授课教师：宋书娟教授
一.分子遗传学基本概念
DNA和基因
DNA概念
等位基因
基因型与表现型
单基因遗传病概念
单基因遗传病：完全由基因因素导致，环境因素微乎其微
遗传病：由遗传物质改变所导致的疾病
可遗传病：遗传自上一代遗传物质异常所导致的疾病
二.遗传病分类
染色体病：
单基因遗传病：如果发病仅涉及一个基因，这个基因称为主基因，其导致疾病的基因成为单基因遗传病
多基因遗传病：病因复杂，也称为复杂病。遗传基础称为易感基因，涉及多个基因，这些基因称为微效基因（minor effect）
遗传率：发病过程中遗传基础起到的作用大小
单基因为100%
部分多基因遗传率达70-80%，遗传率低的疾病仅为30-40%
三.单基因遗传病的复杂性
遗传方式
显性或者隐性
常染色体显性：外显率、延迟显性
常染色体隐性：通常患者父母正常
X连锁隐性：通常男性发病
X连锁显性：男女患者病情严重程度差异
表现度：
定义：指在环境因素和遗传背景的影响下具有同一基因型的不同个体在疾病表现度上的差异。比如软骨发育不全症。
外显率
定义：一定基因型的给在特定环境中形成相应表型的比例。用百分比表示。
遗传异质性
定义：几种基因型合一表现为同一种或者相似的表型，这种表型相似而基因型不同的现象
等位基因异质性
基因座异质性
基因多效性
定义：一个基因有多种生物学效应
遗传早现
定义：在时代的发病过程中，发病年龄逐渐提前或病情逐代加重的情况
为什么会出现早现的现象？？？
四.单基因遗传病研究技术
DNA测序
sanger测序
高通量测序：外显子测序，全基因组测序
单基因遗传病定位克隆和遗传标记应用
难度很大，现在貌似基本不用了，现在用高通量测序
遗传图
又称作连锁图，将染色体上的基因或者遗传标记的相对位置经连锁分析确定下来，构成图谱
遗传标记：
第一代：限制性片段长度多态性（被淘汰了）
第二代：短串联重复遗传标记，长度通常为100-300bp，一个位点可以有多种等位基因
第三代：SNP
遗传标记的常用检测方法
PCR-RFLP：跑胶的方法
STR片段分析：加荧光标记后跑胶，准确性提高
SNP：特异位点：测序；全基因组：SNP芯片
5.单基因遗传病研究策略与方法
1.临床诊断、家系调查与材料收集
诊断：症状体征
家系调查：收集资料、绘制系谱
遗传家系特点：
散发病例：多数病例为散发
小家系：有家族史的家系，多数是小家系
大家系病例：极少数家系发病个体几多，涉及3-4代都有患者
系谱分析
区别遗传病与非遗传病，区别遗传方式
采集材料
样品：外周血
采集家系做到尽可能完整
资料收集
收集临床资料：查血相关的资料，检查和影像学资料等
2.候选基因的确定（如何确定候选基因？）
OMIM数据库整合了目前已经定位的单基因病信息
确定自己所研究家系的可能已知候选基因或已定位的染色体候选区域
3.致病基因突变位点的确定
基因突变
稳定突变：传递不改变原有的突变
动态突变：传递中不断改变自己，多见于短串联重复序列的突变，在一代代传递中重复次数发生明显变化
基因突变类型
点突变：一个核苷酸的突变，分为同义突变，错义突变，无义突变，剪切突变等
InDel：插入或者丢失几个碱基，导致下游出现移码
框内突变：3个或者3的倍数的碱基插入缺失导致的突变，使基因增加1个或者几个氨基酸。
DNA大片段缺失或复制：几百个bp甚至更大的缺失
各种类型病理性突变的比例：
无义突变和移码突变：60%
稀有的错义突变：20%
DNA大片段缺失或者重复：20%
突变分析结果的判断：
根据变异导致的结果判断
根据突变数据库和文献资料
排除已知SNP
根据家系共分离与否判断
在正常人群中分析
保守性分析
基因功能分析
应用PCR技术畸形基因突变分析的策略与方法
直接分析法：
PCR片段大小分析：片段大小有明显差异
PCR-RFLP：有酶切位点
PCR-测序：确定突变点碱基改变
多重连接探针扩增（MLPA）：片段缺失与重复
RT-PCR：基因大，可却到新鲜材料，且基因在其中有表达
间接分析法
PCR-STR连锁分析：基因大，在已知致病基因区未检测到突变的家系
4.基因型与表现型相关性研究
5.未知基因的定位克隆
研究对象：遗传大家系
根据文献或数据库寻找适当的遗传标记
利用选定的遗传标记进行连锁分析，确定自己研究的家系致病位点是否与当前已知定位区域一致
如一致，进行进一步精细定位研究
如与所有已知位点均不一致，则可通过全基因组连锁分析，确定区域
6.发病机制研究
隐性突变往往导致失去国能
显性突变可能获得功能或者失去功能
失去功能：单倍剂量不足
获得功能：显性负效应
体外功能研究：应用分子生物学实验技术，研究突变引起的功能异常以及可能的信号通路
细胞水平功能研究：建立突变基因细胞系，研究其引起的细胞功能改变
动物模型研究：根据基因突变功能，构建相应的动物模型，进行相应的表型研究
