遗传分子基础白底.pptx

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1、 医学遗传学第一节 基因的概念第1页/共36页 医学遗传学 一一一一个个个个基基基基因因因因不不不不仅仅仅仅包包包包括括括括编编编编码码码码蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质多多多多肽肽肽肽链链链链或或或或RNARNARNARNA的的的的核核核核酸酸酸酸序序序序列列列列，而而而而且且且且包包包包括括括括为为为为保保保保证证证证转转转转录录录录所所所所必必必必需需需需的的的的调调调调控控控控序序序序列列列列，5 5 5 5 非非非非编编编编码码码码序序序序列列列列、内内内内含含含含子子子子及及及及3 3 3 3 非翻译序列等所有核苷酸序列。非翻译序列等所有核苷酸序列。非翻译序列等所有核苷酸序列。非翻译序列

2、等所有核苷酸序列。vv基基基基因因因因（genegenegenegene）：一一一一个个个个基基基基因因因因是是是是编编编编码码码码一一一一条条条条多多多多肽肽肽肽链链链链或或或或功能功能功能功能RNARNARNARNA所必需的全部核苷酸序列。所必需的全部核苷酸序列。所必需的全部核苷酸序列。所必需的全部核苷酸序列。第2页/共36页 医学遗传学 基因分为基因分为基因分为基因分为3 3 3 3类：类：类：类：1 1 1 1、蛋白质基因：蛋白质基因：蛋白质基因：蛋白质基因：其最终产物为蛋白质其最终产物为蛋白质其最终产物为蛋白质其最终产物为蛋白质 （1 1 1 1）结构基因（）结构基因（）结构基因（）

3、结构基因（structural genesstructural genesstructural genesstructural genes）（2 2 2 2）调节基因（）调节基因（）调节基因（）调节基因（regulatory genesregulatory genesregulatory genesregulatory genes）2 2 2 2、RNARNARNARNA基因：基因：基因：基因：其最终产物是其最终产物是其最终产物是其最终产物是RNARNARNARNA （1 1 1 1）核糖体）核糖体）核糖体）核糖体RNARNARNARNA基因（基因（基因（基因（rRNArRNArRNArRNA

4、基因）基因）基因）基因）（2 2 2 2）转运）转运）转运）转运RNARNARNARNA基因（基因（基因（基因（tRNAtRNAtRNAtRNA基因）基因）基因）基因）vv基基基基因因因因（genegenegenegene）：一一一一个个个个基基基基因因因因是是是是编编编编码码码码一一一一条条条条多多多多肽肽肽肽链链链链或或或或功能功能功能功能RNARNARNARNA所必需的全部核苷酸序列。所必需的全部核苷酸序列。所必需的全部核苷酸序列。所必需的全部核苷酸序列。第3页/共36页 医学遗传学 基因分为基因分为基因分为基因分为3 3 3 3类：类：类：类：3 3 3 3、不转录的基因：、不转录的基

5、因：、不转录的基因：、不转录的基因：不产生任何产物，对基因表不产生任何产物，对基因表不产生任何产物，对基因表不产生任何产物，对基因表 达起调节控制作用。达起调节控制作用。达起调节控制作用。达起调节控制作用。（1 1 1 1）启动子（）启动子（）启动子（）启动子（promoterpromoterpromoterpromoter）：转录时）：转录时）：转录时）：转录时RNARNARNARNA多聚酶与多聚酶与多聚酶与多聚酶与DNADNADNADNA结合的部位。结合的部位。结合的部位。结合的部位。（2 2 2 2）操纵基因（操纵基因（操纵基因（操纵基因（operatoroperatoroperator

6、operator）：位于结构基因：位于结构基因：位于结构基因：位于结构基因（一个或多个）的前端，与阻遏蛋白或激活（一个或多个）的前端，与阻遏蛋白或激活（一个或多个）的前端，与阻遏蛋白或激活（一个或多个）的前端，与阻遏蛋白或激活蛋白结合，控制结构基因活动的蛋白结合，控制结构基因活动的蛋白结合，控制结构基因活动的蛋白结合，控制结构基因活动的DNADNADNADNA区段。区段。区段。区段。是操纵结构基因的基因。是操纵结构基因的基因。是操纵结构基因的基因。是操纵结构基因的基因。第4页/共36页 医学遗传学第四节 基因突变第5页/共36页 医学遗传学基基因因突突变变（gene gene mutation

7、mutation）：基基因因内内部部碱碱基基对对组组成或排列顺序发生改变。成或排列顺序发生改变。突变体（突变体（mutantmutant）：）：带有突变基因的细胞或个体。带有突变基因的细胞或个体。第6页/共36页 医学遗传学 1 1、稀有性、稀有性 2 2、重演性、重演性 3 3、可逆性、可逆性 4 4、多向性、多向性 5 5、有害性和有利性、有害性和有利性 6 6、突变的时期、突变的时期一、基因突变的特性一、基因突变的特性第7页/共36页 医学遗传学1 1 1 1、自发突变、自发突变、自发突变、自发突变OO物理因素物理因素物理因素物理因素OO化学因素化学因素化学因素化学因素OO生物因素生物因

8、素生物因素生物因素2 2 2 2、诱发突变、诱发突变、诱发突变、诱发突变 碱基类似物碱基类似物碱基的修饰剂碱基的修饰剂DNA插入剂插入剂抗生素抗生素二、基因突变的诱因二、基因突变的诱因第8页/共36页 医学遗传学碱基替换碱基替换碱基替换碱基替换：指指指指一一一一个个个个碱碱碱碱基基基基对对对对被被被被另另另另一一一一个个个个不不不不同同同同的的的的碱碱碱碱基基基基对对对对所所所所替替替替换换换换，为为为为DNADNADNADNA分分分分子子子子中中中中单单单单个碱基的改变，即点突变。个碱基的改变，即点突变。个碱基的改变，即点突变。个碱基的改变，即点突变。转转换换(transition)(tra

9、nsition)：同同类类碱碱基基之之间间的的替替换换，即即嘌呤取代嘌呤、嘧啶取代嘧啶。嘌呤取代嘌呤、嘧啶取代嘧啶。颠颠换换(tranversion)(tranversion)：不不同同类类碱碱基基之之间间的的替替换换，即嘌呤取代嘧啶、嘧啶取代嘌呤。即嘌呤取代嘧啶、嘧啶取代嘌呤。三、基因突变的类型和遗传效应三、基因突变的类型和遗传效应（一）碱基替换（一）碱基替换第9页/共36页 医学遗传学三、基因突变的类型和遗传效应三、基因突变的类型和遗传效应（一）碱基替换（一）碱基替换第10页/共36页 医学遗传学OO同义突变同义突变同义突变同义突变(same sense mutation)(same se

10、nse mutation)(same sense mutation)(same sense mutation)碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在编码区编码区编码区编码区可出现的效应：可出现的效应：可出现的效应：可出现的效应：例：例：DNA DNA GC GCG G GC GCA A mRNA mRNA CG CGC C CG CGU U （精氨酸）（精氨酸）（精氨酸）（精氨酸）三、基因突变的类型和遗传效应三、基因突变的类型和遗传效应（一）碱基替换（一）碱基替换第11页/共36页 医学遗传学OO同义突变同义突变同义突变同义突变(same sense mutation)(sa

11、me sense mutation)(same sense mutation)(same sense mutation)OO错义突变错义突变错义突变错义突变(missense mutation)(missense mutation)(missense mutation)(missense mutation)例：正常血红蛋白例：正常血红蛋白链的第链的第6 6位氨基酸位氨基酸 G GA AA A或或G GA AG GG GU UA A或或G GU UG G 谷氨酸谷氨酸 缬氨酸缬氨酸 HbA HbSHbA HbS（导致镰形细胞性贫血）（导致镰形细胞性贫血）三、基因突变的类型和遗传效应三、基因突变的

12、类型和遗传效应（一）碱基替换（一）碱基替换碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在编码区编码区编码区编码区可出现的效应：可出现的效应：可出现的效应：可出现的效应：第12页/共36页 医学遗传学OO同义突变同义突变同义突变同义突变(same sense mutation)(same sense mutation)(same sense mutation)(same sense mutation)OO错义突变错义突变错义突变错义突变(missense mutation)(missense mutation)(missense mutation)(missense mutation)

13、OO无义突变无义突变无义突变无义突变(nonsense mutation)(nonsense mutation)(nonsense mutation)(nonsense mutation)例：例：DNA DNA AT ATG G AT ATT T mRNA mRNA UA UAC C UA UAA A （酪氨酸）（终止信号）（酪氨酸）（终止信号）三、基因突变的类型和遗传效应三、基因突变的类型和遗传效应（一）碱基替换（一）碱基替换碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在编码区编码区编码区编码区可出现的效应：可出现的效应：可出现的效应：可出现的效应：第13页/共36页 医学遗传学O

14、O同义突变同义突变同义突变同义突变(same sense mutation)(same sense mutation)(same sense mutation)(same sense mutation)OO错义突变错义突变错义突变错义突变(missense mutation)(missense mutation)(missense mutation)(missense mutation)OO无义突变无义突变无义突变无义突变(nonsense mutation)(nonsense mutation)(nonsense mutation)(nonsense mutation)OO终止密码突变终止密

15、码突变终止密码突变终止密码突变(termination codon mutation)(termination codon mutation)(termination codon mutation)(termination codon mutation)三、基因突变的类型和遗传效应三、基因突变的类型和遗传效应（一）碱基替换（一）碱基替换碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在编码区编码区编码区编码区可出现的效应：可出现的效应：可出现的效应：可出现的效应：第14页/共36页 医学遗传学碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在编码区编码区编码区编码区可出现的效应：可

16、出现的效应：可出现的效应：可出现的效应：碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在碱基替换发生在非编码区非编码区非编码区非编码区可出现的效应可出现的效应可出现的效应可出现的效应:1 1 1 1、突变改变内含子外显子接头序列，会影响初级、突变改变内含子外显子接头序列，会影响初级、突变改变内含子外显子接头序列，会影响初级、突变改变内含子外显子接头序列，会影响初级RNARNARNARNA剪接；剪接；剪接；剪接；2 2 2 2、突变改变侧翼序列的保守序列，会影响、突变改变侧翼序列的保守序列，会影响、突变改变侧翼序列的保守序列，会影响、突变改变侧翼序列的保守序列，会影响RNARNARNARNA转录；转录

17、；转录；转录；3 3 3 3、突变改变非翻译区的保守序列，会影响肽链合成。、突变改变非翻译区的保守序列，会影响肽链合成。、突变改变非翻译区的保守序列，会影响肽链合成。、突变改变非翻译区的保守序列，会影响肽链合成。三、基因突变的类型和遗传效应三、基因突变的类型和遗传效应（一）碱基替换（一）碱基替换第15页/共36页 医学遗传学（二）移码突变（二）移码突变（frame shift mutationframe shift mutation）移移码码突突变变：指指DNADNA分分子子中中插插入入或或缺缺失失一一个个或或几几个个碱碱基基对对，从从而而使使该该碱碱基基对对下下游游的的DNADNA读读码顺序

18、码顺序发生发生改变改变所造成的突变。所造成的突变。三、基因突变的类型和遗传效应三、基因突变的类型和遗传效应（一）碱基替换（一）碱基替换第16页/共36页 医学遗传学移码突变移码突变 酪酪酪酪 丝丝丝丝 脯脯脯脯 苏苏苏苏 谷谷谷谷 色色色色 谷谷谷谷UACUAC AGUAGU CCU CCU ACAACA GAAGAA UGGUGG GAGGAGUACUAC AAGAAG U UCC CC U UACAC A AGAGA A AUG UG GGGAGA GG 酪酪酪酪 精精精精 丝丝丝丝 酪酪酪酪 精精精精 亮亮亮亮 甘甘甘甘UACUAC GUGUC CUC CUA A CACAGG AAAA

19、U U GGGGGG AGAG 酪酪酪酪 缬缬缬缬 亮亮亮亮 谷酰谷酰谷酰谷酰 天酰天酰天酰天酰 甘甘甘甘A A第17页/共36页 医学遗传学（二）移码突变（二）移码突变（frame shift mutationframe shift mutation）动动动动态态态态突突突突变变变变：是是是是指指指指存存存存在在在在于于于于基基基基因因因因编编编编码码码码区区区区或或或或非非非非翻翻翻翻译译译译区区区区中中中中的的的的短短短短串串串串联联联联重重重重复复复复序序序序列列列列（尤尤尤尤其其其其是是是是三三三三核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸重重重重复复复复序序序序列列列列）的的的的重重重重复复复复次次

20、次次数数数数在在在在一一一一代代代代一一一一代代代代传传传传递递递递过过过过程程程程中中中中明明明明显显显显增增增增加加加加的的的的现现现现象象象象，其其其其结果将导致某种遗传病的发生。结果将导致某种遗传病的发生。结果将导致某种遗传病的发生。结果将导致某种遗传病的发生。（三）动态突变（三）动态突变（dynamic mutationdynamic mutation）三、基因突变的类型和遗传效应三、基因突变的类型和遗传效应（一）碱基替换（一）碱基替换第18页/共36页 医学遗传学动态突变动态突变vFra X syndrome （CGG）nn=6 54；normaln=60 200；pre-muta

21、tionn=200；patient第19页/共36页 医学遗传学第五节 DNA损伤的修复第20页/共36页 医学遗传学光修复(photo-repair)又称光逆转。是指利用可见光激活光复活酶，修复嘧啶二聚体。一、光修复一、光修复第21页/共36页 医学遗传学切除修复(excision repair)：是一种多步骤的酶促反应过程。包括“切-补-切-封”四个步骤。二、切除修复二、切除修复第22页/共36页 医学遗传学复制后修复（postreplication repair）又称为重组修复（recombination repair）。三、复制后修复三、复制后修复第23页/共36页 医学遗传学1、掌握

22、 基因突变的概念、类型和遗传效应基因突变的概念、类型和遗传效应。2、熟悉 基因突变的特性；基因突变的诱因；基因突变的特性；基因突变的诱因；基因突变的修复基因突变的修复。小小 结结第24页/共36页 医学遗传学vv1 1、什什么么是是基基因因突突变变？基基因因突突变变有有哪哪些些类类型型？每种类型可产生哪些效应？每种类型可产生哪些效应？复习思考题及作业复习思考题及作业 第25页/共36页 医学遗传学第四章第四章 单基因遗传病单基因遗传病自学：遗传的三大定律自学：遗传的三大定律下次课预习要点下次课预习要点 第26页/共36页 医学遗传学谢 谢第27页/共36页 医学遗传学稀有性稀有性突变率（mut

23、ation rate）：指在特定的条件下一个细胞的某一基因在一个世代中发生突变的概率。v基因突变率很低，一般只有百万分之几，常用每基因突变率很低，一般只有百万分之几，常用每百万个基因中有百万个基因中有n n个基因发生了突变来表示，即：个基因发生了突变来表示，即：n10n106 6基因基因/代代。第28页/共36页 医学遗传学 重演性：相同的基因突变可以重复出现在同一种生物的不同个体上。重演性重演性第29页/共36页 医学遗传学野生型野生型突变型突变型正向突变正向突变 反向突变反向突变（回复突变）（回复突变）可逆性可逆性第30页/共36页 医学遗传学野生型野生型突变型突变型N突变型突变型1突变型

24、突变型2突变型突变型3复复等等位位基基因因多向性多向性第31页/共36页 医学遗传学基因突变基因突变有害性有害性有利性有利性中性突变中性突变有害性和有利性有害性和有利性第32页/共36页 医学遗传学基因突变可发生在生物个体发育任何时期（体细胞、生殖细胞），突变时期不同，其表现也不相同。生殖细胞突变形成突变配子，后代出现突变型个体；体细胞突变形成突变体细胞，引起组织器官变异。生殖细胞突变率高于体细胞。突变的时期突变的时期第33页/共36页 医学遗传学 5-5-溴尿嘧啶掺入引起溴尿嘧啶掺入引起DNADNA碱基对的改变碱基对的改变 烯醇式烯醇式酮式酮式第34页/共36页 医学遗传学亚硝酸引起碱基配对错误亚硝酸引起碱基配对错误 次黄嘌呤次黄嘌呤尿嘧啶尿嘧啶第35页/共36页 医学遗传学感谢您的观看！第36页/共36页