遗传学考试重点
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★遗传病—遗传物质发生改变导致的疾病。特点:遗传性(垂直传递)、先天性、家族性
★双生子法:同卵生子-MZ,异卵生子-DZ
同病率=同病双生子对数/总双生子对数*100%
先天愚型 CMZ=89%,CDZ=7% / 麻疹 CMZ=95%,CDZ=87%
遗传的分子基础
★基因(gene)是决定一定功能产物的DNA序列。(这种功能产物主要是蛋白质和RNA。)
★基因的化学本质: DNA 绝大部分生物(包括人类)-DNA;仅含有RNA和蛋白质的病毒 - RNA。
★断裂基因: 真核生物基因的编码序列往往被非编码序列所分割,呈现断裂状的结构,故称断裂基因☆外显子:编码序列;☆内含子:间隔的非编码序列。内含子在转录后的加工中会被切除。
☆侧翼顺序:每个断裂基因中第一个外显子的上游和最末一个外显子的下游,
都有一段不被转录的非编码区,称为侧翼顺序。
☆启动子:位于基因转录起始点上游100~200bp范围内,
能与RNA聚合酶和转录因子相互作用的核苷酸序列。
☆增强子:增强转录,可以在基因的任何位置。
☆终止子:由一段回文序列以及特定的序列5’—AATAAA—3’组成
(回文序列为终止信号;AATAAA是polyA加尾信号。)
Cf. 侧翼序列虽然不被转录和翻译,但是它含有基因调控序列,对基因的有效表达起着调控作用。
★基因的生物学特性
DNA分子中碱基对的排列顺序蕴藏着遗传信息,决定了基因的基本功能和特性。
基因复制与表达构成了基因的主要功能。
1、遗传信息的储存单位:遗传密码
2、基因的复制:基因具有自我复制(self-replication)的重要特性。
复制发生在细胞分裂周期的S期,DNA双螺旋结构解旋为两条单股的多核苷酸链,以DNA分子自身的每一股单链为模板进行自我复制合成新的DNA分子。复制的起点由特定的碱基序列组成。真核生物的复制从多个位点同时开始进行。
3、基因的表达(gene expression)
①以DNA为模板转录合成mRNA;转录产物的加工和修饰基因→hnRNA→剪接、戴帽、加尾→mRNA
②将遗传信息翻译成多肽链中相应的氨基酸种类和序列
Cf. RNA编辑(RNA editing)是导致形成的mRNA分子在编码区的核苷酸序列不同于它的DNA模板相应序列的过程,属遗传信息加工。
基因突变
★突变因素:紫外线- 胸腺嘧啶二聚体(重组修复)/ 电离辐射 - DNA片段重排 / 亚硝酸 - 核苷酸脱氨基芳香族化合物(焦宁类)- 移码突变 / 烷化剂(알킬제,甲醛포름알데히드)- 核苷酸烷化并错误配对
1、静态突变:在一定条件下生物各世代中以相对稳定的频率发生的基因突变,分为点突变和片段突变
(1)点突变:DNA链中一个或一对碱基发生的改变。它有两种形式:碱基替换和移码突变。
A、碱基替换:DNA链中碱基之间互相替换,从而使被替换部位的三联体密码意义发生改变。
转换:一种嘌呤-嘧啶对被另一种嘌呤-嘧啶对所替换
颠换:一种嘌呤-嘧啶对被另一种嘧啶-嘌呤对所替换
•同义突变:碱基被替换之后,产生了新的密码子,但新旧密码子同义,所编码的氨基酸种类保持不变,因此同义突变并不产生突变效应。
•无义突变:碱基替换使编码氨基酸的密码变成终止密码UAA、UAG或UGA。
•错义突变:碱基替换使编码某种氨基酸的密码子变成编码另一种氨基酸的密码子,从而使多肽链的氨基酸种类和序列发生改变。
•终止密码突变:DNA分子中的某一个终止密码突变为编码氨基酸的密码,从而使多肽链的合成至此仍继续下去,直至下一个终止密码为止,形成超长的异常多肽链。
B、移码突变:除碱基替换外,点突变的另一种形式就是移码突变。由于基因组DNA链中插入或缺失1个或几个碱基对,从而使自插入或缺失的那一点以下的三联体密码的组合发生改变,进而使其编码的氨基酸种类和序列发生变化。
(2)片段突变:DNA链中某些小片段的碱基序列发生缺失、重复或重排。
2、动态突变:传递中不断发生变化的突变,如三联体核苷酸数目的变化,一般是由于不等交换所致。(“脱氧三核苷酸串联重复扩增而引起疾病的突变”)
例:脆性X综合征——(CCG)n拷贝数增加
3、基因突变的分子细胞生物学效应
(1)酶蛋白缺陷:先天性代谢病
(2)非酶分子缺陷:分子病
遗传的细胞基础
1、染色质:间期细胞核中遗传物质存在的形式。
- 常染色质:分布较稀疏,处于活跃状态。螺旋化程度低,呈松散状,染色较浅而均匀,具转录活性。
- 异染色质:分布较紧密,处于抑制状态。螺旋化程度较高,呈凝集状态,染色较深,很少转录或无转录活性- 性染色质(1)X染色质:X染色体失活假说(67)、剂量补偿效应
(2)Y染色质:Y染色体长臂远端部分的异染色质(118)
2、染色体:数目:2n=46 / 真核生物-由DNA和组蛋白质组成
★形态结构:姐妹染色单体主缢痕=着丝粒、动粒、端粒、次级缢痕、随体、核仁组织者(115)
★包装方式:DNA到染色体的四级结构模型
一级结构:核小体串珠结构(DNA+组蛋白)
二级结构:螺线管
三级结构:超螺线管
四级结构:染色单体
★研究方法:制备、显带技术、核形分析
Cf. 显带:经不同的方法处理染色体,经染色后使染色体在纵轴上显示明、暗或着色深、浅相间的横纹。这种带对每一条染色体来说都是独特的,可以区分和确认每一条染色体。
Cf. 核型:一个物种所特有的染色体数目和每一条染色体所特有的形态特征。
★核型分析:就是按照一定的规则顺序将染色体排列起来,并确定细胞的染色体组成。
Cf. 界标:确认每一条染色体上具有的稳定和有显著形态学特征的指标,
包括染色体两臂顶端、着丝粒和明显的带。
区:位于相邻两界标之间的染色体区域。
带:指显带处理后染色体呈现深浅或明暗的部分,是连续的,没有非显带区。
染色体畸变
一、染色体数目异常
1、整倍体改变
2、非整倍体改变(131-132)
Cf. 嵌合体:具有两种和两种以上核型的个体。
例如)46,XY/47,XXY 46,XX/46,XX,t(5;8)(q23;q24.1)/46,XX,del(6)(p24)