第一篇医学遗传学基础人类基因和基因组
医学遗传学
医学遗传学绪论1、医学遗传学：就是用人类遗传学的理论和方法来研究这些“遗传病”从亲代传递至子代的特点和规律、起源和发生、病理机制、病变过程及其与临床关系（包括诊断、治疗和预防）的一门综合性学科2、遗传病：按经典的概念，遗传病或遗传性疾病的发生需要有一定的遗传基础，并通过这种遗传基础按一定的方式传于后代发育形成的疾病。
在现代医学中，遗传病的概念有所扩大，遗传因素不仅仅是一些疾病的病因，也与环境因素一起在疾病的发生、发展及转归中起关键性作用。
3、人类遗传病划分为5类：单基因病（白化病）多基因病（唇裂）染色体病（早期流产儿21三体综合症猫叫综合症）体细胞遗传病（恶性肿瘤）线粒体遗传病第一章人类基因和基因组1、基因的概念：是具有遗传效应的DNA片段2、基因的结构：增强子上游启动子启动子（TATA盒）转录起始点外显子内含子转录终止点3、基因的分类：单一基因基因家族假基因串联重复基因4、基因的自我复制具有互补性半保留性反向平行性不对称性不连续性5、基因表达：转录翻译第二章基因突变1、基因突变的形式：静态突变【点突变（碱基替换：转换颠换，同义突变无义突变错义突变终止密码突变；移码突变）片段突变】动态突变2、静态突变：是生物各世代中基因突变的发生，总是以相对稳定的一定频率发生，分为点突变和片段突变3、碱基替换：是DNA分子多核苷酸链中原有的某一特定碱基或碱基对被其他碱基或碱基对替换、替代的突变形式。
其具体表现为同类碱基或碱基对之间的替换及不同类碱基或碱基对之间的相互替换。
同类之间的替换，又被称为转换，即一种嘌呤碱或相应的嘌呤-嘧啶碱基对被另外一种嘌呤碱或相应的嘌呤-嘧啶碱基对所替代。
如果某种嘌呤碱或其相应的嘌呤-嘧啶碱基对被另外一种嘧啶碱或其相应的嘧啶-嘌呤碱基对所置换，则称之为颠换。
4、同义突变：由于存在遗传密码子的兼并现象，因此，替换的发生，尽管改变了原有三联遗传密码子的碱基组成，但是新、旧密码子所编码的氨基酸种类却依然保持不变。
医学遗传学基础人类基因和基因组(1)
+1移码, 进化
RNYRNYRNY ( N Y R) (N U/C A/G )
NYR多为Hydrophobic amino acid, 改变蛋白质性能
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27
3.遗传信息量的估算 突变效应的鉴定 表达调控的理论发展
4.丰富和发展了基因的概念 (部分回答 C = c)
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28
第二节 基因的化学本质
素鼠 基的 因两
个 胰 岛
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23
1977年Sanger在研究 ΦX174时发现的。ΦX174是 一种单链DNA病毒，宿主为 大肠杆菌，因此，又是噬菌体。 它感染大肠杆菌后共合成11个 蛋白质分子，总分子量为25万 左右，相当于6078个核苷酸 所容纳的信息量。而该病毒 DNA本身只有5375个核苷酸， 最多能编码197kDa蛋白质， 实际上编码263kDa蛋白质。
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一个基因完全在另一个基因内部
如：B和A， E和D 其读码结构互不相同
---ATG-----//------AATGCC ----//---ATAACG---//--TAA---A*
ATGCCN----NNATAA B
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部分重叠 如： K和C
两个基因共用少数碱基对
如： D和J
☆基因的两个基本属性： 基因是世代相传的； 基因是决定遗传性表达的。
现在所说的“基因是生物体传递遗传信息和表达遗传信 息的基本物质单位”，实际上就是孟德尔所阐明的基因观。
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8
1926年，摩尔根的巨著《基因论》出版，从而建 立了著名的基因学说。
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9
☆ 基因是染色体上的实体； ☆ 基因象链珠(bead)一样，孤立地
医学遗传学中的人类基因组和遗传疾病的发现
医学遗传学中的人类基因组和遗传疾病的发现医学遗传学是一门研究人类基因组和遗传疾病的学科。
随着医学技术的不断发展，我们对于人类基因组的了解越来越深入，同时也发现了越来越多的遗传疾病。
本文将简要介绍人类基因组和遗传疾病的发现过程，以及医学遗传学的一些研究方向。
人类基因组是指人类细胞中全部DNA序列的总和。
DNA分子由四个碱基（即腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶）组成，这些碱基的排列顺序决定了每个基因的序列。
人类基因组中大约有2万到2万5千个基因，但是每个人的基因组都有小部分不同。
这些不同之处可以导致不同的特征，例如眼睛颜色、身高等。
有些不同之处则可能导致遗传疾病。
遗传疾病是由基因突变引起的疾病。
基因突变是指DNA序列的改变，可以导致基因的功能受到影响。
有些遗传疾病是单基因遗传疾病，即只需要一个基因突变就可以导致疾病。
例如囊性纤维化就是一种单基因遗传疾病，由于一个特定的基因突变导致氯离子转运蛋白的功能受到影响，从而导致疾病。
还有一些遗传疾病是多基因遗传疾病，即需要多个基因突变才能导致疾病。
例如糖尿病就是一种多基因遗传疾病，多个基因突变的相互作用导致胰岛素的分泌和/或作用受到影响，从而导致疾病。
人类基因组和遗传疾病的发现过程可以追溯到19世纪初。
当时，生物学家格雷戈·孟德尔在研究豌豆遗传时发现，每个性状都由两种等价的基因构成。
这成为了现代遗传学的基础。
20世纪初，生物学家发现各种动植物都有一种共同的遗传物质DNA。
但是由于技术限制，直到2003年人类基因组计划的完成，我们才真正了解了人类基因组的组成和结构。
这一历史性的成果为医学遗传学的发展奠定了基础。
医学遗传学的目标之一是发现和研究遗传疾病。
随着遗传学技术的不断发展，我们可以更容易地发现基因突变和遗传疾病。
例如，PCR技术可以帮助我们扩增并检测基因序列，基因芯片可以同时检测多个基因的表达量，CRISPR-Cas9技术可以用来编辑基因序列等等。
02医学遗传学：第一章 人类基因和基因组
表观遗传学（epigenetics） • 表观遗传：基因的核苷酸序列不发生突
变，由基因的修饰导致基因的活性改变， 使基因决定的表型出现变化，且可传递 少数世代的遗传现象。
• 原因：DNA甲基化、组蛋白的乙酰化
第二节 基因的化学本质
基因的化学本质：
大部分生物：DNA（脱氧核酸） 少数病毒：RNA（核糖核酸）
侧翼序列
侧翼序列
侧翼序列（flanking sequence） 作用：调控序列、保持基因完整性必需。
侧翼序列
侧翼序列
二、基因组的组成
（一）单拷贝序列
定义：又称非重复序列；在基因组中仅有 单一拷贝或少数拷贝。
长度：800bp～1000bp之间
编码：各种蛋白质和酶——结构基因 在基因组中的比例：45%
第三节 人类基因和基因组的 结构特点
基因组（genome）：一个物种的单倍体染 色体数目及所有包含的全部遗传物质 人类基因组：人体的所有遗传信息的总和； 人类基因组=核基因组（nuclear genome）
+
线粒体基因组(mitochondrial genome)
注：如无特别注明，人类基因组通常指核基因组
例如：烟草花叶病毒（TMV）
一、DNA分子组成
• 基本单位：脱氧核苷酸
腺嘌呤（A） P
5’
O 4’
碱基
1’ 2’
鸟嘌呤（G）
胞嘧啶（C）
胸腺嘧啶（T）
脱氧核糖
3’
图：脱氧核苷酸
• 单链连接方式：3’, 5’-磷酸二酯键
P
4’ 5’
O
1’
T
5’
3’
3’
2’
3’, 5’-磷酸二酯键
医学遗传学
第一章绪论：医学遗传学：应用遗传学的理论和方法研究人类遗传性疾病和人类疾病发生的遗传学问题的一门综合性学科。
★概念：遗传病是因遗传物质改变而引起的疾病。
1，遗传决定发病，无环境因素作用：色盲，唐氏综合征，2，基本由遗传因素决定，但需要有环境中的一定的诱因：蚕豆病，苯丙酮尿症，3，遗传因素和环境因素对发病都有作用：高血压，精神分裂症，糖尿病4，发病取决于环境因素：流感，夜盲症遗传病的特点：①基因突变或染色体畸变是发生遗传病的根本原因②垂直传递③只有生殖细胞或受精卵发生的遗传物质改变才能遗传④家族性聚集现象。
★分类：1．单基因病主要是受一对等位基因所控制的疾病。
常染色体显性遗传病:多指、并指、舞蹈症。
常染色体隐性遗传病：白化病、聋哑。
X连锁显性遗传病：抗VD佝偻病。
X连锁隐性遗传病：血友病、色盲。
Y连锁遗传病:SRY、外耳道多毛症2．多基因病由两对或两对以上基因和环境因素共同作用所引起的疾病。
多为常见病、多发病。
高血压、唇裂腭裂、精神分裂症3，。
染色体病常染色体性染色体{数目和结构畸变}4体细胞遗传病5线粒体遗传病遗传性疾病：色盲，先天性聋哑，蚕豆病，高血压，精神分裂症，肺癌，肝癌唐氏综合征--先天愚型，Leber遗传性视神经病除了：结核病，夜盲症甲型H1N1流感第二章基因：基因（gene):DNA分子上的具有特定功能的核苷酸序列。
DNA的分子结构主链（双螺旋，反向平行）碱基对（碱基互补配对原则）螺距（3.4nm）深沟与浅沟(交替出现)基因组：生殖细胞内基因的总和（人类所有的遗传信息）。
基因存在形式：高度重复顺序：卫星DNA（构成着丝粒，端粒和Y染色体长臂上的异染色质区），反向重复顺序。
中度重复顺序：短分散元件，长分散元件。
单一顺序断裂基因（split gene）：在真核生物的基因中，编码序列和非编码序列间隔排列。
外显子（exon,E):属编码顺序，编码Pr内含子（intron,I）非编码顺序，不编码Pr，将外显子隔开。
【医学遗传学】第1章医学遗传学绪论
遗传病
• 人类遗传病的分类 • （一）单基因病 • （二）多基因病 • （三）染色体病 • （四）体细胞遗传病 • （五）线粒体遗传病
染色体病
• 染色体病是染色体结构或数目异常引起的一类疾病。 • 从本质上说，这类疾病涉及一个或多个基因结构或 数量的变化，因此其对个体的危害往往大于单基因 病和多基因病。 • 其中最常见的染色体异常为Down综合征。
遗传病与医学伦理
• １．遗传性疾病的产前诊断问题。这包括：①产前诊断技术 上的安全性；②产前诊断实施后对患病胎儿的医学措施的 “合法性”、“合理性”、“可靠性”、“安全性”等等。
• ２．遗传病的症状前诊断问题。这涉及：①是否有有效的医 学措施使症状前患者免受“未来”疾病的困扰；②个人隐私 问题。
• ３．基因诊断和基因治疗问题。这包括：①基因诊断、基因 治疗在技术上的安全性问题；②诊断及治疗措施的“合法 性”、“合理性”等问题；③基因治疗措施对人类基因组的 安全控制问题等等。
• ４．基本上由环境因素决定发病
•
遗传因素
环境因素
100% Genetic
表型效应
100% environmental
遗传因素：半乳糖血症、苯丙酮尿症、Down综合征、 Turner综合征
环境与遗传因素都很重要：心血管疾病、糖尿病、癌 症、自身免疫性疾病、神经精神类疾病
有一定的遗传因素，在特殊环境条件才发病：G-6-PD 缺乏者
医学遗传学
第一章 绪论
• 医学遗传学的概念及研究内容 • 学习医学遗传学的目的和意义
医学遗传学的概念
• 医学遗传学（medical genetics） ：以遗传病作为研究对象 的学科，（从医学的角度来研究人类疾病与遗传的关系）。
人类基因和基因组
• 基因和基因组的概述 • 人类基因组计划 • 人类基因的变异和遗传性疾病 • 基因组学在医学和生物科学研究中
的应用 • 基因组学的未来展望和挑战
01
基因和基因组的概述
基因的定义和功能
总结词
基因是生物体内携带遗传信息的最小单位，负责编码蛋白质 或RNA分子，从而影响生物体的性状和功能。
02
人类基因组计划
人类基因组计划的启动和目标
启动时间：1990年
目标：测定人类基因组的全部DNA序列，解读其中包含的遗传信息
意义：为人类疾病诊断、治疗和预防提供有力支持，促进生命科学和医学领域的发 展
人类基因组的测序技术和方法
第一代测序技术
基于Sanger的DNA测序方法，可对小片段 DNA进行测序
基因-环境相互作用
指基因与环境因素之间的相互作用对表型的影响。某些基因型在特定环境条件下会增加疾病的风险， 而在其他环境下可能不会。了解基因-环境相互作用有助于预测个体对特定环境因素的易感性，为疾病 预防和治疗提供依据。
04
基因组学在医学和生物科学研究 中的应用
基因组学在疾病诊断和治疗中的应用
疾病诊断
注释
对基因组序列中的基因、转座子等元素进行标记 和描述
3
意义
为后Байду номын сангаас基因功能研究和医学应用提供基础数据和 资源
03
人类基因的变异和遗传性疾病
人类基因的变异类型和产生机制
单核苷酸变异（SNV） 指DNA序列中单个碱基的替换或插入/缺失，是最常见的 基因变异类型。产生机制主要包括DNA复制过程中的随机 错误和化学诱变因素。
基因组学的研究领域和应用
总结词
基因组学是研究基因组结构和功能的科学，涉及多个领域和应用。
医学遗传学基础课件(全)
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
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
3. 遗传病与先天性疾病和家族性疾病有何区别？
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，。
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(medical genetics)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(genetic disease)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。
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
医学遗传学中的人类基因组变异研究
医学遗传学中的人类基因组变异研究引言医学遗传学是研究人类疾病与遗传因素之间关系的学科。
人类基因组的变异是研究疾病遗传基础的重要组成部分。
本文将从基础知识、常见变异类型以及研究方法三个方面来介绍医学遗传学中的人类基因组变异研究。
一、基础知识1. 基因组和基因基因组是指一个生物体细胞内包含的所有基因的总和。
人类基因组中包含了大约30000个基因，每个基因都是由DNA序列编码的。
2. 基因组变异基因组变异指的是基因组中出现的变异现象。
人类基因组变异包括两种类型：单核苷酸多态性（SNP）和结构变异。
SNP是指基因组中单个核苷酸的变异，可以导致个体间DNA 序列的差异。
SNP在个体间的分布具有很高的个体差异性，有些SNP与疾病的风险相关。
结构变异是指包括缺失、插入、倒位等变异，可以导致整条染色体上的DNA序列改变。
结构变异是人类基因组中变异最大的部分，也是一些遗传疾病的重要原因之一。
二、常见的基因组变异类型1. 单核苷酸多态性单核苷酸多态性指的是基因组中单个核苷酸位置的变异。
类似于人类基因组的拼图，SNP就像是其中的一个拼图块。
SNP的存在是每个人基因组中的标志之一。
它可以导致个体间的DNA序列的差异，也可能导致对疾病易感性的影响。
在医学遗传学中，通过研究SNP的分布和功能，可以揭示某些疾病的发生机制和风险。
2. 复杂重排变异复杂重排变异是指包括缺失、插入和倒位在内的复合结构变异。
这类变异通常涉及多个基因的改变。
复杂重排变异对人类基因组的影响是复杂的。
有时，它们会导致某些遗传疾病的发生。
因此，对这类变异进行深入的研究，可以为诊断和预防这些疾病提供重要依据。
三、研究方法1. 基因组测序基因组测序是人类基因组变异研究的重要方法之一。
通过测定个体的核酸序列，可以全面地了解其基因组组成和变异情况。
最初的基因组测序方法是Sanger测序。
随着新一代测序技术的发展，如Illumina测序等，基因组测序的时间和成本得到了大幅度降低，使得大规模基因组测序成为可能。
医学遗传学人类基因组学ppt课件
22
（四）序列图
序列图（sequenceБайду номын сангаасmap）人类基因组的核苷酸 序列图也就是分子水平的最高层次的、最详尽的物 理图。
测定的总长度约为1米，由30多亿核苷酸组成的 序列图是人类基因组计划中最为明确、最为艰巨的 定量、定质（准确性）、定时的任务。
7
③多基因家族(multigene 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。
由一个基因产生多次拷贝，具有几乎相同的 顺序，成簇地排列在同一条染色体上，形成一个 基因簇(gene cluster)。它们同时发挥作用，合成 某些蛋白质。
一个多基因家族的不同成员成簇地分布在几 条染色体上，成员间序列有所不同，编码一组关 系密切的蛋白质。
33
第三节 致病基因遗传分析技术
一、基因定位（gene mapping）
19
多态性标志 第一代： 限制性酶切片段长度多态性（restriction
fragment length polymophism，RFLP） 第二代：简单序列长度多态性（simple sequence
length polymophism，SSLP） 第三代：单个核苷酸多态性（sequence tagged site，
作为动物反应器来生产人类生物制品的转基因 猪、牛、鸡都已问世。能够提供人体器官的转基因 动物已在实验室进行尝试。
在基因组层次上改良原有的遗传结构来培育新 的动、植物品种也已取得可喜的进展。可以预料， 在本世纪里，新的食品、药品将越来越多地打上基 因组学的印记。
医学遗传学——人类基因
⑵超基因家族（gene superfamily）
3.假基因（pseudogene）
4.串联重复基因（tandem repetitive sequence）
1.单一基因（solitary gene）：在单倍体基因组中 只有一份。
基因的修饰如DNA甲基化(DNA methylation) 和 组蛋白乙酰化也可能导致基因的活性发生 改变， 使基因决定的表型出现变化，且可传 递少数世代。通过有丝分裂 (mitosis) 或减数 分裂(meiosis)来传递 非DNA序列信息的现象 表观遗传(epigenetic inheritance)
核基因组是指人类体细胞中24条DNA的全部遗传信息
线粒体基因组＝16569bp≈16.6kb
1 Mb(兆碱基对)＝1000 kb(千碱基对)＝1000,000 bp(碱基对)
2.1万个结构基因
3.0×109bp
37个基因 16569bp
13种与细胞 氧化磷酸化 相关多肽链
一、基因的分类(重点)
在 重 复 序 列 长散在重复元件（LINE
） long interspersed nuclear element
6000～7000bp
102～104
微卫星DNA与亲子鉴定（parentage test） 微卫星DNA即短串联重复序列 （STR，Short tandem repeats）
每个单倍体基因组有200个 rRNA基因，串联排列在5条染色体的 核仁组织者上。rRNA基因（rDNA）是染色体上伸出的DNA袢环 rRNA基因串联排列在核仁组织者上 高速转录产生rRNA组织核仁
医学遗传学课件：2 第一章 人类基因和基因组
②小卫星DNA (minisatellite DNA），由 15～100bp的重复单位，重复20～50次，形成 0.1～20kb的短DNA，又叫可变数目串联重复 （variable number of tandem repeat，VNTR）。 分散于基因组中。
加上200～250个A的poly A尾部。
4、终止子（Terminator） 位于基因编码区下游，能够终止RNA转录合成
的特殊DNA序列。 原核生物的终止子均具有回文结构，可分
为依赖ρ因子的终止子和不依赖ρ因子的终止 子两种类型。
真核生物的终止子则与polyA尾的添加相偶 联。
真核生物的终止子（Terminator in Eukaryote）：
分割，呈现断裂状的结构，故而也称断裂基因 （split gene）。 编码序列称为外显子（exon），间隔的非编码 序列称为内含子（intron）。
(CAAT框)
(非编码区)
断裂基因的结构
断裂基因中的内含子和外显子的关系不完 全是固定不变的，有时会出现这样的情况，即 在同一条DNA分子上的某一段DNA顺序，在作为 编码某一条多肽链的基因时是外显子，但是它 作为编码另一条多肽链的基因时是内含子。结 果 使 同 一 段 DNA 顺 序 产 生 两 条 或 者 两 条 以 上 的 mRNA链。
第一章 人类基因和基因组
human gene & genome
基因（gene）
是细胞内遗传物质的结构和功能单位，它 以脱氧核糖核酸（DNA）的化学形式存在于 染色体上。
第一节 基因的概念
Mondel Johannsen Morgan
遗传因子 基因（Genes） 基因——chromosomes
遗传学基础人类遗传与基因科学
遗传学基础人类遗传与基因科学人类遗传与基因科学是遗传学的一个重要分支，它研究人类遗传变异的原因和机制，以及这些遗传变异与人类健康和疾病之间的关系。
通过对人类基因组的研究和遗传信息的分析，人类遗传与基因科学为我们提供了深入了解人类进化和疾病发生发展的重要线索。
I. 人类基因组的组成与结构人类遗传与基因科学的研究基础是人类基因组的组成和结构。
人类基因组由约30,000个基因组成，这些基因具有编码蛋白质的功能。
基因组除了编码蛋白质的基因以外，还包括非编码RNA基因和调控元件等。
人类基因组的组织形式主要是以染色体为单位，人类细胞核内包含有46条染色体，其中有22对常染色体和一对性染色体。
性染色体决定了个体的性别。
每一条染色体上含有大量的DNA序列，其中包括基因和非编码DNA序列。
II. 人类遗传变异的类型与起源人类遗传变异是指基因组中的DNA序列发生的变化。
根据变异的类型，人类遗传变异可以分为两类：突变和多态性。
突变是指DNA序列发生了一些错误复制、插入、缺失或修复等过程中的变化。
突变分为点突变（包括单碱基突变和插入/缺失）和染色体结构变异两类。
突变是导致人类遗传疾病的主要原因之一。
多态性是指基因组中的不同等位基因（allele）的存在。
多态性通常指的是常染色体上的SNP（单核苷酸多态性）和STR（短串联重复）等。
这些多态性可以在人群中广泛存在，并且频率不同，它们对人类的表型和疾病风险具有重要影响。
III. 人类遗传多样性的意义人类遗传多样性是人类进化的产物，它反映了人类群体在环境压力下的适应和演化历程。
通过研究不同人群的遗传背景和基因多样性，我们可以了解不同群体的人类学关系，以及人类起源和迁徙的历史。
此外，人类遗传多样性对于遗传疾病的研究也具有重要意义。
IV. 遗传与疾病人类遗传与基因科学研究人类遗传变异与疾病之间的关系。
一些遗传变异会增加个体患某些疾病的风险，这些变异通常被称为易感基因。
例如，突变导致的遗传疾病，如囊肿纤维化、血友病等，与特定基因的突变有关。
医学遗传学重点
特性：通用性，简并性，连续性，摇摆性。
5基因的自我复制即DNA复制，发生在细胞分裂周期的S期。在新链的复制过程中具有一定的特点：互补性，半保留性，反向平行性，不对称性，不连续性。P18
基因座异质性是指同一遗传病是由不同基因座的突变引起的。
等位基因异质性是同一遗传病是由同一基因座上的不同突变引起的。
12一个个体来自双亲的某些同源染色体或等位基因存在着功能上的差异，因此当它们发生相同的改变时，所形成的表型却不同，这种现象称为遗传印记，也称基因组印记或亲代印记。
第六章 多基因的遗传
简单序列DNA：高度重复—卫星DNA，可变数目串联重复VNTR—小卫星DNA(端粒DNA和高变小卫星DNA），短串联重复STR—微卫星DNA。
中度重复DNA：是以不同的量分布于整个基因组的不同部位。这些间隔的DNA长度可短至100~500bp，称为短散在核元件SINES；也可长达6000~7000bp,称为长散在核元件LINES。
第三章 基因突变
1广义上的突变包括：发生在细胞水平上染色体数目组成及结构的异常（染色体畸变）；发生在分子水平上DNA碱基对组成与序列的变化（狭义上的基因突变）。
1）生殖细胞突变，遗传，当代不会产生效应，后代会产生效应，突变频率高2）受精卵突变，遗传，当代会产生效应3）体细胞突变，不遗传，当代会产生效应
10结构基因组学主要包括4张图，即遗传图、物理图、转录图与序列图的制作。
11“人类基因组计划”的4大模式生物：酵母、线虫、果蝇、小鼠。
12基因决定性状，性状是以蛋白质形式体现的，遵循生命物质的运动基本规律——中心法则（1958Crick提出）。P23
遗传知识点整理
★绪论1.遗传病：一般将遗传因素作为唯一或主要病因的疾病成为遗传病。
按经典的概念，遗传病是其发生需要有一定的遗传基础，并通过这种遗传基础、按一定方式传于后代发育形成的疾病。
2.医学遗传学：以遗传病作为研究对象的学科称为医学遗传学，是医学与遗传相结合的一门边缘科学、是现代医学的一个新领域。
它是医学各专业的一门重要的基础医学课程。
它研究人类疾病与遗传的关系，主要任务是研究遗传病的发病机理、传递规律、诊断、治疗和预防，从而提高人类的健康素质。
医学遗传学，研究人类的形态、结构、生理、生化、免疫、行为等各种性状在遗传上的类别、人类群体的遗传规律以及人类遗传性疾病的发生机理、传递规律及预防等.着重于人类遗传性疾病的研究。
常用的方法有系谱分析法,从某一症状或病状入手,这一般用于单基因遗传性状分析。
数理统计则用于多基因性状的分析,多基因性状在群体中呈正态分布,并易受环境的影响,所以常以遗传力来表示遗传因素和环境因素的相对效应。
由染色体数目或结构异常而引起的染色体病则依靠细胞遗传学方法分析。
染色体技术和人类性染色质的研究结果广泛应用于染色体病诊断和性别鉴定等。
3.人类遗传学：人类遗传学主要从人种和人类发展史的角度来已研究人的遗传性状，例如人体形态的测量以及人种的特征，同时广泛地研究形态结构、生理功能上的变异，例如毛发的颜色、耳的形状等。
在临床上，这些变异并不干扰或破坏正常的生命活动，其临床意义不大4.医用遗传学：是用人类遗传学的理论和方法来研究这些“遗传病”从亲代传至子代的特点和规律、起源和发生、病理机制、病变过程及其与临床关系（包括诊断、治疗和预防）的一门综合性学科5.遗传病的特点：（一）遗传病的传播方式：遗传病与传染性疾病、营养性疾病不同，它不延伸至无亲缘关系的个体。
如果某些疾病是由于环境因素致病，在群体中应该按水平方式出现；如果是遗传性的，一般则以垂直方式出现，不延伸至无亲缘关系的个体（二）遗传病的数量分布：患者在亲祖代和子孙中是以一定数量比例出现的，即患者与正常成员间有一定数量的关系，通过特定的数量关系，可以了解疾病的遗传特点和发病规律，并预期再发风险（三）遗传病的先天性：遗传病往往有先天性特点（四）遗传病的家族性：遗传病往往有家族性特点（五）遗传病的传染性：遗传病是没有传染性的，在传播方式上是垂直传递而不是水平传递。
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功能 突变 交换
“三位一体”的 (Three in one)
最小的 不可分割的
基本的
遗传单位。
1957年，本泽尔（Seymour Benzer）以T4噬 菌体为材料，在DNA分子水平上研究基因内部的精 细结构，提出了顺反子（cistron）概念。
对经典的基因概念的 第一次重要修正与发展
☆基因的两个基本属性： 基因是世代相传的； 基因是决定遗传性表达的。
现在所说的“基因是生物体传递遗传信息和表达遗传信 息的基本物质单位”，实际上就是孟德尔所阐明的基因观。
1926年，摩尔根的巨著《基因论》出版，从而 建立了著名的基因学说。
☆ 基因是染色体上的实体； ☆ 基因象链珠(bead)一样，孤立地
three in one
one in one
☆基因内可以较低频率发生基因内的重组，交换 。
操纵子理论 Lac. Operon
I PO
ZY
A
Lactose
zy a
☆基因功能的表现是若干基因组成的信息表达的整体行为。 ☆ one gene → one enzyme one gene → one peptide one gene → one function
真核蛋白质编码基因的核苷酸序列中间插入有与编码无关的 DNA间隔区，使1个基因分隔成不连续的若干区段 。
☆重叠基因
一些噬菌体和动物病毒，不同基因的核苷酸序列有时是可以 共用的。
内含子(intron) 位于基因内部，不编
码基因产物的序列，在成 熟mRNA中被切除。
外显子(exon) 一个基因不包括内含
基因
基因结构研究的历史
基因研究大体的三个阶段：
20世纪50年代以前，主要从细胞的染色体水平上进行 研究，属于基因的染色体遗传阶段。
20世纪50年代，主要从DNA大分子水平上进行研究，属 于基因的分子生物学阶段。
20世纪80年代以后，研究基因的功能及其与表型之间 的关系，使基因的研究进入了反向生物学阶段。
突变位点 在不同的 顺反子内
A
B +－
A
பைடு நூலகம்
B
++
A
B
A
B
顺反测验结果的图解。当顺式有功能，而反式没有功能时，突变位点 突变位点在同一顺反子内；当顺式有功能，而反式也有功能时，突变位点 突变位点在不同顺反子内。
顺反子假说（Theory of cistron）
☆ Cistron 是基因的同义词 ☆在一个顺反子内，有若干个突变单位 突变子 ☆在一个顺反子内，有若干个交换单位 交换子 ☆基因是一个具有特定功能的，完整的，不可分割 的 最小的遗传单位。
基因结构研究的历史
从遗传学史的角度看，基因概念大致分以下几个阶段：
泛基因 （或前基因）
孟德尔 （遗传因子）
摩尔根 （基因）
现代基因
操纵子
顺反子
遗传学的奠基人孟德尔 （Gregor Johann Mendel 1822～1884）
19世纪60年代初，孟德尔对具有不同形态的豌豆作杂交 实验，在解释实验中每种性状的遗传行为时，用A代表红花， a代表白花，表明生物的某种性状是由遗传因子负责传递的， 遗传下来的不是具体的性状，而是遗传因子。遗传因子是颗 粒性的，在体细胞内成双存在，在生殖细胞内成单存在。孟 德尔所说的“遗传因子”是代表决定某个性状遗传的抽象符 号。
基因主要位于染色体上，还有染色体外遗传物质。
基因概念的发展
☆移动基因
DNA能在有机体的染色体组内从1个地方跳到另一个地方， 它们能从1个位点切除，然后插入同一或不同染色体上的另一个位 置。移动基因机构简单，由几个促进移位的基因组成。基因的跳 动能够产生突变和染色体重排，进而影响其他基因的表达。
☆断裂基因
（5% isoform protein in mammalian）
子的任何编码序列，其 mRNA相应区域可翻译成 蛋白。
● 断裂基因存在的生物学意义
1.有利于遗传的相对稳定
外显子和内含子中发生突变的 概率是相同的，但是内含子的 突变率总是高于外显子，为什 么？
mutation frequency
in intron > in exon
（剪除）
（密码）
即使错误剪接留下的intron部分 被mRNA监测系统降解，避免病变和死亡
结构基因组学 后基因组学
第一节 基因的概念
基因
是原核、真核生物以及病毒的DNA和RNA分 子中具有遗传效应的核苷酸序列，是遗传的基本单 位和突变的单位以及控制性状的功能单位。
生物化学概念：一段DNA或RNA顺序，该顺序可以产生 或影响某种表型，可以由于突变生成等位基因变异体。
遗传学概念：代表一个遗传的功能单位，同时也是一 个交换单位和突变单位。
根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为三类： ☆编码蛋白质的基因，它具有转录和翻译功能，包括编 码酶和结构蛋白的结构基因以及编码调节蛋白的调节基 因； ☆只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括tRNA基 因和rRNA基因； ☆不转录的基因，它对基因表达起调节控制作用，包括 启动子和操纵基因。启动子和操纵基因有时被统称为控 制基因。
rII of T4 phage including two genes
rII47 ●
104 101 ●●
A gene
103 105 106 ● ●●
51 102 ●●
B gene
r106 r51 ++
r106 +
+ r51
r47
106
+
+
r47
+
+
r106
K菌株
顺反测验
顺式测验
反式测验
突变位点 在同一顺 反子内
2.增加变异机率， 有利于生物的进化 不对称交换形成 splitting gene
是生物体产生变异导致进化的重要途径之一
splitting gene （含有intron ）
增加了基因的长度
增加了基因内的重组交换几率
有利于形成变异和生物多样性
3.扩大生物体的遗传信息储量
对 intron 不同方式的剪接（选择性剪接），形成不同的基因产物
第一篇 医学遗传学基础 （疾病发生的遗传学机制）
第一章 人类基因和基因组
第一节 基因的概念
第三节 细菌的基因组
基因的结构 基因组的组成
第五节 人类基因组计划
第二节 基因的化学本质
DNA分子的组成 DNA分子结构
第四节 基因的生物学特性
遗传信息的储存单位 基因的自我复制 基因表达 基因表达的调控