第六章 多基因遗传病
重点内容提示:
一、微效基因与多基因遗传
人类的一些遗传性状或遗传病不是决定于一对主基因,而是受多对基因的影响,每对基因彼此之间没有显隐性的区别,呈共显性,每对基因对多基因性状形成的效应是微小的,称为微效基因。许多微效基因的共同作用产生加性效应,表现出来的性状即多基因性状。此外这些性状还收环境因素的影响,这种遗传方式称为多基因遗传。微效基因的效应往往是累加的。人类的血压、身高、肤等性状属于多基因遗传性状。
二、质量性状与数量性状
1.质量性状:单基因遗传的性状或疾病,是由一对等位基因所控制的,相对性状之间的差异显著,在一个体中的分布是不连续的,可以明显地将变异个体分为2-3,且个体间差异显著,这类变异在一个体中的分布是不连续的,这种性状称为质量性状。
2.数量性状:一些遗传性状或遗传病由多对基因控制,其变异在一个体中的分布是连续的,不同个体之间的差异只有量的不同,没有质的差异,这种变异在体中呈正态分布,这种形状称为数量性状。
三、多基因遗传的特点
1.两个极端变异的个体婚配,子1代都是中间类型,但由于环境因素的影响,也存在一定的变异范围。
2.两个中间类型的子1代个体婚配后,子2代大部分也是中间类型,但变异范围广泛,有时会出现一些极端变异的个体,除环境因素外,还有基因的分离和自由组合的作用。
3.在一个随机婚配的体中,变异范围广泛,但是大多数个体接近中间类型,极端变异的个体很少,这些变异的产生中多基因的遗传基础和环境因素共同起作用。
四、阈值学说
1.易感性:在多基因遗传病中,若干作用微小但有加性效应的致病基因是个体患病的遗传基础。这种由遗传基础决定一个个体患某种多基因遗传病的风险,称为易感性。
2.易患性:易患性是人类患多基因遗传病的风险大小,即是否容易患某一种多基因遗传病。易患性受遗传基础和环境因素两方面的影响。易患性低,患病的可能性小;易患性高,患病的可能性大。
3.阈值:体中大多数个体的易患性都接近平均值,患病风险很大和患病风险很小的个体数量都很少。当一个个体的易患性高达一定水平即达到一个限度时,这个个体就将患病,这个易患性的限度称为阈值。在一定环境条件下,阈值标志着发病所需的最低限度的易患基因(致病基因)的数量。一个个体易患性的高低一般只能根据婚后所生子女的发病情况作出粗略估计,一个体的易患性平均值的高低,可以从该体的发病率作出估计。一个体易患性平均值距阈值越近,说明该体易患性水平越高,发病率也高;当体易患性平均值距阈值越远,则该体易患性水平越低。因此可从体发病率的高低来估计出阈值与易患性平均值之间的距离。
五、遗传率
在多基因病中遗传基础和环境因素都有重要作用,其中遗传基础即致病基因在所基因遗传病中所起作用的大小,称为遗传率或遗传度。一般用百分率表示。
六、多基因遗传病的遗传特点
1.发病有家族聚集倾向。患者亲属的发病率远高于体发病率,但又低于1/2或1/4,不符合任何一种单基因遗=遗传方式。
2.发病率有种族(民族)差异。
3.近亲婚配时,子女的发病风险也增高,但不如常染体隐性遗传病明显,这与多基因的加性效应有关。
4.患者的双亲与患者同胞、子女的亲缘系数相同,有相同的发病风险。
5.随亲属级别的降低,患者亲属发病风险迅速降低,并向体发病率靠拢,在体发病率低的病种中,更为明显。这与单基因病中亲属级别每降低一级,发病风险降低1/2不同。
七、多基因遗传病的再发风险估计
1.再发风险与一般体发病率和遗传率的关系:多基因病中,体易患性和患者一级亲属的易患性均呈正态分布。但是,两者炒锅阈值而发病的部分,在数量上不同,患者一级亲属的发病率比体发病率要高得多。在相当多的多基因遗传病中,,体发病率为0.1-1%,遗传率为70%-80%,患者一级亲属的发病率(f)近似于体发病率(P)的平方根,即f=。
2.患者数与发病风险:多基因遗传病再发风险与家庭中患病人数呈正相关。一个家庭中,患病的人数越多,再发风险就越高。
3.病情严重程度与再发风险:多基因病患者病情越严重,其同胞中再发风险就越高。因为患者病情越重,说明患者带有的致病基因就越多。与病情较轻的患者相比,其父母也必然带有较多的致病基因,因而他们的易患性更加接近阈值,所以,再次生育时的风险也相应地增高。
4.性别与再发风险:当一种多基因病的发病有性别差异时,表明不同性别的易患性阈值不同。这种情况下,体发病率高的性别阈值低,一旦患病,其子女的再发风险低;相反,在体发病率低的性别中,由于阈值高,一旦患病,其子女的再发风险高。
第七章 染体病
重点内容提示:
一、 人类中期染体的形态结构
在细胞有丝分裂中期,染体的形态是最典型、最清晰、最易辨认和区别的。
每一条中期染体都由两条相同的染单体构成,这两条染单体互称为姊妹染单体,两条染单体在着丝粒处相连,此处又称为主缢痕。着丝粒是纺锤丝附着之处,与细胞分裂过程中染体的运动关系密切。着丝粒将染体分为短臂(代表符号为p)和长臂(代表符号为q),染体的端部有一特化的部分,称为端粒。在有些染体的长或短臂上可见浅染內溢的区段,称为副缢痕。在人类近端着丝粒染体短臂的末端,可见球状结构,称为随体,随体柄部的副缢痕与核仁的形成有关,称为核仁组织或核仁形成区。
根据着丝粒的位置,人类染体可分为近中央着丝粒染体、亚中央着丝粒染体和近端着丝粒染体。
二、正常人类非显带染体核型
1.核型和核型分析:一个体细胞的全部染体所构成的图像称核型。将待测细胞的全部染体按照丹佛体制经配对、排列,进行 识别和判断的分析过程称核型分析。
2.非显带染体核型:根据染体的长度和着丝粒的位置等特征,将人类体细胞的46条染体分为23对,其中22对为男女共有,,称为常染体,编号为1-22号,并分为A、B、C、D、E、F、G7个组,A组最大,G组最小。另一对染体与性别有关,称为性染体,女性为XX染体,男性为XY染体,X染体较大,为亚中央着丝粒染体,列入C组。Y染体较小,为近端着丝粒染体列入G组。
丹佛体制规定,正常核型的描述包括染体总数及性染体的组成,书写时两者之间用逗号相隔,正常男性核型为46,XY,正常女性核型为46,XX。
三、人类染体显带核型
1.染体显带技术
利用某些特殊的染体技术可以沿染体的纵轴染出深浅不一或明暗相间的带纹,这样的技术就是染体显带技术。通过显带技术,使各号染体都显现出独特的带纹,这就构成了每
条染体的带型,每对同源染体的带型基本相同且相对稳定,不同对染体的带型不同,因此通过显带染体核型分析,可准确地识别每一号染体,提高核型分析的精确度,为临床上某些疾病的诊断和病因研究提供有效的手段。
染体显带技术分为两大类,一类是整条染体显带技术,如Q显带、G显带、R显带;一类是局部显带技术,如C带、T显带、N显带。C显带技术不能用于识别每一条染体,所显示的是紧邻着着丝粒的结构异染质区,即人类1、9、16号染体着丝粒处的副缢痕,通常用于检测Y染体多态性染体、着丝粒及次缢痕区的变化。G带:为目前使用最为广泛的的一种带型,染体标本用碱、胰蛋白酶或其他盐溶液预处理,再用吉姆萨染料染,就可以在整条染体上显示出深浅相间的带纹,称为G带。
2.染体显带核型命名
命名依据为“人类细胞遗传学命名的国际体制(1978)”,缩写为“ISCN(1978)”。每条显带染体根据ISCN规定的界标划分为若干区,即两个相邻界标之间为区,各区包括若干带。界标是识别染体的重要指标,具有恒定而显著的形态学特征。它包括:①染体长、短臂的末端;②着丝粒;③长、短臂上某些显著的染体带(深带或浅带)。区带的编号都是从着
丝粒或近着丝粒的一侧开始,向长、短臂的末端依次分别编号为1区、2区……以及1带、2带……等。
描述一特定的帯时,需写明4个内容,①染体号;②臂的符号;③区的号序;④带的号序。如1p36表示第1号染体短臂3区6带,Xq21表示X染体长臂2区1带。
3.染体高分辨显带:运用细胞同步化技术和改进的显带技术,制备早中期、前中期和晚前期的染体标本,早中期单倍染体显现出550-580条带,晚前期观察到850-1250条带,这种技术为高分辨显带。高分辨带的命名是一个带再分时,在原带之后加小数点,并在小数点后加新的数字,称亚带,次亚带。如1p36.32,小数点后后32是指高分辨带,为3亚带的第2次亚带。
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