02 遗传与变异的分子基础

医学遗传学，包含基因，基因组、遗传信息传递，表达调控、突变与多态性等详细内容，复习用、预习用，效率翻倍！有需要的赶紧收藏吧！

02 遗传与变异的分子基础

• 基因，基因组
  • 名词解释
    • 基因（gene）
      • 是编码生物学功能分子的一段核苷酸序列，包括编码区和调控区，保证基因产物的时空特异性表达。
    • 基因组（genome）
      • 细胞或生物体中一套完整遗传物质的总和即为基因组，包括核基因组和线粒体基因组。
  • 人类基因组的构成
• 遗传信息传递，表达调控
  • 名词解释
    • 微卫星DNA（micro-satellite DNA）
      • 又称为短串联重复序列，串联单位长度小于10bp，一般为2～6bp,由于核心单位重复数目在个体间呈高度变异性并且数量丰富，构成了STR基因座的遗传多态性，可作为重要的遗传标记用于基因定位、鉴定等。
    • 染色质（chromatin）
      • 是由DNA、RNA、蛋白质等组成的复合物，是核基因的载体，在真核细胞间期呈伸展状态。
    • 染色体（chromosome）
      • 细胞在有丝分裂或减数分裂过程中，由染色质凝缩而成的棒状结构。
    • Lyon化现象/X染色体的剂量补偿（dosage compensation）
      • 雌性哺乳动物细胞内仅有一条X染色体有活性，另一条在遗传上是失活的，在间期细胞核中固化为异染色质。因此，雌性两性细胞中都只有一条X染色体保持转录活性，使良性X连锁基因产物的量保持相同水平。 X染色质数目=X染色体-1
  • 遗传信息的传递规律
    • 垂直传递
      • 减数分裂——配子形成——合子形成——遗传信息传递给后代
      • 意义：配子染色体数目减半，维持生物染色体数目的恒定。 同源染色体的染色单体间片段的交换，为生物的变异提供了基础。
    • 水平传递
      • 有丝分裂
      • 意义：体细胞增殖，维持了个体的生长发育。 保证了遗传物质的稳定性和延续性。
  • 遗传信息的调控规律
    • 转录前调控
      • DNA序列改变
        • DNA扩增、缺失、转座、基因重组
      • 非DNA序列改变
        • DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质结构、RNA的调控。（表观遗传）
    • 转路水平调控
      • 顺式调控元件
        • 启动子、增强子、抑制子、隔离子
      • 反式作用因子
        • 转录因子、活化因子、抑制因子
    • 转录后调控
      • mRNA的调控
        • RNA剪切加工、RNA编辑、RNA转运、RNA降解
      • 蛋白质翻译调控
        • 翻译过程的调控、翻译后修饰
• 突变与多态性
  • 名词解释
    • 突变（mutation）
      • 遗传物质所发生的可被检测和可遗传的改变，且群体中该变异位点MAF<1%，则称该位点为突变位点。突变通常对机体有害。（少见等位基因频率MAF）（突变和多态性统称为变异）
    • 动态突变（Dynamic mutation）
      • 是指基因组串联重复的核苷酸序列，随时代传递而拷贝数逐代扩增累加的突变方式，常导致疾病发生。由于这些重复序列在每次减数分裂过程中拷贝数均发生变化，因此也可称为基因组不稳定性。机制：姐妹染色单体的不等交换或重复序列中的断裂错位。 相关疾病：脆性X染色体综合症，Huntington病。
    • 多态性（polymorphism）
      • 群体中，同一基因位点存在两种或两种以上等位基因，其中至少一种等位基因的频率在人群中的比例不少于1%。（MAF>1%）
    • 单核苷酸多态性（SNP）
      • 在人群的正常个体间，基因组内特定核苷酸位置上的单个核苷酸存在有两种或两种以上的差别，且其出现频率不少于1%，可作为重要的遗传标记。（单个核苷酸的变异）
    • 遗传重组（genetic recombination）
      • 指遗传物质的交换和重排，其共有特征是DNA双螺旋之间的遗传物质发生交换。
  • 多态性的层次
    • 染色体多态性
      • 倒位、随体（柄）延长、随体、次缢痕延长/缩短
    • 拷贝数多态性（CNP）
      • 与基因组参考序列相比，基因组中>1kb的DNA片段插入、缺失、扩增，及其相互组合衍生出的复杂变异。
    • 核苷酸序列多态性
      • 单核苷酸多态性（SNP）
        • 限制性片段长度多态性（RFLP）：由于碱基变异可能导致限制性核酸内切酶酶切位点消失或新的酶切位点出现，引起不同个体DNA在同意限制性内切酶切割时，产生不同长度的DNA片段。
      • 插入缺失多态性
      • 重复序列多态性
      • 短串联重复序列多态性（STR）
      • 转座元件插入多态性
  • 突变的层次
    • 染色体畸变
    • 亚显微结构变异
      • 插入、缺失、倒位、异位、拷贝数变异
    • 核苷酸序列突变
  • 核苷酸序列突变的生物学效应
    • 蛋白功能丢失（LOF）
      • 核苷酸序列突变最常见的生物学效应，是指蛋白失去正常功能或表达水平。
    • 蛋白功能获得（GOF）
    • 显性负突变
      • 凡一对等位基因中因其中一个突变或丢失所致的另一个等位基因的功能活性丧失。 显性负突变即杂合的突变产生了纯合突变的效应。
    • 突变蛋白产生新特征
      • 镰刀型细胞贫血
    • 蛋白时空表达异常
      • 肿瘤