医学遗传学考试重点整理知识点复习考点归纳总结Word格式.docx
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⑴人群中女性患者数目约为男性患者的2倍,前者病情通常较轻
⑵患者双亲中一方患病;
如果双亲无病,则来源于新生突变
⑶由于交叉遗传,男性患者的女儿全部都为患者,儿子全部正常;
女性杂合子患者的子女中各有50%的可能性发病
⑷系谱中常可看到连续传递现象,这点与常染色体显性遗传一致
如果决定一种遗传病的致病基因位于X染色体上,且为隐性基因,即带有致病基因的女性杂合子不发病,称为X连锁隐性(XR)遗传病。
(血友病A)
X连锁隐性遗传的遗传特征
⑴人群中男性患者远较女性患者多,在一些罕见的XR遗传病中,往往只看到男性患者
⑵双亲无病时,儿子有1/2的可能发病,女儿则不会发病,表明致病基因是从母亲传来的;
如果母亲不是携带者,则来源于新生突变
⑶由于交叉遗传,男性患者的兄弟、舅父、姨表兄弟、外甥、外孙等也有可能是患者;
患者的外祖父也可能是患者,这种情况下,患者的舅父一般不发病
⑷系谱中常看到几代经过女性携带者传递、男性发病的现象;
如果存在女性患者,其父亲一定是患者,母亲一定是携带者
不完全显性也称为半显性遗传,它是杂合子Aa的表型介于显性纯合子AA和隐性纯合子aa表型之间的一种遗传方式,即在杂合子Aa中显性基因A和隐性基因a的作用均得到一定程度的表现。
共显性是一对等位基因之间,没有显性和隐性的区别,在杂合子个体中两种基因的作用都完全表现出来。
例如人类的ABO血型系统、MN血型系统和组织相容性抗原等都属于这种遗传方式。
带有显性致病基因的杂合子(Aa)在生命的早期,因致病基因并不表达或表达尚不足以引起明显的临床表现,只在达到一定的年龄后才表现出疾病,称为延迟显性。
表现度是在不同遗传背景和环境因素的影响下,相同基因型的个体在性状或疾病的表现程度上产生的差异。
例如常染色体显性遗传的成骨不全Ⅰ型,主要症状有多发性骨折、蓝色巩膜、传导性或混合性耳聋。
由于表现度的不同,轻症患者只表现出蓝色巩膜;
重症患者可表现出早发、频发的骨折,耳聋和牙本质发育不全等症状。
在一个家庭中即可看到受累器官的差异及严重程度的不同,称为表现度不一致。
基因的多效性是一个基因可以决定或影响多个性状。
遗传异质性是一种遗传性状可以由多个不同的遗传改变所引起。
遗传异质性又可分为基因座异质性和等位基因异质性。
一个个体来自双亲的某些同源染色体或等位基因存在着功能上的差异,因此当它们发生相同的改变时,所形成的表型却不同,这种现象称为遗传印记,也称基因组印记或亲代印记。
限性遗传是指位于常染色体上的基因,由于基因表达的性别限制,只在一种性别表现,而在另一种性别则完全不能表现。
这主要是由于男女性在解剖学结构上的性别差异造成的,也可能受性激素分泌方面的差异限制。
如女性的子宫阴道积水症,男性的前列腺癌等。
在多基因性状中,每一对控制基因的作用是微小的,故称为微效基因。
若干对基因作用积累之后,可以形成一个明显的表型效应,称为累加效应,所以这些基因也称累加基因,这些基因相互之间没有显隐性之分,也就是说是共显的。
多基因性状往往受环境因子的影响较大,因此这类性状或疾病也称为复杂性状或复杂疾病。
微效基因所发挥的作用并不是等同的,可能存在一些起主要作用的所谓主基因,也就是说各个基因的贡献率是不相同的。
在多基因遗传病中,遗传基础是由多基因构成的,它部分决定了个体发病的可能性。
这种由遗传基础决定一个个体患病的风险称为易感性。
由于环境对多基因遗传病产生较大影响,因此学术界将遗传因素和环境因素共同作用决定一个个体患某种遗传病的可能性称为易患性。
在一定的环境条件下,易感性高低可代表易患性高低。
当一个个体易患性高到一定限度就可能发病。
这种由易患性所导致的多基因遗传病发病最低限度称为发病阈值。
阈值代表患病所必需的、最低的易患基因的数量。
遗传度(又称为遗传率)是在多基因疾病形成过程中,遗传因素的贡献大小。
H=b/r(b为亲属易患性对先证者易患性的回归系数;
r为亲属系数)
已知一般人群患病率:
b=(Xg-Xr)/ag(Xg为一般群体易患性平均值与阈值之间的标准差数;
Xr为先证者亲属易患性平均值与阈值之间的标准差数;
ag为一般群体易患性平均值与一般群体中患者易患性平均值之间的标准差数)
在随机婚配的大群体中,在没有受到外在因素影响的情况下,显性性状并没有随着隐性性状的减少而增加,不同基因型的相对频率在一代代传递中保持稳定,这就是Hardy-Weinberg平衡定律。
近亲的程度可以用亲缘系数(r)来表示。
亲缘系数有共同祖先的两个人,在某一基因座上带有相同基因的概率。
按照等位基因的分离规律,每传一代得到其中一个等位基因的概率是1/2,双亲和子女之间的亲缘系数为1/2,同胞之间的亲缘系数也是1/2
近亲婚配中的2人,他们可能从共同祖先继承到同一基因,婚后又可能把同一基因传递到他们子女,这样,子女的这一对基因就是相同的。
近亲婚配使子女得到这样一对相同基因的概率,称为近婚系数(F)。
一级亲属间的近婚系数就是F=1/4。
二级亲属近婚系数F=1/8。
三级亲属的近婚系数F=1/16。
适合度(f)是一定环境条件下,某一基因型个体能够生存并能将基因传给后代的相对能力。
选择反映了环境因素对特定表型或基因型的作用,它可以是正性选择,也可以是负性选择。
实际上对特定缺陷的表型往往由于生育力下降,呈现负性选择。
选择系数(s)指在选择作用下适合度降低的程度,用s表示。
s反映了某一基因型在群体中不利于存在的程度,因此s=1-f。
对于某些常染色体隐性遗传病,杂合子比正常纯合子具有更高的适合度,称之为“杂合子优势”
突变是遗传物质发生的改变,这种变化的频率称为突变率,用每代每个配子中每个基因座的突变数量来表示。
由突变引起的群体基因频率改变十分缓慢。
常染色体显性疾病μ=sp或μ=1/2I(1-f)
常染色体隐性疾病μ=sq2或μ=I(1-f)(不适合杂合子优势)
X-连锁隐性疾病μ=1/3sq或μ=1/3I(1-f)
μ:
每代每个基因的突变率
p和q:
基因频率
s:
选择系数
f:
适合度=1-s
I:
人群中该性状的频率(发生率)
遗传负荷是由群体中导致适合度下降的所有有害基因构成,遗传负荷主要有突变负荷和分离负荷,受近亲婚配和环境因素的影响。
人类染色体:
1.染色体命名的一般规则:
每一染色体都以着丝粒为界标,分成短臂(p)和长臂(q)。
区和带的序号均从着丝粒为起点,沿着每一染色体臂分别向长臂、短臂的末端依次编号为1区、2区、……,以及1带、2带……。
界标所在的带属于此界标以远的区,并作为该区的第1带。
被着丝粒一分为二的带,分别归属于长臂和短臂,分别标记为长臂的1区1带和短臂的1区1带。
描述一特定带时需要写明以下4个内容:
①染色体序号;
②臂的符号;
③区的序号;
④带的序号。
例如:
1p31表示第1号染色体,短臂,3区,1带。
2.染色体的形态:
在有丝分裂中期的染色体的形态是最典型的,可以在光学显微镜下观察,常用于染色体研究和临床上染色体病的诊断。
每一中期染色体都具有两条染色单体,互称为姐妹染色单体,它们各含有一条DNA双螺旋链。
两条单体之间由着丝粒相连接,着丝粒将染色体划分为短臂(p)和长臂(q)两部分。
染色体上的着丝粒位置是恒定不变的,根据染色体着丝粒的位置可将染色体分为4种类型:
①中着丝粒染色体,着丝粒位于或靠近染色体中央。
若将染色体全长分为8等份,则着丝粒位于染色体纵轴的1/2~5/8之间,着丝粒将染色体分为长短相近的两个臂;
②亚中着丝粒染色体,着丝粒位于染色体纵轴的5/8~7/8之间,着丝粒将染色体分为长短不同的两个臂;
③近端着丝粒染色体,着丝粒靠近一端,位于染色体纵轴的7/8~末端之间,短臂很短;
④端着丝粒染色体,着丝粒位于染色体的末端,没有短臂。
人类染色体只有前三种类型,即中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体和近端着丝粒染色体三种。
3染色体显带:
显带染色体是染色体标本经过一定程序处理,并用特定染料染色,使染色体沿其长轴显现明暗或深浅相间的横行带纹,称为染色体带,这种使染色体显带的方法,称为显带技术。
它能显示染色体本身更细微的结构,有助于准确地识别每一条染色体及诊断染色体异常疾病。
显带技术主要有G带分析、C带分析、Q带分析、R带分析、T带分析、N带分析和高分辩染色体技术等。
4.染色体核型:
一个体细胞中的全部染色体,按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像就称为核型。
将待测细胞的核型进行染色体数目、形态特征的分析,确定其是否与正常核型完全一致,称为核型分析。
5.染色体数目异常:
以人二倍体数目为标准,体细胞的染色体数目(整组或整条)的增加或减少,称为染色体数目畸变。
包括整倍体改变和非整倍体改变两种形式。
6染色体结构畸变:
染色体结构畸变的发生受多种因素的影响,如物理因素、化学因素、生物因素和遗传因素等。
在这些因素的作用下,首先是染色体发生断裂,然后是断裂片段的重接。
断裂的片段如果在原来的位置上重新接合,称为愈合或重合,即染色体恢复正常,不引起遗传效应。
如果染色体断裂后未在原位重接,也就是断裂片段移动位置与其他片段相接或者丢失,则可引起染色体结构畸变又称染色体重排。
无论数目畸变,还是结构畸变,其实质是涉及染色体或染色体节段上基因群的增减或位置的转移,使遗传物质发生了改变,结果都可以导致染色体异常综合征,或染色体病。
7.染色体病:
染色体数目或结构异常引起的疾病称为染色体病。
8.与染色体数目异常相关的疾病:
单体综合征、三体综合症、21三体综合症、罗伯逊易位(平衡易位)、Turner综合征
染色体畸变可发生在细胞周期的任何一个阶段。
与染色体结构畸变相关的疾病:
猫叫综合征、
线粒体遗传:
1.线粒体DNA的特点:
线粒体DNA(mtDNA)是独立于细胞核染色体外的又一基因组,被称为人类第25号染色体,遗传特点表现为非孟德尔遗传方式,又称核外遗传。
mtDNA分子量小,结构简单,进化速度快,无组织特异性,具有特殊的结构特征、遗传特征和重要功能,而且在细胞中含量丰富(几乎每个人体细胞中都含有数以百计的线粒体,一个线粒体内有2~10个拷贝的DNA),易于纯化,是研究基因结构和表达、调控的良好模型,在人类学、发育生物学、分子生物学、临床医学、法医学等领域受到广泛的重视,并取得令人瞩目的成就。
2.线粒体遗传的母系遗传:
在精卵结合时,卵母细胞拥有上百万拷贝的mtDNA,而精子中只有很少的线粒体,受精时几乎不进入受精卵,因此,受精卵中的线粒体DNA几乎全都来自于卵子,来源于精子的mtDNA对表型无明显作用,这种双亲信息的不等量表现决定了线粒体遗传病的传递方式不符合孟德尔遗传,而是表现为母系遗传,即母亲将mtDNA传递给她的儿子和女儿,但只有女儿能将其mtDNA传递给下一代
3.遗传瓶颈效应:
异质性在亲子代之间的传递非常复杂,人类的每个卵细胞中大约有10万个mtDNA,但只有随机的一小部分(2~200个)可以进入成熟的卵细胞传给子代,这种卵细胞形成期mtDNA数量剧减的过程称“遗传瓶颈效应”。
瓶颈效应限制了其下传的mtDNA的数量及种类,造成子代个体间明显的异质性差异,甚至同卵双生子也可表现为不同的异质性水平。
4.异质性:
在克隆和测序的研究中发现一些个体同时存在两种或两种以上类型的mtDNA,称为异质性。
一般表现为:
同一个体不同组织、同一组织不同细胞、同一细胞甚至同一线粒体内有不同的mtDNA拷贝;
②同一个体在不同的发育时期产生不同的mtDNA。
5.阈值效应:
能引起特定组织器官功能障碍的突变mtDNA的最少数量称阈值。
在特定组织中,突变型mtDNA积累到一定程度,超过阈值时,能量的产生就会急剧地降到正常的细胞、组织和器官的功能最低需求量以下,引起某些器官或组织功能异常,其能量缺损程度与突变型mtDNA所占的比例大致相当。
6.线粒体遗传具有半自主性
7.高频突变:
mtDNA突变率比nDNA高10~20倍,其原因有以下几点:
①mtDNA中基因排列非常紧凑,任何mtDNA的突变都可能会影响到其基因组内的某一重要功能区域;
②mtDNA是裸露的分子,不与组蛋白结合,缺乏组蛋白的保护;
③mtDNA位于线粒体内膜附近,直接暴露于呼吸链代谢产生的超氧粒子和电子传递产生的羟自由基中,极易受氧化损伤。
如:
mtDNA链上的脱氧鸟苷(dG)可转化成羟基脱氧鸟苷(8-OH-dG),导致mtDNA点突变或缺失;
④mtDNA复制频率较高,复制时不对称。
亲代H链被替换下来后,长时间处于单链状态,直至子代L链合成,而单链DNA可自发脱氨基,导致点突变;
⑤缺乏有效的DNA损伤修复能力。
确定一个mtDNA是否为致病性突变,有以下几个标准:
突变发生于高度保守的序列或发生突变的位点有明显的功能重要性;
②该突变可引起呼吸链缺损;
③正常人群中未发现该mtDNA突变类型,在来自不同家系但有类似表型的患者中发现相同的突变;
④有异质性存在,而且异质性程度与疾病严重程度正相关。
8.线粒体遗传的特点:
高频突变、母系遗传、分配的随机性、阈值效应
免疫遗传学:
ABO血型系统:
ABO血型系统是正常人血清中已知惟一存在天然抗体的血型系统。
除红细胞外,许多其他组织细胞中(如淋巴细胞、血小板、内皮细胞和上皮细胞等)也存在该系统的抗原,因此红细胞外的ABO系统又称为组织血型抗原,它是输血和器官移植中重要的血型系统。
此外,80%的汉族个体的体液中(脑脊液除外)也存在ABO抗原物质,为分泌型ABO抗原
Rh血型系统:
1940年Landsteiner和Wiener发现,以恒河猴红细胞免疫家兔,家兔的抗血清能够凝集约85%的白种人红细胞。
由此可将人群划分为Rh阳性(凝集者)和Rh阴性(不凝集者)两大类。
与此相关的血型系统称为Rh血型系统。
HLA:
人类白细胞抗原又称为主要组织相容性抗原(MHA),它分布在所有有核细胞表面,由于这类抗原首先在白细胞上发现,所以被称为白细胞抗原,这类抗原决定着机体的组织相容性,对排斥应答起着决定性作用。
编码这类抗原的基因群称为主要组织相容性复合体,在人类称为HLA复合体,或称HLA系统。
该领域的研究发展十分迅速,为许多疾病特别是自身免疫性疾病、肿瘤、感染性疾病的预防、诊断和治疗提供帮助。
HLA复合体是人类中最复杂、最富有多态性的遗传系统。
HLA复合体位于6p21.31,全长3600kb,已经确定地基因位点有224个,其中128个为功能型基因,具有表达产物。
HLA复合体具有以下几个特点:
①是免疫功能相关基因最集中、最多的一个区域,128个功能性基因中39.8%具有免疫功能;
②是基因密度最高的一个区域,平均每16kb就有一个基因;
③是最富有多态性的一个区域,因此也是一个理想的遗传标记区域,但高度多态性为在器官移植中选择合适的供体带来了困难;
④是与疾病关联最为密切的一个区域。
连锁不平衡:
HLA不同基因座位的各等位基因在人群中以一定的频率出现。
在某一群体中,不同座位上某两个等位基因出现在同一条单元型上的频率与预期的随机频率之间存在明显差异的现象,称连锁不平衡
自身免疫性疾病(AID)是由于正常免疫耐受功能受损导致免疫细胞及其成分对自身组织结构和功能的破坏,并出现一定临床表现的一类疾病
免疫应答:
是机体免疫系统对抗原刺激所产生的以排除抗原为目的的生理过程。
这个过程是免疫系统各部分生理功能的综合体现,包括了抗原递呈、淋巴细胞活化、免疫分子形成及免疫效应发生等一系列的生理反应。
免疫活性细胞(T淋巴细胞,B淋巴细胞)识别抗原,产生应答(活化、增殖、分化等)并将抗原破坏和/或清除的全过程称为免疫应答。
固有免疫应答:
亦称固有免疫、天然免疫或非特异性免疫,是指机体在种系发生和进化过程中逐渐形成的一种天然免疫防御功能,构成机体抵御病原生物入侵的第一道防线。
参与固有免疫的细胞如单核-巨噬细胞、树突状细胞、粒细胞、NK细胞和NKT细胞。
适应性免疫应答:
是指体内抗原特异性T/B淋巴细胞接受抗原刺激后,自身活化、增殖、分化为效应细胞,产生一系列生物学效应的全过程。
肿瘤属于体细胞遗传病,是细胞异常增殖所形成的细胞群。
肿瘤形成后可在原位继续生长,也可转移并进入其他组织器官,而侵袭到其他部位的肿瘤恶性程度更高。
Bloom综合症临床表现:
身材矮小,慢性感染,免疫功能缺陷,日光敏感性面部红斑和轻度颜面部畸形,多在30岁前发生各种肿瘤和白血病。
染色体不稳定或基因组不稳定性是BS患者细胞遗传学的显著特征,主要表现在:
①体外培养的BS细胞株的染色体易发生断裂并易形成结构畸变,体内BS细胞如颊粘膜细胞在分裂间期常可见细胞内出现多个微核结构。
②BS细胞的染色体易位发生在染色体的同源序列之剑,从而出现频发的姐妹染色单体交换现象。
③不但在编码序列之间,而且在非编码序列之间也同样存在BS体细胞的断裂性突变。
④培养的BS细胞中常见四射体结构,尤其常见于短期培养的BS淋巴细胞中,但在正常人的细胞中却罕见。
着色性干皮病是一种罕见的,致死性AR遗传病,发生率为1/250000.XP的主要临床特点为早发的起源于皮肤上皮鳞状细胞或基底细胞的皮肤癌,此外还包括性发育不良,生长迟缓,伴智力低下的神经异常,小头和神经性耳聋。
XP患者皮肤有许多色素斑点,常是皮肤癌的发生部位;
此外也易患一些其他肿瘤,包括恶性黑色素瘤,肉瘤等。
他们对光极其敏感,皮肤、眼和舌部易受损;
有神经系统异常且学习能力差。
XP患者很少能活过20岁。
视网膜母细胞瘤是婴儿视网膜发生的恶性肿瘤,发病率约1/20000个活婴,大约40%的视网膜母细胞瘤是遗传性的,子代通过生殖细胞遗传一个突变的RB1基因。
如果在一个视网膜细胞中发生一次体细胞突变,剩下的一个正常等位基因失活则可产生肿瘤。
患病的幼童大多双眼均受累,家族性视网膜母细胞瘤往往表现为显性遗传和外显不全。
另有60%的视网膜母细胞瘤是散发性的,这些病例的视网膜母细胞往往一个细胞中的两个RB1等位基因因体细胞突变而失活,由于这种情况的发生比较稀有,所以往往发病时只表现为单侧肿瘤,而且比家族性的发病年龄要晚。
乳腺癌:
乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,据资料统计,发病率占全身各种恶性肿瘤的7-10%。
它的发病常与遗传有关,以及40—60岁之间、绝经期前后的妇女发病率较高。
仅约1-2%的乳腺患者是男性。
通常发生在乳房腺上皮组织的恶性肿瘤。
是一种严重影响妇女身心健康甚至危及生命的最常见的恶性肿瘤之一,男性乳腺癌罕见。
主要症状表现为:
乳腺肿块、乳腺疼痛、乳头溢液、乳头改变、皮肤改变、腋窝淋巴结肿大。
现代医学证明乳腺癌有家族史,也称家族性癌,临床已证实,乳腺癌患者女性家庭中有外祖母或母亲、姐妹等患乳腺癌,这符合常染色体显性遗传,是一种部位特异性遗传类型,其家属成员感性的肿瘤是乳腺癌。
这里提醒患有乳腺增生或纤维瘤的患者,应该警觉并积极治疗,防止患乳腺癌,以及遗传给本人,再遗传给子女的恶性循环现象发生,因为乳腺癌高危家族中易患基因突变。
乳腺癌是乳房腺上皮细胞在多种致癌因子作用下,发生了基因突变,致使细胞增生失控。
由于癌细胞的生物行为发生了改变,呈现出无序、无限制的恶性增生。
它的组织学表现形式是大量的幼稚化的癌细胞无限增殖和无序状地拥挤成团,挤压并侵蚀破坏周围的正常组织,破坏乳房的正常组织结构。
Rous肉瘤病毒:
属于致癌RNA病毒的引起肉瘤的病毒之总称。
在体内引起非上皮性实体肿瘤(肉瘤),而在细胞培养系中转化为成纤维细胞。
自劳斯于1911年从鸡的可移植性肿瘤(劳斯肉瘤)中分离到病原病毒以来,在禽类中所分离到的许多肉瘤病毒均称劳斯肉瘤病毒,或称为禽类肉瘤病毒。
在小鼠中从小鼠白血病病毒的材料里以各种方式所分离到的病毒,都称为小鼠肉瘤病毒。
除此之外还分离到猫肉瘤病毒。
癌基因:
是一类影响正常细胞生长和发育的基因。
又称转化基因,它们一旦活化便能促使人或动物的正常细胞发生癌变。
病毒癌基因:
存在于病毒(大多是逆转录病毒)基因组中能使靶细胞发生恶性转化的基因。
它不编码病毒结构成分,对病毒无复制作用,但是当受到外界的条件激活时可产生诱导肿瘤发生的作用
原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因,是维持机体正常生命活动所必须的,在进化上高等保守。
当原癌基因的结构或调控区发生变异,基因产物增多或活性增强时,使细胞过度增殖,从而形成肿瘤。
肿瘤细胞中存在着显形作用的癌基因,在正常细胞中有与之同源的正常基因,被称为原癌基因
细胞癌基因:
存在于正常的细胞基因组中,与病毒癌基因有同源序列,具有促进正常细胞生长、增殖、分化和发育等生理功能。
在正常细胞内未激活的细胞癌基因叫原癌基因,当其受到某些条件激活时,结构和表达发生异常,能使细胞发生恶性转化。
细胞癌基因对细胞的生长、分化和功能活动是至关紧要的。
正常的细胞癌基因并不致癌,只是当它们异常表达或其表达产物异常时才会导致细胞的恶性转化,迄今发现的细胞癌基因都是一些有十分重要的功能“看家基因”,而且是高度保守的。
原癌基因的激活:
1.调节突变——生长因子基因被激活——表达或分泌的增加
2.结构突变——生长因子受体,信号传导蛋白被激活——持续的细胞增殖信号
3.易位,反转录病毒插入——核内癌基因被激活——过量表达
4.基因扩增——核内癌基因被激活——过量表达
P53基因:
是一类细胞周期的调控因子,使细胞维持在静止期甚至自杀作用。
P53的功能形式为一个四聚体,基因座上的两个等位基因均参与编码四聚体中的亚基,一个P53等位基因的突变可导致整个P53活性丧失,表现为“显性失活”的特征。
二次突变假说:
认为遗传性视网膜母细胞瘤家族连续传递时,已经携带了一个生殖细胞系的突变,这时若在体细胞(如视网膜细胞)内再发生一