1、12刘红英刘红英刘顺梅Chapter 1遗传学与医学4Genetics:是研究生物是研究生物遗传遗传与与变异变异现象现象的本质和规律的科学。的本质和规律的科学。如何理解如何理解？5遗传遗传(heredity)：指生物繁殖过程中，子代指生物繁殖过程中，子代与亲代与亲代相似相似的现象。的现象。变异变异(variation)：指生物在世代间延续的过指生物在世代间延续的过程中，子代与亲代、子代个体间的程中，子代与亲代、子代个体间的差异差异。6zMedical genetics:是医学与遗传学相互渗透是医学与遗传学相互渗透的一门学科，是遗传学知识在医学中的应用。的一门学科，是遗传学知识在医学中的应用。z
2、研究内容：研究内容：研究人类疾病与遗传的关系，即遗研究人类疾病与遗传的关系，即遗传病的发病机理、传递规律、诊断、治疗和预传病的发病机理、传递规律、诊断、治疗和预防，降低人群中遗传病的发病率，提高人类的防，降低人群中遗传病的发病率，提高人类的健康素质。健康素质。第一节健康与疾病的遗传基础健康与疾病的本质健康与疾病的本质遗传病的概念遗传病的概念遗传病的危害遗传病的危害Hereditary Basis8zhealthy：受人体遗传结构控制的代谢方式与人受人体遗传结构控制的代谢方式与人体周围环境保持平衡。体周围环境保持平衡。zdisease：遗传结构缺陷或周围环境改变，打破遗传结构缺陷或周围环境改变，
3、打破了人的代谢方式与周围环境保持的平衡。了人的代谢方式与周围环境保持的平衡。健康不仅是没有疾病，而且是一种身体上、精神上和社会上的完全良好状态。backWhat is genetic disease?概念概念特点特点3-5%患某种单基因遗传病Alleles：位于同源染色体上的相同位点，控制相对性状的基因。已存活的住院儿中1/41/3与遗传因素有关医学遗传学与遗传医学的展望遗传因素：遗传物质发生结构与功能的改变。2001年2月15日，联合体发表了对序列草图作出的初步分析结果，2005年对草图的测序工作已全部结束。研究内容：研究人类疾病与遗传的关系，即遗传病的发病机理、传递规律、诊断、治疗和预防，
4、降低人群中遗传病的发病率，提高人类的健康素质。Question 1遗传度=50%，脊柱裂、无脑儿、高血压、冠心病如Downs综合征(+21)，猫叫综合征(5p-)。1902年，Farabee在他的博士论文中第一次描述了短指症这一常染色体显性遗传病。遗传病所占比例越来越大 -表现在儿童中Single gene disorders:由于控制某个性状的等位基因突变导致的疾病称之。Single gene disorders:由于控制某个性状的等位基因突变导致的疾病称之。分离律、自由组合定律的提出10可以遗传（从亲可以遗传（从亲代传递给子代）代传递给子代）的疾病。的疾病。大大 众众认认 识识11遗传因素
5、：遗传因素：遗传物质发生结构与功能的改变。遗传物质发生结构与功能的改变。环境因素：环境因素：如中毒、感染、营养缺乏等。如中毒、感染、营养缺乏等。遗传与环境因素共同作用：遗传与环境因素共同作用：如高血压、糖尿病等如高血压、糖尿病等。12完全由遗传因素决定，无环境因素的作用。完全由遗传因素决定，无环境因素的作用。白化病、血友病13白化病白化病患者由于控制白化病患者由于控制酪氨酸酶酪氨酸酶的基因发生的基因发生突变，不能合成酪氨突变，不能合成酪氨酸酶，于是缺乏黑色酸酶，于是缺乏黑色素，从而导致皮肤、素，从而导致皮肤、粘膜、毛发等白化。粘膜、毛发等白化。14由遗传因素决定，但环境因素是诱因。由遗传因素决
6、定，但环境因素是诱因。苯丙酮尿症，蚕豆病15苯丙酮尿症患儿肝脏中缺乏患儿肝脏中缺乏苯丙氨酸苯丙氨酸羟化酶，羟化酶，苯丙氨酸不能正苯丙氨酸不能正常代谢，临床发病。若一常代谢，临床发病。若一直低苯丙氨酸饮食，则可直低苯丙氨酸饮食，则可终生不发病。终生不发病。16遗传和环境因素对发病都有作用，但遗传和环境因素对发病都有作用，但遗传度遗传度不同。不同。遗传度遗传度 70%，精神分裂症，精神分裂症遗传度遗传度=50%，脊柱裂、无脑儿、高血压、冠心病，脊柱裂、无脑儿、高血压、冠心病 遗传度遗传度 40%，糖尿病糖尿病遗传因素所起的作用大小，用百分数表示遗传因素所起的作用大小，用百分数表示17完全取决于环境
7、因素，与遗传基本无关。完全取决于环境因素，与遗传基本无关。外伤，中毒Chromosomal disorders:染色体结构和数目异常而导致的疾病。19101912年，美国遗传学家Morgan和他的学生以果蝇为实验材料，确认遗传物质基础存在于染色体中并提出了基因连锁和互换定律。肿瘤的发病机制涉及遗传与环境因素，也是医学遗传学研究的重点。模式生物基因组研究等。白化病患者由于控制酪氨酸酶的基因发生突变，不能合成酪氨酸酶，于是缺乏黑色素，从而导致皮肤、粘膜、毛发等白化。第二节 医学遗传学发展简史第三节 遗传性疾病的分类个体化基因组医学研究，即鉴定个人基因组表达格局，在临床上根据生物学密码制定个人治疗方
8、案，避免药物的毒副作用等。3-5%患某种单基因遗传病遗传度=50%，脊柱裂、无脑儿、高血压、冠心病Hereditary Basis1923年1952年，徐道觉等发明用秋水仙碱和低渗法处理细胞以获得更多的中期细胞分裂现象。Single gene disorders:由于控制某个性状的等位基因突变导致的疾病称之。遗传度 70%，精神分裂症遗传度=50%，脊柱裂、无脑儿、高血压、冠心病18什么是遗传病？什么细胞中什么细胞中有遗传物质有遗传物质19亲子传递：亲子传递：生殖细胞或受精卵生殖细胞或受精卵内遗传物质内遗传物质改变，表现整体性疾病。改变，表现整体性疾病。白化病白化病当代细胞传递：当代细胞传递：
9、体细胞体细胞内遗传物质结构和内遗传物质结构和功能改变，仅表现在受累的组织细胞局部功能改变，仅表现在受累的组织细胞局部异常异常。肿瘤肿瘤back20先天性21先天性：先天性：先天性疾病先天性疾病(congenital disease):指婴儿出生时即显示症状。如白化病、多指指婴儿出生时即显示症状。如白化病、多指并指、并指、Downs综合征、血友病。综合征、血友病。22大多数遗传病是先天性疾病：大多数遗传病是先天性疾病：如：白化病、如：白化病、Downs综合征，血友病。综合征，血友病。Huntingtons 舞蹈症舞蹈症遗传病不一定是先天性疾病。遗传病不一定是先天性疾病。先天性疾病不一定是遗传病。
10、先天性疾病不一定是遗传病。海豹婴儿海豹婴儿23家族性：家族性：家族性疾病家族性疾病(familial disease):是指表现出家族聚集是指表现出家族聚集现象的疾病，即一个家族现象的疾病，即一个家族中有中有两个以上两个以上的成员患病。的成员患病。24许多显性遗传病常表现为家族性疾病。许多显性遗传病常表现为家族性疾病。如：如：多指，短指症等。多指，短指症等。家族性疾病不一定是遗传病。家族性疾病不一定是遗传病。遗传病不一定是家族性疾病。遗传病不一定是家族性疾病。传染病：肝炎传染病：肝炎21三体综合征三体综合征25先先天天性性疾疾病病遗遗传传病病先天性疾病先天性疾病遗传病遗传病家族性疾病家族性疾病
11、遗传病遗传病back26遗传病所占比例越来越大遗传病所占比例越来越大遗传病的病情危害大遗传病的病情危害大27每年出生每年出生1500万儿童万儿童遗传病所占比例越来越大遗传病所占比例越来越大 -表现在儿童中表现在儿童中1.3%有严重缺陷或畸形有严重缺陷或畸形 其中其中70-80%涉及遗传因素涉及遗传因素自然流产儿占自然流产儿占15%15%其中其中50%由染色体异常所致由染色体异常所致已存活的住院儿中1/41/3与遗传因素有关遗传因素所起的作用大小，用百分数表示当代细胞传递：体细胞内遗传物质结构和功能改变，仅表现在受累的组织细胞局部异常。第二节 医学遗传学发展简史如Downs综合征(+21)，猫叫
12、综合征(5p-)。2%，其中1/3由遗传因素造成。2%，其中1/3由遗传因素造成。2000年6月26日由美、英、日、德、法、中组成的国际人类基因组测序联合体协作完成的人类基因组序列“工作框架图”公布；终生性：目前对大多数遗传病无有效的治疗方法。终生性：目前对大多数遗传病无有效的治疗方法。人类基因组计划(human genome project，HGP)有两大任务：第四章：人类染色体和染色体病最早报导的先天性代谢病2001年2月15日，联合体发表了对序列草图作出的初步分析结果，2005年对草图的测序工作已全部结束。2%，其中1/3由遗传因素造成。第一节健康与疾病的遗传基础283-5%患某种单基因
13、遗传病患某种单基因遗传病15-20%患某种多基因遗传病患某种多基因遗传病0.5%患染色体病患染色体病肿瘤（体细胞遗传病）已占我国人群死亡的肿瘤（体细胞遗传病）已占我国人群死亡的第第一或第二位。一或第二位。智力低下占我国人群的智力低下占我国人群的2.2%，其中，其中1/3由遗传因由遗传因素造成。素造成。遗传病所占比例越来越大遗传病所占比例越来越大 -表现在人群中表现在人群中back29z遗传性：遗传性：可垂直传递。可垂直传递。z终生性：终生性：目前对大多数遗传病无有效的治疗目前对大多数遗传病无有效的治疗方法。方法。z严重性：严重性：遗传病往往是多发畸形或严重残疾，遗传病往往是多发畸形或严重残疾，
14、给个人、家庭、社会造成很大负担。给个人、家庭、社会造成很大负担。第二节 医学遗传学发展简史311866年，奥地利遗传学家根据年，奥地利遗传学家根据他坚持他坚持8年的豌豆杂交试验，年的豌豆杂交试验，提出了分离定律，自由组合定提出了分离定律，自由组合定律等。律等。321902年，年，Farabee在他的博士在他的博士论文中第一次描述了论文中第一次描述了短指症短指症这一常染色体显性遗传病。这一常染色体显性遗传病。1901年，年，Garrod发现发现尿黑酸尿黑酸尿症尿症属隐性遗传病。属隐性遗传病。最早报导的先天最早报导的先天性代谢病性代谢病3319101912年，美国遗传学年，美国遗传学家家Morga
15、n和他的学生以和他的学生以果蝇果蝇为实验材料，确认遗传物质基为实验材料，确认遗传物质基础存在于染色体中并提出了基础存在于染色体中并提出了基因连锁和互换定律。因连锁和互换定律。341953年，美国生物学家年，美国生物学家Watson和英国生物学家和英国生物学家Crick提出提出DNA双螺旋结双螺旋结构模型。构模型。进入分子遗传学时代35 1923年年1952年，徐道觉等发明用秋水仙碱年，徐道觉等发明用秋水仙碱和低渗法处理细胞以获得更多的中期细胞分和低渗法处理细胞以获得更多的中期细胞分裂现象。裂现象。1956年年,Tjio和和Levan等证实人细胞染色体总等证实人细胞染色体总数为数为46条而不是条
16、而不是48条。条。第三节 遗传性疾病的分类遗传病遗传病单基因单基因遗传病遗传病常染色体遗传病常染色体遗传病性染色体遗传病性染色体遗传病常染色体显性遗传病常染色体显性遗传病常染色体隐性遗传病常染色体隐性遗传病 X 连锁遗传病连锁遗传病 Y 连锁遗传病连锁遗传病显性显性隐性隐性染色体病染色体病常染色体病常染色体病性染色体病性染色体病多基因遗传病多基因遗传病体细胞遗传病体细胞遗传病线粒体病线粒体病38Chromosomal disorders:染色体染色体结构结构和和数目数目异异常而导致的疾病。如常而导致的疾病。如Downs综合征综合征(+21)，猫叫，猫叫综合征综合征(5p-)。39Single
17、gene disorders:由于控制某个性状的由于控制某个性状的等位基因突变导致的疾病称之。等位基因突变导致的疾病称之。Alleles：位于同源染色体上位于同源染色体上的相同位点，控制相对性状的相同位点，控制相对性状的基因。的基因。Huntingtons 舞蹈症医学遗传学与遗传医学的展望其中50%由染色体异常所致个体化基因组医学研究，即鉴定个人基因组表达格局，在临床上根据生物学密码制定个人治疗方案，避免药物的毒副作用等。Alleles：位于同源染色体上的相同位点，控制相对性状的基因。遗传病所占比例越来越大 -表现在儿童中肿瘤（体细胞遗传病）已占我国人群死亡的第一或第二位。体细胞内染色体总数的
18、确定Parkinsons Disease第一节健康与疾病的遗传基础3-5%患某种单基因遗传病功能基因组学是揭示基因组的功能及调控机制，包括研究基因组的多样性，基因组的表达及其时、空的调节；2%，其中1/3由遗传因素造成。Single gene disorders:由于控制某个性状的等位基因突变导致的疾病称之。Single gene disorders:由于控制某个性状的等位基因突变导致的疾病称之。40Polygenic disorders:疾病的发生由遗传因素疾病的发生由遗传因素和环境因素共同决定，遗传因素中不是一对等和环境因素共同决定，遗传因素中不是一对等位基因，而是多对基因共同作用于同一个
19、性状。位基因，而是多对基因共同作用于同一个性状。41Mitochondrial disorders：是指线粒体是指线粒体DNA上上的基因突变导致所编码线粒体蛋白质结构和数目的基因突变导致所编码线粒体蛋白质结构和数目异常，导致线粒体病。异常，导致线粒体病。Parkinsons Disease42Somatic cell disorders:体细胞中遗传物质突变体细胞中遗传物质突变导致的疾病。导致的疾病。该疾病的发生涉及特定组织中的染该疾病的发生涉及特定组织中的染色体、癌基因、抑癌基因的变化。色体、癌基因、抑癌基因的变化。第四节医学遗传学与遗传医学的展望44HGP人类基因组计划人类基因组计划(hu
20、man genome project，HGP)有两大任务：有两大任务：结构基因组学结构基因组学功能基因组学功能基因组学45结构基因组学是对人类基因组进行测序并作图。结构基因组学是对人类基因组进行测序并作图。2000年年6月月26日由美、英、日、德、法、中组成的日由美、英、日、德、法、中组成的国际国际人类基因组测序联合体人类基因组测序联合体协作完成的人类基因组序列协作完成的人类基因组序列“工工作框架图作框架图”公布；公布；2001年年2月月15日，日，联合体联合体发表了对序列草图作出的初步发表了对序列草图作出的初步分析结果，分析结果，2005年对草图的测序工作已全部结束。年对草图的测序工作已全部
21、结束。46功能基因组学是揭示基因组的功能及调控机制，功能基因组学是揭示基因组的功能及调控机制，包括研究基因组的多样性，基因组的表达及其包括研究基因组的多样性，基因组的表达及其时、空的调节；模式生物基因组研究等。时、空的调节；模式生物基因组研究等。47人类基因组中有（人类基因组中有（310）106个单核苷酸多肽，个单核苷酸多肽，可用定位克隆的技术寻找致病基因。可用定位克隆的技术寻找致病基因。单基因遗传病48多基因病是遗传和环境因素共同作用的结果，多基因病是遗传和环境因素共同作用的结果，而且涉及多个遗传基因，其发病机制是而且涉及多个遗传基因，其发病机制是21世世纪医学遗传学的研究重点。纪医学遗传学
22、的研究重点。多基因遗传病49肿瘤的发病机制涉及遗传与环境因素，也是肿瘤的发病机制涉及遗传与环境因素，也是医学遗传学研究的重点。医学遗传学研究的重点。肿瘤50个体化基因组医学研究个体化基因组医学研究，即鉴定个人基因组，即鉴定个人基因组表达格局，在临床上根据生物学密码制定个表达格局，在临床上根据生物学密码制定个人治疗方案，避免药物的毒副作用等。人治疗方案，避免药物的毒副作用等。个体化医疗next51第一章复习题1.何为genetic disease，何为医学遗传学？2.区分遗传病与先天性疾病及家族性疾病的关系。3.掌握遗传病的分类。next5253Genetics:是研究生物是研究生物遗传遗传与与
23、变异变异现象现象的本质和规律的科学。的本质和规律的科学。如何理解如何理解？54白化病白化病患者由于控制白化病患者由于控制酪氨酸酶酪氨酸酶的基因发生的基因发生突变，不能合成酪氨突变，不能合成酪氨酸酶，于是缺乏黑色酸酶，于是缺乏黑色素，从而导致皮肤、素，从而导致皮肤、粘膜、毛发等白化。粘膜、毛发等白化。55遗传和环境因素对发病都有作用，但遗传和环境因素对发病都有作用，但遗传度遗传度不同。不同。遗传度遗传度 70%，精神分裂症，精神分裂症遗传度遗传度=50%，脊柱裂、无脑儿、高血压、冠心病，脊柱裂、无脑儿、高血压、冠心病 遗传度遗传度 40%，糖尿病糖尿病遗传因素所起的作用大小，用百分数表示遗传因素
24、所起的作用大小，用百分数表示56每年出生每年出生1500万儿童万儿童遗传病所占比例越来越大遗传病所占比例越来越大 -表现在儿童中表现在儿童中1.3%有严重缺陷或畸形有严重缺陷或畸形 其中其中70-80%涉及遗传因素涉及遗传因素自然流产儿占自然流产儿占15%15%其中其中50%由染色体异常所致由染色体异常所致已存活的住院儿中1/41/3与遗传因素有关573-5%患某种单基因遗传病患某种单基因遗传病15-20%患某种多基因遗传病患某种多基因遗传病0.5%患染色体病患染色体病肿瘤（体细胞遗传病）已占我国人群死亡的肿瘤（体细胞遗传病）已占我国人群死亡的第第一或第二位。一或第二位。智力低下占我国人群的智
25、力低下占我国人群的2.2%，其中，其中1/3由遗传因由遗传因素造成。素造成。遗传病所占比例越来越大遗传病所占比例越来越大 -表现在人群中表现在人群中back58 1923年年1952年，徐道觉等发明用秋水仙碱年，徐道觉等发明用秋水仙碱和低渗法处理细胞以获得更多的中期细胞分和低渗法处理细胞以获得更多的中期细胞分裂现象。裂现象。1956年年,Tjio和和Levan等证实人细胞染色体总等证实人细胞染色体总数为数为46条而不是条而不是48条。条。59HGP人类基因组计划人类基因组计划(human genome project，HGP)有两大任务：有两大任务：结构基因组学结构基因组学功能基因组学功能基因组学
