基因变异与疾病.ppt
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09基因变异和疾病
2019/3/19 12
DNA 指纹图谱的特点
多位点性：基因组中存在着上千个小卫星位点， 某些位点的小卫星重复单位含有相同或相似的核 心序列。在一定的杂交条件下，一个小卫星探针 可以同时与十几个甚至几十个小卫星位点上的等 位基因杂交。 高变异性：即不同的个体或群体有不同的DNA指纹 图谱。一般选用任何一种识别4 个碱基的限制性 内切酶，这种变异性就能表现出来。但是，同卵 双胞胎的DNA 指纹图谱是相同的，因其有完全相 同的基因组 。
2019/3/19
34
慢性进行性舞蹈病患者,发病年龄一般在 30-50岁，但有5％-10％患者在20岁以前发 病，且病情严重，这些患者致病基因均由 父亲遗传。而母亲遗传者，子女发病年龄 多在40-50岁。 这种现象很难用经典的孟德尔定律来解 释，也不能用性连锁遗传、线粒体遗传及 多基因遗传来回答。
基因变异与疾病
基因变异是人类遗传病产生的根源
生殖系突变：遗传病 体细胞突变：引发肿瘤的重要因素
2019/3/19
2
一、基因变异的基本概念
基因变异：DNA的序列组成或结构 在遗传信息传递过程中发生了改 变，也称为基因突变。
2019/3/19
3
依据基因变异在人群中的分布和生物学效
应，可分为DNA多态性和致病突变。
脆性X综合征基因(FMR-1)的分离及其特 征的研究表明，在其5’非编码区有一段不稳 定的DNA序列，由(CGG)n三核苷酸串联重复 序列组成。 在正常群体中，正常X染色体(CGG)n的 拷贝数为6～54；高于此拷贝数而又未发病 者称为携带者，其拷贝数为60～200；患者 的为200～2000。
2019/3/19 27
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DNA 指纹图谱的特点
多位点性：基因组中存在着上千个小卫星位点， 某些位点的小卫星重复单位含有相同或相似的核 心序列。在一定的杂交条件下，一个小卫星探针 可以同时与十几个甚至几十个小卫星位点上的等 位基因杂交。 高变异性：即不同的个体或群体有不同的DNA指纹 图谱。一般选用任何一种识别4 个碱基的限制性 内切酶，这种变异性就能表现出来。但是，同卵 双胞胎的DNA 指纹图谱是相同的，因其有完全相 同的基因组 。
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慢性进行性舞蹈病患者,发病年龄一般在 30-50岁，但有5％-10％患者在20岁以前发 病，且病情严重，这些患者致病基因均由 父亲遗传。而母亲遗传者，子女发病年龄 多在40-50岁。 这种现象很难用经典的孟德尔定律来解 释，也不能用性连锁遗传、线粒体遗传及 多基因遗传来回答。
基因变异与疾病
基因变异是人类遗传病产生的根源
生殖系突变：遗传病 体细胞突变：引发肿瘤的重要因素
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2
一、基因变异的基本概念
基因变异：DNA的序列组成或结构 在遗传信息传递过程中发生了改 变，也称为基因突变。
2019/3/19
3
依据基因变异在人群中的分布和生物学效
应，可分为DNA多态性和致病突变。
脆性X综合征基因(FMR-1)的分离及其特 征的研究表明，在其5’非编码区有一段不稳 定的DNA序列，由(CGG)n三核苷酸串联重复 序列组成。 在正常群体中，正常X染色体(CGG)n的 拷贝数为6～54；高于此拷贝数而又未发病 者称为携带者，其拷贝数为60～200；患者 的为200～2000。
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第二十七章基因与疾病GENEANDDISEASE.ppt
2．单基因遗传病与主要基因突变有关
目前已发现人类基因组DNA的突变有数万种，归纳 成以下几种主要类型：
碱基置换（点突变） : 60％
缺失: 约22％
插入/重复 复合重组
95％以上
这几种主要类型的突变成为单基因遗传病的主要致 病突变，据统计，约60％遗传病存在特定的基因的碱基 置换。单基因遗传病通常发病率较低或很低，但只要临 床上确认先证者并有完整的家系样本和资料，采用连锁 分析和现代分子遗传学方法，通常不难鉴定其致病基因。
二、疾病基因与遗传易感性有关
（一）疾病基因的遗传易感性程度 与遗传方式有关联性
疾病基因参与疾病发生过程，并非完全是基因 本身特性所致，而是其基因型在一定的遗传背景和
环境因素影响下进行的，其复杂的相互作用所形成
的结果表明了该基因型在个体对特定疾病的遗传易 感性程度（遗传度）。
1. 若遗传易感性程度达到 100％，表明该基因型在发病 过程中起主要作用，亦即遗传因素起决定性作用，单 基因遗传病属于这种情况。 2. 若遗传易感性程度低于 100％，大于 50％，表明该基
4．鉴定致病或与疾病相关的基因变异体是关键
“ 常 见 病 － 常 见 变 异 体 ” （ common disease common variant）模型：每种疾病都存在共同的基因变 异体，而且这些基因变异体在远祖时期就已形成并一直 遗传下来。 按照这一理论模型，采用常规的遗传分析方法即可
找到有明确疾病表型的基因变异体，而事实上，有许多
按照参与疾病发生过程的基因的性质和来源，可将基 因病分为3大类: 单基因病（monogenic disease）:单基因病由一种基因 所引致。 多基因病（ polygenic disease ） : 多基因病由数目不等、 作用不同的若干种基因相互协作而引起。 获得性基因病（ acquired genetic disease） : 获得性基 因病则是由外源性病原体携带其致病基因或毒力基因侵入 人体细胞后所引起。 不论何种基因病，皆可通过某种或某些基因型、等位 基因的作用而发生。一种基因可参与不同的发病过程，不 同基因的相互作用可参与同一种发病过程，表现出疾病发 生的基因机制的复杂性和异质性。
高中生物必修2第5单元课件：基因突变及其他变异
（2）理解 ①从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体互为非同源染 色体，在一个染色体组中无同源染色体存在。 ②从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各 不相同，做题时可通过观察各染色体的形态、大小来判断是否为 一个染色体组。 ③从功能上看，一个染色体组携带着一种生物生长发育的全部 遗传信息。 ④从物种类型看，每种生物一个染色体组的染色体数目、大小、 形态都是一定的，不同种生物染色体组的数目、大小、形态不同。 3.二倍体 （1）概念：由受精卵发育而成的个体，体细胞中含有两个染 色体组的个体称为二倍体。 （2）举例：二倍体在自然界中比较普遍，几乎全部的动物和 过半数的高等植物均是二倍体。
A.a是染色体某一片段位置颠倒 染色体 引起的 a
B.b是染色体某一片段缺失引起
b
基因顺序变化 123—476589 123—4789
的
c
1654—32789
C.c是染色体着丝点改变引起的
d
123—45676789
D.d是染色体增加了某一片段引起的
学点二 染色体数目的变异
1.染色体数目变异的种类 （1）细胞内个别染色体的增加或减少。 例如，人类21号染色体正常情况下只有一对同源染色体，而由 于某种原因变成了3条，则会导致21三体综合征；女性缺少1条X染 色体，会导致性腺发育不良。 （2）细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减 少。 2.染色体组 （1）概念：细胞中的一组非同源染色体，在形态和功能上各 不相同，但是携带着控制一种生物生长发育的全部遗传信息，这 样的一组染色体，叫做一个染色体组。
2.化学因素:亚硝酸,碱基类似物等 3.生物因素:某些病毒 特别提醒: 我们应该保护环境,远离这些因 素, 养
成良好的饮食,卫生习惯. 内因(自发突变)
《分子流行病学》PPT
2023
《分子流行病学》
汇报人：可编辑
2024-01-11
REPORTING
2023
目录
• 分子流行病学概述 • 基因与疾病关联研究 • 基因变异与疾病风险 • 分子流行病学在公共卫生中的应用 • 挑战与展望
2023
PART 01
分子流行病学概述
REPORTING
定义与特点
定义
分子流行病学是一门新兴的交叉学科，它结合了流行病学和分子生物学的理论 和方法，旨在研究疾病在人群中的分布、发生和发展的规律，以及与疾病相关 的生物标志物的变化。
健康行为干预
根据个体的基因和环境暴露特征，制定针对性的健 康行为干预措施，促进健康生活方式的形成。
健康政策制定
将分子流行病学研究成果应用于健康政策的 制定中，提高政策的科学性和有效性。
2023
PART 05
挑战与展望
REPORTING
数据解读与整合的挑战
数据来源多样
分子流行病学涉及的数据来源多样，包括基因组、表型、 环境暴露等多维度数据，如何整合这些数据并确保其质量 和可比性是一大挑战。
单基因遗传病
单基因遗传病是指由单个基因变异所引起的疾病，如囊性纤维化、镰状细胞贫血等 。
分子流行病学在单基因遗传病的研究中，主要关注基因与疾病之间的关联，通过病 例对照研究和家族研究等方法，揭示基因变异与疾病发生、发展的关系。
针对单基因遗传病，分子流行病学还致力于研究疾病的遗传异质性，即不同基因变 异或多个基因变异共同作用导致的疾病表型差异。
个体化医疗
通过对个体基因组等信息的解读，可以为个体提 供更加个性化的医疗方案和健康管理建议。
3
公共卫生决策支持
分子流行病学的研究成果可以为公共卫生决策提 供科学依据，促进公共卫生事业的发展。
《分子流行病学》
汇报人：可编辑
2024-01-11
REPORTING
2023
目录
• 分子流行病学概述 • 基因与疾病关联研究 • 基因变异与疾病风险 • 分子流行病学在公共卫生中的应用 • 挑战与展望
2023
PART 01
分子流行病学概述
REPORTING
定义与特点
定义
分子流行病学是一门新兴的交叉学科，它结合了流行病学和分子生物学的理论 和方法，旨在研究疾病在人群中的分布、发生和发展的规律，以及与疾病相关 的生物标志物的变化。
健康行为干预
根据个体的基因和环境暴露特征，制定针对性的健 康行为干预措施，促进健康生活方式的形成。
健康政策制定
将分子流行病学研究成果应用于健康政策的 制定中，提高政策的科学性和有效性。
2023
PART 05
挑战与展望
REPORTING
数据解读与整合的挑战
数据来源多样
分子流行病学涉及的数据来源多样，包括基因组、表型、 环境暴露等多维度数据，如何整合这些数据并确保其质量 和可比性是一大挑战。
单基因遗传病
单基因遗传病是指由单个基因变异所引起的疾病，如囊性纤维化、镰状细胞贫血等 。
分子流行病学在单基因遗传病的研究中，主要关注基因与疾病之间的关联，通过病 例对照研究和家族研究等方法，揭示基因变异与疾病发生、发展的关系。
针对单基因遗传病，分子流行病学还致力于研究疾病的遗传异质性，即不同基因变 异或多个基因变异共同作用导致的疾病表型差异。
个体化医疗
通过对个体基因组等信息的解读，可以为个体提 供更加个性化的医疗方案和健康管理建议。
3
公共卫生决策支持
分子流行病学的研究成果可以为公共卫生决策提 供科学依据，促进公共卫生事业的发展。
表观遗传变异与人类疾病
基因表达模式在细胞世代之间的可遗传性并 不依赖细胞内DNA的序列信息。
表观遗传(epigenetic inheritance)： 通过有丝分裂或减数分 裂来传递非DNA序列信息的现象。
表观遗传学(epigenetics)：则是研究不涉及DNA序列改变的
基因表达和调控的可遗传变化的。或者说是研究从基因
一对矛盾非整倍体非整倍体单体单体细胞质基因的遗传与变异细胞质基因的遗传与变异线粒体叶绿体三系法杂交水稻线粒体叶绿体三系法杂交水稻母体贡献大多个作用单元的随机分配有一即可或母体贡献大多个作用单元的随机分配有一即可或缺一不可缺一不可医学医学pptppt22医学医学pptppt33基因表达模式一个多细胞生物机体的不同类型细胞相同的基因型不同的表型医学医学pptppt44基因表达模式在细胞世代之间的可遗传性不依赖细胞内dna的序列信息
( ) 失活中心 X-chromosome inactivation centre,XIC
Xq13, 产生失活信号，关闭X染色体 上基因，在XIC区内有一个失活特异 转录子(XIST) ，编码不是蛋白，而是许多终止信号的 RNA，调控了X染色体失活。
逃避失活基因
失活的X染色体上RPS4 X基因仍在
印迹基因的DNA甲基化型在生殖细胞成熟过程中的建立
B、X染色体失活
1961年M.F.Lyon就提出了关于雌性哺乳动物体 细胞的两条X染色体中会有一条发生随机失活的假 说，并认为这是一种基因剂量补偿的机制。以后的 研究表明在给定的体细胞有丝分裂谱系中，有一条 X染色体是完全失活并呈异染色质状态，而在另一 个细胞谱系中同一条X染色体又可以是活化的且 呈常染色质状态。
这种修饰有一整套分布于染色体不同部位的印迹中心 来协调，印迹中心直接介导了印迹标记的建立及其在 发育全过程中的维持和传递，并导致以亲本来源特异 性方式优先表达两个亲本等位基因中的一个，而使另 一个沉默。研究表明，在哺乳动物中相当数量的印迹 基因是与胎儿的生长发育和胎盘的功能密切相关的。
表观遗传(epigenetic inheritance)： 通过有丝分裂或减数分 裂来传递非DNA序列信息的现象。
表观遗传学(epigenetics)：则是研究不涉及DNA序列改变的
基因表达和调控的可遗传变化的。或者说是研究从基因
一对矛盾非整倍体非整倍体单体单体细胞质基因的遗传与变异细胞质基因的遗传与变异线粒体叶绿体三系法杂交水稻线粒体叶绿体三系法杂交水稻母体贡献大多个作用单元的随机分配有一即可或母体贡献大多个作用单元的随机分配有一即可或缺一不可缺一不可医学医学pptppt22医学医学pptppt33基因表达模式一个多细胞生物机体的不同类型细胞相同的基因型不同的表型医学医学pptppt44基因表达模式在细胞世代之间的可遗传性不依赖细胞内dna的序列信息
( ) 失活中心 X-chromosome inactivation centre,XIC
Xq13, 产生失活信号，关闭X染色体 上基因，在XIC区内有一个失活特异 转录子(XIST) ，编码不是蛋白，而是许多终止信号的 RNA，调控了X染色体失活。
逃避失活基因
失活的X染色体上RPS4 X基因仍在
印迹基因的DNA甲基化型在生殖细胞成熟过程中的建立
B、X染色体失活
1961年M.F.Lyon就提出了关于雌性哺乳动物体 细胞的两条X染色体中会有一条发生随机失活的假 说，并认为这是一种基因剂量补偿的机制。以后的 研究表明在给定的体细胞有丝分裂谱系中，有一条 X染色体是完全失活并呈异染色质状态，而在另一 个细胞谱系中同一条X染色体又可以是活化的且 呈常染色质状态。
这种修饰有一整套分布于染色体不同部位的印迹中心 来协调，印迹中心直接介导了印迹标记的建立及其在 发育全过程中的维持和传递，并导致以亲本来源特异 性方式优先表达两个亲本等位基因中的一个，而使另 一个沉默。研究表明，在哺乳动物中相当数量的印迹 基因是与胎儿的生长发育和胎盘的功能密切相关的。
《遗传物质的变异》课件
生物进化
生物多样性
遗传物质的变异是生物进化的基础， 通过自然选择和遗传漂变等机制，使 生物适应环境变化并逐渐演化。
遗传物质的变异是生物多样性的重要 来源，不同物种和种群间的遗传差异 是生物多样性的基础。
疾病发生
基因突变和染色体变异等遗传物质变 异可导致遗传性疾病和肿瘤等疾病的 发生。
02
DNA的变异
基因突变研究的新领域
表观遗传学
表观遗传学研究基因表达的调控机制，探索基因突变与表型之间的 关系，为遗传性疾病的研究和治疗提供新思路。
基因组学
随着基因组学研究的深入，科学家将更全面地了解基因突变与疾病 之间的关系，为个性化医疗提供依据。
微生物组学
微生物组学研究人体内微生物群落的组成和功能，揭示基因突变对微 生物群落的影响，为健康管理和疾病治疗提供新视角。
03
基因突变的后果
基因突变对生物体的影响
生长和发育异常
基因突变可能导致生物体的生长 和发育出现异常，如身体畸形、
器官发育不全等。
生理功能失调
基因突变可能导致生物体的生理 功能失调，如代谢紊乱、免疫缺 陷等，从而影响生物体的生存和
繁殖。
遗传性疾病
基因突变可能导致遗传性疾病的 发生，如镰状细胞贫血、囊性纤 维化等，这些疾病通常具有家族
THANKS
感谢观看
基因编辑技术的发展
1 2 3
基因编辑技术
CRISPR-Cas9系统是目前最先进的基因编辑技术 ，具有简单、高效、精确的优点，未来有望应用 于更多领域。
基因治疗
基因编辑技术有望为遗传性疾病提供更有效的治 疗方法，通过修改致病基因，达到治愈疾病的目 的。
农业应用
基因编辑技术有望培育出抗逆性更强、产量更高 的农作物，为解决全球粮食安全问题提供有力支 持。
多基因遗传病的科普知识PPT课件
多基因遗传病概述：多基因遗传病 是由多个基因的变异所引起的一类 遗传疾病。 遗传方式：多基因遗传病常常呈复 杂遗传模式，如常染色体显性遗传 、常染色体隐性遗传等。
2.多基因 遗传病的 常见类型
2.多基因遗传病的常见类型
1.常染色体显性遗传病：如多 发性硬化症、爱迪生氏病等。 2.常染色体隐性遗传病：如囊 性纤维化、苯丙酮尿症等。
对多基因遗传病的科普知识进 行总结，并强调科学防范和早 期干预的重要性。
谢谢您 的观赏
聆听
望
5.多基因遗传病的研究与展望
1.基因编辑技术：如CRISPRCas9等，为多基因遗传病的治 疗提供了新的可能性。 2.精准医学：通过对个体基因 组信息的了解，实现个体化的 治疗和预防策略。
6.常见的 多基因遗 传病案例
分析
6.常见的多基因遗传病案例分析
详细介绍常见的多基因遗传病 案例，分析其病因、病理和临 床表现。
7.如何科 学应对多 基因遗传
病
7.如何科学应对多基因遗传病
1.健康生活方式：合理饮食、适量 运动、保持良好的生活习惯。 2.定期体检：定期进行体检，及早 发现潜在疾病风险。
7.如何科学应对多基因遗传病
3.接受遗传咨询：了解个人遗 传疾病风险，并采取相应的预 防和治疗措施。
8.总结
8.总结
2.多基因遗传病的常见类型
3.X连锁遗传病：如血友病、肌 萎缩性侧索硬化症等。
3.多基因 遗传病的 病因和发
病机制
3.多基因遗传病的病因和发病机制
1.基因变异：多基因遗传病的 发生与多个基因的异常变异相 关。 2.遗传表型：不同基因变异会 产生不同的遗传表型，导致不 同的临床症状。
4.多基因 遗传病的 预防和治
2.多基因 遗传病的 常见类型
2.多基因遗传病的常见类型
1.常染色体显性遗传病：如多 发性硬化症、爱迪生氏病等。 2.常染色体隐性遗传病：如囊 性纤维化、苯丙酮尿症等。
对多基因遗传病的科普知识进 行总结，并强调科学防范和早 期干预的重要性。
谢谢您 的观赏
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望
5.多基因遗传病的研究与展望
1.基因编辑技术：如CRISPRCas9等，为多基因遗传病的治 疗提供了新的可能性。 2.精准医学：通过对个体基因 组信息的了解，实现个体化的 治疗和预防策略。
6.常见的 多基因遗 传病案例
分析
6.常见的多基因遗传病案例分析
详细介绍常见的多基因遗传病 案例，分析其病因、病理和临 床表现。
7.如何科 学应对多 基因遗传
病
7.如何科学应对多基因遗传病
1.健康生活方式：合理饮食、适量 运动、保持良好的生活习惯。 2.定期体检：定期进行体检，及早 发现潜在疾病风险。
7.如何科学应对多基因遗传病
3.接受遗传咨询：了解个人遗 传疾病风险，并采取相应的预 防和治疗措施。
8.总结
8.总结
2.多基因遗传病的常见类型
3.X连锁遗传病：如血友病、肌 萎缩性侧索硬化症等。
3.多基因 遗传病的 病因和发
病机制
3.多基因遗传病的病因和发病机制
1.基因变异：多基因遗传病的 发生与多个基因的异常变异相 关。 2.遗传表型：不同基因变异会 产生不同的遗传表型，导致不 同的临床症状。
4.多基因 遗传病的 预防和治
第01章-基因PPT课件
● 常见的上游启动子元件
3.增强子(enhancer） 是一种较短的DNA序列，能够被反式作用因子识别与结合。与增强子元件结合后能够增强邻近基因转 录。位于转录起始点上游－100～－300 bp处
4. 反应元件 一类能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的 特异的DNA序列 ●特点 具有较短的保守序列 通常位于启动子附近、启动子内或增强子区域
第二节 结构基因中贮存的遗传信息
一、 RNA的结构信息 二、 结构基因中贮存的蛋白质序列信息
●编码区 一个特定蛋白质多肽链的序列信息，也称 为开放阅读框（open reading frame，ORF） 功能 决定蛋白质分子的一级结构
RNA 聚合酶
转录因子
启动子类型
启动子构成
含有该类启动子的基因
I
TFI
I
核心元件， 上游调控元件
rRNA
II
TFII
II
TATA盒（TATA box）、几个上游启动子元件和转录起始位点
5.poly(A)信号 II类基因除了调控转录起始的序列外，在结构 基因的3‘端下游还有加尾信号。由AATAAA序列和GT丰富区，或T丰富区组成。 作用: 终止mRNA转录和为其加上poly(A)尾
(三) 基因的基本结构特点 1.原核生物基因的基本结构 5′-启动子－结构基因－转录终止子-3 ′ ●操纵子（operon） 功能上相关联的数个结构基因串联在一起， 由一套转录调控序列控制其转录，构成的基因 表达单位.
四、基因的结构特点
● 组成 一个编码特定多肽链的DNA序列+与蛋白质编码 无关的DNA序列(调控序列)
● 结构特点
1.原核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是连续的 2.真核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是不连续的（断裂基因）
3.增强子(enhancer） 是一种较短的DNA序列，能够被反式作用因子识别与结合。与增强子元件结合后能够增强邻近基因转 录。位于转录起始点上游－100～－300 bp处
4. 反应元件 一类能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的 特异的DNA序列 ●特点 具有较短的保守序列 通常位于启动子附近、启动子内或增强子区域
第二节 结构基因中贮存的遗传信息
一、 RNA的结构信息 二、 结构基因中贮存的蛋白质序列信息
●编码区 一个特定蛋白质多肽链的序列信息，也称 为开放阅读框（open reading frame，ORF） 功能 决定蛋白质分子的一级结构
RNA 聚合酶
转录因子
启动子类型
启动子构成
含有该类启动子的基因
I
TFI
I
核心元件， 上游调控元件
rRNA
II
TFII
II
TATA盒（TATA box）、几个上游启动子元件和转录起始位点
5.poly(A)信号 II类基因除了调控转录起始的序列外，在结构 基因的3‘端下游还有加尾信号。由AATAAA序列和GT丰富区，或T丰富区组成。 作用: 终止mRNA转录和为其加上poly(A)尾
(三) 基因的基本结构特点 1.原核生物基因的基本结构 5′-启动子－结构基因－转录终止子-3 ′ ●操纵子（operon） 功能上相关联的数个结构基因串联在一起， 由一套转录调控序列控制其转录，构成的基因 表达单位.
四、基因的结构特点
● 组成 一个编码特定多肽链的DNA序列+与蛋白质编码 无关的DNA序列(调控序列)
● 结构特点
1.原核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是连续的 2.真核生物结构基因的特点 结构基因在DNA上是不连续的（断裂基因）
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在正常群体中，正常X染色体(CGG)n的 拷贝数为6～54；高于此拷贝数而又未发病 者称为携带者，其拷贝数为60～200；患者 的为200～2000。
2021/2/27
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动态突变的类型除了三核苷酸重复扩 增以外，其他类型重复碱基片段的扩增也可 致病。例如,已发现脆性位点FRA16B的产 生是由于一段三十三核苷酸长的富含AT的 小卫星DNA重复所致。
2021/2/27
9
二、人基因组中有多种类型的基因突变
根据DNA序列变异的物理形态及其对 基因功能的影响，人类的基因变异大致 可以分为：
点突变 大片段突变 短串联重复突变 拷贝数变异
2021/2/27
10
2021/2/27
11
2021/2/27
12
➢ 动态突变
指DNA中的核苷酸（主要为三核苷酸）重 复序列的拷贝数发生扩增而产生的突变。
遗传多态性是指在给定的基因座位上，存 在着多个（一个以上）正常等位基因，或 表现为不同的单核苷酸多态性（SNP）； 任何等位基因或SNP在人群中的频率大于 1%。
2021/2/27
6
单核苷酸多态性（SNP）：给定人群中基 因组的给定位点发现的单核苷酸变异，人 群中出现的频率大于1%。
拷贝数变异（CNV）：人类基因组中大小 从大于1Kb到超过Mb不等的DNA片段的 拷贝数变异，人群中出现的频率大于1%。
第十章 基因变异与疾病
性状：指生物所具有的形态、功能或生 化的特点。
生物世代相传的不是性状，而是决定性 状的基因。
变异：遗传信息在传递过程中如果基因 的组成或结构发生改变，将引起生物性 状的改变，即变异。
基因变异是生物界普遍存在的现象。
2021/2/27
2
基因变异是人类遗传病产生的根源
生殖系突变：遗传病 体细胞突变：引发肿瘤的重要因素
2021/2/27
3
第一节 基因变异的基本概念
基因变异：DNA的序列组成或结 构在遗传信息传递过程中发生了 改变，也称为基因突变。
2021/2/27
5
一、基因变异包括DNA多态性和致病突变
人体基因组中大约每隔200~500bp即有一 次DNA序列发生变异。人群中个体间不同 的身高、相貌特征的差异，其分子基础可 以理解为遗传多态性。
2021/2/27
18
例如
两个先天聋哑患者婚配，生出并不聋哑的 孩子，原因是由于父母的聋哑基因并不在 同一基因座位所致。
P aaBB X AAbb
聋哑 聋哑
F1
AaBb
正常
同是先天聋哑，由不同基因所致，可见先 天聋哑具有高度异质性。
2021/2/27
19
等位基因异质性：指同一基因座位上相同 基因的不同突变方式可以引起不同疾病的 现象。
2021/2/27
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Байду номын сангаас
致病突变是指那些导致人类遗传病发生的 基因变异，这类基因突变主要发生在人类 基因组的结构基因上；致病突变的频率通 常很低。
发生在结构基因上的基因突变若不影响基 因功能，称为中性突变。
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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，而致病突变则强调遗传变异会 引起基因功能的显著改变。
这种现象很难用经典的孟德尔定律来解释， 也不能用性连锁遗传、线粒体遗传及多基 因遗传来回答。
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近年来，揭示了一种新的遗传现象，即基因组 印记，亦称遗传印记，是指来自双亲的基因或染 色体存在着功能上的差异，因而子女中来自父方 与来自母方的基因表达可以不同。这是由于基因 在生殖细胞分化过程中受到不同修饰的结果。
如人β-珠蛋白基因突变，有的引起镰状细 胞贫血，有的导致β-地中海贫血。
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➢ 基因组印记
哺乳类基因组中的某些等位基因可因来自 父方或母方的不同而呈现差异性表达，这 种现象称为基因组印记（genomic imprinting）。
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根据孟德尔的遗传定律，当一个性状从亲 代传给子代，无论携带这个性状的基因或 染色体是来自父方或母方，所产生的表型 效应是相同的。
现已发现其他小卫星 DNA重复也与疾 病有关，如可变数串联重复(VNTR)与糖尿 病发生等。
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目前, 发现有近20种遗传病和脆性位点 与动态突变有关，
脆性X综合征(FraX) 遗传性脊髓小脑型共济失调 肌强直性肌萎缩(DM)
Huntington舞蹈病(HD) 脊髓小脑共济失调 I型( SCAl) 脊髓小脑共济失调 III型(SCA3)
动态突变伴随着世代的传递而不断积累， 重复序列的拷贝数逐渐增多，因此，由动 态突变所致的遗传病，将随着重复序列的 拷贝数增多，表现出逐代增加发病率或致 病严重性的特点。
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动态突变的发生是一种多步骤过程。 首先包括重复拷贝数或碱基组成发生低频率 的、少量的改变，从而产生相对不稳定数量 的完全重复序列。
但是目前发现同一种染色体（或基因）的 改变由于不同性别的亲代传给子女时可以 引起不同的疾病。
某些常染色体显性遗传病的发病年龄和病 情轻重似乎与传递基因亲本有关。
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例如：
慢性进行性舞蹈病患者,发病年龄一般在 30-50岁，但有5％-10％患者在20岁以前 发病，且病情严重，这些患者致病基因均 由父亲遗传。而母亲遗传者，子女发病年 龄多在40-50岁。
脆性X染色体 E(FRAXE) 齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩(DRPLA) 脊髓延髓肌萎缩( SBMA)
这种新突变机制的发现明确了早现和不完全外显的分子机制。
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➢ 座位异质性
不同基因座位上的突变引起同一种遗传病的现象， 称为座位异质性。
即表现型一致的个体或同种疾病临床表现相同， 但可能具有不同的基因型。由于遗传基础不同， 它们的遗传方式、发病年龄、病程进展、病情严 重程度、预后以及复发风险等都可能不同。
随着重复拷贝数的进一步增加，这些含 重复序列的等位基因将变得不稳定。在动态 突变疾病的病例中, 存在发病年龄与重复序 列拷贝数的关系。
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脆性X综合征基因(FMR-1)的分离及其 特征的研究表明，在其5’非编码区有一段不 稳定的DNA序列， 由(CGG)n三核苷酸串联 重复序列组成。
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动态突变的类型除了三核苷酸重复扩 增以外，其他类型重复碱基片段的扩增也可 致病。例如,已发现脆性位点FRA16B的产 生是由于一段三十三核苷酸长的富含AT的 小卫星DNA重复所致。
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二、人基因组中有多种类型的基因突变
根据DNA序列变异的物理形态及其对 基因功能的影响，人类的基因变异大致 可以分为：
点突变 大片段突变 短串联重复突变 拷贝数变异
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➢ 动态突变
指DNA中的核苷酸（主要为三核苷酸）重 复序列的拷贝数发生扩增而产生的突变。
遗传多态性是指在给定的基因座位上，存 在着多个（一个以上）正常等位基因，或 表现为不同的单核苷酸多态性（SNP）； 任何等位基因或SNP在人群中的频率大于 1%。
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单核苷酸多态性（SNP）：给定人群中基 因组的给定位点发现的单核苷酸变异，人 群中出现的频率大于1%。
拷贝数变异（CNV）：人类基因组中大小 从大于1Kb到超过Mb不等的DNA片段的 拷贝数变异，人群中出现的频率大于1%。
第十章 基因变异与疾病
性状：指生物所具有的形态、功能或生 化的特点。
生物世代相传的不是性状，而是决定性 状的基因。
变异：遗传信息在传递过程中如果基因 的组成或结构发生改变，将引起生物性 状的改变，即变异。
基因变异是生物界普遍存在的现象。
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基因变异是人类遗传病产生的根源
生殖系突变：遗传病 体细胞突变：引发肿瘤的重要因素
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第一节 基因变异的基本概念
基因变异：DNA的序列组成或结 构在遗传信息传递过程中发生了 改变，也称为基因突变。
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一、基因变异包括DNA多态性和致病突变
人体基因组中大约每隔200~500bp即有一 次DNA序列发生变异。人群中个体间不同 的身高、相貌特征的差异，其分子基础可 以理解为遗传多态性。
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例如
两个先天聋哑患者婚配，生出并不聋哑的 孩子，原因是由于父母的聋哑基因并不在 同一基因座位所致。
P aaBB X AAbb
聋哑 聋哑
F1
AaBb
正常
同是先天聋哑，由不同基因所致，可见先 天聋哑具有高度异质性。
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等位基因异质性：指同一基因座位上相同 基因的不同突变方式可以引起不同疾病的 现象。
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致病突变是指那些导致人类遗传病发生的 基因变异，这类基因突变主要发生在人类 基因组的结构基因上；致病突变的频率通 常很低。
发生在结构基因上的基因突变若不影响基 因功能，称为中性突变。
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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，而致病突变则强调遗传变异会 引起基因功能的显著改变。
这种现象很难用经典的孟德尔定律来解释， 也不能用性连锁遗传、线粒体遗传及多基 因遗传来回答。
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近年来，揭示了一种新的遗传现象，即基因组 印记，亦称遗传印记，是指来自双亲的基因或染 色体存在着功能上的差异，因而子女中来自父方 与来自母方的基因表达可以不同。这是由于基因 在生殖细胞分化过程中受到不同修饰的结果。
如人β-珠蛋白基因突变，有的引起镰状细 胞贫血，有的导致β-地中海贫血。
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➢ 基因组印记
哺乳类基因组中的某些等位基因可因来自 父方或母方的不同而呈现差异性表达，这 种现象称为基因组印记（genomic imprinting）。
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根据孟德尔的遗传定律，当一个性状从亲 代传给子代，无论携带这个性状的基因或 染色体是来自父方或母方，所产生的表型 效应是相同的。
现已发现其他小卫星 DNA重复也与疾 病有关，如可变数串联重复(VNTR)与糖尿 病发生等。
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目前, 发现有近20种遗传病和脆性位点 与动态突变有关，
脆性X综合征(FraX) 遗传性脊髓小脑型共济失调 肌强直性肌萎缩(DM)
Huntington舞蹈病(HD) 脊髓小脑共济失调 I型( SCAl) 脊髓小脑共济失调 III型(SCA3)
动态突变伴随着世代的传递而不断积累， 重复序列的拷贝数逐渐增多，因此，由动 态突变所致的遗传病，将随着重复序列的 拷贝数增多，表现出逐代增加发病率或致 病严重性的特点。
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动态突变的发生是一种多步骤过程。 首先包括重复拷贝数或碱基组成发生低频率 的、少量的改变，从而产生相对不稳定数量 的完全重复序列。
但是目前发现同一种染色体（或基因）的 改变由于不同性别的亲代传给子女时可以 引起不同的疾病。
某些常染色体显性遗传病的发病年龄和病 情轻重似乎与传递基因亲本有关。
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例如：
慢性进行性舞蹈病患者,发病年龄一般在 30-50岁，但有5％-10％患者在20岁以前 发病，且病情严重，这些患者致病基因均 由父亲遗传。而母亲遗传者，子女发病年 龄多在40-50岁。
脆性X染色体 E(FRAXE) 齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩(DRPLA) 脊髓延髓肌萎缩( SBMA)
这种新突变机制的发现明确了早现和不完全外显的分子机制。
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➢ 座位异质性
不同基因座位上的突变引起同一种遗传病的现象， 称为座位异质性。
即表现型一致的个体或同种疾病临床表现相同， 但可能具有不同的基因型。由于遗传基础不同， 它们的遗传方式、发病年龄、病程进展、病情严 重程度、预后以及复发风险等都可能不同。
随着重复拷贝数的进一步增加，这些含 重复序列的等位基因将变得不稳定。在动态 突变疾病的病例中, 存在发病年龄与重复序 列拷贝数的关系。
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脆性X综合征基因(FMR-1)的分离及其 特征的研究表明，在其5’非编码区有一段不 稳定的DNA序列， 由(CGG)n三核苷酸串联 重复序列组成。