遗传作业

11.遗传病有什么特点?可分为几类?对人类有何危害?遗传病的特点：1.垂直传播遗传病是垂直传播的，不同于传染病的水平传播。2.具有一定比例遗传病的患者在亲祖代与子孙中是以一定数量比例出现的，患者与正常者有一定的数量关系。3.先天性和终生性遗传病是先天性的但不是所有的先天性疾病都是遗传病（如孕妇妊娠时风疹感染在成患儿的先天性心脏病）同时也不是所有的遗传病都在出生时都表现出来（如亨廷顿氏病）4.家族聚集性遗传病往往呈现出家族聚集性。但不是所有的有家族聚集性的疾病都是遗传病（如某些与饮食习惯有关的疾病）。5.传染性由于朊病毒的发现，现代遗传病的概念得到了进一步的拓展。PrP基因的突变会影响蛋白质的构象称为蛋白折叠病。错误折叠的蛋白可以诱导正常蛋白的变化所以也具有传染性。故从这个角度来讲遗传病也有传染性。分类：1.单基因病：由于单个基因突变引起的疾病。包括常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病、性染色体显性遗传病、性染色体隐性遗传病。2.多基因病由两对以上微效基因和环境因素共同作用所致的一种疾病。3.染色体病：由于染色体数目或结构异常所引起的疾病。4.体细胞遗传病：特定体细胞中的DNA异常积累所致的一类疾病，这类疾病包括恶性肿瘤、自身免疫缺陷、衰老等。传统意义上的遗传病不包括这种。5.线粒体疾病：由于线粒体内DNA突变所致的疾病，以母系遗传为特征，该类疾病通常影响神经和肌肉细胞的能量产生。危害：1.遗传病是造成人类死亡的重要因素。资料显示，我国１５岁以下死亡的儿童中，约４０％是由遗传病和先天畸形所致，遗传病已经成为当前危害人类健康最为严重、病死率最高之一，而且有些肿瘤和心血管疾病也属于遗传病。2.遗传病总数占人类疾病总数的四分之一，其中有很多属于常见病和多发病，一部分严重危害健康的常见病、多发病都与遗传病有关。3.遗传病不仅影响患者本身的生活和生存，同时也给家庭及其他成员带来许多精神和经济负担，既影响家庭幸福，又给社会造成许多负面影响，并且还直接影响民族的健康素质和国家的兴旺发达。2一、什么是基因突变?它分为哪几种类型?基因突变有哪些后果?1.基因突变：一个基因内DNA序列结构的改变，包括一对或少数几对碱基的缺失、插入或置换等。这种突变是一种遗传物质的可遗传的改变，通常从一个等位基因变为另一个新的等位基因。2.基因突变类型：①碱基替换：1）转换，替换发生在同类碱基之间，即一种嘌呤替换另一种嘌呤，一种嘧啶替换另一种嘧啶。(转换突变的四种类型：AT→GC，TA→CG，GC→AT，CG→TA)。2）颠换，不同类型的碱基间的替换，即嘌呤被替换成嘧啶，或是相反。这种替换较为少见。(颠换突变的八种类型：AT→CG，AT→TA，GC→TA，GC→CG，TA→GC，TA→AT，CG→AT，CG→GC)。②碱基的增加及缺失，指的是一个碱基对被插入或从DNA中被删除，有时也可能一次同时发生碱基对的插入和缺失。3.基因突变后果：①突变发生在基因编码区：1）同义突变(某基因的一个碱基对的变化改变了mRNA中的一个密码子，该密码子与原密码子一样编码相同的氨基酸，产生的蛋白质仍为野生型功能。若碱基替换发生在密码子的第三位时，由于密码子的简并性，并不能产生错误的氨基酸，故同义突变又称为沉默突变。)。2）错义突变(在DNA中一对碱基的改变引起一个mRNA密码的改变，结果使得多肽链中原来的一个氨基酸，变为另一个氨基酸，导致表型的改变。)。3）无义突变(由于某一碱基被替换后，原来编码某一氨基酸的密码子突变成为终止密码子（UAG、UAA或UGA），从而造成蛋白质尚未全部合成就终止了翻译，形成无功能的多肽链。)。4）中性突变(基因中一个碱基对的变化改变mRNA的一个密码子，产生氨基酸的替换，但不影响蛋白质的功能，从mRNA信息翻译的蛋白质的功能上检测不到所发生的变化。中性突变是一组错义突变，在这些突变的地方新的密码子编码一种不同的氨基酸从化学上与原来的氨基酸相等，因此并不影响蛋白质的功能。)。5）移码突变(由基因内增加或减少一个或多个碱基对所引起的密码子的改变。通常移码突变得到新的密码子产生一个较短的蛋白质或造成对正常终止密码子的通读，得到比正常蛋白质更长的蛋白质，二种情况都是无功能的蛋白质。)。②突变发生在基因的非编码区：调节区和非编码区的DNA序列，在DNA水平上，它们包括RNA多聚酶及其相关因子和特定转录因子的结合位点。在RNA水平上则包括核糖体结合位点，真核生物mRNA外显子交接区5′和3′端拼接位点以及调节mRNA进入细胞特定区域和组分的翻译调节和定位信号位点。结合位点一旦被破坏很可能改变基因在特定时间、组织或特定环境反应中的表达量，某些结合位点的突变可能完全阻遏基因正常表达的必经步骤，如果RNA聚合酶或剪接因子的接合位点发生突变则可使基因产物完全失活或阻断其产生。调节位点的突变通常只改变产生蛋白质的数量而不是其结构。区分特定基因在DNA水平的改变与在表型水平上的改变是十分重要的，在基因的非编码区发生的许多点突变，往往只引起细小的或完全没有表型上的改变，这些点突变通常发生在调节蛋白结合位点之间的DNA序列，这些序列可能与基因功能无关或位于基因内的重复区。2．简述基因概念的发展过程。1经典遗传学阶段1.1遗传因子学说孟德尔G.J.Mendel于1854年到1965年间对豌豆的遗传性状进行了长期的探索,发现豌豆的很多性状能够有规律地传给下一代,总结出生物遗传的两大定律(分离定律和自由组合定律),并据此提出了“遗传因子”假说，认为性状是受遗传因子控制的,亲代传给子代的不是具体性状而是遗传因子，这些遗传因子互不融合，互不干扰，独立分离，自由组合，具有颗粒性，从而否定了混合遗传理论,在基因概念的演变史上,遗传因子是最初的名称,它为以后的基因学说奠定了基础[4，12]。1.2基因术语的提出约翰生W.L.Johannsen首次提出基因的概念，并采用了“基因型”和“表现型”两个不同概念，从此，基因一词一直沿用至今。2.1.1基因是化学实体，以念珠状直线排列在染色体上约翰逊创造了“基因”这一术语,用来表达孟德尔的遗传因子,但还只是提出了遗传因子的符号,没有提出基因的物质概念。1910年，摩尔根，等以果蝇做材料,研究性状的遗传方式,得出连锁交换定律,证明基因在染色体上呈直线排列,第一次把代表某一特定性状的特定基因与某一特定染色体上的特定位置联系起来。这时基因已初步证明是有物质性的。与此同时,埃默森等在玉米工作中也得到同样的结论。这样就形成了一套经典的遗传学理论体系，一以遗传的染色体学说为核心的基因论。2．1.2“三位一体学说”1927年莫勒首先用X射线造成人工突变以研究基因的行为,证明了基因在染色体上有确定的位置,它本质上是一种微小的粒子，后来大量的研究证实、丰富和发展了这一理论。在此基础上，在Morgan及他的学生的著作《基因论》中首次把基因的概念归纳为“三位一体学说”,他们认为:基因首先是一个功能单位,能控制蛋白质的合成,从而达到控制性状发育的目的;其次是一个突变单位,在一定环境条件和自然状态下,一个野生型基因能突变成它对应的突变型基因,而表现出变异类型;第三是一个重组单位,基因与基因之间可以发生重组,产生各种与亲本不同的重组类型;而这些基因都在染色体按一定顺序、间隔一定距离呈线状排列着,各自占有一定的区域。2.1.3一个基因一个酶学说1941年Beadle,G.w.等人对红色链孢霉进行了大量研究，提出一个基因一个酶的观点，认为基因控制酶的合成，一个基因产生一个相应的酶，基因与酶之间一一对应，基因通过酶控制一定的代谢过程，继而控制生物的性状这是人们对基因功能的初步认识。因此经典遗传学认为，基因是一个最小的单位，它连续排列,界限分明,没有内部结构和不能再分；既是结构单位，又是功能单位。2．2分子遗传学阶段2.2.1基因的化学本质主要是DNA，有时是RNA艾佛里与格里菲斯通过肺炎双球菌的转化实验，首次证明了基因的本质--DNA是遗传物质。1956年，康兰特烟草花叶病毒的研究中，证明了在不具有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。从而将基因的概念落实到具体的物质上，并给予具体的内容，基因的化学本质在多数生物中是DNA，少数生物中RNA。2.2.2基因不是最小的遗传单位，基因是可分的2．2.2.1顺反子学说—基因结构是可分的1955年,Benzer,S.用大肠杆菌T4噬菌体为材料,分析了基因的精细结构，发现了基因内部还存在着可分的精细结构，从而提出了提出了顺反子、突变子和重组子的概念。顺反子是一个遗传上一个不容分割的功能单位,一个顺反子决定一条多肽链，这就使以前“一个基因一种酶”的假说发展为“一个基因一种多肽链”的假说；顺反子并不是一个突变单位或重组单位,而要比它们大的多。突变子是指在性状突变时，产生突变的最小单位。一个突变子可以小到只有一个碱基对，如移码突变。重组子是指在性状重组时，可交换的最小单位，一个重组子只包含一个碱基对。一个顺反子内部可以发生突变或重组,即包含着许多突变子和重组子。2．2.2.2操纵子学说—基因功能是可分的1961年，杰考伯和莫诺在对大肠杆菌产生半乳糖苷酶的研究过程中，提出了操纵子学说，该学说认为，所谓“操纵子”是由一个操纵基因和一系列结构基因结合形成的。操纵基因一头和结构基因相连,而另一头称为启动子,起着使转录过程开动的作用,结构基因受邻近的操纵基因的控制,而操纵基因又是在调节基因所生成的阻遏蛋白的控制下活动的。也就是说，基因在功能上不仅有直接转录成mRNA的结构基白,也有起着调节结构基因功能活动的操纵基因和调节基因，从而使人们认识到基因在功能上也是可分的。2.3基因概念的现代发展20世纪70年代,DNA体外重组技术和基因工程技术成熟,人们对基因的结构和功能上的特征有了更多的认识,涌现出断裂基因、重叠基因、假基因、跳跃基因等基因的多元概念31.简述赖昂假说及X染色质检查的临床意义。Lyon假说:①性哺乳动物体细胞内的两条X染色体只有一条是有活性的，另一条X染色体在遗传上是失活的，在间期核内这条失活的X染色体凝缩成X染色质，即Lyon化。②这条失活的X染色质发生在胚胎的早期大约在人妊娠的第16天③X染色质的失活是随机的，大约一半的细胞是来自父亲的X染色体失活，另外一半的细胞来自母亲的X染色体发生失活。④失活的细胞是克隆化，即一旦特定的X染色体失活，那么由此细胞分裂增殖产生的子细胞也总是这一个X染色体失活。临床意义：由于雌性细胞中的两个X染色体中的一个发生易固缩，失去转录活性，这样保证了雌雄两性细胞中都有一条X染色体保持转录活性，使两性X连锁基因产物的量保持在相同水平上。X小体检查的临床意义：①对个体进行性别鉴定，临床上可利用口腔上皮细胞、羊水细胞和绒毛细胞等材料进行检查。②对怀疑有遗传病的个体或胎儿进行性别鉴定，对发育畸形的个体进行鉴别诊断。2.常染色质与异染色质在结构和功能上有何差异?答：①结构上：常染色质在细胞间期处于松散状态，染色较浅，异染色质处于凝缩状态，染色较深，结构异染色质总处于凝缩状态，兼性异染色质，由常染色质转变而成，松散时是常染色质，浓缩时是异染色质。②功能上：常染色质是有转录活性，结构异染色质是高度重复的DNA序列，无转录活性，位于染色体着色粒区和端粒，及核仁组织者区，兼性异染色体：浓缩是无转录活性，松散时有转录活性。41.什么是嵌合体?它的发生机理是什么?(中)答：嵌合体即含有两种以上不同核型的个体。如某人体内既有46，XX的细胞，又有45，XO的细胞，此人即为一嵌合体。但是嵌合体并不仅仅包括数目畸变，还有染色体结构畸变嵌合体。发生机理：如果在卵裂的过程中发生染色体的不分离或丢失以及结构畸变就会造成嵌合体的产生。因为在有丝分裂过程中，如果发生染色体不分离，分裂的结果将形成一个单体型细胞（亚二倍体）和一个三体型细胞（超二倍体）；如果发生染色体丢失，分裂结果将产生一单倍体细胞和一个二倍体细胞。所以卵裂早期发生染色体不分离或丢失，将导致嵌合体的产生。一般X染色体单体型细胞，即45，XO，可以存活，而常染色体单体很难存活，故嵌合体多为