单基因疾病的分子诊断(教材)

(一)点突变的诊断
1、 基因背景清楚的点突变 • 等位基因特异性寡核苷酸杂交(allele specific
oligonucleotide, ASO) • 限制性片段长度多态性分析PCR-RFLP • 测序 • 基因芯片技术
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• STR标记主要位于非编码区，变异一般不影 响人体的结构与功能。
• 灵敏度高，ng级DNA就可以有效扩增。 • 适用生物检材类型十分广泛，对古代DNA也
可检测。
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分子诊断学的发展
第三代遗传标志（SNP） • 单核苷酸多态性(single nucletide
polymorphism) 在基因组中，不同个体的DNA序列上的单个 碱基的差异被称为单核苷酸多态性。 基因型：一个人所拥有的一对等位位点的类 型被称为基因型。（genotype）
• 多基因病：两个以上基因的结构或表达调 控的改变，如糖尿病、高血压、冠心病、 骨质疏松症等。
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单基因疾病的三种遗传方式
1. 常染色体遗传（autosomal inheritance）包括： 常染色体显性遗传和常染色体隐性遗传。
2. X连锁遗传（ X-linked inheritance）包括： X 连锁显性遗传和X连锁隐性遗传。
第十三章 单基因疾病的分子诊断
• 分子诊断不仅能早期对疾病作出确切的诊断，也能
确定个体对疾病的易感性，判别致病基因携带者并 对疾病的分期、分型、疗效监测和预后作出判断 • 分子诊断已成为实验诊断学的一个重要组成部分
单基因疾病的分子诊断(教材)
• 分子诊断不仅广泛应用于单基因疾病、多基因疾 病、感染性疾病和肿瘤疾病的诊断中，而且在症 状前诊断、产前诊断、植入前诊断等各时期的检 查中，以及在法医学、移植配型、耐药性研究、 个性化治疗和预防医学检验中发挥着重要作用。
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分子诊断学的发展
第一代遗传标志（RFLP）
• 限制性片段长度多态性分析（restriction fragment length polymorphism） 在人类基因组中，不少DNA多态性发生在限制性内 切酶识别位点上，酶切该DNA片段就会产生长度 不同的片段，称为限制性片段长度多态性。 由于DNA分子产生突变，使某些限制性酶切位点数 增加、减少或移位，导致限制性酶切片段长度发 生改变。
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单基因疾病的三种遗传方式
2. X连锁遗传（ X-linked inheritance） X连锁显性遗传有遗传性肾炎、抗维生素D性
佝偻病等。 X连锁隐性遗传：假肥大性肌营养不良、血友
病、红绿色盲等。
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3 常见的线粒体疾病 • 肌阵挛性癫痫伴碎红纤维病(MERRF)是一种线粒 体脑肌病 • Leber遗传性视神经病(LHON)是一种罕见的眼部 线粒体疾病 • 帕金森病（PD）
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• SNP的优点： • 1）SNP在基因组中的分布广泛。 • 2）SNP在人群中是二等位基因性的，在任
何人群中其等位基因频率都可估计出来。 • 3） SNP是高度稳定的。 • 4）部分位于基因内部的SNP可能会直接影
响产物蛋白质的结构或基因表达水平。 • 5）易于进行自动化、规模化分析，缩短了
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RFLP的优点： 1）无表型效应，其检测不受环境和发育阶段
的影响。 2） RFLP标记在等位基因之间是共显性的，在
配制杂交组合时不受杂交方式的影响。 3）在非等位的RFLP标记之间不存在上位效应，
因而互不干扰。 4） RFLP标记源于基因组DNA的自身变异，在
数量上几乎不受限制。
3. 线粒体遗传（mitochondrial inheritance）
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单基因疾病的三种遗传方式
1. 常染色体遗传（autosomal inheritance） 常染色体显性遗传疾病有Huntington病、 脊髓小脑性共济失调Ⅰ型等。 常染色体隐性遗传疾病有镰状细胞贫血、 苯丙酮酸尿症和先天聋哑Ⅰ型等。
点突变 • 点突变：DNA分子中单个碱基的替换 • 终止密码子突变：
点突变导致提前产生终止密码，或终止密 码突变而编码一个氨基酸使肽链延长
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一、单基因遗传性疾病的基因诊断
• 各种点突变所造成的后果： 蛋白质分子量改变 蛋白质合成量下降 无蛋白质合成
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分子诊断的策略
• 直接诊断 • 基因多态性连锁分析 • 基因突变的定量诊断
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• 直接诊断：直接检测导致遗传性疾病的各 种基因突变
• 类型：点突变 缺失 插入 倍增
• 前提：基因已经克隆，序列和结构清楚
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一、单基因遗传性疾病的基因诊断
人类基因组DNA有3×109bp，其中10%是串 联重复序列，称为卫星DNA（satellite DNA）。可分为大卫星、中卫星、小卫星和 微卫星。 重复单位由2-6bp组成的叫微卫星，也称它 为短串联重复序列。
单基因疾病的分子诊断(教材)
• 人类基因组DNA中平均每6-10kb就有一个 STR位点，其多态性成为法医物证检验、个 人识别和亲子鉴定的丰富信息资源。
研究时间。
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• 遗传性疾病：由于人体的遗传物质发生改 变所引起的疾病。
• 致病基因：能够导致遗传性疾病发生的基 因。
• 遗传性疾病分为两类：单基因病、多基因 病。
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单基因病：是指一种遗传病的发生只受一对 等位基因控制，他们的遗传方式遵循孟德 尔分离定律。
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• RFLP的缺点： 1）酶切只能产生2-3个片段，可提供的信息
量有限。 2ຫໍສະໝຸດ Baidu有时需要用放射性同位素标记的DNA片段
作为探针检测RFLP。 3） 无法克服RFLP多态信息含量低的缺陷。
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分子诊断学的发展
第二代遗传标志（STR） • 短串联重复序列（short tandem repeat）