遗传学医用PPT课件

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1、1 第一章医学遗传学概论 1 医学遗传学研究的对象和范围2 遗传病的概念3 遗传病的主要类型4 医学遗传学分科及发展简史5 走进基因组医学时代 2 重点提示 1 概念 医学遗传学Medicalgenetics遗传病GeneticDisease2 遗传病的分类3 PaulingL 分子病的概念Ingram 证实血红蛋白异常GarrodAE 先天代谢缺陷的概念Avery 遗传物质是DNAWatson和Crick阐明DNA双螺旋结构 3 第一节医学遗传学研究的对象和范围 基本概念Basicconcept 4 自从生命在地球诞生以来后 不适者消亡 适者生存 生物界任何一个物种都以一定的方式延绵种族 通

2、过什么方式哪 遗传Hereditary 子代和亲代之间 无论是在形态构造 生理机能的特点上都相似 变异Variation 亲代和子代之间 子代个体间不会完全相同 总会有所差异 5 遗传变异是生物界普遍存在的生命现象 研究这种生命现象的科学 遗传学 Genetics 研究生物的遗传和变异的规律及物质基础 DNA或RNA 的科学 6 由于研究的角度不同 产生许多分支学科 动物遗传学Animalgenetics植物遗传学plantgenetics微生物遗传学Microorganismgenetics人类遗传学Humangenetics 7 人类遗传学 HumanGenetics 广泛地探讨人类性状的

3、遗传和变异的规律及物质基础 正常 耳垂 显性性状显性 多指 并指异常隐性 白化病 8 医学遗传学 MedicalGenetics 是人类遗传学的主要组成部分 是医学与遗传学相结合的一门学科 是研究人类 个体和群体 病理性状的遗传规律及物质基础 研究遗传病的形成机理 传递方式 诊断 治疗 再发风险及预防措施 从而降低遗传病的发生及在人群中的危害 9 最初由两部分组成 人类细胞遗传学HumanCytogenetics从形态学角度阐明人类性状遗传变异的物质基础 与现代分子遗传学方法结合 演变分子细胞遗传学 人类生化遗传学HumanBiochemicalGenetics从生物化学 代谢角度阐明人类性状

4、遗传变异的物质基础 从分子水平揭示遗传疾病的本质 演进分子遗传学 10 第二节遗传病的概念Thehereditarydisease sconcept 遗传病GeneticDisease 是指遗传物质发生突变所引起的疾病 称为遗传病 特点 遗传物质突变 垂直传递 终生性 11 突变 生殖细胞 或受精卵 遗传后代突变体细胞 引起当代个体产生疾病 不传下一代 体细胞 体细胞传递 12 遗传病的发病既有遗传基础 又有环因素 遗传因素提供了疾病产生的遗传背景 环境因素促使疾病表现出相应的症状和体症 二者作用的大小则要具体分析 如图 遗传因素 环境因素 1234 13 1 遗传因素决定发病 遗传因素起主导

5、作用 如先天聋哑 甲型血友病等 2 基本由遗传因素决定发病 环境因素起诱导作用如 PAH突变苯丙酮尿症Gene 苯丙氨酸羟化酶缺乏症 高苯丙氨酸饮食诱发疾病 3 遗传和环境双重影响发病 多基因病 取决于遗传度 如 哮喘 遗传度 率 80 遗传因素大 环境因素小 消化性溃疡遗传度 率 30 40 遗传因素小 环境因素大4 基本由环境因素决定如外伤 人为因素 14 在了解遗传病概念的基础上 区别 1 遗传病与先天性疾病Congenitaldisease先天性疾病是指出生时既表现出来的疾病 大多数遗传病都是先天的 出生前致病基因已经表达 而某些疾病在出生后并不表现 当发育到一定年龄Gene才表达 如

6、成年型多囊肾病 脊髓小脑性共济失调 确实是遗传病 某些先天畸形 如海豹式婴儿 反应停 Thalidomide 事件 2 遗传病与家族性疾病Familialdisease大多数遗传病具有家族性 而某些散发性疾病确属遗传病 如某些AR 仅有先症者发病 15 第三节遗传病的主要类型Thehereditarydisease smaintype 从遗传学角度分类 遗传病包括 1 单基因病涉及一对主基因所导致的疾病 AR 先天聋哑AD 并指 多指症XR 红绿色盲XD 抗VD佝偻病2 多基因病涉及多对 二对以上 基因和环境共同作用所导致的疾病 如 唇裂 精神分裂症 高血压等 16 3 染色体病染色体异常引起

7、的疾病 数目异常 常染色体 21三体综合征性染色体 Turner综合征结构异常 常染色体 5p 猫叫综合征性染色体 脆性X染色体综合征4 体细胞遗传病 肿瘤5 线粒体病 Leber视神经病 C核外基因组 17 第四节医学遗传学分科及发展简史 现代科学的迅猛发展 新概念 新技术的不断引进 医学遗传学发展十分迅速 从群体 个体 细胞 分子水平 同时向基础及临床许多学科渗透 进而形成了许多与之密切相关的其它遗传学分支 包括 18 1 临床遗传学Clinicalgenetics 研究临床各种遗传病的诊断 产前诊断 预防 遗传咨询以及治疗 例如 一院儿科李秀玲教授 Down综合征 细胞遗传学诊断 二院儿

8、保科武盈玉教授 DMD 血友病 性别异常遗传教研室金春莲教授 DMD 血友病 性别异常 分子遗传学诊断 无创性产前诊断 Down综合征 FISH诊断 19 2 细胞遗传学Cytogenetic 1 1923年 PainterTS 提出人的染色体数目是2n 48 性染色体为XX XY 1952年 徐道觉 HsuTC 偶然应用低渗处理细胞获得分散良好的染色体 并发现人的染色体数为46条 但未能肯定自己的发现 仍相信Painter的2n 48的结论 1956年 蒋有兴 TjioJH 和LevanA证明人的体细胞染色体数为46条 标志着人类细胞遗传学开始 低渗处理技术的应用和外周血短期培养方法的建立

9、推进了人类染色体研究的进程 20 细胞遗传学Cytogenetic 2 1959年LejuneJ发现Down综合征 先天愚型 是由于C中多了一条G组染色体 既21三体所致 继之发现 Turner综合征 45 X Klinefelter综合征 47 XXY 由于染色体异常而引起疾病 于是出现了染色体病 Chromosomedisease 这一术语 现已认识100余种染色体异常综合征和一万余种罕见的异常核型 细胞遗传学是研究人类染色体的数目 结构异常 或畸变 与疾病的关系 21 3 体细胞遗传学SomaticCellGenetics 是以体细胞 体外培养的细胞 为对象进行遗传学研究的科学 体细胞遗

10、传学优越性在于 1 体外培养迅速 大量繁殖 传代 2 用时复苏 不用时冻存 长期保存 3 进行人为的杂交 打破种属界限 进行不同种属 不同细胞的杂交 4 可施加各种因素进行实验研究 22 应用十分广泛 1 杂交进行基因定位研究 如 人 鼠 TK酶基因定位2 细胞杂交与单克隆抗体的制备 3 细胞杂交与肿瘤抑制基因的研究 如 NXT 细胞失去肿瘤特征4 基因转移研究 5 克隆羊 牛 猴 鼠及猪 23 4 生化遗传学Biochmicalgenetics 1949年 PaulingL 研究镰状细胞贫血患者的血红蛋白 电泳后与正常人的Hb泳动速率不同 推论其是分子结构改变所致 从而提出分子病的概念 19

11、56年 IngramVM 的工作证实了Hbs分子结构的改变是 链第6位Aa由谷Aa 缬Aa所致 1902年 GarrodAE 研究尿黑酸尿病 从患者的尿中分离出尿黑酸 是由于代谢异常所致 从而提出先天代谢缺陷 inbornerrorsmetablism 的概念 在此基础上建立和发展了生化遗传学 就是应用生化的方法研究遗传病的蛋白 酶的变化以及核酸的相应改变 24 5 分子遗传学 1 Moleculargenetics 1944年 Avery肺炎双球菌的转化实验证明遗传物质是DNA 奠定了分子遗传学的基础 1953年 Watson和CrickDNA双螺旋结构的阐明 标志着分子遗传学的开始 195

12、8年 Crick中心法则 centraldogma DNA RNA P 遗传信息的传递原则 1961年 Jacob和Monod提出乳糖操纵子模型 建立了基因调控的概念 25 分子遗传学 2 1967年 Khorana等 破译了全部遗传密码 使人们对遗传物质有了全新的认识 1968年 Arber等限制性核酸内切酶的发现与应用 推进了DNA重组技术的发展和应用 1977年 Sanger 提出双脱氧核苷酸法DNA测序 进行DNA序列分析 1985年 Mullis提出体外扩增DNA片段方法 PCR 人工合成DNA 分子遗传学依据上述理论和技术 研究Gene的结构 突变 表达及调控 阐明遗传病的分子机制

13、 为基因诊断 治疗提供手段 26 6 肿瘤遗传学Cancergenetics 应用遗传学的基本原理 方法 研究肿瘤发生的遗传基础 遗传学家与肿瘤学家们从C遗传学 分子遗传学 免疫遗传学等不同角度探讨肿瘤的发生 发展 阐明肿瘤发生机理 为诊断 治疗以及预防提供依据 27 7 群体遗传学Populationgenetics 以群体为研究对象 研究群体中的遗传结构及变化规律 如遗传病的种类 发病率 基因频率 携带者频率 以控制遗传病在群体中的播散 理论依据是1908年Hardy和1909年Weinberg提出的遗传平衡定律 28 8 免疫遗传学Immunogenetics 研究免疫反应的遗传基础与遗

14、传控制 抗体多样性产生的遗传机理 补体的遗传基础等 为控制免疫过程 阐明免疫缺陷病提供手段 29 9 药物遗传学Pharmacogenetics 是药理学与遗传学相结合发展起来的边缘学科 研究机体的遗传因素对药物代谢和药物反应的影响 为指导医生用药的个体化原则提供理论根据 30 10 遗传毒理学Genetictoxicology 研究环境因素对遗传物质的损伤机制 即诱变剂 致畸剂 致癌剂对遗传物质的损伤 建立检测方法和手段 31 11 发育遗传学Developmentalgenetics 研究胚胎发育过程中细胞的生长 分化 组织 器官的形成的遗传机制和调控作用 32 12 行为遗传学Behav

15、iorgenetics 60年代 人们倾向于行为是由环境决定的观点 70年代 行为是遗传因素和环境因素共同作用的结果 80年代以后 N生物学 分子生物学的理论方法进展 推动了行为遗传学的发展 对行为提出科学 辨证的观点 行为是N元及其由N元所构成的回路对外界刺激的综合性反应 不难看出遗传及环境与行为形成的辨证关系 对人类病理行为的研究取得了很大进展 定位和克隆了一些行为基因 如害羞基因 癫痫发作基因 自杀基因 同性恋基因 酗酒基因等 33 第五节走进基因组医学时代 人类研究自然的目的不是征服自然 而是了解自然 利用自然 改造自然 从而提高自身的生活质量 在人类研究自然的漫长道路上 对人类本身的

16、了解是最艰难的 人类基因组计划可以说是解决这一难题的 钥匙 人类基因组计划的完成是生物学研究的重大里程碑 更是从根本上改变了生命科学和医学研究的角度和着眼点 将遗传学和临床医学结合 将人类基因组成果转化应用到临床实践中去 走进基因组医学时代 34 历史回顾 几乎每过50年 人类就前进一大步 150年来走了三大步 最早 1865年孟德尔提出遗传因子也就是 基因 的概念 大约50年后的1913年 定位第一个人类基因 1953年发现了DNA的双螺旋结构 1956年 第一次数清人类46条染色体 建立了人类染色体组 35 又过了50年 2003年 完成了人类基因组计划 向前看 到2050年 基因组医学将呈现出什么样的新面貌 相信一定又有一个飞跃 36 人类基因组计划 37 基本概念 基因 DNA的功能片段 它是一种化学分子 遗传信息的物质载体 传递支配生命活动的指令 也是可以人工操作 用于改造生命属性的文件 基因组 有机体全部DNA序列 它是基因和非基因的DNA序列的总和 基因组学 genomics 是20世纪90年代逐渐形成的以基因组为研究对象 在基因组水平研究基因和基因组的结构与功能 包括大