【医学课件大全】遗传与变异 (127p)

第六章遗传与变异 HeredityandVariation 生物的子代与亲代之间总是相似的 这就是遗传 研究生物遗传与变异的科学 遗传学 医学遗传学 亲代与子代之间 以及子代的不同个体之间 总是还有些差异 这种现象称为变异 变异 遗传 概念 医学与遗传学相结合的边缘性学科 是研究人类疾病与遗传关系的科学 研究内容 遗传病发病机制 传递方式 诊断 治疗 预防方法 研究对象 遗传病 geneticdisease 医学遗传学概念 一 遗传病的概念 遗传病 geneticdisease 由遗传物质改变而引起的疾病 遗传病的概述 生殖细胞和受精卵遗传物质改变的效应 体细胞遗传物质改变的效应 基因 gene 染色体 chromosome DNA 二 遗传病的类型thetypeofgeneticdisease 遗传病 染色体病 chromosomaldisease 单基因病 monogenicdisease 多基因病 polygenicdisease 体细胞遗传病 第一节染色体与染色体畸变ChromosomeandChromosomeaberration 一 人类染色体 一 人类染色体的数目 结构和形态1 人类染色体的数目体细胞 46条染色体 成对存在 二倍体 2n 46 其中22对 44条 是常染色体 1对 2条 是性染色体 男性为XY 女性为XX染色体 生殖细胞 23条 22 Y或22 X 2 人类染色体的结构和形态 1 2 5 8 中央着丝粒染色体 5 8 7 8 亚中着丝粒染色体 7 8 近端着丝粒染色体 中部 亚中部 近端部 末端处 核型 将一个细胞内的染色体按照一定的顺序排列起来所构成的图像称为该细胞的核型 karyotype 二 核型和分组 46 XY或46 XX 二 人类染色体畸变 染色体畸变 chromosomalaberration 体细胞或生殖细胞内染色体发生异常改变称为染色体畸变 可分为 数目畸变 染色体偏离正常数目 结构畸变 染色体上遗传物质的增减或位置改变 2 高分辨显带染色体更长和带纹更加丰富的染色体 1 显带染色体 Q显带 喹吖因氮芥G显带 预处理 Giemsa染料染色R显带 与G带明暗相反C显带 着丝粒异染色质T显带 染色体端粒N显带 核仁组织区 一 染色体数目畸变 非整倍性改变 整倍性改变 三倍体 triploid 四倍体 polyploid 超二倍体 hyperdiploid 亚二倍体 hypodiploid 1 整倍体 eulpoid 染色体数目以染色体组为单位的增减 染色体数目成倍增加 导致多倍体 polyploid 三倍体 triploid 核型3n 6969 XXY69 XYY69 XXX 四倍体 tetraploid 核型4n 9292 XXXX等 三倍体 2 非整倍体 aneuploid 细胞内个别染色体数的增加或减少 形成非整倍体 亚二倍体 体细胞染色体数目少于二倍体 超二倍体 体细胞染色体数目多于二倍体 一 先天愚型 21三体综合征 Downsyndrome 主要临床表现 智力低下 生长发育迟缓 多发畸形 特殊面容 皮肤纹理改变 发病率1 600 800新生儿 生育能力 语言迟缓 只说单一节词 反应迟钝 1 2j 性格温和 谁抱都可以 三翻 六坐 七挠 八爬 先愚面容 眼裂小 外眼角上斜眼间距宽 鼻梁低口半张舌外伸耳位低 塌鼻梁 吊眼梢 口半张 舌外伸 周岁内伴流涎 皮肤纹理改变 双手通贯掌通贯手 小指内弯 有一指褶纹 三叉点高位 正常人t 45 拇趾球区胫侧弓形纹 1 2趾间距宽 轴三叉点 t 在大小鱼际交联的底端 掌面基部正中 大约在无名指直下 对于成年人而言 t三叉点距离腕线约1 4cm处 atd角 指基三叉点a d与t三叉点连线所成的夹角 可用量角器测定 我国正常人群的atd角均值为41 三叉点t的位置对某些染色体病的诊断有重要意义 atd角的大小也可以反映t三叉点的位置 atd角越大 则轴三叉点位置越高 越远离腕线 向掌心方向移动 若atd角小于45 轴三叉点以t表示 atd角在45 56 之间 轴三叉点以t 表示 多见于先天愚型患者 若atd角大于56 轴三叉点以t 表示 细胞遗传学检查 21三体型 占92 5 核型 47 XX XY 21 产生机制 三体型 47 XX XY 21减数分裂时21号染色体不分离所致 发病率随母亲年龄增高而增大 2121 2121 0 2121 21 21 卵子 212121 受精卵 精子 细胞遗传学检查 21三体型 占92 5 核型 47 XX XY 21 嵌合型 占2 5 核型 46 XX XY 47 XX XY 21 嵌合体型 胚胎发育早期卵裂时21号染色体不分离所致 46 46 46 受精卵 46 46 47 21 45 21 46 XX 47 XX 21 死亡 细胞遗传学检查 21三体型 占92 5 核型 47 XX XY 21 嵌合型 占2 5 核型 46 XX XY 47 XX XY 21 易位型 占5 核型 46 XX XY 14 t 14q21q 发病率1 4 000 5 000 二 18三体综合征 Edwardssyndrome 45 患儿在一个月内死亡 90 患儿在六个月内死亡婴男女比例为1 4发病率与母亲年龄有关 主要临床特征 严重智力低下 生长发育障碍小眼 眼距宽 内眦赘皮 小口 腭弓窄 唇裂或腭裂先天性心脏病 95 特殊握拳姿势 摇椅样畸形足 摇椅样足 握拳方式 核型80 为纯合型 47 XX XY 18 发病率1 5 000 21 000 三 13三体综合征 Patausyndrome 主要临床特征 中枢神经系统严重发育缺陷 发育迟缓 严重智力低下 小眼或无眼 眼距宽 内眦赘皮 唇裂或腭裂 预后不佳 45 在出生1月内死亡 13 三体综合征 Patau综合征 核型 47 XX XY 1380 的病例为纯合型 其次为易位型 少数为嵌合型 二 染色体的结构异常 染色体的结构异常 指染色体上遗传物质的增减或位置改变 基础 染色体断裂和 或断裂后的异常连接 结构异常 染色体型单体型 根据断裂发生时染色体是否已复制 染色体的结构异常 1 缺失 deletion 6 重复 duplication 2 倒位 inversion 5 双着丝粒染色体 dicentricchromosome 7 环状染色体 ringchromosome 8 等臂染色体 isochromosome 4 插入 insertion 3 易位 translocation 染色体畸变的后果 自然流产 先天缺陷 携带者 染色体病 猫叫样哭声 随年龄增长而消失智力发育迟缓 满月脸 眼距宽 外眼角下斜 腭弓高 下颌小先天性心脏病 50 主要临床特征 四 5p 综合征 猫叫综合征 Cri du chatsyndrome 发病率1 50 000 5p 综合征 猫叫综合征 核型 46 XX XY del 5 p15 1 三 核型的描述 46 XY 5p 47 XX 21 第二节基因及其基因突变 GeneandGenicmutation 一 单基因遗传与单基因病 单基因遗传 monogenicinheritance 某种性状或疾病主要受一对等位基因控制的遗传方式 单基因病 monogenicdisease 主要受一对等位基因控制的单基因遗传病简称单基因病 常染色体显性遗传 多指 常染色体隐性遗传 X连锁显性遗传 X连锁隐性遗传 色盲 Y连锁遗传 1 家族性高胆固醇血症 familialhypercholesterolemia FH 因为编码LDL的基因突变 使LDL受体异常 引起的脂质代谢紊乱和动脉粥样硬化 1 LDL受体的代谢 metabolismofLDLreceptor 2 临床表现 manifestations 常染色体显性遗传LDL受体异常血浆LDL水平升高早发动脉粥样硬化 2 家族性肾性尿崩症familialnephrogenicdiabetesinsipidus ADH的信号转导 signaltransductionofADH ADH V2受体 激活Gs AC活性 cAMP PKA激活 水通道蛋白移向胞膜 水重吸收 AQP2 镰状细胞贫血 Sicklecelldisease HbS 镰状红细胞阻塞血管示意图 镰变红细胞僵硬 变形性差 在微循环中遭破坏而发生溶血 镰变红细胞也使血流黏滞性增加 血流缓慢 引起微血管堵塞 血流滞缓 血管堵塞又加重缺氧 酸中毒 诱导更多红细胞镰变 加重溶血 导致组织器官损伤以致坏死等严重临床症状 二 多基因遗传与多基因病 多基因遗传 polygenicinheritance 指生物和人类的许多表型性状由不同座位的较多基因协同决定 而非单一基因的作用 因而呈现数量变化的特征 故又称数量性状遗传 多基因病 polygenicdisease 多基因病的遗传基础不是一对基因 而是涉及到许多对基因 同时需要环境因素的作用 脊柱裂 第三节遗传病与防治 Thankyou 一 遗传性疾病 一 遗传性疾病的概念geneticdisease hereditarydisease指人体生殖细胞或受精卵的遗传物质 染色体或基因 发生异常改变 突变或畸变 所引起的疾病 遗传病特征 1 遗传性 上代 下代2 遗传病发病的根本原因是生殖细胞或受精 卵的遗传物质的异常改变 3 终生性4 先天性 个体出生后即表现出来的疾病 5 遗传病并不等于家族性疾病 二 遗传病的分类 一 染色体数目畸变 染色体病 常染色体病 性染色体病 遗传病 五 染色体病 定义 由染色体畸变而引起的疾病称染色体病 又称染色体畸变综合征 chromosomeaberrationsyndrome 一般特点 智力低下生长发育迟缓多发畸形皮肤纹理改变 数目异常 性染色体病 常染色体病 结构异常 染色体病的分类 染色体病产生机理 1 常染色体病 21三体综合征18三体综合征13三体综合征5p 综合征 猫叫综合征 2 性染色体病 sexchromosomedisease 人类的性染色体即 X或Y染色体数目或结构异常所引起的疾病 亦称性染色体异常综合征 XYY综合征 核型 47 XYY 先天性睾丸发育不全 Klinefeltersyndrome 临床症状 第二性征差 身材高 四肢修长 胡须少 无 小喉结 阴茎和睾丸小 部分伴有尿道下裂和隐睾 因曲精小管玻璃样变性 无精子 97 不育 部分女性特征 1 4患者有乳房发育 其它大部分患者智力正常或轻度低下 少数有先天性心脏病 易患糖尿病 甲状腺疾病 哮喘和乳腺癌 细胞遗传学 嵌合型46 XY 47 XXY正常细胞比例大时 临床表现轻可有生育力 纯合体核型47 XXY产生原因是父母生殖细胞减数分裂时发生性染色体不分离所致 二 遗传病的诊断与治疗 一 遗传病的诊断1 病史 症状和体征2 系谱分析3 细胞遗传性检查4 生化检查5 基因诊断就是用分子生物学的方法 探测某些特异基因 并由此对疾病作出诊断 又称为DNA探针诊断 6 皮肤纹理检查7 产前诊断 二 遗传病的治疗 1 遗传病的常规疗法 外科疗法 内科疗法 子宫内疗法2 遗传病的基因治疗 三 遗传病的预防与优生 遗传咨询 geneiccounseling 遗传商谈指医生或医学遗传学工作者通过询问 检查和收集家族史后 对遗传病患者或其家属提出有关该病的病因 遗传方式 诊断 治疗及预后 特别是再发生风险等问题进行解答 讨论或商讨的过程 遗传异质性 一种遗传病在不同的家庭中 由不同的遗传改变所引起称为遗传异质性 geneticheterogeneity 等位基因异质性基因座异质性拟表型 体细胞遗传病 体细胞内遗传物质改变而引起的疾病 如肿瘤 先天畸形 2 数目畸变形成机制 1 不分离 nondisjunction 有丝分裂或减数分离时 如果一对同源染色体彼此没有分离 而是同时进入一个子细胞核中 称为不分离 MI分裂 同源染色体不分离 MII分裂 姐妹染色单体不分离 有丝分裂不分离 发生在受精卵或体细胞有丝分裂过程中的姐妹染色单体不分离 即可形成嵌合体 mosaic 嵌合体 指体内同时存在染色体数目不同的两种或两种以上细胞系的个体 有丝分裂不分离 mitoticnon disjunction 46 47 45嵌合体个体 47 45嵌合体个体 46 双雌受精 digyny 2 双雄受精和双雌受精 双雄受精 diandry 3 染色体丢失 46 4 核内复制 染色体不是复制一次 而是二次 1 缺失 deletion del 末端缺失 46 XX del 4 q27 46 XX del 4 pter q27 二 染色体的结构异常 1 缺失 deletion del 部分单体型 二 染色体结构异常 中间缺失 interstitialdeletion 4q13 二 染色体结构异常 1 缺失 deletion 2 倒位 inversion 46 XY inv 4 q13q24 46 XY inv 4 pter q13 q24 q13 q24 qter 倒位 inversion inv 臂内倒位 paracentricinversion 4q13 臂内倒位 paracentricinversion 倒位 inversion inv 臂间倒位 pericentricinversion 4p14 46 XY t 4 20 q25 q12 46 XY t 4 20 4pter 4q25 20q12 20qter 20pter 20q12 4q25 4qter 3 易位 translocation t 相互易位 reciprocaltranslocation 45 XX 14 21 t 14 21 p11 q11 罗伯逊易位 robertsoniantranslocation 易位 translocation t 二 染色体结构畸变 1 缺失 deletion 2 倒位 inversion 3 易位 translocation 4 插入 insertion 5 双着丝粒染色体 dicentricchromosome 45 XX dic 6 11 q22 p15 双着丝粒染色体 dicentricchromosome dic 6 重复 duplication 7 环状染色体 ringchromosome 46 XY r 2 p21q31 环状染色体 ringchromosome r 46 X I Xq 等臂染色体 isochromosome i 一 基因的概念 从遗传学角度看 基因是生物的遗传物质 是遗传的基本单位 突变单位 重组单位和功能单位 从分子生物学的角度看 基因是负载着特定遗传信息的DNA分子片段 它决定细胞内生物功能分子的合成 并通过控制细胞内蛋白质 包括酶分子 的合成 从而决定生物遗传性状的表现 1 基因 gene 的一般特性 基因可自我复制 基因决定性状 基因的突变 2 基因的类别 结构基因rRNA基因tRNA基因 二 人类基因组 humangenome 是指人类细胞内的DNA分子中所包含的贮藏有人体全部遗传信息的一整套基因 包括细胞核内的基因组及线粒体基因组 人类细胞核基因组 由细胞核DNA分子或染色体上所分布的全套核酸序列所构成 一 细胞核基因组 每个单倍体基因组约含3 2 109bp人类基因的平均长度为1 1 5kb 基因组足以编码1 5 106蛋白质 实际上编码蛋白质的基因2万 2 5万个 仅占基因组的2 3 根据基因组中相同核苷酸片段重复出现的数目的大小及拷贝数的多少 DNA序列 单一序列重复序列 高度重复序列中度重复序列 3 基因家族和基因簇 基因家族 genefamily 真核基因组中由某一祖先基因经过重复和变异所形成的一组来源相同 结构相似 功能相关的基因 组蛋白基因家族就成簇地集中在第7号染色体长臂3区2带到3区6带区域内 基因簇 基因家族成员在同一条染色体集中成簇 基因家族中有某些成员不产生有特定功能的蛋白质产物 假基因 二 线粒体基因组 mtDNA的结构特点 线粒体是细胞质中独立的细胞器 也是动物细胞核外唯一的含有DNA mitochondrialDNA mtDNA 的细胞器 1981年 剑桥大学的Anderson小组测定了人mtDNA的完整DNA序列 称为 剑桥序列 人mtDNA是一个长为16 569bp的双链闭合环状分子 外环含G较多 称重链 H链 内环含C较多 称轻链 L链 人类的mtDNA编码13条多肽链 22种tRNA和2种rRNA 13种蛋白质均是呼吸链酶复合物的亚单位 Leber遗传性视神经病 LHON Leber遗传性视神经病是被证实的第一种母系遗传的疾病 至今尚未发现一个男性患者将此病传给后代 LHON是以德国眼科医生TheodorLeber的名字命名的 为一种急性或亚急性发作的母系遗传病 男女病人比例5 1 11778G A导致编码NAD