遗传学医用2.ppt
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1、第 六 章,群 体 遗 传 学,夜消贼裹殖毒剐吮闽摹铺俄撬勇没傣莎琶佐询弧汕谣渗捞详匿浩雏刻尊冕遗传学医用2遗传学医用2,基因频率和基因型频率、适合度、选择系数、亲缘系数Hardy-Weinberg定律、影响因素及其应用、近婚系数的计算遗传负荷 群体中的平衡多态现象(类型、DNA多态包括种类),第十章 群体遗传学,本章主要内容提示,掣栓挚氛趁淘需沼喧眨睦况盈氦坡肚批稼局吱欢税颁评梆胜账疯谊讽伯揍遗传学医用2遗传学医用2,第十章 群体遗传学,群体 可相互交配的个体群群体遗传学 是研究群体中基因的分布及逐代传递中影响基 因频率与基因型频率的变化规律的科学。医学群体遗传学 研究人类致病基因在群体中的
2、分布、变化规律的科学,也称遗传流行病学。,兼浦假禄遍萍笺旭示拯诸水撑问然容卑解铸奎济咐蜜欲淡缅皖彝睬闽癣疏遗传学医用2遗传学医用2,背景 群体(population)是指一个物种生活在某一地区内的、能够相互交配并能生成有繁殖能力后代的个体群,也称孟德尔式群体。一个群体所具有的全部遗传信息称为基因库(gene pool)。实际研究中,只能探讨某一对等位基因的情况狭义基因库,第一节 群体中的遗传平衡,泥嫡翔横崖吃卒舌嚷凰谚伴耘尖泪迎衬醒眶咽禾抄筹优菏姜煮墟赡膳琳化遗传学医用2遗传学医用2,一、基因频率和基因型频率,基因频率(gene frequency):群体中某一基因在其所有等位基因数量中所占的
3、比例。A%=-=p p+q=?基因型频率(genotype frequency):群体中某一基因型个体占群体总个体数的比例。AA%=-,对于共显性和不完全显性 表型调查 基因型频率 基因频率,AA+a,AAAA+Aa+aa,1,饿巩精余扎寿攘仕撵纪萧远捡捎梦到颂吨挎牵诡嘘陡毅亭昆檀坠阿蜒侣飞遗传学医用2遗传学医用2,MN血型在747人的人群中,MM有233人,MN有385人,NN有129人 基因型频率 MM=233/747=0.312 MM,MN,NN 0.312 0.515 0.173 基因频率 p=M=MM+MN/2=0.57 q=N=NN+MN/2=0.43,以 MN 血型(共显性)为例
4、:基因型频率基因频率,输剁狰嘘架悄怎比炳凳岂迢棚媳始欧拙膏虚傻利质损透对衫竭宽肮俯帝担遗传学医用2遗传学医用2,(1)基因型频率基因频率,设M的基因频率为p,N的基因频率为q,则 p=MM+1/2MN q=NN+1/2MN p+q=1,(2)基因频率基因型频率,设M的基因频率为p,N的基因频率为q,则 MM=p2 NN=q2 MN=2pq,p+q=1(p+q)2=1 p2+2pq+q2=1 MM MN NN,妇膀晾贩醉秃傻园区般太搂沃椭景悲裹肘蹄葬嗜波迢缔樱宫祷癌样打勤翌遗传学医用2遗传学医用2,二、遗传平衡定律(Hardy-Weinberg定律),1908年,英国数学家Hardy和德国内科医
5、生Weinberg分别同时提出遗传平衡定律。,内容:在一定条件下,群体的基因频率和基因型频率在一代一代繁殖传代中保持不变。,条件:(1)在一个很大的群体(2)随机婚配而非选择性婚配(3)没有自然选择(4)没有突变发生(5)没有大规模迁移,第一节 群体中的遗传平衡,忻援丢查富果铂拨左纤畅窍悯泼渊企膳朱藉泡舟焉症隔珠旁奇藉稳屎陪噎遗传学医用2遗传学医用2,Hardy-Weinberg定律,假设在一个理想的群体中,某个基因座上的两个等位基因 A和a,基因频率A=p,a=q p+q=1,因此第一代基因型频率 AA=p2 Aa=2pq aa=q2,咀登篡烃詹匀鞭允欲闺柬魏鳞睫陨垄癣篮北剔漳憎政汝沛胳馆河
6、旭窒沪逞遗传学医用2遗传学医用2,婚配类型的频率,父方基因型 AA(p2)Aa(2pq)aa(q2)母方 AA AA AA AA Aa AA aa 基因型(p2)(p4)(2p3q)(p2q2)Aa Aa AA Aa Aa Aa aa(2pq)(2p3q)(4p2q2)(2pq3)aa aa AA aa Aa aa aa(q2)(p2q2)(2pq3)(q4),炎鞭捍麦笨被才抉俩肆睁苞竹谚趣肠哦巩姨窟坡踌规碧歉佬匝喻譬糖锯湖遗传学医用2遗传学医用2,AA=p4+2p3q+p2q2=p2(p2+2pq+q2)=p2(p+q)2=p2 Aa=2p3q+2p2q2+2p2q2+2pq3=2pq(p2
7、+2pq+q2)=2pq(p+q)2=2pqaa=p2q2+2pq2+q4=q2(p2+2pq+q2)=q2(p+q)2=q2,A基因频率=AA+1/2Aa=p2+1/2(2pq)=p2+pq=p(p+q)=pa基因频率=q,裹裳式鄙按焰船渴合枢哇涨船育汲同盅令双嫉氓玩痹症帮赤棚假岸酪捆淀遗传学医用2遗传学医用2,Hardy-Weinberg定律,假定有一对等位基因A和a,A的频率为p,a的频率为q,则:p+q=1(p+q)2=1 p2+2pq+q2=1 AA Aa aa 因此,当AA:Aa:aa=p2:2pq:q2时,这样的群体处于平衡状态。,吐结豆凸刊锰函奶诉拉啤剪狈宾补彻吴腾艘歪焙镀后纶
8、映求诲卿笔肾鬼番遗传学医用2遗传学医用2,Hardy-Weinberg定律,处于遗传不平衡的群体只需随机杂交一代后,即可达到遗传平衡。,例如:一个100人的群体中,AA有60人,aa有20人,Aa有20人,则:AA=60/100=0.6 Aa=20/100=0.2 AA:Aa:aa=0.6:0.2:0.2=3:1:1 aa=20/100=0.2 A=AA+1/2 Aa=0.7 a=aa+1/2 Aa=0.3,p2=0.492pq=0.42 q2=0.09,AA:Aa:aa p2:2pq:q2,驳讨脉习斟郴痒劝吻绑说郑待歉宇炼偿渐孵二廊终山荧型殿暇琉灌峦加华遗传学医用2遗传学医用2,Hardy-
9、Weinberg定律,遗传不平衡群体在随机杂交条件下:基因频率保持不变 A=0.7 a=0.3 基因型频率,精 子,A(0.7)a(0.3),A(0.7)AA(0.49)Aa(0.21),a(0.3)Aa(0.21)aa(0.09),卵 子,AA=0.49 Aa=0.42 aa=0.09,AA:Aa:aa=p2:2pq:q2,或鸽亲罪海鹿呵快惩燎僳凌任行玲鼠雕婚唱欧霉情冶秋惠狂打擂潦藩瓮林遗传学医用2遗传学医用2,Hardy-Weinberg定律的应用,第一节 群体中的遗传平衡,(一)遗传平衡群体的判定 平衡时:基因频率 p+q=1 基因型频率实际值与理论值相符 AA:Aa:aa=p2:2pq
10、:q2不平衡时:比例不相符,陈镭寺呛绝壁怨羔从蔼蚀跃涨收庞碴样嚼镰祈章制砷早庇鬃龋爵俩苫摔晚遗传学医用2遗传学医用2,例如:下列那个群体符合遗传平衡群体?请说明理由 1.AA 0 Aa 60%aa 40%2.AA 60%Aa 0 aa 40%3.AA 36%Aa 48%aa 16%4.AA 64%Aa20%aa 16%,叶尉兹探炔帆窑蛤柑掏筑诧甫姿贮诵纸禾纫陕厩熬酚鳞芬调贸框恩殆路捷遗传学医用2遗传学医用2,(二)基因频率的计算,1、通过AR病群体发病率计算等位基因频率和各种基因型频率。,例如:已知白化病的发病率为1/10000,求白化病致病基因频率q和携带者频率。白化病为AR遗传病,患者为致
11、病基因的纯合子,因此:发病率=q2=1/10000 q=1/100 p=1 q=99/100 携带者频率=2pq=2 1/100 99/100=0.0198 这提示人群中有 2%为白化病致病基因携带者,对于遗传咨询很重要。,第一节 群体中的遗传平衡,迢扦管夸鹤银责绞罢床罐喜昔虏傅爵慌罚孔碰轿妻暇甥囊面蒸户登毫洞膜遗传学医用2遗传学医用2,对于一种罕见的AR遗传病 致病基因频率q很低,正常基因频率p1:杂合携带者频率=2pq=2q 即杂合携带者频率约为致病基因频率的2倍。杂合携带者 2pq 2 纯合患者 q2 q 提示:致病基因频率q越低,致病基因在群体中主要以杂合携带 者形式存在.,=,=,落
12、呜俗委匪粪哟菊遏滞处黔割纤岁腥睁嚎文绞厨猫绍添茵狙侈饲弟狂霞缕遗传学医用2遗传学医用2,、计算AD病基因频率,群体发病率=AA+Aa=p2+2pq,p+q=1实际计算时,致病基因频率p很低,AA纯合个体少,p2可以忽略,因此:p2 0,q 1,发病率=p2+2pq 2pq 2p 所以对于AD遗传病:p=发病率例如:丹麦某地软骨不全发病率 1/10000 致病基因A频率p=*1/10000=0.00005 正常基因a频率q=p=0.99995,过皖荡作蹋献械痰心妨茸担嚼顷吸获唱乒壮侥核畜途沉肯驱坯哭雁渺纱稿遗传学医用2遗传学医用2,3、X连锁基因的频率,男性表型频率=相应基因型频率=群体频率 我
13、国某地区男性红绿色盲发病率女性纯合体频率男性相应表型频率的平方 女性发病率q2=0.072 0.5%,网腻墒岗察嘲魏唬苟亢烤蒋迢良桃挺龚奠忻塌狐斟汛又浪破喧饺橇板傍右遗传学医用2遗传学医用2,对于一种罕见的XR遗传病 致病基因频率q很低,男性患者=致病基因频率=q 女性患者=致病基因频率的平方=q2 男性患者 q 1 女性患者 q2 q提示:疾病越罕见,q越低,女性患者越罕见。,=,=,砷锡栅详蒲坎菩弥待丘兰胶蛤樊姿赎锚馏渝宇藏肿貉眼淀挽腾桌廖围逸熄遗传学医用2遗传学医用2,对于一种罕见的XD遗传病 致病基因频率p很低,正常基因频率q1 男性患者=致病基因频率=p 女性患者=p2+2pq 2p
14、 男性患者 女性患者,=1/2,并蔗聪阁派灼口夹彬雍掷够五柑钧绽城暑徊流贯遗嘱饼毕睡槽其限掌昏闹遗传学医用2遗传学医用2,第二节 影响群体遗传平衡的因素,条 件 影响因素(1)在一个很大的群体 小群体(2)随机婚配而非选择性婚配 近亲婚配(3)没有自然选择 选择(4)没有突变发生 突变(5)没有大规模迁移 迁移和基因流,亿烫糙伺抽项肩走罢氨万瞅川疗猪秩象踢心埔德跳斜扁莽奔哨峻硼峻坊粱遗传学医用2遗传学医用2,影响Hardy-Weinberg平衡的因素,一、突变,突变率以每代中每一百万个基因中发生突变的次数表示(n10-6/基因/代),设一对等位基因A和a,A的频率为p,a的频率为q,A突变为a
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