遺傳咨詢（優(yōu)生學指導課件）

醫(yī)學遺傳學的分支學科醫(yī)學遺傳學的分支學科分子遺傳學：用現(xiàn)代分子生物學技術(shù)，從基因的結(jié)構(gòu)、突變、表達、調(diào)控等方面研究遺傳病患者遺傳物質(zhì)分子水平的改變,為遺傳病的基因診斷、基因治療提供策略和手段。

根據(jù)不同的研究角度可將醫(yī)學遺傳學分為:細胞遺傳學：是在細胞水平的染色體遺傳學說基礎上發(fā)展起來的，它從染色體的結(jié)構(gòu)和行為方面研究染色體的遺傳機制及其規(guī)律，研究人類染色體的結(jié)構(gòu)、畸變類型、畸變發(fā)生頻率及與疾病的關(guān)系。醫(yī)學遺傳學的分支學科生物化學遺傳學：應用生物化學的方法,研究遺傳物質(zhì)的理化性質(zhì)、蛋白質(zhì)的生物合成、機體代謝的調(diào)控、基因突變及其機制等醫(yī)學遺傳學的分支學科群體遺傳學：研究群體的基因行為,探討人類正常性狀和病理性狀在群體中的分布及變遷規(guī)律，辨析遺傳因素和環(huán)境因素在疾病中的作用，為遺傳病的群體監(jiān)控和預防制訂對策和措施。醫(yī)學遺傳學的分支學科免疫遺傳學：研究免疫反應的遺傳基礎與遺傳控制，從分子水平闡明人類免疫現(xiàn)象的遺傳和變異規(guī)律以及與遺傳有關(guān)的免疫性疾病的遺傳背景，為臨床實踐中的輸血、器官移植等提供理論基礎。醫(yī)學遺傳學的分支學科體細胞遺傳學：通過離體培養(yǎng)的體細胞研究DNA復制、基因突變、基因調(diào)控、細胞分化、個體發(fā)育、腫瘤細胞的形成機制等。醫(yī)學遺傳學的分支學科腫瘤遺傳學：著重研究腫瘤發(fā)生、發(fā)展的遺傳因素,腫瘤細胞形成、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的遺傳規(guī)律。近年來，對癌基因和抗癌基醫(yī)廣泛而深入的研究，開辟了腫瘤發(fā)生機制、腫瘤診斷與腫瘤治療研究的新領(lǐng)域。醫(yī)學遺傳學的分支學科藥物遺傳學：研究藥物反應個體差異的遺傳學基礎，在理論上闡明藥物反應遺傳易感性的物質(zhì)基礎，在實踐上為指導醫(yī)生遵循用藥的個體化原則提供理論根據(jù)。醫(yī)學遺傳學的分支學科臨床遺傳學：運用醫(yī)學遺傳學理論知識，通過家系調(diào)查和各項臨床檢查來診斷、治療和預防遺傳病。醫(yī)學遺傳學的分支學科毒理遺傳學：遺傳學方法研究環(huán)境中的有害因子對人類遺傳物質(zhì)的毒理效應及其產(chǎn)生機理的一門學科。醫(yī)學遺傳學的分支學科輻射遺傳學：主要研究各種電離輻射對人類的遺傳效應。當電離輻射作用于人類生殖細胞的遺傳物質(zhì)時，可誘發(fā)基因突變進而使后代罹患各種遺傳病。醫(yī)學遺傳學的分支學科發(fā)育遺傳學：主要研究人類發(fā)育過程中的遺傳控制，即研究發(fā)育或細胞分化過程中不同階段的基因表達和調(diào)控等向題。醫(yī)學遺傳學的分支學科行為遺傳學：研究遺傳因素與人類行為之間的關(guān)系的科學。其研究內(nèi)容主要有人類智力的遺傳基礎和人類異常行為的遺傳基礎等。醫(yī)學遺傳學的分支學科醫(yī)學遺傳學的概念遺傳：子代與親代相似的現(xiàn)象“種瓜得瓜、種豆得豆”“龍生龍、鳳生鳳”變異：子代與親代、子代個體間的差異“一母生九子、連母十個樣”一、遺傳與變異的概念遺傳學：研究生物遺傳和變異規(guī)律的科學醫(yī)學遺傳學：研究人類遺傳性疾病的發(fā)生機制、傳遞規(guī)律、再發(fā)風險、診斷、

治療、預后及預防的一門科學二、遺傳與變異的概念醫(yī)學遺傳學研究方法和技術(shù)醫(yī)學遺傳學的研究方法和技術(shù)系譜分析法：根據(jù)先證者的線索，調(diào)查家庭成員發(fā)病情況，繪制成系譜圖進行分析。按照單基因遺傳病系譜特點進行分析，可確定某疾病是否是單基因遺傳病及其遺傳方式，以便開展遺傳咨詢及產(chǎn)前診斷。醫(yī)學遺傳學的研究方法和技術(shù)群體篩查法：研究群體遺傳學的一種基本方法。通過選定某一人群采用一種或幾種簡便并有一定準確性的方法，對某種遺傳病或性狀進行普查。在群體篩查時，要排除環(huán)境因素對疾病的影響的可能性。醫(yī)學遺傳學的研究方法和技術(shù)雙生子法：通過比較單卵雙生或雙卵雙生子在某一疾病或性狀的發(fā)生一致性，估計該疾病或性狀發(fā)生中遺傳因素所起作用的大小。一般用發(fā)病一致率來表示:發(fā)病一致率(%)=同病雙生子對數(shù)/總雙生子(單卵或雙卵)對數(shù)×100%醫(yī)學遺傳學的研究方法和技術(shù)染色體分析法：染色體技術(shù)和人類性染色質(zhì)（X染色質(zhì)和Y染色質(zhì)）的研究結(jié)果可廣泛應用于染色體異常疾病的診斷、性別鑒定、產(chǎn)前診斷和遺傳咨詢等?；虻母拍钆c分類基因：是具有特定遺傳效應的DNA片段，是遺傳基本單位，即基因是能夠表達基因產(chǎn)物的完整DNA片段。（一）基因的概念（二）基因的分類細胞核基因：位于細胞核內(nèi)的染色體上細胞質(zhì)基因：真核生物為線粒體基因根據(jù)基因在細胞內(nèi)分布的部位：（三）基因的分類根據(jù)基因的功能：結(jié)構(gòu)基因：能決定某種多肽鏈氨基酸種類和排列順序。調(diào)控基因：指某些能調(diào)節(jié)和控制結(jié)構(gòu)基因表達的基因?；蛲蛔兊母拍钆c一般特性基因突變：是指基因在結(jié)構(gòu)上發(fā)生的堿基對組成或排列順序上的改變。（一）基因突變的概念基因突變可發(fā)生在生殖細胞、體細胞中（二）基因突變的一般特性1.有害性多數(shù)的基因突變對生物來說是有害的，會對生物體產(chǎn)生不利的影響。如體細胞中的基因突變通常是腫瘤或癌癥發(fā)生的病理學基礎，生殖細胞中的基因突變則是大多數(shù)人類遺傳性疾病發(fā)生的根本原因。（二）基因突變的一般特性2.稀有性生物界基因突變是一種普遍現(xiàn)象，但基因突變的自然發(fā)生頻率還是很低的。在人類生殖細胞突變率大約為10-6-10-4，其他高等生物生殖細胞的突變率僅為10-8-10-5。（二）基因突變的一般特性3.隨機性生物界每種生物的基因突變都是隨機發(fā)生的。（二）基因突變的一般特性4.多向性任何基因都有向多個不同方向發(fā)生突變的可能，形成多個突變的等位基因，即復等位基因。在群體中，復等位基因由位于某對同源染色體同一基因位置上的兩個以上的基因組成，決定同一類性狀表達。（二）基因突變的一般特性5.重復性基因突變在自然界總是以一定的頻率重復發(fā)生的，同種生物間，相同的基因突變可以在不同的個體間重復發(fā)生。如人類鐮刀形紅細胞貧血癥的基因突變。（二）基因突變的一般特性6.可逆性基因突變是可逆的，可以由原有基因突變?yōu)橥蛔兓颍部梢杂赏蛔兓蜣D(zhuǎn)變?yōu)樵谢?，前者稱為正向突變，后者稱為回復突變。通常正向突變的頻率要高于回復突變的頻率?；蛲蛔兊恼T發(fā)因素自發(fā)突變：在自然條件下，沒有經(jīng)過人工處理的突變誘發(fā)突變：在外界因素的干預下，經(jīng)過人工處理的突變。自發(fā)突變和誘發(fā)突變都是由于各種內(nèi)外環(huán)境因素的影響而產(chǎn)生的。

這些能夠引起生物細胞基因突變的內(nèi)外環(huán)境因素稱為誘變劑。誘變劑的種類繁多，可以歸納為生物因素、物理因素和化學因素等類型。

基因突變基因突變的誘發(fā)因素1.物理因素基因突變可發(fā)生在生殖細胞、體細胞中。自然界中的紫外線照射會造成細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)損傷，產(chǎn)生基因突變。電離和電磁輻射達到一定的照射強度和劑量也會導致遺傳物質(zhì)損傷，產(chǎn)生基因突變。基因突變的誘發(fā)因素1.化學因素基因突變可發(fā)生在生殖細胞、體細胞中。生活、工作環(huán)境中各類化學物質(zhì)，如食品添加劑、藥品、廢氣、廢水等，大量的羥胺類、亞硝酸類、堿基類、芳香族類、烷化劑類化學物質(zhì)，能夠造成原有基因中堿基分子結(jié)構(gòu)或序列發(fā)生變化，導致基因突變?；蛲蛔兊恼T發(fā)因素1.生物因素基因突變可發(fā)生在生殖細胞、體細胞中。一些病毒如HIV、風疹病毒等是導致基因突變的因素，可以通過插入生物的DNA序列而引起生物基因突變。一些細菌和真菌也可以引起基因突變，如黃曲霉就能引起基因突變。人類基因組計劃二倍體生物的生殖細胞中所含有的全套染色體稱為一個染色體組。一個染色體組中的全部基因稱為一個基因組。細胞核基因

線粒體基因指儲存在本物種生殖細胞中的全套的遺傳物質(zhì)。人類線粒體DNA，共含有16569bp，基因組內(nèi)共有基因37個人類基因組（一）細胞核基因組一、單一序列：是單拷貝的DNA序列。主要是結(jié)構(gòu)基因。占人類基因組中DNA總量60％～65％二、重復序列：指拷貝數(shù)＞102的DNA序列，占人類基因組30％～35％，大多沒有編碼功能。（一）線粒體基因組一、線粒體：是一種半自主性的細胞器二、線粒體基因組：位于線粒體內(nèi)，獨立存在，包含16569個堿基對，37個基因（蛋白質(zhì)基因13個、rRNA基因2個、tRNA基因22個），人類線粒體DNA結(jié)構(gòu)為雙鏈環(huán)狀，遺傳方式為母系遺傳。人類基因組計劃人類基因組計劃的出現(xiàn)20世紀70年代，Sanger等開始病毒全基因組測序1984年，完成了噬菌體фX174(5386bp)、人線粒體基因組(16kb)等的全測序1984年，美國Utah州，能源部召開的會議上討論了測定整個基因組DNA的意義與前景1985年，美國能源部的‘HGP’草案形成1986年，Dulbecco在Science發(fā)表HGP的短文1988年，Watson主持成立‘美國國家人類基因組研究中心’1990年，美國國會批準本國的‘HGP’，正式啟動癌癥研究的轉(zhuǎn)折點——人類基因組的全序列分析

RenatoDulbecco，Science1986回顧了70年代以來癌癥研究的進展，使人們認識到包括癌癥在人類疾病的發(fā)生，都與基因直接、間接有關(guān)；同時指出，要么仍處在零打碎敲的方法研究，要么從整體上研究和分析整個人類基因組及其序列。這一計劃的意義重大。這樣的工作是任何一個實驗室難以單獨承擔的項目。這個世界所發(fā)生的一切事情，都與這一人類的DNA序列息息相關(guān)。一、HGP的研究目標及內(nèi)容總體目標：15年內(nèi)投入30億美元，完成人類24條染色體的3×109bp

核苷酸序列分析1993年馬里蘭會議上進行修訂，內(nèi)容包括：

1.基因組制圖（遺傳圖譜、物理圖譜、序列圖譜、基因圖譜）

2.基因的定位與分析

3.基因組研究技術(shù)的建立、改進

4.模式生物基因組的圖譜繪制及測序

5.相關(guān)課題的研究

遺傳圖譜

又稱基因連鎖圖譜，是表示基因或DNA標志在染色體上的相對位置與遺傳距離的基因組圖，反映染色體上兩點之間的連鎖關(guān)系。遺傳圖譜是以細胞減數(shù)分裂時同源染色體發(fā)生交換的DNA區(qū)段為標記。

基因組制圖物理圖譜

指DNA序列上兩點之間的實際距離。其目標是在基因組中每100kb設一個標志點（即“路標”），目前最滿意的是以已定位的DNA序列STS（序列標記位點）作為“路標”，以DNA的實際長度（bp，kb，Mb）為“圖距”繪制物理圖譜。

基因組制圖轉(zhuǎn)錄圖譜又稱基因圖譜，是以表達序列標簽（EST）為標志繪制的圖譜。在獲得足夠多的EST序列后，對這些EST片段進行染色體定位，最終繪制成一張可表達的基因圖——轉(zhuǎn)錄圖譜。

基因組制圖序列圖譜

人類基因組計劃最終要測定出由3×109bp核苷酸組成的人基因組DNA的全部序列。DNA序列分析技術(shù)是一個包括制備DNA片段化及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程，通過測序得到基因組的序列圖譜。

基因組制圖人類基因組計劃的步伐1990年，HGP正式啟動，譽為“生物學的阿波羅登月計劃”1993年，對HGP的目標進行了修正1998年，秀麗線蟲基因組測序完成；同年5月，celera公司

宣布加入HGP。HGP的進程走了一半1999年，中國獲準加入該計劃，測1％的基因組，也就是3號

染色體上的30Mb。2000年，HGP科學家、美國總統(tǒng)克林頓以及celera公司負

責人同時宣布人類基因組序列的“工作框架圖”完成2003年4月14日，人類基因組計劃宣布完成

人類基因組計劃的研究價值醫(yī)學領(lǐng)域：將人類感知生命的里程提高到分子水平階段，大大加速人們對疾病基因的鑒定生命科學領(lǐng)域：闡明基因的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，細胞的發(fā)育、生長、分化的分子機理，疾病發(fā)生的機理等，有利于理解生物是如何進化的促進生命科學與信息科學相結(jié)合：生物信息學技術(shù)經(jīng)濟價值：醫(yī)藥、保健、農(nóng)業(yè)和食品制造等產(chǎn)業(yè)

二、人類基因組計劃的后基因組時代

功能基因組學：基因功能鑒定、基因表達分析及突變檢測蛋白質(zhì)組學：分析基因編碼產(chǎn)物——蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能和蛋白質(zhì)

群體內(nèi)相互作用

三、人類基因組計劃對人類的重要意義

揭示疾病的基因機制

人類基因組計劃在其他方面的意義：

基因工程藥物；診斷和研究試劑產(chǎn)業(yè)、基因和抗體試劑盒、診斷研究用生物芯片、疾病和篩選模型；胚胎和成年期干細胞、克隆技術(shù)、器官再造；篩選藥物的靶點；生物產(chǎn)業(yè)等

減數(shù)分裂減數(shù)分裂有性生殖中，生殖細胞的一種特殊的有絲分裂DNA只復制一次（染色體復制一次）細胞分裂兩次，一個母細胞分裂為四個子細胞子細胞的染色體數(shù)目為母細胞染色體數(shù)目一半。

第一次減數(shù)分裂間期Ⅰ分裂期Ⅰ減數(shù)分裂

過程第二次減數(shù)分裂前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ前期Ⅰ中期Ⅰ后期Ⅰ末期Ⅰ間期Ⅱ分裂期Ⅱ

第一次減數(shù)分裂①持續(xù)時間較長②合成大量RNA和蛋白質(zhì)③DNA復制（含量增加一倍）④為分裂所需物質(zhì)和能源做準備間期Ⅰ

①細線期：染色質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿旧w，

每條染色體由兩條染色單體構(gòu)成②偶線期：同源染色體配對（聯(lián)會）③粗線期：非姐妹染色單體交叉互換

④雙線期：同源染色體互換完成⑤終變期：核膜、核仁消失，紡綞體形成前期Ⅰ

間期Ⅰ前期Ⅰ前期Ⅰ以生殖細胞染色體數(shù)4條為例染色體4DNA8

①染色體高度濃縮，呈現(xiàn)典型的

染色體形態(tài)特征；②同源染色體排列在細胞的中央

的赤道板上。中期Ⅰ前期Ⅰ中期Ⅰ染色體4DNA8

①同源染體分離，分別向細胞

兩極移動②非同源染色體自由組合。后期Ⅰ后期Ⅰ中期Ⅰ染色體4DNA8

①染色體轉(zhuǎn)變?yōu)槿旧|(zhì)；②紡綞體消失，核膜、核仁重新出現(xiàn)③細胞質(zhì)分裂，形成兩個子細胞④子細胞染色體數(shù)目減半。末期Ⅰ染色體2DNA4

末期Ⅰ后期Ⅰ第一次減數(shù)分裂

間期前期Ⅰ中期Ⅰ后期Ⅰ末期Ⅰ第二次減數(shù)分裂①持續(xù)時間較短②無新DNA合成③細胞中染色體數(shù)目已經(jīng)減半間期Ⅱ

第二次減數(shù)分裂①前期Ⅱ：染色質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿旧w，紡

綞體形成，核膜、核仁消失②中期Ⅱ：染色體位于赤道板③后期Ⅱ：姐妹染色單體分離④末期Ⅱ：染色體轉(zhuǎn)變?yōu)槿旧|(zhì)，紡