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第一章人类基因与基因组第一节、人类基因组的构成
1、基因是遗传信息的构造和功能单位
2、基因组是是细胞内一套完整遗传信息的总和,人类基因组包括核基因组和线粒体基因组,单拷贝序列,串联反复序列按DNA序列的拷贝数不一样,人类基因z高度反复序列、J I反向反复序列反复序列|C短分散核元件‘中度反复序列《1长分散核元件
3、多基因家族是指由某一祖先通过反复和所变异产生的一组基因
4、假基因是基因组中存在的一段与正常基因相似但不能体现的DNA序列第二节、人类基因的构造与功能
1、基因的构造包括
(1)蛋白质或功能RNA的基因编码序列
(2)是体现这些构造基因所需要的启动子、增强子等调控区序列
2、割裂基因大多数真核细胞的蛋白质编码基因是不持续的编码序列,由非编码序列将编码序列隔开,形成割裂基因
3、基因重要由外显子、内含子、启动子、增强子、沉默子、终止子、隔离子构成
4、外显子大多为构造内的编码序列,内含子则是非编码序列
5、每个内含子5端的两个核昔酸都是GT,3端的两个核甘酸都是AG,这种连接方式称为GT-AG法则
6、外显子的数目等于内含子数目加
17、启动子分为1类启动子(富含GC碱基对,调控rRNA基因的编码)、2类启动子(具有TATA盒特性构造)、3类启动子(包括A、B、C盒)第三节、人类基因组的多态性
1、人类基因组DNA多态性有多种类型,包括单核甘酸多态性、插入缺失多态性、拷贝数多态性第二章、基因突变突变是指生物体在一定内外环境原因的作用和影响下,遗传物质发生某些变化基因突变即可发生在生殖细胞,也可发生在体细胞第一节、基因突变的类型
一、碱基置换是指DNA分子多核甘酸链中的某一碱基或碱基对被另碱基或碱基对置换、替代的突变方式,一般又称点突变包括
1、同义突变替代发生后,虽然碱基构成发生变化,但新旧密码子具有完全相似的编码意义同义突变并不产生对应的遗传学表观效应
2、错义突变替代发生后,编码某一氨基酸的密码子变成了编码另一种氨基酸的密码子,变化了多肽链中氨基酸种类的构造序列构成
3、无义突变替代后,编码某一氨基酸的密码子变成了不编码任何氨基酸的终止密码子,引起多肽链提前终止
4、终止密码子突变DNA分子中某一终止密码子发生单个碱基替代后,变成了具有氨基酸编码功能的遗传密码子,导致多肽链的合成非正常继续进行
二、移码突变是指DNA多核甘酸链中插入或缺失一种或多种碱基对,导致DNA读码序列发生移动,变化密码子的编码意义
三、整码突变基因组DNA多核甘酸链的密码子之间插入或缺失三或三的倍数个碱基,导致多肽链中增长或减少一种或多种氨基酸
四、片段突变包括缺失、反复、重组、重排
五、动态突变是指在DNA分子中,短串联反复序列,尤其是三核甘酸反复序列的反复次数可伴随世代传递而逐代增长,这种增长到达一定程度后会产生突变效应,从而引起某些疾病如脆性X染色体,Huntington病第二节、基因突变的诱发原因及作用机制基因突变分为自发突变和诱发突变自发突变是指在自然条件下发生的突变诱发突变则是指在人为干涉状况下导致的基因突变
一、物理原因
1、紫外线作用于细胞内的DNA,导致其构造发生变化,重要体现为DNA序列中相邻的嗑咤类碱基结合形成喀咤二聚体2核辐射引起染色体或DNA的断裂性损伤,断裂后的染色体或DNA序列片段发生重排
二、化学原因
三、生物原因第三节、基因突变的特性及生物学效应基因的一般特性多向性、反复性、可逆性、随机性、稀有性、有害性和有利性、重演性基因的生物学效应导致蛋白质编码区的功能异常和基因调控区的功能异常第四节、损伤的修复DNA
一、紫外线引起的DNA损伤的修复
1、光复活修复
2、切除修复
3、重组修复
二、电离辐射引起的DNA修复
1、超快修复
2、迅速修复
3、慢速修复DNA复》的露点半保留、半不持续、双向多复制起点和终止点第三章、人类染色体第一节、染色质
1、染色质是间期细胞核内,其重要成分是DNA和组蛋白,尚有非组蛋白和少许的RNA的线性复合构造,易被碱性染料染色
2、常染色质一般位于间期细胞核的中心,螺旋化程度低,呈松散状,染色较浅而均匀,具有转录活性八
3、异染色质一般分布在核膜内层周缘和核仁周围,螺旋化程度高,不活跃可分为兼性异染色质和构造异染色质
4、X染色质失活假说(Lyon假说)
(1)正常女性有两条X染色体,但只有一条有活性
(2)在胚胎初期,一条失活
(3)失活的染色体是随机的
(4)生殖细胞形成时,失活的染色体可得到恢复
5、X染色质数目比X染色体数目少1,正常男性无X染色质例如一种女性的核型是48,XXXX,在她间期细胞核中可见到3个X染色质,47,XXX,可见到2个
6、Y染色质的数目与Y染色体的数目相等例如核型为47,XYY的个体,细胞核中有2个Y染色质第二节、染色体
1、根据着丝粒位置可将人类染色体分为
(1)中着丝粒染色体着丝粒位于或靠近染色体中央
(2)亚中着丝粒染色体着丝粒位置位于染色体纵轴的1\2--5\8,分为长短相近的两个臂
(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至末端之间,此类染色体短臂较短
2、3种DNA关键序列(填空题)
(1)自主复制DNA序列
(2)着丝粒DNA序列
(3)端粒DNA序列
3、Y染色体的存在对睾丸支持细胞的分化是必要的由于该染色体上携带有男性性别决定因的关键基因---睾丸决定因子(TDF),它决定着胚胎发育过程中性腺原基细胞的分化方向第三节、人类染色体核型
1、核型将一种体细胞中所有染色体按其大小和形态特性,依次排列而成的图像称为核型
2、核型分析是将待测细胞染色体进行技术、配对、分组、并分析形态特性的过程
3、人类染色体按照大小和着丝粒,位置分为A、B、C、D、E、F、G7个组一从大到小依次排列,A组最大,G组最小X染色体位于C组,Y染色体位于G组(详情见P35表格)
4、G显带核型分析已成为目前临床常规应用的染色体病诊断的手段之一
5、ISCN人类细胞遗传学命名的国际体制
6、描述特定带时须写明4个内容
(1)染色体序号
(2)臂的符号
(3)区的符号
(4)带的符号例如lq21第1号染色体,长臂,2区,1带
7、核型分析常用符号和术语der:衍生染色体;i:等臂染色体;inv:倒位;p:短臂q:长臂;ter:末端;del:缺失;die:双着丝粒;ins:插入;rob:罗伯逊易位
8、人类染色体多态性在正常健康人群中,存在着多种染色体的微小变异,包括构造、带纹宽度和着色强度等这种恒定而微小的变异是按照孟德尔方式遗传的,一般没有明显的表型效应或病理学意义,称为染色体多态性可分为1随体区变异2次缢痕变异3Y染色体变异双雌受精第四章、染色体畸变与染色体病重点r常染色体病双雄受精「染色体病J整倍性变化核内复制核内有丝分裂第四章1I性染色体病,染色体数目畸变<f超二倍体染色体畸变\I非整倍性变化;亚二倍体I染色体构造畸变嵌合体
一、染色体畸变
一、染色体数目畸变k整倍性变化细胞的染色体在二倍体2n的基础上,以单倍数n为基数,成倍地增加或减少
1、双雌受精一种正常精子与一种异常二倍体2n卵细胞受精,形成两种3倍体卵3n;69,XXX;69,XXYo
2、双雄受精两个正常精子同步与一种正常卵细胞受精,形成3倍体受精卵69,XXY69,XYYo
3、核内复制细胞有丝分裂时,DNA复制两次,细胞只分裂一次,形成的子细胞染色体数目加倍,形成四倍体
4、核内有丝分裂细胞有丝分裂时,染色体进行一次复制,但核膜没破裂,形成四倍体
2、非整倍性变化细胞的染色体在二倍体2n的基础上增长或减少一条或几条,所形成的细胞或个体称为非整倍体或异倍体
1、超二倍体2n+l在二倍体2n的基础上增长一条或几条染色体则构成超二倍体超二倍体重要是三体型
2、亚二倍体2n・l在二倍体2n的基础上减少一条或几条染色体则构成亚二倍体亚二倍体重要是单体型
3、嵌合体在人类中,有的个体内同步存在两种或两种以上核型不一样的细胞系PS、假二倍体2n+Ll细胞的染色体数目变化波及2条及以上的染色体,有的染色体增长,有的染色体减少,增长和减少的数目相等,细胞染色体数目仍与二倍体同样,但其染色体构成已不是正常二倍体,称为假二倍体
3、非整倍性变化机制包括染色体不分离和染色体丢失
1、染色体不分离是指在细胞分裂的中后期,两条同源染色体或姐妹染色单体不能正常分开二同步进入某一子细胞,导致该子细胞增多一条染色体或减少一条的现象,染色体不分离可发生在配子形成中减数分裂,或受精卵卵裂的有丝分裂过程中受精卵卵裂初期发生染色体不分离,可导致嵌合体的出现
2、染色体丢失在细胞分裂后期染色体移动过程中,某一染色体未能与其他染色体一起移动而进入子细胞,滞留在细胞质中而丢失发生在减数分裂中将导致子细胞缺失一条染色体,形成单体型,发生在受精卵卵裂中,将形成嵌合体
二、染色体构造畸变
1、缺失染色体部分片段的丢失称为末端缺失和中间缺失
1、末端缺失染色体的一条臂断裂无着丝粒片段丢失例如lq21断裂后,断点至长臂末端部分丢失,简式描述为46,XX,del1q
212、中间缺失是指一条染色体的一条臂上发生两次断裂形成三个片段,两断点之间的片段丢失例如:3q21和3q25发生断裂,中间片段3q21--3q25丢失,简式描述为:46,XX,del3q21q
252、倒位一条染色体发生两次断裂,两断点之间的片段旋转
180、后重接,称为倒位倒位分为臂内倒位和臂间倒位
1、臂内倒位两次断裂发生在一条染色体的同一条臂上,中间片段旋转重接所行成的倒位例如lp22和lp34同步发生断裂,断点片段Ip22--lp34发生倒位连接,简式描述为46,XX,inv1p22p
342、臂间倒位两次断裂分别发生在一条染色体的长臂和短臂上,中间具有着丝粒的片断旋转形成倒位
3、易位染色体位置发生变化称为易位包括单向易位,互相易位,罗伯逊易位最重要的是罗伯逊易位罗伯逊易位是指人类近端着丝粒染色体间D\D,D\G,G\G发生的一种波及整条长臂或短臂的互相易位形式两条近端着丝粒染色体在着丝粒处或附近断裂后重新形成两条衍生染色体i,一条由两者的长臂构成,另一条由两者的短臂构成这种易位又称为着丝粒融合
4、环状染色体
5、等臂染色体
二、染色体病
一、常染色体病
1、特点先天性多发畸形生长发育缓慢;智力低下;皮纹异常
2、概念是由于常染色体数目或构造畸变而引起的疾病
3、重要疾病21三体综合症Down综合症;G1综合症新生儿发病率为1\800,男性多于女性,比较常见婴儿发病风险随母亲年龄增长而升高临床特性眼眼裂细,向上外倾斜,眼间距宽,常有斜视;耳耳小,低耳位;口嘴小唇厚,舌大,常外伸,呈伸舌样痴呆;鼻鼻梁扁平;通贯掌,小指只有一条横褶纹;患者有先天性心脏病,甲状功能低下,免疫力低;智力障碍遗传分型游离型:约占97%,核型为47,XX XY,+21o发生原因父母生殖细胞形成的减数分裂过程中21号染色体发生了不分离,形成含2条21号染色体的配子n+21,与正常配子受精形成21三体受精卵易位型该种类型的21三体综合症患者具有一条第21号染色体与D组或G组染色体发生罗伯逊易位形成的衍生染色体易位型若是同源21染色体罗氏易位,则不能有后裔嵌合型核型为46,XX(XY)/47,XX(XY),+21;产生原因受精卵在第一次有丝分裂后的某一次分裂过程中,21号染色体发生了不分离或21号染色体丢失,形成45/47/46三种细胞系的嵌合体,但由于45这种细胞不能存活,最终形成47/46嵌合体21综合症发病基因重要是21q
22.1
(二)、性染色体病(临床体现,核型,产生原因)特点
1、性腺发育不全或两性畸形;
2、智力稍差或智力低下;重要疾病
1、Klinefelter综合症即克氏征,在男性中为1/800,男性不育个体约有1/10为该病患者临床体现睾丸发育异常,如睾丸小而质硬或隐睾;不能产生精子;第二性征发育不良;先天性睾丸发育不全;原发小睾症;核型及产生原因患者中有80%-90%(游离型)的核型为47,XXYo产生原因:双亲之一在生殖细胞形成过程中发生了性染色体不分离,形成的XX或XY配子与正常配子受精所致10%--15%为嵌合型,常见的有46,XY/47,XXY,或46,XY/48,XXXYo
2、Turners综合症即特纳综合症、先天性卵巢发育不全综合症,女婴发病率1/5000自然流产胚胎高达
7.5%,占原发性闭经的1/
3.临床体现患者表型为女性,身材矮小-后发迹低,盾状胸,原发性闭经,第二性征发育不良,外生殖器幼稚核型及产生原因55%(游离型)为45,X;产生原因双亲生殖细胞形成过程中性染色体不分离,形成无X的配子;嵌合型,46,XX/45,X;产生原因包括受精卵初期卵裂时X染色体不分离和X染色体丢失
3、XYY综合症患病男性表型正常,身材高大,生殖系统发育异常,可生育,后裔大多正常,该病患者易冲动,兴奋,自我克制能力较差核型及产生原因大多为47,XYY;产生原因父亲的精子形成过程中的第二次减数分裂时,Y染色体不分离,形成YY的精子与正常卵细胞受精所致
4、脆性X染色体综合征即Martin-Bell综合症;Xq
27.3为脆性部位,重要为男性发病,发病率为1/1500—1/1000,女性为携带者46,XfraX临床体现四大一低头大,耳大,下颌大,睾丸大,智力低。
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