医学遗传学/不同于孟德尔遗传规律的遗传现象

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医学遗传学基础

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1.母系遗传 母系遗传(maternalinheritance)是指核外染色体所控制的遗传现象。例如Leber遗传性视神经病(Leber’s heredi tary optic neuropathy,LHON),也称Leber病。其主要病变为视神经退行性变,发病较早,表现为急性亚急性视力减退,中心视野丧失最明显。此病发病机制一般认为是由于mtDNA点突变导致其第11778位精氨酸组氨酸(多见)及细胞色素b第15257位天冬氨酸天冬酰胺。前者使编码呼吸链NADH脱氢酶mtDNA第340位精氨酸被组氨酸取代,改变了mtDNA阀间构型,导致NADH脱氢酶活性降低,线粒体产能下降,因而对需能量多的视神经组织损害最大,久之导致视神经细胞退行性变,直至萎缩

由于mtDNA为母系遗传,因此由mtDNA基因突变所致的Leber病也遵循母系遗传的传递规律,即患者都与母亲有关。男性患者的后代中尚未见有直接传代者。但并非女性患者的后代全部发病,而且发病年龄也不一致;甚至一些女性患者本身表型正常,但可将本病传给下一代。母系遗传的特点:①母亲将她的mtDNA传递给儿子和女儿,但只有女儿能将其mtDNA传递给下一代;②人的细胞里通常有上千个mtDNA拷贝,在突变体和正常mtDNA共存的细胞中,mtDNA在细胞的复制和分离过程中发生遗传漂变,可导致子细胞出现三种基因型纯合的突变体mtDNA、纯合的正常mtDNA、突变体和正常的mtDNA的杂合,这是由于mtDNA的遗传不遵循孟德尔定律,被随机分配到子细胞中所致;线粒体病发病有一阈值,只有当异常的mtDNA超过阈值时才发病。女性携带者的细胞内突变的mtDNA未达到阈值或在某种程度上受核影响而未发病,但仍可以通过mtDNA突变体向下代传递。女性患者细胞里mtDNA同样可能存在杂合性,子女中得到较多突变mtDNA的个体发病,得到较少的病情较轻或不发病。

2.遗传印记 根据孟德尔的遗传定律,当一个性状从亲本传给子代,无论携带这个性状的基因或染色体来自父方或母方,所产生的表型效应是相同的。但是目前发现同一种染色体(或基因)的改变由于不同性别的亲本传给子女时可以引起不同的疾病。例如,Prader-Willi综合征(PWS)和Angelman综合征(AS)是两种不同的遗传病,但都有共同的15q11-13缺失。父源染色体缺失时临床上为PWS,而母源染色体缺失时表现为AS。这提示来源不同的等位基因有不同的表达。某些常染色体显性遗传病的发病年龄和病情轻重似乎与传递基因亲本有关。慢性进行性舞蹈病患者发病年龄一般在30-50岁,但有5%-10%患者在20岁以前发病,且病情严重,这些患者致病基因均由父亲遗传。母亲遗传者,子女发病年龄多在40-50岁。囊性纤维化(cystic fibrosis,CF)是一种常染色体隐性遗传病,已发现某些CF患者的二条7号染色体均来自母亲,即单亲二体性(uniparental disomy,UPD)。人类的胚胎发育也有类似现象,拥有父源两套染色体的受精卵发育成葡萄胎,而拥有母源两套染色体的发育成卵巢畸胎瘤。此外,无论是双雄三倍体还是双雌三倍体都发育成畸胎儿。因此,正常的胚胎发育必须拥有亲代双方染色体或基因组。一些胚胎肿瘤中也存在亲源性非随机的染色体或基因丢失现象,而且主要是母源染色体的丢失。如散发的肾母细胞瘤(Wilms trmor)有11p13-15的基因丢失,且皆来自母方,而遗传型基因丢失多来自父方;遗传型视网膜母细胞瘤(Rb)中有13q14杂合性丢失(LOH),且丢失的多为母系源Rb基因(详第九章)。

目前已知,至少有数十种遗传病存在着遗传印记现象,这种现象很难用经典的孟德尔定律来解释,也不能用性连锁遗传线粒体遗传多基因遗传来回答。近年来,揭示了一种新的遗传现象,即基因组印记(genomic imprinting),亦称遗传印记(geneticimprinting),是指来自双亲的基因或染色体存在着功能上的差异,因而子女来自父方与来自母方的基因表达可以不同。这是由于基因在生殖细胞分化过程中受到不同修饰的结果。换言之,遗传印记是一种依赖于配子起源的某些等位基因的修饰现象.一些基因在精子生成过程中被印记,另一些基因在卵子生成过程中被印记,被印记了的基因,它们的表达受到抑制。

遗传印记现象已在哺乳动物和人类中确认,但对印记现象的机理仍了解很少。据推测DNA甲基化可能遗传印记的分子机理之一。在精子和卵子中一些基因甲基化程度不同,高度甲基化(被印记)的基因不表达或表达程度降低,当胚胎发育过程中发生去甲基化时,这些基因即开始表达。总之,基因的印记影响到性状或许多遗传病和肿瘤的发生,影响发病年龄、外显率表现度,甚至遗传方式。在对某些不能用经典孟德尔定律解释的遗传现象时,用遗传印记可以得到合理解释。

32 单基因病的遗传异质性与遗传方式 | 基因突变致蛋白质合成异常 32
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