人群中PTC味盲基因頻率的分析.ppt

1,遺傳學(xué)實驗,人群中味盲基因頻率的分析,2,二、實驗?zāi)康?通過實驗掌握人群中味盲基因頻率的分析方法，加深對群體遺傳學(xué)中遺傳平衡定律的認(rèn)識。,3,二、實驗原理,苯硫脲(phenythiocarbamide , PTC) 是一種白色結(jié)晶狀化合物, 其結(jié)構(gòu)由于有N - C = S 基團（硫化酰胺基）而呈苦味對人無毒，在不同人群中對該物質(zhì)的嘗味能力不同。,4,基因型為TT，能嘗出1/60000001/750000的PTC的苦味； Tt基因型，能嘗出1/4800001/380000溶液的苦味， 基因型為tt，能嘗出1/24000以上濃度PTC的苦味。極個別體甚至對PTC的結(jié)晶也嘗不出，這類個體在遺傳學(xué)上稱為PTC味盲。,這種嘗味能力是由一對等位基因(T.t)所決定 其中T對t為不完全顯性,5, SCIENCE VOL 299 21 FEBRUARY 2003,Positional Cloning of the Human Quantitative Trait LocusUnderlying Taste Sensitivity to Phenylthiocarbamide Un-kyung Kim,1 Eric Jorgenson,2 Hilary Coon,3,4 Mark Leppert,3 Neil Risch,2,5 Dennis Drayna1* The ability to taste the substance phenylthiocarbamide (PTC) has been widely used for genetic and anthropological studies, but genetic studies have produced conflicting results and demonstrated complex inheritance for this trait. We have identified a small region on chromosome 7q that shows strong linkage disequilibrium between single-nucleotide polymorphism (SNP) markers and PTC taste sensitivity in unrelated subjects. This region contains a single gene that encodes a member of the TAS2R bitter taste receptor family. We identified three coding SNPs giving rise to five haplotypes in this gene worldwide. These haplotypes completely explain the bimodal distribution of PTC taste sensitivity, thus accounting for the inheritance of the classically defined taste insensitivity and for 55 to 85% of the variance in PTC sensitivity. Distinct phenotypes were associated with specific haplotypes, which demonstrates that this gene has a direct influence on PTC taste sensitivity and that sequence variants at different sites interact with each other within the encoded gene product.,6,在 7q染色體上，三個單核苷酸等位多態(tài)性 AVI (無償味能力） AAV PAV (有償味能力） This region contains a single gene that encodes a member of the TAS2R bitter taste receptor family .,7,PTC 嘗味能力的調(diào)查在研究人類群體遺傳學(xué)、種族學(xué)方面有其科學(xué)價值;亦可作為雙生子、親子鑒定的簡便易行的方法之一。,8,PTC 測定在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域尤讓人感興趣的是可用于研究某些疾病與嘗味能力的關(guān)聯(lián),為疾病預(yù)防提供資料。 例如結(jié)節(jié)性甲狀腺腫、先天愚型等患者中味盲者較多,而食管癌、胃癌等患者中味盲者較少。若能應(yīng)用該技術(shù)進行深入研究,可能會有新的發(fā)現(xiàn)。,9,將配制成各種濃度的溶液，由低濃度到高濃度逐步測試學(xué)生的嘗味能力，由此可區(qū)分出味盲（隱性純合體）、高度敏感（顯性純合體）和介于二者之間的人（雜合體）。據(jù)此可對人群中味盲基因的頻率進行分析。,10,味感覺及舌圖 + :苦 O :酸 I :咸 W:甜,11,方法 1、配制苯硫脲溶液，對半稀釋成14種濃度。,12,2、每人按濃度由低到高依次嘗味，記錄自己的基因型。 測試時,讓受試者正坐,仰頭張口伸舌,用滴管滴46 滴14 號液于受試者舌根部,讓受試者慢慢咽下嘗味,然后用蒸餾水做同樣的試驗。 詢問受試者能否鑒別此兩種溶液的味道。若不能鑒別或鑒別不準(zhǔn),則依次用13 號、12 號溶液重復(fù)試驗,直到能明確鑒別出PTC 的苦味為止。 當(dāng)受試者鑒別出某一號溶液時,應(yīng)當(dāng)用此號溶液重復(fù)嘗味3 次,3 次結(jié)果相同時,才是可靠的,并記錄首次嘗到PTC 苦味的濃度等級號。如果受試者直到1號液仍嘗不出苦味,則其嘗味濃度等級定為 1 號。 在測定時,注意用蒸餾水交替給受試者嘗味,避免受試者的臆意猜測而影響結(jié)果的準(zhǔn)確。,13,3、根據(jù)一個實驗班的測定結(jié)果，求出基因T、t的頻率，并應(yīng)用X2檢驗去確定實驗班這個群體是否為平衡群體。 基因頻率的計算方法：通過獲得的不同基因型的數(shù)目或基因型頻率求得。 基因頻率=群體中某個座位的特定等位基因的拷貝數(shù) / 群體中該座位所有等位基因數(shù) p=f（T）=（2TT+Tt）/（2N） N個體總數(shù) q=f（t）=（2tt+Tt）/（2N） 兩個等位基因的頻率，f(T)和f(t)一般以p和q來表示。一個座位上的基因頻率相加總是等于1，因此一旦計算出了q，那么p=1-q。,14,15,哈迪一溫伯格定律,哈迪一溫伯格定律也稱遺傳平衡定律，是由英國數(shù)學(xué)家哈迪（G.H.Hardy)和德國醫(yī)生溫伯格分別于1908年和1909年各自提出的。 兩個等位基因的哈迪一溫伯格定律的公式為：(p+q)2=p2+2pq+q2=1。 其中p代表一個等位基因（如A）的頻率，q代表另一個等位基因（如a）的頻率, p2代表一個等位基因純合子（如AA）的頻率，q2代表另一個等位基因純合子（如aa）的頻率，2pq代表雜合子（如Aa）的頻率 。,16,該定律指出：一個有性生殖的自然種群中，在符合以下5個條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的，或者說，是保持基因平衡的。這5個條件是： 種群大； 種群中個體間隨機交配； 沒有發(fā)生基因突變； 沒有新基因加入； 沒有自然選擇。,17,哈迪-溫伯格定律的意義 哈迪-溫伯格定律揭示了群體中基因頻率和基因型頻率的本質(zhì)關(guān)系，成為群體遺傳學(xué)研究的基礎(chǔ)。用基因頻率和基因型頻率描述群體的遺傳結(jié)構(gòu)，平衡作為一個基準(zhǔn)，當(dāng)滿足哈迪-溫伯格定律的條件時，群體的遺傳結(jié)構(gòu)保持不變，生物群體才能保持群體遺傳特性的穩(wěn)定。,18,如果需要保持動物群體的遺傳特性，世代相傳，就應(yīng)創(chuàng)造條件，使基因頻率和基因型頻率不變。保護動物品種資源就需要這樣做。 需要改良一個動