医学遗传学群体遗传学

医学遗传学群体遗传学医学遗传学群体遗传学1/42群体：指一个物种生活在某一地域内、能相互杂交个体群，也称为孟德尔式群体(Mendelianpopulation)。第一节基本概念基因库：一个群体所含有全部遗传信息称为基因库(genepool)。医学遗传学群体遗传学2/42基因频率(genefrequency)：指群体中某特定等位基因数量占该基因座全部等位基因总数比率。任何基因座位上全部基因频率总和等于1。基因型频率(genotypefrequency)：指群体中某特定基因型个体占全部个体数比率。任何群体各个基因型频率总和等于1。第二节群体中遗传平衡医学遗传学群体遗传学3/42对于共显性和不完全显性性状有一对等位基因A

和a基因A

频率为p

基因a

频率为q基因型AA

频率为D基因型Aa

频率为H

基因型aa

频率为R基因频率和基因型频率医学遗传学群体遗传学4/42Hardy-Weinberg定律遗传平衡定律(lawofgeneticequilibrium)D.H.HardyW.Weinberg医学遗传学群体遗传学5/42一定条件下，群体中基因频率和基因型频率在世代传递中保持不变。假如一个群体到达了这种状态，就是一个遗传平衡群体。1.群体很大2.随机婚配3.没有突变4.没有自然选择5.没有大规模迁移Hardy-Weinberg定律遗传平衡定律(lawofgeneticequilibrium)医学遗传学群体遗传学6/42Hardy-Weinberg定律遗传平衡定律(lawofgeneticequilibrium)每个世代基因频率保持不变。p＋q＝1基因型频率按以下分布展开精子f(A)＝pf(a)＝q卵子f(A)＝pp2pqf(a)＝qpqq2医学遗传学群体遗传学7/42p2＋2pq＋q2＝1p2:基因型AA频率2pq:基因型Aa频率q2:基因型aa频率Hardy-Weinberg定律遗传平衡定律(lawofgeneticequilibrium)每个世代基因频率保持不变。p＋q＝1基因型频率按以下分布展开医学遗传学群体遗传学8/42p2＋2pq＋q2＝1Hardy-Weinberg定律遗传平衡定律(lawofgeneticequilibrium)每个世代基因频率保持不变。p＋q＝1基因型频率按以下分布展开一个不平衡群体只要经过一个世代随机婚配就能够到达遗传平衡。医学遗传学群体遗传学9/42f(a)=qf(A)=1－q=q2Hardy-Weinberg定律医学遗传学群体遗传学10/42隐性表型频率(发病率)＝隐性致病基因型频率q

＝

q2p

＝1－q

常染色体隐性遗传病(AR)基因频率计算2pqq2≈2qq2＝2q2pq≈

2q＝隐性表型频率＝发病率医学遗传学群体遗传学11/42p

＝1－q

基因频率计算常染色体显性遗传病(AD)2pqp2＋2pq≈1H

＝2pq≈

2pq

＝

q2＝正常人频率医学遗传学群体遗传学12/42性别女性男性基因型XAXAXAXaXaXaXAYXaY基因型频率p22pqq2pq男性表型频率＝男性基因型频率＝群体基因频率女性纯合体频率为男性对应表型频率平方XD中，男女发病百分比为p/(p2＋2pq)＝1/2XR中，男女发病百分比为q/q2＝1/q基因频率计算X连锁基因医学遗传学群体遗传学13/42突变率(mutationrate)：每个基因都有一定突变率，用每一世代中每百万个基因中有n个基因发生突变，即n×10－6/基因/代。一、突变第三节影响群体遗传平衡原因医学遗传学群体遗传学14/42突变一对等位基因A

和af(A)＝p，突变率为uf(a)＝q，突变率为vq＝uu

＋

vp＝vu

＋

vp＝qv;q＝pu医学遗传学群体遗传学15/42二、选择选择(selection)：指因为基因型差异而造成生存能力和生育能力差异。惯用适合度和选择系数来表示。适合度(fitness)：是指一定环境条件下，某种基因型个体能生存并能将他基因传给后代能力。普通用相对生育率(relativefertility)来衡量。选择系数(selectioncoefficient，S)：选择作用惯用选择系数来表示。S代表在选择作用下，降低适合度，S＝1－f。医学遗传学群体遗传学16/42几个遗传病患者适合度

遗传病适合度黑矇性痴呆0视网膜母细胞瘤0软骨发育不全0.2甲型血友病0.29遗传性舞蹈症男0.82女1.25镰状细胞贫血0镰状细胞贫血(携带者)疟疾区1.26医学遗传学群体遗传学17/42选择与突变间平衡选择和突变对群体遗传结构作用方向恰好相反突变选择01234567891011有害基因数目频率医学遗传学群体遗传学18/42选择与突变间平衡在一个遗传平衡群体中，选择压力和突变压力基本上维持着平衡。选择压力(selectionpressure)突变压力(mutationpressure)选择和突变对群体遗传结构作用方向恰好相反医学遗传学群体遗传学19/42选择与突变间平衡AD遗传病v＝Sp＝S×1/2H

AR遗传病u＝Sq2XR遗传病u

＝Sq/3

XD遗传病v

＝Sp医学遗传学群体遗传学20/42选择压力改变对遗传平衡影响选择压力增强n1qn＝1q－AD遗传病AR遗传病医学遗传学群体遗传学21/42选择压力改变对遗传平衡影响选择压力放松AD遗传病AR遗传病q＋M×10－6×n=2qqM×10－6n＝医学遗传学群体遗传学22/42三、近亲婚配近亲(closerelative)是指在3～4代以内有共同祖先个体间关系，他们之间婚配称为近亲婚配(consanguineousmarriage)。医学遗传学群体遗传学23/42亲缘系数(coefficientofrelationship)：因为继承关系，亲属间含有相同基因可能性。近婚系数(inbreedingcoefficient，F)：近亲婚配使儿女从婚配双方得到祖先同一基因概率。近亲系数医学遗传学群体遗传学24/42兄妹婚配(一级亲属)SA1A2A3A4A1A1A2A2A3A3A4A4医学遗传学群体遗传学25/42舅甥女婚配(二级亲属)SA1A2A3A4A1A1A2A2A3A3A4A4医学遗传学群体遗传学26/42半同胞婚配A1A2A3A4A1A1A2A2A5A6S医学遗传学群体遗传学27/42近亲系数估算F＝4×(1/2)n&F＝2×(1/2)n4×:两个共同祖先(4条染色体)n＝2×世代数2×:一个共同祖先(2条染色体)n:传递步骤n＝世代数1＋世代数2医学遗传学群体遗传学28/42X连锁基因女性有两条X染色体，可形成纯合子；男性只有一条X染色体，是个半合子。所以，只需计算女性近婚系数F。因为交叉遗传：男性X连锁基因一定传给女儿，传递概率为1男性X连锁基因不会传给儿子，传递概率为0X连锁基因近亲系数医学遗传学群体遗传学29/42姨表兄妹婚配(三级亲属)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S医学遗传学群体遗传学30/42舅表兄妹婚配(三级亲属)SX1YX2X3X1X1X2X2X3X3医学遗传学群体遗传学31/42姑表兄妹婚配(三级亲属)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S医学遗传学群体遗传学32/42堂表兄妹婚配(三级亲属)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S医学遗传学群体遗传学33/42平均近婚系数(averageinbreedingcoefficient，a)评定近亲婚配对群体危害时，平均近婚系数(a)有主要意义。平均近亲系数a

=ΣMi•FiNa＞0.01医学遗传学群体遗传学34/42四、迁移迁移(migration)：指含有某一基因频率群体部分个体因某种原因迁入与其基因频率不一样另一群体中，并杂交定居，从而改变迁入群体基因频率，这种影响也称迁移压力(migrationpressure)。基因流：迁移压力增强可使一些基因从一个群体有效地散布到另一个群体中，称为基因流(geneflow)。医学遗传学群体遗传学35/42五、随机遗传漂变----因为某种机会，某一等位基因频率在群体（尤其是在小群体）中出现世代传递波动现象称为遗传漂变（geneticdrift），也称为随机遗传漂变（randomgeneticsdrift）。----这种波动改变造成一些等位基因消失，另一些等位基因固定，从而改变了群体遗传结构。

医学遗传学群体遗传学36/42孤岛模型：有一对等位基因A和a，频率各为0.5AA×AAAA×AaAA×AaAA×aaAa×AaAa×AAaa×AAAa×AAAa×AaAa×AaAa×AaAa×aaaa×Aaaa×AaAa×aaaa×aaAAAaAaaaAAAaAaaaAA×AAaa×aa随机遗传漂变医学遗传学群体遗传学37/4201020304050607080901001101201301401501.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1世代数25人基因A频率2500人250人随机遗传漂变医学遗传学群体遗传学38/42美洲印第安人ABO血型频率Blackfeet:IA0.5随机遗传漂变北美：IA0.018;IB0.009;i0.973医学遗传学群体遗传学39/42第四节遗传负荷遗传负荷(geneticload)

：一个群体因