醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)電子教案17章

1、 第一章第一章 緒緒 論論 (Introduction) 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)（醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)（medical geneticsmedical genetics）：）： 是應(yīng)用遺傳學(xué)的理論和方法研究人類遺傳性疾是應(yīng)用遺傳學(xué)的理論和方法研究人類遺傳性疾病和人類疾病發(fā)生的遺傳學(xué)問題的一門綜合性學(xué)科。病和人類疾病發(fā)生的遺傳學(xué)問題的一門綜合性學(xué)科。它研究遺傳性疾病的發(fā)生機制、傳遞方式、流行病它研究遺傳性疾病的發(fā)生機制、傳遞方式、流行病學(xué)、診斷、治療、預(yù)后和預(yù)防等問題，為控制遺傳學(xué)、診斷、治療、預(yù)后和預(yù)防等問題，為控制遺傳病的發(fā)生和其在群體中的流行提供理論依據(jù)，并提病的發(fā)生和其在群體中的流行提供理論依據(jù)，并提供遺傳病

2、診斷、治療與預(yù)防的方法和措施，為改善供遺傳病診斷、治療與預(yù)防的方法和措施，為改善人 類 健 康 ， 提 高 人 口 素 質(zhì) 作 出 貢 獻 。人 類 健 康 ， 提 高 人 口 素 質(zhì) 作 出 貢 獻 。第一節(jié)第一節(jié) 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)及其在醫(yī)學(xué)教育中的地位醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)及其在醫(yī)學(xué)教育中的地位 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的研究領(lǐng)域涉及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的研究領(lǐng)域涉及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的各學(xué)科。所以，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)既是一門床醫(yī)學(xué)的各學(xué)科。所以，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)既是一門重要的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程，也是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)重要的基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)課程，也是基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)之間的橋梁課程。學(xué)之間的橋梁課程。 近年來近年來, ,醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)取得了巨大的成就。

3、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)取得了巨大的成就。一、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的分科及發(fā)展簡史一、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的分科及發(fā)展簡史 18651865年孟德爾（年孟德爾（Mendel GMendel G）發(fā)表）發(fā)表了了“植物雜交試驗植物雜交試驗”論文，揭示了生物論文，揭示了生物遺傳性狀的遺傳性狀的分離和自由組合規(guī)律分離和自由組合規(guī)律。奠定。奠定了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。了現(xiàn)代遺傳學(xué)的基礎(chǔ)。 19001900年瑞典學(xué)者年瑞典學(xué)者Landsteiner KLandsteiner K發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了ABOABO血型血型系系統(tǒng)并認(rèn)為是遺傳決定的。以后統(tǒng)并認(rèn)為是遺傳決定的。以后Bernstein FBernstein F闡明闡明ABOABO血血型是受一組型

4、是受一組復(fù)等位基因復(fù)等位基因控制?？刂?。 Mendel G. 19021902年德國醫(yī)生年德國醫(yī)生Garrod AGarrod A研究黑尿病、白化研究黑尿病、白化癥等病，首次提出癥等病，首次提出先天性代謝病先天性代謝病概念，并認(rèn)為這些概念，并認(rèn)為這些病按病按孟德爾定律隱性方式遺傳孟德爾定律隱性方式遺傳。 19081908年年Hardy GHHardy GH和和Weinberg WWeinberg W研究人群中基研究人群中基因頻率的變化，提出因頻率的變化，提出遺傳平衡定律遺傳平衡定律，奠定了群體遺，奠定了群體遺傳學(xué)研究的基礎(chǔ)。傳學(xué)研究的基礎(chǔ)。 19091909年年Nilsson-Ehle HNi

5、lsson-Ehle H研究數(shù)量性狀的遺傳，研究數(shù)量性狀的遺傳，提出提出多基因遺傳理論多基因遺傳理論，為研究常見的多基因遺傳病，為研究常見的多基因遺傳病奠定了基礎(chǔ)。奠定了基礎(chǔ)。 1910 1910年摩爾根年摩爾根（Morgan THMorgan TH）及其學(xué)生發(fā)現(xiàn)）及其學(xué)生發(fā)現(xiàn)果蠅的果蠅的連鎖遺傳連鎖遺傳，將遺傳學(xué)，將遺傳學(xué)研究與細(xì)胞學(xué)研究相結(jié)合，研究與細(xì)胞學(xué)研究相結(jié)合，創(chuàng)立了創(chuàng)立了“染色體遺傳學(xué)說染色體遺傳學(xué)說”。 Morgan TH. 人類細(xì)胞遺傳學(xué)人類細(xì)胞遺傳學(xué) 研究人類染色體的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)以及染色體數(shù)研究人類染色體的正常形態(tài)結(jié)構(gòu)以及染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)異常與染色體病關(guān)系的學(xué)科。目、結(jié)構(gòu)異常

6、與染色體病關(guān)系的學(xué)科。 19231923年年P(guān)ainter TSPainter TS用組織連續(xù)切片分析法研用組織連續(xù)切片分析法研究人類細(xì)胞染色體，首次提出人類體細(xì)胞中染色體究人類細(xì)胞染色體，首次提出人類體細(xì)胞中染色體為為4848條，性染色體為條，性染色體為XXXX，或，或XYXY。 19521952年徐道覺用低滲處理法制備染色體標(biāo)本，年徐道覺用低滲處理法制備染色體標(biāo)本，使染色體制備方法得到重大改進。使染色體制備方法得到重大改進。 19561956年蔣有興和年蔣有興和Levan ALevan A發(fā)現(xiàn)，人類體細(xì)胞染發(fā)現(xiàn)，人類體細(xì)胞染色體數(shù)目為色體數(shù)目為4646。 19591959年年Lejune

7、Lejune J J發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)DownDown綜合征綜合征是是由于細(xì)胞中多了一由于細(xì)胞中多了一條條2121號染色體號染色體-2121三體三體。 Ford CF Ford CF發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)TurnerTurner綜合征綜合征的核型為的核型為4545，X X； Jacob PAJacob PA則發(fā)現(xiàn)則發(fā)現(xiàn)KlinefelterKlinefelter綜合征綜合征的核型的核型為為4747，XXYXXY。 隨后又迅速發(fā)現(xiàn)了其它染色體異常隨后又迅速發(fā)現(xiàn)了其它染色體異常: :PatauPatau綜綜合征合征（1313三體三體）、）、EdwardEdward綜合征綜合征（1818三體三體）等。）等。 1959195

8、9年年Nowell PNowell P在美國費城研究慢性粒細(xì)胞白在美國費城研究慢性粒細(xì)胞白血病血病(CML)(CML)時發(fā)現(xiàn)了時發(fā)現(xiàn)了PhPh染色體染色體。這是染色體異常與腫。這是染色體異常與腫瘤關(guān)系的第一個例證。瘤關(guān)系的第一個例證。 19611961年年Lyon MLyon M在研究小鼠斑色遺傳的，提出了在研究小鼠斑色遺傳的，提出了“LyonLyon（賴昂）假說（賴昂）假說”。 19691969年，年，Caspersson TCaspersson T用喹吖因處理細(xì)胞染色用喹吖因處理細(xì)胞染色體后，在熒光顯微鏡下在染色體縱軸上出現(xiàn)一條條體后，在熒光顯微鏡下在染色體縱軸上出現(xiàn)一條條熒光強弱不同的帶

9、紋，稱為熒光強弱不同的帶紋，稱為Q Q顯帶顯帶。以后相繼。以后相繼出現(xiàn)出現(xiàn)C C顯帶和顯帶和G G顯帶技術(shù)。顯帶技術(shù)。 上個世紀(jì)上個世紀(jì)8080年代出現(xiàn)年代出現(xiàn)熒光原位雜交（熒光原位雜交（FISHFISH）技術(shù)技術(shù)，用特異的，用特異的DNADNA片段作為探針與中期染色體上片段作為探針與中期染色體上的的DNADNA進行原位分子雜交，可準(zhǔn)確檢測染色體微小進行原位分子雜交，可準(zhǔn)確檢測染色體微小片段改變和基因定位。片段改變和基因定位。 染色體涂染 生化遺傳學(xué)生化遺傳學(xué) 研究人類遺傳物質(zhì)的性質(zhì)，以及遺傳物質(zhì)對蛋研究人類遺傳物質(zhì)的性質(zhì)，以及遺傳物質(zhì)對蛋白質(zhì)合成和對機體代謝的調(diào)節(jié)控制。白質(zhì)合成和對機體代謝的

10、調(diào)節(jié)控制。 19021902年年GarrodGarrod提出了提出了“先天性代謝缺陷先天性代謝缺陷”的概的概念，但直到念，但直到19411941年年Beadle GWBeadle GW和和Tatum ELTatum EL研究鏈孢研究鏈孢霉的營養(yǎng)缺陷型突變種，提出了霉的營養(yǎng)缺陷型突變種，提出了“一個基因一種酶一個基因一種酶”學(xué)說以后，對基因通過控制酶的合成影響代謝過程學(xué)說以后，對基因通過控制酶的合成影響代謝過程才有了深入理解。才有了深入理解。 19521952年年Cori GTCori GT首先發(fā)現(xiàn)首先發(fā)現(xiàn)糖原貯積病糖原貯積病I I型型是由于是由于缺乏葡萄糖缺乏葡萄糖-6-6-磷酸脫氫酶磷酸脫氫

11、酶。 19531953年年Jervis GAJervis GA發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)苯丙酮尿癥患者缺乏苯丙苯丙酮尿癥患者缺乏苯丙氨酸羥化酶氨酸羥化酶。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多種代謝病缺乏的酶。此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多種代謝病缺乏的酶。 19631963年年Guthrie RGuthrie R提出了遺傳性代謝病的提出了遺傳性代謝病的新生兒新生兒篩查法篩查法，為控制某些遺傳性代謝病的發(fā)生提供了有，為控制某些遺傳性代謝病的發(fā)生提供了有效手段。效手段。 Pauling LPauling L于于19491949年發(fā)現(xiàn)，鐮狀細(xì)胞貧年發(fā)現(xiàn)，鐮狀細(xì)胞貧血癥患者的血紅蛋白在電泳時，與正常血紅血癥患者的血紅蛋白在電泳時，與正常血紅蛋白遷移率不

12、同，他認(rèn)為這是由于兩種血紅蛋白遷移率不同，他認(rèn)為這是由于兩種血紅蛋白分子結(jié)構(gòu)不同所致。首次提出蛋白分子結(jié)構(gòu)不同所致。首次提出“分子病分子病” ” 的概念。的概念。 血紅蛋白病、各種血漿蛋白異常、免疫血紅蛋白病、各種血漿蛋白異常、免疫球蛋白異常和受體異常球蛋白異常和受體異常等均為分子病。等均為分子病。 分子遺傳學(xué)分子遺傳學(xué) 是生化遺傳學(xué)的新發(fā)展，從基因水平探討遺是生化遺傳學(xué)的新發(fā)展，從基因水平探討遺傳病的本質(zhì)，開辟了遺傳病基因診斷、基因治療的傳病的本質(zhì)，開辟了遺傳病基因診斷、基因治療的新途徑。新途徑。 19531953年，年，Watson JDWatson JD和和Crick FHCCrick

13、FHC研究研究DNADNA分子分子結(jié)構(gòu)，提出了結(jié)構(gòu)，提出了雙螺旋結(jié)構(gòu)模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 19571957年年Jacob FJacob F和和Monad JMonad J研究大腸桿菌的乳糖研究大腸桿菌的乳糖代謝，提出了代謝，提出了“操縱子模型操縱子模型”，建立了基因調(diào)控的，建立了基因調(diào)控的概念。概念。 19671967年，年，Khorana HGKhorana HG等破譯了等破譯了全部遺傳密碼全部遺傳密碼。 19681968年年Arber WArber W和和Nathans DNathans D發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了限制性核酸限制性核酸內(nèi)切酶內(nèi)切酶。 19701970年年Baltimore DBalti

14、more D和和Temin HMTemin HM發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄酶酶。 19751975年年Khorana HGKhorana HG首先人工合成了首先人工合成了酵母丙氨酵母丙氨酸酸t(yī)RNAtRNA基因基因。 19771977年年Sanger FSanger F提出了提出了DNADNA序列分析方法序列分析方法。 19781978年簡悅威年簡悅威(Kan YW)(Kan YW)用用限制性片段長度態(tài)性限制性片段長度態(tài)性（RFLPRFLP）連鎖分析法）連鎖分析法首先對鐮狀細(xì)胞貧血癥進行首先對鐮狀細(xì)胞貧血癥進行產(chǎn)前基因診斷產(chǎn)前基因診斷。19831983年年AdrianAdrian首先首先用反轉(zhuǎn)錄

15、病毒介導(dǎo)法用反轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)法對腺苷脫對腺苷脫氨酶（氨酶（ADAADA）缺乏癥患兒進行了）缺乏癥患兒進行了基因治療。基因治療。 19851985年年SaikiSaiki創(chuàng)建了創(chuàng)建了聚合酶鏈反應(yīng)聚合酶鏈反應(yīng)（PCRPCR）方法。）方法。 9090年代，國際協(xié)作研究年代，國際協(xié)作研究“人類基因組計劃人類基因組計劃” ” 。 疾病基因組學(xué)疾病基因組學(xué)生物信息學(xué)生物信息學(xué)表觀遺傳學(xué)表觀遺傳學(xué)優(yōu)生科學(xué)優(yōu)生科學(xué)遺傳倫理學(xué)遺傳倫理學(xué)體細(xì)胞遺傳學(xué)體細(xì)胞遺傳學(xué) 生態(tài)遺傳學(xué)生態(tài)遺傳學(xué) 從不同角度研究人類遺傳與疾病的關(guān)系。從不同角度研究人類遺傳與疾病的關(guān)系。 群體遺傳學(xué)群體遺傳學(xué)免疫遺傳學(xué)免疫遺傳學(xué)藥物遺傳學(xué)藥物遺傳

16、學(xué)腫瘤遺傳學(xué)腫瘤遺傳學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)發(fā)育遺傳學(xué)行為遺傳學(xué)行為遺傳學(xué)臨床遺傳學(xué)臨床遺傳學(xué) 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)其他分科醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)其他分科 二、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的地位二、醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的地位 近三、四十年，遺傳性疾病和出生缺陷等發(fā)生近三、四十年，遺傳性疾病和出生缺陷等發(fā)生率相對升高，遺傳病對人類健康的危害日益嚴(yán)重。率相對升高，遺傳病對人類健康的危害日益嚴(yán)重。 據(jù)調(diào)查目前已發(fā)現(xiàn)人類遺傳病據(jù)調(diào)查目前已發(fā)現(xiàn)人類遺傳病1 1萬多種。萬多種。 美國新生兒染色體異常發(fā)生率為美國新生兒染色體異常發(fā)生率為0.51%0.51%，單基因病，單基因病發(fā)病率發(fā)病率0.99%0.99%，多基因病發(fā)病率為，多基因病發(fā)病率為7

17、%7%。 總計發(fā)病總計發(fā)病率約為率約為8.5% 8.5% 。 我國遺傳病發(fā)病情況也類似。我國遺傳病發(fā)病情況也類似。 1. 1. 我國城市中兒童死亡原因中，遺傳病和我國城市中兒童死亡原因中，遺傳病和先天畸形占首位先天畸形占首位, ,占全部死亡的占全部死亡的3030。 2. 2. 自然流產(chǎn)約占全部妊娠的自然流產(chǎn)約占全部妊娠的7%7%，其中約，其中約50%50%為染色體異常所引起。為染色體異常所引起。 3. 3. 2.2%2.2%的兒童智力發(fā)育不全，其中的兒童智力發(fā)育不全，其中1/31/3以上以上是遺傳因素造成的。是遺傳因素造成的。 4. 4. 根據(jù)根據(jù)19891989年的普查，我國新生兒中，約年的

18、普查，我國新生兒中，約1.31.3有嚴(yán)重的出生缺陷，估計其中有嚴(yán)重的出生缺陷，估計其中70708080涉及遺傳因素。涉及遺傳因素。 5. 5. 從人群中的患病率估計，約有從人群中的患病率估計，約有3 35 5的人患某種單基因病，的人患某種單基因病，15152020的人患某的人患某種多基因病，約種多基因病，約1 1的人患染色體病。的人患染色體病。總的估總的估計，人群中約有計，人群中約有20202525的人患某種遺傳病的人患某種遺傳病。 據(jù)專家介紹，據(jù)專家介紹，2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代起源于美國的年代起源于美國的新生兒疾病篩查新生兒疾病篩查，至今己在世界普遍應(yīng)用。例，至今己在世界普遍應(yīng)用。例如

19、，澳大利亞引入如，澳大利亞引入B B超進行產(chǎn)前檢查，短短超進行產(chǎn)前檢查，短短3 3年年時間就使出生缺陷率下降了時間就使出生缺陷率下降了8181 ；古巴對神經(jīng)；古巴對神經(jīng)管畸形的產(chǎn)前篩查率達到管畸形的產(chǎn)前篩查率達到9595，使患這種先天，使患這種先天缺陷的活產(chǎn)兒出生率大大降低；英國通過對缺陷的活產(chǎn)兒出生率大大降低；英國通過對“唐氏綜合征唐氏綜合征” ” 的大規(guī)模產(chǎn)前篩查，使嚴(yán)重智的大規(guī)模產(chǎn)前篩查，使嚴(yán)重智力低下的活產(chǎn)兒出生率下降了力低下的活產(chǎn)兒出生率下降了6060。 我國由于受多種因素制約，全國的出生我國由于受多種因素制約，全國的出生缺陷總發(fā)生率仍居高不下。據(jù)統(tǒng)計，我國每缺陷總發(fā)生率仍居高不下。

20、據(jù)統(tǒng)計，我國每年約有年約有3030萬至萬至4040萬憑肉眼就能看出的先天性萬憑肉眼就能看出的先天性殘疾兒，加上出生數(shù)月及數(shù)年才能暴露的殘殘疾兒，加上出生數(shù)月及數(shù)年才能暴露的殘疾疾，每年新增先天性殘疾兒高達每年新增先天性殘疾兒高達6060萬萬，占每占每年出生入口總數(shù)的年出生入口總數(shù)的4 4至至6 6。因此，加強對。因此，加強對出生缺陷干預(yù)是當(dāng)務(wù)之急出生缺陷干預(yù)是當(dāng)務(wù)之急。 過去有人認(rèn)為過去有人認(rèn)為遺傳病是罕見的、不治之癥遺傳病是罕見的、不治之癥，實際上遺傳病不僅不是罕見的疾病，許多常見病，實際上遺傳病不僅不是罕見的疾病，許多常見病，如如動脈硬化、高血壓、冠心病、糖尿病、精神分動脈硬化、高血壓、冠

21、心病、糖尿病、精神分裂癥，甚至惡性腫瘤等裂癥，甚至惡性腫瘤等已證明都是遺傳病或與遺已證明都是遺傳病或與遺傳因素有關(guān)的疾病。多數(shù)惡性腫瘤的發(fā)生是由環(huán)傳因素有關(guān)的疾病。多數(shù)惡性腫瘤的發(fā)生是由環(huán)境因素引起的，但是發(fā)病機理都是在遺傳物質(zhì)改境因素引起的，但是發(fā)病機理都是在遺傳物質(zhì)改變的基礎(chǔ)上發(fā)生的。變的基礎(chǔ)上發(fā)生的。 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)已成為醫(yī)學(xué)中發(fā)展最迅速、最活躍醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)已成為醫(yī)學(xué)中發(fā)展最迅速、最活躍的學(xué)科，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)進展對推動醫(yī)學(xué)的發(fā)展必將起的學(xué)科，醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)進展對推動醫(yī)學(xué)的發(fā)展必將起到越來越重要的作用。到越來越重要的作用。 諾貝爾獎金獲得者諾貝爾獎金獲得者保羅保羅伯克伯克說說“幾乎所有的幾乎所有的疾病都

22、與遺傳有關(guān)，遺傳學(xué)的研究是治療所有疾病疾病都與遺傳有關(guān)，遺傳學(xué)的研究是治療所有疾病的關(guān)鍵。的關(guān)鍵?！?第二節(jié)第二節(jié) 遺傳與疾病遺傳與疾病一、遺傳因素在疾病發(fā)生中的作用一、遺傳因素在疾病發(fā)生中的作用 人類一切性狀總的來說都是遺傳因素和環(huán)境人類一切性狀總的來說都是遺傳因素和環(huán)境因素相互作用的結(jié)果。人類的健康決定于遺傳結(jié)因素相互作用的結(jié)果。人類的健康決定于遺傳結(jié)構(gòu)與其周圍生活環(huán)境相互作用的平衡。遺傳物質(zhì)構(gòu)與其周圍生活環(huán)境相互作用的平衡。遺傳物質(zhì)的改變或環(huán)境因素的改變均可導(dǎo)致這種平衡的破的改變或環(huán)境因素的改變均可導(dǎo)致這種平衡的破壞而產(chǎn)生疾病。壞而產(chǎn)生疾病。 把人類所有疾病可以排列成一個連續(xù)的序列圖把人

23、類所有疾病可以排列成一個連續(xù)的序列圖 如果從遺傳因素與環(huán)境因素在疾病發(fā)生中如果從遺傳因素與環(huán)境因素在疾病發(fā)生中所起作用的大小考慮，可以把疾病分為以下幾類：所起作用的大小考慮，可以把疾病分為以下幾類： 完全由遺傳因素決定發(fā)病完全由遺傳因素決定發(fā)病 只要具有特定遺傳型的人就會患這類疾病，只要具有特定遺傳型的人就會患這類疾病，不需特定環(huán)境因素的作用。如成骨不全癥、白化不需特定環(huán)境因素的作用。如成骨不全癥、白化癥和一些染色體?。ㄏ忍煊扌偷龋０Y和一些染色體?。ㄏ忍煊扌偷龋?。 基本上由遺傳因素決定發(fā)病，但是需要環(huán)境基本上由遺傳因素決定發(fā)病，但是需要環(huán)境中存在一定的誘因才能發(fā)病中存在一定的誘因才能發(fā)病。

24、例如苯丙酮尿癥患兒具有純合的致病基因例如苯丙酮尿癥患兒具有純合的致病基因（pppp），在吃高苯丙氨酸食物時才誘發(fā)疾病。蠶），在吃高苯丙氨酸食物時才誘發(fā)疾病。蠶豆?。ǘ共。℅6PDG6PD缺乏癥）患兒在進食某些藥物或蠶豆缺乏癥）患兒在進食某些藥物或蠶豆時才能誘發(fā)溶血反應(yīng)。時才能誘發(fā)溶血反應(yīng)。 遺傳因素和環(huán)境因素對發(fā)病都有作用，在不遺傳因素和環(huán)境因素對發(fā)病都有作用，在不同疾病中，其遺傳因素與環(huán)境因素對發(fā)病所起的同疾病中，其遺傳因素與環(huán)境因素對發(fā)病所起的作用大小不同作用大小不同。 有的遺傳因素對發(fā)病起的作用大，如唇裂、有的遺傳因素對發(fā)病起的作用大，如唇裂、哮喘等；也有的環(huán)境因素的作用相對較重要，如哮

25、喘等；也有的環(huán)境因素的作用相對較重要，如消化性潰瘍、齲齒等。這類疾病一般屬于多基因消化性潰瘍、齲齒等。這類疾病一般屬于多基因病。病。 發(fā)病完全取決于環(huán)境因素發(fā)病完全取決于環(huán)境因素，似乎與遺傳因素，似乎與遺傳因素?zé)o關(guān)，任何遺傳型的人均可發(fā)病，如某些傳染病無關(guān)，任何遺傳型的人均可發(fā)病，如某些傳染病和維生素和維生素C C缺乏引起的壞血病等。缺乏引起的壞血病等。 上述前上述前3 3類疾病都有一定的遺傳基礎(chǔ)，都屬于類疾病都有一定的遺傳基礎(chǔ)，都屬于遺傳病。但是，隨著研究的日益深入，發(fā)現(xiàn)以前遺傳病。但是，隨著研究的日益深入，發(fā)現(xiàn)以前認(rèn)為與遺傳無關(guān)的第認(rèn)為與遺傳無關(guān)的第4 4類疾病，在一定程度上也受類疾病，在

26、一定程度上也受遺傳因素的影響。例如，最近發(fā)現(xiàn)控制脊髓灰質(zhì)遺傳因素的影響。例如，最近發(fā)現(xiàn)控制脊髓灰質(zhì)炎病毒敏感性的基因位于炎病毒敏感性的基因位于19q1319q13；有；有HLA-B8HLA-B8（位于（位于6p21.36p21.3）基因的人易患活動性肝炎等。所以，）基因的人易患活動性肝炎等。所以，“所有疾病的發(fā)生都與基因直接或間接相關(guān)所有疾病的發(fā)生都與基因直接或間接相關(guān)?！倍?、遺傳性疾病的特點二、遺傳性疾病的特點 遺傳性疾病遺傳性疾病( (遺傳病遺傳病) )是遺傳物質(zhì)改變是遺傳物質(zhì)改變( (基因突變基因突變) )所導(dǎo)致的疾病。所導(dǎo)致的疾病。 遺傳病的主要特征：遺傳病的主要特征： 垂直傳遞垂直傳

27、遞：遺傳病是在上、下代之間：遺傳病是在上、下代之間垂直傳遞。在顯性遺傳病常?？梢钥吹竭B代垂直傳遞。在顯性遺傳病常?？梢钥吹竭B代遺傳，但在隱性遺傳病基因的垂直傳遞在外遺傳，但在隱性遺傳病基因的垂直傳遞在外部表型不能查覺，因為攜帶者并不發(fā)病；部表型不能查覺，因為攜帶者并不發(fā)病； 基因突變或染色體畸變是發(fā)生遺傳病的根本基因突變或染色體畸變是發(fā)生遺傳病的根本原因原因，也是遺傳病不同于其他疾病的主要特征；，也是遺傳病不同于其他疾病的主要特征； 只有生殖細(xì)胞或受精卵發(fā)生的遺傳物質(zhì)改變只有生殖細(xì)胞或受精卵發(fā)生的遺傳物質(zhì)改變才能遺傳，才能遺傳，體細(xì)胞中遺傳物的改變，并不能向后代體細(xì)胞中遺傳物的改變，并不能向后

28、代傳遞；傳遞； 遺傳病常有家族性聚集現(xiàn)象遺傳病常有家族性聚集現(xiàn)象，遺傳病患者家，遺傳病患者家系中，親緣關(guān)系越近，發(fā)病機率越高，隨著親緣系中，親緣關(guān)系越近，發(fā)病機率越高，隨著親緣關(guān)系疏遠，發(fā)病率降低。關(guān)系疏遠，發(fā)病率降低。 遺傳病應(yīng)與下列疾病相區(qū)別：遺傳病應(yīng)與下列疾病相區(qū)別： 1 1。遺傳病與先天性疾病。遺傳病與先天性疾病 遺傳病不應(yīng)與先天性疾病等同看待。遺傳病不應(yīng)與先天性疾病等同看待。 先天性疾病先天性疾病是指個體出生后即表現(xiàn)出來的疾病。是指個體出生后即表現(xiàn)出來的疾病。 據(jù)估計，在先天性疾病中，肯定是遺傳因素引據(jù)估計，在先天性疾病中，肯定是遺傳因素引起的約占起的約占10%10%，肯定是在胎兒發(fā)

29、育過程中環(huán)境因素引，肯定是在胎兒發(fā)育過程中環(huán)境因素引起的約占起的約占10%10%，原因不明約占，原因不明約占80%80%。 有許多先天性疾病是在胎兒發(fā)育過程中受有許多先天性疾病是在胎兒發(fā)育過程中受某種環(huán)境因素的作用而形成的。如某些藥物某種環(huán)境因素的作用而形成的。如某些藥物( (孕孕婦服用反應(yīng)停）引起的畸形、孕婦在孕早期感婦服用反應(yīng)停）引起的畸形、孕婦在孕早期感染風(fēng)疹病毒引起的胎兒出生缺陷等。這種由環(huán)染風(fēng)疹病毒引起的胎兒出生缺陷等。這種由環(huán)境因素引起的表型稱為擬表型或表現(xiàn)型模擬。境因素引起的表型稱為擬表型或表現(xiàn)型模擬。 相反有些遺傳病在出生時并未表現(xiàn)出來，相反有些遺傳病在出生時并未表現(xiàn)出來，發(fā)育

30、到一定年齡才會發(fā)病，如發(fā)育到一定年齡才會發(fā)病，如DMDDMD在在5 5、6 6歲以后歲以后才逐漸發(fā)病，才逐漸發(fā)病，HuntingtonHuntington遺傳性舞蹈癥在遺傳性舞蹈癥在30304040歲以后才會發(fā)病。歲以后才會發(fā)病。 2. 遺傳病與家族性疾病遺傳病與家族性疾病 家族性疾病家族性疾病: : 指某些表現(xiàn)出家族性聚集現(xiàn)象的指某些表現(xiàn)出家族性聚集現(xiàn)象的疾病，即在一個家族中有多人患同一種疾病。疾病，即在一個家族中有多人患同一種疾病。 許多遺傳病，特別是許多遺傳病，特別是ADAD遺傳病，常看到連續(xù)傳遺傳病，?？吹竭B續(xù)傳遞的家族性聚集。但是也有不少遺傳病，特別是遞的家族性聚集。但是也有不少遺傳

31、病，特別是ARAR遺傳病，常常為散發(fā)的，無家族發(fā)病史。遺傳病，常常為散發(fā)的，無家族發(fā)病史。 相反，一些傳染?。ㄈ绺窝?、結(jié)核病等）和某相反，一些傳染病（如肝炎、結(jié)核病等）和某些維生素缺乏癥（如夜盲）可有家族性聚集現(xiàn)象，些維生素缺乏癥（如夜盲）可有家族性聚集現(xiàn)象，但這類疾病可能不是遺傳病。所以遺傳病也不等于但這類疾病可能不是遺傳病。所以遺傳病也不等于家族性疾病。家族性疾病。 三、遺傳病的類型三、遺傳病的類型 根據(jù)遺傳物質(zhì)改變的不同和遺傳的特點根據(jù)遺傳物質(zhì)改變的不同和遺傳的特點不同，遺傳病分為：不同，遺傳病分為：單基因病單基因病多基因病多基因病染色體病染色體病體細(xì)胞遺傳病體細(xì)胞遺傳病 單基因病單基因

32、病 由于染色體上某一等位基因發(fā)生突變所導(dǎo)致的由于染色體上某一等位基因發(fā)生突變所導(dǎo)致的疾病，稱為單基因病。疾病，稱為單基因病。 單基因病的發(fā)病率較低，發(fā)生率的上限為單基因病的發(fā)病率較低，發(fā)生率的上限為2 210001000。但發(fā)生的病種越來越多，。但發(fā)生的病種越來越多，20042004年年3 3月的統(tǒng)計月的統(tǒng)計如下表。如下表。 Number of Entries（Mar.,2007)常染色體X連鎖Y連鎖線粒體合計已鑒定基因或表型位點11082530483711697表型描述32893056263626其他位點或表型2011144202157合計16382979566317480 根據(jù)致病基因所在

33、染色體及其遺傳方式的不同可根據(jù)致病基因所在染色體及其遺傳方式的不同可分為：分為： 1 1常染色體顯性（常染色體顯性（AD)AD)遺傳病遺傳病： 致病基因位于致病基因位于 1 12222號常染色體上，此基因號常染色體上，此基因為顯性，故雜合體即可發(fā)病，如軟骨發(fā)育不全、為顯性，故雜合體即可發(fā)病，如軟骨發(fā)育不全、MarfanMarfan綜合征等。綜合征等。 2常染色體隱性常染色體隱性(AR)遺傳病遺傳病 致病基因位于致病基因位于 1 12222號常染色體上，此號常染色體上，此基因為隱性，具有純合隱性基因的個體才會發(fā)基因為隱性，具有純合隱性基因的個體才會發(fā)病，如白化癥、苯丙酮尿癥等。病，如白化癥、苯丙

34、酮尿癥等。 3 3X X連鎖隱性連鎖隱性(XR)(XR)遺傳病遺傳?。?致病基因位于致病基因位于X X染色體上，此基因為隱性。男性染色體上，此基因為隱性。男性細(xì)胞帶有一個致病基因即可發(fā)病，女性則具有純合隱細(xì)胞帶有一個致病基因即可發(fā)病，女性則具有純合隱性基因時才發(fā)病，如紅綠色盲、血友病、性基因時才發(fā)病，如紅綠色盲、血友病、DMDDMD等。等。 4 4X X連鎖顯性連鎖顯性(XD)(XD)遺傳病遺傳?。?致病基因位于致病基因位于X X染色體上，此基因為顯性。雜合染色體上，此基因為顯性。雜合子或半合子均可發(fā)病。如抗維生素子或半合子均可發(fā)病。如抗維生素D D性佝僂病、色素性佝僂病、色素失調(diào)癥。失調(diào)癥。

35、 5 5Y Y連鎖遺傳?。哼B鎖遺傳?。?致病基因位于致病基因位于Y Y染色體上，已發(fā)現(xiàn)染色體上，已發(fā)現(xiàn)4848種，如種，如Y Y染染色體上的性別決定基因（色體上的性別決定基因（SRYSRY）。）。 6 6線粒體?。壕€粒體?。?mtDNAmtDNA編碼的基因突變也可導(dǎo)致某些疾病，稱編碼的基因突變也可導(dǎo)致某些疾病，稱為線粒體病。這類病通過母親傳遞。已發(fā)現(xiàn)線粒體為線粒體病。這類病通過母親傳遞。已發(fā)現(xiàn)線粒體病病6060多種。多種。 多基因病多基因病 由兩對以上等位基因和環(huán)境因素共同作用所致由兩對以上等位基因和環(huán)境因素共同作用所致的疾病的疾病, ,稱為多基因病。稱為多基因病。 多基因病盡管僅有多基因病盡

36、管僅有100100余種，但每種病的發(fā)生余種，但每種病的發(fā)生率均較高，如原發(fā)性高血壓的發(fā)生率約計為率均較高，如原發(fā)性高血壓的發(fā)生率約計為6%, 6%, 冠冠心病約為心病約為2.5%2.5%等。因此，總的估計人群中有等。因此，總的估計人群中有15%15%20%20%的人罹患各種多基因病。一些常見病的人罹患各種多基因病。一些常見病( (如冠心病如冠心病高血壓等高血壓等) )多為多基因病。多為多基因病。 染色體病染色體病 染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的改變所致的疾病稱為染色染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)的改變所致的疾病稱為染色體病。體病。 由于染色體病涉及許多基因，所以常表現(xiàn)復(fù)由于染色體病涉及許多基因，所以常表現(xiàn)復(fù)雜的綜合征。

37、雜的綜合征。 目前已發(fā)現(xiàn)染色體異常綜合征目前已發(fā)現(xiàn)染色體異常綜合征300300多種，如多種，如DownDown綜合征。綜合征。 體細(xì)胞遺傳病體細(xì)胞遺傳病 體細(xì)胞中遺傳物質(zhì)改變所致的疾病稱為體細(xì)胞體細(xì)胞中遺傳物質(zhì)改變所致的疾病稱為體細(xì)胞遺傳病。遺傳病。 各種腫瘤的發(fā)病中都涉及特定組織中的染色各種腫瘤的發(fā)病中都涉及特定組織中的染色質(zhì)和癌基因或抑癌基因的變化，是體細(xì)胞遺傳病。質(zhì)和癌基因或抑癌基因的變化，是體細(xì)胞遺傳病。一些先天畸形也屬于體細(xì)胞遺傳病。一些先天畸形也屬于體細(xì)胞遺傳病。 第二章第二章 基因和染色體基因和染色體（gene and chromosome)第一節(jié)第一節(jié) 基因的結(jié)構(gòu)與功能基因的結(jié)

38、構(gòu)與功能 一、一、DNADNA的分子結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)二、二、DNADNA存在的形式存在的形式 基因組基因組 細(xì)胞或生物體的全套遺傳物質(zhì)，由每個染色細(xì)胞或生物體的全套遺傳物質(zhì)，由每個染色體組的體組的DNADNA組成，人體體細(xì)胞有兩個染色體組成，人體體細(xì)胞有兩個染色體組，組，DNADNA全長全長3.23.210109 9bp bp 。高度重復(fù)順序高度重復(fù)順序 特點：由很短的堿基序列組成，長度特點：由很短的堿基序列組成，長度2-2-200bp200bp，重復(fù)次數(shù)，重復(fù)次數(shù)10106 6-10-108 8。一般占。一般占DNADNA堿堿基對的基對的10%-30%10%-30%。由一些短的。由一些短的DN

39、ADNA序列呈序列呈串聯(lián)重復(fù)排列。串聯(lián)重復(fù)排列。 衛(wèi)星衛(wèi)星DNADNA DNADNA在在CsClCsCl密度梯度離心密度梯度離心中，由于中，由于GCGC的含量少于的含量少于ATAT，當(dāng)重復(fù)序列的當(dāng)重復(fù)序列的GCGC與與ATAT的比的比率有差異時，可在率有差異時，可在DNADNA主峰主峰旁形成衛(wèi)星旁形成衛(wèi)星DNADNA。衛(wèi)星。衛(wèi)星DNADNA構(gòu)成著絲粒，端粒和構(gòu)成著絲粒，端粒和Y Y染色染色體長臂上的異染色質(zhì)區(qū)。體長臂上的異染色質(zhì)區(qū)。稱為衛(wèi)星稱為衛(wèi)星DNADNA。 反向重復(fù)順序反向重復(fù)順序 是兩個順序相是兩個順序相同的互補拷貝在同同的互補拷貝在同一條一條DNADNA鏈上反向鏈上反向排列而成的，形

40、成排列而成的，形成鏈內(nèi)堿基配對，形鏈內(nèi)堿基配對，形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。成發(fā)夾結(jié)構(gòu)。 中度重復(fù)順序中度重復(fù)順序 特點：在長度和拷貝數(shù)目上有很大差別。特點：在長度和拷貝數(shù)目上有很大差別。 有些中度重復(fù)序列有些中度重復(fù)序列DNADNA具有編碼功能，如具有編碼功能，如編碼編碼rRNArRNA和和tRNAtRNA以及組蛋白的基因以及組蛋白的基因, ,大多數(shù)無大多數(shù)無編碼功能，主要是一些分散重復(fù)編碼功能，主要是一些分散重復(fù)DNADNA序列。序列。 分兩類分兩類短分散元件（短分散元件（SINESINE） 長度長度300-500bp300-500bp，散在分布在基因組中，拷貝，散在分布在基因組中，拷貝數(shù)目可達到數(shù)目可

41、達到10105 5以上。以上。 如如AluAlu家族家族, ,人基因組中大量分散存在人基因組中大量分散存在, ,約有約有5050萬萬- -7070萬份拷貝，相當(dāng)于平均萬份拷貝，相當(dāng)于平均4kb4kb就有一個就有一個AluAlu序列。序列。2. 2. 長分散元件（長分散元件（LINELINE） 長度長度5000-7000bp5000-7000bp，重復(fù)次數(shù)為，重復(fù)次數(shù)為 10102 2-10-104 4 。 如如KpnIKpnI家族。家族。 單一序列單一序列 單一序列是單拷貝或很少幾次的序列，單一序列是單拷貝或很少幾次的序列，一般一般800-1000bp800-1000bp組成。組成。 其中有部

42、分是構(gòu)成編碼細(xì)胞中的蛋白質(zhì)其中有部分是構(gòu)成編碼細(xì)胞中的蛋白質(zhì)的基因（結(jié)構(gòu)基因）。的基因（結(jié)構(gòu)基因）。 三、基因及其結(jié)構(gòu)三、基因及其結(jié)構(gòu)原核生物：原核生物：DNADNA分子的一個片段，連續(xù)編碼。分子的一個片段，連續(xù)編碼。 真核生物：（斷裂基因真核生物：（斷裂基因 split genesplit gene） 大多真核生物的基因包括編碼序列和非編碼序大多真核生物的基因包括編碼序列和非編碼序列兩部分，編碼序列列兩部分，編碼序列DNADNA分子中是不連續(xù)的被非編分子中是不連續(xù)的被非編碼序列隔開，形成鑲嵌排列的斷裂形式。碼序列隔開，形成鑲嵌排列的斷裂形式。外顯子外顯子(exon):(exon):編碼序列編

43、碼序列 例如：例如： 人類血紅蛋白人類血紅蛋白珠蛋白珠蛋白 3 3個；個； 基因全基因全長長1700bp, 1700bp, 編碼編碼146146個氨基酸。個氨基酸。 DMDDMD基因基因 有有7575個基因，全長個基因，全長300kb300kb，編碼編碼36853685個氨基酸。個氨基酸。內(nèi)含子內(nèi)含子(intron)(intron)： 兩個外顯子之間無編碼作用的兩個外顯子之間無編碼作用的DNADNA序列。序列。 例如：例如： 人類血紅蛋白人類血紅蛋白珠蛋白有珠蛋白有2 2個；個； MDMMDM基因基因 有有7474個。個。（外顯子和內(nèi)含子在不同的基因中互變）（外顯子和內(nèi)含子在不同的基因中互變）

44、外顯子外顯子- -內(nèi)含子接頭內(nèi)含子接頭 在每個外顯子和內(nèi)含子之間的接頭區(qū)在每個外顯子和內(nèi)含子之間的接頭區(qū)高度保守的一致序列；每個內(nèi)含子的高度保守的一致序列；每個內(nèi)含子的55端端為為GTGT；33端為端為AGAG。 以上接頭也稱以上接頭也稱 GT-AGGT-AG法則。法則。有義鏈有義鏈( (編碼鏈編碼鏈) ) 一個結(jié)構(gòu)基因的一個結(jié)構(gòu)基因的5-35-3鏈；鏈；反義鏈反義鏈( (反編碼鏈反編碼鏈) ) 一個結(jié)構(gòu)基因的一個結(jié)構(gòu)基因的3-53-5鏈，與鏈，與5-35-3鏈互鏈互補，指導(dǎo)補，指導(dǎo)mRNAmRNA轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄。側(cè)翼序列側(cè)翼序列 每個基因的第一個外顯子和最后一個每個基因的第一個外顯子和最后一個外

45、顯子外側(cè)的不編碼的外顯子外側(cè)的不編碼的DNADNA序列。序列。 啟動子啟動子： 位于基因轉(zhuǎn)錄起始點上游位于基因轉(zhuǎn)錄起始點上游100bp100bp內(nèi)的與內(nèi)的與RNA RNA 聚聚合酶結(jié)合，啟動轉(zhuǎn)錄。合酶結(jié)合，啟動轉(zhuǎn)錄。 TATATATA框：位于轉(zhuǎn)錄起始點上游框：位于轉(zhuǎn)錄起始點上游-19-1927bp27bp處；序處；序列為列為TATAA/TAA/TTATAA/TAA/T；與；與TFTF結(jié)合準(zhǔn)確辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起結(jié)合準(zhǔn)確辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始點。始點。 CAATCAAT框：位于轉(zhuǎn)錄起始點上游框：位于轉(zhuǎn)錄起始點上游-70-7080bp80bp處；序處；序列為列為GGC/TCAATCAGGC/TCAATCA；與；與CT

46、FCTF結(jié)合，促進轉(zhuǎn)錄。結(jié)合，促進轉(zhuǎn)錄。 GC GC 框：兩個拷貝，分別位于框：兩個拷貝，分別位于CAATCAAT框的兩側(cè)；序框的兩側(cè)；序列為列為GGCGGGGGCGGG；與轉(zhuǎn)錄因子；與轉(zhuǎn)錄因子SP1SP1結(jié)合，增強轉(zhuǎn)錄。結(jié)合，增強轉(zhuǎn)錄。增強子：增強子： 位于啟動子的上游或下游位于啟動子的上游或下游3kb3kb以上，增強轉(zhuǎn)錄，以上，增強轉(zhuǎn)錄，作用方向作用方向3-53-5或或5-35-3。 例如：人類珠蛋白基因的增強子由例如：人類珠蛋白基因的增強子由72bp72bp串聯(lián)重串聯(lián)重復(fù)組成，位于轉(zhuǎn)錄起始點上游復(fù)組成，位于轉(zhuǎn)錄起始點上游-1400bp-1400bp處或下游處或下游3300bp3300bp

47、處，增強轉(zhuǎn)錄處，增強轉(zhuǎn)錄200200倍。倍。多聚腺苷酸化附加信號：多聚腺苷酸化附加信號： 位于位于33端非編碼區(qū)下游的一段端非編碼區(qū)下游的一段 DNA DNA 序序列。列。斷裂基因結(jié)構(gòu)模式圖斷裂基因結(jié)構(gòu)模式圖四、多基因家族和假基因四、多基因家族和假基因 多基因家族多基因家族 由某一祖先基因經(jīng)過重復(fù)、突變所產(chǎn)生由某一祖先基因經(jīng)過重復(fù)、突變所產(chǎn)生的一組基因。它們在基因組中的拷貝只有的一組基因。它們在基因組中的拷貝只有微小的差別，并行使相關(guān)的功能。所以是微小的差別，并行使相關(guān)的功能。所以是一組來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基一組來源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因。因。有兩種存在形式：有兩種存在形式：

48、 一類是一個基因的多次拷貝成簇排列在同一條染一類是一個基因的多次拷貝成簇排列在同一條染色體上，形成一個基因簇。色體上，形成一個基因簇。 另一類是一個多基因家族中的不同成員成簇分布另一類是一個多基因家族中的不同成員成簇分布于幾條不同的染色體上，這些成員的序列雖然有于幾條不同的染色體上，這些成員的序列雖然有些不同，但是編碼一組關(guān)系密切的蛋白質(zhì)。如超些不同，但是編碼一組關(guān)系密切的蛋白質(zhì)。如超基因家族?；蚣易?。假基因假基因 在多基因家族中，某些成員不產(chǎn)生有功能的基在多基因家族中，某些成員不產(chǎn)生有功能的基因產(chǎn)物，這類基因成為假基因。因產(chǎn)物，這類基因成為假基因。 假基因的核苷酸順序與相應(yīng)的活性基因極為相

49、假基因的核苷酸順序與相應(yīng)的活性基因極為相似，但不能表達，不具有正常功能。似，但不能表達，不具有正常功能。 它們與有功能的基因有同源性，起初可能是有它們與有功能的基因有同源性，起初可能是有功能的基因，以后由于發(fā)生突變，失去了活性，變功能的基因，以后由于發(fā)生突變，失去了活性，變成了無功能的基因。成了無功能的基因。 第二節(jié)第二節(jié) 基因的復(fù)制與表達基因的復(fù)制與表達一、基因的復(fù)制一、基因的復(fù)制原核生物原核生物 一個起始點，向兩個方向復(fù)制，呈一個起始點，向兩個方向復(fù)制，呈形兩形兩個復(fù)制叉匯于一點，復(fù)制成兩個個復(fù)制叉匯于一點，復(fù)制成兩個DNADNA分子。分子。真核生物真核生物 多個起始點，向兩個方向復(fù)制。多

50、個起始點，向兩個方向復(fù)制。 二、基因的表達（二、基因的表達（gene expressiongene expression） 基因表達是基因表達是DNADNA分子中所存在的遺傳信息通過分子中所存在的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄和翻譯形成具有生物活性蛋白質(zhì)或通過轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄和翻譯形成具有生物活性蛋白質(zhì)或通過轉(zhuǎn)錄形成形成RNARNA發(fā)揮功能作用的過程。發(fā)揮功能作用的過程。原核生物：轉(zhuǎn)錄和翻譯同步進行。原核生物：轉(zhuǎn)錄和翻譯同步進行。真核生物：轉(zhuǎn)錄在核中進行；翻譯在細(xì)胞質(zhì)中進行。真核生物：轉(zhuǎn)錄在核中進行；翻譯在細(xì)胞質(zhì)中進行。1. 1. 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄(transcription)(transcription)： 按照生物基因

51、的堿基序列合成按照生物基因的堿基序列合成RNARNA的過程。的過程。 在細(xì)胞核中，以在細(xì)胞核中，以DNADNA的反編碼鏈為模板，從的反編碼鏈為模板，從轉(zhuǎn)錄起始點開始，以堿基互補的形式，合成轉(zhuǎn)錄起始點開始，以堿基互補的形式，合成RNARNA，即即hnRNA:hnRNA:包括外顯子、內(nèi)含子和部分側(cè)翼序列。包括外顯子、內(nèi)含子和部分側(cè)翼序列。 過程：過程： hnRNA hnRNA 剪接剪接 戴帽戴帽 加尾加尾 mRNAmRNA 剪接：剪接： 在酶的作用下，按在酶的作用下，按GT-AGGT-AG法則，法則， 將將hnRNAhnRNA的內(nèi)含的內(nèi)含子切掉，把各個外顯子按照一定的順序準(zhǔn)確地拼節(jié)子切掉，把各個外

52、顯子按照一定的順序準(zhǔn)確地拼節(jié)起來形成可以編碼的起來形成可以編碼的mRNAmRNA的過程。的過程。戴帽：戴帽：在第一個外顯子的第一個核苷酸（在第一個外顯子的第一個核苷酸（G G）上以上以5-55-5連接的方式連接上一個連接的方式連接上一個G G，并在其并在其7 7位上甲基化，位上甲基化，形成形成m7G.m7G. 在第一、二個在第一、二個G G上的上的22位氧甲基化。位氧甲基化。加尾：加尾： mRNAmRNA在在55端戴帽的同時，端戴帽的同時，33端在腺苷酸聚合酶的作端在腺苷酸聚合酶的作用下加接用下加接100100200200個腺苷酸，形成多聚腺苷酸（個腺苷酸，形成多聚腺苷酸（poly poly

53、A A）的過程。）的過程。剪接供體部位剪接供體部位剪接受體部位剪接受體部位分支部位分支部位剪接信號剪接信號剪接體：剪接體：識別剪接信號識別剪接信號的的RNA-RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體。蛋白質(zhì)復(fù)合體。翻譯翻譯(translation)(translation) mRNAmRNA把轉(zhuǎn)錄的遺傳信息把轉(zhuǎn)錄的遺傳信息“解讀解讀”成為多肽鏈的成為多肽鏈的不同氨基酸和氨基酸排列順序的過程。不同氨基酸和氨基酸排列順序的過程。 實質(zhì)是以實質(zhì)是以 mRNA mRNA 為模板合成蛋白質(zhì)多肽鏈的過程。為模板合成蛋白質(zhì)多肽鏈的過程。蛋白質(zhì)合成的過程蛋白質(zhì)合成的過程起始：起始：16S rRNA316S rRNA3端與端與AU

54、GAUG上游堿基互補，上游堿基互補， AUGAUG與與tRNAtRNA的反密碼子結(jié)合，占據(jù)的反密碼子結(jié)合，占據(jù)P P位。位。延伸：延伸：進位：氨酰進位：氨酰tRNAtRNA進入進入A A位。位。轉(zhuǎn)肽：肽鍵形成。轉(zhuǎn)肽：肽鍵形成。移位：沿移位：沿5-35-3移動一個密碼子位置。移動一個密碼子位置。終止：終止：A A位出現(xiàn)位出現(xiàn)UAAUAA、UGAUGA、UAGUAG時，合成停止。時，合成停止。通用遺傳密碼及相應(yīng)氨基酸通用遺傳密碼及相應(yīng)氨基酸第三節(jié)第三節(jié) 染色質(zhì)與染色體染色質(zhì)與染色體一、染色體的形成與染色質(zhì)螺旋化一、染色體的形成與染色質(zhì)螺旋化染色體構(gòu)建的四級結(jié)構(gòu)模型染色體構(gòu)建的四級結(jié)構(gòu)模型 一級結(jié)構(gòu)

55、：由一級結(jié)構(gòu)：由DNADNA與組蛋白包裝成核小體，與組蛋白包裝成核小體，在組蛋白在組蛋白H1H1的介導(dǎo)下，核小體彼此連接形成直徑的介導(dǎo)下，核小體彼此連接形成直徑10nm10nm的核小體串珠結(jié)構(gòu)，這就是染色體構(gòu)建的一的核小體串珠結(jié)構(gòu)，這就是染色體構(gòu)建的一級結(jié)構(gòu)。級結(jié)構(gòu)。 一級結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)-核小體核小體二級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)-螺旋管螺旋管三級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)-超螺旋管超螺旋管 四級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)-染色單體染色單體 二、常染色質(zhì)和異染色質(zhì)常染色質(zhì)常染色質(zhì)異染色質(zhì)異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)螺旋化程度低，結(jié)螺旋化程度低，結(jié)構(gòu)松散，直徑構(gòu)松散，直徑10nm10nm螺旋化程度高，結(jié)構(gòu)螺旋化程度高，結(jié)構(gòu)緊密，直徑緊密，直徑20-3

56、0nm20-30nm染色染色淺淺深深分布分布常位于核中央常位于核中央核膜邊緣核膜邊緣功能功能復(fù)制和轉(zhuǎn)錄活躍復(fù)制和轉(zhuǎn)錄活躍轉(zhuǎn)錄不活躍轉(zhuǎn)錄不活躍三、性染色質(zhì)三、性染色質(zhì)X X染色質(zhì)：染色質(zhì)：19491949年年BarrBarr發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) LyonLyon假說：假說： 雌性動物細(xì)胞中一條雌性動物細(xì)胞中一條X X染色體有活性，另一條失活染色體有活性，另一條失活; ; X X染色質(zhì)隨即來自父母之一染色質(zhì)隨即來自父母之一; ; 失活發(fā)生于胚胎早期。失活發(fā)生于胚胎早期。Y Y染色質(zhì)染色質(zhì) 第四節(jié)第四節(jié) 細(xì)胞增值細(xì)胞增值 (cell proliferation)(cell proliferation) 細(xì)胞通過

57、生長和分裂使細(xì)胞數(shù)目增細(xì)胞通過生長和分裂使細(xì)胞數(shù)目增加，使子細(xì)胞獲得和母細(xì)胞相同遺傳特性加，使子細(xì)胞獲得和母細(xì)胞相同遺傳特性的過程的過程, ,是細(xì)胞生命活動的重要體現(xiàn)。是細(xì)胞生命活動的重要體現(xiàn)。細(xì)胞增殖的方式細(xì)胞增殖的方式一、無絲分裂：一、無絲分裂：（最早發(fā)現(xiàn)（最早發(fā)現(xiàn)) )直接分裂過程：直接分裂過程：1 1、染色體復(fù)制；、染色體復(fù)制；2 2、染色體移位；、染色體移位；3 3、細(xì)胞形成。、細(xì)胞形成。特點：特點：遺傳物質(zhì)分配不均遺傳物質(zhì)分配不均二、有絲分裂二、有絲分裂出現(xiàn)有絲分裂器出現(xiàn)有絲分裂器. .確保遺傳的連續(xù)性和穩(wěn)定性。確保遺傳的連續(xù)性和穩(wěn)定性。三、減數(shù)分裂三、減數(shù)分裂1883.Van B

58、eneden1883.Van Beneden發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)特殊的分裂特殊的分裂分裂兩次分裂兩次染色體復(fù)制一次染色體復(fù)制一次分成四個細(xì)胞分成四個細(xì)胞染色體數(shù)目減半染色體數(shù)目減半 細(xì)胞增殖周期細(xì)胞增殖周期一、細(xì)胞周期一、細(xì)胞周期(cell cycle)(cell cycle)： 指細(xì)胞從一次分指細(xì)胞從一次分裂結(jié)束開始生長到下裂結(jié)束開始生長到下一次分裂終了所經(jīng)歷一次分裂終了所經(jīng)歷的過程。所需時間，的過程。所需時間，則稱細(xì)胞周期時間。則稱細(xì)胞周期時間。間期：間期：G1G1期（期（DNADNA合成前期，調(diào)節(jié)時間的關(guān)鍵）合成前期，調(diào)節(jié)時間的關(guān)鍵）S S期（期（DNADNA合成期）合成期）G2G2期（期（DNAD

59、NA合成后期）合成后期）M M期：期：有絲分裂期：前期、中期、后期、末期。有絲分裂期：前期、中期、后期、末期。細(xì)胞周期時間：細(xì)胞周期時間：Tc=TTc=TG1G1+T+TS S+T+TG2G2+T+TM M細(xì)胞周期各時細(xì)胞周期各時期期的特點的特點（G1G1期：（期：（2C2C）大量合成）大量合成RNARNA、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)初期：合成三種初期：合成三種RNARNA，cAMP, cGMP;cAMP, cGMP;氨基酸氨基酸和糖的轉(zhuǎn)運加速。和糖的轉(zhuǎn)運加速。后期：合成后期：合成DNADNA復(fù)制所需酶系，如復(fù)制所需酶系，如DNADNA聚合聚合酶等。組蛋白和非組蛋白，酶等。組蛋白和非組蛋白，H1H1組蛋白

60、的組蛋白的磷酸化。磷酸化。 發(fā)展的三種細(xì)胞：發(fā)展的三種細(xì)胞：1 1）繼續(xù)增殖細(xì)胞）繼續(xù)增殖細(xì)胞 如：胚胎細(xì)胞，骨髓干細(xì)胞，生殖上皮如：胚胎細(xì)胞，骨髓干細(xì)胞，生殖上皮細(xì)胞等。細(xì)胞等。2 2）暫不增殖細(xì)胞）暫不增殖細(xì)胞 如：肝、腎、胰實質(zhì)細(xì)胞。如：肝、腎、胰實質(zhì)細(xì)胞。3 3）永不增殖細(xì)胞）永不增殖細(xì)胞 如：紅細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞，肌細(xì)胞等如：紅細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞，肌細(xì)胞等2.S2.S期：（期：（2C-4C2C-4C） 大量合成大量合成DNADNA，組蛋白及非組蛋白；，組蛋白及非組蛋白；DNADNA合合成所需要的酶。成所需要的酶。3.G23.G2期：（期：（4C4C） 合成合成M M期相關(guān)的蛋白質(zhì)。期相關(guān)的蛋