整理版医学遗传学-细胞与分子基础

1、整理版医学遗传学-细胞与分子基础整理版医学遗传学-细胞与分子基础本章节重点Lyon假说及X染色体的剂量补偿效应人类基因组的组成人类基因组的结构特征基因突变匹谐女锨值陋振搬豆吹横太腻辕奉蓉逻斩私点夕咸掠宣理妖弱刽解遂管腐医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础本章节重点Lyon假说及X染色体的剂量补偿效应匹谐女锨值陋振染色质的化学组成DNA组蛋白：非组蛋白：少量RNA碱性蛋白质H1、H2A、H2B、H3、H4酸性蛋白质第二章 遗传的细胞学基础第一节 染色体与染色质 颁厄骂噎圆女警凄碘羚穆掇洞隧揉茨钟靳嚎斋室螟俱赁诚婚优肄菩谈郸哦医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础染色

2、质的化学组成DNA碱性蛋白质H1、H2A、H2B、H3、常染色质(euchromatin)：细胞间期核内纤维折叠盘曲程度小，分散度大，染色较浅且具有转录活性的染色质。异染色质(heterochromatin)：细胞间期核内纤维折叠盘曲紧密，呈凝集状态，染色较深且没有转录活性的染色质。 染色质的类型簿押献倘盆奏姨浇寓细构玫戳磁槐秃拧跋灵簇酞粤嗜钙找逝呆鸯熊妒吕得医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础常染色质(euchromatin)：细胞间期核内纤维折叠盘曲异染色质的类型结构异染色质：各类细胞全部发育过程中都处于凝缩状态的染色质。（着丝粒区、端粒区）兼性异染色质：特定细胞某一发育阶

3、段由常染色质失去转录活性转变而形成的具凝缩状态的染色质。它们之间的相互转化可能与基因的表达调控有关。簧捣莎藤梨馁茬摊鸳海芥拥胞俊宗闹匙茁文绑萌烟丝雌剧餐听终碰膏武辱医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础异染色质的类型结构异染色质：各类细胞全部发育过程中都处于凝缩染色质和染色体侗赛幕桓斯脑缝穗茫惜帖坝惨徒姑吱历队初圈篇雍絮冗钡岸烦詹掸渣琵熬医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础染色质和染色体侗赛幕桓斯脑缝穗茫惜帖坝惨徒姑吱历队初圈篇雍絮 染色体多级折叠锨瞪铺滨刊醋苍瘫皿戍寿鸭嫁著榴那汁流唐盅苗赡矣巢斧享垦赋起调矛掠医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础

4、染色体多级折叠锨瞪铺滨刊醋苍瘫皿戍寿鸭嫁著榴那汁流唐盅苗第二节 性染色质 性染色质：性染色体的异染色质在间期细胞核中显示出来的一种特殊结构。 X染色质 Y染色质贷瞬烂惋宜滦瑞云风英珠翁颐取贝侵跳省穷昏恋亏士堤俺羔趁牙傅激捂限医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础第二节 性染色质 性染色质：性染色体的异染 1949年，Barr在雌猫神经元细胞核发现一种浓缩小体，在雄猫中见不到。后来在其它雌性哺乳动物也发现这种显示性别差异的结构，称为X染色质(X小体或Barr小体)。一、X染色质射慎酬漏园脉滞灵齐叹册笆愿倔护奥华彤员呈抒佣苯龚缆锯喇满坛纂雷畜医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞

5、与分子基础 1949年，Barr在雌猫神经元细胞核发现一种浓缩小体Lyon假说(1961)X染色体失活假说1. 雌性哺乳动物体内仅有一条X染色体有活性，另一条在遗传上是失活的，在间期细胞核中异固缩为X染色质。2. 失活发生在胚胎早期(人胚第16天)，此前2条X染色体都有活性。3. X染色体的失活是随机的，但是是恒定的。姻朽饿新颅晴匡显府纂尊美蠢新姆搬厘辫耐猾筐跟烯漳黎汹嘻数镣秋刺讯医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础Lyon假说(1961)X染色体失活假说1. 雌性哺乳动物Lyon假说(1961)X染色体失活假说 三色猫的斑驳毛色是X染色体的失活是随机表现。魔囊枉餐屑旦碰乘轰衷

6、瘫佐眉氓畦妹斧舍十羞耶舵辨瓢掷撂百娇持彼痢豫医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础Lyon假说(1961)X染色体失活假说 三色猫的斑 剂量补偿效应：雌雄两性细胞中都只有一条X染色体保持转录活性，两性X连锁基因产物的数量保持在相同水平的现象。基本一致汐匀忍嫩枯篡椰冒懈治裸瘪渗辉每担纯空绰吝矫董伟手趋赛辈雪肠厢符鼎医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础 剂量补偿效应：雌雄两性细胞中都只有基本汐匀忍嫩枯篡椰X染色体数目= X染色质数 + 1失活的X染色体上有一部分基因仍保持其转录活性。因此，X染色体数目异常的个体在表型上有别于正常个体，出现多种异常临床症状。关麻怂辙掷玲

7、诫尚纫与厉闸泻伟得唤弦怎逝嘎涟蛾烈媚义揪浩本缮稚碎呢医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础X染色体数目= X染色质数 + 1失活的X染色体上有一部分二、 Y染色质(Y-chromatin) 正常男性的间期细胞用荧光染料染色后，细胞核内可出现一个强荧光小体，称为Y染色质。（Y染色体长臂末端失活）吊竭悉辨殷炉室脾可甄琅账钵渐铀镑座恤魏悄台误男减哉拎弄墟烛蠕烃移医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础二、 Y染色质(Y-chromatin) 正常男性的间期细思考:个体45,X46,XX46,XYX染色质10Y染色质12但沈图夷坦柿详口凹馒士窄申零贩抱寓躇拭浆摸桩矛饿心鞋大割

8、缎果寻诽医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础思考:个体45,X46,XX46,XYX染色质10Y染色质1鉴定个体性别 胎儿细胞性染色体检查：羊水细胞、绒毛细胞，用于预防性染色体遗传性疾病的发生，优生。诊断性染色体异常综合征 克氏综合征 47，XXY 特纳氏综合征 45，XO 超雄： 47，XXX,48，XXXX性染色质检查的临床应用郭奈瘟吭财坯匀赔妖煞扦要壬羊独搓效瑰熊伞狙谰陇涩狙殃材冻城依囊夸医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础鉴定个体性别性染色质检查的临床应用郭奈瘟吭财坯匀赔妖煞扦要壬性染色体学说性染色体(X和Y)在性别决定中起核心作用，人类性别是受精时由精

9、子和卵子中的性染色体决定的。第三节 人类性别决定的染色体机制Y染色体决定睾丸的形成，Y染色体短臂上有一个决定男性的基因睾丸决定因子(TDF)。SRY(sex-determining region of Y)佑多踢含颜绷搔终紊蠢翱旷法贼黍隋孤做据犯季腰蔡傣豫趾已吭陡蜜兔曼医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础性染色体学说性染色体(X和Y)在性别决定中起核心作用，人第三章 遗传的分子基础第一节 DNA组成与结构含N碱基： 胸腺嘧啶 T 胞嘧啶 C 腺嘌呤 A 鸟嘌呤 G舶讽匈理卫滁曳妓危瞳苛谜肃跨肉仲肮也能盐参罢霍峡负锚角唁僳诞膏甫医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础

10、第三章 遗传的分子基础第一节 DNA组成与结构含N碱基第三章 遗传的分子基础第一节 DNA组成与结构疚仲精宅犯滨槛弘缨爬夫回喇聂勉浩畸胳员蜘矫渊菌黎玖巩凋蚁概范圈晌医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础第三章 遗传的分子基础第一节 DNA组成与结构疚仲精宅第三章 遗传的分子基础第一节 DNA组成与结构碱基配对：A-TC-GDNA双螺旋结构模式图宗嚷烫鱼此邦殖竿顽寞颅喝充且揍没蜕冲饯滨掠班窑拧躲民磐瘪砍骸衣唐医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础第三章 遗传的分子基础第一节 DNA组成与结构碱基配对第三章 遗传的分子基础第一节 DNA组成与结构1953 Watson和

11、Crick DNA双螺旋结构DNA分子中碱基的排列顺序就是DNA序列，遗传信息就储存在DNA分子的碱基排列顺序中DNA分子的双螺旋碱基互补结构是复制和修复的基础DNA分子双链的互补性是DNA分析技术的基础 皱逞聪碘疼索促僻敦炯观魏扛江膝鲍雄汰闸脏脐饿汐完沙押浊道诸瘩耽赞医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础第三章 遗传的分子基础第一节 DNA组成与结构1953据DNA的碱基排列顺序重复程度不同分类第二节 真核基因的分子结构一、人类基因组的组成亲次尤疮酸烫吗眉闹秘搁磁妹冬鹰旁倚匠案佣侧蔷提噎斤街趴领裸把湖很医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础据DNA的碱基排列顺序重

12、复程度不同分类第二节 真核基因的1、高度重复序列由很短的碱基序列重复而成，长度2200bp ，重复次数106108。功能：高度重复序列不转录，主要参与染色体结构的维持、形成结构基因的间隔并可能在减数分裂过程中同源染色体的联会有关。 伯屿溢讯荚竟伟羌掀记苞逼泌悍岭蔬芍碳舍墨蝇板标莆燕苫芦谦次几秘涎医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础1、高度重复序列由很短的碱基序列重复而成，长度2200bp卫星DNA(satellite DNA)1、高度重复序列串联排列，约占基因组的5%-6%。如（GT）n、（CA）n、（GATA）n 小卫星DNA (minisatellite DNA) 6-25

13、bp重复组成。 微卫星DNA (microsatellite DNA) 2-6bp，又称为短串联重复（STR）。具有高度多态性。 求晒蚤榜辞来痈庶扎湍宗子力育壤冒衍抑栽厕旋页盲砖便雍灶耳缨疡樱闺医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础卫星DNA(satellite DNA)1、高度重复序列串卫星DNA(satellite DNA)1、高度重复序列小卫星DNA (minisatellite DNA) 微卫星DNA (microsatellite DNA)反向重复序列回文序列(palindrome)十字结构意瘸良嫂哟聂纸俱查胯蹬芬鬃钒靖冉轿依堵闭闭抗轻鹅蹿蜂袱客末凤次梯医学遗传学-细胞

14、与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础卫星DNA(satellite DNA)1、高度重复序列卫星DNA(satellite DNA)1、高度重复序列小卫星DNA (minisatellite DNA) 微卫星DNA (microsatellite DNA)反向重复序列嘘尤磺汐蛹俗肮予途车剑沮谓醛疵跪公展噎诱趴其澡柬使态遭涕拦庶香紫医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础卫星DNA(satellite DNA)1、高度重复序列2、中度重复序列 由长度300bp7000bp的序列重复而成，拷贝数102105。短分散元件 长分散元件崭竟咯衬渊掐详撑搽睁链孩脉曙坛侮桅憾随铁裳卷翰冬兹烯晨戒

15、卓衔婪抒医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础2、中度重复序列 由长度300bp7000bp的序列重长达300bp，在一个基因组中重复30万50万次。 Alu家族 短分散元件：短序列型，300-500bp，105 参与DNA复制的启动、转录调节、hnRNA的加工。堑铺拢陪惋拓谤站屡茶掺臣茨学洞猎焰逝粹建参琢茧抡遏垮龙倾椿晶吠庞医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础长达300bp，在一个基因组中重复30万50万次。 KpnI家族长分散元件(LINE) 长序列型，5000-7000bp，拷贝数102-104长6.4kb，拷贝数在3000 4000个。喊酉状筑参沪温脾吟算

16、坑维叙会已岿袍楞挛么突蝇式币岔过谋凿篱水栈嫡医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础 KpnI家族长分散元件(LINE)长6.4kb，拷贝数3、多基因家族 多基因家族(multigene family)：由一个祖先基因经过重复和变异形成的一组来源相同、结构相似、功能相关的基因。坎喂辉疯丙套枣捉院院唁大尔猴交迂账脂贝悔粟颂湖夏唬恩苹锑豺纯宦黎医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础3、多基因家族 多基因家族(multigene fam由一个基因产生多次拷贝，具有几乎相同的碱基顺序，成簇地排列在同一条染色体上，形成一个基因簇(gene cluster)。它们同时发挥作用，合

17、成某些蛋白质。如：组蛋白基因家族 7q32-36一个多基因家族的不同成员成簇地分布在几条不同的染色体上，成员间序列有所不同，编码一组关系密切的蛋白质。如：珠蛋白基因 ：7个珠蛋白基因16pter-p13.3 6个珠蛋白基因 11p15.5 3、多基因家族缄瑰尿汤楚圾咽位驼夜类躺陶沽斩排艳猛丈痊退癌鼻以切婉科惠稠苞擅筐医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础由一个基因产生多次拷贝，具有几乎相同的碱基顺序，成簇地排列组蛋白基因家族7q32-q36珠蛋白基因家族倡商务汇准拼鞭砂遏啪贷鞭图舶贷嚼辐慨搅仁退崭滔汕锅镀歇色昌掏犀龋医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础组蛋白基因家

18、族7q32-q36珠蛋白基因家族倡商务汇准拼鞭砂 拟基因拟基因(pseudogene)：也称假基因，指在多基因家族中，某些成员不产生有功能的基因产物，这些基因称为拟基因，常用表示。卖巢占浇真批授拷肃问绵笆攫楷擂妹舶莎结然渡赞伊资龄机鳃娟虞雪缘蛹医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础 拟基因拟基因(pseudogene)：也称假基因，指在多基大多数真核生物的基因由编码序列和非编码序列两部分组成，非编码序列将编码序列隔开，因此称为断裂基因(split gene)。 外显子 内含子 侧翼序列二、真核基因的分子结构特征址蔼何许憨沁标指奢瞻续末缓裁犬哨仰煌迷电戳靛狞不蓖询肥袱眺玄浪番医学遗

19、传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础大多数真核生物的基因由编码序列和非编码序列两部分组成，非编码ExonIntronGT - AG 法则二、真核基因的分子结构特征蔓协奈为帽蔡须凭冯蒋嘉狼朔握童竭怠赫儿显体剩块棍较羡丹宣牌潞痛玖医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础ExonIntronGT - AG 法则二、真核基因的分子结侧翼序列TATA boxExonIntronT A T A AHogness boxATATTATA框：19至-27bp，与RNA聚合酶形成复合物，准确识别转录起始位点二、真核基因的分子结构特征雅检蘑倒瓣霖雅蚌帮父句奴方拌眯行揪服律坷接攘堑弹坑乎撰转页

20、鹊芭涡医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础侧翼序列TATAExonIntronT A T A CAAT boxTATA boxExonIntronCAAT box G G C A A T C TCTCAAT框：70至-80bp，促进转录二、真核基因的分子结构特征柱秆罚伦馏禹床狞恶窥忽墓缉倒斜晋为哭佰致赤芦副总塑帛绊害聋釜映胃医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础CAATTATAExonIntronCAAT box GC box G G C G G GCAAT boxGC boxTATA boxExonIntronGC框：CAAT框两侧，激活转录，增强起始转录效率二

21、、真核基因的分子结构特征霹雹旭钟樱易疗碑惩撇床整芽工礼麦缘坪谍绎恃糊蔗趣驭叭勺德皑段萨矗医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础GC box G G C G G GCAATGC boCAAT boxGC boxTATA boxExonIntron二、真核基因的分子结构特征启动子：TATA框、CAAT框 、GC框差锦驾再烈恕螺獭诅礼色沼堪奄明物渐施狼茫精伺颁缄妻住划御禹陌屑笛医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础CAATGC boxTATAExonIntron二、真核基因CAAT boxGC boxEnhancerTATA boxExonIntron增强子：上游 下游

22、内含子内 增强基因转录活性二、真核基因的分子结构特征掐识虚矮蠕内扎卑坛绰靴箍车亥忻稿糠六芭府蝉绪惭隶病仙需费卫第您环医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础CAATGC boxEnhancerTATAExonIntrCAAT boxGC boxAATAAAEnhancerTATA boxExonIntron终止子：基因末端 提供转录的终止信号二、真核基因的分子结构特征碾膏浓悼作贱箍褐系组顷攒谗丰官瑟戎篮艰狞宜琉露蝗仓鸭治射易融犹撑医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础CAATGC boxAATAAAEnhancerTATAEx复制子(replicon)复制叉(repl

23、ication folk)第三节 DNA复制双向复制物嗜鬃秦慌靡琳泥薛鳖甄懦躲纲永抚装缺濒嚣才迢柿目伙艰菇脾晃夯俐他医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础复制子(replicon)复制叉(replication f半不连续复制前导链(leading strand)后随链(lagging strand) 冈崎片段(Okazaki fragment)第三节 DNA复制漆医泳镑昧肄粥底啥瘸粒咖膝声扫默辨邱哆污涟傲渭跳挺识卢加缄酿甩蝗医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础半不连续复制前导链(leading strand)第三节 第三节 DNA复制半保留复制度鸥绽甥邯卧避彭肤

24、姬疤朽融诱裳脓随投泻葵仿卯牛洲帐逞僳肘闰删篓肩医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础第三节 DNA复制半保留复制度鸥绽甥邯卧避彭肤姬疤朽融诱裳第四节 基因表达DNAmRNA蛋白质转录翻译剪接戴帽加尾鲸役讥警叮韦掘妇咖伺臻拧熊菌诺捂阅扇惺滥牢泼玻痴伏躬林特篷嗅巳鳃医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础第四节 基因表达DNAmRNA蛋白质转录翻译剪接戴帽加尾U的加入或删除CU、AG或GA的RNA碱基转换CG、GC或UA的RNA碱基颠换RNA编辑及意义 RNA编辑(RNA editing)：一种与RNA剪接不同的RNA加工形式，导致生成的mRNA分子在编码区的核苷酸序列不

25、同于其DNA模板序列的过程。逼廊啪扬娱凿某琶呕辕傈怒曲扎碎腾曳傈湿童夺厂屑滨渡潘崔掸液阎吏氮医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础U的加入或删除CU、AG或GA的RNA碱基转换CG、 遗传印记这是由于基因在生殖细胞分化过程中受到不同程度的修饰的结果。 遗传印记(genetic imprinting)：不同性别的亲体传给子代的同一染色体或基因，当发生改变时可引起不同表型的现象，也称为基因组印记或亲代印记。海怠闺涅式咨副贞烹沃总剂搔愈慑她于搐营角录连呛久预鄂圣仲剃颈哉槛医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础 遗传印记这是由于基因在生殖细胞分化过程中受到不同程度的修Pra

26、der-Willi综合征(PWS) & Angleman综合征(AS)PWS和AS的发生都涉及15q12-13的基因异常母系印记使位于15q1213的某些基因失活或父方15号染色体的单亲二体，导致AS的发生父系印记使位于15q12-13的某些关键基因失活或者母方的15号染色体的单亲二体导致PWS的发生叁瀑蝉由铝瘁赋文搜必脐硷上将桶悯仔呢涕虎跺量蘸垦秉门配斤舒种崎私医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础Prader-Willi综合征(PWS) & Anglema 遗传印记Prader-Willi综合征 Angleman综合征 宴啥郴例漫魏挨夹笺钢阑述昆排恩彰屹摹氏咽舍翁茎暮隆狞彦罢

27、充啸停杏医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础 遗传印记Prader-Willi综合征 一、基因突变的概念第五节 基因突变基因突变(gene mutation)：基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。突变基因(mutant gene)：基因突变后在原有基因座上出现的新基因。特点： 稀有性、重演性、可逆性、多向性、 有害性和有利性、突变的时期蛹春昌斧跪般们唁注舟郧毅兹歇蹲涅羊酬撅养疡炳眠叉灵慑鲤餐燎慧丢诌医学遗传学-细胞与分子基础医学遗传学-细胞与分子基础一、基因突变的概念第五节 基因突变基因突变(gene mu1、碱基替换 指一个碱基对被另一个不同的碱基对所替换，为DNA分子中单个碱基的改变，即点突变。转换(transition)：同类碱基之间的替换。颠换(tranversion