医学遗传性疾病的分子诊断学习教案

1、会计学1医学医学(yxu)遗传性疾病的分子诊断遗传性疾病的分子诊断第一页，共73页。南方(nnfng)医科大学第2页/共73页第二页，共73页。南方(nnfng)医科大学第3页/共73页第三页，共73页。南方(nnfng)医科大学定义定义(dngy)：直接检测导致遗传性疾病的各种基因突变：直接检测导致遗传性疾病的各种基因突变类型：点突变类型：点突变 缺失缺失 插入插入 倍增倍增前提：基因已经克隆，序列和结构清楚前提：基因已经克隆，序列和结构清楚第4页/共73页第四页，共73页。南方(nnfng)医科大学第5页/共73页第五页，共73页。南方(nnfng)医科大学第6页/共73页第六页，共73页

2、。南方(nnfng)医科大学片段性突变是指DNA分子较大范围发生突变， 碱基的缺失、插入、扩增和重组。第7页/共73页第七页，共73页。南方(nnfng)医科大学检测原理：多态性连锁检测原理：多态性连锁(lin su)分析、关分析、关联分析联分析检测前提检测前提：致病基因尚未被定位和阐明基因太大突变种类太多检测方法检测方法：RFLP，VNTR，STR，SNP第8页/共73页第八页，共73页。南方(nnfng)医科大学检测内容检测内容：大范围的重复、缺失第9页/共73页第九页，共73页。南方(nnfng)医科大学方法方法分辨率分辨率(碱基数碱基数)说明说明细胞分裂中期染色体检细胞分裂中期染色体检

3、测测染色体常规细胞培养至细胞分裂期染色；CGH5 x 106细胞分裂中期染色体作为探针来检测和控制不同的杂交；FISH5 x 104用修饰（如纤维探针）来增强分辨率；阵列阵列CGH5 x 104使用阵列化的细菌人工染色体载体（Bacterial artificial chromosomes，BACs）而非细胞分裂中期染色体作为探针；MAPH不确定将探针与基因组DNA杂交，然后再扩增探针；微卫星微卫星PCR1 x 102取决于缺失区已知的微卫星；差异差异PCR1 x 102要求精心控制起始DNA的质和量，结果为相对量，是一种半定量方法；竞争竞争PCR1 x 102准确，结果为摩尔数，是一种绝对定

4、量方法；Real-time PCR1 x 102成本较高，可有多种方法如Taqman法或分子信标法的SYBR Green染料或探针，应用越来越广泛；长片段长片段 PCR1 x 102检测基因内缺失比重复更有效，可以确定突变的性质。第10页/共73页第十页，共73页。南方(nnfng)医科大学n七、脆性七、脆性X综合综合征征第11页/共73页第十一页，共73页。南方(nnfng)医科大学血红蛋白具有血红蛋白具有4个个亚基组成亚基组成(z chn)的四的四级结构，每个亚基可结合级结构，每个亚基可结合1个血红素并携带个血红素并携带1分子氧分子氧。Hb亚基之间通过亚基之间通过8对盐键，使对盐键，使4个

5、亚基紧密个亚基紧密结合而形成亲水的球状蛋结合而形成亲水的球状蛋白。白。 第12页/共73页第十二页，共73页。南方(nnfng)医科大学16p13.33-p13.11第13页/共73页第十三页，共73页。南方(nnfng)医科大学11 15.5第14页/共73页第十四页，共73页。南方(nnfng)医科大学血红蛋白血红蛋白(xuhng dnbi)(xuhng dnbi)的类型的类型 成人成人(chng rn)Hb (chng rn)Hb ：Hb A Hb A 2 22 2 979798% 98% Hb A2 Hb A2 2 22 22 23 % 3 % 胎儿胎儿HbHb： Hb F Hb F

6、2 22 2G2 2 2G2 2A22A2 胚胎胚胎HbHb： Hb Gower Hb Gower 2 22 2G2 2 2G2 2A22A2 ( (妊娠妊娠1212周内周内) Hb Gower ) Hb Gower 2 22 2 Hb Portland Hb Portland 2 22 2 第15页/共73页第十五页，共73页。南方(nnfng)医科大学第16页/共73页第十六页，共73页。南方(nnfng)医科大学血红蛋白病血红蛋白病hemoglobinopathy 结构结构(jigu)异常血红蛋白病异常血红蛋白病 镰刀状细胞贫血；镰刀状细胞贫血； 不稳定血红蛋白病不稳定血红蛋白病 血红蛋

7、白血红蛋白M病病 氧亲和力改变氧亲和力改变地中海贫血，地中海贫血， 珠蛋白的合成降低或消失珠蛋白的合成降低或消失第17页/共73页第十七页，共73页。南方(nnfng)医科大学正常(zhngchng)细胞镰刀形细胞n镰刀状贫血病血液中大量出现镰刀红细胞，其携带氧的功能只有正常红细胞的一半，患者常因此缺氧窒息。第18页/共73页第十八页，共73页。南方(nnfng)医科大学N-val his leu thr pro glu glu C(146)HbS 肽链肽链HbA 肽肽 链链N-val his leu thr pro val glu C(146)镰刀状细胞贫血分子镰刀状细胞贫血分子(fnz)机

8、制机制 GTG CAT CTG ACT CCT GAG GAGGTG CAT CTG ACT CCT GTG GAG第19页/共73页第十九页，共73页。南方(nnfng)医科大学第20页/共73页第二十页，共73页。南方(nnfng)医科大学S 肽链肽链A肽链肽链 ACT CCT GAG GAGACT CCT GTG GAGRE法法 (Southern Blot)MstII CC TNA GG GG ANT CC1.15 kb0.2 kb1.35 kbASSA第21页/共73页第二十一页，共73页。南方(nnfng)医科大学S 肽链肽链A肽链肽链 ACT CCT GAG GAGACT CCT

9、 GTG GAGRE法法 (PCR-RFLP)DdeI C TNA G G ANT C268 bpASSA175 bp175268 443第22页/共73页第二十二页，共73页。南方(nnfng)医科大学n (5) 用MnlI酶切后，请列出各种可能的情况n（6）结合所学习的知识，请再写出几种可能用于诊断的方法。第23页/共73页第二十三页，共73页。南方(nnfng)医科大学第24页/共73页第二十四页，共73页。南方(nnfng)医科大学地地 中中 海海 贫贫 血血第25页/共73页第二十五页，共73页。南方(nnfng)医科大学（ ）为）为0地贫，地贫，链不能合链不能合成。成。第26页/共

10、73页第二十六页，共73页。南方(nnfng)医科大学临床类型临床类型类类 型型症症 状状正常人正常人静止型静止型 + +地贫杂合子地贫杂合子无症状无症状轻轻 型型（标准型）（标准型） 0 0地贫杂合子地贫杂合子轻度贫血轻度贫血 + +地贫纯合子地贫纯合子血红蛋白血红蛋白H H病病 0 0地贫和地贫和 + +地地贫双重杂合子贫双重杂合子溶血性贫血溶血性贫血Hb BartHb Barts s胎儿胎儿水肿综合征水肿综合征 0 0地贫纯合子地贫纯合子胎儿水肿胎儿水肿第27页/共73页第二十七页，共73页。南方(nnfng)医科大学胎胎 儿儿 水水 肿肿 第28页/共73页第二十八页，共73页。南方(

11、nnfng)医科大学第29页/共73页第二十九页，共73页。南方(nnfng)医科大学第30页/共73页第三十页，共73页。南方(nnfng)医科大学第31页/共73页第三十一页，共73页。南方(nnfng)医科大学第32页/共73页第三十二页，共73页。南方(nnfng)医科大学-地中海贫血临床地中海贫血临床(ln chun)分类分类临临 床床 类类 型型基基 因因 型型基基 因因 产产 物物临临 床床 表表 现现重型重型 地贫地贫 + +/ / + +、 0 0/ / 0 0 0 0/ /0 0、 + +/ / 0 0 链几乎不能合成链几乎不能合成 链合成相对增加链合成相对增加Hb FHb

12、 F和和Hb AHb A2 2增高增高地中海贫血面容地中海贫血面容溶血性贫血（需溶血性贫血（需输血）输血）轻型轻型 地贫地贫 + +/ / A A、 0 0/ / A A0 0/ / A A能合成适量的能合成适量的 链链贫血不明显或轻贫血不明显或轻度贫血度贫血中间型中间型 地地贫贫 + +/ /+ + 链部分合成链部分合成介于重型和轻型介于重型和轻型之间（不需输血）之间（不需输血）遗传性胎儿遗传性胎儿血红蛋白持血红蛋白持续增多症续增多症缺失或突变缺失或突变 链和链和 链合成受抑制链合成受抑制 链合成明显增加链合成明显增加成人成人Hb FHb F持续增持续增加，无症状加，无症状第33页/共73页

13、第三十三页，共73页。南方(nnfng)医科大学患儿颅骨及面颊部骨骼增大，头颅变大，额部隆起，颧高，鼻梁塌陷，两眼距离增宽，眼睑浮肿(fzhng)，形成地中海贫血的特殊面容。第34页/共73页第三十四页，共73页。南方(nnfng)医科大学X线颅骨照片可见颅骨内外板变薄，板障增宽，在骨皮质间出现垂直短发样骨刺第35页/共73页第三十五页，共73页。南方(nnfng)医科大学 -地中海贫血地中海贫血(pnxu)的分的分子基础子基础 地中海贫血已发现地中海贫血已发现100100多种突变类型多种突变类型(lixng)(lixng)，包括点突变，包括点突变和和 基因缺失。基因缺失。 绝大多数绝大多数

14、地中海贫血是由于地中海贫血是由于 基因发生点突变所致，突基因发生点突变所致，突 变涉及基因内及侧翼序列。变涉及基因内及侧翼序列。（1 1）编码区突变）编码区突变（2 2）非编码区突变）非编码区突变（3 3）启动子区突变）启动子区突变（4 4）RNARNA裂解信号突变裂解信号突变（5 5）加帽位点单个碱基突变）加帽位点单个碱基突变第36页/共73页第三十六页，共73页。南方(nnfng)医科大学编码区突变编码区突变(tbin) mRNA稳定性降低或形成无功稳定性降低或形成无功能能mRNA（1）无义突变）无义突变 密码子密码子17：AC 密码子密码子43：GT 0 地贫地贫（2）移码突变）移码突变

15、 密码子密码子71/72：+A 密码子密码子41/42：TCTT 0 地贫地贫（3）起始）起始(q sh)密码突变密码突变 ATGAGG 0 地贫地贫第37页/共73页第三十七页，共73页。南方(nnfng)医科大学 内含子内含子I GTATI GTAT丧失一个剪切信号。丧失一个剪切信号。 新的切点产生新的切点产生 同义突变同义突变激活激活II和和 ExonExon隐蔽隐蔽(ynb)(ynb)裂解位点裂解位点 如：如：GGTAGT GGTAGT 产生新的剪切点产生新的剪切点非编码区突变非编码区突变(tbin) 影响影响mRNA剪切、加剪切、加工过程工过程第38页/共73页第三十八页，共73页。

16、南方(nnfng)医科大学GTATGGTAGTGGTAGT，激活，激活(j hu)(j hu)隐蔽剪隐蔽剪切位点切位点第39页/共73页第三十九页，共73页。南方(nnfng)医科大学启动子区突变启动子区突变 降低降低mRNA的转录的转录(zhun l)效率效率-28-28位位AG AG 突变突变(tbin)(tbin)破坏了破坏了TATA TATA BoxBox。第40页/共73页第四十页，共73页。南方(nnfng)医科大学RNA裂解信号裂解信号(xnho)突变突变 不能准确裂解和加不能准确裂解和加polyA珠蛋白基因珠蛋白基因(jyn) 3侧翼序列中侧翼序列中AATAAAAACAAA加帽

17、位点单个碱基突变加帽位点单个碱基突变 不能准确裂解和加不能准确裂解和加polyA加帽位点发生加帽位点发生AC颠换，影响转录效颠换，影响转录效率。通常是率。通常是mRNA的第一个核苷酸。的第一个核苷酸。第41页/共73页第四十一页，共73页。南方(nnfng)医科大学ND1234658710911第42页/共73页第四十二页，共73页。南方(nnfng)医科大学第43页/共73页第四十三页，共73页。南方(nnfng)医科大学第44页/共73页第四十四页，共73页。南方(nnfng)医科大学第45页/共73页第四十五页，共73页。南方(nnfng)医科大学第46页/共73页第四十六页，共73页。

18、南方(nnfng)医科大学第47页/共73页第四十七页，共73页。南方(nnfng)医科大学第48页/共73页第四十八页，共73页。南方(nnfng)医科大学第49页/共73页第四十九页，共73页。南方(nnfng)医科大学第50页/共73页第五十页，共73页。南方(nnfng)医科大学第51页/共73页第五十一页，共73页。南方(nnfng)医科大学第52页/共73页第五十二页，共73页。南方(nnfng)医科大学第53页/共73页第五十三页，共73页。南方(nnfng)医科大学第54页/共73页第五十四页，共73页。南方(nnfng)医科大学第55页/共73页第五十五页，共73页。南方(nnfng)医科大学第56页/共