《医学遗传学》第三章.遗传的分子基础

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Chapter 3
基因组DNA DNA的存在形式 二、基因组DNA的存在形式
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Chapter 3
（一）单一序列
是指基因组中仅有单个或少数拷贝的（ 是指基因组中仅有单个或少数拷贝的 （ 仅出现 一次或少数几次的） DNA序列 一般由800bp～ 序列， 800bp 一次或少数几次的 ） DNA 序列 ， 一般由 800bp ～ 1000bp bp组成 约占基因组的60 65% 60% 1000bp组成 ，约占基因组的60%-65%。
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（三）多基因家族
多基因家族（ 多基因家族 （ multigene family ） 是指 family） 由一个祖先基因经过重复和变异形成的一组 来源相同、结构相似、功能相关的基因。 来源相同、结构相似、功能相关的基因。
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基因（gene） 基因（gene）：是编码蛋白质多肽链或 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 RNA所必需的全部核苷酸序列 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。
一个基因不仅包括编码蛋白质多肽链或RNA 一个基因不仅包括编码蛋白质多肽链或 RNA的 RNA的 核酸序列， 核酸序列 ， 而且包括为保证转录所必需的调 控序列。 控序列。
表3-1人类中某些遗传病的基因突变频率
遗传病 白化病 苯丙酮尿症 血友病 色盲 鱼鳞病 肌肉退化症 小眼球症 突变频率 28× 28×10-6 25× 25×10-6 27×10-6 27× 28× 28×10-6 11× 11×10-6 43× 43×10-6 5×10-6
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基因（gene） 基因（ gene） ：是编码蛋白质多肽链
或功能RNA所必需的全部核苷酸序列 或功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 所必需的全部核苷酸序列。
基因分为3 基因分为3类： 1、 结构基因 （ structural genes） 与调节基 结构基因（ genes） genes） 因（regulatory genes） 核糖体RNA基因（rRNA基因 与转运RNA RNA基因 基因） RNA基 2、核糖体RNA基因（ rRNA基因）与转运 RNA基 tRNA基因 基因） 因（tRNA基因） 3 、 启 动 子 （ promoter ） 和 操 纵 基 因 operator） （operator）
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（二）重复序列 1、高度重复序列
由很短的碱基序列重复而成， 长度300 由很短的碱基序列重复而成 ， 长度 300 bp以下 重复次数10 以下， bp以下，重复次数106～108。在个体间高度变 体现了人类基因组的遗传多态性。 异，体现了人类基因组的遗传多态性。
基因突变（ 基因突变 （ gene mutation ） ： 基因内部碱基对组 mutation） 成或排列顺序发生改变。 成或排列顺序发生改变。 点突变（ 点突变 （ point mutation ） ： 基因 ( 或 DNA 链 ) 中一 mutation） 基因( DNA链 个或一对碱基的改变。 个或一对碱基的改变。 突变基因（ 突变基因 （ mutant gene ） ： 基因突变后在原有基 gene） 因座上出现的新基因。 因座上出现的新基因。 突变体（mutant） 带有突变基因的细胞或个体。 突变体（mutant）：带有突变基因的细胞或个体。
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2、中度重复序列
以散在的或成簇的形式存在于基因组中， 以散在的或成簇的形式存在于基因组中 ， 序列的 长度和拷贝数很不一致，长度为300 7000bp 300bp， 长度和拷贝数很不一致 ， 长度为 300-7000bp ， 拷 贝数几十个至10 贝数几十个至105个。 短分散序列 长分散序列
功能： 功能： 1、构成结构基因（编码蛋白和酶的基因）。 构成结构基因（编码蛋白和酶的基因）。 2、大部分单一序列的功能尚不清楚 。
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（二）重复序列
重复序列是在基因组中重复出现的DNA序列， 重复序列是在基因组中重复出现的DNA序列 ， 占 DNA序列 30%以上。包括高度重复序列、 30%以上 。包括高度重复序列、 中度重复序列和 反向重复序列。 反向重复序列。
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3、反向重复序列 (inverted repeat sequence)
由两个顺序互补的拷贝在同一条DNA 由两个顺序互补的拷贝在同一条DNA链上反向排 DNA链上反向排 列而成。 列而成。 （1）十字结构 回文结构（palindrome） （2）回文结构（palindrome）
Chapter 3
（三）多基因家族
在基因组中的分布分类 ： 1 、 基因簇 （ gene cluster ） ： 也称串联重复基 基因簇（ cluster） 因，是指由一个基因产生的多次拷贝，具有几乎 是指由一个基因产生的多次拷贝， 相同的序列， 相同的序列，成簇地排列于同一条染色体的特定 区域。 如组蛋白基因家族就成簇地集中在7 32区域 。 如组蛋白基因家族就成簇地集中在 7q3236。 q36。 2 、 超基因 （ super gene ） ： 一个多基因家族中 超基因（ gene） 的不同成员成簇分布于几条不同的染色体上 成簇分布于几条不同的染色体上， 的不同成员成簇分布于几条不同的染色体上，这 些成员的序列虽然有些不同， 些成员的序列虽然有些不同，但它们编码一组关 系密切的蛋白质。例如珠蛋白基因家族。 系密切的蛋白质。例如珠蛋白基因家族。
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7q327q32-q36
组蛋白基因家族
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珠蛋白基因家族
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（四）假基因
假基因 (pseudogene)也称拟基因，是指 (pseudogene)也称拟基因 也称拟基因， 多基因家族中， 在 多基因家族中 ， 某些成员与有功能的基因 在核苷酸顺序组成上非常相似， 在核苷酸顺序组成上非常相似 ， 在进化过程 中 丧失了产生蛋白产物的能力 。 常用 ψ 表示 。 丧失了产生蛋白产物的能力。 表示。
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一、基因突变的特性
（1）稀有性 （2）重演性 （3）可逆性 （4）多向性 （5）有害性和有利性 （6）突变的时期
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稀有性
突变率（ rate）： ）：指在特定的条件下 突变率（mutation rate）：指在特定的条件下 一个细胞的某一基因在一个世代中发生突变的 概率。 概率。
功能： 高度重复顺序不转录 ， 主要参与染色 功能 ： 高度重复顺序不转录，
体结构的维持、 体结构的维持、 形成结构基因的间隔并可能 在减数分裂过程中同染色体的联会有关。 在减数分裂过程中同染色体的联会有关。
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卫星DNA(satellite 如：卫星DNA(satellite DNA)
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第二节 人 类 基 因 组 DNA
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一、基因组的概念 人类基因组（ genome） 人类基因组 （ genome ） ： 是指人类细 胞的DNA DNA分子所包含的储藏有人类全部 胞的DNA分子所包含的储藏有人类全部 遗传信息的一整套基因。包括核基因 遗传信息的一整套基因 。 包括 核基因 线粒体基因组。 组和线粒体基因组。
串联排列，约占基因组的5 串联排列，约占基因组的5%-6%。 如（GT）n、（CA）n、（GATA）n GT） CA） GATA）
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小卫星DNA 小卫星DNA (minisatellite DNA) 十几个～几百个碱基对重复组成，又称可变 十几个～几百个碱基对重复组成， 数目串联重复序列（VNTR） 有多态性。 数目串联重复序列（VNTR），有多态性。 微卫星DNA 微卫星DNA (microsatellite DNA) 2-6 碱基对 ， 重复成百上千次 ， 又称为 短串 碱基对， 重复成百上千次， 又称为短串 联重复（STR） 具有高度多态性。 联重复（STR）。具有高度多态性。
Chapter 3
“基因”概念的发展 基因” 基因
1955年，Benzer提出顺反子（cistor）、突变子（muton）、 年 提出顺反子（ ）、突变子 提出顺反子 ）、突变子（ ）、 重组子（ 重组子（recon）概念 ） 50年代初 年代末，提出跳跃基因（jumping gene） 年代初-60年代末，提出跳跃基因（ ） 年代初 年代末 70年代后期，发现断裂基因（split gene） 年代后期，发现断裂基因（ 年代后期 ） 1978年，发现重叠基因（overlapping genes） 年 发现重叠基因（ ） 1961年，J,acob和Monod提出操纵子模型学说（operon 年 提出操纵子模型学说（ 和 提出操纵子模型学说 theory）。 ）。
Chapter 3
第三章 遗传的分子基础
The molecular basis of genetic
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