生突變所致,該類疾病病種多,群體發(fā)病率低(1‰—1/10000),家族發(fā)病高,患者同胞發(fā)病率為1/4或1/2,與親屬級別無關(guān)。分為:①AD常顯②AR常隱③XD伴X顯④XR伴X隱(5Y)(二)、多基因遺傳病指兩對以上基因和多種環(huán)境因素共同作用引起的遺傳病。群體發(fā)病率高,患者后代發(fā)病率低,一般在0.1—1%,且與親屬級別有關(guān),如先天畸形、高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病、哮喘、自身免疫性疾病、老年癡呆、癲癇、精神分裂癥、類風(fēng)顯性關(guān)節(jié)炎,智能發(fā)育不全等。遺傳病的研究方法遺傳病的研究方法家系調(diào)查根據(jù)其具有家族傾向和垂直傳遞的特點(diǎn),通過對患者及其親屬的調(diào)查,并與群體發(fā)病率比較,擬定是否與遺傳有關(guān)。系譜分析對某些單基因遺傳病先證者家系進(jìn)行追溯,對其家庭成員進(jìn)行記錄,繪成系譜圖,再進(jìn)行分析,按傳遞規(guī)律判斷屬何種遺傳病。三、核型分析(細(xì)胞學(xué)檢查)1、染色體常規(guī)核型分析2、顯帶核型分析四、分子生物學(xué)技術(shù)(基因診斷和治療)即基因測序、定位。((三)、染色體病指由于染色體異常(畸變)所致的疾病,占遺傳病的總數(shù)10%。涉及:①染色體結(jié)構(gòu)異常,②染色體數(shù)目異常。(四)、體C遺傳病發(fā)生在特異的體C中,體C的基因突變是此類疾病的基礎(chǔ),如惡性腫瘤、白血??;自身免疫缺陷等經(jīng)典的遺傳病不涉及這類遺傳病。(五)、線粒體遺傳病線粒體是半自主性細(xì)胞器,是核以外唯一具有DNA的細(xì)胞器,具有自己的Pr翻譯系統(tǒng)和遺傳密碼,這類疾病很少。第二章人類基因基因的概念基因的概念基因是DNA分子的功能片斷,或DNA分子中堿基的排列順序,也即遺傳信息的基本單位,或稱遺傳物質(zhì)的基本單位?,F(xiàn)代遺傳學(xué)認(rèn)為:基因是決定一定功能產(chǎn)物的DNA序列,這種功能產(chǎn)物重要是RNA和蛋白質(zhì),它決定細(xì)內(nèi)RNA和Pr(涉及酶分子)等的合成,從而決定生物的遺傳性狀,總之:基因是具有特定“遺傳效應(yīng)”的DNA片段?;虻奶匦曰虻奶匦詮姆肿铀嚼斫饣蛴腥齻€(gè)基體特性:1、可以自我復(fù)制2、決定性狀3、可以突變腺嘌呤腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)胸腺嘧啶(thymine,T)胞嘧啶(cytosine,C)基因的化學(xué)本質(zhì)——DNA基因的化學(xué)本質(zhì)——DNA分子一、DNA分子組成三大基本成分:即磷酸(P)、脫氧核糖、含N堿基。堿基:腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胞嘧呤(C)、胸腺嘧呤(T)四種脫氧核苷酸:四種脫氧核苷酸:脫氧腺嘌呤核苷酸——dAMP脫氧鳥嘌呤核苷酸——dGMP脫氧胞嘧呤核苷酸——dCMP脫氧胸腺嘧呤核苷酸——dTMP兩個(gè)單核苷酸之間由兩個(gè)單核苷酸之間由3’、5’磷酸二酯鍵相連多核苷酸鏈:核苷酸之間以多核苷酸鏈:核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈,即核酸。二、二、DNA的分子結(jié)構(gòu)模型(雙螺旋模型)Watson和Crick1953年提出“雙螺旋模型”。1、每個(gè)DNA分子是由兩條互相纏繞,且方向相反的多核苷酸長鏈組成,脫氧核糖和P在兩條鏈外側(cè),堿基在內(nèi)。2、兩條鏈上的單核苷酸是相對的,相對的核苷酸中堿基按互補(bǔ)原則配對,中間以氫鏈結(jié)合:A=T、T=A、C≡G、G≡C。這里:A+G=T+C33、兩條互補(bǔ)鏈并不是呈直線排列,而是纏繞一“軸向”盤旋成雙股螺旋分子,P和糖是DNA分子的骨架。 DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)(Watson,Crick,1953)磷酸-脫氧核糖骨架在外側(cè),螺旋直徑為2nm。大溝(majorgroove)小溝(minorgroove)。兩鏈間堿基通過氫鍵配對(A=T;GC);堿基對垂直螺旋軸居雙螺旋內(nèi)側(cè)。螺距3.4nm,10bp/圈氫鍵維持雙鏈橫向穩(wěn)定性,堿基堆積力維持雙鏈縱向穩(wěn)定性?;蚪M的概念:基因組的概念:1、是人體所有遺傳信息的總和2、涉及核基因組和線粒體基因組3、人類體細(xì)胞具有2個(gè)基因組,即23條染色體為一個(gè)基因組。父源一組、母源一組人類基因的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)人類基因的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)基因的分類:人類基因或基因組中的功能序列可分為四大類:1、單一基因(solitarygene)【又稱單一序列】指人的基因中25%-50%蛋白質(zhì)基因在單倍體基因組中只有一份2、基因家族(genefamily):指有許多基因是反復(fù)的多拷貝,這一部分基因?qū)儆趦蓚€(gè)或更多個(gè)相似基因的家族或指許多功能相似的基因成簇或分散在基因組中,或指許多功能相似的基因成簇或分散在基因組中,這些具有相似功能的基因稱“基因族”,或“多基因家族”。多基因家族:指由一個(gè)祖先基因通過反復(fù)和變異所產(chǎn)生的一組來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因。一個(gè)基因多次拷貝:序列高度同源,成簇排列在同一條染色體上,形成一個(gè)基因簇,一個(gè)基因多次拷貝:序列高度同源,成簇排列在同一條染色體上,形成一個(gè)基因簇,這些基因也許同時(shí)發(fā)揮作用,或在不同發(fā)育階段表達(dá),這一類基因重要編碼rRNA和tRNA?;虺易澹翰煌虺纱氐胤植荚趲讞l染體上,這些基因序列不同,但編碼功能相似,即編碼同一類的蛋白質(zhì)。如血紅Pr基因家族,α—珠Pr基因家族:β—珠Pr基因家族。3、擬基因:又稱假基因,是一種畸變基因,由功能正?;虬l(fā)生突變,插入導(dǎo)致不能表達(dá)而形成,或指有些基因的結(jié)構(gòu)與有功能的基因相似,但不能表達(dá)。因素:這些基因起初也許是有功能的,但在復(fù)制時(shí),編碼序列或調(diào)控元件發(fā)生突變,或是插入了mRNA逆轉(zhuǎn)錄的cDNA,缺少基因表達(dá)所需的啟動(dòng)子序列,因此變成了無功能的基因。44、串聯(lián)反復(fù)基因:其基因組成是呈串聯(lián)反復(fù)排列:即反復(fù)多拷貝序列或稱高度反復(fù)序列如:45SrRNA,5SrRNA,tRNA,組蛋白基因等;人類基因組中合成45SrRNA.5srRNA、各種tRNA的基因和控制組蛋白的基因;這些基因是呈串聯(lián)反復(fù)排列的,基因的每個(gè)拷貝幾乎完全相同,但在基因間的間隔DNA相差很大。斷裂基因斷裂基因:指真核生物的結(jié)構(gòu)基因,由編碼的外顯子和非編碼的內(nèi)含子組成,兩者相間排列;斷裂基因結(jié)構(gòu)中外顯子-內(nèi)含子的接頭區(qū)是一高度保守的一致序列,稱為外顯子-內(nèi)含子接頭;結(jié)構(gòu)基因:是指在構(gòu)成基因的特定DNA片段中,一段DNA序列儲存著一個(gè)特定的特定RNA分子的序列信息,此段DNA一級結(jié)構(gòu)決定該RNA分子的一級結(jié)構(gòu),這一段DNA稱為結(jié)構(gòu)基因;結(jié)構(gòu)基因編碼:僅為一些特定功能的RNA編碼;表達(dá)蛋白質(zhì);En:En:增強(qiáng)子;P1.P2.P3啟動(dòng)子(TATA框、CAAT框、GC框);E:外顯子;I:內(nèi)含子;UT:非翻譯區(qū);GT-AG:外顯子-內(nèi)含子接頭主體部分(編碼區(qū))-內(nèi)含子、外顯子側(cè)翼順序(調(diào)控區(qū))-啟動(dòng)子(TATA框、CAAT框、GC框)、增強(qiáng)子、終止子編碼序列和非編碼序列編碼序列和非編碼序列1)外顯子——指DNA序列中的編碼序列?!巴怙@子”被剪接后連在一起形成成熟的mRNA,指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。2)內(nèi)含子——指DNA序列中的非編碼序列。“內(nèi)含子”可以轉(zhuǎn)錄RNA,在翻譯成蛋白質(zhì)之前被加工剪接掉因此不包含在mRNA序列中。此外真核生物基因的大小相差懸殊,一般情況下,基因越大,外顯子越多;但內(nèi)含子也許遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于編碼序列,也有內(nèi)含中具有其它基因的編碼序列,這種情況稱“基因內(nèi)基因”。斷裂基因的特點(diǎn):即斷裂基因的特點(diǎn):即GT—AG法則斷裂基因結(jié)構(gòu)中外顯子一內(nèi)含子的接頭是一高度保守的一致序列,稱為外顯子一內(nèi)含子接頭,即GT—AG接頭。側(cè)翼序列或稱“調(diào)控序列”:基因第一個(gè)外顯子和最后一個(gè)外顯子的外側(cè)是一段不能被轉(zhuǎn)錄的非編碼區(qū),也就是基因的兩側(cè)有一段不被轉(zhuǎn)錄的序列,稱“側(cè)翼序列”。側(cè)翼序列雖然不被轉(zhuǎn)錄,但他具有基因的調(diào)控序列,對該基因的活動(dòng)有重要影響;側(cè)翼序列一般具有“啟動(dòng)子”、“增強(qiáng)子”和“終止子”。11)啟動(dòng)子:位于基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游100—200bp處(范圍);是RNA聚合酶與模板DNA(轉(zhuǎn)錄因子)互相作用的核苷酸序列或結(jié)合區(qū)段,是辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始部位的信號,能啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄;目前已發(fā)現(xiàn)有三種啟動(dòng)序列:即“TATA框“CAAT框”和“GC框”。(或稱三個(gè)DNA序列元件)。2)增強(qiáng)子:“增強(qiáng)子”是一個(gè)短序列元件,特異性地結(jié)合于轉(zhuǎn)錄因子,能增強(qiáng)基因的轉(zhuǎn)錄活性,它可以位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游,也可以位于下游,與與啟動(dòng)子相距1000bp—3000bp以上,當(dāng)它被激活時(shí),轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)200倍以上。33)終止子:“終止子”位于3′非編碼區(qū)下游,由AATAAA段反向反復(fù)(回文序列)、(倒位反復(fù))組成,AATAAA是PoolyA(多聚腺苷酸)附加信號,PolyA構(gòu)成轉(zhuǎn)錄的終止信號,因回文序列轉(zhuǎn)錄后形成發(fā)夾結(jié)構(gòu),阻礙RNA聚合酶連續(xù)移動(dòng),轉(zhuǎn)錄終止。基因結(jié)構(gòu)小結(jié):1、外顯子、內(nèi)含子、啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、終止子。2、GT—AG法則。人類基因組的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)人類基因組的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn):在人類基因組中(單倍體),存在大量的反復(fù)序列,短的僅含2個(gè)堿基,長的多達(dá)數(shù)百、上千個(gè)堿基;可分為高度反復(fù)序列(highlyrepetitivesequences)、中度反復(fù)序列(moderatelyrepetitivesequences)、單拷貝或低度反復(fù)序列(singlecopysequences)等三種;反向反復(fù)序列(反向反復(fù)序列(invertedrepeats):指兩個(gè)順序相同的互補(bǔ)拷貝在DNA鏈上呈反向排列;一種形式為兩個(gè)反向排列的拷貝之間隔著一段間隔順序如:5`AAACCACCGCTGGTAGCGGTGGTTT3`3`TTTGGTGGCGACCATCGCCACCAAA5`另一種是兩個(gè)拷貝反向串聯(lián)在一起,也稱為回文結(jié)構(gòu)(palindrome);11、反復(fù)多拷貝序列:(串聯(lián)反復(fù)DNA序列)概述:高度反復(fù)序列反復(fù)頻率可達(dá)106次,涉及反向反復(fù)序列、衛(wèi)星DNA等,約占10-15%;這類DNA由非編碼的DNA反復(fù)串聯(lián)排列,分散或局限在基因組的某區(qū)域,高度反復(fù),分為:高重序列和反重序列。高度反復(fù)序列:指在一個(gè)基因組中存在大量拷貝的DNA序列,反復(fù)的拷貝數(shù)106—108,散在分布于基因組中,占基因組DNA10%—30%,這些序列通常很短,一般在6—200bp,因序列短缺少轉(zhuǎn)錄必須的啟動(dòng)子,故沒有轉(zhuǎn)錄能力,不編碼任何Pr,高度反復(fù)序列大多集中在異染色質(zhì)區(qū),衛(wèi)星衛(wèi)星DNA:占整個(gè)基因組序列10-15%,5bp.10bp.20bp.200bp聚集在某些染色體著絲粒周邊,通過密度梯度離心后,在DNA主峰旁形成“衛(wèi)星狀”,故稱“衛(wèi)星DNA”。也有位于染色體臂或端粒區(qū),現(xiàn)研究證明位于染色體的異染色質(zhì)區(qū),高度反復(fù)、反復(fù)長度可達(dá)105bp。衛(wèi)星衛(wèi)星DNA(satelliteDNA):指有些高度反復(fù)的DNA序列的堿基組成和浮力密度同主體DNA有區(qū)別,在浮力密度梯度離心時(shí)可形成不同于主DNA帶的衛(wèi)星帶;根據(jù)核心順序的長短分為根據(jù)核心順序的長短分為大衛(wèi)星DNA、小衛(wèi)星DNA、微衛(wèi)星DNA。大衛(wèi)星大衛(wèi)星DNA(macrosatelliteDNA)又稱為長串聯(lián)反復(fù)序列;總長度100kb~幾個(gè)Mb;根據(jù)浮力密度的不同分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和α、β衛(wèi)星DNA;各類型都由不同的反復(fù)順序家族組成;②②小衛(wèi)星DNA(minisatelliteDNA)由中檔大小的串聯(lián)反復(fù)序列構(gòu)成,總長約0.1~20kb,分布在所有染色體,往往近于端粒處;端粒DNA:指在染色體末端由6bp序列串聯(lián)反復(fù)組成的10-15KbDNA序列,它是在端粒酶作用下加到染色體末端,保持染色體完整。高度小衛(wèi)星DNA:指由9——64kb反復(fù)串聯(lián)組成位于染色體端粒附近和其它區(qū)域。③微衛(wèi)星DNA:由單個(gè)、雙個(gè)、三個(gè)或四個(gè)核苷酸反復(fù)序列組成,分散在基因組中,它們很少出現(xiàn)在編碼DNA序列中,但在基因中或基因附近的“三核苷酸反復(fù)”與某些遺傳病有關(guān),如脆性χ染色體綜合癥等。微衛(wèi)星微衛(wèi)星DNA(microsatelliteDNA)反復(fù)單位為1~5bp,反復(fù)次數(shù)為10~60次,總長度小于150bp,常見以(AC)n和(TG)n二聚核苷酸為反復(fù)單位,由Miesfeld1981年發(fā)現(xiàn);高度反復(fù)序列的功能:參與復(fù)制水平的調(diào)節(jié);如反向反復(fù)序列常存在于DNA復(fù)制起點(diǎn)區(qū)的附近,是一些蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn);參與基因表達(dá)的調(diào)控;參與染色體配對;22、中度反復(fù)DNA序列和可動(dòng)因子(也即分散反復(fù)DNA序列)指以不同的量分布于整個(gè)基因組的不同部位,在一個(gè)基因組中出現(xiàn)102—105拷貝的DNA序列,長度為300~7000bp,這些DNA序列在長度和拷貝數(shù)量上有很大的差異,占整個(gè)基因組的25~40%,它可分為兩類:(1)、短分散核元件(SINE)占人類基因組的7%,這些間隔的DNA長度300~500bp,但拷貝數(shù)目可達(dá)75萬個(gè)以上,這些分散核元件常位于基因的非編碼區(qū),也許與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。(2)、長分散核元件(LINE):占人類基因組的5%,長度可達(dá)6000—7000bp,拷貝數(shù)目在20-50萬個(gè)。核元件:指間隔的DNA片段,特別是指那些中度反復(fù)的DNA。33、單拷貝序列指在單倍體基因組中只出現(xiàn)一次或數(shù)次,在人類基因組中約占60-65%;大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因?qū)龠@一類。“單拷貝序列”又稱非反復(fù)序列或單一基因,在基因中僅有單一拷貝或少數(shù)幾個(gè)拷貝,長度在800-1000bp之間?;虻墓δ埽ㄉ飳W(xué)特性)一、基因是遺傳信息的儲存單位基因的功能(生物學(xué)特性)一、基因是遺傳信息的儲存單位1、遺傳信息:DNA分子中堿基的排列順序。一個(gè)DNA分子中有大量的多核苷酸對,核苷酸中堿基對不同排列順序就蘊(yùn)藏著遺傳信息。22、遺傳密碼:DNA轉(zhuǎn)錄的mRNA鏈上每3個(gè)相鄰堿基序列構(gòu)成一個(gè)三聯(lián)體,每個(gè)三聯(lián)體能編碼一種氨基酸,三聯(lián)體又稱三聯(lián)體密碼、遺傳密碼或密碼子,遺傳密碼是遺傳信息的具體表現(xiàn)形式。mRNA鏈上4種堿基以三聯(lián)體形式組合成43,即64種遺傳密碼。其中61種為20種aa編碼,3種為終止密碼。33、遺傳密碼的特性1)通用性:一般情況下病毒、原核生物、真核生物、人類都能通用。2)簡并性:幾個(gè)密碼編碼一種aa。3)起始密碼和終止密碼:如有的既可作起始密碼,也可編碼aa.如AUG既是起始密碼又能編碼甲硫氨酸。另有UAA、UAG、UGA不編碼任何aa,只作終止密碼。二、基因可以自我復(fù)制(一)、復(fù)制子:基因復(fù)制是以DNA復(fù)制為基礎(chǔ)的,真核生物DNA分子上有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn),一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)所復(fù)制的DNA區(qū)段為復(fù)制單位,稱“復(fù)制子”。(二)、復(fù)制過程1、DNA雙螺旋分子在解旋酶的作用下解旋、氫鏈斷開、兩鏈分開。2、兩條鏈根據(jù)自身的堿基在細(xì)胞核中按互補(bǔ)的原則進(jìn)行堿基配對,即A=T、T=A、C≡G、G≡C,又在連接酶作用下形成一條新多核苷酸鏈,并與原有的多核苷酸母鏈形成新的雙螺旋結(jié)構(gòu)。(三)、基因復(fù)制的特點(diǎn)(三)、基因復(fù)制的特點(diǎn)1、互補(bǔ)性:即子鏈與模板鏈堿基互補(bǔ)。2、半保存性:DNA分子以兩條鏈各為模板合成新DNA過程稱復(fù)制,新合成DNA雙鏈中保存了一條原有DNA分了的舊鏈,故稱“半保存制”。3、反向平行性:即5′→3′3′→5′4、不對稱性:DNA的復(fù)制是不對稱的,即以3′→5′復(fù)制時(shí),子鏈?zhǔn)沁B續(xù)的,而5′→3′復(fù)時(shí),子鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)的,一方面在引發(fā)體的起始引發(fā)下合成大量DNA小片段,稱岡崎片段,岡崎片段在DNA連接酶作用下連接成一條長鏈。5、不連續(xù)性:即復(fù)制子三、基因的表達(dá)三、基因的表達(dá)即基因?qū)①A存的遺傳信息編碼成由aa組成的多肽鏈,即蛋白質(zhì)或酶,從而決定生物各種性狀,基因表達(dá)涉及兩個(gè)環(huán)節(jié):(一)轉(zhuǎn)錄1、概念:①在RNA聚合酶催化下,DNA以一條鏈為模板,以ATP、CTP、GTP、UTP為前體RNA合成RNA的過程稱“轉(zhuǎn)錄”;或:DNA將遺傳信息傳遞到RNA的過程。②轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核中進(jìn)行,5′→3′方向轉(zhuǎn)錄;一般涉及起始、延伸和終止3個(gè)連續(xù)環(huán)節(jié);轉(zhuǎn)錄要在啟動(dòng)子和RNA聚合酶的作用下從轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)開始,以堿基因互補(bǔ)的方式合成一個(gè)RNA。這種新合成的RNA稱核內(nèi)異質(zhì)RNA或不均一核RNA(hnRNA-)。DNA中3′→5′稱有義鏈(模板鏈)或Watson鏈,另一條則稱編碼鏈或Criek鏈或稱反義鏈。③轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物涉及:mRNA、rRNA、tRNA22、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工:加工一般涉及戴帽、加尾和剪接。1)、戴帽(加帽):即在初級轉(zhuǎn)錄物5′端加上一個(gè)甲基化核苷酸,即加上“7-甲基鳥嘌呤核苷酸”帽,封閉了3RNA的5′端稱加帽.加帽的功能①保護(hù)RNA轉(zhuǎn)錄本避免外切核苷酸酶5′→3′消化。②有助于RNA從細(xì)胞核運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)。③便于RNA剪接。④有助于細(xì)胞質(zhì)中的核糖體辨認(rèn)mRNA。2)、加尾:即在初級轉(zhuǎn)錄物2)、加尾:即在初級轉(zhuǎn)錄物3′端加上“多聚腺苷酸”尾,也稱POlyA化。加尾的作用:①促使mRNA從核進(jìn)入質(zhì)。②穩(wěn)定mRNA分子。③有助于核糖體辨認(rèn)mRNA。33)剪接:轉(zhuǎn)錄是把基因的外顯子和內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄成RNA序列,這個(gè)原始RNA轉(zhuǎn)錄本稱為異質(zhì)RNA(hnRNA)或稱為不均一核RNA。在剪接酶的作用下,把內(nèi)含子非編碼序列切除,再將外顯子編碼序列由連接酶逐段連接起來,形成成熟的mRNA分子,稱“剪接”。每個(gè)內(nèi)含子的5′端起始處有GT序列,3′端尾部有AG序列,這兩個(gè)序列為高度保守的一致序列,它們是酶切和拚接的信號。同樣,tRNA、rRNA的轉(zhuǎn)錄最后也要通過相應(yīng)的加工和修飾過程,才具有功能。(二)遺傳信息的翻譯(二)遺傳信息的翻譯以mRNA為模板指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程(三種RNA的作用):1)、mRNA攜帶遺傳信息,作為Pr合成的模板。2)、tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)活化的aa并辨認(rèn)mRNA分子上的遺傳密碼。3)、rRNA與Pr結(jié)合形成→核蛋白體,作為Pr合成的場合,把各種特定的aa連接成多肽鏈。四、基因表達(dá)的調(diào)控:四、基因表達(dá)的調(diào)控:(一)、原核生物基因表達(dá)的調(diào)控(轉(zhuǎn)錄水平)“大腸桿菌乳糖操縱子假說”1、結(jié)構(gòu)基因2、操縱基因3、啟動(dòng)子4、調(diào)節(jié)基因,(二)、真核生物基因表達(dá)的調(diào)控(二)、真核生物基因表達(dá)的調(diào)控1、轉(zhuǎn)錄前調(diào)控染色質(zhì)螺旋化限度與基因轉(zhuǎn)錄活性有關(guān),疏松的常染色質(zhì)可進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,異固縮的異染色質(zhì)由于DNA螺旋化阻礙RNA聚合酶作用而克制了轉(zhuǎn)錄;也就是組蛋白乙酰化和DNA甲基化的關(guān)系。染色質(zhì)中的組蛋白能非特異性地非組蛋白則能特異性地解除組蛋白的克制作用而開始轉(zhuǎn)錄。22、轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控1)順式作用元件和轉(zhuǎn)錄因子:順式作用元件:是指存在于基因內(nèi)的那些參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的DNA序列,涉及啟動(dòng)子、增強(qiáng)子等。啟動(dòng)子中有一些保守序列能與轉(zhuǎn)錄因子特異性結(jié)合;調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄,這些元件稱“順式作用元件”,功能僅限于5′端側(cè)翼序列TATA框、CAAT框。也即啟動(dòng)與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合才干進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。2)反式作用因子(元件)和轉(zhuǎn)錄因子:真核細(xì)胞中的RNA聚合酶自身不能啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄,必須有許多轉(zhuǎn)錄因子特異結(jié)合在基因上游的順式作用元件;激活RNA聚合酶,從轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)開始合成RNA。反式作用因子:是指可以與順式作用元件結(jié)合,參與轉(zhuǎn)錄調(diào)控的Pr分子。反式作用因子又稱反式作用因子又稱“轉(zhuǎn)錄因子”轉(zhuǎn)錄因子根據(jù)與DNA結(jié)合的結(jié)構(gòu)域分為:①螺旋—轉(zhuǎn)角—螺旋蛋白質(zhì)②鋅指蛋白③亮氨酸拉鏈蛋白④螺旋—環(huán)—螺旋蛋白此外:不同RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄的RNA不同樣:RNA聚合酶Ⅰ催化轉(zhuǎn)錄rRNARNA聚合酶Ⅱ催化轉(zhuǎn)錄mRNARNA聚合酶Ⅲ催化轉(zhuǎn)錄tRNA和5srRN3、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控即hnRNA加工成成熟RNA的過程4、翻譯后調(diào)控即指翻譯后對多肽鏈的加工與修飾過程?突變:指由于內(nèi)外因素的影響,引起遺傳物質(zhì)的改變以及由此所引起表現(xiàn)型的改變,稱“突變:指由于內(nèi)外因素的影響,引起遺傳物質(zhì)的改變以及由此所引起表現(xiàn)型的改變,稱“基因突變”。突變涉及染色體畸變和基因突變?;蛲蛔儯褐溉旧w上DNA分子結(jié)構(gòu)中堿基的變化稱“基因突變”,或稱DNA分子中某一點(diǎn)發(fā)生了化學(xué)改變,亦稱“點(diǎn)突變”。誘發(fā)基因突變的因素誘發(fā)基因突變的因素根據(jù)基因突變發(fā)生的因素,將突變分為:自然突變和誘發(fā)突變。自然突變:突變是自然發(fā)生的,在自然條件下未經(jīng)人工解決。誘發(fā)突變:經(jīng)人工解決,或人為外界條件引起的突變,能誘發(fā)基因突變的各種內(nèi)外環(huán)境因素統(tǒng)稱為“誘變劑”;由于突變的本質(zhì)都是DNA改變,因此把誘發(fā)突變的因素統(tǒng)歸為:一、物理因素:1、紫外線:DNA結(jié)構(gòu)損傷,DNA相鄰的嘧啶類堿基合成嘧啶二聚體,常見如圖:2、電離輻射:X-射線、γ射線、中子射線、Co60等,擊中DNA鏈,能量被DNA吸取,導(dǎo)致DNA鏈和染色體的斷裂,片段發(fā)生重排。二、化學(xué)因素:1、羥胺(HA):羥胺可使胞嘧啶C的化學(xué)成分發(fā)生改變,而不能正常地與G配對,改為與A互補(bǔ),經(jīng)兩次復(fù)制后,C-G就變成了T-A。如圖所示。2、亞硝酸或含亞硝基化合物:這類物質(zhì)可以使堿基脫去氨基(—NH2),而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)改變,如A被脫去氨基后就變成了次黃嘌呤(H)不再與A配對變?yōu)榕cC配。紫外線紫外線誘發(fā)的胸腺嘧啶二聚體的形成33、烷化劑:甲醛、氯乙烯、氮芥等是具有高度誘變活性的烷化劑,可將烷基(CH3-、C2H5-等)引入多核苷酸鏈上的任何位置,被烷基化的核苷酸將產(chǎn)生錯(cuò)誤配對而引起突變,如烷化G可與T配對,形成G—C→A—T的轉(zhuǎn)換。44、堿基類似物:如5—溴尿嘧啶(5—BU)、2—氨基嘌呤(2—AP)等,可取代堿基而插入,引起DNA分子突變。5—BU的化學(xué)結(jié)構(gòu)與T很相似,它既可與A配對,也可與G配對。三、生物因素:1、病毒。2、真菌、細(xì)菌等:真菌和細(xì)菌重要是通過產(chǎn)生的毒素或代謝產(chǎn)物能誘發(fā)基因突變,如各種霉變物都有致突變作用,甚至致癌(Ca)。基因突變的特點(diǎn)基因突變的特點(diǎn)1、多向性:指同一基因位點(diǎn)上的基因可獨(dú)立發(fā)生多次不同的突變,而形成復(fù)等位基因,后者是指在某一群體中,同一基因位點(diǎn)上存在的3個(gè)或3個(gè)以上的等位基因。(復(fù)等位基因只能存在群體中,不也許在同一個(gè)體中產(chǎn)生)。2、可逆性:基因發(fā)生突變的方向是可逆的,即基因A可以突變?yōu)槠涞任换騛,反過來a→A,前者為正突變,后者稱回復(fù)突變。33、有害性:絕大多數(shù)突變是有害的,目前發(fā)現(xiàn)人類遺傳病絕大多數(shù)都是由基因突變引起的;生殖細(xì)胞或受精卵基因突變是大多數(shù)遺傳病的因素,體細(xì)胞突變一般是腫瘤發(fā)生的基礎(chǔ);但突變也是生物進(jìn)化重要基礎(chǔ)。4、稀有性:基因突變在自然界是稀有的,各種基因在一定體都有一定的自發(fā)突變率,高等生物基因的突變率一般為每代10-8~10-5/生殖C,即每代每10萬至1億個(gè)生殖C中有一個(gè)基因突變。55、隨機(jī)性:突變的發(fā)生對于不同個(gè)體、細(xì)胞或不同基因來說,都是隨機(jī)的。6、可反復(fù)性:對于任何一個(gè)基因位點(diǎn)來說,突變并不只是發(fā)生一次或有限N次,而總是以一定的頻率反復(fù)發(fā)生?;蛲蛔兊念愋秃头肿踊A(chǔ)基因突變的類型和分子基礎(chǔ)一、點(diǎn)突變(靜態(tài)突變):點(diǎn)突變是DNA鏈中一個(gè)或一對堿基發(fā)生的改變,涉及堿基替換和移碼突變。1、堿基替換:指DNA分子中一個(gè)堿基被另一個(gè)堿基代替,從而使被替換部位的三聯(lián)體密碼意義發(fā)生改變,可分為:轉(zhuǎn)換:即一種嘌呤——嘧呤配對被另一種嘌呤——嘧啶對替換:G—C→A—T。顛換:即一種嘌呤——嘧啶配對被另一種嘧啶——嘌呤對所替換:A→T→C→G。11)、同義突變:堿基替換后,變成另一密碼子——————但所編碼的氨基酸沒變。2)錯(cuò)義突變2)錯(cuò)義突變:堿基替換后,變成編碼另一aa的密碼子——影響蛋白質(zhì)的功能。33)無義突變:堿基替換后,使編碼氨基酸的密碼子變成終止密碼,多肽鏈變短,蛋白質(zhì)無活性或活性減少。2、移碼突變2、移碼突變:在堿基序列中插入或丟失一個(gè)或幾個(gè)堿基————結(jié)果突變點(diǎn)以后的堿基序列都發(fā)生變化。二二、動(dòng)態(tài)突變:短串聯(lián)反復(fù)序列的反復(fù)次數(shù)發(fā)生明顯增長——從而導(dǎo)致遺傳病的發(fā)生。此外尚有:此外尚有:終止密碼突變:終止密碼突變成aa密碼,引起肽鏈延長。調(diào)控序列突變:重要使Pr合成的速度或效率發(fā)生改變,進(jìn)而影響著這些Pr的功能,并引起疾病。內(nèi)含子與外顯子剪接點(diǎn)突變:即GT-AG中的任一堿基發(fā)生置換而導(dǎo)致剪輯和加工異常不能形成對的的mRNA分子。一、紫外線引起一、紫外線引起DNA損傷的修復(fù)途徑:DNA分子被紫外線照射后,使用一條鏈上的兩個(gè)相鄰嘧啶核苷酸之間出現(xiàn)共價(jià)連接,形成嘧啶二聚體,即(T-T)。A光復(fù)活修復(fù):C中存在光復(fù)活酶(被光激活)辨認(rèn)并與二聚體結(jié)合,運(yùn)用光能解開二聚體達(dá)成修復(fù)目的。光修復(fù)分5步:①完整DNA片段②UV(紫外線)照射形成T-T③光復(fù)合酶辨認(rèn)二聚體并與之結(jié)合④光能和酶將二聚體分開⑤DNA構(gòu)型恢復(fù)正常,酶釋放。DNADNA損傷的修復(fù)突變可以發(fā)生,但在體內(nèi)存在著自我修的能力。即DNA分子中一條鏈上發(fā)生了損傷和突變,而另一條互補(bǔ)鏈中則貯存有對的的信息,它們可以互補(bǔ)形成一條新鏈。B切除修復(fù)B切除修復(fù)。切除修復(fù)也稱暗修復(fù),其過程:1、內(nèi)切酶:DNA分子被UV照射形成的“T-T”在內(nèi)切酶的作用下,在它的附近切開一個(gè)切口。2、外切酶:在外切酶的作用下,擴(kuò)大此切口,并將二聚體片段切除。3、DNA聚合酶:在此酶的作用下,用互補(bǔ)的核苷酸,將切除的部分補(bǔ)上。4、DNA連接酶:在此酶的作用下,封閉切口,恢復(fù)正常的DNA分子結(jié)構(gòu)。C重組修復(fù)C重組修復(fù):此種修復(fù)發(fā)生在復(fù)制之后,具有T-T其他結(jié)構(gòu)損傷的DNA仍可進(jìn)行修復(fù)————二、電離輻射引起的DNA損傷的修復(fù),此修復(fù)的機(jī)制還不清楚。1、超快修復(fù):大約2分鐘內(nèi)。2、快修復(fù):能使超快修復(fù)所余斷裂修復(fù)90%。3、慢修復(fù):它是由重組修復(fù)系統(tǒng)對快修復(fù)所不能修復(fù)的單鏈斷裂部分加以修復(fù)的過程。需時(shí)間長,一般40-60分鐘。三、修復(fù)能力缺陷或減少的后果:1、染色體畸變率增高2、形成正常組織能力減少,抵抗能力減少3、導(dǎo)致大量組織死亡遺傳?。褐干矯或受精卵的遺傳物質(zhì)發(fā)生突變所引起的疾病。單基因遺傳?。褐赣梢粚ν慈旧w上的單個(gè)基因或一對等位基因發(fā)生突變所引起的疾病。第四章遺傳病:指生殖C或受精卵的遺傳物質(zhì)發(fā)生突變所引起的疾病。單基因遺傳?。褐赣梢粚ν慈旧w上的單個(gè)基因或一對等位基因發(fā)生突變所引起的疾病。系譜與系譜分析法系譜與系譜分析法1、系譜:從先證者入手,對家族所有成員涉及旁系,直系親屬關(guān)系制成圖譜。2、先證者:臨床上第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的遺傳病患者3、系譜分析法:根據(jù)系譜圖,分析疾病傳遞規(guī)律,擬定傳遞方式,以及遺傳因素的作用,為診斷、治療和防止同類遺傳病提供依據(jù)。4、系譜繪制符號—————————————————————————單基因遺傳單基因遺傳性連鎖遺傳X連鎖隱XRY連鎖遺傳X連鎖顯XD常染色體遺傳常顯AD常隱AR注注意事項(xiàng):同一代成員應(yīng)在同一水平線上,標(biāo)明代(羅馬數(shù))和序號(阿拉伯?dāng)?shù));一般調(diào)查到患者的三代親屬;符號大小一致,姐妹弟兄方向不要畫反;如何判斷遺傳方式?擬定顯性遺傳還是隱性遺傳如何判斷遺傳方式?擬定顯性遺傳還是隱性遺傳(區(qū)別是代代遺傳還是隔代遺傳);擬定常染色體還是性染色體遺傳(區(qū)別男女比例)初步擬定遺傳方式后驗(yàn)證---用所學(xué)系譜特性;如何估計(jì)發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)?具體情況具體分析?、瘼瘼颌螈簪酡瘼颌螈簪醢郀罱悄ぷ冃约蚁蹬袛噙z傳方式:斑狀角膜變性家系判斷遺傳方式:不連續(xù)遺傳——隱性遺傳;男女發(fā)病機(jī)會均等——常染色體遺傳;驗(yàn)證:近親婚配后代發(fā)病率增高;結(jié)果:AR;白色額發(fā)家系判斷遺傳方式:代代遺傳——顯性遺傳;男女患者比例均等——常染色體遺傳;驗(yàn)證:父母雙親正常,子女一般不發(fā)病。結(jié)果:AD;遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)生殖C的減數(shù)分裂(Meiosis):指有性生殖的生物在配子發(fā)生過程中DNA的一次復(fù)制和兩次核分裂,通過這一過程由雙倍體C產(chǎn)生單倍體C。過程:1)第一次減數(shù)分裂:前期Ⅰ:從形態(tài)上又分為五個(gè)時(shí)期。①細(xì)線期:染色體細(xì)長如絲。②偶線期:同源染色體聯(lián)會配對。同源染色體:指一個(gè)細(xì)胞里形狀、結(jié)構(gòu)相同,一條來自父方、一條來母方,上面具有相同基因(等位基因)的一對染色體。③粗線期:染色體濃縮變短、變粗,每條染色體由兩條單體組成(二分體),中間有著絲點(diǎn)相連,非姊妹染色體發(fā)生片斷互換;互換一定要發(fā)生在非姊妹染色體之間才有生物學(xué)意義。④雙線期:同源染色體之間互相排斥而趨于分開,只是在交叉部位仍連在一起。⑤終變期:染色體濃縮變短、變粗、螺旋化達(dá)成最高度,核膜、核仁開始消失,染色體開始向赤道移動(dòng),紡錘體開始形成。中期Ⅰ:染色體排列在赤道板上,紡錘體形成,同源染色體的著絲點(diǎn)逐漸遠(yuǎn)離,著絲點(diǎn)沒分裂。后期Ⅰ:紡錘體收縮,兩條同源染色體分開,分別移向兩極,同源染色體數(shù)目減半。末期Ⅰ:核膜、核仁重新形成,接著進(jìn)行胞質(zhì)分裂,成為兩個(gè)子細(xì)胞,染色體解螺旋,又變成細(xì)絲狀,第一次減數(shù)分裂結(jié)束,由于同源染色體分到了兩個(gè)子細(xì)胞,所以染色體數(shù)目減半,這是減數(shù)分裂的核心。2)第二次減數(shù)分裂:前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ。比較:第一次減數(shù)分裂:23對同源染色體分別進(jìn)入兩個(gè)子C(數(shù)目減半)第二次減數(shù)分裂:每個(gè)子C只有23條單體(實(shí)質(zhì)上是有絲分裂)生物學(xué)意義生物學(xué)意義:1)、遺傳物質(zhì)在數(shù)量上的恒定,保持了物種的相對穩(wěn)定。2)、減數(shù)分裂過程中,同源染色體的彼此分離,每個(gè)生殖C只能得到同源染色體的一條,這正是等位基因彼此分離的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。等位基因:在同源染色體上位置相同、控制相同性狀的一對基因,稱“等位基因”。3)、非同源染色體在減數(shù)分裂過程中隨機(jī)組合,然后進(jìn)入同一個(gè)生殖C,這一點(diǎn)正是非等位基因自由組合的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。4)、減數(shù)分裂過程中,非姊妹染色單體發(fā)生片段互換,這一點(diǎn)正是基因互換的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。配子的發(fā)生配子的發(fā)生——配子:指單倍體的生殖細(xì)胞。精子的發(fā)生:精子發(fā)生于雄性動(dòng)物睪丸曲細(xì)精管的上皮C,在附睪中成熟,最后形成具有一定生殖功能的精C。卵細(xì)胞的發(fā)生:卵細(xì)胞發(fā)生于卵巢的生發(fā)上皮——成熟于卵巢。卵細(xì)胞發(fā)生的特點(diǎn)卵細(xì)胞發(fā)生的特點(diǎn)1)卵原C的增殖是在胚胎期的卵巢中進(jìn)行的,出生后的卵原C逐漸退化,僅有少量穩(wěn)定下來,性成熟后,每月有一個(gè)成熟卵泡排放,所以人的一生大約只有400個(gè)左右的初級卵C得到發(fā)育。2)女性初級卵母C的成熟分裂是在胚胎期3個(gè)月左右就已開始,5-6月后進(jìn)入第一次減數(shù)分裂前期,出生前后才到終變期,以后即停止于此,直到排卵前,第一次減數(shù)分裂才完畢。3)第二次減數(shù)分裂必須在精子的穿入的刺激下才干完畢。假如排出的卵細(xì)胞24小時(shí)中間不能與精子相遇而受精,那么即行退化。根據(jù)以上特點(diǎn)可以分析,為什么女性年齡越大,所生小孩先天性疾病的也許性越大的因素。由于年齡越大,第一次減數(shù)分裂連續(xù)時(shí)間越長容易導(dǎo)致根據(jù)以上特點(diǎn)可以分析,為什么女性年齡越大,所生小孩先天性疾病的也許性越大的因素。由于年齡越大,第一次減數(shù)分裂連續(xù)時(shí)間越長容易導(dǎo)致染色體的不分離,從而引起先天性、遺傳性疾?。ㄖ匾溉旧w病或基因?。?。遺傳的基本定律遺傳的基本定律(一)、分離定律(孟德爾第一定律)1、性狀:指生物的形態(tài)和生理特性,性狀是受基因控制的;2、顯性和隱性:生物的性狀有顯性和隱性之分1)顯性:子代表現(xiàn)出來的性狀,“顯性”2)隱性:子代不能表現(xiàn)出來的性狀,“隱性”3、顯性基因:控制顯性性狀的基因稱“顯性基因”4、隱性基因:控制隱性性狀的基因稱“隱性基因”5、純合子:一對等位基因彼此相同,沒有顯隱性之分;6、雜合子:一對等位基因彼此不同,有顯隱性之分純合子:假如在同一個(gè)位點(diǎn)上兩個(gè)等位基因是相同的,稱為純合子,這樣的個(gè)體稱為純合體純合子:假如在同一個(gè)位點(diǎn)上兩個(gè)等位基因是相同的,稱為純合子,這樣的個(gè)體稱為純合體雜合子:假如在同一個(gè)位點(diǎn)上兩個(gè)等位基因是不同的,稱為雜合子,這樣的個(gè)體稱為雜合體77、表現(xiàn)型:生物所表現(xiàn)出來的性狀稱“表現(xiàn)型”8、基因型:與表現(xiàn)有關(guān)或決定表現(xiàn)型的基因組稱“基因型”分離律的實(shí)質(zhì):在體細(xì)胞中,等位基因是同時(shí)存在的,一個(gè)來自父方,一個(gè)來自母方,當(dāng)生殖細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí),等位基因跟隨同源染色體彼此分離,分別進(jìn)入不同的配子,結(jié)果每個(gè)配子只有等位基因中的一個(gè)。雜合子個(gè)體中檔位基因彼此不同,在形成配子時(shí),等位基因彼此分離,互不影響,產(chǎn)生不同的配子,數(shù)目相同。分離律討論的是一對染色體上的一對基因的遺傳方式。(二)自由組合律(孟德爾第二定律):(二)自由組合律(孟德爾第二定律):自由組合律的實(shí)質(zhì):兩對或兩對以上等位基因分別在兩對同源染色體上的遺傳規(guī)律,也即在非同源染色體上的基因的傳遞規(guī)律。細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ):生殖C在減數(shù)分裂形成配子時(shí),非同源染色體可以自由組合地進(jìn)入一個(gè)配子,位于非同源染色體上的非等位基因在形成配子時(shí)同樣地進(jìn)行自由組合。(三)連鎖互換律:摩爾根((三)連鎖互換律:摩爾根(Morgan)定律1、連鎖:指控制許多性狀的許多基因位于一條染色體上,不發(fā)生分離,A、B、C三個(gè)基因位于一條染色體上,呈連鎖遺傳,而a、b、c三個(gè)基因位于同源染色體的另一條了,也呈連鎖遺傳。2、互換:在減數(shù)分裂過程中,由于同源染色體的姊妹染色單體發(fā)生片段互換,連鎖基因也可發(fā)生互換現(xiàn)象,形成新的連鎖關(guān)系, 這也是生物多樣性和異變的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。這里:互換一定是在子1代產(chǎn)生配子時(shí)發(fā)生,子2代才表現(xiàn)出來?;Q的特點(diǎn):1、基因在染色體上呈直線排列。2、一對染色體上不同對基因之間,位置距離越大,其互換率越高。3、基因連鎖群與染色體單倍數(shù)相等。常染色體顯性遺傳常染色體顯性遺傳AD概念:指一種遺傳性狀或遺傳病,其基因位于常染色體上,并且是顯性基因起作用。這里顯性基因是致病基因,隱性基因正常。通常顯性基由于大寫字母,隱性基因用小寫字母表達(dá)。AD基因型:AA、Aa、aa。AA為顯性患者、Aa為雜合患者、aa為正常。(A為顯性致病基因,a為隱性正?;?ADAD病例1、家族性高膽固醇血癥2、家族性多發(fā)性結(jié)腸息肉癥3、家族性痛風(fēng)4、再障5、N纖維瘤6、Huntington舞蹈?。捍竽X基底神經(jīng)節(jié)變性導(dǎo)致進(jìn)行性加重的不自主舞蹈樣動(dòng)作、進(jìn)行性加重的智能障礙、癡呆;致病基因定位于4p16.3(CAG)n正常人n=9-34患者n=36-1207、Marfan綜合征(蜘蛛腳樣指、趾)纖維蛋白原的缺陷引起骨骼、心血管、眼的癥狀;臨床特性:身體瘦高、肢長;軀體上半與下半的比例減少;兩臂伸長的長度大于身高,四肢細(xì)長、手指如蜘蛛樣;常見雞胸或漏斗胸;致病基因定位于15q14-q21,FBN1基因長約110kb,65個(gè)外顯子;該病的突變在不同病例中有明顯差異,有外顯子缺失(51,60-62),單個(gè)堿基轉(zhuǎn)換和顛換以及終止密碼子突變;子代基因型:Dd子代基因型:Dddd表現(xiàn)型:患者正常概率:1/21/2概率比:1:1AD基因型、婚配類型與子代發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)(1)親代:Ddxdd 患者正常(2)親代:DdxDd患者患者子代基因型:DDDddd表現(xiàn)型:嚴(yán)重(致死)患者正常概率:1/42/41/4概率比:3:1AD遺傳的特點(diǎn):1、患者雙親中往往有一個(gè)發(fā)病患者。2、患者同胞中發(fā)病患者的數(shù)量約占有1/2;男女發(fā)病機(jī)會均等,并且每個(gè)同胞發(fā)病的機(jī)會均為1/2。3、系譜中連續(xù)幾代看到發(fā)病患者,如出現(xiàn)外顯不全時(shí),也可有隔代遺傳現(xiàn)象。4、雙親無病時(shí),子女一般不發(fā)病。遺傳分析(婚配類型與子代發(fā)病風(fēng)險(xiǎn))顯性致病基因的頻率假如顯性致病基因A的頻率為1/100~1/1000。那么出現(xiàn)AA純合的頻率應(yīng)當(dāng)是1/1萬~1/10萬,出現(xiàn)Aa雜合子的頻率就應(yīng)當(dāng)是2Pq即:1/50~1/500。人群患者中絕大多數(shù)為Aa,假如Aa雜合子與正常人婚配,那么他們每生一個(gè)孩子發(fā)病的也許性都是1/2常染色體隱性遺傳常染色體隱性遺傳AR概念:指一種遺傳性狀或遺傳病,其基因位于常染色體上,并且是隱性基因起作用。隱性遺傳:由隱性基因控制的性狀或疾病AR基因型:DD、Dd、dd。這里顯性基因D是正常的,隱性基因d是致病的,DD為顯性正常,Dd為雜合子(隱性致病基因攜帶者、表型正常),dd為患者。ARAR基因型、婚配類型與子代發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)1、親代:DdxDd正常(攜)正常(攜)子代基因型:DDDddd表現(xiàn)型:正常正常(攜)患者概率:1/42/41/4概率比: 3:1在表現(xiàn)型正常同胞中雜合子概率是?2/32、親代:DDxDd2、親代:DDxDd正常正常(攜)子代基因型:DDDd表現(xiàn)型:正常正常(攜)概率:1/21/2概率比:1:13、親代:ddxDd患者正常(攜)子代基因型:ddDd表現(xiàn)型:患者正常(攜)概率:1/21/2概率比:1:1這種情況與AD易混淆,稱為類顯性遺傳AR遺傳的特點(diǎn)AR遺傳的特點(diǎn):1、患者雙親往往表現(xiàn)無病,但都是致病基因攜帶者。2、患者同胞中發(fā)病率近1/4,患兒正常的同胞中有2/3的也許性為攜帶者。3、系譜中看不到連續(xù)幾代的遺傳,往往是散在的。4、近親婚配發(fā)病率高。AR病例1、鐮狀紅C貧血。2、苯丙硐尿癥3、白化癥。4、先天性聾啞。5、尿黑酸癥。6、半孔糖血癥。7、囊性纖維化重要累及器官是胰腺和肺破壞胰腺外分泌功能;累及支氣管腺體,致慢性氣管炎及肺部感染合并肺氣腫;膽道系統(tǒng)阻塞引起膽汁性肝硬化;累及腸道腺體時(shí)出現(xiàn)胎糞性腸梗阻;8、早老癥(progeny)呈侏儒狀呈老年人的面容提前發(fā)生動(dòng)脈硬化智力發(fā)育延遲9、軟骨發(fā)育不全癥II型重要累及四肢骨骼;短肢侏儒,前臂和小腿顯著縮短小腿尤甚;指(趾)端呈球狀突起;11、近親婚配相關(guān)概念:1)近婚:指三代以內(nèi)旁系血親和三代以內(nèi)直系血親所構(gòu)成的婚姻關(guān)系。2)血親:在遺傳學(xué)上的含意是指具有或多或少共同遺傳基礎(chǔ)的個(gè)體。3)直系血親:指父母與子女,祖父母、外祖父母與孫子女、外孫子女。4)旁系血親:指兄弟姐妹、堂表兄弟姐妹、以及叔、伯、舅、姑、姨、甥、侄等,他們都有三代以內(nèi)的共同長輩。5)近親:具有共同祖先。6)親屬級別:一級親屬:父母子女、同胞。二級親屬:叔、舅、姑、姨、伯、侄男、侄女、甥生、甥女。三級親屬:堂表兄弟姐妹。7)血親和親戚:血親不等于親戚。如:哥哥、姐姐、弟弟、妹妹是血親。嫂、姐夫、弟媳、妹夫是親屬。又如:姑媽、姨媽、舅舅、叔伯是血親。姑父、姨父、舅媽、嬸嬸是親屬上述種種親屬都是僅僅與血親“聯(lián)姻”而建立的一種社會關(guān)系,而并沒產(chǎn)生“血親”關(guān)系。?22、近婚發(fā)病率高(指隱性遺傳?。阂蛩?堂表兄妹所具的基因有1/8的也許性相同這樣就使隱性有害基因純合的也許性大大增長。33、群體中致病基因的頻率:1)AR一般為0.01~0.001.即1/100~1/1000。2)那么群體中致病基因的的攜帶者的頻率就應(yīng)為1/50~1/500。4、近婚與隨機(jī)婚配發(fā)病率比較:近親婚配時(shí)復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)升高的機(jī)理親緣系數(shù):有共同祖先的兩個(gè)人,在某一點(diǎn)上具有同一基因的概率。一級親屬父母-子女1/2兄弟姐妹之間1/2二級親屬(外)祖父母-孫子女1/4叔姑舅姨-侄甥1/4三級親屬堂(表)兄弟姐妹1/8例1:某遺傳病的群體發(fā)病率為1/10000,則人群中攜帶者的頻率為1/50。隨機(jī)婚配時(shí),子女的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)為:1/50*1/50*1/4=1/10000表兄妹婚配時(shí),子女的復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)為:1/50*1/8*1/4=1/1600兩者相比,相差1/1600÷1/10000=6.25(倍)XX連鎖顯性遺傳XD概念:致病基因在X染色體上,并且是顯性基因起作用,其遺傳方式“XD”。由于致病基因是顯性的,并位于X染色體上。因此,不管男性或女性,只要有致病基因就會發(fā)病。XDXD基因型、婚配類型與子代發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)1、親代:XAYxXX 男性患者正常女性子代基因子代基因:XAXXY表現(xiàn)型:女患正常男性概率:1/21/2概率比:1:12、2、親代:XAXxXY女患正常男性子代基因子代基因:XAXXAYXXXY表現(xiàn)型:女患男患正常女性正常男性概率:1/41/41/41/4概率比:1:1每胎出生患者的機(jī)會是1/2。XDXD的特點(diǎn):1、患者的雙親有一個(gè)是患者,雙親無病時(shí)子女一般不發(fā)病。2、男性患者的后代中,女兒都發(fā)病,兒子都正常。3、女性患者的后代中,子女各有1/2的也許性發(fā)病。4、人群中女性患者多于男性患者,前者病性較輕。5、連續(xù)幾代遺傳,患者正常后代的子女不會有致病基因給下一代。3、3、親代:XAXxXAY女患男患XDXD病例1、抗維生素D佝僂病。2、遺傳性肌營養(yǎng)不良(假甲狀旁腺功能減退)3、遺傳性慢性腎炎4、低磷酸鹽血癥(抗維生素D佝僂病)身材矮??;可伴有佝僂病或骨質(zhì)疏松癥的各種表現(xiàn);女性發(fā)病比男性輕;子代基因子代基因:XAXAXAYXAXXY表現(xiàn)型:女患男患女患正常男性概率:1/41/41/41/4概率比:3:1每胎出生患者的機(jī)會是3/4。X連鎖隱性遺傳XRX連鎖隱性遺傳XR概念:致病基因位于X染色體上,并且是隱性基因起作用。XR基因型:正常男性XAY、男患XaY。這里致病基由于“a” 女患XaXa、女?dāng)yXAXaXRXR基因型、婚配類型與子代發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)1、親代:XhYxXX男性患者正常女性子代基因:子代基因:XhXXY表現(xiàn)型:正常女性(攜)正常男性概率:1/21/2概率比:1:13、3、親代:XhXxXhY 女性(攜)男患子代基因:XhXXhYXhXhXY表現(xiàn)型:女性(攜)男患女患正常男性概率:1/41/41/41/4概率比:1:1:1:1每胎出生患者的機(jī)會是1/2,男、女機(jī)會均等。22、親代:XhXxXY女性(攜)正常男性子代基因:XhXXhYXXXY表現(xiàn)型:女性(攜)男患正常女性正常男性概率:1/41/41/41/4概率比:1:1:1:1每胎出生患者的機(jī)會是1/4,兒子中患者的概率1/2,女兒所有正常,其中1/2的概率為攜帶者。XR病例XR病例1、色盲2、血友病3、腎性尿崩癥4、眼白化癥5、魚麟癬6、睪丸女性化7、先天性高尿酸血癥8、肌營不良癥Ⅰ、Ⅱ型9、假肥大型進(jìn)行性肌營養(yǎng)不良(Duchenne型進(jìn)行性肌營養(yǎng)不良)進(jìn)行性加重的肌肉萎縮和無力;通常兒童期發(fā)病,首發(fā)癥狀通常是腰帶肌肉無力,走路緩慢無力;特性性的Gower征;XR特點(diǎn)1、群體中多為男性患者,女性少見。2、呈交叉遺傳,即男性患者的致病基因只能傳于女兒(但不發(fā)病,都是攜帶者、女性的致病基因又傳給男性,男性發(fā)病)。3、雙親無病時(shí),兒子也許有1/2發(fā)病,女兒不發(fā)病,但有1/2的攜帶者。YY連鎖遺傳概念:遺傳性狀或致病基因位于Y染色體上,稱“Y連鎖遺傳”。特點(diǎn):1、沒有顯隱性關(guān)系:由于Y染色體沒有相相應(yīng)的同源染色體,所以只要有一個(gè)致病基因都將發(fā)病。 2、Y連鎖只在男性中發(fā)生,如外耳道多毛。影響單基因遺傳病分析的因素(與單基因有關(guān)的因素)影響單基因遺傳病分析的因素(與單基因有關(guān)的因素)表現(xiàn)度:即基因在個(gè)體中的表現(xiàn)限度,或者說具有同一基因型的不同個(gè)體或同一個(gè)體的不同部位,由于遺傳背景的不同,所表現(xiàn)的限度可有顯著的差異,表現(xiàn)度表白基因在個(gè)體中表現(xiàn)的限度,指的是個(gè)體,是量的問題。遺傳背景:一個(gè)基因除去等位基因外,基因組中其他的基因?qū)λ鼇碚f都是它的遺傳背景或基因環(huán)境,因此具有同一致病基因的個(gè)體,其遺傳背景是不同的,所以這個(gè)致病基因的效應(yīng)(表現(xiàn)度)就也許不同,假如表現(xiàn)度非常低,以致查不出效應(yīng),這就是外顯不全,如多指系譜。三、外顯率:指群體,是質(zhì)的問題,表白基因是否表達(dá)。指某一顯性基因(在雜合狀態(tài)下)或純合隱性基因在一個(gè)群體中得以表現(xiàn)的比例。在群體中推測的患者數(shù)量如與實(shí)際患病人數(shù)一致,說明完全外顯,否則就是外顯不全。擬表型(表型模擬):由于環(huán)境因素的作用使個(gè)體的表型恰好與某一特定基因所產(chǎn)生的表型相同或相似,這種由環(huán)境因素引起的表型稱“擬表型”,如聾啞?;虻亩嘈裕褐敢粋€(gè)基因可以決定或影響多個(gè)性狀,如半乳糖血癥——糖代謝異常,患者直接癥狀是智能發(fā)育不全等N系統(tǒng)異常,但尚有黃疸、腹水、肝硬化等消化系統(tǒng)異常癥狀。六、遺傳異質(zhì)性(基因異質(zhì)性)(一效多基因):由多種基因分別作用于同一器管所產(chǎn)生的效應(yīng);也就是說任何一種性狀都會受很多基因的影響。如:先天性聾?。?、有75%的患者是純合隱性基因所導(dǎo)致。2、有3-4%的患者是由雜合顯性基因Aa引起。3、有20%左右由環(huán)境因素引起。另:即便在隱性遺傳病的致病基因中也也許有許不同位點(diǎn),如先天聾啞有35個(gè)位點(diǎn),只有位點(diǎn)純合時(shí),即可導(dǎo)致先天聾啞。七、遺傳早現(xiàn):指顯性遺傳病在連續(xù)幾代的遺傳中,發(fā)病年齡提前并且病情嚴(yán)重限度增長,如遺傳性小腦運(yùn)動(dòng)共濟(jì)失調(diào)綜合癥,一般35-40發(fā)病,行走困難、站立不穩(wěn)、語言不清、下肢癱瘓、幾代后發(fā)病可提前到20多歲。八、從性遺傳(從性顯性)指AD:指位于常染色體上的基因由于性別的差異,而顯示出男女性分布比例上的差異或基因表達(dá)限度上的差異,如禿頭屬AD,但只在男性表現(xiàn),這也許是女性雌性激素水平較高,使得該基因不能表達(dá)。九、限性遺傳:指常染色體上的基因,由于基因表達(dá)受到性別限制,只在一種性別表現(xiàn),而在另一種性別則不能表現(xiàn),這重要是解剖學(xué)結(jié)構(gòu)上的性別差異所致,如女性子宮陰道積水癥,男性前列腺癌等。十、遺傳印記:指同源染色體上的等位基因,由于分別來源于父和母,因此表現(xiàn)出功能上的差異,當(dāng)其中之一發(fā)生改變時(shí),所形成的表型也有不同,這種現(xiàn)象稱“遺傳印記”或“基因組印記”或親代印記。十一、延遲顯性(指AD):指雜合子生命初期致病基因并不表達(dá),或者表達(dá)的局限性以引起明顯的臨床表現(xiàn),只有達(dá)成一定年齡后才表現(xiàn)出疾病,這一顯性遺傳方式稱“延遲顯性”,如舞蹈病、禿頭等。十二、X染色體失活:Lyon假說,女性兩條X染色體,一條是失活的,如突變基因位于失活的X染色體上,那么表型正常;如突變基因位于非失活的染色體上,那么表型不正常。十三、不完全顯性(半顯性)AD:指雜合子Dd的表現(xiàn)介于顯性純合DD和隱性純合子dd的表現(xiàn)型之間,即D和d基因的作用均得到一定限度的表現(xiàn)。(如苯硫脲嘗味能力,軟骨發(fā)育不全,家族性高膽固醇血癥)。十四、不規(guī)則顯性(隔代遺傳)AD:指雜合子顯性基因由于某種因素而不表現(xiàn)出相應(yīng)的性狀,因此在系譜中可以出現(xiàn)隔代遺傳現(xiàn)象,如多指癥、Marfan綜合癥、成骨發(fā)育不全癥)。十五、共顯遺傳:指一對等位基因之間,沒有顯性和隱性的區(qū)別,在雜合體時(shí),兩種基因的作用同時(shí)表現(xiàn)出來,如ABO血型(在“免疫缺陷”一章中介紹)。十六、同一基因可產(chǎn)生顯性或隱性突變:指同一基因的不同突變可引起顯性或隱性遺傳病。單基因遺傳病概念:指一對同源染色體單個(gè)基因或一對等位基因發(fā)生突變所致的疾病。分類:分子病和先天性代謝缺陷。第一節(jié)、分子病指基因突變使Pr的分子結(jié)構(gòu)或合成的量產(chǎn)生異常而導(dǎo)致機(jī)體的功能障礙。重要分為:血紅Pr病(Hb)血漿Pr、受體病膜轉(zhuǎn)運(yùn)Pr病一、血紅Pr(Hb)病:指Hb分子合成異常引起的疾病,?通常又分為Hb病和地中海貧血,現(xiàn)在通稱為Hb病。全世界1.5億人為攜帶者,其重要分布在非洲和地中海地區(qū),中國在西南方。機(jī)理:1)血紅Pr病是Hb分子的珠Pr肽鏈結(jié)構(gòu)異常,影響Hb的溶解度和穩(wěn)定性。?2)地中海貧血是珠Pr肽鏈合成速度減少導(dǎo)致α鏈和非α鏈合成不平衡,表現(xiàn)為溶血性貧血。以上兩種病分子基本是共同的,都是珠Pr基因突變或缺陷所致。3、珠Pr基因突變的類型:①單個(gè)堿基替換、②移碼突變、③密碼突變、④無義突變、⑤終止密碼突變、⑥基因缺失等。4、常見的Hb?。海?鐮狀細(xì)胞貧血(AR)患者β珠Pr基因第6位密碼子由正常的GAG突變?yōu)镚TG,即由谷aa變成纈aa?;颊呒tC成鐮刀狀,不易通過毛細(xì)管,擠壓破裂,導(dǎo)致溶血。2)血紅PrM病(AD):HbM病,又稱高鐵Hb癥,由于珠Pr鏈與鐵原子連接的aa發(fā)生替代,導(dǎo)致血紅素的Fe2+→Fe3+形成高鐵血紅Pr,影響攜氧,使氧供應(yīng)局限性。3)地中海貧血:如前所述,由于某種因素使Pr鏈合成速率減少,導(dǎo)致一些肽鏈缺少,另一些肽鏈相對過多,出現(xiàn)肽鏈數(shù)量不平衡,導(dǎo)致溶血性貧血稱“地中海貧血”。1)α地中海貧血:AD,又分為①.②.③.④.α珠Pr鏈合成減缺。2)β地中海貧血:AR,β珠Pr鏈合成減缺(重型、中間、輕型)二、血漿Pr病指遺傳性凝血功能障礙,它們都是血漿中凝血因子缺少所致。類型:1)血友病A(XR):血漿中缺凝血因子Ⅷ,又稱皇室病, 2)血友?。拢╔R):血漿中缺少凝血因子IX。 3)血友?。茫ˋR):血漿中缺少凝血因子XI三、結(jié)構(gòu)蛋白缺陷病指構(gòu)成細(xì)胞基本骨架的結(jié)構(gòu)Pr發(fā)生遺傳缺陷。類型:1)膠原Pr?。ㄒ卜Q結(jié)締組織病):膠原Pr約占人體Pr20%以上,重要由成纖維C、平滑肌C、成骨C、軟骨細(xì)胞以及某些上皮C分泌:如:成骨不全AD:患者骨質(zhì)疏松,易骨折、骨骼畸形。該類病又分為:Ⅰ型和Ⅱ型。其Ⅱ型比Ⅰ型嚴(yán)重的多,患者一般為死胎或初期死亡。又如:EDS綜合癥AD?2)肌營養(yǎng)不良XR:患者3-5歲發(fā)病,起初爬梯困難,12歲左無法行走,20歲左右死于呼吸衰竭和心力衰竭。四、受體Pr病如家族性高膽固醇血癥,LDL受體缺少導(dǎo)致血液中膽固醇增高。五、膜轉(zhuǎn)運(yùn)Pr病由于膜轉(zhuǎn)運(yùn)Pr的遺傳缺少導(dǎo)致的疾病稱“膜轉(zhuǎn)運(yùn)Pr病”。種類:1)胱aa尿癥AR:腎小管及小腸粘膜上皮C的膜轉(zhuǎn)運(yùn)Pr缺陷,使腎小管對胱aa、賴aa、精aa和鳥aa的重吸取障礙,患者血漿中這四種aa含量偏低,而尿中含量偏高導(dǎo)致尿路結(jié)石,引起尿路感染和絞痛等癥狀。 2)囊性纖維樣變:此病重要涉及肺、胰腺等器官,最后因肺功能衰竭、感染和營養(yǎng)不良而死亡。3)先天性G、半乳糖吸取不良癥AR:患者小腸上皮C轉(zhuǎn)運(yùn)G、半乳糖的膜載體Pr異常,致使G、半乳糖吸取障礙,患者腸道內(nèi)滲透壓改變而使腸液增長,出現(xiàn)水樣腹瀉。第二節(jié)、先天性代謝病:指由于基因突變而導(dǎo)致的酶Pr分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量異常所引起的疾病,亦稱遺傳性酶病。從分子水平看:一是由于編碼酶Pr的結(jié)構(gòu)基因發(fā)生突變,引起酶Pr結(jié)構(gòu)異?;蛉笔?;二是調(diào)控基因發(fā)生異常,使酶合成過少或過多,引起代謝紊亂。共同特點(diǎn):1、酶缺陷與酶活性限度減少 ?2、底物堆積和產(chǎn)物缺少??3、先代病多為AR,少為XR。類型:糖代謝病、氨基酸代謝病、脂代謝病、核酸代謝病等。1、糖代謝缺陷:(1)半乳糖血癥AR患兒對乳糖不耐受,哺乳后嘔吐、腹瀉、繼而出現(xiàn)白內(nèi)障,肝硬化、黃疸、腹水、智力發(fā)育不全等。(2)G-6-P脫氫酶缺少癥(XD)簡稱G-6-PD,常見的溶血性貧血。(3)糖原貯積癥AR罕見的遺傳代謝病:由于酶缺少,使糖元在肝、肌肉、腎、腸粘膜中積累,患者出現(xiàn)低血糖,肝腎腫大等癥狀,嚴(yán)重是會發(fā)生酸中毒。分為Ⅰ型(如上所述)和Ⅱ型(在溶酶體內(nèi)糖原堆積)。(4)粘多糖貯積癥XRAR2、aa代謝缺陷:指參與aa代謝的酶的遺傳缺陷,使aa代謝異常而產(chǎn)生的代謝缺陷病。(1)苯丙酮尿癥(PKU)AR:患者尿中大量排泄苯丙酮酸,由于肝內(nèi)苯丙氨酸羥化酶(PAH)缺少,苯丙氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)槔襛a,而轉(zhuǎn)化為苯丙酮酸和苯乙酸,并隨尿排除,臨床上表面為精神發(fā)育遲緩,皮膚、毛發(fā)和紅膜色素減退,頭發(fā)呈赤褐色、癲癇、濕疹,特殊的鼠樣嗅味尿,嚴(yán)重的智力發(fā)育不全。(2)白化病AR(3)尿黑酸癥(黑尿酸癥)AR:患者尿中具有尿黑酸,曝光后可變?yōu)楹谏镔|(zhì),兒期可表現(xiàn)出來,成年時(shí)由于尿黑酸大量沉積于關(guān)節(jié)與嬰軟骨外,使關(guān)節(jié)變性,一般無明顯臨床表現(xiàn)。3、核酸代謝缺陷:由于核酸代謝酶的缺陷所致,常見的有:<1>著色性干皮病AR:此病由于體內(nèi)缺少核酸內(nèi)切酶,患者皮膚對陽光過敏,日照后出現(xiàn)紅斑、水腫、色素沉著、干燥、角化過度及萎縮等皮損,有此病人智能落后,感音神經(jīng)性耳聾及共濟(jì)失調(diào),易患基底細(xì)胞癌、鱗癌、惡性黑色素瘤等,均伴有免疫系統(tǒng)異常。<2>次黃嘌呤鳥嘌呤核糖核酸轉(zhuǎn)移酶缺少癥XR,簡稱(HGPRT),患者均為男性,患兒多表現(xiàn)自殘行為,如咬傷指尖、口唇等。?第五章多基因遺傳第五章多基因遺傳概念:一些遺傳性狀或遺傳病的傳遞基礎(chǔ)不是一對基因,而是由幾對/多對基因共同作用,每對基因作用是微小的,但幾對基因作用累積起來可以形成明顯的效應(yīng),這稱“累積效應(yīng)”,這類基因叫“微效基因”。由微效基因所構(gòu)成的遺傳方式稱“多基因遺傳”。數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀數(shù)量性狀與質(zhì)量性狀質(zhì)量性狀(不連續(xù)變異):單基因遺傳中雖然也有變異,但是在一個(gè)群體中觀測,可把變異的個(gè)體明顯的區(qū)別分開,個(gè)體與個(gè)體之間差異顯著,也就是變異是不連續(xù)的,這種變異稱“質(zhì)量性狀”,說明有質(zhì)的差異。數(shù)量性狀(連續(xù)變異):變異在一個(gè)群體中是連續(xù)的,某一性狀在不同個(gè)體之間只有量的差異,也就是說變異是連續(xù)的,這類性狀稱“數(shù)量性狀”,說明沒有質(zhì)的差異,如人的身高。人的身高是很典型的多基因遺傳,受多對基因控制,這說明兩點(diǎn):人的身高是很典型的多基因遺傳,受多對基因控制,這說明兩點(diǎn):①身高的變化從140㎝到190㎝,只是量的變化,②人群中絕大多數(shù)是中間類型,也就是說人群中具有太多長高基因的人不多,但具有太多矮基因的人也不多。1、數(shù)量性狀特點(diǎn):1)通過上述身高的遺傳現(xiàn)象,可以看出:數(shù)量性狀的遺傳礎(chǔ)基也是基因,但是不是一對基因,而是兩對以上的基因;2)基因之間沒有顯隱性的區(qū)別;3)基因?qū)Ρ硇偷挠绊戄^小,但有累積作用。據(jù)此,仍以身高為例分析多基因遺傳,設(shè)身高受三對基因AA′、BB′、CC′控制。這里A、B、C三個(gè)基因較A′、B′、C′三個(gè)基因?qū)ι眢w有增高作用,如平均身高為165㎝,A、B、C三個(gè)基因可增高5㎝,而A′、B′、C′三個(gè)基因可在平均身高基礎(chǔ)上減少5㎝。如一個(gè)極高個(gè)體(AA、BB、CC)與一個(gè)極矮的個(gè)體(A′A′、B′B′、C′C′)婚配,子代都將是雜合基因型(AA′、BB′、CC′),所以都將具有中檔身高。然而由于環(huán)境因素的影響,子代中的不同個(gè)體的身高會有差異,這種差異是由環(huán)境因素影響的結(jié)果。此外每個(gè)個(gè)體的基因作用強(qiáng)弱不同樣,也是導(dǎo)致子代中不同個(gè)體身高差異的因素。假如子代中不同個(gè)體間進(jìn)行婚配,代中大部分個(gè)體仍將具有中檔體高,但變異范圍將增大,會出現(xiàn)少數(shù)極高和極矮的個(gè)體。如:極高個(gè)體極矮個(gè)體AABBCCⅹA′A′B′B′C′C′↓子1中檔ⅹ中檔(子1)↓子2極高中檔極矮少大多數(shù)少由此得出2、多基因遺傳的特點(diǎn):1)當(dāng)親代兩個(gè)極端類型婚配后,子1代都是中間類型

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