緒論遺傳的細胞和分子基礎詳解演示文稿

緒論遺傳的細胞和分子基礎詳解演示文稿現在是1頁\一共有42頁\編輯于星期一（優(yōu)選）緒論遺傳的細胞和分子基礎現在是2頁\一共有42頁\編輯于星期一

遺傳病的特征(geneticdisease;hereditarydisease;inheriteddisease)3.環(huán)境和遺傳都起作用(高血壓、冠心病、糖尿病、精神分裂癥、哮喘、消化性潰瘍)

2.基本上由遺傳因素決定(部分單基因病)1.遺傳因素決定(染色體病、部分單基因病)

在不同疾病的病因中，遺傳因素和環(huán)境因素比重各不相同：4.環(huán)境因素決定(外傷、中毒、營養(yǎng)不良)現在是3頁\一共有42頁\編輯于星期一遺傳因素環(huán)境因素染色體病苯酮尿癥半乳糖血癥G6PD缺乏癥哮喘、精神分裂癥糖尿病(少年型)髖關節(jié)脫位冠心病消化性潰瘍烈性傳染病維生素C缺乏外傷唇裂、腭裂強直性脊椎炎高血壓結核病現在是4頁\一共有42頁\編輯于星期一

遺傳病：遺傳物質改變所導致的疾?。ㄉ臣毎蚴芫训倪z傳物質發(fā)生結構和功能的改變所導致的疾?。┘易逍裕杭易逯杏卸鄠€同一疾病患者先天性：出生后即顯示癥狀垂直傳遞：從上一代往下一代傳遞

特點病因：遺傳物質發(fā)生改變現在是5頁\一共有42頁\編輯于星期一

先天性疾病(congenitaldisease)個體出生后即表現出來的疾病

家族性疾病(familialdisease)表現出家族聚集現象的疾病與先天性疾病或家族性疾病的區(qū)別現在是6頁\一共有42頁\編輯于星期一提示疾病有遺傳病因的幾種情況3.在非血緣親屬(如配偶等)中不出現患者2.在排除環(huán)境因素的前提下，親屬中有一定比例的患者1.患者有特征性的表現型(通常伴有智力低下)現在是7頁\一共有42頁\編輯于星期一6.同卵雙生的同病率高于異卵雙生5.

發(fā)病率不隨季節(jié)、時間、地理或社會經濟條件的變化而變化4.

觸發(fā)因素不明，患者有特征性的發(fā)病年齡和病程7.某些罕見病、怪?。ㄆ鋵嵕褪沁z傳?。┈F在是8頁\一共有42頁\編輯于星期一單基因病

(monogenicdisease;disorder)單一基因發(fā)生突變多基因病

(polygenicdisease)復雜疾病，多個基因突變與環(huán)境共同起作用染色體病(chromosomaldisease)

染色體的數目或結構發(fā)生改變體細胞遺傳病

(somaticcellgeneticdisease)體細胞遺傳物質突變

遺傳病的類型現在是9頁\一共有42頁\編輯于星期一MendelianInheritanceinMan(MIM)

by

VictorA.McKusick

TheBibleofhumangeneticsACatalogofHumanGenesandGeneticDisorders分類記載所有已知的遺傳病(MIM174200)包括癥狀、體征、基因座位、遺傳方式等1966年第一版，1998年第12版3卷共3972

頁，9000多種遺傳病1995年起有網絡版可免費查閱(OMIM)現在是10頁\一共有42頁\編輯于星期一遺傳病對人類的危害1.自然流產~15%，其中~50%有染色體畸變2.遺傳因素引起的先天畸形占13~15/15003.出生后還有3~5%的可能性患某種遺傳病4.人群中~25%患有各類不同程度的遺傳病5.平均每人攜帶5~6個隱性有害基因6.廣東省地中海貧血和G6PD缺乏癥發(fā)病率均在10%以上7.絕大多數遺傳病目前沒有理想的治療方法現在是11頁\一共有42頁\編輯于星期一相近學科：人類遺傳學(humangenetics)

臨床遺傳學(clinicalgenetics)

醫(yī)學遺傳學的分科分支學科：分子遺傳學、細胞遺傳學、群體遺傳學、生化遺傳學、藥物遺傳學、免疫遺傳學、腫瘤遺傳學、……現在是12頁\一共有42頁\編輯于星期一

醫(yī)學遺傳學發(fā)展簡史

1865年奧地利修道士GregorMendel發(fā)表豌豆雜交實驗結果，35年后被總結成分離律和自由組合律

1902年Garrod描述尿黑酸尿癥，確認為隱性遺傳，并提出先天性代謝缺陷的概念1900年Landsteiner發(fā)現ABO血型系統(tǒng)，認為是遺傳性狀，獲1930年諾貝爾生理醫(yī)學獎；1924年Bernstein證明ABO血型受一組復等位基因控制現在是13頁\一共有42頁\編輯于星期一Sutton和Boveri提出染色體遺傳學說，認為遺傳因子就在就在染色體上1903年Farabee指出短指(趾)癥為顯性性狀1909年Johannsen將遺傳因子改稱為基因1910年ThomasMorgan和他的學生研究果蠅性狀的遺傳，發(fā)現連鎖與互換定律，獲1933年諾貝爾生理醫(yī)學獎1923年Painter提出人的染色體數2n=48條；1956年蔣有興和Levan證實人體細胞染色體數目為46條現在是14頁\一共有42頁\編輯于星期一1949年LinusPauling發(fā)現異常血紅蛋白HbS，提出分子病概念1959年Lejeune發(fā)現先天愚型患者有47條染色體1970年Caspersson建立染色體顯帶技術，可準確辨認每條染色體1941年Beadle和Tatum提出“一個基因一種酶”學說，加深了對“基因–酶–代謝”機理的理解現在是15頁\一共有42頁\編輯于星期一分離律和自由組合律孟德爾在1857~1865年間以豌豆為材料進行雜交實驗，所得數據經過統(tǒng)計學處理在減數分裂過程中，成對的等位基因彼此分離(同源染色體彼此分離)，分別進入不同的生殖細胞(Lawofsegregation)不同對的基因獨立行動可分可合，隨機組合到一個生殖細胞中去（非同源染色體隨機組合)

(Lawofindependentassortment)現在是16頁\一共有42頁\編輯于星期一連鎖與互換定律

(Lawoflinkageandcrossingover)基因位于染色體上并呈直線排列在減數分裂過程中，位于同一條染色體上的基因彼此連鎖在一起傳遞同源染色體上的等位基因可發(fā)生交換現在是17頁\一共有42頁\編輯于星期一1953年Watson和Crick發(fā)現DNA的雙螺旋結構，1962年獲諾貝爾生理醫(yī)學獎

1985年Mullis建立聚合酶鏈反應(PCR)方法體外擴增DNA片段，獲1993年諾貝爾化學獎現在是18頁\一共有42頁\編輯于星期一

中國承擔的1%測序任務，即位于3號染色體短臂從D3S3610至端粒的

30Mb區(qū)域1990年人類基因組計劃(humangenomeproject)正式開始，美、英、日(7%)、法(3%)、德(7%)、中(1%)組成國際基因組測序聯(lián)合體，2003年4月完成，結果表明人類基因組有25000~30000個基因

1986年諾貝爾生理醫(yī)學獎獲得者Dulbecco(1975)提出對人類基因組測序

現在是19頁\一共有42頁\編輯于星期一人類基因組計劃(humangenomeproject)基因組：單倍體細胞的所有基因3×109bp

基因組計劃：預計1990~2005年，闡明人類基因組的結構（基因組解剖學），揭開決定人類生、老、病、死的所有遺傳信息----基因組之迷遺傳圖(連鎖圖)、物理圖、轉錄圖、序列圖現在是20頁\一共有42頁\編輯于星期一

醫(yī)學遺傳學的學習方法獨特的專業(yè)理論基礎和方法體系

信息量大，學科跨度大病種繁多，部分遺傳病發(fā)病機理不明大部分遺傳現象規(guī)律性明顯從遺傳學的基礎理論出發(fā)結合已學過的基礎醫(yī)學知識掌握典型病例的遺傳機制和發(fā)病機理重視復習思考題現在是21頁\一共有42頁\編輯于星期一遺傳的細胞和分子基礎現在是22頁\一共有42頁\編輯于星期一

真核細胞的結構現在是23頁\一共有42頁\編輯于星期一

遺傳物質的研究層次或存在方式細胞水平------染色質/染色體分子水平------DNA/基因相關關系

染色質/染色體--DNA--基因基因是遺傳的最基本結構和功能單位現在是24頁\一共有42頁\編輯于星期一

染色質與染色體

(chromatinandchromosome)

由DNA、組蛋白、非組蛋白和少量RNA組成的核蛋白復合體，間期為伸展狀態(tài)的DNA蛋白質串珠狀纖維，分裂期緊密盤繞折疊高度螺旋化的DNA蛋白質纖維常染色質和異染色質(euchromatin)疏松染色較淺有轉錄活性(heterochromatin)凝集染色較深無轉錄活性染色質的螺旋化和染色體的形成現在是25頁\一共有42頁\編輯于星期一染色體構建的四級結構學說(多級折疊模型)(multiplecoilingmodel)

一級結構------核小體二級結構------螺線管三級結構------超螺線管四級結構------染色單體長度只有原來染色質的~1/10000現在是26頁\一共有42頁\編輯于星期一DNA雙螺旋鏈核小體染色單體超螺線管螺線管染色體現在是27頁\一共有42頁\編輯于星期一袢環(huán)模型

(loopmodel)染色體骨架（非組蛋白）袢環(huán)(30nm螺線管)總長520nm，共有30000~100000bp123456789101112131415161718微帶一條染色單體約由1000000個微帶縱向排列而成現在是28頁\一共有42頁\編輯于星期一袢環(huán)結構模型學說螺線管折疊成袢環(huán)沿染色體縱軸伸出放射環(huán)非組蛋白支架上18

個袢環(huán)形成微帶1000000

個微帶構成染色單體現在是29頁\一共有42頁\編輯于星期一性染色質(sexchromatin)

異染色質的特殊結構

X染色質(X-chromatin)1949年Barr發(fā)現雌貓神經元細胞核有一濃縮小體，稱為Barr小體人類細胞也存在這種結構，稱為X染色質女性有2條X染色體，男性只有1條

Y染色體很短，大部分是異染色質，基因少且多與男性性別形成有關

X染色體較大，基因數量較多現在是30頁\一共有42頁\編輯于星期一Lyon假說(Lyontheory)

雌性哺乳動物一條X染色體有活性，另一條異固縮為X染色質

失活發(fā)生在胚胎早期(人胚第16天)

X染色體的失活是隨機的，但是恒定的

使兩性細胞X染色體上基因產物的量保持在相同水平上，這種效應稱為X染色體的劑量補償(dosagecompensation)現在是31頁\一共有42頁\編輯于星期一Y染色質(Y-chromatin)

熒光染色后男性間期細胞出現強熒光小體，直徑~0.3μm，由長臂遠端的異染色質組成

人類性別決定的染色體機制男性XY(SRY基因)

女性XX現在是32頁\一共有42頁\編輯于星期一

真核基因的分子結構基因(gene)是能夠表達并產生基因產物(protein或RNA)的一段核酸(DNA或RNA)序列，是遺傳的結構和功能(復制、表達、突變和重組等)的基本單位基本特性:復制、表達、突變、重組現在是33頁\一共有42頁\編輯于星期一單拷貝基因多拷貝基因（rRNA、組蛋白）基因家族（來源相同、結構相似、功能相關，分布在多條染色體上）基因簇（血紅蛋白、肌動蛋白）假基因人類基因的存在形式現在是34頁\一共有42頁\編輯于星期一結構基因(structuralgene)：決定多肽鏈氨基酸排列順序的基因，其改變可導致蛋白質一級結構的變化而影響到蛋白質質或量的變化基因的分類（按功能）調控基因(regulatorygene)：調節(jié)控制結構基因表達的基因，其變化可影響一個或多個結構基因的功能，或導致一個或多個蛋白質量的改變現在是35頁\一共有42頁\編輯于星期一exonintronTATAboxCAATboxGCboxAATAAA

斷裂基因(splitgene)的分子結構

enhancerTATAAATATHognessboxGT—AGlawGCboxGGCGGGCAATboxGGCAATCACT

外顯子、內含子；啟動子、增強子、終止子；側翼序列；GT-AG法則5’上游3’下游現在是36頁\一共有42頁\編輯于星期一DNARTCentraldagmaofeukaryoteRNAtranscriptionProteintranslationreplicationreplicationInformationflowDNA分子中遺傳信息的表達現在是37頁\一共有42頁\編輯于星期一

基因突變(genemutation)基因突變：基因在結構上發(fā)生堿基對組成或排列順序的改變點突變(pointmutation)：DNA鏈中的一個或一對堿基的改變突變基因(mutantgene)：基因突變后在原有基因座位上出現的新基因攜帶突變基因的個體為突變型(mutanttype)未發(fā)生突變的個體為野生型(wildtype)現在是38頁\一共有42頁\編輯于星期一引起突變的原因(誘變劑)物理因素：X射線化學因素：試劑、藥物生物因素：病毒體細胞突變和生殖細胞突變

生殖細胞更易發(fā)生突變誘發(fā)突變和自發(fā)突變

誘變劑誘發(fā)的突變稱為誘發(fā)突變突變熱點突變部位并非完全隨即分布，有些部位的突變頻率大大高于平均數現在是39頁\一共有42頁\編輯于星期一轉換：嘌呤嘌呤顛換：嘌呤嘧啶

堿基替換(base-pairsubstitution)