2019精品基因的概念和结构英语
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• 预处理淋巴细胞分型(PLT)：根据同抗原细胞不反应原
理，预处理两种细胞后，得到识别HLA-DP抗原的能力， 可作分型
白细胞抗原的基因分布
HLA-A 白人
A1 A2 A3 A11 A25 Aw43
原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.15 0.26 0.12 0.06 0.02 /
Aw36
/
黑人 0.03 0.15 0.07 0.01 / 0.01
MS/Ns;
Ms/Ns
NS/Ms； NS/Ns
MN血型的遗传分析
用M和N血清检查一个家庭，确定父亲基因 型是NN,母亲是MM，儿子是MM 结论：儿子不是该夫妻的亲生孩子 但是其它血型和方法证明孩子的确是亲生的 发现了Mg抗原亚型 Mg抗体不能与M抗原反应 检测结果，父亲表型是具有Mg和N抗原，
基因型是MgN 儿子基因型是MgM
1.4 MN血型的遗传分析
人群中存在着MN血型系统，受M和N两个基 因控制，并显性
M
N
M
MM
MN
N
MN
NN
MN血型的遗传分析
MNSs是紧密连锁的血型基因
单倍型是： MS ; NS; Ms；Ns
基因型有10种：MS ; NS; Ms；Ns
MS/ MS; Ms/Ms
NS/NS;
Ns/Ns
MS/NS; MS/Ms
血液成分
抗凝离心处理： 上层成分： 血浆，抗体，蛋白质 中层成分： 白细胞，血小板 下层成分： 红细胞
不抗凝处理 ： 上层成分： 血清，抗体，无纤维蛋白原 下层成分： 红细胞，白细胞，血小板
1.1 ABO血型系统的抗原与抗体
A血型
A抗原 A抗体 B抗原 B抗体
＋
－
－＋
B血型
－
＋
＋－
AB血型 ＋
－
白细胞抗原基因连锁图
HLA 6p21-23. DP DQ DR C4 C2 B
CA
70 41 123
212 51 55
第II类
第三类
第一类
超基因(Super gene) ：一组功能相近，紧密连锁的基 因
白细胞抗原的基因
HLA-A HLA-B
A1
B5
A2
B7
A3
B8
A9
B12
A11
B13
Aw19 B14
0.02
黄种人 / 0.30 0.01 0.25 / 白人抗原 / 南非黑人抗
/ 黑人人抗原
白细胞抗原的基因分布
HLA-B 白人 黑人 黄种人
Bw4 0.41 0.41 0.35
B7
0.09 0.09 0.02
B13 0.03 0.01 0.03
B38
0.03
/
0.02
Bw45 0.04
0.04
/
• 淋巴细胞毒试验：
HLA-A、B、C抗原来源于T淋巴细胞，HLA-DR、DQ来 源于B淋巴细胞，抗血清来源于孕妇，(由于胎母HLA不 合，母亲产生抗体)或免疫抗血清分型
• 纯合子分型细胞分型(HDC)：由于HLA-D抗原不同，引
起混合淋巴细胞增殖(MLR)，用已知D抗原的纯合子分 型淋巴细胞，检测待测细胞是否反应，可作分型
X0 无前体 D 无 Rh 抗原
母亲：X0 X0 CDe/cde, 无D抗原，是 Rh阴性 父亲：X1 X1 cde/cde, 无D抗原，是 Rh阴性 女儿：X1 X0 cde/cde, 无D抗原，是 Rh阴性 儿子：X1 X0 CDe/cde, 有D抗原，是 Rh阳性
1.3 人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）
Rh阴性血型的母亲怀有Rh阳性血型的胎儿，在 母亲胎盘异常情况下，临产时会出现母亲的抗体 进入新生儿血液中，与婴儿的抗原产生免疫反应， 造成婴儿溶血
Rh血型的遗传机制
Rh抗原受控于3个紧密连锁的基因座： Cc 、Dd、Ee，以单倍型方式传递 C、c 、D、E、e 5种抗原 当D基因存在时，为Rh阳性 d基因没有相应的抗原，是Rh阴性血型 单倍型：一条染色体上的基因组成 CDE；CDe；CdE；cDE； Cde; cDe; cdE; cde;
multimer that contains at least two copies of any one gene product.
三、操纵子operon——遗传信息 传递和表达调控的统一体
• 乳糖操纵子 • 概念：操纵基因和由它操纵的几个结构基
因连锁在一起，几个结构基因由一个启动 子转录成为一个mRNA分子，然后翻译成几 种蛋白质
Bw46
/
/
0.05 黄种人抗原
白细胞抗原的基因分布
强关联：连锁基因实际出现的频率大于理论 频 率的现象
A26 B38
A2 Bw46
犹太人单倍型
黄种人单倍型
Bw45 在黄种人中极少，在美洲的印第安人， 爱斯基摩人等人群中，该抗原也极少，推 测与种族的起源有关。
白细胞抗原与人类疾病
B27抗原与强直性脊椎炎强关联 患者中90％以上都是B27抗原 如果一个人有50％的可能是强直性脊椎 炎，检查他的白细胞抗原，有B27抗原， 他的患病的机会就大大增高 反之，则减少有病的可能性
15％ 无凝集反应
定名恒河猴红细胞抗原为Rh抗原
免疫家兔
1952年Murray发现动物的Rh抗血清与人类的Rh抗原不反 应，提出动物与人的抗原是两种不同抗原
1963年定名 人类为Rh抗原
动物为LW抗原
Rh血型的新生儿溶血症
Rh阳性血型的红细胞带有Rh抗原，无抗体 Rh阴性血型的红细胞没有Rh抗原，有抗体
基因内部可突变和重组 一个基因就是一个顺反子
• 基因的顺式和反式排列
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
Fig 15.10 The arrangement
of genetic markers in cis
and trans
heterozygotes.
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
异体移植的免疫作用(组织不相容性) 抗宿主反应：受体抗原－供体抗体 [GVHR] 排斥反应： 受体抗体－供体抗原 主要组织相容性抗原系统 (major histocompatibility antigen system) 主要组织相容性复合体基因 (major histocompatibility complex gene , MHC)
Rh血型的遗传机制
例题：具有CcDEe抗原的个体，可能由哪些 基因型组成 ？ CDE/cDe; CDe/cDE; CdE/cDe;
CDE/cde; CDe/cdE; ( ? )
Rh血型的遗传机制
复合抗原： ce复合抗原；CE复合抗原； cE复合抗原…….
当ce 基因在一个单倍型上时，会出现ce复合 抗原。其抗体可与CDE/cDe的细胞反应 如果母亲具有C,D,E抗原，父亲具有c,E,e抗原， 子女可能的表型是什么? 如果子女中有一个具 有CcDEe抗原，怎样推测他的单倍型和基因型？
HLA的遗传机制
主要组织相容性抗原按免疫性分为3类 第一类：移植抗原(transplantation antigen),
位于T淋巴细胞上， 编码HLA-A、B、Ｃ 第二类：免疫反应的信息传递抗原 编码HLA-DR、DQ、 DZ/DO 、 DP 第三类： 补体蛋白，同抗原-抗体复合物作用 编码HLA-C2，C4，TNFαβ 单倍型(haplotype)：同一条染色体上的基因组 成
CDE/CdE (CDE/CDE) X cdE/cde
Rh血型的遗传机制
表型为 Rh阴性的母亲与Rh阴性的父亲生有一女和一 子。女儿为Rh阴性，抗原与父亲相同为c,e,儿子是Rh 阳性，抗原是C,D,e, 分析其遗传机制。 母亲 CDe/cde 父亲cde /cde 女儿 cde/cde 儿子CDe/cde X1 前体 D 有Rh 抗原
第三章 基因的概念和结构
• 复等位基因（multiple alleles） • 顺反子（cistron） • 超基因（super gene） • 假基因 (pseudo gene) • 可动基因( mobile gene) • 染色体外基因
一些概念
• 孟德尔“遗传因子”：生物性状遗传的符
号
• 基因：位于染色体上的遗传功能单位 • 二倍体、单倍体；纯合(纯种)、杂合(杂种) • 完全显性、不完全显性、共显性 • 显隐性的相对性 • 非等位基因的相互作用：互补、抑制、上
白细胞抗原的单倍型分析
父抗原： A2 ， A 11 ， B13 ， Bw46 母抗原： A3 ， A 9 ， B5 ， B7 子1抗原： A2 A3 B7 Bw46 子2抗原： A11 A9 B5 B13 子3抗原： A2 A9 B5 Bw46 子4抗原： A3 A11 B7 B13 子5抗原： A3 A11 B7 Bw46
突变型 同一顺反子的相同位点
• 如果F1代是野生型，说明 a1，a2 是两个非等位基因
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
Fig 15.16 Intragenic complementation sometimes occurs when the active form of an enzyme or structural protein is a
的序列，但由于有许多突变以致失去了原 有的功能而没有功能的基因，常用ψ 表示
四、外显子和内含子—断裂基因 interrupted gene
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
Test your knowledge #1.
如何判断突变是在一个顺反子内
还是2个不同的非等位基因
• a1a1 x a2a2
突变型 突变型
a1a1 x a2a2 突变型 突变型
a1a2 突变型
a1a2 突变型
突变型 野生型 同一顺反子的不同位点
Aw33 Bw22
Aw36 Bw59
HLA-C Cw1 Cw2 Cw3 Cw4 Cw5 Cw6 Cw7 Cw8
HLA-DR HLA-DQ
DR1
DQ1
DR2
DQ2
DR3
DQ3
DR4
…..
DR5
DRw6
DR7
DRw8
HLA-DP DPw1 DPw2 DPw3 DPw4 …..
…..
…..
…..
…...
白细胞抗原的分型
＋－
O血型 －
＋
－＋
红细胞：抗原， 血清：抗体
ABO血型系统遗传方式
基因： I A、IB 、i
A血型： IAIA 、IAi B血型： I BIB 、IBi AB血型： IAIB O血型： ii
1.2 Rh血型的遗传机制
恒河猴红细胞(Rhesus monkeys抗原)
兔抗猴血清
检测人红细胞
85％ 产生凝集反应
Fig 15.11 The cistrans position effect observed by Edward
Lewis with the apr and w
mutations of
Drosophila.
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
Fig 15.12 The cis test.
因通过各种各样的变异，产生了结构大致 相同但功能却不尽相似的一大批基因，分 属于不同的基因家族
一些概念
• 基因簇gene cluster：功能相同或相关的许多
基因聚集成簇
• 孤独基因orphan gene：在成簇的基因家族中
通过染色体重排而分散到其他位置上的成 员
• 假基因pseudo gene：具有与功能基因相似
1.5 Xg血型的遗传分析
Xg抗原是目前发现的第一个与性别有关的抗原 基因:Xga 有Xg抗原
Xg 无Xg抗原 Xga对 Xg显性
Xg血型的遗传分析
Xg抗原 Xga Xg
Xga
二、顺反子(cistron) —— 一个基 因一条多肽
• 早期的基因概念：基因是一个功能单位，
重组单位，突变单位
• 发展的基因概念：基因是一个功能单位，
位(异位)
一、复等位基因(multiple alleles)
• 基因座：基因位于染色体上的位置 • 复等位基因：一个群体中，存在着2个以上的等位
基因 一个2倍体的正常细胞最多只能有复等位基因中的 2个 2个等位基因，可以组成3种基因型 3个等位基因，可以组成6种基因型 4个等位基因，可以组成10种基因型 n个等位基因，可以组成 n + n(n-1)/2种基因型 其中纯合体为n 个 , 杂合体为n(n-1)/2个
• 色氨酸操纵子 • 阿拉伯糖操纵子
操作位点
ß-半乳糖苷酶 半乳糖苷透性酶 乙酰基转移酶
一些概念
• 超基因super gene ：作用于一种性状或作用
于一系列相关性状的几个紧密连锁的基因
• 基因家族gene family：一个祖先基因经过重
复(duplication)和变异而产生的一组基因
• 基因超家族superfamily：一个共同的祖先基
理，预处理两种细胞后，得到识别HLA-DP抗原的能力， 可作分型
白细胞抗原的基因分布
HLA-A 白人
A1 A2 A3 A11 A25 Aw43
原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.15 0.26 0.12 0.06 0.02 /
Aw36
/
黑人 0.03 0.15 0.07 0.01 / 0.01
MS/Ns;
Ms/Ns
NS/Ms； NS/Ns
MN血型的遗传分析
用M和N血清检查一个家庭，确定父亲基因 型是NN,母亲是MM，儿子是MM 结论：儿子不是该夫妻的亲生孩子 但是其它血型和方法证明孩子的确是亲生的 发现了Mg抗原亚型 Mg抗体不能与M抗原反应 检测结果，父亲表型是具有Mg和N抗原，
基因型是MgN 儿子基因型是MgM
1.4 MN血型的遗传分析
人群中存在着MN血型系统，受M和N两个基 因控制，并显性
M
N
M
MM
MN
N
MN
NN
MN血型的遗传分析
MNSs是紧密连锁的血型基因
单倍型是： MS ; NS; Ms；Ns
基因型有10种：MS ; NS; Ms；Ns
MS/ MS; Ms/Ms
NS/NS;
Ns/Ns
MS/NS; MS/Ms
血液成分
抗凝离心处理： 上层成分： 血浆，抗体，蛋白质 中层成分： 白细胞，血小板 下层成分： 红细胞
不抗凝处理 ： 上层成分： 血清，抗体，无纤维蛋白原 下层成分： 红细胞，白细胞，血小板
1.1 ABO血型系统的抗原与抗体
A血型
A抗原 A抗体 B抗原 B抗体
＋
－
－＋
B血型
－
＋
＋－
AB血型 ＋
－
白细胞抗原基因连锁图
HLA 6p21-23. DP DQ DR C4 C2 B
CA
70 41 123
212 51 55
第II类
第三类
第一类
超基因(Super gene) ：一组功能相近，紧密连锁的基 因
白细胞抗原的基因
HLA-A HLA-B
A1
B5
A2
B7
A3
B8
A9
B12
A11
B13
Aw19 B14
0.02
黄种人 / 0.30 0.01 0.25 / 白人抗原 / 南非黑人抗
/ 黑人人抗原
白细胞抗原的基因分布
HLA-B 白人 黑人 黄种人
Bw4 0.41 0.41 0.35
B7
0.09 0.09 0.02
B13 0.03 0.01 0.03
B38
0.03
/
0.02
Bw45 0.04
0.04
/
• 淋巴细胞毒试验：
HLA-A、B、C抗原来源于T淋巴细胞，HLA-DR、DQ来 源于B淋巴细胞，抗血清来源于孕妇，(由于胎母HLA不 合，母亲产生抗体)或免疫抗血清分型
• 纯合子分型细胞分型(HDC)：由于HLA-D抗原不同，引
起混合淋巴细胞增殖(MLR)，用已知D抗原的纯合子分 型淋巴细胞，检测待测细胞是否反应，可作分型
X0 无前体 D 无 Rh 抗原
母亲：X0 X0 CDe/cde, 无D抗原，是 Rh阴性 父亲：X1 X1 cde/cde, 无D抗原，是 Rh阴性 女儿：X1 X0 cde/cde, 无D抗原，是 Rh阴性 儿子：X1 X0 CDe/cde, 有D抗原，是 Rh阳性
1.3 人类白细胞抗原（human leukocyte antigen，HLA）
Rh阴性血型的母亲怀有Rh阳性血型的胎儿，在 母亲胎盘异常情况下，临产时会出现母亲的抗体 进入新生儿血液中，与婴儿的抗原产生免疫反应， 造成婴儿溶血
Rh血型的遗传机制
Rh抗原受控于3个紧密连锁的基因座： Cc 、Dd、Ee，以单倍型方式传递 C、c 、D、E、e 5种抗原 当D基因存在时，为Rh阳性 d基因没有相应的抗原，是Rh阴性血型 单倍型：一条染色体上的基因组成 CDE；CDe；CdE；cDE； Cde; cDe; cdE; cde;
multimer that contains at least two copies of any one gene product.
三、操纵子operon——遗传信息 传递和表达调控的统一体
• 乳糖操纵子 • 概念：操纵基因和由它操纵的几个结构基
因连锁在一起，几个结构基因由一个启动 子转录成为一个mRNA分子，然后翻译成几 种蛋白质
Bw46
/
/
0.05 黄种人抗原
白细胞抗原的基因分布
强关联：连锁基因实际出现的频率大于理论 频 率的现象
A26 B38
A2 Bw46
犹太人单倍型
黄种人单倍型
Bw45 在黄种人中极少，在美洲的印第安人， 爱斯基摩人等人群中，该抗原也极少，推 测与种族的起源有关。
白细胞抗原与人类疾病
B27抗原与强直性脊椎炎强关联 患者中90％以上都是B27抗原 如果一个人有50％的可能是强直性脊椎 炎，检查他的白细胞抗原，有B27抗原， 他的患病的机会就大大增高 反之，则减少有病的可能性
15％ 无凝集反应
定名恒河猴红细胞抗原为Rh抗原
免疫家兔
1952年Murray发现动物的Rh抗血清与人类的Rh抗原不反 应，提出动物与人的抗原是两种不同抗原
1963年定名 人类为Rh抗原
动物为LW抗原
Rh血型的新生儿溶血症
Rh阳性血型的红细胞带有Rh抗原，无抗体 Rh阴性血型的红细胞没有Rh抗原，有抗体
基因内部可突变和重组 一个基因就是一个顺反子
• 基因的顺式和反式排列
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
Fig 15.10 The arrangement
of genetic markers in cis
and trans
heterozygotes.
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
异体移植的免疫作用(组织不相容性) 抗宿主反应：受体抗原－供体抗体 [GVHR] 排斥反应： 受体抗体－供体抗原 主要组织相容性抗原系统 (major histocompatibility antigen system) 主要组织相容性复合体基因 (major histocompatibility complex gene , MHC)
Rh血型的遗传机制
例题：具有CcDEe抗原的个体，可能由哪些 基因型组成 ？ CDE/cDe; CDe/cDE; CdE/cDe;
CDE/cde; CDe/cdE; ( ? )
Rh血型的遗传机制
复合抗原： ce复合抗原；CE复合抗原； cE复合抗原…….
当ce 基因在一个单倍型上时，会出现ce复合 抗原。其抗体可与CDE/cDe的细胞反应 如果母亲具有C,D,E抗原，父亲具有c,E,e抗原， 子女可能的表型是什么? 如果子女中有一个具 有CcDEe抗原，怎样推测他的单倍型和基因型？
HLA的遗传机制
主要组织相容性抗原按免疫性分为3类 第一类：移植抗原(transplantation antigen),
位于T淋巴细胞上， 编码HLA-A、B、Ｃ 第二类：免疫反应的信息传递抗原 编码HLA-DR、DQ、 DZ/DO 、 DP 第三类： 补体蛋白，同抗原-抗体复合物作用 编码HLA-C2，C4，TNFαβ 单倍型(haplotype)：同一条染色体上的基因组 成
CDE/CdE (CDE/CDE) X cdE/cde
Rh血型的遗传机制
表型为 Rh阴性的母亲与Rh阴性的父亲生有一女和一 子。女儿为Rh阴性，抗原与父亲相同为c,e,儿子是Rh 阳性，抗原是C,D,e, 分析其遗传机制。 母亲 CDe/cde 父亲cde /cde 女儿 cde/cde 儿子CDe/cde X1 前体 D 有Rh 抗原
第三章 基因的概念和结构
• 复等位基因（multiple alleles） • 顺反子（cistron） • 超基因（super gene） • 假基因 (pseudo gene) • 可动基因( mobile gene) • 染色体外基因
一些概念
• 孟德尔“遗传因子”：生物性状遗传的符
号
• 基因：位于染色体上的遗传功能单位 • 二倍体、单倍体；纯合(纯种)、杂合(杂种) • 完全显性、不完全显性、共显性 • 显隐性的相对性 • 非等位基因的相互作用：互补、抑制、上
白细胞抗原的单倍型分析
父抗原： A2 ， A 11 ， B13 ， Bw46 母抗原： A3 ， A 9 ， B5 ， B7 子1抗原： A2 A3 B7 Bw46 子2抗原： A11 A9 B5 B13 子3抗原： A2 A9 B5 Bw46 子4抗原： A3 A11 B7 B13 子5抗原： A3 A11 B7 Bw46
突变型 同一顺反子的相同位点
• 如果F1代是野生型，说明 a1，a2 是两个非等位基因
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
Fig 15.16 Intragenic complementation sometimes occurs when the active form of an enzyme or structural protein is a
的序列，但由于有许多突变以致失去了原 有的功能而没有功能的基因，常用ψ 表示
四、外显子和内含子—断裂基因 interrupted gene
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
Test your knowledge #1.
如何判断突变是在一个顺反子内
还是2个不同的非等位基因
• a1a1 x a2a2
突变型 突变型
a1a1 x a2a2 突变型 突变型
a1a2 突变型
a1a2 突变型
突变型 野生型 同一顺反子的不同位点
Aw33 Bw22
Aw36 Bw59
HLA-C Cw1 Cw2 Cw3 Cw4 Cw5 Cw6 Cw7 Cw8
HLA-DR HLA-DQ
DR1
DQ1
DR2
DQ2
DR3
DQ3
DR4
…..
DR5
DRw6
DR7
DRw8
HLA-DP DPw1 DPw2 DPw3 DPw4 …..
…..
…..
…..
…...
白细胞抗原的分型
＋－
O血型 －
＋
－＋
红细胞：抗原， 血清：抗体
ABO血型系统遗传方式
基因： I A、IB 、i
A血型： IAIA 、IAi B血型： I BIB 、IBi AB血型： IAIB O血型： ii
1.2 Rh血型的遗传机制
恒河猴红细胞(Rhesus monkeys抗原)
兔抗猴血清
检测人红细胞
85％ 产生凝集反应
Fig 15.11 The cistrans position effect observed by Edward
Lewis with the apr and w
mutations of
Drosophila.
© 2003 John Wiley and Sons Publishers
Fig 15.12 The cis test.
因通过各种各样的变异，产生了结构大致 相同但功能却不尽相似的一大批基因，分 属于不同的基因家族
一些概念
• 基因簇gene cluster：功能相同或相关的许多
基因聚集成簇
• 孤独基因orphan gene：在成簇的基因家族中
通过染色体重排而分散到其他位置上的成 员
• 假基因pseudo gene：具有与功能基因相似
1.5 Xg血型的遗传分析
Xg抗原是目前发现的第一个与性别有关的抗原 基因:Xga 有Xg抗原
Xg 无Xg抗原 Xga对 Xg显性
Xg血型的遗传分析
Xg抗原 Xga Xg
Xga
二、顺反子(cistron) —— 一个基 因一条多肽
• 早期的基因概念：基因是一个功能单位，
重组单位，突变单位
• 发展的基因概念：基因是一个功能单位，
位(异位)
一、复等位基因(multiple alleles)
• 基因座：基因位于染色体上的位置 • 复等位基因：一个群体中，存在着2个以上的等位
基因 一个2倍体的正常细胞最多只能有复等位基因中的 2个 2个等位基因，可以组成3种基因型 3个等位基因，可以组成6种基因型 4个等位基因，可以组成10种基因型 n个等位基因，可以组成 n + n(n-1)/2种基因型 其中纯合体为n 个 , 杂合体为n(n-1)/2个
• 色氨酸操纵子 • 阿拉伯糖操纵子
操作位点
ß-半乳糖苷酶 半乳糖苷透性酶 乙酰基转移酶
一些概念
• 超基因super gene ：作用于一种性状或作用
于一系列相关性状的几个紧密连锁的基因
• 基因家族gene family：一个祖先基因经过重
复(duplication)和变异而产生的一组基因
• 基因超家族superfamily：一个共同的祖先基