遗传学第一章绪论课件.ppt
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1、2绪绪 论论医学遗传学研究的对象医学遗传学研究的对象医学遗传学研究的范围医学遗传学研究的范围遗传病的概念和遗传病的概念和分类分类医学遗传学发展简史医学遗传学发展简史医学遗传学分科医学遗传学分科走进基因组医学时代走进基因组医学时代3第一节第一节 医学遗传学研究的对象和范围医学遗传学研究的对象和范围 一、遗传与变异一、遗传与变异 1.1.遗传遗传(Hereditary):子代和亲代之间在形态构造、生理机能特点上都子代和亲代之间在形态构造、生理机能特点上都相似相似的的现象。现象。有其父必有其子有其父必有其子62.2.变异变异(Variance):亲代和子代之间,以及子代个体间的性状亲代和子代之间,以
2、及子代个体间的性状差异差异。“母生九子,各有不同母生九子,各有不同”“种瓜得豆,种豆得瓜种瓜得豆,种豆得瓜”基因工程基因工程遗传遗传和和变异变异是生物界普遍现象,是生物界普遍现象,表现型与环境影响密不可分。表现型与环境影响密不可分。7二、医学遗传学二、医学遗传学研究的对象和范围研究的对象和范围n遗传学遗传学(Genetics):研究生物遗传物质及其变化规律。:研究生物遗传物质及其变化规律。n人类遗传学人类遗传学(Human Genetics):广泛地探讨:广泛地探讨人类性状人类性状的遗的遗传和变异的规律及物质基础。传和变异的规律及物质基础。n医学遗传学医学遗传学(Medical Genetic
3、s):遗传学与医学结合产生遗传学与医学结合产生的边缘学科,研究的边缘学科,研究疾病疾病产生的遗传机制、遗传方式及其产生的遗传机制、遗传方式及其诊治和预防的策略和措施。诊治和预防的策略和措施。遗传病遗传病的基本特征的基本特征遗传物质变化遗传物质变化突变。突变。人类疾病在一定程度上都人类疾病在一定程度上都和遗传有关和遗传有关。8 第二节第二节 遗传病的概念和分类遗传病的概念和分类一、一、遗传病(遗传病(Genetic diseases):遗传物质发生):遗传物质发生突变突变所引所引起的疾病。起的疾病。垂直传递垂直传递 特点特点:终生性终生性 遗传物质突变遗传物质突变 102.2.遗传病遗传病 vs
4、.家族性疾病家族性疾病&先天性疾病先天性疾病n家族性家族性疾病疾病(Familial disease):大多数遗传病呈家族聚集现象;大多数遗传病呈家族聚集现象;某些遗传病为散发性,仅有先证者发病;某些遗传病为散发性,仅有先证者发病;某些环境因素致病亦有家族聚集现象。某些环境因素致病亦有家族聚集现象。n先天性疾病先天性疾病(Congenital disease):指出生时既表现出来指出生时既表现出来的疾病的疾病;大多数遗传病都是先天的,出生前致病基因已经表达;大多数遗传病都是先天的,出生前致病基因已经表达;某些遗传病需发育到一定年龄出现表型;某些遗传病需发育到一定年龄出现表型;某些先天畸形为环境
5、因素所致。某些先天畸形为环境因素所致。11二、遗传病分类:二、遗传病分类:染色体病染色体病:染色体数目和结构异常:染色体数目和结构异常自然流产。自然流产。单基因病单基因病:单个基因突变单个基因突变(孟德尔方式孟德尔方式)儿童。儿童。多基因病多基因病:遗传因素:遗传因素&环境因素共同作用。环境因素共同作用。体细胞遗传病体细胞遗传病:体细胞:体细胞 肿瘤癌。肿瘤癌。线粒体病线粒体病:能量代谢:能量代谢 神经肌肉神经肌肉 母系遗传。母系遗传。131.1.染色体病染色体病 常表现为生长迟缓、智力低下和身体器官异常的复杂常表现为生长迟缓、智力低下和身体器官异常的复杂综合征综合征(syndrome)。n数
6、目异常数目异常:常染色体常染色体 21三体综合征,三体综合征,47,XY/XX,+21 性染色体性染色体 Turner综合征综合征45,X45,Xn结构异常结构异常:常染色体常染色体 5p5p-,猫叫综合征,猫叫综合征 性染色体性染色体 脆性脆性X X染色体综合征染色体综合征153.3.多基因病多基因病n多基因交互作用:多基因交互作用:主基因主基因&微效基因微效基因 与环境因素交互作用与环境因素交互作用 n常见复杂常见复杂疾病疾病:唇腭裂、精神分裂症、唇腭裂、精神分裂症、高血压、糖尿病、先心病高血压、糖尿病、先心病 消化性溃疡等。消化性溃疡等。165.5.线粒体病线粒体病n突变发生在特定体细胞
7、,而非生殖细胞,不传递突变发生在特定体细胞,而非生殖细胞,不传递给后代。给后代。n实例:实例:恶性恶性恶性恶性肿瘤肿瘤、白血病。、白血病。、白血病。、白血病。4.4.体细胞遗传病体细胞遗传病n突变发生在线粒体突变发生在线粒体DNA中,一般由母亲传递给后中,一般由母亲传递给后代。代。n实例:实例:Leber视神经病。视神经病。18第三节第三节 医学遗传学分科和发展简史医学遗传学分科和发展简史n现代科学的迅猛发展,新概念、新技术的不断引进,现代科学的迅猛发展,新概念、新技术的不断引进,医学遗传学发展十分迅速,从群体医学遗传学发展十分迅速,从群体 个体个体 细胞细胞 分子水平。分子水平。n同时向基础
8、及临床许多学科渗透,进而形成了许多同时向基础及临床许多学科渗透,进而形成了许多与之密切相关的其它遗传学分支。与之密切相关的其它遗传学分支。19一、医学遗传学分科一、医学遗传学分科 1 1、临床遗传学、临床遗传学 研究临床各种遗传病的诊断、产前诊断、预防、遗研究临床各种遗传病的诊断、产前诊断、预防、遗传咨询以及治疗。传咨询以及治疗。例如:例如:二院二院 临床遗传科临床遗传科 :Down综合征综合征,代谢病;细胞遗传,代谢病;细胞遗传学诊断学诊断(FISH),突变检测,产前诊断。,突变检测,产前诊断。医学遗传教研室:常见单基因病(医学遗传教研室:常见单基因病(DMD、血友病、血友病、PKU)、性别
9、异常的分子遗传学诊断,产前诊断。)、性别异常的分子遗传学诊断,产前诊断。202 2、细胞遗传学、细胞遗传学 研究人类染色体的数目、结构异常与疾病的关系。研究人类染色体的数目、结构异常与疾病的关系。n1923年年 Painter TS,人的染色体数目,人的染色体数目2n=48,性染色体为,性染色体为 XX,XY。n1952年年 徐道觉徐道觉,偶然应用,偶然应用低渗处理低渗处理细胞获得染色体分散良细胞获得染色体分散良好为好为46条,但未能肯定其发现。条,但未能肯定其发现。n1956年年 蒋有兴和蒋有兴和Levan A,证明人的体细胞染色体数为,证明人的体细胞染色体数为46条,条,标志着人类细胞遗传
10、学开始。标志着人类细胞遗传学开始。n1959年年 Lejune J,发现先天愚型是由于多了一条,发现先天愚型是由于多了一条G组染色体,组染色体,即即21三体。三体。n继之发现:继之发现:Turner综合征(综合征(45,X)Klinefelter综合征(综合征(47,XXY)现已明确百余种染色体异常综合征和万余种罕见的异常核型。现已明确百余种染色体异常综合征和万余种罕见的异常核型。213 3、体细胞遗传学、体细胞遗传学 以体外细胞的培养和杂交的方法,研究基因作用、以体外细胞的培养和杂交的方法,研究基因作用、人类基因图的绘制,诱变的本质等。人类基因图的绘制,诱变的本质等。优越性:优越性:1 1)
11、体外培养迅速、大量繁殖传代,可长期保存;)体外培养迅速、大量繁殖传代,可长期保存;2 2)可打破种属界限进行不同种属、不同细胞的杂交;)可打破种属界限进行不同种属、不同细胞的杂交;3 3)可施加各种因素进行研究。)可施加各种因素进行研究。应用:应用:1 1)杂交进行基因定位:)杂交进行基因定位:人人鼠鼠 TK酶基因定位。酶基因定位。2 2)细胞杂交:单克隆抗体的制备。)细胞杂交:单克隆抗体的制备。3 3)抑制基因研究:肿瘤细胞)抑制基因研究:肿瘤细胞正常细胞正常细胞失去肿瘤特征。失去肿瘤特征。4 4)克隆羊、牛、猴、鼠及猪。)克隆羊、牛、猴、鼠及猪。224 4、生化遗传学、生化遗传学n1902
12、年,年,Garrod AE 分离出尿黑酸尿病患者的尿中尿黑酸,证实该病由于分离出尿黑酸尿病患者的尿中尿黑酸,证实该病由于代谢异常所致,提出代谢异常所致,提出“先天性代谢缺陷先天性代谢缺陷”。n1949年,年,Pauling L 发现镰状细胞贫血患者发现镰状细胞贫血患者HbHb与正常人电泳的速率不同,与正常人电泳的速率不同,推断其由分子结构改变所致,提出推断其由分子结构改变所致,提出“分子病分子病”的概念。的概念。n1956年,年,Ingram VM 证实了证实了Hbs分子结构的改变是分子结构的改变是链第链第6位由谷位由谷Aa缬缬Aa所致。所致。生化遗传学在此基础上建立和发展,即应用生化的方生化
13、遗传学在此基础上建立和发展,即应用生化的方法研究遗传病的蛋白和酶的变化以及核酸的相应改变。法研究遗传病的蛋白和酶的变化以及核酸的相应改变。24n1967年,年,Khorana等等 破译了全部遗传密码破译了全部遗传密码 n1968年,年,Arber等等 发现了限制性核酸内切酶,推进发现了限制性核酸内切酶,推进了了DNA重组重组技术技术 n1977年,年,Sanger 发明了双脱氧核苷酸测序发明了双脱氧核苷酸测序法法 DNA序列序列分析分析 n1985年,年,Mullis 建立体外扩增建立体外扩增DNA方法(方法(PCR)人工合成人工合成DNA 分子遗传学依据上述理论和技术,研究基因结构、突变、分
14、子遗传学依据上述理论和技术,研究基因结构、突变、表达及调控,阐明遗传病的分子机制,为基因诊断、治疗表达及调控,阐明遗传病的分子机制,为基因诊断、治疗提供手段。提供手段。分子遗传学分子遗传学256 6、肿瘤遗传学、肿瘤遗传学 应用遗传学的基本原理和方法,研究肿瘤发生的遗传应用遗传学的基本原理和方法,研究肿瘤发生的遗传基础,基础,肿瘤的早期诊断、肿瘤的早期诊断、治疗以及预防治疗以及预防提供科学依据。提供科学依据。7 7、群体遗传学、群体遗传学 以群体为研究对象,研究群体中的遗传结构及变化规以群体为研究对象,研究群体中的遗传结构及变化规律,如遗传病的种类、发病率、基因频率和携带者频率,律,如遗传病的
15、种类、发病率、基因频率和携带者频率,以控制遗传病在群体中的播散。以控制遗传病在群体中的播散。其理论依据其理论依据是是1908年年Hardy和和1909年年Weinberg提出的提出的遗传平衡定律。遗传平衡定律。26 8 8、免疫遗传学、免疫遗传学 9 9、药物遗传学、药物遗传学 1010、遗传毒理学、遗传毒理学1111、发育遗传学、发育遗传学 1212、行为遗传学、行为遗传学28 第四节第四节 走进基因组医学时代走进基因组医学时代一、研究热点一、研究热点1.1.基因工程基因工程 20世纪世纪70年代兴起。在核酸限制性内切酶、载体质年代兴起。在核酸限制性内切酶、载体质粒、连接酶和其它修饰酶被陆续
16、发现以后,人类实现粒、连接酶和其它修饰酶被陆续发现以后,人类实现重重组疫苗组疫苗、生物制药生物制药、转基因动转基因动/植物植物等。等。2.2.克隆克隆 对哺乳动物特定发育阶段的核供体(胚胎分裂球或对哺乳动物特定发育阶段的核供体(胚胎分裂球或体细胞核)体细胞核),及相应的核受体(去核的受精卵或成熟的及相应的核受体(去核的受精卵或成熟的卵母细胞)进行体外重构胚胎并移植,从而达到扩繁同卵母细胞)进行体外重构胚胎并移植,从而达到扩繁同基因型哺乳动物种群的目的。基因型哺乳动物种群的目的。29克隆羊多利克隆羊多利(1997.4.23-2003.4.14),),威尔穆特教授威尔穆特教授-克隆羊之父克隆羊之父
17、 1997年年2月,月,威尔穆特等利用绵羊乳腺细胞成功地威尔穆特等利用绵羊乳腺细胞成功地克隆出体细胞核移植后代克隆出体细胞核移植后代-Doly。314.4.基因诊断基因诊断&基因治疗基因治疗n利用分子遗传学的技术方法技术从利用分子遗传学的技术方法技术从DNA水平检测人水平检测人类遗传性疾病的基因缺陷。被广泛地应用于遗传病的类遗传性疾病的基因缺陷。被广泛地应用于遗传病的诊断、产前诊断、个体对某种重大疾病的易感性。诊断、产前诊断、个体对某种重大疾病的易感性。如:地贫、镰状细胞贫血、遗传病产前无创诊断。如:地贫、镰状细胞贫血、遗传病产前无创诊断。n将某种遗传物质转移到患者细胞内,使其体内发挥作将某种
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