单基因遗传ppt课件

1,单基因遗传与单基因遗传病,2,单基因遗传(monogenic inheritance)：是指某种性状或疾病受一对基因的控制，其遗传方式符合孟德尔遗传定律，又称孟德尔式遗传。 单基因遗传病：疾病的发生由一对等位基因控制。 人类遗传性疾病的主要类型之一。1994年，Mckusik记载人类单基因遗传的性状有6678种。 根据传递方式可分为：常染色体显性、常染色体隐性、X连锁、Y连锁和线粒体遗传等。,3,系谱分析：是研究人类遗传病的遗传规律的最常用的方法。 系谱：是从先证者入手，追溯调查某一家族所有成员的数目、亲属关系及某种遗传病的分布等资料，按一定格式绘制而成的图解。 先证者：家族中第一个被发现的罹患某种遗传病的患者或具有某种性状的成员。,4,先证者 家族所有成员（性别、发病情况、亲缘关系、婚姻、生育等）用特定的系谱符号绘系谱图回顾性分析确定有否遗传因素的作用及其可能方式对其他成员作出发病预测,5,系谱中常用的符号,6,第一节 遗传的基本规律,T. H. Morgan,G. J. Mendel,7,豌豆杂交实验分离和自由组合定律果蝇实验连锁和交换律,8,性状分离：子代中出现与亲代不同的性状。,基本概念,性状：生物所具有的形态的、机能的或生化的特点。相对性状是指相互排斥（一个个体上不能同时存在）的性状。,9,等位基因：同源染色体中相同位置上（基因座位）的两个基因。,显（隐）性基因：控制显（隐）性性状的基因（A）（a）,显、隐性基因同时存在时显性基因起作用。,表型和基因型：可观察到的性状称为表型，控制这个性状的基因（如Aa）称为基因型。 纯（杂）合子：等位基因中两个基因相（不）同，如AA、aa (Aa)。,显（隐）性性状：相对性状中能（不）在杂合子中表达出来的性状。,10,1、分离律,概念杂合体中显、隐性基因同存于一细胞，在形成生殖细胞时，这一对基因分离并进入不同的生殖细胞。其细胞学基础为减数分裂中同源染色体的分离。,11,2、自由组合律,生物体在形成生殖细胞时，不同对的基因独立行动，可分可合，随机组合到一个生殖细胞中。其细胞学基础为减数分裂过程中非同源染色体的自由组合。,YyRr,yyrr,12,3、 连锁与交换律,完全连锁两对联合遗传的性状，在F1代配子产生过程中，只产生两种精子，与全隐性卵子受精后只产生两种类型的F2代。,连锁群位于同一条染色体上的基因彼此间以连锁方式传递，构成连锁群。, 灰身长翅, 黑身残翅,13,不完全连锁两对联合遗传的性状，在F1代配子产生过程中，产生四种不同比例的卵子，与全隐性精子受精后产生四种类型的F2代，此遗传现象称之。, 灰身长翅, 黑身残翅,灰长,黑残,黑长,灰残,14,常染色体显性遗传(autosomal dominant inheritance，AD) ：常染色体上的显性基因所控制的性状或疾病的遗传方式，杂合时即发病。 常染色体显性遗传的性状已达4458种。,第二节 常染色体显性遗传病,15,AD病杂合子与正常人婚配生育图解,16,一.AD系谱特点： 1、患者的双亲之一往往是同种病的患者，双亲无病时，子女一般不会患病多发性神经纤维瘤、软骨发育不全、成骨不全、家族性多发性结肠息肉、成年多囊肾突变率高 2、发病率与性别无关 3、患者的同胞中约1/2患此病 4、系谱中常见连续几代出现患者 单个系谱分析不一定完全反映上述特征，只要不相矛盾，即可认为符合AD 小家系难以作出判断时，运用参考文献或加多系谱分析数,17,1、完全显性 杂合子(Aa)、显性纯合子(AA)表型完全相同 显性完全表现，隐性基因被掩盖 占大多数，如：短指症、并指症、家族性多发性结肠息肉、齿质形成不全症、Huntington 舞蹈病,二.AD的类型,18,1例短指症系谱,19,AD：家族性结肠息肉症,20,2、不完全显性(半显性)：杂合子(Aa)的表现型介于显性纯合子(AA)和隐性纯合子(aa)之间。如：家族性高胆固醇血症、软骨发育不全、对苯硫脲的尝味能力,21,一个软骨发育不全症系谱图,22,软骨发育不全 Achondroplasia,23,24,18世纪西班牙画家委拉斯凯兹的名画：宫廷中的侏儒弄臣,25,3、共显性：杂合子中，一对等位基因没有显性和隐性的区别，它们的作用都完全表现出来。如人类ABO血型、MN血型、人类白细胞抗原（HLA）等。,26,人类的ABO血型决定于第9号染色体上的一组复等位基因：IA、IB和i 复等位基因：在群体中，一对特定的基因位点上的等位基因不是两个，而是3个或3个以上。但对每一个体来说，只能具有其中某两个。,27,双亲和子女之间血型遗传的关系,28,4、不规则显性：杂合子中的显性基因，由于某种原因（环境因素、遗传背景）而未表现出相应的性状，在系谱中出现了隔代遗传的现象。如多指（趾）症、 Marfan综合征、成骨不全症（骨折、蓝色巩膜、耳聋）等。,29,多指（趾）症,I3 应患有多指而未表达出来,30,Marfan syndrome,31,不规则显性的原因,环境因素 遗传背景 主基因-对表型有显著效应的基因，即控制单基因性状形成的基因 修饰基因-某些基因对某一遗传性状并无直接影响，但它可以加强或减弱与该性状有关的主基因的作用。,32,5.延迟显性： 杂合子(Aa)在生命的早期，致病基因并不表达，达到一定年龄之后，其作用才表达出来。Huntington舞蹈病 6.从性显性： 杂合子(Aa)的表达受性别的影响。早秃,33,第三节 常染色体隐性遗传病,常染色体隐性遗传(autosomal recessive inheritance, AR) ：是指位于常染色体上的隐性基因所控制的性状或疾病的遗传方式。 杂合体不发病，而是携带着致病基因向后代传递，称为携带者。 目前已知的此类遗传性状有1730种。 常见有：先天性耳聋、白化病、苯丙酮尿症、高度近视、肝豆状核变性、尿黑酸尿症、镰状细胞贫血、地中海贫血等,34,35,白化病发病机制,36,AR病两携带者之间婚配生育图解,患者家系中常见的遗传关系,37,1. 患者双亲往往无病，但都是携带者。患者为隐性纯合子，杂合子为携带者，携带者：带有致病基因而不发病的个体 2. 发病率与性别无关 3. 患者同胞中约1/4患病，其余正常者中约 2/3为携带者 4. 系谱中常见散发或隔代遗传 5. 近亲婚配时，子女发病率较随机婚配明显增高,一、AR系谱特点：,38,1例白化病系谱图,39,二、近亲结婚和亲缘系数,近亲结婚：是指在3-4代以内有共同祖先的个体之间的婚配 亲缘系数：是指有共同祖先的两个人，在某一位点上有同一基因的概率,40,亲属之间的亲缘系数,41,第四节 性连锁遗传,性连锁遗传：决定性状或疾病的基因位于性染色体(X或Y染色体)上，其传递与性别有关 分为X连锁遗传和Y连锁遗传,42,X连锁遗传：位于X染色体上的基因所控制的性状或疾病的遗传方式。412种 根据基因的性质可分为：X连锁隐性遗传和X连锁显性遗传。 在X连锁遗传中，男性为半合子(hemizygote)。 X连锁遗传中，男性的X连锁基因只能来自母亲，传给女儿，为交叉遗传。,一、 X连锁遗传,43,常见有：抗维生素D性佝偻病、遗传性肾炎、口面指综合症、色素失调症等十多种男性发病率=致病基因频率女性的发病率= 2男性发病率 女性患者多为杂合子，正常基因功能补偿，病情轻,1、X连锁显性遗传病（ X-linked dominant inheritance， XD）,44,常见的遗传关系之一： XD病女性患者和正常男性婚配,XAXa XaYXa XA Xa YXaXa XaY XAXa XAY 正常 正常 患者 患者,45,常见的遗传关系之二： XD病正常女性和男性患者婚配,46,1、患者双亲之一患病 2、女性患者多于男性患者 3、母亲患病，儿女各1/2可能患病；父亲患病，女儿都患病，儿子都正常 4、系谱中可见连续遗传,XD的系谱特点：,47,抗维生素D性佝偻病系谱,48,2、X连锁隐性遗传病(X-linked recessive inheritance，XR) 男性只要X染色体上有隐性致病基因即可患病，女性必须纯合才发病。男性发病率=致病基因频率女性的发病率=致病基因频率的乘方例如：人类的红绿色盲是X连锁隐性遗传病，在中国人群中，男性发病率为7%，女性发病率为0.49%，携带者频率为14%,49,常见的XR病：甲型血友病、红绿色盲、肌营养不良症（DMD）、蚕豆病、睾丸女性化综合征、自毁容貌综合征等,Hemophilia A,50,自毁容貌综合征,51,常见的遗传关系之一：XR病女性携带者和正常男性婚配,52,常见的遗传关系之二： XR病正常女性和男性患者婚配,53,常见的遗传关系之三： XR病女性携带者和男性患者婚配,54,XR的系谱特点： 1、患者男性远多于女性; 2、双亲无病时，儿子可能患病，女儿不患病，如果儿子患病，母亲肯定是携带者; 3、女儿是患者，父亲一定是患者，母亲一定是携带者； 4、由于交叉遗传，男性患者的兄弟、舅父(或外甥)、外祖父(或外孙)、姨表兄弟可能患病，其他人一般不会患病; 5、系谱中一般不连续传递，常见隔代遗传。,55,56,57,58,59,Y连锁遗传：是指位于Y染色体上的基因所控制的性状或疾病的遗传方式 Y连锁的遗传基因，只能由父亲传给所有的儿子，又称全男性遗传(holandric inheritance),二、Y连锁遗传,60,大多与睾丸形成、性别决定有关系。已知的有：H-Y抗原、睾丸决定因子（即性别决定区）、无精子因子、外耳道多毛症等,61,第五节 影响单基因遗传病发病的因素,一、表现度(expressivity)：某一基因在个体中的表现程度。-基因已经表达 二、外显率(penetrance)：群体中，某一基因型在特定的环境中形成相应表型的百分率。-基因是否表达 外显率100%为完全外显，100%为不完全外显(外显不全),62,四、基因多效性 由于基因产物在体内的复杂代谢，常常导致一种基因可以控制或影响多个性状的发生。,五、遗传异质性 指同一遗传病在不同的家族中可以由不同的遗传改变而引起，简单地说就是表型相同而基因型不同的现象。先天性聋哑,三、表型模拟是指由环境因素改变而引起的表现改变，与某种基因型所产生的表型十分相似的现象。-基因型不变 风疹病毒导致聋哑患儿,genic pleiotropy,genetic heterogeneity,phenocopy,63,六、遗传早现：一些遗传病在连续几代的遗传中，发病年龄提前且病情严重程度增加的现象，又称早发现象(anticipation) 遗传性小脑性运动共济失调综合征 七、限性遗传( sex-limited inheritance):常染色体遗传的基因，只在某种性别中表现的现象。如子宫阴道积水症 八、遗传印记(genetic imprinting):一个个体的同源染色体(或等位基因)因分别来自其父方或母方，而表现出功能上的差异，因此当它们其一发生改变时，所形成的表型也有不同。,64,小结,掌握系谱及系谱分析法 掌握单基因病的遗传方式：常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X、Y连锁遗传 掌握常染色体隐性遗传病发病风险估算：亲缘系数 掌握单基因遗传几个异常特性的概念 熟悉遗传学的基本规律,65,复习思考题,名词解释：性状，基因型，携带者，不完全显性，不规则显性，表现度，外显率，共显性，延迟显性，从性显性，表型模拟，基因的多效性，遗传异质性，限性遗传，遗传印记 简答AD和AR的系谱特点，比较AD与AR系谱的共同特点。 何为表现度？何为外显率？请各举一例以示两者的区别。 李某的叔父患苯丙酮尿症，李某如和他的姑表妹结婚，其子女患苯丙酮尿症的风险是多大？请绘出系谱图、列出计算过程和结果。（注：除李某叔父外，家族中未有该病患者）,