单基因遗与单基因遗传病ppt课件

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1、(single-gene disorders),第三章 单基因病,掌握：单基因遗传病 单基因遗传病各种遗传方式的系谱特点、传递规律及发病风险的估算方法 不完全显性 共显性 不规则显性延迟显性、携带者、外显率、表现度、亲缘系数 交叉遗传 遗传背景 基因多效性 遗传异质性 基因组印记 遗传早现限性遗传 从性遗传,单基因遗传：指某种性状的遗传受一对等位基因控制。 单基因遗传病：指某种疾病的发生主要受一对等位基因控制。 它们的遗传方式符合孟德尔定律。,从基因的水平看，人类遗传病分为,单基因遗传病多基因遗传病,根据致病基因所在染色体及性质的不同，可分为：,常染色体显性遗传病 常染色体遗传病 常染色体隐性

2、遗传病X连锁显性遗传病 性连锁遗传病 X连锁隐性遗传病 Y连锁遗传病线粒体遗传病,单基因遗传病,一 遗传学中几个常用的基本概念,第一节 单基因遗传的基本概念与研究方法,同源染色体 等位基因 性状与相对性状 纯合子与杂合子 显性基因 隐性基因 显性性状 隐性性状 基因型与表现型,(homologous chromosome) ,同源染色体,形态大小相同、结构相似、一条来自父方一条来自母方，上面载有等位基因的一对染色体。,等位基因 位于一对同源染色体上的相同位置、控制相对性状的一对基因。基因在染色体上的位置称为基因座位。,等位基因(allele) ,系谱分析(pedigree analysis)：

3、是判断某种遗传病遗传方式最常用的方法。,第一节 单基因遗传的基本概念与研究方法,二 单基因遗传的研究方法,系谱(pedigree)：是指从先证者入手，追溯调查其所有家庭 成员（直系和旁系亲属）的数目、亲属关系及 某种遗传病（或性状）的分布等资料，并按一定格式将这些资料绘制成的一个图解。 先证者：是指某个家族中临床上第一个被发现的遗传病患 者或具有某种性状的成员。 系谱分析法：根据系谱图，分析疾病传递规律，确定传递方式，以及遗传因素的作用,为诊断、治疗和预防同类遗传病提供依据。,常用系谱符号,控制一种遗传性状或疾病有关的基因位于1-22号常染色体上，其性质是显性的，这种遗传方式称为常染色体显性遗

4、传。由这种致病基因导致的疾病称为AD遗传病。现已知有4458种，占绝大多数。,一 常染色体显性遗传（ autosomal dominant，AD）,第二节 单基因遗传病,人类耳垂AA、Aa:有耳垂；aa:无耳垂,举例：常染色体显性遗传,常染色体显性基因的遗传病,软骨发育不全症,是指杂合子Aa与显性纯合子AA的表型完全相同。,（一）完全显性(complete dominance),如：短指（趾）症家族性结肠息肉并指（趾）症,短指症为一种较常见的手足部畸形，由于指骨或掌骨变短，或指骨缺如，致使手指变短。,首先理解为什么实际上大多数患者的基因型为Aa ？,婚配类型和子代发病风险的估计,假设短指的基因

5、为显性基因B，正常指为隐性基因b，则患者基因型应为BB或Bb。但实际上绝大多数短指症的基因型为Bb。 原因: 只有当父母都是短指症患者时，才有可能生出BB型子女，而这种婚配机会在实际生活中很少。 AD致病基因在群体中的频率(p)很低，约为1/1001/1 000; BB的频率(p2)则更低。 显性纯合子致死。 故绝大多数短指症患者为Bb。,例:短指症,患者亲代,正常亲代,若AD杂合子患者与正常人婚配，其子女发病风险为：,子代表现型,概率,概率比,患者,正常,1/2,1/2,1 : 1,患者亲代,患者亲代,子代表现型,概率,概率比,严重患者（AA一般致死）,正常（aa）,1/4,2/4,1 :

6、2 : 1,患者(Aa),1/4,3,若AD杂合子患者相互婚配，其子女发病风险为：,一例并指症的系谱,常染色体完全显性遗传的遗传特征,男女患病的机会均等。 患者的双亲中必有一个为患者，且多为杂合子。 患者的同胞、子女中约有1/2的发病风险。 系谱中，可见本病的连续传递。 （5）双亲无病时，子女一般不会患病（除非发生新的基因突变）。,指杂合子Aa的表现介于显性纯合子AA和隐性纯合子aa的表现型之间，也称半显性(semidominance)。,如：,-地中海贫血,0为致病基因，0/ 0病情严重患者，未成年即死亡 0/ A病情较轻，可出现轻度溶血A/ A正常,（二）不完全显性(incomplete

7、dominance),由于某些因素的影响，杂合子(Aa)显性致病基因的作用没能表达，或在表达的前提下，不同个体表达的程度有差异的现象。,如：,（三）不规则显性(irregular dominance),多 趾 症 Marfan综合征 成骨不全症,人类多指,如： 10名杂合体（Aa）中 （1）均表现A的表型外显率为100%完全外显 （2）8名表现A的表型外显率80%不完全外显或外显不全 完全外显：外显率100%； 不完全外显：外显率100%；一般为7080； 完全不外显：外显率为。 由于外显不完全，在一些显性遗传病的系谱中，可以出现隔代遗传的现象。,外显率(penetrance),指带有显性致病

8、基因的全部杂合子（Aa）个体中表现相应病理表型的个体所占的百分率。,例：轴后型多指症,一例轴后型多指的系谱（P30 图4-5）,未外显,显现，致病基因来源于谁？,1,2,1,2,3,4,1,2,3,4,1,2,3,4,5,3未发病，其子女患多指症的可能性为多少？,答：1/2,例：指关节僵直症（AD） 外显率为75杂合子与正常人结婚后生下患者的可能性是（ ）A.1 B.1/8 C.1/4 D.3/8 E.1/2 F.1/4,D,表现度：具有特定基因型（Aa）而又表现出该基因型所控制的性状的个体，对于该性状的表现程度，即个体间基因表达的变化程度。,例:多指是由显性基因(A)控制的，带有一个有害基因

9、(A)的人都会出现多指，但多出的这一手指有的很长，有的很短，甚至有的仅有一个小小突起，表明都有一定的表型效应，但变异程度不同。,表现度 (expressivity) ,湖南某福利院收养的弃婴,外显率与表现度,外显率：杂合子致病基因有无表现，基因表达与否；质的概念； 表现度：杂合子致病基因表现程度有差异，在表达的前提下，表现程度有轻重的差异；量的概念。,为什么会出现不规则显性呢？遗传背景：等位基因、非等位基因，如修饰基因 可增强或减 弱主基因的作用 环境因素：细胞内环境 如 PH值、金属离子、温度等细胞外环境 如 阳光、温度等,是指一对等位基因之间，没有显性和隐性的区别，在杂合体时，两种基因的作

10、用都完全表现出来。,(四)共显性(codominance),人类的血型,人类的血型,如：,ABO血型的基因已定位于9q34，在这一座位上，由IA、IB、i组成复等位基因，其中IA、IB对i为显性， IA、IB共显性。,人类的ABO血型,人类ABO血型决定于一组复等位基因。复等位基因：是指一对基因座位上在群体中有三个或三个以上的等位基因，而每个个体只有其中的任何两个，是基因突变多向性的表现。,由IA、IB和i组成的基因型如下：,IAIA、IAi,A型,IBIB、IBi,B型,ii,O型,IAIB,AB型,根据孟德尔分离律的原理，已知双亲血型，就可以估计出子女中可能出现的血型和不可能出现的血型，这

11、在法医学上的亲子鉴定中有一定的意义。,例：父亲为A型血，母亲为AB型血，其子女中可能出现的血型是？不可能出现的血型？见书P31 表4-1,要求： 根据亲本的血型，能判断出子代可能的血型。,指某些带有显性致病基因的杂合子，在生命的早期不表现出相应症状，当达到一定年龄时，致病基因的作用才表达出来。,此病致病基因位于6p21-25，杂合子（Aa）在30岁以前，一般并无临床症状，35-40岁以后才逐渐发病。,（五）延迟显性(delayed dominant inheritance),如 遗传性小脑共济失调,控制一种遗传性状或疾病有关的基因位于1-22号常染色体上，其性质是隐性的，这种遗传方式称为常染色

12、体隐性遗传（ AR ）。,二 常染色体隐性遗传（ autosomal recessive，AR ）,显性纯合子 杂合子 隐性纯合子AA Aa aa 正常个体 携带者 患者,这种表型正常而带有致病基因的杂合子，称为携带者,白化病,(一) 常染色体隐性遗传病举例,先天性高度近视,先天性聋哑,(二)婚配类型和子代发病风险,杂合子亲代,杂合子亲代,子代表现型,概率,概率比,正常,携带者,1/4,2/4,1 : 2 : 1,患者,1/4,3,在AR遗传病家系中最常见的是两个杂合子(AaAa)的婚配,杂合子亲代,正常亲代,子代表现型,概率,概率比,正常,携带者,1/2,1/2,1 : 1,在实际人群中最常

13、见的是杂合子和正常人(AAAa)的婚配,(三)常染色体隐性遗传的遗传特征,常染色体隐性遗传的遗传特征,男女患病的机会均等。 系谱中患者的分布往往是散发的，呈隔代传递，有时 在整个系谱中甚至只有先证者一个患者。 患者的双亲表型往往正常，但都是致病基因的携带 者，此时出生患儿的可能性约占1/4，患儿的正常同 胞中有2/3 的可能性为携带者。 近亲婚配时，子女中隐性遗传病的发病率要比非近亲婚配者高得多，这是由于他们来自共同的祖先，往往具有某种共同的基因,几个有关常染色体隐显遗传的问题,当一对夫妇都是致病基因的携带者，如果他们只生一个表面看正常（杂合子）的孩子，这个孩子就不会到医院来就诊，所以不会被医

14、生列入统计中；只有当这个孩子是患者时 才会找医生诊治或者咨询，从而被列入统计中。因此在医师的统计中那些只生一个孩子的家庭中，夫妇都没有病，子女却 100% 的发病。,( 1 ) 患者同胞的发病比例偏高的问题？,只生一个孩子的情况,A 两个孩子都没有病的概率： 3/4 3/4 = 9/16（不会就诊）B 第一个孩子无病第二个孩子有病的概率： 3/4 1/4 = 3/16C 第一个孩子有病第二个孩子无病的概率： 1/4 3/4 = 3/16D 两个孩子都患病的概率 ：1/4 1/4 = 1/16 将B、C、D 三项相加得到 7/16，这样在生两个孩子的家庭中AR 的比例就接近 1/2。, 的正常人

15、； 为患者； 的为携带者,只生两个孩子时有以下几种的情况,1）近亲：3-4代内有共同祖先的个体。 2）近亲婚配：近亲个体之间的婚配。 3）血亲：在遗传学上的含意是指具有或多或少有共同遗传基础的个体（或具有共同的祖先）。 4）直系血亲：指父母与子女，祖父母、外祖父母与孙子女、外孙子女。 5）旁系血亲：指兄弟姐妹、堂表兄弟姐妹、以及叔、伯、舅、姑、姨、甥、侄等，他们都有三代以内的共同长辈。,近亲婚配相关概念,( 2 ) 为什么近亲结婚子女中的发病率高,6）亲缘系数：指2个有共同祖先的个体在同一个基因座位上具有相同等位基因的概率。 一级亲属：父母、子女、同胞。亲缘系数1/2。 二级亲属：父母的父母、子女的子女、父母的 同胞、同胞的子女等。亲缘系数1/4。 三级亲属：与某个二级亲属的一级亲属之间。亲缘系数1/8。 7）血亲和姻亲：血亲不等于姻亲。如： 哥哥、姐姐、弟弟、妹妹是血亲。嫂、 姐夫、弟媳、妹夫是亲属。又如： 姑妈、姨妈、舅舅、叔伯是血亲。姑父、姨父、舅妈、婶婶是亲属,亲属级别,( 2 ) 为什么近亲结婚子女中的发病率高,人群中，致病基因的频率非常低 ，约为 0.01 0.001 ，群体中携带者的频率为仅为 0.02 0.002，即 1/50 1/500。,