《单基因遗传》PPT课件.ppt

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1、,第5章 单基因遗传病,本章主要内容：系谱分析；常染色体显性、常染色体隐性、X连锁显性、X连锁隐性、Y连锁遗传；影响单基因遗传病分析的因素；部分代表性遗传病。,定义：主要受一对等位基因控制的疾病。,单基因遗传病,3纯合子（homozygote）：指同源染色体上同一基因座上的两个等位基因完全相同的个体。4杂合子(hetezygote)：指同源染色体上同一基因座上的两个等位基因不相同的个体。5基因型（genotype）：既可以指一个个体的遗传结构组成，也可指一个特定基因座上的等位基因组成。6表型(phenotype)：又称性状，指个体形态、功能等各方面的表现，如身高、肤色、血型、酶活力、药物耐受力

2、乃至性格等等。7显性（dominant）：纯合杂合均表达（基因或性状）。8隐性（recessive）：仅纯合表达而杂合不表达（基因或性状）。,第一节 系谱与系谱分析法,常用系谱符号,正常男性 正常女性 性别不明确 死亡 男性患者 女性患者 先证者,男性携带者 女性携带者 流产 婚配关系 二卵双生 一卵双生,近亲婚配,婚后未生育,罗马数字代表世代；阿拉伯数字代表每代内成员,第一节 系谱与系谱分析法,系谱分析(pedigree analysis)是遗传学最基础、最常用的分析方法。,系谱分析法的作用：1.记录性状/疾病在家系中的分布；2.辅助判断可能的遗传类型和遗传方式；3.计算发病风险率。,第二节

3、 常染色体显性遗传病的遗传,常染色体显性遗传(autosomal dominant inheritance,AD):导致疾病的基因在常染色体上，且为显性基因。,（一）完全显性(complete dominance)1.概念：杂合子和显性纯合子有相同的表型。既AA的表现与Aa相同。如：Huntington舞蹈病、短指症。2.特征：）与性别无关，男女患病机会相同。）患者双亲必定有一人为患者。同胞中约有1/2可能性为患者。）连续传递。）双亲无病，子女一般无病。,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,一个并指症I型系谱,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,并指症I型患儿,多指和并指,第二节 常染色体显性遗传

4、病的遗传,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,（二）不完全显性（incomplete dominance）杂合子的表型介于显性纯合子和隐性纯合子之间，又称半显性(semidominance)。如软骨发育不全。,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,软骨发育不全母子患者,软骨发育不全患者X线显示掌骨、指骨短，呈“三叉形”手,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,（三）不规则显性（irregular dominance）杂合子的显性基因由于某种原因不表现出相应的性状，因此有可能在系谱中出现隔代遗传的现象。如多指症。,一个多指症系谱,多指症,（四）共显性(codominance)1.概念：指一对等位基因之间，

5、没有显性和隐性的区别，在杂合时两种基因的作用都完全表现出来。例如MN血型：MM：M型；MN：MN型；NN：N型2.复等位基因(multiple alleles)：在一个基因座位上有三个以上的等位基因。基因突变多向性的表现。对于一个个体来说，只能有复等位基因中的某个或某两个。例如ABO血型：IA;IB;i三种基因AIAIA，Iai；BIBIB，Ibi；ABIAIB；Oii根据父母血型判断子女可能的血型；根据子女血型判断父母可能的血型。,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,（五）延迟显性（delayed dominance）带有显性致病基因的个体，需要到一定的发育阶

6、段才发病的现象。如Huntington舞蹈病(30岁以后发病)。,表现度和外显率1.表现度(expressivity)：致病基因的表达程度。2.外显率(penetrance)：某一显性基因（杂合状态下）或纯合隐性基因在一个群体中得以表现的百分比。3.区别：表现度要说明的是在致病基因都表达的前提下表达的程度不同。外显率阐明基因表达与否。,第二节 常染色体显性遗传病的遗传,AD遗传病发病风险率的计算,基因传递概率为1/2,1/2,3/4,婚配状况：,基因型分布：,发病风险率：,第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,常染色体隐性遗传(autosomal recessive inheritance,AR)

7、:导致疾病发生的基因在常染色体上，为隐性基因，且纯合时才表现性状。,病例：书p55表5-2列出了一些常见的AR遗传病。,1.AR的遗传特征：）与性别无关，男女发病机会相同。）系谱中表现散发，非连续传递。）患者双亲往往正常，但都为携带者。）近亲婚配发病率上升。,携带者概念：携带致病基因本人不发病者称为携带者,1/4,第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,一个典型的AR系谱,类显性遗传：Aa x aa,子女1/2患病，类似显性遗传。,2.AR发病风险的估计：,第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,Hardy-Weinberg定律：在一个无限大的群体中，当随机婚配、无突变、无自然选择时，基因频率保持不变。,

8、p2+2pq+q2=1,p+q=1,表示公式：,在等位基因中，p=A；q=a p2=AA;q2=aa;2pq=Aa当某一隐性疾病(aa)发病率为q2时，a的频率为q,A的频率为1-q。Aa的频率为2pq。,例：某病(aa)的发病率为1/10000，则a的频率为0.01,A的频率为1-0.01=0.99，Aa的频率20.990.01=0.0198。当q小到忽略不计时，p1，Aa2q。上例的Aa20.01=0.02。,第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,例题,设该病(AR)的发病率为1/10000。a的频率为1/100,群体携带者(Aa)的频率为1/50，II2和II3为携带者的可能性为2/3III

9、2和III3为携带者的可能性为1/3III1与III2婚配，子女患病风险为：1/501/31/4=1/600III2与III3婚配，子女患病风险为：1/31/31/4=1/36600/36=16.67(近亲婚配出生患儿的概率比非近亲的高16倍多),第三节 常染色体隐性遗传病的遗传,携带者概率的估计,AaAa,AA Aa Aa aa,单父母均为携带者时，正常子女也为携带者的可能性是2/3。,正常 患者,携带者,Aa个体将a传给子女的可能性为1/2，因此携带者子女也为携带者的可能性是1/2。,因此2/3可能性是携带者的子女也为携带者的可能性是2/31/2=1/3。,第四节 X连锁显性遗传病的遗传,

10、X连锁显性遗传(X-linked dominant inheritance,XD):导致疾病发生的基因在X染色体上，为显性基因。,男性的性染色体没有同源染色体，故没有等位基因，这种染色体/基因的组成形式称为半合子(hemizygote)。,XD的遗传特征：1.女性患者比男性多，但病情较轻(因多数为杂合子);2.患者双亲必有一名为患者;3.男性患者的女儿全部是患者，儿子全部正常;4.女性杂合子患者的子女有1/2的可能性为患者;5.连续传递。,第五节 X连锁隐性遗传病的遗传,X连锁隐性遗传(X-linked recessive inheritance,XR):导致疾病发生的基因在X染色体上，为隐性

11、基因。女性纯合时发病，男性半合时既发病。,XR的遗传特征：1、男性患者多于女性，系谱中往往只有男性。2、双亲无病，儿子可能发病；儿子发病，母亲肯定时携带者，女儿有1/2的可能性为携带者。3、男性患者母系中的男性有可能是患者。系谱呈现交叉遗传(crisscross inheritance)，既儿子的致病基因来自母亲，将来传给女儿。4、女性患者的父亲一定是患者，母亲一定是携带者。病例：红绿色盲、杜氏肌营养不良、血友病(A,B)。,第五节 X连锁隐性遗传病的遗传,一红绿色盲家系图谱,由于III6和III7为患者，II6肯定为携带者，III8为携带者的可能性为1/2。如果生男孩，患病风险为1/21/2

12、=1/4如果生女孩，患病风险为0，携带者的可能性为1/21/2=1/4,父亲的色盲基因传给了女儿(II4,II6),女儿又传给了她的儿子(III3,III6,III7)。,从系谱特点初步判断遗传方式,第六节 Y连锁遗传病的遗传,Y连锁遗传(Y-linked inheritance):导致疾病发生的基因在Y染色体上，由于Y染色体是半合子，所以Y染色体上的基因无显隐性之分。,全男性遗传(holandric inheritance)。,Y染色体上的基因比较少，已知的有H-Y抗原基因、外耳道多毛基因、睾丸决定因子基因、无精子因子基因（AZF）等。,一个外耳道多毛症的系谱,第七节 影响单基因遗传病分析的

13、因素,1.拟表型(phenocopy)环境因素的作用与某一基因的作用相一致的现象。如链霉素所导致的耳聋与遗传性耳聋。拟表型不遗传。,2.基因多效性(pleiotropy)一个基因的作用引起的多种效应的现象。基因的直接作用影响所编码的蛋白质，但在代谢中由于“连环”作用，导致多种表型的改变。,3.遗传早现(anticipation)某些AD遗传病一代比一代发病早的现象，特别是三核苷酸重复数代代增多所造成的早现。如小脑共济失调。,第七节 影响单基因遗传病分析的因素,4.遗传异质性(genetic heterogeneity)某一性状可以由不同的基因控制产生的现象。如已知导致先天性耳聋(AR)的基因位

14、点有35个。每一个位点的纯合都将产生耳聋；小脑脊髓萎缩(SCA)(AD)的位点有12个,每一个位点的变异都将导致SCA。,5.从性遗传(sex-conditioned inheritance)常染色体的基因在不同性别个体中表现差异的现象。如秃顶，男性发病明显多于女性，因为秃顶与雄性激素的水平相关。如果女性秃顶可能与肾上腺疾病导致雄性激素分泌过多有关。,6.限性遗传(sex-limited inheritance)常染色体基因只在一种性别的个体上表达的现象。如女性的子宫阴道积水；男性的前列腺癌等。,第七节 影响单基因遗传病分析的因素,7.遗传印记(genetic imprinting)来源不同（

15、父方、母方）的基因所表现出功能的差异。,8.X染色体失活(X inactivation)Lyon假说：女性的两条X染色体在胚胎发育中，一条随机失活，在细胞学图像上显示出X染色质。X染色体失活可在XAXa携带者中表现出部分症状。,第七节 影响单基因遗传病分析的因素,X-染色质照片,(参见第9章 人类染色体),几点说明：,单基因遗传指性状的控制主要受制于一对等位基因，符合孟德尔式遗传规律。,除一对等位基因外，其他基因甚至整个基因组结构组成对性状也有影响。,有些性状的表现与环境有一定关系。,一种性状可有多种遗传方式，如先天性白内障，有AD，AR，XD；如血友病A、B型是XR，C型是AR。,有些性状既有遗传性的，也有散发性的。,