遗传病的基础知识-基因(组)结构

解析： 上图可见各种类型的遗传性疾病，有不同的发病时间和发病率。如以出生为界，出生前许多染色体的异常就可引起胎儿的各种畸形或在出生后的各种疾病，更多的一部分染色体疾病会导致流产、死胎。此外还有一些环境因素与遗传因素共同作用的多因素疾病，如唇腭裂等。以青春期为界，单基因病从出生到青春期之前高发，也有多因素疾病随之出现高峰，到青春期之后发病出现低谷，随后随着年龄增长表现出来，因为这些导致组织或者器官功能异常的是逐步的积累或功能逐渐受损的，比较晚发，如脊髓小脑供给失调、帕金森病等。此外就是成年到老年多发的疾病，多因素疾病比较多。

（二）疾病发生中的遗传因素和环境因素影响情况

染色体病、单基因遗传病、血友病、进行性肌营养不良等完全由遗传因素引起； 苯丙酮尿症 G-6-PD缺陷等则是遗传 缺陷存在，在环境的一些作用之下逐步发生的； 多因素疾病，如糖尿病、高血压、心脏病精神病、先天畸形等 环境因素与遗传因素均起着作用，但是约在遗传度位 60% 时发病； 外伤、烈性感染病、流感、猩红热、感染性疾病等 遗传因素不起作用，完全由环境因素引起。

注： a 、不包括无症状的平衡易位，但包括一些性染色体的数目异常，其中有些可能没有被诊断。b 、不包括前突变的携带者、轻或无症状的突变携带者，但包括线粒体基因突变的携带者。c 、对于先天性畸形只包括了证明有遗传作用的疾病，对于成人期的慢性疾病，该数字只是一个估计。

d 、假定所有的癌症代表了蓄积性遗传突变，不包括遗传性单基因癌症综合征。e 、AD ： 1.4 、 AR ： 1.7 、 X 连锁： 0.5

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解析： 上表为人类不同年龄段遗传性疾病的发生率。

遗传物质主要有核基因和线粒体基因。核基因位于细胞核中，有46条染色体，为线性双链 DNA ，有2.5 ～ 3 万基因；线粒体基因位于细胞胞浆中，呈环状双链 DNA ，有自身独特的密码子。

解析： 左图为 细胞的有色或者减色中期，电凝下的染色体浓缩后显示的形态。右图为DNA双螺旋图。染色体或染色质分散地处于细胞核或者线粒体内，它由许多的核小体折叠、浓缩后形，基本骨架是双螺旋的 DNA ，一条正链、一条负条，中间有剪接，互相配对结合起来。

解析： 46 条染色体图。

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解析： 左图来自卵子或者精子得 46 条染色体形成配子时开始分开，然后再进一步分，在分离的过程中它们之间可能发生互换，形成新的染色体经过重新组合，和原来的染色体的不一样。右图为染色体正常、第一次减数不分离、第二次减数不分离的过程。（三）细胞异常所致的遗传病1. 染色体不分离导致染色体数目异常的疾病，如Klinefilter47XXY 、Turner 综合征、45X ，21 三体唐氏综合征等。2. 染色体不等互换导致染色体结构异常的疾病。若发生在有丝过程，会出现体细胞突变或生殖腺嵌合；若发生在减数过程，则为新生突变。染色体数目异常有多倍体和非整倍体。三倍体、四倍体的胎儿多在宫内夭折，能存活至足月出生的多倍体常为三倍体。非整倍体的单体性有Turner 综合征（ 45，X )，三体性有Down综合征(47，XY/X，+21）、 Klinefilter 综合征（ 47，XXY ）、18 三体综合征、13 三体综合征。染色体结构异常指的是染色体片段的缺失、插入（易位）或倒位。易位又分平衡易位与不平衡易位。平衡易位通常不引起严重表型，但少部分会累及易位发生处断裂基因，引起功能异常。不平衡易位会引起发育异常，如易位型 21 三体。缺失引起的疾病有猫叫综合征（ 5p- ）和 22q11.2 区域缺失导致 CATCH22 联合征（ association ）、 Di-George 综合征和 VCFS 综合征、 22q32-41 区域缺失导致 Van derWoude (VWS) 综合征，这些综合征患者具有唇腭裂。染色体异常常是自发流产的重要原因。需要注意的是遗传病≠ 染色体病。 很多情况下我们把遗传病考虑为染色体病 ，对复杂的出生缺陷的诊断常须做染色体检查。但遗传病不等于染色体病，大多数遗传病没有染色体改变。因此在病残儿鉴定批准二胎指标时，以染色体分析作为是否遗传病诊断的依据，是片面的，也是危险的。大量的病变可能是基因突变引起的。遗传病分哪几种？二、基因的介绍4基因组 (Genome) 是确定一个特定物种共有特性的 DNA 序列。而基因（ gene) 则指包含转录区域及转录活性的 DNA 节段。所谓基因座 (Genetic locus) ，广义的有多种解释，通常指一个基因在染色体上的特定位置，有时也指推测中的基因或具有特定位置可识别的 DNA 片段（一个区域或位置，包含着所感兴趣的特定序列，基因或数个基因）。点（ Genetic site ）也有多种解释，可以是基因组中的一个特定的核苷酸位置。

基因是染色体 DNA 上的特定序列，携带着一种遗传信息，世代传递。随着遗传学的深入发展基因的定义不断改变：一个基因 = 一个性状→一个基因 = 一个蛋白质→一个基因 = 一个多肽链→一个基因 =一个 RNA （ rRNA 、 tRNA 、 mRNA 、 snRNA ）。现在的认识是：结构基因的产物是 mRNA 。在特定的个体发育阶段、特异的细胞中，基因表达有差别：开关、选择性剪接 (alternative splicing) 。选择性剪接产生不同的 mRNA ，产生多种蛋白（异型体， isoform ）。因此，人类的蛋白质类型要远比其基因数目多。

解析： 对于一个染色体而言它是一条 DNA 分子，从短臂的末端到长臂的末端，然后盘结围绕着核小体，折叠形成染色，到中期聚合成染色体。若蛋白去掉后就是线性的双链的 DNA 。拉长起来就看到在一个染色体上，如α珠蛋白基因上有编码、血红蛋白、α珠蛋白等。

基因可能成簇为一个基因家族。例如α珠蛋白基因簇家族，β珠蛋白家族或者生长因子的家族等，它的结构或功能类似，归为一类。例如α、α 1 、α 2 。

一条染色体分布着两条链，在一个方向上可以编码一个基因，它对侧的链上我们称为正链或者负链，有时候利用正链编码一部分基因，在负链上还有另外的编码基因，因此要注意，基因的某些位置改变了，它只影响了一部分，而不会影响另一部分，因此有些病才会表现不一样。

多态性（ Polymorphism ）指的是在一个群体中，某一基因座或点上存在多种类型。类型有：（ 1） 单碱基取代，如 A or C， G or T 等；（ 2 ） 缺失 / 插入，如 某些个体丢失了一段（ 3 ）序列重复：通常为串联重复序列。

突变与多态性的关系：突变产生多态性 ( 在群体中存在多种形式 ) 。突变在群体中是罕见的；如果一个突变在群体中成为 “常见“，这个变异便被认为是群体的多态性；通常将 pM>0.01 或 >0.05 作为多态性的界限。

多态性的标记： RFLP ，第一代多态性标记；重复序列多态性，特别是那些可通过 PCR 方法检测的短串重复序列 (short tandem repeat， STR) ，被称第二代多态性标记，成为目前最有价值的遗传标志；单碱基多态性 (SNP) ，是 DNA 序列的单个碱基的差别，被称为第三代多态性标记。

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解析： 单核苷酸多态性。又称为 RFLP 了，实际上是一个单核苷酸的差别。

解析： 重复序列多态性。

解析： 主要重复序列的染色体位置。

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遗传标记 (genetic marker) ：所谓标记指二者区别的标识。标记的种类有形态学标记和遗传学标记。后者又分为蛋白质标记，如等电点和抗原性， 都是蛋白多态性的作用。DNA 标记，如RFL 、PSTR 、SNP 等。标记是二者区别的标识，下列不属于遗传标记的是（ ）。A. 形态学标记B. 蛋白质标记C. DNA标记D. 多态性标记正确答案：D解析：遗传标记的种类有形态学标记和遗传学标记，后者又分为蛋白质标记和DNA 标记。多态性的标记不属于遗传标记的种类。利用这些标记的时需要注意，哪些标记有用，哪些没用，即多态信息量（ PIC ）的问题。对于常染色体上的多态性标记的 PIC 的计算公式如下：需要注意：位点的 PIC 取决于该位点的各等位片段的数目和各自的频率。PIC小于或等于该位点的杂合度。 X 染色体上的多态性标记的 PIC 等于杂合度。两个位点之间的关系分为不同线和同线。不同线指不在同一条染色体上，减数中彼此行动，不连锁。同线指在同一条染色体上。连锁时彼此相距较近，不连锁则彼此相距较远，减数中，二者之间发生互换。同一基因的不同形式或多态性 DNA 标记位点的多态性 DNA 片段，称为等位基因 (allele) 。等位基因在染色体减数分离中会发生互换，即两条染色体的遗传物的交叉产生新的染色体。本节课首先 从遗传病的分类、遗传及环境因素的关系、 人类不同年龄段遗传性疾病的发生率、 遗传物质等进行了 介绍；然后介绍了 基因及基因组的相关知识、多态性及遗传标记等。以便帮助临床医生提高对遗传病认识 。该课件为推动临床上认识遗传病、规范诊断和治疗遗传相关疾病起到了积极作用。 7