重點(diǎn)提示

遺傳病的基本特征、分類、代表性疾病

遺傳學(xué)史上的里程碑、重要遺傳事件

人類基因組計(jì)劃的主要目標(biāo)

基因組測(cè)序兩種不同策略

人類基因組計(jì)劃的主要事件

第二節(jié) 發(fā)育遺傳與醫(yī)學(xué)

發(fā)育（Development）是生物和人類的重要屬性

遺傳（Inheritance）是生物和人類的生命的基本現(xiàn)象

發(fā)育遺傳學(xué)：研究個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，發(fā)育與遺傳內(nèi)在聯(lián)系規(guī)律的科學(xué)，是發(fā)育生物學(xué)和遺傳學(xué)交叉結(jié)合產(chǎn)生的新興學(xué)科。

受精卵（基因型）胚胎發(fā)育胚胎（embryo）胚后發(fā)育成體（表型）

1.細(xì)胞分化：一個(gè)細(xì)胞的受精卵可產(chǎn)生不同類型（形態(tài)和功能有差別）的細(xì)胞。

2.形態(tài)發(fā)生：分化的細(xì)胞并非隨意分布，而是構(gòu)成有限的組織和器官，并按一定的方式編排。這種有序形式的創(chuàng)建稱為形態(tài)發(fā)生。

3.生長(zhǎng)：細(xì)胞通過(guò)有絲分裂不斷地增加數(shù)目，保證胚胎及個(gè)體生長(zhǎng)的需要。

程序性細(xì)胞死亡（細(xì)胞凋亡）：以局部的、個(gè)別的死亡而利于整體的存在。

4.繁殖：兩性成體產(chǎn)生精子和卵子，通過(guò)受精結(jié)合為受精卵并發(fā)育成個(gè)體，將遺傳信息世代傳遞。

第三節(jié) 遺傳學(xué)與醫(yī)學(xué)

一、遺傳學(xué)

遺傳(Hereditary)：子代和親代之間在形態(tài)構(gòu)造、生理機(jī)能特點(diǎn)上相似的現(xiàn)象。

變異(Variance)：親代和子代之間，以及子代個(gè)體間的性狀差異。

遺傳學(xué)(Genetics)：研究生物遺傳物質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)(Medical Genetics)：遺傳學(xué)與醫(yī)學(xué)結(jié)合產(chǎn)生的邊緣學(xué)科，研究疾病產(chǎn)生的遺傳機(jī)制、遺傳方式及其診治和預(yù)防的策略和措施。

生化遺傳學(xué)、分子遺傳學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)

二、遺傳病及其基本特征

遺傳?。℅enetic diseases）遺傳物質(zhì)發(fā)生突變所引起的疾病。

遺傳病的特點(diǎn)：垂直傳遞、終生性、遺傳物質(zhì)突變

遺傳病發(fā)病受環(huán)境因素不同程度的影響：遺傳因素起決定性作用；遺傳因素起主要作用，環(huán)境因素誘發(fā)致病；遺傳因素和環(huán)境因素共同作用；環(huán)境因素起決定作用

【遺傳病≠家族性疾病】

大多數(shù)遺傳病呈家族聚集現(xiàn)象，繼承共同的致病基因。（并多指、血友?。?/p>

某些遺傳病為散發(fā)性，僅有先證者發(fā)病。（苯丙酮尿癥、白化病）

某些環(huán)境因素致病亦有家族聚集現(xiàn)象。（碘缺乏所致的呆小癥）

【遺傳病≠先天性疾病】

一些遺傳病一出生就表現(xiàn)出疾病表型。（并多指、血友?。?/p>

某些遺傳病在出生后不同年齡表現(xiàn)疾病表型。（Huntington舞蹈病、脊髓小腦共濟(jì)失調(diào)）

某些環(huán)境因素致病也表現(xiàn)為先天畸。（孕期風(fēng)疹病毒感染導(dǎo)致先天性白內(nèi)障）

三、遺傳病的分類；染色體病、單基因病、線粒體病、多基因病、體細(xì)胞遺傳病

1.【染色體病】常染色體和性染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)變化引起的疾病

特點(diǎn)：生長(zhǎng)遲緩、智力低下和身體器官異常的復(fù)雜綜合征

染色體數(shù)目異常:常染色體→21三體綜合征；性染色體→Turner綜合征

結(jié)構(gòu)異常:常染色體→貓叫綜合征（5p-綜合征）；性染色體→脆性X染色體綜合征

2.【單基因病】由單個(gè)基因突變所引起的疾病，按孟德?tīng)柗绞竭z傳

常染色體顯性遺傳(AD)→并多指

常染色體隱性遺傳(AR)→白化病

X連鎖隱性遺傳(XR)→DMD

X連鎖顯性遺傳(XD)→抗維生素D性佝僂病

Y連鎖遺傳→多毛耳

3.【多基因病】遺傳因素和環(huán)境因素相互作用引起的疾病

多基因交互作用，主基因&微效基因

與環(huán)境因素交互作用

多因素病、常見(jiàn)復(fù)雜疾病=唇／腭裂、精神分裂癥、高血壓、糖尿病、先心病、消化性潰瘍等-

4.【體細(xì)胞遺傳病】體細(xì)胞中遺傳物質(zhì)改變引起的疾病

突變發(fā)生在特定的體細(xì)胞。不傳遞給后代，代表性疾?。耗[瘤

5.【線粒體遺傳病】由線粒體基因組中基因突變引起的疾病

突變發(fā)生于線粒體基因，母系遺傳，多累計(jì)神經(jīng)、肌肉系統(tǒng)

代表性疾病：Leber遺傳性視神經(jīng)病

四、遺傳學(xué)和醫(yī)學(xué)相互影響

孟德?tīng)枺?865年）分離律&自由組合律

摩爾根（1900年）連鎖與互換

1.細(xì)胞遺傳學(xué)

1923年，Painter TS；人的染色體數(shù)目2n=48，性染色體為XX，XY

1952年，徐道覺(jué)；低滲處理細(xì)胞，染色體分散良好，46條

1956年，蔣有興和Levan A；證明人的體細(xì)胞染色體數(shù)為46條

1959年，Lejune J；先天愚型是由于多了一條G組染色體，即21三體。

1968年，Casperson等；染色體顯帶技術(shù)

應(yīng)用：高分辨G顯帶、染色體涂染

2.生化遺傳學(xué)

1902年，Garrod AE；尿黑酸尿癥，提出“先天性代謝缺陷”

1949年，Pauling L；鐮狀細(xì)胞貧血，提出“分子病”的概念

1956年，Ingram VM；證實(shí)了Hb S是β鏈第6位由谷氨酸→纈氨酸所致

半乳糖血癥、糖原貯積癥、自毀容貌綜合征

3.分子遺傳學(xué)

1944年，Avery、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)

1953年，Watson 和Crick、闡明了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，標(biāo)志著分子遺傳學(xué)的開(kāi)始

1958年，Crick、提出中心法則是遺傳信息的傳遞原則

1961年，Jacob和Monod、提出乳糖操縱子模型，建立了基因調(diào)控的概念

1967年，Khorana等；破譯了全部遺傳密碼

1968年，Arber等；發(fā)現(xiàn)了限制性核酸內(nèi)切酶

1972年，Berg等；完成DNA體外重組實(shí)驗(yàn)

1969年，Pardue；開(kāi)創(chuàng)了分子雜交技術(shù)

1977年，Sanger；發(fā)明了雙脫氧核苷酸測(cè)序法

1985年，Kary B. Mullis；建立體外擴(kuò)增DNA方法（PCR）

4.人類基因組計(jì)劃(Human Genome Project, HGP)

1986年3月，Renato Dulbecco 提出

1990年10月，美國(guó)政府正式啟動(dòng)了HGP，投資30億美元，預(yù)期2005年完成人類基因組約30億個(gè)堿基對(duì)的全序列測(cè)定

建立人類基因組國(guó)際組織（HUGO）

Watson Collins

1998年5月，Craig Venter 創(chuàng)立Celera公司

1993年，中國(guó)成立人類基因組南方和北方中心

1999年，中國(guó)加入HGP，負(fù)責(zé)3號(hào)染色體短臂末端30萬(wàn)bp

目標(biāo)：遺傳圖、物理圖、序列圖、基因圖

方法：全基因組霰彈法、分級(jí)霰彈法

2000年6月，完成人類基因組的框架圖（工作草圖）

2003年4月，完成人類基因組DNA的關(guān)鍵序列圖

2006年5月，完成人類最后1條染色體——1號(hào)染色體的測(cè)序

中國(guó)對(duì)基因組研究的主要貢獻(xiàn)：1999年加入HGP；3號(hào)染色體短臂末端30萬(wàn)bp；完成人類基因組關(guān)鍵序列圖的六國(guó)之一；水稻基因組框架圖；2007年10月，“炎黃一號(hào)”；人類基因組單體型圖計(jì)劃（HapMap）；黑猩猩、家蠶、家雞、家豬、大熊貓等基因組

人與黑猩猩的基因組只有1.32％的差別，黑猩猩的Chr22＝人的Chr21

基因組學(xué)（genomics）：從整體的方式來(lái)闡明基因組和基因的結(jié)構(gòu)與功能的科學(xué)。

HGP帶來(lái)的新名詞

(1)比較基因組學(xué)（comparative genomics）：研究模式生物與人類及其他生物基因組整體比較全基因組核苷酸序列特點(diǎn)。特點(diǎn)是在整個(gè)基因組的層次上比較基因組的大小及基因數(shù)目、位置、順序、特定基因的缺失等。

(2)結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics ）：在生物體的整體水平研究所有的蛋白質(zhì)，以及蛋白質(zhì)與其他生物分子復(fù)合體的精細(xì)三維結(jié)構(gòu)。

(3)功能基因組學(xué)(functional genomics)：研究基因及DNA序列功能，基因表達(dá)的調(diào)控，以及基因組和基因與環(huán)境之間的相互作用。

(4)轉(zhuǎn)錄物組學(xué)(transcriptomics):研究細(xì)胞在不同時(shí)空基因轉(zhuǎn)錄物的種類，結(jié)構(gòu)和功能。

(5)蛋白質(zhì)組學(xué)(proteomics)：在生命體或細(xì)胞的整體水平研究全部蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、功能和修飾狀態(tài)，即研究細(xì)胞內(nèi)活動(dòng)規(guī)律。

(6)環(huán)境基因組學(xué)(bioinformatics)：研究人類基因組與環(huán)境之間相互作用關(guān)系。

(7)癌基因組學(xué)(cancer genomics)：研究癌癥發(fā)生、進(jìn)展、轉(zhuǎn)移全過(guò)程相關(guān)基因的特征及其變化規(guī)律、與環(huán)境相互作用的科學(xué)。

(8)藥物基因組學(xué)（pharmcogenomics）：從基因組入手研究藥物作用的遺傳多態(tài)性，優(yōu)化藥物設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)藥物作用的靶點(diǎn)的科學(xué)。