医学遗传学基础课件(全)

医学遗传学基础第一章绪论学习目标1.掌握医学遗传学的概念;2.了解医学遗传学在现代医学中的地位;3.熟悉遗传病的概念及分类;4.了解遗传病对人类的危害。第１节医学遗传学的概念及其在现代医学中的地位一、医学遗传学的概念医学遗传学(medicalgenetics)是将遗传学基本理论与医学实践相结合的一门新学科，是遗传学知识在医学领域中的应用。二、医学遗传学在现代医学中的地位1.在临床遗传病研究中的作用2.在优生研究中的作用3.在卫生保健研究工作中的作用第2节遗传病概述一、遗传病的概念遗传病(geneticdisease)是指由于生殖细胞或受精卵的遗传物质在结构或功能上发生了改变所引起的疾病，并按一定方式在上下代间传递。遗传病具有哪些特征？１．遗传病具有遗传性遗传病具有亲代向子代垂直传递的特点例：短指症但不是每个遗传病的家系中都可观察到这一现象。•许多遗传病（特别是显性遗传病）常见家族集聚现象，如并指，在亲代和子代中均有患者。但也有些遗传病（特别是隐性遗传病和染色体病），并不一定有家族史。•相反，有家族聚集现象的疾病（如麻风、肝炎、梅毒等）也不一定是遗传病。2.遗传病的病因是遗传物质的改变多数遗传病表现出发病的先天性。但应区别于先天性疾病。先天性疾病：个体出生后即表现出来的疾病但有些遗传病出生时未表现出来，如遗传性慢性进行性舞蹈病发育到一定年龄才发病。但有些遗传病出生时未表现出来，如遗传性慢性进行性舞蹈病发育到一定年龄才发病。3.生殖细胞或受精卵突变生殖细胞突变：•遗传•当代不产生效应后代会产生效应•突变频率高受精卵突变：•遗传•当代会产生效应体细胞突变：•不遗传•当代会产生效应4.遗传病具有终生性二、遗传病的分类遗传病单基因病多基因病染色体病体细胞遗传病线粒体遗传病常染色体隐性遗传病常染色体显性遗传病X-连锁隐性遗传病X-连锁显性遗传病Y-连锁遗传病常染色体数目、结构畸变遗传病性染色体数目、结构畸变遗传病三、遗传病的危害1.遗传病的病种和数量迅速增长时间单基因病及异常性状(种）多基因病(种）染色体病(种）1958年4121993年64571994年6678100100目前100002.遗传病对人类健康的威胁日益严重;3.有些严重危害人类健康的常见病已证明与遗传因素有关;4.隐性有害基因对人类健康构成潜在性威胁；5.恶性肿瘤对人类所造成的危害。第3节医学遗传学的研究方法及研究现状一、医学遗传学的研究方法１．系谱分析法２．群体筛选法３．双生子法４．伴随性状研究５．实验室检查法二、医学遗传学的研究现状１．人类基因组计划２．基因诊断３．基因治疗小结医学遗传学(medicalgenetics)是将遗传学基本理论与医学实践相结合的一门新学科，是遗传学知识在医学领域中的应用。遗传病(geneticdisease)是指由于生殖细胞或受精卵的遗传物质在结构或功能上发生了改变所引起的疾病，并按一定方式在上下代间传递。遗传病分为以下几种类型遗传病单基因病多基因病染色体病体细胞遗传病线粒体遗传病常染色体隐性遗传病常染色体显性遗传病X-连锁隐性遗传病X-连锁显性遗传病Y-连锁遗传病常染色体数目、结构畸变遗传病性染色体数目、结构畸变遗传病目标检测一、名词解释1．医学遗传学:2．遗传病:二、填空题1.有些严重危害人类健康的常见病已证明与遗传因素有关。如、、、等。2、是我国的基本国策。高血压糖尿病哮喘冠心病控制人口数量提高人口素质是将遗传学基本理论与医学实践相结合的一门新学科，是遗传学知识在医学领域中的应用。是指由于生殖细胞或受精卵的遗传物质在结构或功能上发生了改变所引起的疾病，并按一定方式在上下代间传递。三、简答题1.医学遗传学中较常用的研究方法有哪些？2.遗传病对人类有那些危害？答：１.系谱分析法；２.群体筛选法；３.双生子法；４.伴随性状研究；５.实验室检查法答：1.遗传病的病种和数量迅速增长；2.遗传病对人类健康的威胁日益严重;3.有些严重危害人类健康的常见病已证明与遗传因素有关;4.隐性有害基因对人类健康构成潜在性威胁；5.恶性肿瘤对人类所造成的危害。答:先天性疾病是指个体出生前就已形成的畸形或疾病，大多数遗传病表现为先天性疾病。但是也有某些先天性疾病，如先天性梅毒、先天性心脏病、药物引起的畸形以及产伤等就不是遗传病。也有些遗传性疾病出生时并未表现出临床症状，如遗传性慢性进行性舞蹈病发育到一定年龄才发病，。家族性疾病是指表现出家族集聚现象的疾病，即在一个家庭中有两个以上成员罹患同一种疾病。许多遗传病（特别是显性遗传病）常见家族集聚现象，如并指，在亲代和子代中均有患者。但也有些遗传病（特别是隐性遗传病和染色体病），并不一定有家族史。相反，有家族聚集现象的疾病（如麻风、肝炎、梅毒等）也不一定是遗传病。3.遗传病与先天性疾病和家族性疾病有何区别？第二章遗传的分子学基础学习目标1．说出DNA的化学组成及结构特点。2．归纳DNA与RNA的主要区别。3．掌握基因的概念，说出基因的基本功能。4．掌握基因表达的概念，概括基因表达的过程。5．知道基因突变的含义及特征，知道基因突变的原因及后果。6．了解人类基因组计划的相关内容。第一节遗传物质的结构与功能一、DNA的分子结构与功能（一）DNA的组成和分子结构胸腺嘧啶脱氧核苷酸（含T）基本单位：脱氧核苷酸种类腺嘌呤脱氧核苷酸（含A）鸟嘌呤脱氧核苷酸（含G）胞嘧啶脱氧核苷酸（含C）P脱氧核糖含氮碱基结构主要特点双螺旋（由两条脱氧核苷酸链组成）①两条链反向平行②两条链之间的碱基遵守碱基互补原则（A=T、G≡C）③特定的DNA中有特定的碱基对数目和排列顺序，携带特定的遗传信息DNA的分子结构示意图DNA双螺旋结构对DNA双螺旋结构的发现作出重大贡献的科学家物理学家克里克生物学家沃森物理学家维尔金斯DNA双螺旋结构的发现1953年4月25日，英国《自然》杂志上登载的一篇论文《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》，在科学界引起了极大反响。它把人们对生物科学研究的视野，一下子从细胞水平推向了分子水平，而这篇文章的撰稿人，却是两位年轻人——美国生物学家沃森和英国物理学家克里克。它不仅说明了DNA为什么是遗传信息的携带者，而且说明了基因的复制和突变等。1962年，沃森、克里克和共同参与研究的维尔金斯三人共同获得了诺贝尔生理学或医学奖。测一测：1.沃森和克里克于年提出了著名的模型，为合理解释遗传物质的奠定了基础。2.DNA又称，组成基本单位是，由一分子、一分子、一分子组成。组成DNA的碱基共有种（符号表示），组成DNA的基本单位有种（名称是①、②、③、④）。1953DNA双螺旋多种功能脱氧核糖核苷酸脱氧核糖核酸磷酸戊糖碱基AGCT44鸟嘌呤脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸3.DNA双螺旋结构是由条平行的链组成，外侧由和交替连接构成基本骨架，内侧碱基通过连接。碱基对的配对原则是（A）与（）配对，（G）与（）配对，反之亦然，这种对应的关系称为原则。4.DNA的碱基只有种，碱基对只有种，而分子结构却具有性，这是碱基对的千变万化的结果。2脱氧核苷酸磷酸戊糖胸腺嘧啶鸟嘌呤腺嘌呤胞嘧啶氢键TC碱基互补42排列顺序多样（二）DNA的功能1．贮存遗传信息遗传信息是指DNA中特定的碱基排列顺序。DNA中千变万化的碱基排列顺序体现了DNA的多样性，特定的碱基排列顺序决定了DNA的特异性，从而也决定了生物的遗传性、多样性和特异性。2.自我复制概念：时间：过程条件：模板、原料、原则、能量、酶。特点：边解旋边复制；半保留复制。意义：确保遗传物质的结构在世代相传中的稳定性。以DNA自身为模板合成子代DNA的过程有丝分裂间期或减数分裂Ⅰ前的间期3.转录合成RNADNA半保留复制示意图母链子链DNA所包含的信息多达30亿位以上，其中的个体模型、突变或标志物都可以用作身份识别。此外，在法学应用中可以从类似于微小血迹的证据中提取出DNA，并以此来制备出所需数量的DNA序列，用于进行个体鉴定，DNA指纹并不是那种真正的指纹，而是指DNA信息的记录模式。它是现有的用于个体鉴定的最有用、最准确的工具之一，分辨率可达十亿分之一（还没有哪个法院要求有这样的标准）。DNA指纹能给出近乎于确定性的阳性监定，甚至可以帮助警察找出从前不曾怀疑过的漏网之徒，而其他方法只能是用来排除嫌疑对象。二、RNA的结构与功能脲嘧啶核糖核苷酸（含U）基本单位：核糖核苷酸腺嘌呤核糖核苷酸（含A）鸟嘌呤核糖核苷酸（含G）胞嘧啶核糖核苷酸（含C）P核糖含氮碱基种类（一）RNA的组成和分子结构RNA的结构：单链（由一条核糖核苷酸链组成）（二）RNA的种类及功能：信使RNA（mRNA）转运RNA（tRNA）核糖体RNA（rRNA）转录DNA中的遗传信息，作为蛋白质合成的模板转运活化的氨基酸到核糖体的特定部位，使之形成多肽链与核蛋白共同构成核糖体成为蛋白质合成的场所第二节基因一、基因的概念及种类（一）基因的概念基因是具有特定遗传效应的DNA片段,是遗传功能的基本单位。基因（二）基因的种类按部位：按功能：线粒体基因调控基因（调节控制结构基因表达）细胞核基因（一般所说的基因）结构基因（能表达成蛋白质）二、基因的结构编码区非编码区外显子：能转录并能通过编码氨基酸表达内含子：能转录不能通过编码氨基酸表达主要包括启动子、增强子和终止子启动子：转录起始点，激活并控制mRNA合成增强子：提高转录效率（有组织特异性）终止子：有终止转录的功能真核细胞的基因结构示意图三、基因的功能基因表达指将贮存在基因中的遗传信息经过转录和翻译转变成具有生物活性的蛋白质，从而决定生物性状的的过程。概念过程转录：翻译：以DNA为模板合成RNA的过程。以mRNA为模板指导蛋白质合成的过程转录的条件模板：DNA的一条链（非编码链局部,3′→5′）原料：四种核糖核苷酸酶：RNA聚合酶能量：ATP原则：碱基互补原则（A=U、G≡C）非编码连编码链产物：RNA（合成方向为5′→3′，切除内含子）翻译的条件模板：mRNA原料：氨基酸（20种）场所：核糖体能量：ATP原则：碱基互补原则（A=U、G≡C）产物：多肽链（后加工成蛋白质）遗传密码：mRNA上三个相邻的碱基为一个密码子（64种）工具：tRNA（反密码子与密码子互补，转运特定的氨基酸）遗传密码基因表达的基本过程示意图多肽链的合成示意图苏AUGUGGACA3mRNA5蛋色多肽链的合成示意图3mRNA5AUGUGGACAAGUGGUGAAUGA蛋白质的立体结构中心法则RNA蛋白质转录逆转录翻译复制复制测一测1．从肝细胞中分离出下列分子片段，其中属于DNA分子片段的是。A．CCCGGAAUACB．GGGCAUACCC．CUUAGGCACD．GCGATTACGGT2．决定蛋白质特异性的最根本原因是。A．DNA碱基排列顺序B．RNA碱基排列顺序C．tRNA碱基排列顺序D．氨基酸排列顺序DA3．遗传信息和遗传密码分别位于。A．DNA和mRNA上B．DNA和tRNA上C．mRNA和tRNA上D．染色体和基因上4．下列肯定不是遗传密码的碱基排列顺序是。A．UUUB．AAA.C．GUCD．GATAD5．某基因有碱基1200个，则由它控制合成的蛋白质所具有的氨基酸数目最多为。A．100个B．200个C．300个D．400个B1910年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀型细胞贫血症。患者的这种红细胞容易破裂,使他患溶血性贫血,严重时会导致人死亡。异常红细胞正常红细胞正常红细胞异常红细胞谷氨酸缬氨酸GAAGUA密码子CTTGAA基因CATGTA正常异常1956年，格拉姆等人将正常的血红蛋白和镰刀型的血红蛋白进行对比，发现有一个肽链中谷氨酸被缬氨酸替换了四、基因突变概念DNA发生碱基对组成或排列顺序的改变┯┯┯┯ＡＧＴＣＴＣＡＧ┷┷┷┷┯┯┯┯┯ＡＧＴＡＣＴＣＡＴＧ┷┷┷┷┷┯┯┯┯ＡＧＴＣＴＣＡＧ┷┷┷┷┯┯┯ＡＧＣＴＣＧ┷┷┷┯┯┯┯ＡＧＣＣＴＣＧＧ┷┷┷┷┯