医学遗传学群体遗传学.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/1,#,医 学 遗 传 学,群体遗传学,医学遗传学群体遗传学,1/42,群体,：指一个物种生活在某一地域内、能相互杂交个体群，也称为,孟德尔式群体,(Mendelian population)。,第一节 基本概念,基因库,：一个群体所含有全部遗传信息称为,基因库,(gene pool)。,医学遗传学群体遗传学,2/42,基因频率,(gene frequency),：,指群体中某特定等位基因数量占该基因座全部等位基因总数比率。,任何基因座位上全部基因频率总和等于,1,。,基因型频率,(genotype frequency),：,指群体中某特定基因型个体占全部个体数比率,。任何群体各个基因型频率总和等于,1,。,第二节 群体中遗传平衡,医学遗传学群体遗传学,3/42,对于,共显性,和,不完全显性,性状,有一对等位基因,A,和,a,基因,A,频率为,p,基因,a,频率为,q,基因型,AA,频率为,D,基因型,Aa,频率为,H,基因型,aa,频率为,R,基因频率和基因型频率,医学遗传学群体遗传学,4/42,Hardy-Weinberg 定律,遗传平衡定律,(law of genetic equilibrium),D.H.Hardy,W.Weinberg,医学遗传学群体遗传学,5/42,一定条件下，群体中基因频率和基因型频率在世代传递中保持不变。假如一个群体到达了这种状态，就是一个遗传平衡群体。,1.群体很大,2.随机婚配,3.没有突变,4.没有自然选择,5.没有大规模迁移,Hardy-Weinberg 定律,遗传平衡定律,(law of genetic equilibrium),医学遗传学群体遗传学,6/42,Hardy-Weinberg 定律,遗传平衡定律,(law of genetic equilibrium),每个世代,基因频率,保持不变。,p,q,1,基因型频率,按以下分布展开,精子,f(,A,),p,f(,a,),q,卵,子,f(,A,),p,p,2,pq,f(,a,),q,pq,q,2,医学遗传学群体遗传学,7/42,p,2,2,pq,q,2,1,p,2,:,基因型,AA频率,2,pq,:,基因型,Aa频率,q,2,:,基因型,aa频率,Hardy-Weinberg 定律,遗传平衡定律,(law of genetic equilibrium),每个世代,基因频率,保持不变。,p,q,1,基因型频率,按以下分布展开,医学遗传学群体遗传学,8/42,p,2,2,pq,q,2,1,Hardy-Weinberg 定律,遗传平衡定律,(law of genetic equilibrium),每个世代,基因频率,保持不变。,p,q,1,基因型频率,按以下分布展开,一个不平衡群体只要经过一个世代随机婚配就能够到达遗传平衡。,医学遗传学群体遗传学,9/42,f(,a,)=,q,f(,A,)=1,q,=,q,2,Hardy-Weinberg 定律,医学遗传学群体遗传学,10/42,隐性表型频率(发病率)隐性致病基因型频率,q,q,2,p,1,q,常染色体隐性遗传病(AR),基因频率计算,2,pq,q,2,2,q,q,2,2,q,2,pq,2,q,隐性表型频率,发病率,医学遗传学群体遗传学,11/42,p,1,q,基因频率计算,常染色体显性遗传病(AD),2,pq,p,2,2,pq,1,H,2,pq,2,p,q,q,2,正常人频率,医学遗传学群体遗传学,12/42,性 别,女 性,男 性,基因型,X,A,X,A,X,A,X,a,X,a,X,a,X,A,Y,X,a,Y,基因型频率,p,2,2pq,q,2,p,q,男性表型频率男性基因型频率群体基因频率,女性纯合体频率为男性对应表型频率平方,XD中，男女发病百分比为,p,/(,p,2,2pq,)1/2,XR中，男女发病百分比为,q,/,q,2,1/,q,基因频率计算,X连锁基因,医学遗传学群体遗传学,13/42,突变率,(mutation rate)：每个基因都有一定突变率，用每一世代中每百万个基因中有 n 个基因发生突变，即,n10,6,/基因/代,。,一、突 变,第三节 影响群体遗传平衡原因,医学遗传学群体遗传学,14/42,突 变,一对等位基因,A,和,a,f(,A,),p,，突变率为,u,f(,a,),q,，突变率为,v,q,u,u,v,p,v,u,v,p,q,v,;,q,p,u,医学遗传学群体遗传学,15/42,二、选 择,选择,(selection)：指因为基因型差异而造成生存能力和生育能力差异。惯用,适合度,和,选择系数,来表示。,适合度,(fitness)：是指一定环境条件下，某种基因型个体能生存并能将他基因传给后代能力。普通用,相对生育率,(relative fertility)来衡量。,选择系数,(selection coefficient，S)：选择作用惯用,选择系数,来表示。S 代表在选择作用下，降低适合度，S 1 f。,医学遗传学群体遗传学,16/42,几个遗传病患者适合度,遗传病,适合度,黑矇性痴呆,0,视网膜母细胞瘤,0,软骨发育不全,0.2,甲型血友病,0.29,遗传性舞蹈症,男,0.82,女,1.25,镰状细胞贫血,0,镰状细胞贫血(携带者),疟疾区,1.26,医学遗传学群体遗传学,17/42,选择与突变间平衡,选择,和,突变,对群体遗传结构作用方向恰好相反,突 变,选 择,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11,有害基因数目,频 率,医学遗传学群体遗传学,18/42,选择与突变间平衡,在一个遗传平衡群体中，,选择压力,和,突变压力,基本上维持着平衡。,选择压力,(selection pressure),突变压力,(mutation pressure),选择,和,突变,对群体遗传结构作用方向恰好相反,医学遗传学群体遗传学,19/42,选择与突变间平衡,AD遗传病,v,S,p,S,1/2,H,AR遗传病,u,S,q,2,XR遗传病,u,S,q,/3,XD遗传病,v,S,p,医学遗传学群体遗传学,20/42,选择压力改变对遗传平衡影响,选择压力增强,n,1,q,n,1,q,AD遗传病,AR遗传病,医学遗传学群体遗传学,21/42,选择压力改变对遗传平衡影响,选择压力放松,AD遗传病,AR遗传病,q,M,10,6,n=2,q,q,M,10,6,n,医学遗传学群体遗传学,22/42,三、近亲婚配,近亲,(close relative),是指在 34 代以内有共同祖先个体间关系，他们之间婚配称为,近亲婚配,(consanguineous marriage),。,医学遗传学群体遗传学,23/42,亲缘系数,(coefficient of relationship)：因为继承关系，亲属间含有相同基因可能性。,近婚系数,(inbreeding coefficient，F)：近亲婚配使儿女从婚配双方得到祖先同一基因概率。,近亲系数,医学遗传学群体遗传学,24/42,兄妹婚配,(一级亲属),S,A,1,A,2,A,3,A,4,A,1,A,1,A,2,A,2,A,3,A,3,A,4,A,4,医学遗传学群体遗传学,25/42,舅甥女婚配,(二级亲属),S,A,1,A,2,A,3,A,4,A,1,A,1,A,2,A,2,A,3,A,3,A,4,A,4,医学遗传学群体遗传学,26/42,半同胞婚配,A,1,A,2,A,3,A,4,A,1,A,1,A,2,A,2,A,5,A,6,S,医学遗传学群体遗传学,27/42,近亲系数估算,F 4 (1/2),n,&,F 2 (1/2),n,4:两个共同祖先(4条染色体),n 2世代数,2:一个共同祖先(2条染色体),n:传递步骤,n 世代数1世代数2,医学遗传学群体遗传学,28/42,X 连锁基因,女性有两条X染色体，可形成纯合子；,男性只有一条X染色体，是个半合子。,所以，只需计算女性近婚系数F。,因为交叉遗传：,男性X连锁基因一定传给女儿，传递概率为,1,男性X连锁基因不会传给儿子，传递概率为,0,X连锁基因近亲系数,医学遗传学群体遗传学,29/42,姨表兄妹婚配,(三级亲属),X,1,Y,X,2,X,3,X,1,X,1,X,2,X,2,X,3,X,3,S,医学遗传学群体遗传学,30/42,舅表兄妹婚配,(三级亲属),S,X,1,Y,X,2,X,3,X,1,X,1,X,2,X,2,X,3,X,3,医学遗传学群体遗传学,31/42,姑表兄妹婚配,(三级亲属),X,1,Y,X,2,X,3,X,1,X,1,X,2,X,2,X,3,X,3,S,医学遗传学群体遗传学,32/42,堂表兄妹婚配,(三级亲属),X,1,Y,X,2,X,3,X,1,X,1,X,2,X,2,X,3,X,3,S,医学遗传学群体遗传学,33/42,平均近婚系数,(average inbreeding coefficient，,a,),评定近亲婚配对群体危害时，平均近婚系数(,a,)有主要意义。,平均近亲系数,a,=,Mi,Fi,N,a,0.01,医学遗传学群体遗传学,34/42,四、迁 移,迁移,(migration)：指含有某一基因频率群体部分个体因某种原因迁入与其基因频率不一样另一群体中，并杂交定居，从而改变迁入群体基因频率，这种影响也称,迁移压力,(migration pressure)。,基因流,：迁移压力增强可使一些基因从一个群体有效地散布到另一个群体中，称为,基因流,(gene flow)。,医学遗传学群体遗传学,35/42,五、随机遗传漂变,-因为某种机会，某一等位基因频率在群体（尤,其是在小群体）中出现世代传递波动现象称为遗,传漂变（genetic drift），也称为随机遗传漂变,（random genetics drift）。,-这种波动改变造成一些等位基因消失，另一,些等位基因固定，从而改变了群体遗传结构。,医学遗传学群体遗传学,36/42,孤岛模型,：,有一对等位基因,A,和,a,，频率各为0.5,AAAA,AAAa,AAAa,AAaa,AaAa,AaAA,aaAA,AaAA,AaAa,AaAa,AaAa,Aaaa,aaAa,aaAa,Aaaa,aaaa,AA Aa Aa aa,AA,Aa,Aa,aa,AAAA,aaaa,随机遗传漂变,医学遗传学群体遗传学,37/42,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150,1.0,0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1,世 代 数,25人,基因 A 频率,2500人,250人,随机遗传漂变,医学遗传学群体遗传学,38/42,美洲印第安人,ABO,血型频率,Blackfeet:,I,A,0.5,随机遗传漂变,北美：,I,A,0.018;,I,B,0.009;i 0.973,医学遗传学群体遗传学,39/42,第四节 遗传负荷,遗传负荷,(genetic load),：一个群体因为有害基因或致死基因存在而使群体适合度降低现象。起源于,突变负荷,和,分离负荷,。,医学遗传学群体遗传学,40/42,突变负荷,(mutation load)：,指基因突变产生有害基因或致死基因，使群体适合度下降而给群体带来遗传负荷,。,突变负荷,取决于,突变率,和突变基因,选择系数,。,医学遗传学群体遗传学,41/42,分离负荷,分离负荷(segregation load)：指适合度较高杂合子因为基因分离而产生适合度较低纯合子，从而降低了群体适合度而给群体带来遗传负荷。近亲婚配造成分离负荷。,医学遗传学群体遗传学,42/42,