醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)基礎(chǔ)v1課件

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)基礎(chǔ)謝維東南大學(xué)生命科學(xué)研究院發(fā)育與疾病相關(guān)基因教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室遺傳學(xué)是研究遺傳的一門(mén)學(xué)科生命通過(guò)繁殖而延續(xù)，繁殖是生命最基本的特征之一。通過(guò)繁殖，生物的基本性狀(traits)信息由父方和母方傳遞給下一代，這種信息傳遞稱(chēng)為遺傳(heredity)。遺傳學(xué)(Genetics)是研究遺傳的一門(mén)學(xué)科。GregorMendel1822年出生于奧地利鄉(xiāng)村21歲修道院進(jìn)修 中學(xué)代課教師1851-1853維也納大學(xué)畢業(yè)在修道院的花園里，Mendel進(jìn)行豌豆的遺傳育種研究獲得了重要的成果。遺傳定律

——分離規(guī)律豌豆不同相對(duì)性狀分別雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果≈3∶1705/224651/207787/277882/2996022/20015474/18503.153.142.842.953.012.96性狀：花的顏色花的位置植株高度豆莢形狀種子顏色種子性狀豌豆雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果的假說(shuō)細(xì)胞中存在控制遺傳性狀的一對(duì)因子(Particles)，有顯性(Dominant)與隱性(Recessive)之分。都是顯性因子或隱性因子，則稱(chēng)為純合子(Homozygous)，一個(gè)顯性和隱性，則稱(chēng)為雜合子(Heterozygous)。紫花親本和白花親本雜交產(chǎn)生的F1含有Aa一對(duì)因子。F2開(kāi)紫花的植株與開(kāi)白花的植株之比為3∶1。測(cè)交實(shí)驗(yàn)——假說(shuō)的驗(yàn)證用子一代雜種與親代隱性純種雜交，期望得到1∶1的比例。分離定律：一對(duì)遺傳因子在形成配子時(shí)完全獨(dú)立地分離到不同的配子中去，相互不影響?；蛐?Genotype)和表現(xiàn)型(Phenotype)基因型遺傳構(gòu)成等位基因表示AA和Aa紫花的基因型表現(xiàn)型一種性狀基因型決定表現(xiàn)型花色是一種表現(xiàn)型遺傳的染色體理論

——連鎖灰身(G)與長(zhǎng)翅(L)性狀多在一起，黑身(g)與短翅(l)多在一起。20世紀(jì)初，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)染色體的行為特性與遺傳因子及其獨(dú)立分離與自由組合規(guī)律具有平行性。F1代雜合子在形成配子時(shí)，這兩對(duì)因子不能自由組合而分開(kāi)——連鎖?；疑黹L(zhǎng)翅和黑身短翅兩親本性狀占測(cè)交后代的大多數(shù)且比例為1∶1。重組性狀？伴性遺傳和性染色體雌性紅眼雜合體和雄性紅眼雜交，僅出現(xiàn)雄性白眼。與性別有關(guān)的遺傳稱(chēng)為伴性遺傳。在性染色體上與性別決定無(wú)關(guān)的基因，稱(chēng)為性連鎖基因。多數(shù)性連鎖基因定位在X染色體上。果蠅復(fù)眼為紅色，Morgan實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)白眼果蠅。有絲分裂

(Mitosis)產(chǎn)生具有46條染色體的子細(xì)胞參與生長(zhǎng)與修復(fù)有絲分裂

(Mitosis)DNA復(fù)制復(fù)制的DNA形成雙倍染色體(Doubledchromosomes)形式每條染色體有完全一樣的2條染色單體染色單體ChromatidChromatid染色體線(xiàn)性排列有絲分裂中期(MitosisMetaphase)染色體分開(kāi)(Chromosomesseparate)每條染色單體形成單個(gè)染色體減數(shù)分裂(Meiosis)染色體數(shù)目減為體細(xì)胞染色體數(shù)目的一半產(chǎn)生配子卵精子染色體分開(kāi)(Chromosomesseparate)每個(gè)子細(xì)胞得到雙倍染色體(doubled

chromosomes)雙倍染色體在減數(shù)分裂第二次分裂中分離Cms1Cms1Cms2Cms2復(fù)制后的染色體子細(xì)胞從每對(duì)染色體中接受一條染色體子細(xì)胞接受大多數(shù)性狀(trait)的一個(gè)等位基因(allele)等位基因可有新的組合等位基因(Allele)一對(duì)基因的成員等位基因來(lái)自于每個(gè)親本用一個(gè)字母表示Dwarfism=DNormalheight=dDD=DwarfismDd=Dwarfismdd=NormalheightDwarfBand共顯性(Codominant)不同的等位基因都外顯A=A型血等位基因B=B型血等位基因AB=AB型血核型(Karyotype)一個(gè)人的染色體圖常染色體(Autosomes)染色體1-22正常雄性核型正常雌性核型同源染色體

(HomologousChromosomes)來(lái)自不同親本的一對(duì)染色體核型通常是將同源染色體排列在一起突變(Mutation)基因或染色體的變化產(chǎn)生非正常性狀誘變劑(Mutagen)導(dǎo)致突變的因子煙氣殺蟲(chóng)劑X-射線(xiàn)紫外線(xiàn)核輻射減數(shù)分裂中期同源染色體配對(duì)含有單倍染色體的4個(gè)配子不分離(Nondisjunction)與三體(Trisomy)21三體綜合征

——Down’sSyndrome大舌頭、平臉、斜眼、單掌折線(xiàn)智力低下有些患者不母親年齡與Down’s綜合征18三體綜合征(EdwardSyndrome)心臟缺損肝臟異位耳位低下手異常嚴(yán)重發(fā)育遲緩98%發(fā)育不全壽命<1年13三體綜合征(PatauSyndrome)唇、腭裂額外手指或腳趾多指(或趾)畸形缺損心臟、腦、腎發(fā)育不全壽命<1月Klinefelter’s綜合征乳房發(fā)育小睪丸不育低智力非遲緩Turner’s綜合征矮無(wú)青春期不產(chǎn)雌激素不育頸部皮膚贅基因突變基因突變：細(xì)胞中核酸序列的改變導(dǎo)致生物性狀的變化。點(diǎn)突變：DNA序列中涉及單個(gè)核苷酸或堿基的變化。錯(cuò)義突變：DNA鏈中堿基的替換造成一個(gè)密碼子的改變，進(jìn)而改變了多肽鏈上一個(gè)氨基酸種類(lèi)。移碼突變：在DNA鏈上，插入或缺失堿基，導(dǎo)致下游的三聯(lián)密碼子都被讀錯(cuò)或使肽鏈合成提前終止。白化病(Albinism)色素缺乏皮膚、頭發(fā)、眼睛氨基酸黑色素(MelaninPigment)酶AaAA=正常色素Aa=正常色素aa=白化病父母均為白化病的雜合體(heterozygous)。他們的孩子遺傳白化病的機(jī)會(huì)是多少？問(wèn)題1父=Aa母=AaAaaAAA=正常色素Aa=正常色素(攜帶者)aa=白化病AaaAAAAaAaaaAAAaAaaa基因型1AA,2Aa,1aa表現(xiàn)型3正常1白化病概率25%患白化病苯丙酮尿癥(PKUDisease)苯基丙氨酸過(guò)剩智力遲鈍如不治療Molly’sStory苯基丙氨酸Phenylalanine酪氨酸Tyrosine酶PpPP=正常Pp=正常pp=PKU父母均為PKU的雜合體(heterozygous)。他們的孩子遺傳PKU的機(jī)會(huì)是多少？問(wèn)題2ppPPPPpPpppPPP=正常Pp=正常(攜帶者)pp=PKUPPPpPppp基因型1PP,2Pp,1pp表現(xiàn)型3正常1PKU癥概率25%患PKU癥侏儒癥(Dwarfism)一對(duì)基因的成員等位基因來(lái)自于每個(gè)親本用一個(gè)字母表示Dwarfism=DNormalheight=dDD=DwarfismDd=Dwarfismdd=NormalheightDwarfBand問(wèn)題3男雜合侏儒癥和正常女結(jié)婚。他們的孩子遺傳侏儒癥的機(jī)會(huì)是多少？ddDDdddDddddDD=侏儒癥Dd=侏儒癥dd=正常DdddDddd基因型2Dd,2dd表現(xiàn)型2正常2侏儒癥概率50%患侏儒癥血友病(Hemophilia)凝血缺損隱性等位基因h在X染色體上X連鎖隱性性狀男性常見(jiàn)X連鎖隱性性狀等位基因在X染色體上男女遺傳方式不同XHXH=正常女性XHXh=正常女性(攜帶者)XhXh=血友病女性XHy=正常男性Xhy=血友病男性問(wèn)題4男血友病患者和正常非攜帶者女結(jié)婚。他們的孩子遺傳血友病的機(jī)會(huì)是多少？yXHXhXHXhXHXHXhXHyXHyXHXH=正常女性XHXh=正常女性(攜帶者)XhXh=血友病女性XHy=正常男性Xhy=血友病男性基因型2XHXh,2XHy表現(xiàn)型2女?dāng)y帶者2正常男概率O%患病yXHXhXHXhXHXHXhXHyXHy問(wèn)題5正常男和女?dāng)y帶者結(jié)婚。他們的孩子遺傳血友病的機(jī)會(huì)是多少？yXhXHXHXHXHXHXhXHyXhyXHXH=正常女性XHXh=正常女性(攜帶者)XhXh=血友病女性XHy=正常男性Xhy=血友病男性基因型XHXH,XHXh,XHy,Xhy表現(xiàn)型2正常女1正常男1男血友病概率50%男血友病0%女血友病yXhXHXHXHXHXHXhXHyXhy鐮狀細(xì)胞血癥(SickleCellAnemia)隱性等位基因,s血色素(hemoglobinS)長(zhǎng)棒狀分子伸展RBC成鐮刀形純合隱性ss患鐮狀細(xì)胞貧血癥雜合Ss攜帶者紅血球(RBCs)鐮狀貧血癥疼痛中風(fēng)(Stroke)腿潰瘍(Legulcers)黃疸(Jaund