《医学遗传学》第三章.遗传的分子基础
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《医学遗传学》课程教学大纲课程编号:(可暂缺)课程名称:医学遗传学英文名称:Medical Genetics课程类型: 专业基础课必修总学时:38 学分:2.0 理论课学时:32 讨论课学时:6适用对象: 临床医学专业本科学生一、课程的性质和地位医学遗传学是研究人类疾病与医学关系的科学, 即研究人类遗传的发生原理、传递规律、诊断、治疗和预防的学科。
近年来,随着细胞遗传学、分子遗传学和分子生物学的发展,推动了医学遗传学学科发展迅速。
人体的发育、分化是细胞中 DNA分子所携带的遗传信息依照精确的时空程序,逐步表达的结果。
当遗传信息改变或其表达程序出现错误时,就会导致人体某些器官的功能异常,发生疾病乃至死亡。
因此,对人体的认识已从整体水平的生理学和病理学进入到细胞水平和分子水平认识的时代。
这些进展带动了基础医学、临床医学、预防医学、法医学的发展。
对人类基因DNA的结构与功能的研究,已确认了人类约有25000~30000个基因。
重组DNA技术的引入,对人类疾病已有可能进行基因诊断和基因治疗,为预防遗传病的发生和治疗开辟了光辉的前景。
因此医学遗传学在医学教育中起着日益重要的作用。
医学遗传学是一门重要的基础医学课程,是培养高级医学专业人才的知识结构和能力的重要组成部分,其任务是通过教学使学生掌握分析与遗传病相关的知识与能力,为未来基础和临床实践工作奠定基础。
二、教学环节及教学方法和手段医学遗传学的教学包括课堂讲授,讨论及实验操作,并通过考试检验学生的学习效果。
其中,课堂讲授是对指定教材部分章节的讲解,结合CAI课件、利用启发式教学,帮助学生理解教学的重点、难点内容;讨论课是根据医学遗传学学科的特点而设立的,学生在讨论课上运用前期知识,对各种遗传病例进行分析,总结,并提出相应的遗传咨询方案,是对学生综合能力的培养;实验课是教师在实验室里,指导学生对学科领域中一些必要的实验技术进行操作、观察和分析,并要求总结书写实验报告。
第三章遗传的分子基础第二节真核基因的分子结构一、人类基因组的组成一个基因组DNA 长度约为3.0×109个碱基对, 绝大部分序列不表达, 只是构成基因间的间隔序列、基因中的插入序列和重复序列。
(一) 单一序列单一序列是指在基因组中只出现一次或少数几次的DNA序列,也称单拷贝序列,编码蛋白质的结构基因一般为单一序列。
(二)重复序列重复序列(repetitiv sequence)指在基因中多次出现的DNA序列, 根据重复序列的长短和重复的次数,重复序列又可分为高度重复序列、中度重复序列、多基因家族和拟基因等。
1、高度重复序列高度重复序列是指结构简单、重复频率很高的序列,一般长为2~200bp,重复次数为106~108。
(1)卫星DNA(satelite DNA)是由一系列的短串联重复序列组成,这类DNA 经密度梯度离心后, 在基因组DNA 主峰旁形成“卫星”状,由此而命名。
卫星DNA 主要构成着丝粒,没有编码作用。
功能和维持染色体的结构、同源染色体的联会有关,使结构基因分隔开。
(2)小卫星DNA 和微卫星DNA小卫星DNA 是由6~25 bp 构成的串联重复序列,主要分布在端粒,其作用是保持染色体的完整与稳定。
微26bp 构成的串联重复序列,所以又称为短串联重复(STR), 微卫星DNA 在基因组中分布广泛并具高度多态性。
(3)反向重复序列两个顺序相同的互补序列在同一条DNA 链上反向排列,构成反向重复序列。
重复序列之中没有其他序列,如:········TTCGAA ········重复序列之中插有一段其他序列,如:·······TTGCAANNNNNTTGCAA ·······由于插有一段其他序列,这样的单链可以折回来形成发卡状结构。
第三章遗传的分子基础一、基本概念1.基因:一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段。
在大多数生物中是一段DNA ,在某些病毒中是一段RNA 。
2.DNA的复制:新的DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA完全相同的新的DNA分子的过程。
3. ___转录____ :遗传信息由DNA传递到RNA上的过程。
4.翻译:核糖体沿着mRNA的运行,氨基酸相继加到延伸中的多肽链上。
5.逆转录:遗传信息由RNA传递到DNA上的过程。
6.遗传密码:mRNA上每相连的三个核苷酸,能决定一种氨基酸。
7.基因表达:基因形成RNA产物以及mRNA被翻译为基因的蛋白质产物的过程。
二、主要结论1.DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。
它是由①磷酸②碱基③脱氧核糖组成。
其中,②和③结合形成的单位叫核苷。
组成DNA的②有四种:腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T)。
所以,组成DNA的脱氧核苷酸有四种。
2.DNA的空间结构特点:(1)两条长链按方向平行方式盘旋成双螺旋结构;脱氧核糖和磷酸构成基本骨架排列在外侧,内侧是_碱基___;(2)两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则,通过氢键连接。
(3)碱基配对原则: A 与T、G与C 配对。
3.DNA分子的功能:DNA分子的脱氧核苷酸的排列方式中_携带_______着遗传信息。
DNA分子通过_复制____,使遗传信息从亲代传递给子代,保持了前后代遗传信息的连续性。
DNA分子具有携带和表达遗传信息的双重功能。
4.蛋白质合成过程:(1)以__DNA分子一条链__为模板,在细胞核中合成___mRNA___________;(2)____mRNA____通过细胞核的__核孔__进入细胞质,在细胞质中的__核糖体_(一种细胞器)合成蛋白质。
5.中心法则(图):三、横向联系1.脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体的关系基本组主要成单位片断组成成分(1)图 G是蛋白质。
(2)图中E、F与G的关系是基因是DNA大分子中的一个片段,有遗传效应的DNA片段___。