《基因遗传》PPT课件

,医学遗传学,Medical Genetics,第,5,章 单基因遗传病,本章主要内容：,系谱分析；常染色体显性、,常染色体隐性、,X,连锁显性、,X,连锁隐性、,Y,连锁遗传；影响单基因遗传病分析的因素；部分代表性遗传病。,I,II,1 2,1 2 3,定义：主要受一对等位基因控制的疾病。,单基因遗传病,常染色体,性染色体,显性,隐性,几个重要概念,1,基因座（,genetic locus）：,指基因位于染色体上的特定位置。,2,等位基因（,alleles）：,指在一个基因座上不同基因的替换形式，它们行使相同或类似的作用，编码同类蛋白。,3,纯合子（,homozygote）：,指同源染色体上同一基因座上的两个等位基因完全相同的个体。,4,杂合子(,hetezygote)：,指同源染色体上同一基因座上的两个等位基因不相同的个体。,5,基因型（,genotype）,：,既可以指一个个体的遗传结构组成，也可指一个特定基因座上的等位基因组成。,6,表型(,phenotype)：,又称性状，指个体形态、功能等各方面的表现，如身高、肤色、血型、酶活力、药物耐受力乃至性格等等。,7,显性（,dominant）：,纯合杂合均表达（基因或性状）。,8,隐性（,recessive）：,仅纯合表达而杂合不表达（基因或性状）。,第一节 系谱与系谱分析法,常用系谱符号,正常男性 正常女性 性别不明确 死亡 男性患者 女性患者 先证者,男性携带者 女性携带者 流产 婚配关系 二卵双生 一卵双生,近亲婚配,婚后未生育,I,II,1 2,1 2 3,罗马数字代表世代；阿拉伯数字代表每代内成员,第一节 系谱与系谱分析法,系谱分析(,pedigree analysis),是遗传学最基础、最常用的分析方法。,系谱分析法的作用：,1.记录性状/疾病在家系中的分布；,2.辅助判断可能的遗传类型和遗传方式；,3.计算发病风险率。,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,常染色体显性遗传(,autosomal dominant inheritance,AD):,导致疾病的基因在常染色体上，且为显性基因。,（一）完全显性(,complete dominance)1.,概念：杂合子和显性纯合子有相同的表型。既,AA,的表现与,Aa,相同。如：,Huntington,舞蹈病、短指症。,2.特征：,）与性别无关，男女患病机会相同。,）患者双亲必定有一人为患者。同胞中约有1/2可能性为患者。,）连续传递。,）双亲无病，子女一般无病。,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,一个并指症,I,型系谱,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,并指症,I,型患儿,多指和并指,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,（二）不完全显性,（,incomplete dominance,）,杂合子的表型介于显性纯合子和隐性纯合子之间，又称,半显性,(,semidominance,)。如软骨发育不全。,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,软骨发育不全母子患者,软骨发育不全患者,X,线显示掌骨、指骨短，呈“三叉形”手,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,（三）不规则显性,（,irregular dominance,）,杂合子的显性基因由于某种原因不表现出相应的性状，因此有可能在系谱中出现隔代遗传的现象。如多指症。,一个多指症系谱,多指症,（四,）共显性(,codominance),1.,概念：指一对等位基因之间，没有显性和隐性的区别，在杂合时两种基因的作用都完全表现出来。,例如,MN,血型：,MM：M,型；,MN：MN,型；,NN：N,型,2.复等位基因(,multiple alleles)：,在一个基因座位上有三个以上的等位基因。基因突变多向性的表现。对于一个个体来说，只能有复等位基因中的某个或某两个。,例如,ABO,血型：,I,A,;I,B,;i,三种基因,AI,A,I,A,，I,a,i；BI,B,I,B,，I,b,i；ABI,A,I,B,；Oii,根据父母血型判断子女可能的血型；根据子女血型判断父母可能的血型。,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,（五）延迟显性,（,delayed dominance,）,带有显性致病基因的个体，需要到一定的发育阶段才发病的现象。如,Huntington,舞蹈病(30岁以后发病)。,表现度和外显率,1.,表现度,(,expressivity)：,致病基因的表达程度。,2.,外显率,(,penetrance)：,某一显性基因（杂合状态下）或纯合隐性基因在一个群体中得以表现的百分比。,3.区别：表现度要说明的是在致病基因都表达的前提下表达的程度不同。外显率阐明基因表达与否。,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,AD,遗传病发病风险率的计算,基因传递概率为1/2,A,aaa,A,a aa,A,a,A,a,AA,A,a,A,a aa,1/2,3/4,婚配状况：,基因型分布：,发病风险率：,第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,常染色体隐性遗传(,autosomal recessive inheritance,AR):,导致疾病发生的基因在常染色体上，为隐性基因，且纯合时才表现性状。,病例：书,p55,表5-2列出了一些常见的,AR,遗传病。,1.,AR,的遗传特征：）与性别无关，男女发病机会相同。）系谱中表现散发，非连续传递。）患者双亲往往正常，但都为,携带者,。）近亲婚配发病率上升。,携带者概念：,携带致病基因本人不发病者称为,携带者,A,a,A,a,AA A,a,A,a,aa,1/4,第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,一个典型的,AR,系谱,类显性遗传：,Aa x aa,子女1/2患病，类似显性遗传。,2.,AR,发病风险的估计：,第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,Hardy-Weinberg,定律：,在一个无限大的群体中，当随机婚配、无突变、无自然选择时，基因频率保持不变。,p,2,+2pq+q,2,=1,p+q=1,表示公式：,在等位基因中，,p=A；q=a p,2,=AA;q,2,=aa;2pq=Aa,当某一隐性疾病(,aa),发病率为,q,2,时，,a,的频率为,q,A,的频率为1-,q。Aa,的频率为2,pq。,例：某病(,aa),的发病率为1/10000，则,a,的频率为0.01,A,的频率为1-0.01=0.99，,Aa,的频率2,0.990.01=0.0198。,当,q,小到忽略不计时，,p,1，Aa2q。,上例的,Aa2,0.01=0.02。,第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,例题,？,？,I,II,III,1 2,1 2 3 4 5,1 2 3,设该病(,AR),的发病率为1/10000。,a,的频率为1/100,群体携带者(,Aa),的频率为1/50，,II2,和,II3,为携带者的可能性为2/3,III2,和,III3,为携带者的可能性为1/3,III1,与,III2,婚配，子女患病风险为：1/50,1/3,1/4=1/600,III2,与,III3,婚配，子女患病风险为：1/3,1/3,1/4=1/36,600/36=16.67,(近亲婚配出生患儿的概率比非近亲的高16倍多),？,？,第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,携带者概率的估计,AaAa,AA Aa Aa aa,单父母均为携带者时，正常子女也为携带者的可能性是2/3。,正常 患者,携带者,Aa,个体将,a,传给子女的可能性为1/2，因此携带者子女也为携带者的可能性是1/2。,因此2/3可能性是携带者的子女也为携带者的可能性是2/3,1/2=1/3,。,Aa,A a,第四节,X,连锁显性遗传病的遗传,X,连锁显性遗传(,X-linked dominant inheritance,XD):,导致疾病发生的基因在,X,染色体上，为显性基因。,男性的性染色体没有同源染色体，故没有等位基因，这种染色体/基因的组成形式称为,半合子,(,hemizygote,),。,XD,的遗传特征：,1.女性患者比男性多，但病情较轻(因多数为杂合子);,2.患者双亲必有一名为患者;,3.男性患者的女儿全部是患者，儿子全部正常;,4.女性杂合子患者的子女有1/2的可能性为患者;,5.连续传递。,病例：抗维生素,D,佝偻病。,第五节,X,连锁隐性遗传病的遗传,X,连锁隐性遗传(,X-linked recessive inheritance,XR):,导致疾病发生的基因在,X,染色体上，为隐性基因。女性纯合时发病，男性半合时既发病。,XR,的遗传特征：,1、男性患者多于女性，系谱中往往只有男性。,2、双亲无病，儿子可能发病；儿子发病，母亲肯定时携带者，女儿有1/2的可能性为携带者。,3、男性患者母系中的男性有可能是患者。系谱呈现,交叉遗传,(,crisscross inheritance),，既,儿子的致病基因来自母亲，将来传给女儿,。,4、女性患者的父亲一定是患者，母亲一定是携带者。,病例：红绿色盲、杜氏肌营养不良、血友病(,A,B)。,第五节,X,连锁隐性遗传病的遗传,一红绿色盲,家系图谱,由于,III6,和,III7,为患者，,II6,肯定为携带者，,III8,为携带者的可能性为1/2。,如果生男孩，患病风险为1/2,1/2=1/4,如果生女孩，患病风险为0，携带者的可能性为1/2,1/2=1/4,父亲的色盲基因传给了女儿(,II4,II6),女儿又传给了她的儿子(,III3,III6,III7)。,从系谱特点初步判断遗传方式,1 2,1 2 3 4 5 6 7,1 2 3 4 5 6 7 8 9,？,I,II,III,男女分别计算,第六节,Y,连锁遗传病的遗传,Y,连锁遗传(,Y-linked inheritance):,导致疾病发生的基因在,Y,染色体上，由于,Y,染色体是半合子，所以,Y,染色体上的基因无显隐性之分。,全男性遗传,(,holandric inheritance,),。,Y,染色体上的基因比较少，已知的有,H-Y,抗原基因、外耳道多毛基因、睾丸决定因子基因、,无精子因子基因（,AZF,）,等。,一个外耳道多毛症的系谱,第七节 影响单基因遗传病分析的因素,1.拟表型(,phenocopy),环境因素的作用与某一基因的作用相一致的现象。如链霉素所导致的耳聋与遗传性耳聋。,拟表型不遗传。,2.基因多效性(,pleiotropy),一个基因的作用引起的多种效应的现象。,基因的直接作用影响所编码的蛋白质，但在代谢中由于“连环”作用，导致多种表型的改变。,3.遗传早现(,anticipation),某些,AD,遗传病一代比一代发病早的现象，特别是三核苷酸重复数代代增多所造成的早现。如小脑共济失调。,第七节 影响单基因遗传病分析的因素,4.遗传异质性(,genetic heterogeneity),某一性状可以由不同的基因控制产生的现象。如已知导致先天性耳聋(,AR),的基因位点有35个。每一个位点的纯合都将产生耳聋；小脑脊髓萎缩(,SCA)(AD),的位点有12个,每一个位点的变异都将导致,SCA。,5.从性遗传(,sex-conditioned inheritance),常染色体的基因在不同性别个体中表现差异的现象。如秃顶，男性发病明显多于女性，因为秃顶与雄性激素的水平相关。如果女性秃顶可能与肾上腺疾病导致雄性激素分泌过多有关。,6.限性遗传(,sex-limited inheritance),常染色体基因只在一种性别的个体上表达的现象。如女性的子宫阴道积水；男性的前列腺癌等。,第七节 影响单基因遗传病分析的因素,7.遗传印记(,genetic imprinting),来源不同（父方、母方）的基因所表现出功能的差异。,8.,X,染色体失活(,X inactivation),Lyon,假说：女性的两条,X,染色体在胚胎发育中，一条随机失活，在细胞学图像上显示出,X,染色质,。,X,染色体失活可在,X,A,X,a,携带者中表现出部分症状。,第七节 影响单基