群體遺傳學(xué)群體遺傳學(xué)醫(yī)學(xué)群體遺傳學(xué)(遺傳流行病學(xué))群體：指一個物種生活在某一地區(qū)內(nèi)的、能相互雜交的個體群，也稱為孟德爾式群體(Mendelianpopulation)。群體中的遺傳平衡基因庫：一個群體所具有的全部遺傳信息稱為基因庫(genepool)?；蝾l率和基因型頻率基因頻率(genefrequency)：指群體中某一基因在其所有等位基因數(shù)量中所占的比例。任何基因座位上全部基因頻率的總和等于1?；蛐皖l率(genotypefrequency)：指群體中某一基因型個體占群體總個體數(shù)的比例。任何群體各個基因型頻率的總和等于1。對于共顯性和不完全顯性性狀有一對等位基因A

和a基因A

的頻率為p

基因a

的頻率為q基因型AA

的頻率為D基因型Aa

的頻率為H

基因型aa

的頻率為R基因頻率和基因型頻率Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)D.H.HardyW.Weinberg一定條件下，群體中的基因頻率和基因型頻率在世代傳遞中保持不變。如果一個群體達(dá)到了這種狀態(tài)，就是一個遺傳平衡的群體。1.群體很大2.隨機(jī)婚配3.沒有突變4.沒有選擇5.沒有大規(guī)模遷移Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)每個世代基因頻率保持不變。p＋q＝1基因型頻率按下列分布展開精子f(A)＝pf(a)＝q卵子f(A)＝pp2pqf(a)＝qpqq2p2＋2pq＋q2＝1p2:基因型AA的頻率2pq:基因型Aa的頻率q2:基因型aa的頻率Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)每個世代基因頻率保持不變。p＋q＝1基因型頻率按下列分布展開p2＋2pq＋q2＝1Hardy-Weinberg定律遺傳平衡定律(lawofgeneticequilibrium)每個世代基因頻率保持不變。p＋q＝1基因型頻率按下列分布展開一個不平衡的群體只要經(jīng)過一個世代隨機(jī)婚配就可以達(dá)到遺傳平衡。f(a)=qf(A)=1－q=q2Hardy-Weinberg定律隱性表型頻率(發(fā)病率)＝隱性致病基因型頻率q

＝

q2p

＝

1－q

常染色體隱性遺傳病(AR)基因頻率的計算2pqq2≈2qq2＝2q2pq≈

2q＝隱性表型頻率＝發(fā)病率p

＝

1－q

基因頻率的計算常染色體顯性遺傳病(AD)2pqp2

＋2pq≈1H

＝

2pq≈

2pq

＝

q2＝正常人的頻率性別女性男性基因型XAXAXAXaXaXaXAYXaY基因型頻率p22pqq2pq男性表型頻率＝男性基因型頻率＝群體基因頻率女性純合體的頻率為男性相應(yīng)表型頻率的平方XD中，男女發(fā)病比例為p/(p2＋2pq)＝1/2XR中，男女發(fā)病比例為q/q2＝1/q基因頻率的計算X連鎖基因基因頻率的計算復(fù)等位基因(IA,IB,i)血型ABOAB基因型IAIA,IAiIBIB,IBiiiIAIB基因型頻率p2＋2prq2＋2qrr22pqp＋q＋r＝1(p＋q＋r)2＝p2＋2pq＋q2＋2pr＋r2＋2qr

＝1f(IA)=pf(IB)=qf(i)=r影響群體遺傳平衡的因素突變及突變間的平衡突變率(mutationrate)：每個基因都有一定的突變率，用每一世代中每百萬個基因中有n個基因發(fā)生突變，即n×10－6/基因/代。突變突變一對等位基因A

和af(A)＝p，突變率為uf(a)＝q，突變率為vq＝uu

＋

vp

＝vu

＋

v

p

＝qv;

q

＝pu影響群體遺傳平衡的因素突變及突變間的平衡選擇及選擇與突變間的平衡選擇選擇(selection)：指由于基因型的差別而導(dǎo)致生存能力和生育能力的差別。常用適合度和選擇系數(shù)來表示。適合度(fitness)：是指一定環(huán)境條件下，某種基因型個體能生存并能將他的基因傳給后代的能力。一般用相對生育率(relativefertility)來衡量。選擇系數(shù)(selectioncoefficient，S)：選擇的作用常用選擇系數(shù)來表示。S代表在選擇作用下，降低的適合度，S＝1－f。幾種遺傳病患者的適合度

遺傳病適合度黑矇性癡呆0視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤0軟骨發(fā)育不全0.2甲型血友病0.29遺傳性舞蹈癥男0.82女1.25鐮狀細(xì)胞貧血0鐮狀細(xì)胞貧血(攜帶者)瘧疾區(qū)1.26選擇與突變間的平衡選擇和突變對群體遺傳結(jié)構(gòu)的作用方向正好相反突變選擇01234567891011有害基因數(shù)目頻率選擇與突變間的平衡在一個遺傳平衡的群體中，選擇壓力和突變壓力基本上維持著平衡。選擇壓力(selectionpressure)突變壓力(mutationpressure)選擇和突變對群體遺傳結(jié)構(gòu)的作用方向正好相反選擇與突變間的平衡AD遺傳病v

＝Sp

＝S×1/2H

AR遺傳病u

＝Sq2XR遺傳病u

＝Sq/3

XD遺傳病v

＝Sp選擇壓力的變化對遺傳平衡的影響選擇壓力的增強(qiáng)n1qn＝1q－AD遺傳病AR遺傳病選擇壓力的變化對遺傳平衡的影響選擇壓力的放松AD遺傳病AR遺傳病q

＋M×10－6×n=2qqM×10－6n＝影響群體遺傳平衡的因素突變及突變間的平衡選擇及選擇與突變間的平衡隨機(jī)遺傳漂變隨機(jī)遺傳漂變隨機(jī)遺傳漂變(randomgeneticdrift)：在一個小的群體中，由于所生育的子女?dāng)?shù)目少，導(dǎo)致的等位基因頻率產(chǎn)生相當(dāng)大的隨機(jī)波動的現(xiàn)象。孤島模型：有一對等位基因A和a，頻率各為0.5AA×AAAA×AaAA×AaAA×aaAa×AaAa×AAaa×AAAa×AAAa×AaAa×AaAa×AaAa×aaaa×Aaaa×AaAa×aaaa×aaAAAaAaaaAAAaAaaaAA×AAaa×aa隨機(jī)遺傳漂變01020304050607080901001101201301401501.00.90.80.70.60.50.40.30.20.1世代數(shù)25人基因A的頻率2500人250人隨機(jī)遺傳漂變美洲印第安人ABO血型頻率Blackfeet:IA0.5隨機(jī)遺傳漂變北美：IA0.018;IB0.009;i0.973影響群體遺傳平衡的因素突變及突變間的平衡選擇及選擇與突變間的平衡隨機(jī)遺傳漂變隔離隔離由于自然條件或宗教、民族風(fēng)俗習(xí)慣等因素所形成的隔離(isolation)，使該群體與其他人群無基因交流，使純合子的比例增加，產(chǎn)生類似于近親婚配的遺傳效應(yīng)。建立者效應(yīng)(foundereffect)：在一些隔離群體中，基因頻率是由少數(shù)幾個始祖的某一突變基因在小的隔離群體近親繁殖的結(jié)果。小的隔離群體的遺傳結(jié)構(gòu)不斷變化，隨機(jī)遺傳漂變可能起了重要的作用。影響群體遺傳平衡的因素突變及突變間的平衡選擇及選擇與突變間的平衡隨機(jī)遺傳漂變隔離遷移遷移遷移(migration)：指具有某一基因頻率群體的部分個體因某種原因遷入與其基因頻率不同的另一群體中，并雜交定居，從而改變遷入群體的基因頻率，這種影響也稱遷移壓力(migrationpressure)?；蛄鳎哼w移壓力的增強(qiáng)可使某些基因從一個群體有效地散布到另一個群體中，稱為基因流(geneflow)。影響群體遺傳平衡的因素突變及突變間的平衡選擇及選擇與突變間的平衡隨機(jī)遺傳漂變隔離遷移近親婚配近親婚配近親(closerelative)是指在3～4代以內(nèi)有共同祖先的個體間的關(guān)系，他們之間的婚配稱為近親婚配(consanguineousmarriage)。親緣系數(shù)(coefficientofrelationship)：由于繼承的關(guān)系，親屬間具有相同基因的可能性。近婚系數(shù)(inbreedingcoefficient，F(xiàn))：近親婚配使子女從婚配雙方得到祖先同一基因的概率。近親系數(shù)兄妹婚配(一級親屬)SA1A2A3A4A1A1A2A2A3A3A4A4舅甥女婚配(二級親屬)SA1A2A3A4A1A1A2A2A3A3A4A4半同胞婚配A1A2A3A4A1A1A2A2A5A6S近親系數(shù)的估算F＝4×(1/2)n&F＝2×(1/2)n4×:兩個共同祖先(4條染色體)n＝2×世代數(shù)2×:一個共同祖先(2條染色體)n:傳遞步驟n＝世代數(shù)1＋世代數(shù)2X連鎖的基因女性有兩條X染色體，可形成純合子；男性只有一條X染色體，是個半合子。所以，只需計算女性的近婚系數(shù)F。由于交叉遺傳：男性的X連鎖基因一定傳給女兒，傳遞概率為1男性的X連鎖基因不會傳給兒子，傳遞概率為0X連鎖基因的近親系數(shù)姨表兄妹婚配(三級親屬)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S舅表兄妹婚配(三級親屬)SX1YX2X3X1X1X2X2X3X3姑表兄妹婚配(三級親屬)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S堂表兄妹婚配(三級親屬)X1YX2X3X1X1X2X2X3X3S平均近婚系數(shù)(averageinbreedingcoefficient，a)評估近親婚配對群體的危害時，平均近婚系數(shù)(a)有重要的意義。平均近親系數(shù)a

=ΣMi?FiNa

＞0.01遺傳負(fù)荷遺傳負(fù)荷(geneticload)

：指在一個群體中，由于致死基因(lethalgene)或有害基因的存在而使該群體適合度降低的現(xiàn)象。來源于突變負(fù)荷和分離負(fù)荷。