《遗传学基础法医学》PPT课件.ppt

LOGO 法医物证学 第二章法医物证分析的遗传学基础伍新尧教授 LOGO 法医物证学的任务和基本思路任务 1 检测标本 法医物证检材 的个人特征 与嫌疑人的进行两两比对 弄清是否同一个人的 2 检测受检查个体各自的个人特征 判断他们之间的有无亲缘关系 个人特征 遗传标记思路 1 需要确定检查什么 是人的 个体特征 2 如何检查 项目 技术 如何作出结论 根据是什么 第一节遗传标记 Geneticmarkers 个体的特征 由父母遗传决定的 可以看见或检测到 在比较遗传标记时 要按照其在染色体的特定位置 基因座 或线粒体DNA序列的特定位置进行 第一节Geneticmarkers 遗传标记的概念与特点 RBC ABO MNSs Rh Lewis等 HLA I类 A B C II类 DR DP DQ等 III类 酶型 PGM1 EsD EAP GLOI ADA等 血清蛋白型 Hp Gc Gm Km等 其它 血小板型 唾液蛋白型 精液和阴道液蛋白和酶 1 广义的血型物质 遗传标记的分类 一 基因表达产物 2 外观特征 身高 肤色等 二 基因 DNA 多态性 LOGO 基本概念 基因 gene 指基因组中特定的一段DNA序列 可以编码表达出具特定生物学功能的产物 蛋白质 并且可以一代一代传下去 遗传表型是基因功能的产物 基因座 locus 染色体DNA线性结构中 特定的一段DNA序列 是基因所在的位置 个体之间可以进行比较 现在拓展为不限定有功能产物的一段DNA序列 等位基因 allele 一个群体的某个基因座上 可以有2个或更多个基因 单一个体只有2个基因 这些基因之间的一级结构 序列 有差异 若有3个或更多等位基因 则又可称为复等位基因 是DNA多态性的基础之一 LOGO 基本概念 基因型 genotype 是指个体一个基因座上一对等位基因的组合 当一个基因座上的等位基因相同时 称为纯合子 homozygote 不同时称杂合子 heterozygote 表型 phenotype 是指生物体某特定基因所表达的性状 表型是由基因型决定的 LOGO 13CODISSTRLociwithChromosomalPositions CSF1PO D5S818 D21S11 TH01 TPOX D13S317 D7S820 D16S539 D18S51 D8S1179 D3S1358 FGA VWA AMEL AMEL DNA遗传标记举例 不存在表型 片段大小 荧光强度 遗传标记 等位基因的命名原则 D8S1179为例 D DNA片段 8 第8号染色体 S singlecopy 1179 WHO Genbank按照发现的先后的编号 第二节遗传标记的遗传规律 LOGO 常染色体遗传规律 MendelianLaws性染色体遗传规律 Y 男性伴性遗传线粒体DNA遗传规律 母系遗传 孟德尔和他的豌豆实验 LOGO MendelianLaws 常染色体 1 分离律 Lawsofsegregation 遗传性状由遗传因子 hereditarydeterminant factor 后称基因 决定 每一性状由一对遗传因子控制 分别来自一对染色体 每对遗传因子中 一个来自父亲 另一个来自母亲 生殖母细胞分裂成熟为时成熟的生殖细胞时 每对遗传因子 即等位基因 相互分开 即分离 每一个成熟生殖细胞中只含一对遗传因子 等位基因 中的一个 生殖细胞的结合 形成一个新的合子 是随机的 LOGO 2 自由组合律 Lawofindependentassortment 生殖细胞的结合 形成一个新的合子 是随机的 控制不同性状的遗传因子 等位基因 是自由组合的 Y chromosome的遗传特征 特点 男性通过Y染色体传递男性伴性遗传特征 前提 基因或遗传标记要在Y染色体上 结果 同一父系的所有男性都具有 Mitochondrialinheritance Spermmitochondriaareshedbeforeentryofthespermnucleus Allmitochondrialinthezygotearecontributedbytheeggcell LOGO 母系遗传 线粒体DNA 受精卵的线粒体DNA mitochondrialDNA mtDNA 是卵细胞中的 精子的进不去 子代中线粒体DNA序列和母亲的一致 即所谓的母系遗传 人类的每一个体细胞含有数百 数千个线粒体 每个线粒体内有2 10个拷贝的双链线粒体DNA 线粒体DNA占到了细胞总DNA的1 母系遗传模式 Maternalgenetictransmission 第三节群体遗传学 Populationgenetics LOGO 内容 基本概念 1 多态性和杂合性 2 基因频率 基因型频率 3 Hardy Weinberg sequilibrium 4 Populationgenetics 基本概念 群体遗传学 populationgenetics 孟德尔群体 Mendelianpopulation 理想化群体 在一定地域内繁衍的生物个体的集群 数量无限大 这些个体间可以随机婚配 没有突变 遗传漂变 自然选择 人口迁徙 能实现基因频率和基因型频率世代传递并保持稳定 CompanyLogo 符合孟德尔群体的条件是 不存在以下事件发生 即理想化的 LOGO 自然选择 selection 遗传漂变 geneticdrift 生物进化过程必定伴有变异 有利的变异 生物体更易于生存和繁殖 有害或不太有用的变异将被淘汰 这就是自然选择 例 苯丙酮尿症 群体小时取样误差 产生的基因频率的随机波动 称作遗传漂变 群体愈大 漂变就愈小 甚至可以忽略不计 群体愈小 漂变的效应愈明显 LOGO 苯丙酮尿症 phenylketonuria 遗传性疾病 缺乏苯丙氨酸羟化酶1 生后4个月出现智力低下 毛发颜色转为黄褐色 皮肤白嫩易出现湿疹样皮疹 巩膜蓝色 尿有 霉臭 或 鼠尿样 气味 2 2岁内出现神经及精神症状 如肌张力高 躯体前后摆动 行走时姿态蹒跚 部分患者表现胆小 约25 患者反复发作惊厥 3 智力在新生儿阶段不表现 以后逐渐落后 85 患者智力只在白痴水平 极少数 1 能够达到正常水平 如果不治疗 患者寿命缩短 只有25 左右的患者能活到30岁 苯丙酮尿症的发生率为万分之一 病人12号染色体上的苯丙氨酸羟化酶基因突变 肝脏无法合成这种酶 使蛋白质的苯丙氨酸不能氧化成酪氨酸 再变成儿茶酚胺和黑色素 而只能变成苯丙酮酸 大量苯丙氨酸及其酮酸会损害发育中的婴儿神经系统 表现为进行性智力落后 苯丙酮尿症患者父母为近亲的比较多 LOGO 基因库 genepool 一个群体中所有个体的基因型的集合 若为二倍体生物 有N个体的一个群体 它的每一个基因座都有2N个 基因 等位基因 LOGO 定义 基因频率 allelefrequency genefrequency 某个基因座的某个等位基因在群体中的相对频率 称为该等位基因的基因频率 以小数 少用百分比 来表示 一个基因座的所有等位基因的频率和为1 基因型频率 genotypefrequency 不同基因型在群体中的相对频率 称为基因型频率 对一个基因座来说 不同基因型频率和为1 多态性和杂合性 polymorphism heterozygosity 1 polymorphism 广义 一种生物群体内 某一性状方面存在有个体差异 就称这一性状具有多态性现象 或有多态性 狭义 一个基因座 locus 上有2个或2个以上的等位基因 其中低频等位基因的频率要等于或大于0 01 此基因座才称为具有多态性 2 heterozygosity 对某一基因座来说 杂合子个体数在该群体中的比例 Hardy Weinberg sequilibrium 1 概念 一个随机婚配的 理想群体 孟德尔群体 其基因频率和基因型频率在世代传递过程中 代代 保持不变 即达到了Hardy Weinberg sequilibrium 另一种说法 在一个足够大的随机交配群体里 在没有迁移 突变 遗传漂变和自然选择时 基因频率和基因型频率保持世代相传不变 基因型频率是由基因频率决定的 LOGO Contents 群体足够大 1 随机婚配 2 没有突变 遗传漂变 迁移 近亲婚配等影响 3 2 满足Hardy Weinberg sequilibrium的前提 LOGO 第三节群体遗传学 3 基因座的等位基因 A a 频率 p q 和基因型频率的计算方法 p q p2 2pq q2 1其中p2 2pq和q2是该基因座各种基因型的频率4 Hardy Weinberg sequilibrium检验吻合度检验 考察群体实际测量值与期望值之间的差异是否具有显著性意义 X2 自由度 p值5 达到Hardy Weinberg sequilibrium的意义这是收集人群遗传资料进而建立遗传资料库的基础 符合H W氏平衡的群体资料 可用于该群体中的案件的法医学概率的计算 或认为该群体资料具有代表性 对该群体 LOGO PowerPlex 16Ladders 9 9 25 22 20 10 9 9 9 10 14 13 12 8 27 第四节常用的遗传标记的 法医学应用参数 LOGO 杂合度 heterozygosity 对于一个基因座来说 杂合子个体在个群体中的比例 群体中杂合子个数杂合度H 群体的样总数杂合度高 表示该基因座的多态性高 其中所有的等位基因频率分布较为平衡 杂合子 基因型 数目多 用作个体识别时的价值高 LOGO 第四节遗传标记的法医学应用参数 二 个体识别力 discriminatingpower DP 在某个群体中随机抽取两个体 检测一个基因座的遗传标记 两者具有不同基因型的概率 用DP值表示 DP值越高 这个基因座的多态性高 作为个体识别的工具的效率越高 LOGO 片段大小 LOGO PowerPlex 16Ladders 9 9 25 22 20 10 9 9 9 10 14 13 12 8 27 LOGO 个体识别力 DP 的计算 n单基因座Dp 1 Pm 1 Pi2i 1Pm 该基因座的偶合率 Pi 第i个基因型频率 n 基因型总数m多基因座累积DP 1 Pjj 1Pj 第j个多态性基因座的耦合率m 该次检测的总基因座数 乘积 LOGO 第四节遗传标记的法医学应用参数 三 非父排除率 probabilityofexcludingnon paternity probabilityofexclusion 经过基因 单基因座或是多基因座 检测后 能将不是亲生父亲却受到指控的随机男人区分出来的机会 计算100个假父亲中被排除出来的个体数 用 或小数表示 若某基因座或某检测项目的非父排除率越高 说明该基因座或该检测项目的多态性越高 对于某个基因座来说 其含有的基因型越多 意味着该基因座含有的等位基因多 且在人群中分布相对平衡时 检测该基因座后 不同人都具有相同基因型的可能性就小 其非父排除率就高 LOGO Exclusionefficiencyfornon father 非父排除率的计算单个多态基因座的非父排除率nn 1nPE Pi 1 Pi 2 1 Pi Pi2 PiPj Pi