口腔-麻-預防遺傳學-課件

醫(yī)學遺傳學MedicalGenetics

細胞生物學與醫(yī)學遺傳學

11PPT課件醫(yī)學遺傳學111.教材：王培林主編，《醫(yī)學遺傳學》第三版，科學出版社左及主編，《醫(yī)學遺傳學》第六版，人民衛(wèi)生出版社2.總學時：32學時，理論16學時、實驗16學時3.成績分配：期末考試60%，平時40%4.理論課上課時間：每周一(1-2節(jié))、三(3-4節(jié))（連續(xù)4周）5.各班級實驗課時間：星期二（5-8節(jié)）：口腔、預防星期四（5-8節(jié)）：麻醉1、2班上實驗課時帶好實驗指導書、白大衣、筆、紙等物品6.實驗課上課地點：西部教學樓533實驗室7.紀律：不許遲到、早退、曠課，上課時保持教室安靜，不許接打手機，手機放到靜音或震動狀態(tài)！22PPT課件1.教材：王培林主編，《醫(yī)學遺傳學》第三版，科學出版社22P2精品資料精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒有總結(jié)一節(jié)課的重點的難點，你是否會認為老師的教學方法需要改進？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽曬，也不怕那風雨狂，只怕先生罵我笨，沒有學問無顏見爹娘……”“太陽當空照，花兒對我笑，小鳥說早早早……”口腔-麻-預防遺傳學--ppt課件45

第一節(jié)醫(yī)學遺傳學及其發(fā)展簡史第一章緒論5PPT課件5第一節(jié)醫(yī)學遺傳學及其發(fā)展簡史第一章緒論5PPT課56

一、醫(yī)學遺傳學的任務(wù)醫(yī)學遺傳學（Medicalgenetics）：

是應(yīng)用遺傳學的理論和方法研究人類遺傳性疾病和人類疾病發(fā)生的遺傳學問題的一門綜合性學科。是遺傳學與醫(yī)學相結(jié)合的一門邊緣學科。醫(yī)學遺傳學的任務(wù)：研究遺傳病的發(fā)生機制、傳遞規(guī)律、流行病學診斷、治療、預后和預防，為控制遺傳病的發(fā)生及其在群體中流行提供理論依據(jù)，提供遺傳病的診斷、治療和預防的方法和措施，從而改善人類健康，提高人口素質(zhì)。66PPT課件6一、醫(yī)學遺傳學的任務(wù)醫(yī)學遺傳學（Medicalgene677（一）揭示遺傳病的發(fā)病機制與傳遞規(guī)律1.遺傳病是常見病和多發(fā)病

過去有人認為遺傳病是罕見的、不治之癥，實際上遺傳病不僅不是罕見的疾病，許多常見病，如動脈硬化、高血壓、冠心病、糖尿病、精神分裂癥，甚至惡性腫瘤等已證明都是遺傳病或與遺傳因素有關(guān)的疾病。多數(shù)惡性腫瘤的發(fā)生是由環(huán)境因素引起的，但是發(fā)病機理都是在遺傳物質(zhì)改變的基礎(chǔ)上發(fā)生的。77PPT課件77（一）揭示遺傳病的發(fā)病機制與傳遞規(guī)律過72011年2月孟德爾人類遺傳學數(shù)據(jù)庫（OnlineMendelianInheritanceinMan,OMIM)人類單基因異常：20369種（有臨床意義6000余種）人群中的發(fā)病率估計：人群中約20％～25％的人患有某種遺傳病單基因?。杭s3％～5％多基因?。杭s15％～20％染色體?。杭s1％88PPT課件2011年2月孟德爾人類遺傳學數(shù)據(jù)庫88PPT課件89我國城市中兒童死亡原因中，遺傳病和先天畸形占首位,占全部死亡的30％。自然流產(chǎn)約占全部妊娠的7%，其中約50%為染色體異常所引起。

2.2%的兒童智力發(fā)育不全，其中1/3以上是遺傳因素造成的。9PPT課件9我國城市中兒童死亡原因中，遺傳病和先天畸形占9P910

我國由于受多種因素制約，全國的出生缺陷總發(fā)生率仍居高不下。據(jù)統(tǒng)計，我國每年約有30萬至40萬憑肉眼就能看出的先天性殘疾兒，加上出生數(shù)月及數(shù)年才能暴露的殘疾，每年新增先天性殘疾兒高達60萬，占每年出生入口總數(shù)的4％至6％。因此，加強對出生缺陷干預是當務(wù)之急。10PPT課件10我國由于受多種因素制約，全國的出生缺陷總發(fā)生率仍102.不斷揭示新遺傳病的發(fā)生機制與傳遞規(guī)律世界上遺傳病發(fā)生率呈逐年上升的趨勢！人群中惡性腫瘤的發(fā)生率在我國呈上升的趨勢?。ㄖ掳?、致畸、致突變、環(huán)境污染等，但其根本原因：基因突變和染色體畸變）1111PPT課件2.不斷揭示新遺傳病的發(fā)生機制與傳遞規(guī)律1111PPT課件113.個體化用藥的推動

利用先進的遺傳學方法和技術(shù)對不同個體的藥物相關(guān)基因進行解讀，臨床醫(yī)生可以根據(jù)患者的基因型資料實施給藥方案，并量體裁衣式地對患者合理用藥，以提高藥物的療效，降低藥物的毒性反應(yīng)，同時減輕患者的痛苦和經(jīng)濟負擔。1212PPT課件3.個體化用藥的推動1212PPT課件12（二）遺傳學診斷

系譜分析、細胞學診斷、基因診斷、鑒別診斷、產(chǎn)前診斷和植入前診斷（三）基因治療

生殖細胞的基因治療和體細胞的基因治療（四）遺傳咨詢

婚前咨詢、出生前咨詢、再發(fā)風險咨詢等1313PPT課件（二）遺傳學診斷1313PPT課件13141.細胞遺傳學2.生化遺傳學3.分子遺傳學4.群體遺傳學5.藥物遺傳學6.免疫遺傳學7.遺傳毒理學8.輻射遺傳學9.腫瘤遺傳學10.體細胞遺傳學11.發(fā)育遺傳學12.行為遺傳學13.優(yōu)生學14.生殖遺傳學二、醫(yī)學遺傳學的主要分科14PPT課件141.細胞遺傳學8.輻射遺傳學二、醫(yī)學遺傳學的主要分科1415是研究人類染色體的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)和染色體的數(shù)目、結(jié)構(gòu)異常與染色體病關(guān)系的科學。染色體綜合征：350余種（Down綜合征）新生兒中染色體異常的發(fā)生率：1/200自然流產(chǎn)的病因中50%是染色體異常所致1.人類細胞遺傳學染色體異常核型：10000余種15PPT課件15是研究人類染色體的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)和染色體的數(shù)15161888年Winwarter

提出“染色體”名詞，1923年P(guān)ainterTS首次提出人類染色體數(shù)為48條1952年徐道覺用低滲的方法制備人類染色體，發(fā)現(xiàn)46條1956年蔣有興確證人類染色體數(shù)目為46條16PPT課件161888年Winwarter16171959年LejuneJ發(fā)現(xiàn)Down綜合征是由于細胞中多了一條21號染色體--21三體。

1960年，Nowell在慢性髓細胞白血病患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了Ph染色體,t（9：22）。17PPT課件171959年LejuneJ發(fā)現(xiàn)Down綜合征171818PPT課件1818PPT課件18192.生化遺傳學:是以基因突變所產(chǎn)生的代謝缺陷為模型，利用生物化學的原理和方法來研究遺傳物質(zhì)的理化特性，探討基因與遺傳性狀之間的代謝聯(lián)系，從而闡明基因產(chǎn)物通過生化代謝而產(chǎn)生的基本功能及其調(diào)控過程。分子病：基因突變使蛋白質(zhì)（非酶）的分子結(jié)構(gòu)或合成的量異常直接引起機體功能障礙的。如血紅帶白病、膜轉(zhuǎn)運蛋白病等先天性代謝?。河捎诨蛲蛔兌斐傻拿傅鞍踪|(zhì)分子結(jié)構(gòu)或數(shù)量的異常所引起的。如溶酶體沉積病、內(nèi)分泌代謝缺陷等。19PPT課件192.生化遺傳學:是以基因突變所產(chǎn)生的代謝缺192020鐮狀細胞性貧血（AR）β珠蛋白基因第一外顯子第6密碼子突變

異常血紅蛋白分子（HbS）紅細胞呈鐮狀的形態(tài)：GAG→GTG谷氨酸

纈氨酸正常血紅蛋白分子（HbA）紅細胞呈中空淡染形態(tài)：20PPT課件2020鐮狀細胞性貧血（AR）異常血紅蛋白分子（HbS）紅細2021KanYW(簡悅威)利用RFLP連鎖分析法對鐮狀細胞貧血患者進行產(chǎn)前因診斷

人類首次進行的遺傳病的基因診斷!!!21PPT課件21KanYW(簡悅威)利用RFLP連鎖分析法對212222用RFLP連鎖分析法進行鐮狀細胞貧血產(chǎn)前基因診斷結(jié)果判定父母患兒正常兒胎兒13kb7.6kb5.4kb基因型：AsAsssAA?12ⅠⅡ123ss22PPT課件2222用RFLP連鎖分析法進行鐮狀細胞貧血產(chǎn)前基因診斷結(jié)果222323

是生化遺傳學的新發(fā)展，從基因水平探討遺傳病的本質(zhì)，開辟了遺傳病基因診斷、基因治療的新途徑。

1953年，WatsonJD和CrickFHC研究DNA分子結(jié)構(gòu)，提出了雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

1957年，JacobF和MonadJ研究大腸桿菌的乳糖代謝，提出了“操縱子模型”，建立了基因調(diào)控的概念。分子遺傳學：23PPT課件2323是生化遺傳學的新發(fā)展，從基因水平探討遺232424DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)24PPT課件2424DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)24PPT課件2425沃森（左）和克里克

1953年4月25日在《自然》雜志上刊登了Watson和Crick“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”假說。這項發(fā)現(xiàn)，是20世紀繼愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之后的又一劃時代發(fā)現(xiàn)。它標志著生物學的研究進入了分子的層次。為此，Watson

、

Crick和威爾金斯分享了1962年諾貝爾生理和醫(yī)學獎。25PPT課件25沃森（左）和克里克1953年4月25日在《自然2526

WatsonJDCrickFHC

26PPT課件26WatsonJD26271990年10月

啟動人類基因組計劃(HGP)

堪稱生命科學的“阿波羅登月計劃”承辦組織：NIH(美國國家衛(wèi)生研究院）負責人：Watson參加國家：美、英、日、德、法五國

1999年9月中國也加入到HGP27PPT課件271990年10月27PPT課件2728詹姆斯·沃森(JamesWatson，美國)1928年4月6日出生于美國的芝加哥。1947年畢業(yè)于芝加哥大學。1953年與CrickFHC沃森28PPT課件28詹姆斯·沃森(JamesWatson，美國)沃森228292929PPT課件292929PPT課件29303030PPT課件303030PPT課件303131弗朗西斯·柯林斯（FrancisCollins，美國）2000年6月26日18時克林頓總統(tǒng)向全世界宣布人類基因組計劃的完成美國國立衛(wèi)生院（NIH）國家人類基因組研究中心主任，國家科學院院士,國際人類基因組計劃總協(xié)調(diào)人31PPT課件3131弗朗西斯·柯林斯（FrancisCollins，31322000年6月26日18時美、英、日、德、法、中國16個中心組成的人類基因組計劃公益協(xié)助組同時宣布：

人類基因組“工作框架圖”組裝完成!!!2001年2月12日公布人類基因組圖譜及分析結(jié)果：人類基因組DNA長度：31.647（≈32）億bp人類基因數(shù)：2.6386~3.9114（≈3～4）萬（蚯蚓2~3萬、果蠅1~2萬）32PPT課件322000年6月26日18時32PPT課件32334.群體遺傳學

以統(tǒng)計學方法，在群體水平上研究人群中各種基因頻率和基因型頻率及其變化規(guī)律、影響因素的科學。人類群體遺傳學的臨床應(yīng)用成為遺傳流行病學。33PPT課件334.群體遺傳學33PPT課件333434

PTC（苯硫尿）味盲群體調(diào)查漢族PTC味盲(tt)頻率是q2=9%

基因t頻率=0.30

基因T頻率=1-0.30=0.70朝鮮族PTC味盲(tt)頻率是q2=10%

基因t頻率=0.316

基因T頻率=1-0.316=0.68434PPT課件3434PTC（苯硫尿）味盲群體調(diào)查3343535

是研究藥物代謝的遺傳變異和不同個體對藥物反應(yīng)的遺傳基礎(chǔ)的科學。5.藥物遺傳學3535PPT課件3535是研究藥物代謝的遺傳變異和不同個體對藥35酒精在體內(nèi)的代謝過程主要分為兩步反應(yīng)乙醇乙醛乙醛乙酸乙醇脫氫酶（ADH)乙醛脫氫酶(ALDH)酒精中毒癥狀：心律加快全身發(fā)熱面部或全身發(fā)紅頭疼、惡心、嘔吐神志恍惚等3636PPT課件酒精在體內(nèi)的代謝過程主要分為兩步反應(yīng)乙醇363737

延邊朝、漢族乙醇脫氫酶/乙醛脫氫酶（ADH/ALDH）群體調(diào)查結(jié)果：朝鮮族和漢族ADH缺乏頻率q2=0

即ADH酶都不缺乏

ALDH酶缺乏漢族：49.5%

朝鮮族：24.6%37PPT課件3737延邊朝、漢族乙醇脫氫酶/乙醛脫氫酶33738免疫遺傳學

研究免疫現(xiàn)象的遺傳本質(zhì)和免疫應(yīng)答過程基因調(diào)控的學科。應(yīng)用范圍：輸血、組織和器官移植、新生兒溶血等器官移植的供受體選擇：HLA配型主要是HLA-A、B、C、D（4個）位點編碼的六個抗原錯配數(shù)直接影響器官移植成功率。(組織相容性抗原)38PPT課件38免疫遺傳學主要是HLA-A、B、C、D（4個）位點編碼38391122126p21HLA-A

BCD

DRDPDQMHC基因15432MHC基因在6號染色體上的分布153241532476qpMHC基因HLA表達39PPT課件391122126p21HLA-AMHC基因15432MHC3940首選同胞？首選父母？*首選同卵雙生子；同胞中HLA完全不同的概率占25%同胞中HLA一半相同的概率占50%同胞中HLA完全相同的概率占25%*再其次選同胞？40PPT課件40首選同胞？首選父母？*首選同卵雙生子；同胞中HLA4041

7.毒理遺傳學

用遺傳學方法研究環(huán)境中導致遺傳物質(zhì)損傷的因素、作用機制和檢出方法的科學。飲酒與吸煙是否能引起遺傳物質(zhì)損傷？微核試驗證明：洶酒、吸煙（20只/天）都可以增加平均微核率，煙酒可損傷遺傳物質(zhì)。41PPT課件417.毒理遺傳學41PPT課件4142微核：

是指在細胞分裂后期，由于染色體斷片或某整條染色體未隨主核行動而滯留在細胞質(zhì)中形成比主核小1/3以下的微小的核，稱微核。42PPT課件42微核：42PPT課件4243有絲分裂過程間期核膜核仁染色質(zhì)中心粒前期中期后期末期赤道板收縮環(huán)造成的分裂溝

染色體斷片微核微核43PPT課件43有絲分裂過程間期核膜核仁染色質(zhì)中心粒43448.腫瘤遺傳學

是研究腫瘤的發(fā)生與遺傳關(guān)系的科學。1971AlfredKnudson提出二次突變說。二次突變假說論點：一個正常細胞經(jīng)過二次或二次以上的突變，就可以轉(zhuǎn)化成惡性細胞.這個惡性細胞在一定條件下，形成增殖優(yōu)勢，產(chǎn)生優(yōu)勢克隆，就形成惡性腫瘤。44PPT課件448.腫瘤遺傳學是研究腫瘤的發(fā)生與遺傳關(guān)系4445遺傳性腫瘤產(chǎn)生的可能機制第一次突變發(fā)生于生殖細胞，或由父母遺傳而來，并且傳遞給胚胎發(fā)育的每一個體細胞，所以該發(fā)育成的個體實質(zhì)都是潛在的癌前期細胞，第二次突變是隨機發(fā)生在體細胞中，任何臟器體細胞發(fā)生第二次突變就轉(zhuǎn)化為癌細胞，也就形成該器官的惡性腫瘤。如肝臟的肝細胞二次突變就發(fā)展為肝癌。45PPT課件45遺傳性腫瘤產(chǎn)生的可能機制第一次突變發(fā)生于生殖細胞，或由父4546視網(wǎng)膜母細胞瘤46PPT課件46視網(wǎng)膜母細胞瘤46PPT課件46遺傳性腫瘤與非遺傳性腫瘤區(qū)別遺傳性腫瘤發(fā)生特點：早發(fā)多發(fā)家庭聚集非遺傳性腫瘤發(fā)生特點：晚發(fā)單發(fā)散發(fā)47PPT課件遺傳性腫瘤與非遺傳性腫瘤區(qū)別遺傳性腫瘤發(fā)生特點：早發(fā)47PP4748非遺傳性腫瘤可能機制第一次突變發(fā)生在某個成體的體細胞中，只影響到來自這個體細胞增殖的細胞克隆，使之成為癌前期細胞，如果在這個體細胞及其克隆發(fā)生第二次突變才可形成腫瘤。如：皮膚癌48PPT課件48非遺傳性腫瘤可能機制第一次突變發(fā)生在某個成體的體細胞中，4849視網(wǎng)膜母細胞瘤（RB）生殖細胞的視網(wǎng)膜母細胞基因RB是抑癌基因。正常人為純合子RBRB生殖細胞突變rbRB出生后每一個視網(wǎng)膜母細胞均帶有突變的rb基因，但是雜合子RBrb，仍有抑癌功能，故表型正常。一次突變二次突變體細胞突變良性細胞惡性細胞視網(wǎng)膜母細胞瘤增殖優(yōu)勢49PPT課件49視網(wǎng)膜母細胞瘤（RB）生殖細胞的視網(wǎng)膜母細胞基因RB是抑4950509.人類行為遺傳學

用各種遺傳學方法研究人類行為與遺傳的關(guān)系,探討行為在世代中的遺傳規(guī)律的科學。例如：人類智力、智力低下、癲癇、精神分裂癥、躁狂、抑郁等50PPT課件50509.人類行為遺傳學50PPT課件5051人類行為與遺傳的關(guān)系影響人類智力因素：

1.環(huán)境因素20%2.遺傳因素37%3.不明原因43%

智力：

智力是一種綜合認知方面的心里特征。它包括⑴感知、記憶能力及觀察力；⑵抽象概括能力；⑶創(chuàng)造力。51PPT課件51人類行為與遺傳的關(guān)系智力：51PPT課件5152智商（IQ）

智商=智齡×100%實齡例如：一個男孩他的智齡為2歲，實際年齡為8歲。智商：IQ=2/8×100%=25%52PPT課件52智商（IQ）智商=智齡×1005253智商（IQ）200分制劃分法（%）高智能人群天才IQ>140聰明非常超常智力IQ：120~140

超常智力IQ：110~120正常智力人群IQ：90~110邊緣智力人群IQ：76~8553PPT課件53智商（IQ）200分制劃分法（%）高智能人群天才5354智力低下人群：IQ<75智力低下程度臨床IQ智齡（歲）輕度智力低下魯鈍55~748~10中度智力低下癡愚40~552~6重度智力低下白癡25~40<2極重度智力低下白癡<25<2

54PPT課件54智力低下人群：IQ<75智力低下程度54551883

Franciscalton(1882~1911）

英國生物學家論著《對人類才能的調(diào)查研究》中首先提出“優(yōu)生學”一詞。優(yōu)生學：是以遺傳學與醫(yī)學為基礎(chǔ)，研究改善人類遺傳素質(zhì)的科學。10.優(yōu)生學55PPT課件551883Franciscalton(1885556包括正優(yōu)生學：主要研究有利表型形成的方法。即促進優(yōu)秀個體出生。

如：人工授精、胚胎移植等負優(yōu)生學：研究降低不利表型個體或等位基因出現(xiàn)。如：產(chǎn)前診斷、禁止近親結(jié)婚、適齡生育、篩查治病基因攜帶者等56PPT課件56包括正優(yōu)生學：主要研究有利表型形成的方56PPT課件5657最佳生育年齡：女23~30歲男30~35歲男女之間相差7歲以上母親決定孩子智力：智能發(fā)育基因位于X染色體上，決定孩子大腦皮質(zhì)的發(fā)育程度；父親的基因?qū)λ茉旌蟠楦泻托愿耦愋陀兄匾绊憽Ｗ罴雅渑寄挲g差：誰決定孩子智力？例如：俄國的柴柯夫斯基的父母相差18歲居里夫人的父母相差14歲57PPT課件57最佳生育年齡：女23~30歲男女之間相差7歲以上母親決57三、醫(yī)學遺傳學發(fā)展簡史5858PPT課件三、醫(yī)學遺傳學發(fā)展簡史5858PPT課件58表1-1醫(yī)學遺傳學近年來主要研究成果大事記年份主要研究者重大研究成果1944AveryOT首次證明DNA是遺傳信息的載體。DNA就是遺傳物質(zhì)。1953CrickFHC,WatsonJD首先建立了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并提出了DNA的復制機制。1962年獲諾貝爾生理醫(yī)學獎1956蔣有興（TjioJH）,LevanA確認人體的46條染色體,開創(chuàng)了人類細胞遺傳學的歷史1959LejeuneJ發(fā)現(xiàn)唐氏綜合征是由于人體的第21對染色體變異造成的1968ArberW,NathansD,SmithHO發(fā)現(xiàn)限制酶及其在分子遺傳學方面的應(yīng)用。1978年獲諾貝爾生理醫(yī)學獎1970BaltimoreD,TeminHM,DulbeccoR分別獨立地發(fā)現(xiàn)RNA病毒中存在逆轉(zhuǎn)錄酶，可以催化以RNA為模板合成DNA的反應(yīng)。1975年獲諾貝爾生理醫(yī)學獎1972BergP首次將剪切后的不同DNA分子連接組成新的DNA分子，首創(chuàng)基因重組技術(shù)。1975Kohler.GJF,MilsteinC,JerneN發(fā)明單克隆抗體技術(shù)。1984年獲諾貝爾生理醫(yī)學獎1976BishopJM,VarmusH發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄病毒攜帶的原癌基因是細胞中的正?；颉?989年獲諾貝爾生理醫(yī)學獎59PPT課件表1-1醫(yī)學遺傳學近年來主要研究成果大事記年份主要研究59年份主要研究者重大研究成果1977SangerF,GilberW發(fā)明用酶法測定DNA序列。1980年獲諾貝爾化學獎1979KanYW(簡悅威)實現(xiàn)首例DNA診斷1985MullisKB發(fā)明聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)，可以在體外大量地擴增微量的DNA。1993年獲諾貝爾化學獎1986BlackburnE,GreiderCCollinsF發(fā)明聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)，可以在體外大量地擴增微量的DNA。1993年獲諾貝爾化學獎1989WatsonJD，Collins發(fā)現(xiàn)遺傳病囊性纖維變性的基因1990AndersonWF美國正式啟動人類基因組計劃。隨后，德、日、英、法和中國也相繼加入該計劃。基因療法首次獲得批準并首例腺苷脫氨酶缺乏癥基因治療成功2001國際人類基因組測序協(xié)作組（IHGSC），Celara公司2月12日人類基因組序列草圖公布2003中國大陸、臺灣、香港科學家聯(lián)手啟動“中華人類基因組單體型圖”計劃。2004IHGSC10月21日完成人類基因序列圖。2008深圳華大基因研究院牽頭“炎黃計劃”發(fā)現(xiàn)了首個亞洲人基因序列的研究成果，中國完成第3例個人基因測序2010EdwardsR在體外受精技術(shù)領(lǐng)域做出了開創(chuàng)性貢獻。獲諾貝爾生理醫(yī)學獎60PPT課件年份主要研究者重大研究成果1977SangerF,Gil6061第二節(jié)遺傳與疾病一、遺傳因素與疾病的發(fā)生和發(fā)展人類一切性狀總的來說都是遺傳因素和環(huán)境因素相互作用的結(jié)果。人類的健康決定于遺傳結(jié)構(gòu)與其周圍生活環(huán)境相互作用的平衡。遺傳物質(zhì)的改變或環(huán)境因素的改變均可導致這種平衡的破壞而產(chǎn)生疾病。61PPT課件61第二節(jié)遺傳與疾病61PPT課件6162把人類所有疾病可以排列成一個連續(xù)的序列圖123462PPT課件62把人類所有疾病可以排列成一個連續(xù)的序列圖16263

如果從遺傳因素與環(huán)境因素在疾病發(fā)生中所起作用的大小考慮，可以把疾病分為以下幾類：1.完全由遺傳因素決定發(fā)病只要具有特定遺傳型的人就會患這類疾病，不需特定環(huán)境因素的作用。如成骨不全癥、白化癥和一些染色體病（先天愚型等）。63PPT課件63如果從遺傳因素與環(huán)境因素在疾病發(fā)生中所起作63642.基本上由遺傳因素決定發(fā)病，但是需要環(huán)境中存在一定的誘因才能發(fā)病。例如苯丙酮尿癥患兒具有純合的致病基因（pp），在吃高苯丙氨酸食物時才誘發(fā)疾病。蠶豆病（G6PD缺乏癥）患兒在進食某些藥物或蠶豆時才能誘發(fā)溶血反應(yīng)。64PPT課件642.基本上由遺傳因素決定發(fā)病，但是需要環(huán)境中存在一定的誘64653.遺傳因素和環(huán)境因素對發(fā)病都有作用，在不同疾病中，其遺傳因素與環(huán)境因素對發(fā)病所起的作用大小不同。有的遺傳因素對發(fā)病起的作用大，如唇裂、哮喘等；也有的環(huán)境因素的作用相對較重要，如消化性潰瘍、齲齒等。這類疾病一般屬于多基因病。65PPT課件653.遺傳因素和環(huán)境因素對發(fā)病都有作用，在不同疾病中，其遺65664.發(fā)病完全取決于環(huán)境因素，似乎與遺傳因素無關(guān)，任何遺傳型的人均可發(fā)病，如某些傳染病和維生素C缺乏引起的壞血病等。上述前3類疾病都有一定的遺傳基礎(chǔ)，都屬于遺傳病。但是，隨著研究的日益深入，發(fā)現(xiàn)以前認為與遺傳無關(guān)的第4類疾病，在一定程度上也受遺傳因素的影響。例如，最近發(fā)現(xiàn)控制脊髓灰質(zhì)炎病毒敏感性的基因位于19q13；有HLA-B8（位于6p21.3）基因的人易患活動性肝炎等。所以，“所有疾病的發(fā)生都與基因直接或間接相關(guān)。”66PPT課件664.發(fā)病完全取決于環(huán)境因素，似乎與遺傳因素無關(guān)，任何遺傳6667二、遺傳病及其特征

遺傳病(geneticdisease)是遺傳物質(zhì)改變(基因突變或染色體畸變)所導致的疾病。遺傳病的主要特征：1.垂直傳遞2.基因突變或染色體畸變-----根本原因3.生殖細胞或受精卵發(fā)生的遺傳物質(zhì)改變才能遺傳，而體細胞的遺傳物的改變，并不能向后代傳遞。

4.遺傳病常有家族聚集現(xiàn)象。67PPT課件67二、遺傳病及其特征4.遺傳病常有家族聚集現(xiàn)象。67PP6768

遺傳病應(yīng)與下列疾病相區(qū)別：

1.遺傳病與先天性疾病遺傳病不應(yīng)與先天性疾病等同看待。先天性疾病:是指個體出生后即表現(xiàn)出來的疾病。

據(jù)估計，在先天性疾病中，肯定是遺傳因素引起的約占10%，肯定是在胎兒發(fā)育過程中環(huán)境因素引起的約占10%，原因不明約占80%。68PPT課件68遺傳病應(yīng)與下列疾病相區(qū)別：68PPT課件6869

有許多先天性疾病是在胎兒發(fā)育過程中受某種環(huán)境因素的作用而形成的。如某些藥物(孕婦服用反應(yīng)停）引起的畸形、孕婦在孕早期感染風疹病毒引起的胎兒出生缺陷等。這種由環(huán)境因素引起的表型稱為擬表型或表現(xiàn)型模擬。相反有些遺傳病在出生時并未表現(xiàn)出來，發(fā)育到一定年齡才會發(fā)病，如肌營養(yǎng)不良（DMD）在5、6歲以后才逐漸發(fā)病，Huntington遺傳性舞蹈癥在30～40歲以后才會發(fā)病。69PPT課件69有許多先天性疾病是在胎兒發(fā)育過程中受某種6970

2.遺傳病與家族性疾病家族性疾病:指某些表現(xiàn)出家族性聚集現(xiàn)象的疾病，即在一個家族中有多人患同一種疾病。許多遺傳病，特別是AD遺傳病，?？吹竭B續(xù)傳遞的家族性聚集。但是也有不少遺傳病，特別是AR遺傳病，常常為散發(fā)的，無家族發(fā)病史。相反，一些傳染?。ㄈ绺窝住⒔Y(jié)核病等）和某些維生素缺乏癥（如夜盲）可有家族性聚集現(xiàn)象，但這類疾病可能不是遺傳病。所以遺傳病也不等于家族性疾病。70PPT課件702.遺傳病與家族性疾病70PPT課件7071三、遺傳病的類型根據(jù)遺傳物質(zhì)改變的不同和遺傳的特點不同，遺傳病分為：單基因病多基因病染色體病體細胞遺傳病71PPT課件71三、遺傳病的類型根據(jù)遺傳物質(zhì)改變的不同和遺傳的特點不同，7172(一）單基因病由于染色體上某一等位基因發(fā)生突變所導致的疾病，稱為單基因病。單基因病的發(fā)病率較低，發(fā)生率的上限為2／1000。但發(fā)生的病種越來越多。72PPT課件72(一）單基因病72PPT課件7273

根據(jù)致病基因所在染色體及其遺傳方式的不同可分為：1.常染色體顯性（AD)遺傳病致病基因位于1～22號常染色體上，此基因為顯性，故雜合體即可發(fā)病.如多指、軟骨發(fā)育不全等。

73PPT課件73根據(jù)致病基因所在染色體及其遺傳方式的不同可分為：737474PPT課件7474PPT課件74752.常染色體隱性(AR)遺傳病致病基因位于1～22號常染色體上，此基因為隱性，具有純合隱性基因的個體才會發(fā)病，如白化癥、苯丙酮尿癥等。75PPT課件752.常染色體隱性(AR)遺傳病致病基因位于1757676PPT課件7676PPT課件7677

3.X連鎖隱性(XR)遺傳?。褐虏』蛭挥赬染色體上，此基因為隱性。男性細胞帶有一個致病基因即可發(fā)病，女性則具有純合隱性基因時才發(fā)病，如紅綠色盲、血友病、DMD等。

4.X連鎖顯性(XD)遺傳?。?/p>

致病基因位于X染色體上，此基因為顯性。雜合子或半合子均可發(fā)病。如抗維生素D性佝僂病、色素失調(diào)癥。77PPT課件773.X連鎖隱性(XR)遺傳?。?7PPT課件777878PPT課件7878PPT課件7879

5.Y連鎖遺傳?。褐虏』蛭挥赮染色體上，已發(fā)現(xiàn)48種，如Y染色體上的性別決定基因（SRY）。

6.線粒體病：

mtDNA編碼的基因突變也可導致某些疾病，稱為線粒體病。這類病通過母親傳遞。已發(fā)現(xiàn)線粒體病60多種。79PPT課件795.Y連鎖遺傳?。?9PPT課件7980

（二）多基因病由兩對以上等位基因和環(huán)境因素共同作用所致的疾病,稱為多基因病。多基因病盡管僅有100余種，但每種病的發(fā)生率均較高，如原發(fā)性高血壓的發(fā)生率約計為6%,冠心病約為2.5%等。因此，總的估計人群中20%～25%的人患各種多基因病。一些常見病(如冠心病﹑高血壓等)多為多基因病。

80PPT課件80（二）多基因病80PPT課件80818181PPT課件818181PPT課件8182（三）染色體病染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的改變所致的疾病稱為染色體病。由于染色體病涉及許多基因，所以常表現(xiàn)復雜的綜合征。目前已發(fā)現(xiàn)染色體異常綜合征350多種，如Down綜合征。

82PPT課件82（三）染色體病82PPT課件8283（四）體細胞遺傳病體細胞中遺傳物質(zhì)改變所致的疾病稱為體細胞遺傳病。各種腫瘤的發(fā)病中都涉及特定組織中的染色質(zhì)和癌基因或抑癌基因的變化，是體細胞遺傳病。一些先天畸形也屬于體細胞遺傳病。

83PPT課件83（四）體細胞遺傳病83PPT課件8384小結(jié)1.醫(yī)學遺傳學概念、各分科主要內(nèi)容。2.遺傳病的概念、特點及類型。3.二次突變假說論點。4.遺傳腫瘤與非遺傳腫瘤區(qū)別和機制。5.名詞解釋：分子病、先天性代謝病84PPT課件84小結(jié)1.醫(yī)學遺傳學概念、各分科主要內(nèi)容。84PPT課件8485第一節(jié)基因的結(jié)構(gòu)與功能第二章基因85PPT課件85第一節(jié)基因的結(jié)構(gòu)與功能第二章基因85PPT課件8586一、DNA的分子結(jié)構(gòu)與組成基本組成單位：單核苷酸核苷核苷酸核苷酸一個脫氧核糖分子一個堿基（A、G、C、T）一個磷酸分子86PPT課件86一、DNA的分子結(jié)構(gòu)與組成核苷核苷酸核苷酸一個脫氧核糖分8687DNA的結(jié)構(gòu)與功能一級結(jié)構(gòu)：DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序。二級結(jié)構(gòu)：DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型DNA的雙鏈形成DNA的結(jié)構(gòu)3.4nm含10個堿基對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型360°87PPT課件87DNA的結(jié)構(gòu)與功能一級結(jié)構(gòu)：DNA分子中脫氧核苷酸的排列87881.主鏈：DNA分子是由兩條相互平行、方向相反的多核苷酸鏈、圍繞著同一中心軸盤繞而成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。2.堿基對：兩條長鏈的堿基在雙螺旋內(nèi)側(cè)按堿基配對原則（A=T，G三C）以氫鍵相連。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型要點3.螺距：雙螺旋鏈中任意一條纏繞一圈所升降的距離為螺距。該模型的螺距為3.4nm，一個螺旋包含10個堿基對。4.深溝和淺溝88PPT課件881.主鏈：DNA分子是由兩條相互平行、方向相反的多核苷酸88893.4nm含10個堿基對360°DNA的雙鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)模型DNA89PPT課件893.4nm含10個堿基對360°DNA的雙鏈形成雙螺旋結(jié)8990二、DNA分子的存在形式人基因組DNA=3.2×109bp（一）高度重復順序DNA：占10%1.衛(wèi)星DNA：10%2～10bp，高度串聯(lián)重復，次數(shù)106～108。例如：(GC)n、(GATA)n染色體的著絲粒、端粒和Y染色體的異染色質(zhì)區(qū)。90PPT課件90二、DNA分子的存在形式（一）高度重復順序DNA：占1090912.反向重復順序：5%回文：CGATCGATCGATCGCGATCGATCGATCG發(fā)卡：CGATCGATCGATCG……CGATCGATCGATCG高度重復順序主要參與維持染色體的結(jié)構(gòu)，或在減數(shù)分裂是參與染色體的配對。不能轉(zhuǎn)錄，不能編碼任何蛋白質(zhì)。91PPT課件912.反向重復順序：5%高度重復順序主要參與維9192（二）中度重復順序DNA：占30%1.短分散元件：300～500bp，重復次數(shù)1×105。Alu家族：占3%～6%，長度300bp重復次數(shù)：3×105～5×1053′……AAACCTCGTCGACGTTCGTTCGTC……5′5′……TTTGGAGCAGCTGGCAAGCAAGCAG……3′AluⅠ92PPT課件92（二）中度重復順序DNA：占30%AluⅠ92PPT課件92932.長分散元件：5000～7000bp重復次數(shù)102～104KpnⅠ家族：占3%～6%，長度6.4kb重復次數(shù)：3000～4800中度重復順序：無編碼作用，可能與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)、DNA復制的啟動等有關(guān)。93PPT課件932.長分散元件：5000～7000bp中度9394（三）單一順序：占60%～65%在一個基因組中是單拷貝或低拷貝的DNA序列。編碼蛋白質(zhì)或酶的結(jié)構(gòu)基因?qū)儆趩慰截惢?，是單一順序的一部分。編碼順序：結(jié)構(gòu)基因。非編碼順序：間隔順序94PPT課件94（三）單一順序：占60%～65%94PPT課件9495（一）基因的定義基因（gene）是指位于染色體上呈直線排列具有遺傳效應(yīng)的DNA片斷，它是功能性遺傳單位?；虻幕咎卣鳎?.自我復制；2.基因決定性狀；3.突變。三、基因及其結(jié)構(gòu)95PPT課件95（一）基因的定義三、基因及其結(jié)構(gòu)95PPT課件959696基因類型（功能）1.結(jié)構(gòu)基因：編碼蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的基因，其合成對其他基因表達不產(chǎn)生影響的蛋白質(zhì)和酶。2.調(diào)控基因：其表達產(chǎn)物控制結(jié)構(gòu)基因的活性，合成阻遏蛋白和轉(zhuǎn)錄激活因子。96PPT課件9696基因類型（功能）96PPT課件969797（二）斷裂基因（splitgene）是指由編碼序列和非編碼序列兩部分構(gòu)成，編碼序列是不連續(xù)的，被非編碼序列分割開來，故稱為斷裂基因。97PPT課件9797（二）斷裂基因（splitgene）97PPT課979898斷裂基因的分子結(jié)構(gòu)特點外顯子:編碼序列內(nèi)含子:非編碼序列（間隔序列）側(cè)翼序列（非編碼區(qū)）：調(diào)控作用斷裂基因組成98PPT課件9898斷裂基因的分子結(jié)構(gòu)特點外顯子:編碼序列斷裂基因組成98（三）側(cè)翼序列：1.啟動子：5′端上游，RNA聚合酶和轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合點，啟動轉(zhuǎn)錄。位于轉(zhuǎn)錄起始點上游100～200bp范圍。（1）TATA框：19～27bp，TATAA/TAA/T，與轉(zhuǎn)錄因子TFⅡ結(jié)合,再與RNA聚合酶Ⅱ形成復合物，確定轉(zhuǎn)錄起始點。（2）CAAT框：70～80bp，GGC/TCAATCA，與轉(zhuǎn)錄因子CTF結(jié)合，提高轉(zhuǎn)錄效率。（3）GC框：GGCGGG，與轉(zhuǎn)錄因子SP1結(jié)合。2.增強子：在啟動子上游或下游，提高轉(zhuǎn)錄效率。3.終止子：3′端下游，由AATAAA6個堿基組成。9999PPT課件（三）側(cè)翼序列：9999PPT課件99100終止子啟動子E11~30E231~104E3105~146I1I2

人類β珠蛋白基因結(jié)構(gòu)E：外顯子I：內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄起始點轉(zhuǎn)錄終止信號人類β珠蛋白基因DNA長度：1700bp

編碼的β珠蛋白肽鏈長度：146個氨基酸（438bp）100PPT課件100終止子啟動子E1E2E3I1I2人類β珠蛋白基100101一、基因的復制真核生物基因復制的特點：（一）雙向復制和復制子（二）半不連續(xù)復制-岡崎片斷（三）半保留復制第二節(jié)基因復制與表達101PPT課件101一、基因的復制第二節(jié)基因復制與表達101PPT101二、基因的表達（一）轉(zhuǎn)錄：以DNA為模板合成mRNA過程（二）翻譯：mRNA把轉(zhuǎn)錄的遺傳信息“解讀”成為多肽鏈的不同氨基酸和氨基酸排列順序的過程。實質(zhì)是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)多肽鏈的過程。102102PPT課件二、基因的表達102102PPT課件102103AATAAACAATTATAE1E2E3I1I2

人類β珠蛋白基因表達過程轉(zhuǎn)錄起始點轉(zhuǎn)錄終止信號E2E3E1E1E2E3AAA…..A成熟mRNAmGmGβ珠蛋白（146aa）全部轉(zhuǎn)錄剪接拼接帶帽加尾hnRNA（核內(nèi)異質(zhì)RNA）帽-甲基化鳥苷酸尾-多聚腺苷酸PolyA（200bp）翻譯13031104105146I1I2103PPT課件103AATAAACAATTATAE1E2E3I1I2103104第三節(jié)基因突變突變：在內(nèi)外因素的影響下，生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的變化并且引起表型改變。廣義的突變包括染色體畸變和基因突變。104PPT課件104第三節(jié)基因突變突變：104PPT課件104生殖細胞突變：發(fā)生在生殖細胞中，引起后代中遺傳性質(zhì)的改變。體細胞突變：突變發(fā)生在體細胞中,在有性生殖的個體中，不引起后代的遺傳改變，而導致突變細胞在形態(tài)和功能上的改變。105105PPT課件生殖細胞突變：發(fā)生在生殖細胞中，引起后代105105PPT課105自發(fā)突變：在自然條件下，未經(jīng)人工處理而發(fā)生的突變（輻射及其他致突變物）誘發(fā)突變：經(jīng)人工處理而發(fā)生的突變。在誘變劑的作用下產(chǎn)生。（物理、化學和生物因素）106106PPT課件自發(fā)突變：在自然條件下，未經(jīng)人工處理而發(fā)106基因突變：

DNA分子中的核苷酸順序改變，使遺傳密碼產(chǎn)生相應(yīng)的改變,導致組成蛋白質(zhì)的氨基酸發(fā)生改變,以致引起表型改變，稱為基因突變。107107PPT課件基因突變：107107PPT課件107108基因突變特性：1.可逆性:A2.多向性:3.有害性:基因突變→單基因病4.稀有性：1/104～1/106生殖細胞/代5.隨機性6.可重復性a正向突變恢復突變AA1A2A3108108PPT課件108基因突變特性：A2.多向性:3.有害性:基因突變→單108109一、堿基替換堿基替換：DNA分子中一個堿基被另一個不同的堿基所替代為堿基替換。又稱為點突變。轉(zhuǎn)換：嘌呤與嘌呤之間（A→G）嘧啶與嘧啶之間（T→C）顛換：嘌呤與嘧啶堿之間的替換

A或G→T或CT或C→A或G基因突變的方式109PPT課件109一、堿基替換基因突變的方式109PPT課件109點突變可引起以下不同的生物學效應(yīng)同義突變：基因內(nèi)堿基對改變,引起密碼子改變,但編碼的氨基酸未變,未發(fā)生突變效應(yīng)。CUU（亮氨酸）CUC（亮氨酸）AAA錯義突變：基因內(nèi)堿基對改變,引起密碼子改變,編碼的氨基酸也改變。

GAA（谷氨酸）UAG無義突變：基因內(nèi)堿基對改變使原來編氨基酸的密碼子變?yōu)榻K止密碼子。（賴氨酸）AAG（賴氨酸）（終止密碼）110PPT課件點突變可引起以下不同的生物學效應(yīng)同義突變：基因內(nèi)堿基對改變,110111二、移碼突變移碼突變：

是指DNA分子的堿基組成中增加或者減少一個或幾個堿基對，造成在缺失或插入點以下的DNA編碼框架全部發(fā)生改變。111PPT課件111二、移碼突變111PPT課件111先天性眼球震顫伴頭震顫及感音性神經(jīng)性難聽證實該家系眼球震顫的致病基因為X染色體上FRMD7基因第11外顯子c999insA導致H333終止翻譯。在國際上填補FRMD7基因新的突變位點。兩篇科研論文(1)先天性眼球震顫伴頭震顫及感音性神經(jīng)性難聽一大家系，中華遺傳學雜志(核心)，2008,25(5)(2)AnovelinsertionmutationofFRMD7genecausesX-linkedidiopathiccongenitalnystagmuswithprogressionnervedeafnessinalargeChinesefamily(準備投稿于MolecularVision，SCI,IF2.363)112PPT課件先天性眼球震顫伴頭震顫及感音性神經(jīng)性難聽證實該家系眼球震顫的112致病基因FRMD7突變位點(測序結(jié)果)A:先證者(Ⅲ19)半合子inA(XAY)B:Ⅳ22雜合子inA/T(XTXA)inAinATGA113PPT課件致病基因FRMD7突變位點(測序結(jié)果)A:先證者(Ⅲ19)113114三、動態(tài)突變動態(tài)突變:

是指在人類基因組中存在的一些衛(wèi)星DNA或短串聯(lián)重復序列，尤其是三核苷酸的重復在靠近基因或位于基因序列之中時，其重復次數(shù)在一代一代傳遞過程中會出現(xiàn)明顯增加的現(xiàn)象，結(jié)果將導致某些遺傳病的發(fā)生。如:脆性X染色體綜合癥脆性X染色體114PPT課件114三、動態(tài)突變脆性X染色體114PPT課件114115115在正常人群中（CGG）n存在高度多態(tài)性。正常人重復序列：n=6-46（平均n=29）CGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGG(20-138bp)攜帶者重復序列:n=10~50CGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGGCGG(60-200bp)當n﹥52，此區(qū)域在減數(shù)分裂中呈不穩(wěn)定，重復序列增加。有臨床癥狀：n≧68，插入長度200—230bp

115PPT課件115115在正常人群中（CGG）n存在高度多態(tài)性。115116116116PPT課件116116116PPT課件116小結(jié)1.DNA分子存在的形式有幾種?2.什么是斷裂基因？斷裂基因的結(jié)構(gòu)特點。3.基因的復制、表達特點。4.基因突變的特性及方式。5.請用實例闡述動態(tài)突變產(chǎn)生機制。6.名詞解釋：基因，基因突變，移碼突變,動態(tài)突變。117117PPT課件小結(jié)117117PPT課件117118第三章人類基因組學118PPT課件118第三章人類基因組學118PPT課件118119第一節(jié)人類基因組人類基因組：

人類個體具有的遺傳物質(zhì)的總和，所攜帶的遺傳信息決定人類的生長、發(fā)育、生殖、疾病、衰老、死亡等所有生命現(xiàn)象。生殖細胞含1套基因組

體細胞含2套基因組

1套來自父本生殖細胞1套來自母本生殖細胞119PPT課件119第一節(jié)人類基因組人類基因組：1套來自父本生殖細胞1119120

人類完整的基因組包含：

核基因組

線粒體基因組1-22號常染色體X和Y染色體

120PPT課件120

人類完整的基因組包含：1-22號常染色體X和120121

基因組學：

是從基因組整體層次上系統(tǒng)地研究各生物種群基因組的結(jié)構(gòu)和功能及相互關(guān)系的學科。人類基因組學研究內(nèi)容的2個基本方面：1.結(jié)構(gòu)基因組學2.功能基因組學第二節(jié)人類基因組學121PPT課件121

基因組學：

是從基因組整體層次上系121122

結(jié)構(gòu)基因組學：系統(tǒng)研究基因數(shù)量,每個基因在染色體上的線性分布位置距離,每個基因編碼區(qū)和基因間隔區(qū)DNA序列結(jié)構(gòu).結(jié)構(gòu)基因組學研究成果：遺傳圖、物理圖、序列圖、基因圖功能基因組學：在基因組層次上研究所有基因的表達,調(diào)控與功能。122122PPT課件122

結(jié)構(gòu)基因組學：系統(tǒng)研究基因數(shù)量,每個基因在染122123一、人類基因組計劃（humangenomeproject,HGP）

是20世紀90年代開始的，由世界多個國家參與合作的系統(tǒng)地研究人類基因組的重大科研項目。123PPT課件123一、人類基因組計劃123PPT課件123124

HGP的科學目標：

是測定組成人類基因組的全部DNA序列，從而為闡明人類所有基因的結(jié)構(gòu)與功能，為解開人類生命奧秘奠定基礎(chǔ)。HGP的基本任務(wù)：

構(gòu)建人類基因組遺傳圖，物理圖，序列圖,為最終完成基因圖打下基礎(chǔ)。124PPT課件124

HGP的科學目標：

是測定組成人類基因組的124125

（一）物理圖

是要將隨機長度的DNA片斷在染色體上的排列順序確定下來。這些克隆DNA片斷接起來，形成重疊克隆群，再將一個個克隆群相連成線狀，覆蓋整個染色體。這主要靠單拷貝DNA序列標定部位作路標來實現(xiàn)。人類基因組計劃的三個主要目標圖示125125PPT課件125（一）物理圖人類基因組計劃的三個主要目標圖示12125126

126126PPT課件126

126126PPT課件126127

（二）遺傳圖是將每條染色體上的基因或遺傳標記的相對位置經(jīng)連鎖分析確定下來，構(gòu)成圖譜。又稱連鎖圖

127127PPT課件127

（二）遺傳圖127127PPT課件127128

遺傳距離：連鎖圖中兩個基因間距離用圖距單位以厘摩（cM）來衡量.1厘摩（cM）=減數(shù)分裂時兩個基因間重組值為1%。人類基因組的全長約3600cM。128PPT課件128

遺傳距離：128PPT課件128129遺傳標記可以是任何一種呈孟德爾遺傳的性狀或物質(zhì)形式。如：基因、血型、血清蛋白、DNA多態(tài)標記等。確定其在基因組中的位置后，可作為參照標記用于遺傳重組分析。

129PPT課件129遺傳標記129PPT課件129130第一代（1975）限制片斷長度多態(tài)（RFLP）多態(tài)性位點達105

分散分布多態(tài)程度較低,利用價值受限第二代（1989）短串連重復序列長度多態(tài)(STR)高度多態(tài)、分散分布，STR之間0.7cM高度多態(tài)(1個STR在人群中幾十種等位片斷,染色體位標/個體鑒定)第三代（1996）單核苷酸多態(tài)（SNP）分布數(shù)量3×106約每1000bp就有一個SNP染色體上的基因排列順序DNA遺傳標記130PPT課件130第一代限制片斷長度多態(tài)多態(tài)性位點達105多態(tài)程度較130131（三）序列圖

是通過對基因組DNA進行堿基排列順序分析而建立的。是人類基因組在分子水平上最高層次、最為詳盡的物理圖。131131PPT課件131（三）序列圖131131PPT課件131132（四）基因圖

即在序列圖基礎(chǔ)上，用不同的方法測定各個基因所在區(qū)域位置?；驁D測定方法：1.CpG島的應(yīng)用：大多數(shù)持家基因和40%組織特異性基因5’端均存在CpG島序列。制備探針，染色體涂染指示基因位置分布。

132PPT課件132（四）基因圖

即在序列圖基礎(chǔ)上，用不同的方法132133

2.計算機識別：研發(fā)計算機GRAIL系統(tǒng)，可識別每個基因區(qū)的外顯子-內(nèi)含子接頭區(qū)保守序列。

3.cDNA策略：由組織細胞中表達mRNA，逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA片段，稱為表達序列標簽（EST），將收獲EST定位后，構(gòu)建的圖稱為轉(zhuǎn)錄圖，是人類基因圖雛形。133PPT課件133

2.計算機識別：研發(fā)計算機GRAIL系統(tǒng)，可識別每個133134人類基因組結(jié)構(gòu)的分析1.

人類基因組DNA全長約3.2×109bp，相當3600厘摩（cM）。其中僅有約5%的序列為編碼序列（編碼蛋白或tRNA、rRNA等）。2.

人類基因組中可能有2-2.5萬個基因,其中編碼蛋白質(zhì)的外顯子只占基因組DNA的1%，內(nèi)含子則占24%。每個基因平均長27kb，平均含有9個外顯子。不同個體間，基因編碼僅有0.01%的差異。134PPT課件134人類基因組結(jié)構(gòu)的分析134PPT課件1341353.

基因在各個染色體上的分布是不均勻的，17、19、22號染色體基因密度最高，而4、13、18、X、Y染色體基因密度最低。人類基因組中約20%的區(qū)段是沒有基因的“沙漠”。135PPT課件1353.

基因在各個染色體上的分布是不均勻的，17、19、135136HGP的技術(shù)成果:

主要體現(xiàn)在對人類基因組整體結(jié)構(gòu)的認識,即人類基因組遺傳圖、物理圖、序列圖的完成，從而奠定了人類結(jié)構(gòu)基因組學基礎(chǔ)。而人類基因圖的完成，仍有大量工作要做。136PPT課件136HGP的技術(shù)成果:

主要體現(xiàn)在對人136137后基因組計劃的研究領(lǐng)域1.人類基因組多樣性計劃2.環(huán)境基因組學3.功能基因組學（蛋白組學）4.疾病基因組學5.比較基因組學6.藥物基因組學7.生物信息學

二后基因組計劃137PPT課件137后基因組計劃的研究領(lǐng)域二后基因組計劃137PPT課137138（一）人類基因組多樣性計劃（HGDP）是研究比較不同人種、民族、族群基因組的異同關(guān)系，探討人類進化和種族演化的歷史、研究不同人群基因組層次上的差異對疾病的診治和預防的意義。138PPT課件138（一）人類基因組多樣性計劃（HGDP）是138139人類基因數(shù)量一致:2-2.5萬個人類基因組DNA總量均為3.2×109bp不同個體基因編碼僅有0.01%差異,99.99%相同種族多樣性族群多樣性個體特異性人類基因組的同一性與多樣性139139PPT課件139人類基因數(shù)量一致:2-2.5萬個種族多樣性人類基因組的139140比較基因組學：對不同物種的基因組及其表達產(chǎn)物進行比較研究的學科。不同人種、不同族群和不同疾病人群基因組比較對醫(yī)學和人類學具有重要意義.（二）比較基因組學140140PPT課件140比較基因組學：對不同物種的基因組及其表達產(chǎn)物進行比較研140各種模式生物基因組序列的比較生物種類基因組大小預測基因組數(shù)目基因平均長度大腸桿菌4.6Mb1800約1kb

酵母12Mb5800約2kb

秀麗線蟲97Mb18500約5.3kb

果蠅116Mb13600約10kb

小鼠3000Mb40000約30kb

人3164Mb30000-4000027kb

141141PPT課件各種模式生物基因組序列的比較生物種類基因組大小預測基因組141（三）蛋白質(zhì)組學蛋白質(zhì)組學：研究基因組表達的全部蛋白質(zhì)及其相互作用的科學稱為蛋白質(zhì)組學。2008年6月，人類蛋白質(zhì)組織前主席約翰伯杰龍發(fā)起破譯人類蛋白質(zhì)組計劃目標：是將人體所有蛋白質(zhì)歸類并描繪其特性，揭示蛋白質(zhì)在細胞中所處的位置及每種蛋白質(zhì)與其他哪些蛋白質(zhì)存在相互作用。142142PPT課件（三）蛋白質(zhì)組學142142PPT課件142（四）環(huán)境基因組學是研究與環(huán)境因素相關(guān)的疾病易感性基因的。

環(huán)境相關(guān)的疾病易感基因基因多態(tài)性分類環(huán)境成份相關(guān)疾病CYP1A1

激活吸煙肺癌GST解毒吸煙肺癌NAT2

解毒吸煙膀胱癌、乳腺癌TCF2轉(zhuǎn)錄因子母親吸煙唇裂、腭裂ALAD生物合成鉛鉛中毒143143PPT課件（四）環(huán)境基因組學是研究與環(huán)境因素相關(guān)的疾病易感性基因的。

143144（五）疾病基因組學主要任務(wù)是分離重要疾病的致病基因與相關(guān)基因，并確定其致病機制。

1.腫瘤癌基因和抑癌基因的定位與克??；

2.單基因病致病基因的定位與克?。?/p>

3.多基因病數(shù)量性狀基因座（QTL）的定位與克隆。144PPT課件144（五）疾病基因組學主要任務(wù)是分離重要疾病的致病基因144（六）藥物基因組學是研究藥物及化學物質(zhì)引起機體反應(yīng)上的遺傳差異，即藥物多態(tài)性的學科，以便能更安全有效的使用藥物，和發(fā)現(xiàn)新的藥物。

145145PPT課件（六）藥物基因組學是研究藥物及化學物質(zhì)引145146（七）生物信息學是生物學與計算機科學和應(yīng)用數(shù)學交叉的一門新興學科，對生物學實驗數(shù)據(jù)的獲取、加工、存儲、檢索與分析，進而達到揭示數(shù)據(jù)所含的生物學意義有重要作用。146PPT課件146（七）生物信息學是生物學與計算機科學和應(yīng)146147國際上三大公共基因數(shù)據(jù)庫：GeneBank：美國國家生物技術(shù)信息中心

（NCBI）EMBL：英國歐洲生物學信息研究所（EBI）DDBL：日本信息生物學中心（CIB）生物信息學已改變了基礎(chǔ)生命科學研究的運作方式，極大地提高了工作效率。147PPT課件147國際上三大公共基因數(shù)據(jù)庫：147PPT課件147148第三節(jié)基因的遺傳分析方法和技術(shù)一、基因定位

就是用一定方法，將各個基因確定到染色體的實際位置。二、基因克隆

是從基因組中把某一基因用一定方法分離出來，以便進行單一基因精細結(jié)構(gòu)和功能的研究，進行基因突變和遺傳病基因診斷方法研究148PPT課件148第三節(jié)基因的遺傳分析方法和技術(shù)一、基因定位

148三、全基因組掃描（一）全基因組掃描策略全基因組掃描的策略是利用特定的引物將某條染色體上特定位置的微衛(wèi)星DNA擴增出來，電泳檢測后用統(tǒng)計軟件進行遺傳統(tǒng)計分析，尋找與疾病相關(guān)的易感基因。149149PPT課件三、全基因組掃描149149PPT課件149（二）全基因組掃描方法全基因組掃描所利用的是在人類基因組大量存在的多態(tài)性標記微衛(wèi)星DNA或SNP，全基因組掃描時每個個體的DNA經(jīng)酶切、PCR擴增、熒光標記、電泳檢測后即可得到每個個體大量微衛(wèi)星DNA或SNP的具體信息,用統(tǒng)計軟件經(jīng)遺傳分析，得到定位結(jié)果。目前已可用全基因組掃描的SNP芯片，操作更為簡單，且定位的區(qū)域一般比微衛(wèi)星定位的小很多。150150PPT課件（二）全基因組掃描方法150150