医学遗传学》第三章人类基因组学
《医学遗传学》第三章人类基因组学
临床医生必须注意为病人保守秘密，维护知情同意，反 对基因增强和胎儿选择。
Genomics and Human Health
（LINE1）和 ALU 单元件却成为优势家族 在染色体末端重组率较高，着丝粒附近则相反，
重组率在不同性别之间有差别 人类基因组中含有大量的SNP
Functional Genomics
基因组内的功能元件：
编码基因、非编码RNA基因、调控元件、重复序列
基因转录调控 基因组表达产物的功能研究：
它与信息科学和材料科学等学科的结合，将促成 新的高新技术产业群的诞生，形成强大的生产力，推 动人类社会的进步。
基础生物学 人类健康 人类社会
人类基因组的结构特征
2万~2.5 万个编码基因，不到线虫和果蝇的两倍 许多特征在基因组上分布不均一：基因、转座子、
GC含量、CpG 岛
疾病相关基因的识别 基于基因组的诊断学：DNA 芯片 基于基因组的靶向治疗 基因组与环境的相互作用
色质区域，错误率小于1/10 万
2000年6月26日Celera总裁 Craig Venter, 美 国总统Bill Clinton和美国国立卫生研究所的 Francis Collins 宣布人类全基因组测序计划 完成 。
比起20世纪40年代的曼哈顿原子弹计划和70年代 阿波罗登月计划，跨世纪的全球人类基因组计划对人 类社会的影响将更为深刻，它的全面完成必将极大地 提高人类的健康水平，改善人类的生存质量。
基因表达谱研究、选择性剪切的研究、蛋白质组学
基因组多样性的研究 比较基因组学 模式生物体
医学遗传学教材重点总结
绪论第一节医学遗传学的任务和范畴◆一般把遗传因素作为唯一或主要病因的疾病称为遗传病；第二节医学遗传学发展简史第三节人类基因组◆基因是细胞内遗传物质的结构和功能单位，它以脱氧核糖核酸（DNA）化学形式存在于染色体上。
◆人类基因组是指人体所有遗传信息的总和。
•线粒体基因组指线粒体内环状双链DNA，含有16.6kb，37个基因。
•不特别注明，（狭义的）人类基因组就是指核基因组。
（一）人类基因（1）基因的化学本质•组成DNA分子的基本单位是脱氧核糖核酸·‘•对于大多数生物来说，遗传信息蕴含于DNA中的碱基排列顺序。
（2）基因的结构真核生物的结构基因是割裂基因，由编码序列（外显子）和非编码序列（内含子）组成，两者相间排列。
◆内含子和外显子关系不是固定不变的。
（二）人类基因组◆人类基因组约有20000-22000个基因，DNA 3.2×109bp（1）单拷贝序列在基因组中仅有单一拷贝或少数拷贝，多为编码细胞中各种蛋白质和酶的结构基因。
单拷贝或低拷贝DNA序列可占到人类基因组的45％。
（2）重复序列可分为两类：1.串联重复（10%）• 多散在分布于异染色质等区域。
√卫星DNA 重复单位长2~171bp，片段一般几百kb。
√小卫星DNA重复单位长15~100bp,片段长0.1-20kb，也叫可变数目串联重复。
√微卫星DNA重复单位小于10bp（多数1-6bp），片段<100bp，也叫短串联重复。
2.散在重复和其他可动DNA序列（45%）◆微卫星DNA，又叫短串联重复序列（STR），是广泛存在于真核生物基因组中的DNA串联重复序列，它由1-6 bp的核心序列组成，重复4-50 次，片段大小一般<100bp。
如（TAGA）n, (CT)n等。
•由于核心序列的重复次数不同而具有高度多态性，是个体的特征，遵循孟德尔共显性遗传规律传递。
核心串联重复次数存在个体差异性（三）基因的表达与调控第四节遗传病概述（一）遗传病的特点（1）遗传病的传播方式——垂直传播•垂直传播指亲代向子代传递的特点。
《医学遗传学》第三章.遗传的分子基础
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Chapter 3
基因组DNA DNA的存在形式 二、基因组DNA的存在形式
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Chapter 3
（一）单一序列
是指基因组中仅有单个或少数拷贝的（ 是指基因组中仅有单个或少数拷贝的 （ 仅出现 一次或少数几次的） DNA序列 一般由800bp～ 序列， 800bp 一次或少数几次的 ） DNA 序列 ， 一般由 800bp ～ 1000bp bp组成 约占基因组的60 65% 60% 1000bp组成 ，约占基因组的60%-65%。
Chapter 3
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Chapter 3
（三）多基因家族
多基因家族（ 多基因家族 （ multigene family ） 是指 family） 由一个祖先基因经过重复和变异形成的一组 来源相同、结构相似、功能相关的基因。 来源相同、结构相似、功能相关的基因。
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Chapter 3
基因（gene） 基因（gene）：是编码蛋白质多肽链或 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。 RNA所必需的全部核苷酸序列 功能RNA所必需的全部核苷酸序列。
一个基因不仅包括编码蛋白质多肽链或RNA 一个基因不仅包括编码蛋白质多肽链或 RNA的 RNA的 核酸序列， 核酸序列 ， 而且包括为保证转录所必需的调 控序列。 控序列。
表3-1人类中某些遗传病的基因突变频率
遗传病 白化病 苯丙酮尿症 血友病 色盲 鱼鳞病 肌肉退化症 小眼球症 突变频率 28× 28×10-6 25× 25×10-6 27×10-6 27× 28× 28×10-6 11× 11×10-6 43× 43×10-6 5×10-6
第二章、第三章、第四章人类基因及突变
第三章：基因突变——DNA分子 结构的改变
突变（Gene mutation）: 在一定 内外环境因素的作用和影响下，
遗传物质发生的某些变化，包括染色体畸变 和基因突变。
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第一节：诱发基因突变的因素
一、物理因素
紫外线
紫外线的照射可使DNA顺序中相邻的嘧啶 类碱基结合成嘧啶二聚体，最常见的为胸腺嘧 啶二聚体（TT）。在复制或转录进行时，该处 碱基配对发生错误，从而引起新合成的DNA或 RNA链的碱基改变。
如：ψζ、ψα、ψβ
4.串联重复基因:
串联重复基因：45SrRNA、5SrRNA、各种tRNA基因以 及蛋白质家族中的组蛋白基因是呈串联重复排列的，这 类基因叫做~。
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人类基因组组成
人类基因组：是指人的所 有遗传信息的总和，包括 两个相对独立而相互关联 的基因组：核基因组与线 粒体基因组。
2.可逆性：基因发生突变是可逆的。
例如A
a
3.有害性:基因突变会导致人类许多疾病的发生，人类大多 数遗传病是由于基因突变引起的。
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4.稀有性：基因突变在自然界是稀有的。 血友病突变率：每代2.0x10-5
（每代100万个生殖细胞中有20次突变产生）
5.随机性:
6.可重复性:对于任何一个基因位点，突变以一定 的频率反复发生。
该突变可遗传并产生表型效应——引起疾病,多为 神经系统疾病。
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动态突变
正常 AGT CAG CAG CAG TTT TTA CGT AAC CCG … DNA Met Gln Gln Gln Phe Leu Arg Asn Pro AAs
动态突变 （CAG三核苷酸重复） AGT CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG CAG … DNA Met Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln Gln AAs
医学遗传学(第3版)配套习题集：第3章 人类基因组学
第三章人类基因组学基因组指一个生命体的全套遗传物质。
从基因组整体层次上研究各生物种群基因组的结构和功能及相互关系的科学即基因组学。
基因组学的研究内容包括三个基本方面，即结构基因组学，功能基因组学和比较基因组学。
人类基因组计划(HGP)是20世纪90年代初开始，由世界多个国家参与合作的研究人类基因组的重大科研项目。
其基本目标是测定人类基因组的全部DNA序列，从而为阐明人类全部基因的结构和功能，解码生命奥秘奠定基础。
人类基因组计划的成果体现在人类基因组遗传图，物理图和序列图的完成，而基因图的完成还有待大量的工作。
后基因组计划(PGP)是在HGP的人类结构基因组学成果基础上的进一步探索计划，将主要探讨基因组的功能，即功能基因组学研究。
由此派生了蛋白质组学，疾病基因组学，药物基因组学，环境基因组学等分支研究领域，同时也促进了比较基因组学的展开。
后基因组计划研究的进展，促进了生命科学的变革，可以预见会对医学、药学和相关产业产生重大影响。
HGP的成就加速了基因定位研究的进展，也提高了基因克隆研究的效率。
基因的定位与克隆是完成人类的基因图，进而解码每一个基因的结构和功能的基本研究手段。
一、基本纲要1.掌握基因组，基因组学，结构基因组学，功能基因组学，比较基因组学，基因组医学，后基因组医学的概念。
2.熟悉人类基因组计划(HGP)的历史，HGP的基本目标；了解遗传图，物理图，序列图，基因图的概念和构建各种图的方法原理。
3.了解RF1P,STR和SNP三代DNA遗传标记的特点。
4.熟悉后基因组计划(PGP)的各个研究领域即功能基因组学、蛋白质组学、疾病基因组学、药物基因组学，比较基因组学、生物信息学等的概念和意义。
5.了解基因定位的各种方法的原理。
6.了解基因克隆的三种研究策略。
7.了解全基因组扫描的策略和方法。
8.熟悉基因组医学与遗传病研究的关系。
9.熟悉基因组医学与个体化治疗的关系。
二、习题（一）选择题（A型选择题）1.人类基因组计划仍未完成的基因组图为OA.遗传图B.物理图C.序列图D.连锁图E.基因图2.下列不属于基因组学分支学科的是oA.基因组文库B.环境基因组学C.疾病基因组学D.药物基因组学E.比较基因组学3.HGP的任务是oA.构建遗传图B.物理图C.确定DNA序列D.定位基因E.以上都是4.HGP是美国科学家在年率先提出的。
医学遗传学和人类基因组计划
医学遗传学和人类基因组计划第一章：医学遗传学概述医学遗传学是研究人类遗传变异对疾病患病风险和治疗反应的影响，以及遗传性疾病的发生、诊断、治疗和预防的学科。
随着分子生物学、基因工程和生物信息学等技术的发展，医学遗传学逐步由传统的遗传学向分子遗传学和基因组学方向发展。
医学遗传学的研究对象包括遗传性疾病、遗传异质性、遗传性易感性和药物代谢差异等。
同时，医学遗传学还涉及到遗传咨询、遗传筛查、家系分析、基因治疗等方面。
第二章：人类基因组计划概述人类基因组计划是20世纪末期最具有里程碑意义的科学项目之一。
它旨在解码人类遗传信息，建立人类基因组的物理和遗传连续性图谱，并利用这些信息进行研究。
这项计划是由美国国立卫生研究院与英国的医学研究委员会联合发起的，于1990年启动，并在2003年完成。
全球各国包括中国等均参与了这项计划。
通过运用生物技术手段，人类基因组计划为研究人类遗传学提供了宝贵的资源。
在此基础上，科学家们探索了人类基因组和人类疾病之间的关系，有助于提高人类健康水平。
第三章：医学遗传学的应用与发展医学遗传学的应用十分广泛，其中包括了各个方面。
例如，在遗传诊断领域，遗传基础的疾病诊断和家系分析已成为临床实践中的常规内容。
同时，又有人体基因组、癌症遗传学、药物基因组学等领域出现。
此外，在人类社会中，人工选择、种族特定基因测试等争议性番外也在不断地探索。
在这方面，研究人员需要权衡科技和伦理道德之间的平衡，避免科技的滥用和伦理的破坏。
总体来说，医学遗传学的发展空间巨大。
福利提高与经济增长相对应，人们的健康和生活质量也提高了。
因此，医学遗传学将会成为预防疾病、定制治疗以及重视个人差异的未来医学的主要趋势。
第四章：人类基因组计划的影响与展望人类基因组计划的完成，为人类遗传学的发展提供了巨大的资源。
它不仅扩展了我们对基因与疾病之间的关系的认识，还为新药开发和治疗技术的研究提供了重要的基础。
伴随着人类基因组计划的完成，人们也已经充分意识到了个人基因组对健康和疾病的影响，这进一步弥补了以往基于外部环境和生活方式的健康观念一直存在的不足。
遗传学总习题整理
遗传学总习题整理医学遗传学题库第一章绪论（一）选择题（A型选择题）1.医学遗传学研究的对象是______。
A.遗传病B.基因病C.分子病D.染色体病E.先天性代谢病2.遗传病是指______。
A．染色体畸变引起的疾病B．遗传物质改变引起的疾病C．基因缺失引起的疾病D．“三致”物质引起的疾病E.酶缺乏引起的疾病3.多数恶性肿瘤的发生机制都是在______的基础上发生的。
A.微生物感染B.放射线照射C.化学物质中毒D.遗传物质改变E.大量吸烟4.成骨不全症的发生______。
A.大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病B.遗传因素和环境因素对发病都有作用C.完全取决于环境因素D.基本上由遗传因素决定发病E.完全由遗传因素决定发病5．唇裂的发生______。
A.完全由遗传因素决定发病B.遗传因素和环境因素对发病都有作用C.发病完全取决于环境因素D.基本上由遗传因素决定发病E.大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病6．维生素C缺乏引起的坏血病的发生______。
A.完全由遗传因素决定发病B.大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病C.发病完全取决于环境因素D.基本上由遗传因素决定发病E.遗传因素和环境因素对发病都有作用7．苯丙酮尿症的发生______。
A.完全由遗传因素决定发病B.遗传因素和环境因素对发病都有作用C.大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病D.基本上由遗传因素决定发病E.发病完全取决于环境因素8．蚕豆病的发生______。
A.完全由遗传因素决定发病B.遗传因素和环境因素对发病都有作用C.发病完全取决于环境因素D.基本上由遗传因素决定发病E.大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病9．白化病的发生______。
A.完全由遗传因素决定发病B.遗传因素和环境因素对发病都有作用C.发病完全取决于环境因素D.基本上由遗传因素决定发病E.大部分遗传因素和小部分环境因素决定发病。
10．原发性高血压的发生______。
第03章__人类基因组学
第三节 后基因组计划
后基因组计划（past-genome project，PGP）
PGP的研究领域
人类基因组多样性计划 环境基因组学
功能基因组学（蛋白组学） 疾病基因组学
比较基因组学
药物基因组学
生物信息学
一、人类基因组多样性计划（human genome diversity project，HGDP）
国际上三大公共基因数据库：
Gene Bank：美国国家生物技术信息中心 （NCBI）
EMBL：美国欧洲生物学信息研究所（EBI） DDBL：日本信息生物学中心（CIB） 生物信息学已改变了基础生命科学研究的运作 方式，极大地提高了工作效率。
第四节 基因定位与克隆
基因定位（gene mapping） 就是用一定方法，将各个基因确定到染色
⑵根据这一位置信息，将遗传图中初步确定的 位置，转变成物理图中相应区域的DNA“邻 接克隆群”。
⑶从相应区域的“邻接克隆群”中筛选可表达 的结构基因，作为候选基因；
⑷在若干个候选基因中进行转录表达和突变鉴 定分析，最终将目的遗传病的决定基因精确 定位和分离克隆该基因。
定位克隆(positional cloning)策略示意
约1kb 约2kb 约5.3kb 约10kb
生物基因组进化的连续性分析
21%的基因原核生物和真核生物共有 32%的基因真核生物共有而原核生物没有 24%的基因动物所共有 22%的基因脊椎动物特有
四、环境基因组学（enviromental genomics）
是研究与环境因素相关的疾病易感性基因的。 环境相关的疾病易感基因
1.功能克隆
⑴根据目的遗传性状的特征，分析决定基因的 功能，推测有关蛋白质。
⑵分析纯化这一蛋白质，并测出部分氨基酸顺 序。
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Human genome Project
1986年Dulbecco提出肿瘤问题有待人类基因组测序
1991年人类基因组测序启动
15年、30 亿美元 、3×109 碱基对 生物医学领域的阿波罗登月计划，遗传学革命
2001年2月完成人类基因组94％草图
2004年10月人类基因组完成测序，覆盖了99％的常染 色质区域，错误率小于1/10 万
疾病相关基因的识别 基于基因组的诊断学：DNA 芯片
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个体化的基因组医学 基因芯片进入临床服务时，不仅可以高效进行分子诊断，
而且可以鉴定每个人基因组的表达格局。临床医生可以根据 每个人的生物学密码，制定个人特异的治疗方案，避免药物 的毒副反应；判断多基因复杂病的发病风险，通过改进生活 方式，防止发病。
基因转录调控 基因组表达产物的功能研究：
基因表达谱研究、选择性剪切的研究、蛋白质组学
基因组多样性的研究 比较基因组学 模式生物体
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疾病相关基因的识别
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人类基因组的结构特征
2万~2.5 万个编码基因，不到线虫和果蝇的两倍
许多特征在基因组上分布不均一：基因、转座子、 GC含量、CpG 岛和重组率等
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2000年6月26日Celera总裁 Craig Venter, 美 国总统Bill Clinton和美国国立卫生研究所的 Francis Collins 宣布人类全基因组测序计划 完成 。
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比起20世纪40年代的曼哈顿原子弹计划和70年代 阿波罗登月计划，跨世纪的全球人类基因组计划对人 类社会的影响将更为深刻，它的全面完成必将极大地 提高人类的健康水平，改善人类的生存质量。
大部分转座子活性明显下降，但是长散在核元件 （LINE1）和 ALU 单元件却成为优势家族
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