第一章 绪论
授课时数:2学时 教学目标
掌握医学遗传学概念及其研究对象 掌握遗传病概念及分类 教学重难点
遗传病概念及分类 授课内容
一、医学遗传学概述
医学遗传学是运用遗传学的原理和方法研究人类遗传性疾病的病因、病理、诊断、预防和治疗的一门学科,是遗传学的一个重要分支。医学遗传学的研究对象是遗传病,与其它临床学科类似,医学遗传学是研究遗传病的诊断、发病机理、防治及预后,但由于遗传病的特殊性,其研究重点主要在发病机理和预防措施。本课程主要介绍医学遗传学的三个主干分支(医学分子遗传学、医学细胞遗传学和医学群体遗传学)的原理和应用。 二、遗传病概念及分类 (一)遗传病概念及其特征 1. 遗传病概念:
遗传病(genetic diseases)是由于遗传物质改变而导致的疾病。遗传物质是存在于细胞内的、决定特定性状的基因。 2.遗传病的特征:
在有血缘关系的个体间,由于遗传继承,有一定的发病比例;在无血缘关系的个体间,尽管属于同一家庭,但无发病者; 有特定的发病年龄和病程;
同卵双生发病一致率远高于异卵双生。 (二)遗传病与下列疾病的关系:
1. 先天性疾病:出生前即已形成的畸形或疾病。先天性疾病可以是遗传病,例如先天愚型是由于染色体异常引起的,出生时即可检测到临床症状,是先天性疾病;但先天性疾病又不都是遗传病,有些先天性疾病是由于孕妇在孕期受到外界
致畸因素的作用而导致胚胎发育异常,但并没有引起遗传物质的改变,因而不是遗传病。
2.后天性疾病(acquired diseases):出生后逐渐形成的疾病。后天性疾病也可以是遗传病,有些遗传病患者尽管在受精卵形成时就得到了异常的遗传物质,但要到一定年龄才表现出临床症状,如假性肥大型肌营养不良症患者通常要到4-5岁才出现临床症状。
因此,先天性疾病不一定都是遗传病, 后天性疾病不一定不是遗传病。 3.家族性疾病(familial diseases):表现出家族聚集现象的疾病,即在一个家庭中出现一个以上患者。由于遗传病的遗传性,通常能观察到家族聚集现象;但家族性疾病并不都是遗传病,因为同一家庭成员生活环境相同,因此,可以因为相同环境因素的影响而患相同疾病。如由于缺碘引起的甲状腺功能低下。 4.散发性疾病(sporadic diseases):无家族聚集性的疾病,即在家系中只出现一名患者。尽管遗传病具有遗传性,但由于特定遗传病在子代当中有一定的发病比例,加之遗传病患者可以是由于新发生的遗传物质改变所致,所以遗传病也可以是散发性疾病。
因此,家族性疾病不一定都是遗传病,散发性疾病不一定不是遗传病。 (三)遗传病分类:经典医学遗传学将遗传病分为染色体病、单基因病和多基因病三大类。现代医学遗传学将遗传病分为染色体病、单基因病、多基因病、线粒体遗传病和体细胞遗传病5类。
1·染色体病(chromosomal disorders):由于染色体数目或结构异常所引起的疾病,如先天愚型。
2·单基因病(single gene disorders):由于单个基因突变所引起的疾病。这类疾病的遗传符合Mendel遗传规律。单基因病又可根据致病基因所在的染色体及致病基因的性质分为:
常染色体显性遗传病(autosomal dominant diseases,AD):致病基因位于常染色体上,致病基因为显性基因;
常染色体隐性遗传病(autosomal recessive diseases,AR):致病基因位于常染色体上,致病基因为隐性基因;
X-连锁显性遗传病(X-linked dominant disorders,XD):致病基因位于X染色
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体上,致病基因为显性基因;
X-连锁隐性遗传病(X-linked recessive disorders,XR):致病基因位于X染色体上,致病基因为隐性基因;
Y连锁遗传病(Y-linked diseases):致病基因位于Y染色体上。
3·多基因遗传病(polygenic diseases):由多个微效基因与环境因素共同作用所引起的疾病。
4·线粒体遗传病(mitochondrial diseases):由于线粒体基因突变所引起
的疾病,呈母系传递。
5·体细胞遗传病(somatic cell genetic disorders):由于体细胞遗传物
质改变所引起的疾病。 小结
一、医学遗传学概述 二、遗传病概念及分类
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第二章 人类染色体
授课时数:2学时 教学目标
1、掌握人类染色质的组成和结构 2、掌握人类染色质与染色体的对应关系 3、掌握细胞分裂中的染色体行为 教学重难点
1、人类染色质与染色体的对应关系 2、人类染色质的组成和结构 授课内容
一、人类染色质的组成及结构
(一)染色质的概念:细胞核内能被碱性染料染色的物质,称为染色质 (二)染色质组成:染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成。DNA与组蛋白的重量比比较稳定,接近于1∶1,非组蛋白的种类及含量随不同细胞而异。
(三)染色质结构:
染色质是间期核中遗传物质的存在形式,由许多重复的结构单位组成,这些结构单位称为核小体。核小体是由一条DNA双链分子串联起来,形似一串念珠。每个核小体分为核心部和连接区二部分。核心部是由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各二个分子形成的组蛋白八聚体及围绕在八聚体周围的DNA组成,这段DNA约146bp,绕八聚体外围1.75圈。两个核心部之间的DNA链称为连接区。这段DNA的长度变异较大,组蛋白H1位于连接区DNA表面。 (四)核小体包装成染色质与染色体
由直径为2nm的双链DNA分子形成直径为10nm核小体细丝后,DNA的长度已压缩了7倍。核小体进一步螺旋化,形成外径为30nm的染色质纤维(螺线管),其长度为DNA的1/42。当细胞进入分裂期,染色质进一步螺旋折叠,形成染色体。中期染色体长度约为DNA长度的10-5。
二、细胞分裂过程中的染色体行为
(一)有丝分裂:有丝分裂是体细胞增殖方式,分为间期和分裂期,分裂期
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又分为前、中、后和末四个时期。
(二)减数分裂:是生殖细胞发生过程中的一种特殊分裂方式,DNA复制一次,细胞连续分裂两次,因此,由一个细胞形成4个子细胞,子细胞的遗传物质是母细胞的一半。减数分裂由两次连续分裂构成:
1、减数分裂I:
2、减数分裂II:间期很短,不进行DNA复制,在第二次减数分裂中期,着丝粒纵裂,两条姊妹染色单体分开,分别移向细胞两极。
三、细胞分裂中期染色体形态结构及分类: 四、人类染色体核型和组型: (一)染色体核型
1、 概念:是一个细胞内的全部染色体按其大小和形态特征排列所构成的图像。对这种图像进行分析称为核型分析。
2、 核型描述:
(二)人类染色体分组:根据着丝粒位置和染色体大小,将22对常染色体由大到小依次命名为1至22号,并将人类染色体分为7组,分别用大写字母A-G表示。
A组:包括1-3号染色体,1号和3号为中央着丝粒染色体,2号为亚中着丝粒染色体;
B组:包括4-5号染色体,均为亚中着丝粒染色体;
C组:包括6-12号和X染色体,均为亚中着丝粒染色体,X染色体大小界于7号和8号染色体之间;
D组:包括13-15号染色体,为近端着丝粒染色体,可以有随体; E组:包括16-18号染色体,16号为中央着丝粒染色体,17和18号为亚中着丝粒染色体;
F组:包括19-20号染色体,为中央着丝粒染色体;
G组:包括21-22号和Y染色体,为近端着丝粒染色体,21、22号染色体可以有随体。Y染色体的大小变异较大,大于21和22号染色体,其长臂常常平行靠拢。
五、性染色质与性染色体
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