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1、医学遗传学检测 2019/11/51 人类基因组计划 The Human Genome Project 2019/11/52 人类基因组计划 能带给我们什么 ? 基因组 信息 翻译 临床应用 保健应用 基因检测必然会成为重要的医学检查技术 2019/11/53 “人类基因组计划的完成为医学提供了大量信息，由此 发展出1000余种疾病的基因诊断技术，目前已经有 700余种用于临床。其中大部分可以诊断发病率低的 遗传病，但是越来越多的基因诊断技术被用于广大人 群，主要用于： 1. 疾病相关基因变异携带者的发现 2. 常见疾病的遗传风险预测和提示 3. 指导个体化用药 基因检测和其它正在发展遗传筛选
2、和预防技术将对人 类的健康医疗产生巨大的影响。” 美国国家疾病控制中心基因检测部 2019/11/54 美国疾病预防控制中心 2019/11/55 美国基因检测中心 2019/11/56 北京大学医学遗传中心 分子诊断： 1. Prader-Willi 综合征（Prader-Willi syndrome,PWS 2. 延髓脊髓性肌萎缩（Spinal and bulbar muscular Atrophy,SBMA） 3. 镰刀状贫血（Sickle Cell disease，SCD） 4. 脆X综合征（Fragile X syndrome） 5. V因子点突变分析 （Factor V defic
3、iency） 6. 脊髓性肌萎缩症（Spinal Muscular Atrophy，SMA） 7. 强直性肌营养不良（Myotonic Dystrophy，DM） 8. 脊髓小脑共济失调（Spinocerebella Axia,SCA） 9. 腓骨肌萎缩症（CharcotMarieTooth disease，CMT） 10. 脊索侧索硬化（Amyotrophic Lateral Sclerosis ， ALS） 11. 弗里德里西共济失调 （Friedreich Ataxia ，FRDA） 12. 齿状核红核苍白球路易斯核萎缩 （Dentatorubarl-Pallidoluysian Atr
4、ophy ， DRPLA） 13. 亨廷顿（Huntington disease ， HD） 14. 安吉曼综合症 Angelman syndrome,(AS ) 15. 先天性无虹膜症(Aniridia) 2019/11/57 一. 什么是基因？ 基因是DNA起作用的单位。DNA含有 大量的化学信息数据库，携带合成 所有细胞所需蛋白质的整套信息。 每个基因含有一套指导信息，通常 编码一个特定蛋白。 2019/11/58 十七,十八世纪普遍认为 为遗传是预成的。 达尔文 (Charles Darwin ,1856) 孟德尔 (Gregor Mendel (1866) 2019/11/59 什么
5、是人基因组? 细胞 细胞核 染色体 2019/11/510 DNA 与染色体结构 DNA 分子 (chromosome) 硷基 A T G C 2019/11/511 基因 2019/11/512 基因组包括所有基因 蛋白质 2 蛋白质 1 非编码区 非编码区 基因 1 编码区 基因 2 编码区 2019/11/513 23 对染色体 32 亿碱基对 人类细胞含 有两套染色 体，一套来 自于父亲， 一套来自于 母亲。 2019/11/514 二. 基因是如何工作的？ 虽然每个含有一套完整的基因，但是 细胞使用基因的时候是有选择性的， 使得脑细胞与骨细胞不同。 一个正常细胞只会激活实时需要的基
6、因而抑制其它基因的活力。 2019/11/515 基因通过它们所 编码的蛋白质决 定人体的特征， 包括人体如何应 对环境带来的挑 战。 2019/11/516 氨基酸 Lysine side chain 20 种不同的氨基酸 Basic Structure of an Amino Acid Graphic Representation of an Amino Acid Lysine Carboxyl group Amino group 2019/11/517 侧链亲水的氨基酸 Lysine Water Oil Histidine Glutamic acid Aspartic acid Argi
7、nine 2019/11/518 侧链亲脂肪的氨基酸 Alanine Water Oil Methionine Phenylalanine Proline CysteineTryptophan LeucineGlycineValine Isoleucine 2019/11/519 侧链亲水和脂肪的氨基酸 Water Oil Serine Tyrosine AsparagineThreonine Glutamine 2019/11/520 蛋白质 Amino group Carboxyl group Peptide bond Amino group Amino group Carboxyl gr
8、oup Carboxyl group Peptide bond 2019/11/521 基因到蛋白质 I DNA T A C G C A A T A T G C A T T A U G C G U U A U A C G U A A mRNA2019/11/522 基因到蛋白质 II 2019/11/523 Ribosome mRNA tRNA A Codons: AUG=Methionine=Start CGU=Arginine UAU=Tyrosine ACG=Threonine UAA=Stop Methionine Arginine Threonine Tyrosine U G C G
9、 U U A U A CU A AG StopTyrosineMethionine ThreonineArginine 基因到蛋白质 III 2019/11/524 蛋白质折叠与功能 Amino acid chain grows and folds into a 3-D structure. 2019/11/525 2019/11/526 三. 基因是如何引发疾病的？ 一个人的健康依赖于上千个蛋白质持 续共同作用，在正确的地方以正确的 数量一起发挥作用。 2019/11/527 在最近的10年中，对于人类遗传学的研究得 到了长足的发展。而在疾病遗传基础方面，人 类基因的理解也飞速发展。目前超过
10、4000种疾 病(例如镰刀细胞贫血症和囊性纤维性变病)被 认为是具有遗传性的，并且在家族中传递。并 且现在已经知道在普通条件下，如心脏病、糖 尿病和多种癌症中我们基因发生的变化起到了 重要作用。 基因与人类健康密切相关 2019/11/528 疾病与基因有关 许多疾病可以追溯到我们自身的基因上。 单基因疾病: 一个基因的异常引起的疾病，从 母亲和/或者父亲那里继承的突变基因相关。 多基因疾病: 疾病的发生与多个基因有关，常 见疾病如心血管病, 糖尿病,大多数癌症, 老 年性痴呆等与多种基因，以及环境和基因互相 作用相关。 2019/11/529 单基因疾病仅与一个特定的基因密切相关，大 多数比
11、较少见的遗传性疾病属于这一类。在这 类疾病发生原因中单个基因突变的影响力可以 达到80%以上。 地中海贫血(Mediteranean Anemia) 亨廷顿氏病（Huntingtons Disease，HD） 肌肉营养不良性萎缩（Duchenne Muscular Dystrophy，DMD） 苯丙酮尿症（Phenylketonuria ,简称PKU） 2019/11/530 单基因疾病分类: AD: 常染色体显性遗传 AR: 常染色体隐性遗传 XD: X染色体显性遗传 XR: X染色体隐性遗传 Y- : Y连锁遗传 2019/11/531 多基因疾传病有一定的遗传基础和家族聚集现象， 它不取
12、决于一对基因，而是几对基因。同时， 还受环境因素影响，它不遵守孟德尔遗传定律。 易感性：susceptibility 由遗传因素决定的患病的风险，在一定的环境条 件下，易感性的高低可以代表易患性的高低。 多基因病，遗传因素决定的不是疾病本身，而是 这种疾病的遗传易感性。 有遗传易感性的个体能否发病，取决于各种遗传 因素和环境因素的相互作用，包括饮食、活动、 有害因子等。 2019/11/532 1.疾病症状与几个或者更多突变等位基因 有关, 2.2.各个基因分别对疾病只产生小的影响 , 3.3.基因的表现受到大量外界因素的影响 。 多基因疾病与多个基因有关，如高血压病 与近20个基因有关。癌症
13、、高血压病、糖 尿病、老年性痴呆、中风、冠心病等，大 多数疾病与基因的关系是： 疾病是基因与外界因素相互作用的结果, 基因突变并不一定导致疾病。因此 通过基因检测了解等位基因的突变, 可以调节外界因素(生活环境/生活习惯/ 饮食)。做到 避免或延缓疾病，或减轻症状，及早治疗。 2019/11/533 基因的变异 每个人的基因系列基本是一样的 但是每个基因有不同的形式 等位基因 受累的 父亲 正常的 母亲 受累受累正常正常 2019/11/534 基因突变的方式: 基因上单个碱基的突变， 基因的片段的丢失和增加 拷贝数增加 染色体异常 2019/11/535 基因的变异是如何发生的？ 遗传性突变
14、(生殖性突变 ) 从父母亲那里继承的 获得性突变(体细胞突变) 体细胞突变在个别细胞DNA中出现 2019/11/536 什么是基因组的变异? 人类共有序列 有变异的序列 多态性 缺失 移位 插入, 重复 染色体 2019/11/537 基因突变可能产生三种后果： 不影响编码蛋白的结构和功能 蛋白质仍有功能，但有缺陷 蛋白质会完全失去作用 2019/11/538 人类基因组的变异 个体 1个体2 = DNA中的变异 2019/11/539 不造成后果的变异 = 不造成后果的变异 2019/11/540 造成后果的变异 = 造成后果的变异 2019/11/541 造成疾病的变异 = Variat
15、ion in DNA that causes harmful change 血友病 A （hemophilia A） 是凝血因子VIII 缺 乏所导致的出血性 疾病，约占先天性 出血性疾病的85% 。 2019/11/542 造成潜在疾病的变异 多年后 = 造成潜在疾病的变异 2019/11/543 体细胞的基因DNA序列的突变 2019/11/544 当基因发生突变，基因所编码的蛋白质变得不 正常。某些蛋白质改变是不重要的，而其它则 可能会带来严重后果。 基因 突变 异常蛋 白质 2019/11/545 单核苷酸多态性（SNP）是最常见的基因变异 至少1%的人群绝大多数人群 共有序列 G t
16、o C SNP 位点 变异的序列 四. 最常见的基因变异 SNP 2019/11/546 单核苷酸多态性（SNP） 2019/11/547 为什么 SNPs 重要? 个体 1个体 2 = SNP variations in DNA SNP标志基因 A 基因 B基因 A SNP 可能使基因 B 产生变 异的蛋白质分子 2019/11/548 编码区的SNPs 不造成蛋白质分子改变 DNA SNP C to G RNA Codon CUG to CUC Protein Leucine to Leucine No change in shape LeucineLeucine mRNA G A C C U GC U C CUGCUC G A G 2019/11/549 DNA SNP A to C RNA Codon GAU to GAG Protein Aspartic acid to Glutamic acid Slight change in shape Aspartic acidGlutamic acid mRNA C T A
