群體遺傳學(xué)課件

9群體遺傳學(xué)群體遺傳學(xué)9群體遺傳學(xué)群體遺傳學(xué)（populationgenetics)

群體(Population)：生活在同一地區(qū)的一個(gè)物種，能相互雜交的個(gè)體群，是物種的基本結(jié)構(gòu)單位。群體遺傳學(xué)：

研究群體的遺傳組成及其變化規(guī)律的學(xué)科稱為群體遺傳學(xué)，即：研究群體中基因的分布、基因頻率和基因型頻率的維持和變化的科學(xué)。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，群體遺傳學(xué)是要探討遺傳病的發(fā)病頻率、遺傳方式、致病基因頻率及其變化的規(guī)律，以了解遺傳病在群體中的發(fā)生和分布的規(guī)律，為預(yù)防、監(jiān)測(cè)和治療遺傳病提供重要的信息和措施。因此又稱之為：遺傳流行病學(xué)（geneticepidemiology）。9群體遺傳學(xué)第一節(jié)基因頻率和基因型頻率基因型頻率（Genotypefrequency）

指特定基因型的個(gè)體在群體中所占的比率。

基因頻率

（Allelefrequency）

指某一基因在群體出現(xiàn)的頻率，即一種等位基因占該座位全部等位基因的比率。基因頻率是群體遺傳組成的基本標(biāo)志。

同一位點(diǎn)的全部等位基因的頻率之和為1。9群體遺傳學(xué)基因頻率的計(jì)算基因型基因型數(shù)量

基因型頻率

AA6000.60(D)

Aa2000.20(H)

aa2000.20(R)合計(jì)

1000

1.0

p(A)=(600×2+200)/1000×2=[(600×2)/1000×2]+[200/1000×2］

=D+(1/2)H

q(a)=(200×2+200)/1000×2

=[(200×2)/1000×2]+[

200/1000×2]

=R+(1/2)H

9群體遺傳學(xué)

基因基因型

AaAAAaaa

頻率

pq

DHR

p(A)=D+(1/2)H

q(a)=R+(1/2)H

這種計(jì)算基因頻率的方法僅適用于共顯性遺傳和不完全顯性遺傳，即能區(qū)分出雜合子表型的情況。

9群體遺傳學(xué)

血型基因型人數(shù)頻率

MLMLM

1000.1(D)MNLMLN

2000.2(H)NLNLN

7000.7(R)

p(LM)=0.1+1/2×0.2=0.2

q(LN)=0.7+1/2×0.2=

0.8例如：在一個(gè)1000人的中，MN血型調(diào)查資料如下：9群體遺傳學(xué)如果等位基因有顯隱性之分，則不能用此公式；在群體處于遺傳平衡狀態(tài)下，可依據(jù)遺傳平衡定律公式計(jì)算。9群體遺傳學(xué)一、遺傳平衡定律（Hardy–Weinberg平衡定律）

在一個(gè)隨機(jī)婚配的大群體中，如果沒(méi)有突變、選擇、遷移等因素的影響，群體中的基因頻率和基因型頻率在世代繁衍中將保持不變。

如果一個(gè)群體達(dá)到了這樣的狀態(tài)，就是遺傳平衡的群體。

第二節(jié)遺傳平衡定律9群體遺傳學(xué)

設(shè)人群中某一位點(diǎn)有等位基因A和a，有AA、Aa和aa三種基因型（親代基因型）；配子中A基因頻率為p，a基因頻率為q，p+q=1；在隨機(jī)婚配的人群中，精卵隨機(jī)結(jié)合，子1代的基因頻率和基因型頻率表示如下：

子1代基因型及頻率

精子

A（p）

a（q）

卵A（p）AA（p2）Aa（pq）

子a（q）Aa（pq）aa（q2）

p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)＝1

二、遺傳平衡定律的證明9群體遺傳學(xué)子1代群體不同基因型個(gè)體間隨機(jī)婚配，各種婚配類(lèi)型及其頻率：9群體遺傳學(xué)

將子1代的婚配組合歸納，共有6種婚配類(lèi)型；不同的婚配類(lèi)型的子2代中各種基因型的頻率不同：9群體遺傳學(xué)AA：p4+2p3q+p2q2=p2(p2+2pq+q2)=

p2

Aa：2p3q+2p2q2+2p2q2+2pq3=2pq(p2+2pq+q2)=2pq

aa：p2q2+2pq3+q4

=q2(p2+2pq+q2)=q2

即：p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)＝1

計(jì)算子2代基因型頻率：9群體遺傳學(xué)

計(jì)算結(jié)果表明：

子2代基因型頻率與子1代基因型頻率完全相同，如果連算推算后代基因頻率，結(jié)果都將一致。即，就這對(duì)基因(A、a)而言，群體中各基因型頻率保持不變，每代都是p2+2pq+q2，達(dá)到了平衡。

也就是說(shuō)，當(dāng)各基因型頻率符合數(shù)學(xué)表達(dá)式p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)＝1時(shí)，該群體就達(dá)到了遺傳平衡。

(p+q)2=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)=1

達(dá)到遺傳平衡時(shí)：

D=p2

H=2pq

R=q2

9群體遺傳學(xué)

遺傳不平衡的群體，只要符合Mardy-weinberg定律的條件，只需經(jīng)過(guò)1代，就可達(dá)到遺傳平衡。

例如：在MN血型的調(diào)查群體中，

LMLM：0.1

LMLN：0.2

LNLN：0.7

p(LM)=0.2q(LN)=0.8

此群體顯然沒(méi)有達(dá)到遺傳平衡狀態(tài)。9群體遺傳學(xué)

精子

p0(M)

0.2

q0(N)

0.8卵p0(M)0.2

p12(MM)

0.04

p1q1(MN)0.16子q0(N)0.8

p1q1(MN)0.16

q12(NN)

0.64

p12(LM

LM)+2p1q1

(LMLN)+q12(LNLN)

＝0.04

+0.32+0.64＝1這說(shuō)明，一代以后，基因型頻率發(fā)生了變化，達(dá)到了遺傳平衡。9群體遺傳學(xué)三、遺傳平衡定律的應(yīng)用

對(duì)于遺傳平衡的群體，可根據(jù)遺傳平衡定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式計(jì)算有顯隱性區(qū)分的等位基因的頻率。依據(jù)遺傳平衡定律計(jì)算基因頻率的前提是將所研究的人類(lèi)群體近似認(rèn)為達(dá)到了遺傳平衡狀態(tài)。

9群體遺傳學(xué)（一）AD病：

患者絕大多數(shù)是雜合子，純合子患者罕見(jiàn)，可以忽略不計(jì)?；疾‰s合子的頻率H=2pq，由于q值很大，近于1，故H≈2p，p=1/2H。因此，如果知道了發(fā)病率（H），就可求出致病基因頻率。例如，已知并指癥的發(fā)病率（H）為0.0005，

p=（1/2)×H=（1/2)×0.0005=0.00025

9群體遺傳學(xué)（二）AR病

已知白化病群體發(fā)病率為1/10000，即：q2(aa)=1/10000，那么，致病基因a頻率q＝0.01；正常基因A頻率p=1-0.01=0.99；攜帶者(Aa)的頻率2pq=2×0.01×0.99≈0.02。這說(shuō)明攜帶者的頻率是患者的200倍，也就是說(shuō)，致病基因絕大多數(shù)存在于雜合子中。9群體遺傳學(xué)（三）X連鎖遺傳病

遺傳平衡群體中X連鎖基因的基因型頻率

女性男性基因型XAXA

XAXa

XaXa

XAY

XaY基因型頻率

p2

2pq

q2

p

q

女性X染色體上基因頻率和基因型頻率的分布與常染色體基因相一致。

男性由于只有一條X染色體，是等位基因的半合子，基因型頻率就等于基因頻率。

根據(jù)男性的發(fā)病率可直接得出基因頻率，男性的表型頻率等于相應(yīng)的基因頻率。

9群體遺傳學(xué)1.XR?。?/p>

男性紅綠色盲的群體發(fā)病率為0.07，表示群體中男性色盲致病基因頻率q=0.07；女性色盲患者的發(fā)病率q2＝0.072＝0.0049，與實(shí)際觀察到女性紅綠色盲發(fā)病率0.5%相符。

q=0.07，p=1－q=1－0.07＝0.93，女性攜帶者頻率

2pq＝2×0.93×0.07＝0.1302≈13%。說(shuō)明女性發(fā)病雖然很低，但攜帶者頻率卻高達(dá)13%。

9群體遺傳學(xué)2.XD?。?/p>

女患者：XAXA（p2）、XAXa(2pq)

男患者：XAY（p）

男性發(fā)病率與女性發(fā)病率的比：

pp

1

1

11－－－－＝－－－－－＝－－－－＝－－－＝－－≈－－

2pq＋p2p(2q+p)

2(1-p)+p

2-2p+p

2-p

2

已知遺傳性腎炎男性發(fā)病率為1/10000，

即：p=1/10000，

女性發(fā)病率：2pq＋p2

＝2×1/10000＝2/10000。

9群體遺傳學(xué)

近親婚配(consanguineousmarriage)在3～4代之內(nèi)有共同的祖先者均屬近親，近親之間的婚配稱為近親婚配。

近婚系數(shù)(inbreedingcoefficient,F)有親緣關(guān)系的配偶，從他們共同的祖先得到同一基因，又將該基因同時(shí)傳遞給他們子女，使之成為純合子的概率稱為近婚系數(shù)。

親緣系數(shù)(coefficientofrelationship)：有親緣關(guān)系的兩個(gè)人攜帶相同基因的概率。第四節(jié)近親婚配與近婚系數(shù)9群體遺傳學(xué)

（一）．同胞兄妹婚配

P1的A1基因傳給S，形成A1A1純合子的概率為1/2）4

S形成純合子A2A2、

A3A3、A4A4的概率也都是（1/2）4

4種純合子中任一種出現(xiàn)的概率，也就是總概率為4×(1/2)4=1/4即：F＝1/4一、常染色體基因的近婚系數(shù)9群體遺傳學(xué)（二）舅甥女婚配F＝4×（1/2）5＝1/8（三）表兄妹婚配

F＝4×（1/2）6

＝1/169群體遺傳學(xué)(三)二級(jí)表兄妹婚配

F＝4×（1/2）8＝

1/6