遗传咨询（优生学指导课件）

医学遗传学的分支学科医学遗传学的分支学科分子遗传学：用现代分子生物学技术，从基因的结构、突变、表达、调控等方面研究遗传病患者遗传物质分子水平的改变,为遗传病的基因诊断、基因治疗提供策略和手段。

根据不同的研究角度可将医学遗传学分为:细胞遗传学：是在细胞水平的染色体遗传学说基础上发展起来的，它从染色体的结构和行为方面研究染色体的遗传机制及其规律，研究人类染色体的结构、畸变类型、畸变发生频率及与疾病的关系。医学遗传学的分支学科生物化学遗传学：应用生物化学的方法,研究遗传物质的理化性质、蛋白质的生物合成、机体代谢的调控、基因突变及其机制等医学遗传学的分支学科群体遗传学：研究群体的基因行为,探讨人类正常性状和病理性状在群体中的分布及变迁规律，辨析遗传因素和环境因素在疾病中的作用，为遗传病的群体监控和预防制订对策和措施。医学遗传学的分支学科免疫遗传学：研究免疫反应的遗传基础与遗传控制，从分子水平阐明人类免疫现象的遗传和变异规律以及与遗传有关的免疫性疾病的遗传背景，为临床实践中的输血、器官移植等提供理论基础。医学遗传学的分支学科体细胞遗传学：通过离体培养的体细胞研究DNA复制、基因突变、基因调控、细胞分化、个体发育、肿瘤细胞的形成机制等。医学遗传学的分支学科肿瘤遗传学：着重研究肿瘤发生、发展的遗传因素,肿瘤细胞形成、发展和转移的遗传规律。近年来，对癌基因和抗癌基医广泛而深入的研究，开辟了肿瘤发生机制、肿瘤诊断与肿瘤治疗研究的新领域。医学遗传学的分支学科药物遗传学：研究药物反应个体差异的遗传学基础，在理论上阐明药物反应遗传易感性的物质基础，在实践上为指导医生遵循用药的个体化原则提供理论根据。医学遗传学的分支学科临床遗传学：运用医学遗传学理论知识，通过家系调查和各项临床检查来诊断、治疗和预防遗传病。医学遗传学的分支学科毒理遗传学：遗传学方法研究环境中的有害因子对人类遗传物质的毒理效应及其产生机理的一门学科。医学遗传学的分支学科辐射遗传学：主要研究各种电离辐射对人类的遗传效应。当电离辐射作用于人类生殖细胞的遗传物质时，可诱发基因突变进而使后代罹患各种遗传病。医学遗传学的分支学科发育遗传学：主要研究人类发育过程中的遗传控制，即研究发育或细胞分化过程中不同阶段的基因表达和调控等向题。医学遗传学的分支学科行为遗传学：研究遗传因素与人类行为之间的关系的科学。其研究内容主要有人类智力的遗传基础和人类异常行为的遗传基础等。医学遗传学的分支学科医学遗传学的概念遗传：子代与亲代相似的现象“种瓜得瓜、种豆得豆”“龙生龙、凤生凤”变异：子代与亲代、子代个体间的差异“一母生九子、连母十个样”一、遗传与变异的概念遗传学：研究生物遗传和变异规律的科学医学遗传学：研究人类遗传性疾病的发生机制、传递规律、再发风险、诊断、

治疗、预后及预防的一门科学二、遗传与变异的概念医学遗传学研究方法和技术医学遗传学的研究方法和技术系谱分析法：根据先证者的线索，调查家庭成员发病情况，绘制成系谱图进行分析。按照单基因遗传病系谱特点进行分析，可确定某疾病是否是单基因遗传病及其遗传方式，以便开展遗传咨询及产前诊断。医学遗传学的研究方法和技术群体筛查法：研究群体遗传学的一种基本方法。通过选定某一人群采用一种或几种简便并有一定准确性的方法，对某种遗传病或性状进行普查。在群体筛查时，要排除环境因素对疾病的影响的可能性。医学遗传学的研究方法和技术双生子法：通过比较单卵双生或双卵双生子在某一疾病或性状的发生一致性，估计该疾病或性状发生中遗传因素所起作用的大小。一般用发病一致率来表示:发病一致率(%)=同病双生子对数/总双生子(单卵或双卵)对数×100%医学遗传学的研究方法和技术染色体分析法：染色体技术和人类性染色质（X染色质和Y染色质）的研究结果可广泛应用于染色体异常疾病的诊断、性别鉴定、产前诊断和遗传咨询等。基因的概念与分类基因：是具有特定遗传效应的DNA片段，是遗传基本单位，即基因是能够表达基因产物的完整DNA片段。（一）基因的概念（二）基因的分类细胞核基因：位于细胞核内的染色体上细胞质基因：真核生物为线粒体基因根据基因在细胞内分布的部位：（三）基因的分类根据基因的功能：结构基因：能决定某种多肽链氨基酸种类和排列顺序。调控基因：指某些能调节和控制结构基因表达的基因。基因突变的概念与一般特性基因突变：是指基因在结构上发生的碱基对组成或排列顺序上的改变。（一）基因突变的概念基因突变可发生在生殖细胞、体细胞中（二）基因突变的一般特性1.有害性多数的基因突变对生物来说是有害的，会对生物体产生不利的影响。如体细胞中的基因突变通常是肿瘤或癌症发生的病理学基础，生殖细胞中的基因突变则是大多数人类遗传性疾病发生的根本原因。（二）基因突变的一般特性2.稀有性生物界基因突变是一种普遍现象，但基因突变的自然发生频率还是很低的。在人类生殖细胞突变率大约为10-6-10-4，其他高等生物生殖细胞的突变率仅为10-8-10-5。（二）基因突变的一般特性3.随机性生物界每种生物的基因突变都是随机发生的。（二）基因突变的一般特性4.多向性任何基因都有向多个不同方向发生突变的可能，形成多个突变的等位基因，即复等位基因。在群体中，复等位基因由位于某对同源染色体同一基因位置上的两个以上的基因组成，决定同一类性状表达。（二）基因突变的一般特性5.重复性基因突变在自然界总是以一定的频率重复发生的，同种生物间，相同的基因突变可以在不同的个体间重复发生。如人类镰刀形红细胞贫血症的基因突变。（二）基因突变的一般特性6.可逆性基因突变是可逆的，可以由原有基因突变为突变基因，也可以由突变基因转变为原有基因，前者称为正向突变，后者称为回复突变。通常正向突变的频率要高于回复突变的频率。基因突变的诱发因素自发突变：在自然条件下，没有经过人工处理的突变诱发突变：在外界因素的干预下，经过人工处理的突变。自发突变和诱发突变都是由于各种内外环境因素的影响而产生的。

这些能够引起生物细胞基因突变的内外环境因素称为诱变剂。诱变剂的种类繁多，可以归纳为生物因素、物理因素和化学因素等类型。

基因突变基因突变的诱发因素1.物理因素基因突变可发生在生殖细胞、体细胞中。自然界中的紫外线照射会造成细胞内遗传物质损伤，产生基因突变。电离和电磁辐射达到一定的照射强度和剂量也会导致遗传物质损伤，产生基因突变。基因突变的诱发因素1.化学因素基因突变可发生在生殖细胞、体细胞中。生活、工作环境中各类化学物质，如食品添加剂、药品、废气、废水等，大量的羟胺类、亚硝酸类、碱基类、芳香族类、烷化剂类化学物质，能够造成原有基因中碱基分子结构或序列发生变化，导致基因突变。基因突变的诱发因素1.生物因素基因突变可发生在生殖细胞、体细胞中。一些病毒如HIV、风疹病毒等是导致基因突变的因素，可以通过插入生物的DNA序列而引起生物基因突变。一些细菌和真菌也可以引起基因突变，如黄曲霉就能引起基因突变。人类基因组计划二倍体生物的生殖细胞中所含有的全套染色体称为一个染色体组。一个染色体组中的全部基因称为一个基因组。细胞核基因

线粒体基因指储存在本物种生殖细胞中的全套的遗传物质。人类线粒体DNA，共含有16569bp，基因组内共有基因37个人类基因组（一）细胞核基因组一、单一序列：是单拷贝的DNA序列。主要是结构基因。占人类基因组中DNA总量60％～65％二、重复序列：指拷贝数＞102的DNA序列，占人类基因组30％～35％，大多没有编码功能。（一）线粒体基因组一、线粒体：是一种半自主性的细胞器二、线粒体基因组：位于线粒体内，独立存在，包含16569个碱基对，37个基因（蛋白质基因13个、rRNA基因2个、tRNA基因22个），人类线粒体DNA结构为双链环状，遗传方式为母系遗传。人类基因组计划人类基因组计划的出现20世纪70年代，Sanger等开始病毒全基因组测序1984年，完成了噬菌体фX174(5386bp)、人线粒体基因组(16kb)等的全测序1984年，美国Utah州，能源部召开的会议上讨论了测定整个基因组DNA的意义与前景1985年，美国能源部的‘HGP’草案形成1986年，Dulbecco在Science发表HGP的短文1988年，Watson主持成立‘美国国家人类基因组研究中心’1990年，美国国会批准本国的‘HGP’，正式启动癌症研究的转折点——人类基因组的全序列分析

RenatoDulbecco，Science1986回顾了70年代以来癌症研究的进展，使人们认识到包括癌症在人类疾病的发生，都与基因直接、间接有关；同时指出，要么仍处在零打碎敲的方法研究，要么从整体上研究和分析整个人类基因组及其序列。这一计划的意义重大。这样的工作是任何一个实验室难以单独承担的项目。这个世界所发生的一切事情，都与这一人类的DNA序列息息相关。一、HGP的研究目标及内容总体目标：15年内投入30亿美元，完成人类24条染色体的3×109bp

核苷酸序列分析1993年马里兰会议上进行修订，内容包括：

1.基因组制图（遗传图谱、物理图谱、序列图谱、基因图谱）

2.基因的定位与分析

3.基因组研究技术的建立、改进

4.模式生物基因组的图谱绘制及测序

5.相关课题的研究

遗传图谱

又称基因连锁图谱，是表示基因或DNA标志在染色体上的相对位置与遗传距离的基因组图，反映染色体上两点之间的连锁关系。遗传图谱是以细胞减数分裂时同源染色体发生交换的DNA区段为标记。

基因组制图物理图谱

指DNA序列上两点之间的实际距离。其目标是在基因组中每100kb设一个标志点（即“路标”），目前最满意的是以已定位的DNA序列STS（序列标记位点）作为“路标”，以DNA的实际长度（bp，kb，Mb）为“图距”绘制物理图谱。

基因组制图转录图谱又称基因图谱，是以表达序列标签（EST）为标志绘制的图谱。在获得足够多的EST序列后，对这些EST片段进行染色体定位，最终绘制成一张可表达的基因图——转录图谱。

基因组制图序列图谱

人类基因组计划最终要测定出由3×109bp核苷酸组成的人基因组DNA的全部序列。DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程，通过测序得到基因组的序列图谱。

基因组制图人类基因组计划的步伐1990年，HGP正式启动，誉为“生物学的阿波罗登月计划”1993年，对HGP的目标进行了修正1998年，秀丽线虫基因组测序完成；同年5月，celera公司

宣布加入HGP。HGP的进程走了一半1999年，中国获准加入该计划，测1％的基因组，也就是3号

染色体上的30Mb。2000年，HGP科学家、美国总统克林顿以及celera公司负

责人同时宣布人类基因组序列的“工作框架图”完成2003年4月14日，人类基因组计划宣布完成

人类基因组计划的研究价值医学领域：将人类感知生命的里程提高到分子水平阶段，大大加速人们对疾病基因的鉴定生命科学领域：阐明基因的结构与功能关系，细胞的发育、生长、分化的分子机理，疾病发生的机理等，有利于理解生物是如何进化的促进生命科学与信息科学相结合：生物信息学技术经济价值：医药、保健、农业和食品制造等产业

二、人类基因组计划的后基因组时代

功能基因组学：基因功能鉴定、基因表达分析及突变检测蛋白质组学：分析基因编码产物——蛋白质的结构、功能和蛋白质

群体内相互作用

三、人类基因组计划对人类的重要意义

揭示疾病的基因机制

人类基因组计划在其他方面的意义：

基因工程药物；诊断和研究试剂产业、基因和抗体试剂盒、诊断研究用生物芯片、疾病和筛选模型；胚胎和成年期干细胞、克隆技术、器官再造；筛选药物的靶点；生物产业等

减数分裂减数分裂有性生殖中，生殖细胞的一种特殊的有丝分裂DNA只复制一次（染色体复制一次）细胞分裂两次，一个母细胞分裂为四个子细胞子细胞的染色体数目为母细胞染色体数目一半。

第一次减数分裂间期Ⅰ分裂期Ⅰ减数分裂

过程第二次减数分裂前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ前期Ⅰ中期Ⅰ后期Ⅰ末期Ⅰ间期Ⅱ分裂期Ⅱ

第一次减数分裂①持续时间较长②合成大量RNA和蛋白质③DNA复制（含量增加一倍）④为分裂所需物质和能源做准备间期Ⅰ

①细线期：染色质转变为染色体，

每条染色体由两条染色单体构成②偶线期：同源染色体配对（联会）③粗线期：非姐妹染色单体交叉互换

④双线期：同源染色体互换完成⑤终变期：核膜、核仁消失，纺缍体形成前期Ⅰ

间期Ⅰ前期Ⅰ前期Ⅰ以生殖细胞染色体数4条为例染色体4DNA8

①染色体高度浓缩，呈现典型的

染色体形态特征；②同源染色体排列在细胞的中央

的赤道板上。中期Ⅰ前期Ⅰ中期Ⅰ染色体4DNA8

①同源染体分离，分别向细胞

两极移动②非同源染色体自由组合。后期Ⅰ后期Ⅰ中期Ⅰ染色体4DNA8

①染色体转变为染色质；②纺缍体消失，核膜、核仁重新出现③细胞质分裂，形成两个子细胞④子细胞染色体数目减半。末期Ⅰ染色体2DNA4

末期Ⅰ后期Ⅰ第一次减数分裂

间期前期Ⅰ中期Ⅰ后期Ⅰ末期Ⅰ第二次减数分裂①持续时间较短②无新DNA合成③细胞中染色体数目已经减半间期Ⅱ

第二次减数分裂①前期Ⅱ：染色质转变为染色体，纺

缍体形成，核膜、核仁消失②中期Ⅱ：染色体位于赤道板③后期Ⅱ：姐妹染色单体分离④末期Ⅱ：染色体转变为染色质，纺