基因变异与疾病ppt

依据：DNA序列变异的物理形态及其对基因功能的影响 ➢点突变（point mutation） ➢大片段突变（gross mutation） ➢ 短串联重复突变（short tandem repeat mutation, STR mutation） ➢拷贝数变异（CNV）
每一类基因变异均包含DNA多态性和致病突变
人类基因组中大小从≥1kb到超过 目前尚不清楚， Mb不等的DNA片度的拷贝数变异， 估计≥50kb的LCV 它包括到位、缺失、插入重复等的 约占人DNA序列 拷贝数变异，人群中出现的频率 的12% >1%时，称为拷贝数多态性
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依据基因变异在人群中的分布和生物学效应，将其分
为DNA多态性和致病突变
➢ DNA多态性 着重说明DNA序列在人群中不同个体、 不同等位基因间的差异性
➢ 致病突变 强调遗传变异会引起基因功能的显著改变 ➢ 中性突变：发生在结构基因上而不影响基因功能
的基因突变
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二、人基因组中有多种类型的基因变异
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几种常见的结构基因突变
来自百度文库
点突变
突变类型 剪接突变
定义
位于内含子与外显子 内或交界处影响RNA 剪接的突变
生物学效应
使剪接效率降低或产生异 常剪接子，抑制正常基因 表达
启动子突变 位于启动子区影响基 使受累基因转录水平抑制
因转录的突变
或增强
移码突变
在DNA分子中插入、 缺失少数几个非三的 整倍数的碱基
插入
在特定位点增加了 使插入点序列重排导致受 一段数十到数千碱 累基因表达失活或激活 基对DNA片段
重排
特定位点的DNA片 通常可使基因表达产物剂 段的排列顺序改变，量增加或影响基因表达， 如倒位、重复等 导致细胞功能的紊乱
三联体 重复扩 增
DNA中的三个核苷 一般发生在结构基因区，
酸重复序列的拷贝 通过影响基因的表达导致
人基因组中三类常见的DNA多态性
变异 类型
定义
人基因组中的 频率
SNP STR CNV
给定人群中基因组的给定位点发现 人基因组中约有 的单个核苷酸变异，人群中出现的 1000万个 频率>1%
可变数目的1~6bp核心单元组成的 人基因组中至少
重复序列，一般总长度<200bp
有100万个，约占
人DNA序列的3%
单核苷酸多态性
➢进化的源泉
拷贝数多态性
➢ 表型多样性和疾病易 感性的遗传学基础
➢遗传病产生的根源
前言
致病突变：导致疾病发生的基因变异
生殖系突变
突变基因可通过生殖细胞产生的配 子传递给后代，使后代产生遗传病，
是人类遗传病的本质之一
体细胞突变
生殖细胞以外的突变 是引发肿瘤的重要因素
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✓GATA1与β-地贫 ✓HSF4与儿童白内障
β -珠蛋白正常表达
β-珠蛋白正M常olec表ula达r b量iolo减gy少
使基因功能减弱的变异
影响mRNA稳定性 的变异
➢mRNA非翻译区的变异导致mRNA稳定性下降
✓α-珠蛋白变异与α-地贫
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数异常扩增
受累基因功能异常
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基因变异与蛋白质的活性改变的关系
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三、基因变异是可以遗传的
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第二节 基因变异的生物学效应
➢功能失去性突变
✓使基因功能减弱
单倍型不足 反义RNA转录/基因组修饰 转录因子基因变异 影响mRNA稳定性的变异 显性负效应
几种常见的结构基因突变
点突变
突变类型
定义
生物学效应
同义突变 错义突变
无义突变
发生在三联密码子的 仍编码相同的氨基酸，
第三位碱基
不影响蛋白质结构，可
不产生表型变化
通常涉及三联密码的 氨基酸发生改变，当影 头二位碱基中的一个 响蛋白质活性中心时，
影响其功能，有时不影 响蛋白质的活性，无明 显表型改变
突变使编码氨基酸的 多肽链合成提前终止， 密码子变成三个人类 通常产生无活性的多肽 基因终止密码子之一 链
✓GATA3与HDR综合征
✓抑癌基因失活与肿瘤
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使基因功能减弱的变异
反义RNA转录/ 基因组修饰
➢ 结构完整的基因由于反义RNA封闭和甲基化 作用而沉默
×
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使基因功能减弱的变异 转录因子基因变异
➢转录因子的基因发生突变，产生异常的调节因 子，即会影响其调节的下游基因的正常转录， 导致基因功能减弱的生物学效应
➢功能获得性突变
✓使基因功能增强
转录增强作用 增强子的位置效应 剂量效应 SNP创造新启动子 获得性RNA堆积
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使基因功能减弱的变异
单倍型不足
➢单倍型：人体二倍体细胞中成对染色体中的一 条染色体的全部基因组 ➢给定基因的两个拷贝中的一个等位基因发生突 变或缺失，另一个拷贝的表达产物不足以维持 正常的细胞功能
疾病的分子机制
疾
基因型
基因或基因组中存在的变异 或多态性
病
{基因变异在表达产物的表现
基因表型
蛋白质修饰状态的改变→功
能改变
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第十章
基因变异与疾病
前言
性状：生物所具有的形态、功能或生化的特点
基因变异：在世代传递过程中，基因的组成和结
构发生的改变，从而引起性状的改变
意 义
突变位点以下的所有氨基 酸序列发生改变，由于其 下游出现新终止密码使产 生缩短或延长的多肽链， 蛋白质失活或功能异常
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几种常见的结构基因突变
突变类型
定义
大片段突变和STR突变
生物学效应
大 片 段 突 变
STR 突变
缺失
在特定位点减少了 结构基因序列丢失使基因 一段数十到数千个 产物缺如；重排造成编码 碱基对DNA片段 产物异常或影响基因表达
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第一节 基因变异的基本概念
基因变异：是指DNA的序列组成或结构在传递过
程发生了改变，也称基因突变 一、基因变异包括DNA多态性和致病突变 二、人基因组中有多种类型的基因变异 三、基因变异是可以遗传的
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一、基因变异包括DNA多态性和致病突变