医学遗传学南方医科大学多因子遗传.pptx
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1、核心观点核心观点 多基因遗传病的遗传方式与单基因遗传病多基因遗传病的遗传方式与单基因遗传病有很大差别,同时该类疾病还受环境因子的有很大差别,同时该类疾病还受环境因子的影响。掌握对多基因病再发风险的估算影响。掌握对多基因病再发风险的估算内容内容 1 1、数量性状的多基因遗传、数量性状的多基因遗传 2 2、多基因遗传病再发风险的估算、多基因遗传病再发风险的估算 第1页/共68页n数量性状的遗传基础是两对以上的基因数量性状的遗传基础是两对以上的基因n各基因间为共显性各基因间为共显性n每个基因对表型作用微小每个基因对表型作用微小,但有累积效应但有累积效应n数数量量性性状状的的形形成成受受微微效效基基因
2、因和和环环境境因因素素的双重影响的双重影响多基因假说多基因假说第2页/共68页基因基因特点特点u等等显性显性(co-dominant)u微微效基因效基因(minorgene)u累加累加效应效应(additiveeffect)u主基因主基因(majorgene)第3页/共68页多基因遗传的定义和特点多基因遗传的定义和特点第4页/共68页基本概念基本概念多基因遗传(多基因遗传(polygenicinheritance):):表型性状不是由一对等位基因决定,而是表型性状不是由一对等位基因决定,而是由多对等位基因共同作用决定,这种性状的由多对等位基因共同作用决定,这种性状的遗传方式称为多基因遗传。多基
3、因遗传性状遗传方式称为多基因遗传。多基因遗传性状除受基因作用外,还受环境因素影响,是遗除受基因作用外,还受环境因素影响,是遗传与环境两种因素结合形成的,因此又称为传与环境两种因素结合形成的,因此又称为多因子遗传(多因子遗传(multi-factorialinheritance)第5页/共68页第6页/共68页数量性状(数量性状(quantitativecharacter):):若性状表现为连续变异,表型可用若性状表现为连续变异,表型可用一个指标连续度量时叫数量性状,它是一个指标连续度量时叫数量性状,它是由多对作用微小的、累加的等位基因与由多对作用微小的、累加的等位基因与环境共同作用所形成的性状
4、。环境共同作用所形成的性状。第7页/共68页多基因遗传性状变异的分布多基因遗传性状变异的分布人人员员数数(千千)身高身高(m)(m)平平均均值值第8页/共68页HeightasaMultifactorialTrait第9页/共68页*医学遗传学CAI教学 *10第10页/共68页11你认为姚明和叶莉你认为姚明和叶莉的孩子身高会有姚明高吗的孩子身高会有姚明高吗?身高身高:7英尺英尺5英寸英寸(2.26米米);体重体重:296磅磅(134kg)生日:生日:1980年年9月月12日日第11页/共68页 2023/2/2212姚XX2.36米,比常人高出一大截,鞋穿78码第12页/共68页 2023/
5、2/22地地方方性性克克汀汀病病遗传性垂体性侏儒I型第13页/共68页影响身材发育的环境因素影响身材发育的环境因素如营养好坏、阳光充足与否、是否进如营养好坏、阳光充足与否、是否进行体育锻炼。这三对环境因素随机组合的结行体育锻炼。这三对环境因素随机组合的结果,其相应频数组成柱形图,同样可连成一果,其相应频数组成柱形图,同样可连成一条接近正态分布的曲线。条接近正态分布的曲线。遗传因素和环境条件二者组合,使数遗传因素和环境条件二者组合,使数量性状的表现型出现数量级差,其分布接近量性状的表现型出现数量级差,其分布接近于正态分布曲线。于正态分布曲线。第14页/共68页质量性状(质量性状(qualitat
6、ivecharacter):):单基因遗传的性状称为质量性状,性单基因遗传的性状称为质量性状,性状变异在一个群体的分布是不连续的,在状变异在一个群体的分布是不连续的,在群体中往往可以分出具有和不具有该性状群体中往往可以分出具有和不具有该性状的的2-3个小群体个小群体(全或无)。全或无)。第15页/共68页完全显性完全显性共显性共显性第16页/共68页第17页/共68页 微效基因(微效基因(minorgene):):多基因遗传方式中,每对等位基因彼多基因遗传方式中,每对等位基因彼此间没有显隐性的区别,而是共显性,此间没有显隐性的区别,而是共显性,这些等位基因对该遗传性状形成的作用这些等位基因对该
7、遗传性状形成的作用微小,所以称为微效基因。微小,所以称为微效基因。第18页/共68页累积效应(累积效应(additiveeffect):):多基因遗传的多对等位基因的微效作多基因遗传的多对等位基因的微效作用累加起来,从而形成一个明显的表型用累加起来,从而形成一个明显的表型效应,这种现象称为累积效应。效应,这种现象称为累积效应。第19页/共68页三、数量性状的多基因遗传三、数量性状的多基因遗传AABBCCAABBCCAABBCCF1(195cm)(135cm)(165cm)例:身高的多基因遗传例:身高的多基因遗传第20页/共68页子子1 1代结合产生子代结合产生子2 2代各基因型比例代各基因型比
8、例第21页/共68页子2代身高变异分布第22页/共68页回归现象(regression)第23页/共68页例:肤色的多基因遗传例:肤色的多基因遗传AABBCC-verydark.aabbcc-verylight.AaBbCc-intermediateshade.第24页/共68页GametesABCABcAbCAbcaBCaBcabCabcABC65545443ABc54434332AbC54434332Abc43323221aBC54434332aBc43323221abC43323221abc32212110Table.Polygenicinheritanceinpeopleshowing
9、acrossbetweentwomulattoparents(AaBbCcxAaBbCc).Theoffspringcontainsevendifferentshadesofskincolorbasedonthenumberofcapitallettersineachgenotype.第25页/共68页多基因遗传病多基因遗传病多基因遗传病多基因遗传病PolygenicdisordersMultifactorialinheriteddisordersComplexdiseases第26页/共68页什么是多基因病什么是多基因病多基因病多基因病(polygenicdisorders):遗传疾病的发生
10、不是由一对等位基因决定,遗传疾病的发生不是由一对等位基因决定,而是由两对或两对以上的等位基因所决定,而是由两对或两对以上的等位基因所决定,因此这类疾病称为多基因病,同时疾病的形因此这类疾病称为多基因病,同时疾病的形成还受环境因子的影响,也称为多因子疾病成还受环境因子的影响,也称为多因子疾病(multi-factorialdisorders)。第27页/共68页多基因遗传病的特点 1发病率较高,多为常见病。发病率较高,多为常见病。发病率大多超过发病率大多超过1/1000。有明显家族倾向,但不符合单基因病的有明显家族倾向,但不符合单基因病的遗传方式,患者同胞发病率常远低于单遗传方式,患者同胞发病率
11、常远低于单基因病基因病(1/2,1/4),为,为1-10%。有些多基因病的发病率有种族差异。有些多基因病的发病率有种族差异。第28页/共68页环境因素作用较明显,又称多因子遗传病。环境因素作用较明显,又称多因子遗传病。近亲婚配时子女发病风险增高,但不如近亲婚配时子女发病风险增高,但不如常染色体隐性遗传那样显著。这可能与常染色体隐性遗传那样显著。这可能与多基因的累加作用有关。多基因的累加作用有关。多基因遗传病的特点多基因遗传病的特点2第29页/共68页环境对多基因遗传病的影响环境对多基因遗传病的影响第30页/共68页多基因病的遗传学基础多基因病的遗传学基础(1)涉及多对不同位点的易感基因;)涉及
12、多对不同位点的易感基因;(2)易感基因无显、隐性之分)易感基因无显、隐性之分(3)每对易感基因的作用是微效的,)每对易感基因的作用是微效的,各对基因作用是累加的;各对基因作用是累加的;(4)易感基因和环境共同作用(包括)易感基因和环境共同作用(包括体内环境和体外环境),从而产体内环境和体外环境),从而产生明显的疾病表型。生明显的疾病表型。第31页/共68页易感性(易感性(susceptibility):由个体的遗传基础):由个体的遗传基础决定的一个个体患病的风险称为易感性。决定的一个个体患病的风险称为易感性。二、易患性与发病阈值二、易患性与发病阈值易患性(易患性(liability):):由遗
13、传因素和环境因素由遗传因素和环境因素共同作用并决定一个个体是否易患某种遗共同作用并决定一个个体是否易患某种遗传病的可能性则称为易患性。传病的可能性则称为易患性。第32页/共68页注注意意一个个体的易患性是无法测量的,一个群一个个体的易患性是无法测量的,一个群体的易患性平均值可以由该群体的患病率体的易患性平均值可以由该群体的患病率作出估计。群体的患病率高,说明该群体作出估计。群体的患病率高,说明该群体的易患性高,携带的易感基因数目多。的易患性高,携带的易感基因数目多。第33页/共68页阈值(阈值(threshold):):由易患性决定的多基由易患性决定的多基因病的发病的最低限度称为阈值。因病的发
14、病的最低限度称为阈值。(在一定条件下,阈值代表造成发病(在一定条件下,阈值代表造成发病所必需的、最少的有关基因数量)所必需的、最少的有关基因数量)注意:阈值来自对某一疾病在某一群体中注意:阈值来自对某一疾病在某一群体中的患病率的调查,目的是对多基因遗的患病率的调查,目的是对多基因遗传病后代复发风险做出估算。传病后代复发风险做出估算。第34页/共68页易易患患性阈性阈值值模模型型易患性易患性人人 数数阈值阈值患者患者平均值平均值第35页/共68页人人数数舒张压舒张压 40 60 90 130 mmHg正常个体正常个体阈值阈值例:原发性高血压例:原发性高血压图图 高血压的易患性和阈值高血压的易患性
15、和阈值高血压患者高血压患者第36页/共68页 例:群体易患性平均值与阈值的关系例:群体易患性平均值与阈值的关系 群体易患性平均值与阈值相距越远群体易患性平均值与阈值相距越远(越近越近),则发病率越低,则发病率越低(越高越高)。易易患患性性平平均均值值阈值阈值易患性易患性 低低 高高阈值阈值 低低 高高 发病率发病率2.3%2.3%发病率发病率0.13%0.13%第37页/共68页遗传度(遗传度(heritability):是指多基因累加):是指多基因累加效应对疾病易患性变异的贡献大小。遗传效应对疾病易患性变异的贡献大小。遗传度愈大,表明遗传因素对病因的贡献愈大,度愈大,表明遗传因素对病因的贡献
16、愈大,遗传度一般用百分率(遗传度一般用百分率(%)来表示。)来表示。遗传度高(遗传度高(7080%):控制环境因素较难控制发病控制环境因素较难控制发病遗传度低(遗传度低(3040%):控制环境因素较易控制发病控制环境因素较易控制发病遗传度及其估算遗传度及其估算第38页/共68页遗传度估算的注意事项遗传度估算的注意事项遗传度是群体统计量,用于个体无意义遗传度是群体统计量,用于个体无意义(如某病遗传度(如某病遗传度50%50%,不是指某个患者的发,不是指某个患者的发病一半由遗传控制,一半由环境决定;而病一半由遗传控制,一半由环境决定;而应该说疾病的总变异中,应该说疾病的总变异中,50%50%与遗传
17、差异有与遗传差异有关,关,50%50%与环境差异有关)与环境差异有关)第39页/共68页u遗传度估算值由特定环境的特定人群发病率估算得到,不宜外推到其他人群遗传度估算值由特定环境的特定人群发病率估算得到,不宜外推到其他人群和环境;和环境;u遗传度的估算仅适合于没有遗传异质性,也没有主基因效应的多基因遗传疾遗传度的估算仅适合于没有遗传异质性,也没有主基因效应的多基因遗传疾病。病。遗传度估算的注意事项遗传度估算的注意事项第40页/共68页病名病名群体发病率群体发病率(%)(%)患者一级亲属发病率患者一级亲属发病率(%)(%)男:女男:女遗传率遗传率唇裂唇裂腭裂腭裂0.170.174 41 16 6
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