医学遗传学 第3章基因突变
医学遗传学在诊断基因突变和疾病防治中的应用
医学遗传学在诊断基因突变和疾病防治中的应用引言医学遗传学是研究人类遗传变异及其所致疾病的学科，是现代医学的重要组成部分。
医学遗传学的主要任务是发现、鉴定、分析、防治各种遗传疾病。
基因突变是遗传疾病的重要原因之一，而医学遗传学在诊断基因突变和疾病防治中具有重要应用。
本文将从基因突变诊断和疾病防治两方面介绍医学遗传学在临床实践中的应用。
基因突变的诊断基因突变是导致遗传病的原因之一，而基因突变的诊断对于疾病的治疗和预防至关重要。
医学遗传学中的分子遗传学技术和基因诊断技术是诊断基因突变的主要手段。
1. 分子遗传学技术分子遗传学技术主要包括PCR、Southern blotting、Northern blotting、Western blotting、RFLP等技术。
这些技术通过对基因序列进行扩增、分离、分析、检测，以确定遗传突变的类型和位置。
例如，PCR技术可以扩增出某个特定基因，再通过基因测序技术检测其序列表达情况，从而确定是否存在基因突变。
2. 基因诊断技术基因诊断技术主要包括PCR-RFLP、ASO-PCR和DNA芯片等技术。
这些技术可针对具体的基因突变进行检测，便于快速得出基因突变的诊断结果。
例如，ASO-PCR技术可对单个突变进行快速检测，对于偏基因型的患者诊断特别有用。
基因突变的诊断可以为对疾病的治疗和预防提供重要指导，有助于更精准地制定个体化的治疗方案和预防措施。
疾病的防治医学遗传学在疾病的防治上有着重要的应用，可以通过以下几个方面帮助人们减少疾病的发生和发展。
1. 遗传咨询通过遗传咨询，可以及早发现可能遗传疾病携带者，并进行指导和干预。
遗传咨询旨在帮助患者、家人或社会了解可能遗传疾病的风险，及时引导出具体的预防、干预、诊断和治疗方案。
遗传咨询信息只提供给授权的接受者，同时保证咨询的秘密性。
2. 基因治疗基因治疗是利用基因工程技术或其他技术，将正常基因导入病变细胞或组织中，来修复或替代受损基因或基因功能。
医学遗传学中的基因突变检测
医学遗传学中的基因突变检测医学遗传学是关注人体遗传信息的一门科学，它旨在研究各种遗传疾病的发生原因与机制以及相关治疗方法。
基因突变检测作为医学遗传学的重要组成部分，可以寻找特定基因区域的变异，进而为基因疾病的诊断、预测和治疗提供有力的依据。
一、基因突变检测的基本概念和作用基因突变是指基因本身及其功能的异常改变，它可能由内在因素（如突变、转座、插入/删除）、外在因素（如辐射、化学物质、病毒）或二者共同作用而引起。
基因突变检测则是一项检测基因序列和对应蛋白质序列的技术，主要包括单基因疾病的突变筛查和基因组水平的变异分析。
通过这项技术的应用，可以快速准确地发现基因突变，为人体遗传疾病的诊断提供帮助，有助于提高治疗效果并预防亲属的遗传风险。
二、基因突变检测的方法和技术1. 基因测序技术基因测序技术被认为是当前最高效、最精确的基因突变检测技术，在医疗和生物科学领域得到了广泛应用。
常用的基因测序方法包括Sanger测序、Nanopore测序、Illumina测序等，它们能够在不同的尺度和深度中检测基因的变异、结构变化和表观修饰等。
2. 基因芯片技术基因芯片技术是一种高通量的检测基因变异的技术，它通过同步检测多个基因位点的变异状态，实现实时高效地检测基因突变。
常用的基因芯片检测平台有Illumina HumanOmniExpress、Affymetrix Genome-Wide Human SNP等。
3. PCR-测序技术PCR-测序技术是一种流行的简便、灵敏、快速和经济的基因突变筛查技术，它使用聚合酶链反应（PCR）扩增目标序列，然后使用测序技术检测扩增产物中的基因变异。
这项技术在单个基因的突变检测方面很有用，但在大规模变异分析中则缺乏效率。
三、基因突变检测在医学遗传学中的应用基因突变检测的应用范围非常广泛，在医学遗传学中也有着重要的应用价值。
它可以协助医生识别和预测遗传疾病、协助制定个性化治疗方案、评估患者家族遗传风险、进行遗传咨询等。
医学遗传学名词解释
遗传病:其发生需要有一定的遗传基础，通过这种遗传基础，并按一定的方式传于后代发育形成的疾病。
基因突变:一般的基因突变，即狭义的突变，基因内部碱基对组成或排列顺序发生改变。
点突变:DNA多核苷酸链中单个碱基或碱基对的改变。
同义突变:由于存在遗传密码子的简并现象，因此，替换的发生，尽管改变了原有三联遗传密码子的碱基组成，但是，新旧密码子所编码的氨基酸种类却依然保持不变，亦即新旧密码子具有完全相同的编码意义。
无义突变:由于碱基替换而使得编码某一种氨基酸的三联体遗传密码子，变成为不编码任何氨基酸的终止密码UAA,UAG或UGA的突变形式。
错义突变:编码某种氨基酸的密码子经碱基替换后变成了另外一种氨基酸的密码子，从而在翻译时改变了多肽链中氨基酸种类的序列组成。
移码突变:一种由于基因组DNA多核苷酸链中碱基对的插入或缺失，以致自插入或缺失点之后部分的或所有的三联体遗传密码子组合发生改变的基因突变形式。
动态突变:三核苷酸的重复次数可随着世代交替的传递而呈现逐代递增的累加突变效应。
原发性损害:突变影响，干扰了RNA的正常转录以及转录后的修饰，剪辑；或直接改变了被编码的多肽链中氨基酸的组成和顺序，从而使其正常功能丧失。
继发性损害:突变并不直接影响或改变某一条多肽链正常的氨基酸组成序列，而是通过干扰该多肽链的翻译合成过程；或翻译后的修饰，加工；甚至通过对蛋白质各种辅助因子的影响，间接地导致某一蛋白质功能的失常。
分子病:由非酶蛋白分子结构和数量的异常所引发的疾病。
分子病:由遗传性基因突变或获得性基因突变使蛋白质分子结构或合成的量异常直接引起机体功能障碍的一类疾病。
先天性代谢病:由于遗传上的原因（通常是基因突变）而造成的酶蛋白质分子结构或秋凉的异常所引起的疾病。
外显率：在一个群体中有治病基因的个体中，表现出相应病理表型人数的百分率。
表现度：一种致病基因的表达程度。
遗传异质性：一个综合征可以查出源自不同病因的若干亚型，即多个基因，一种效应。
医学遗传学中的基因突变与罕见疾病研究
医学遗传学中的基因突变与罕见疾病研究第一章：引言医学遗传学是研究人类遗传信息传递及其与疾病发生发展关系的学科。
基因突变是医学遗传学的核心概念之一，它与罕见疾病的发生密切相关。
本文将深入探讨医学遗传学中的基因突变与罕见疾病研究。
第二章：基因突变的概念与分类基因突变指的是基因序列发生的变异，包括基因的缺失、插入、替换、重复等不同类型变异。
基因突变可以分为点突变、插入突变、缺失突变、倒位突变等多种类型。
这些突变引起了基因信息的改变，进而影响了蛋白质的合成及功能。
第三章：基因突变与罕见疾病的关系罕见疾病是指在人群中发病率相对较低的疾病，通常与基因突变有关。
许多罕见疾病是由单基因突变引起的，如囊性纤维化、亨廷顿舞蹈病等。
这些疾病的发生与特定基因的突变导致了蛋白质功能异常，进而引起机体细胞和组织的异常。
第四章：罕见疾病的基因突变研究方法为了研究罕见疾病与基因突变的关系，科研人员采用了各种方法。
其中，基因测序技术是最常用的方法之一。
通过对患者基因组进行测序，可以发现与罕见疾病相关的基因突变。
此外，还可以利用细胞培养、动物模型等方法进行研究，以进一步探索基因突变对罕见疾病发生机制的影响。
第五章：基因突变与罕见疾病的治疗研究了解基因突变对罕见疾病的影响，对罕见疾病的治疗具有重要意义。
一些罕见疾病可以通过基因修复、基因替代等方法进行治疗。
例如，在囊性纤维化的治疗中，研究人员利用基因编辑技术纠正突变基因，从而恢复正常的蛋白质合成。
第六章：基因突变与罕见疾病研究的挑战与展望虽然基因突变与罕见疾病的关系已经有了一些重要的研究成果，但仍然存在许多挑战。
首先，罕见疾病的发病机制仍然不够清楚，这限制了对基因突变的研究。
其次，研究人员需要更加精确、高效的技术手段来检测和验证基因突变。
未来，随着基因测序技术的进一步发展，基因突变与罕见疾病研究的前景将更加广阔。
结论：医学遗传学中的基因突变与罕见疾病研究是一个专业性较强的领域。
通过对基因突变与罕见疾病的关系进行深入研究，我们可以更好地理解罕见疾病的发生机制，为其治疗提供更有效的方法。
遗传学课件基因突变
羟胺（hydroxylamine，HA）
可使胞嘧啶（C）的化学成分发生改变，而不能 正常地与鸟嘌呤（G）配对，而改为与腺嘌呤（A） 互补。经两次复制后，C-G碱基对就变换成T-A碱基 对。
在DNA复制过程中由互变异构作用引起的突变
DNA复制中的错误环出产生的碱基插入和缺失
（二）、自发的化学损伤
1、脱嘌呤
脱嘌呤是自发化学变化中最常见的一种，它是由 于碱基和脱氧核糖间的糖苷键断裂，从而引起一个鸟 嘌呤或一个腺嘌呤从DNA分子上脱落下来。
研究发现，在37℃条件下培养一个哺乳动物细胞 20小时，会有数以千计的嘌呤通过脱嘌呤作用自发地 脱落。如果这种损伤得不到修复，就会引起很大的遗 传损伤，因为在DNA复制过程中，无嘌呤位点将没有 特异碱基与之互补，而可能随机地选择一个碱基插进Biblioteka 去，结果导致突变。一、静态突变
二、动态突变
一、静态突变（static mutation）
是在一定条件下生物各世代中以相对稳定 的频率发生，并且能够使之随着世代的繁衍、 交替而得以稳定传递的基因突变。
可分为点突变和片段突变。
点突变（point mutation）
DNA链中单个碱基或碱基对的改变，包括 两种形式：碱基替换和移码突变。
碱基替换（base substitution）
DNA分子中原有的某一特定碱基或碱基对 被其他碱基或碱基对置换、替代的突变形式。
转换（transition）:一种嘌呤-嘧啶对被另一种
嘌呤-嘧啶对所替换。
颠换（transvertion）:一种嘌呤-嘧啶对被另
《医学遗传学》背诵重点分章
《医学遗传学》背诵重点第一章绪论【名词解释】1、遗传性疾病（genetic disease）：简称遗传病，是指遗传物质改变（基因突变或染色体畸变）所引起的疾病。
2、先天性疾病：是指个体出生后即表现出来的疾病。
大多数是遗传病与遗传因素有关的疾病和畸形。
3、家族性疾病:是指某些表现出家族性聚集现象的疾病，即在一个家族中有多人同患一种疾病。
【简答题】遗传病的特征及分类（1）特征：①垂直遗传②基因突变或染色体畸变是遗传病发生的根本原因，也是遗传病不同于其他疾病的主要特征。
③生殖细胞或受精卵发生的遗传物质改变才能遗传，而体细胞中遗传物质的改变，并不能向后代传递。
④遗传病常有家族性聚集现象。
（2）分类：（一）单基因病：由染色体上某一等位基因发生突变所导致的疾病。
①常染色体显性遗传病②常染色体隐性遗传病③X连锁隐性遗传病④X连锁显性遗传病⑤Y连锁遗传病⑥线粒体遗传病（二）多基因病：由两对以上的等位基因和环境因素共同作用所致的疾病。
（三）染色体病：染色体数目或结构改变所致的疾病。
（四）体细胞遗传病：体细胞中遗传物质改变所致的疾病。
第二章基因【名词解释】1、基因(gene)：是合成一种有功能的多肽链或者RNA分子所必需的一段完整的DNA序列。
2、断裂基因(split gene)：真核生物结构基因包括编码序列和非编码序列两部分，编码顺序在DNA分子中是不连续的，被非编码顺序分隔开，形成镶嵌排列的断裂形式，因此称为断裂基因。
3、基因突变(gene mutation)：是DNA分子中核苷酸序列发生改变，导致遗传密码编码信息改变，造成基因的表达产物蛋白质的氨基酸变化，从而引起表型的改变。
4、外显子(exon)：编码顺序称为外显子5、内含子(intron)：非编码顺序称为内含子6、多基因家族(mumlti gene family)：指某一共同祖先基因经过重复和变异所产生的一组基因。
来源相同、结构相似、功能相关。
7、假基因(pseudo gene)：基因序列与具有编码功能的类α和类β珠蛋白基因序列类似，因为不能编码蛋白质，所以称为假基因。
遗传学知识：基因突变
遗传学知识：基因突变基因突变是指DNA链上的一个或多个核苷酸的改变。
这种改变可以是单个碱基的改变，也可以是一长段DNA链的改变。
这种突变有时候可能是有利的，但通常情况下，它们会导致基因功能的改变或者失调，在某些情况下还可能会引发一些疾病或者症状。
因此，对于基因突变的研究和理解对于人类的健康和生命都极为重要。
基因突变可以分为两类：点突变和结构性突变。
点突变是指单个碱基在DNA链上的改变，它可以被进一步分类为以下三类：错义突变、无义突变和同义突变。
错义突变是指一个核苷酸的改变导致一个氨基酸的改变，从而会影响蛋白质的结构和功能。
无义突变是指一个核苷酸的改变导致一个终止密码子的出现，从而使得蛋白质的合成过早地结束。
同义突变则是指一个核苷酸的改变没有引起氨基酸的改变，这种变异通常不会对蛋白质的功能造成明显的影响。
与之相反的是结构性突变，结构性突变是指一段DNA链上的一长段核苷酸发生了改变，它可以被进一步区分为以下四个类别：插入突变、缺失突变、倒位突变和重复突变。
插入突变是指一段DNA链上的核苷酸发生了加入，这种变异通常会导致蛋白质的合成串错，从而失去形态和功能。
缺失突变则相反，指的是一段DNA链上的核苷酸被删除了，这种变异通常会导致蛋白质的形态和功能的严重缺陷。
倒位突变是指某一段DNA链上的一段被逆转，导致其中的基因顺序发生了变化，可能会影响该基因的表达或失配。
最后，重复性突变则是指一些重复序列区间的缩短或延长，常见于一些遗传病的表现。
基因突变会对人类的健康产生足够的影响，它通常会引发疾病或者症状。
比如，在先天性基因突变中，一些突变会导致一些遗传病，如黑色素瘤，囊性纤维化等，而这些疾病通常在出生时就会表现出来。
此外，还有一些基因突变和性别、年龄因素有关，如乳腺癌、黑色素瘤等遗传病，通常具有显著的侵袭性、复发性和死亡率高的特征。
因此，针对这些疾病的早期检测和治疗非常重要，可以减少病患的长期痛苦和死亡的风险。
(精品) 医学遗传学课件：基因突变与遗传多态性
2.移码突变（frame-shift mutation）
基因组DNA链中插入或缺失1个或几 个碱基对，从而使自插入或缺失的那一 点以下的三联体密码的组合发生改变， 进而使其编码的氨基酸种类和序列发生 变化。
移码突变
碱基对插入和（或）缺失的数目和方式不同， 对其后的密码组合的改变的影响程度不同。
5.有害性
一般而言，生物遗传性状的形成，是在长期的进化过程中 与其赖以生存的自然环境相互适应的结果，是自然选择的 产物。而对这些性状具有决定性意义的基因一旦发生突变， 通常都会对生物的生存带来消极或不利的影响，即有害性。
生殖细胞或受精卵中基因的突变是绝大多数人类遗传病发 生的根本原因；体细胞突变则常常是肿瘤发生的病理遗传 学基础。
芳香族化合物
吖啶类和焦宁类等扁平分子构型的芳香族化 合物可以嵌入DNA的核苷酸序列中，导致碱基插 入或丢失的移码突变。
三、生物因素
病毒 风疹、麻疹、流感、疱疹等 真菌和细菌 毒素
第三节 基因突变的形式
静态突变 动态突变
一、静态突变（static mutation）
是在一定条件下生物各世代中以相 对稳定的频率发生的基因突变。
其它物理因素
电磁辐射 高温 严寒 微重力
二、化学因素
羟胺（hydroxylamine，HA）
可使胞嘧啶（C）的化学成分发生改变，而 不能正常地与鸟嘌呤（G）配对，而改为与腺嘌 呤（A）互补。经两次复制后，C-G碱基对就变 换成T-A碱基对。
羟胺引起DNA碱基对的改变
亚硝酸或含亚硝基化合物
3.随机性
基因突变不仅是生物界普遍存在的一种遗 传事件，而且，对于任何一种生物，任何 一个个体，任何一个细胞乃至任何一个基 因来说，突变的发生也都是随机的。
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亚硝酸引起DNA碱基对的改变
图中A被其脱去氨基后可变成次黄嘌呤（H），H不能再 与T配对，而变为与C配对，经DNA复制后，可形成 T-A→C-G的转换
化学因素
烷化剂 具有高度诱变活性的烷化剂，可将烷基
（CH3-、C2H5-等）引入多核苷酸链上的任
何位置，被其烷基化的核苷酸将产生错误配对 而引起突变。
片段突变
片段突变是DNA链中某些小片段的碱基 序列发生缺失、重复或重排。
动态突变(dynamic mutation)
串联重复的三核苷酸序列随着世代的传递而拷 贝数逐代累加的突变方式。
脆性X综合征 正常人：CGG 重复6-60 次 患 者：CGG 重复60-200次
如果影响的是非密码子区域，则产生几种不同 的遗传学效果：无明确的遗传学效应、改变调 控序列从而影响基因表达的调控、改变外显子 -内含子接头处的序列从而影响外显子的加工 拼接。
点突变（point mutation）
同义突变（same sense mutation） 碱基被替换之后，产生了新的密码子，但新旧 密码子同义，所编码的氨基酸种类保持不变， 因此同义突变并不产生突变效应 。
稀有性
在自然状态下发生突变的频率很低
随机性 可重复性
基因突变的分子机制
一般分为两大类－－静态突变和动态突变。 静态突变（static mutation）是在一定条件下 生物各世代中以相对稳定的频率发生的基因突 变。可分为点突变和片段突变 。
点突变（point mutation）
点突变: DNA链中一个或一对碱基发生的改变。 它有两种形式：碱基替换和移码突变。 碱基替换（base substitution）: DNA链中碱基之间互相替换，从而使被替换部 位的三联体密码意义发生改变。
点突变（point mutation）
转换（transition）:一种嘌呤-嘧啶对被另一 种嘌呤-嘧啶对所替换 颠换（transvertion）:一种嘌呤-嘧啶对被另 一种嘧啶-嘌呤对所替换
点突变（point mutation）
如果碱基替换影响的是密码子，则会产生同义 突变、无义突变、错义突变和终止密码突变等 遗传学效应；
烷化剂引起的DNA碱基对的改变
化学因素
碱基类似物 某些碱基类似物可以取代碱基而插入DNA分子 引起突变 。
5-BU引起的DNA碱基对的改变
5-BU与腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）均可配对。如果5-BU取 代T以后一直保持与A配对，所产生的影响并不大；若与G配对， 经一次复制后，就可以使原来的A-T对变换成G-C对
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。 电离辐射 射线直接击中DNA链，DNA分子吸收能量后引起DNA 链和染色体的断裂，片断发生重排，引起染色体结构 畸变 。
点突变（point mutation）
终止密码突变（terminator codon mutation） DNA分子中的某一个终止密码突变为编码氨基 酸的密码，从而使多肽链的合成至此仍继续下 去，直至下一个终止密码为止，形成超长的异 常多肽链。
点突变（point mutation）
影响非密码子区域的突变
化学因素
芳香族化合物 吖啶类和焦宁类等扁平分子构型的芳香族化合 物可以嵌入DNA的核苷酸序列中，导致碱基插 入或丢失的移码突变。
基因突变的一般特性
多向性
同一基因座上的基因可独立发生多次不同的突变而形 成复等位基因
可逆性
突变的方向可逆,可以是正突变，也可以是回复突变
有害性
突变会导致人类许多疾病的发生
点突变（point mutation）
无义突变（non-sense mutation）
碱基替换使编码氨基酸的密码变成终止密码 UAA、UAG或UGA。
点突变（point mutation）
错义突变（missense mutation） 碱基替换使编码某种氨基酸的密码子变成编码另一种 氨基酸的密码子，从而使多肽链的氨基酸种类和序列 发生改变。
第三章 基因突变
Gene Mutation
诱发基因突变的因素
根据基因突变发生的原因，可将突变分为自发 突变和诱发突变。 自发突变（spontaneous mutation）：在自 然条件下，未经人工处理而发生的突变。 诱发突变（induced mutaion）：经人工处理 而发生的突变。 诱变剂（mutagen）：能诱发基因突变的各种 内外环境因素。
调控序列突变：使蛋白质合成的速度或效率发 生改变，进而影响着这些蛋白质的功能，并引 起疾病。 内含子与外显子剪辑位点突变：GT-AG中的任 一碱基发生置换而导致剪辑和加工异常，不能 形成正确的mRNA分子。
点突变（point mutation）
移码突变（frame-shift mutation）
除碱基替换外，点突变的另一种形式就是移码 突变。由于基因组DNA链中插入或缺失1个或 几个碱基对，从而使自插入或缺失的那一点以 下的三联体密码的组合发生改变，进而使其编 码的氨基酸种类和序列发生变化。
点突变（point mutation）
或）缺失的数目和方式不同， 对其后的密码组合的改变的影响程度不同。 移码突变引起的最小变化是在DNA链上增加或 减少一个遗传密码导致合成的多肽链多或少一 个氨基酸，若大范围改变密码组合则会引起整 条多肽链的氨基酸种类及序列的变化。因而移 码突变的后果往往是严重的，通常是导致一条 或几条多肽链丧失活性或根本不能合成，进而 严重影响细胞或机体的正常生命活动。
紫 外 线 诱 发 的 胸 腺 嘧 啶 二 聚 体
化学因素
羟胺（hydroxylamine，HA） 可使胞嘧啶（C）的化学成分发生改变，而不能 正常地与鸟嘌呤（G）配对，而改为与腺嘌呤 （A）互补。经两次复制后，C-G碱基对就变换 成T-A碱基对。
羟胺引起DNA碱基对的改变
化学因素
亚硝酸或含亚硝基化合物 可使碱基脱去氨基（-NH2）而产生结构改变， 从而引起碱基错误配对。