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显性基因

显性基因(Dominant Gene)指在杂合状态下(即一对等位基因中仅有一个拷贝存在时)就能决定表型表达的基因。其遗传特性由孟德尔定律阐明,但在分子机制与临床应用中存在复杂扩展。以下从遗传规律、分子机制、特殊类型、临床关联及现代研究五个维度系统解析:


🧬 一、核心遗传规律

1. 孟德尔显性遗传特征

基因型表型表达典型示例
纯合显性(AA)显性表型家族性高胆固醇血症(LDLR+/+)
杂合子(Aa)显性表型(关键特征)亨廷顿病(HTT突变/+)
纯合隐性(aa)隐性表型正常表型

2. 系谱特点

  • 垂直遗传:患者双亲之一通常患病(除非新发突变)。

  • 代代相传:连续世代出现患者,男女患病率均等(常染色体显性)。

  • 50%遗传风险:患者子女有50%概率继承致病等位基因。


⚛️ 二、分子机制:为何单拷贝即可致病?

显性基因通过以下机制影响表型:

1. 功能获得性突变(Gain-of-Function)

  • 过度激活:基因产物活性增强(如FGFR3突变→软骨发育不全)。

  • 新功能获得:突变产生异常毒性蛋白(亨廷顿病中mHTT聚集体)。

2. 单倍剂量不足(Haploinsufficiency)

  • 关键剂量效应:单个正常等位基因产物不足维持功能(如RUNX2突变→锁骨颅骨发育不全)。

下载

正常基因剂量

维持生理功能

杂合突变

基因产物减少50%

阈值不足→病理表型

3. 显性负效应(Dominant Negative)

  • 干扰正常蛋白:突变蛋白与野生型结合形成无功能复合物(如胶原蛋白α1链突变→成骨不全症)。


⚠️ 三、特殊显性类型

1. 不完全显性(Incomplete Dominance)

基因型表型实例
RR红花金鱼草花色:R基因编码红色素
Rr粉花(中间表型)杂合子色素表达减半
rr白花

2. 共显性(Codominance)

  • 双基因同时表达:ABO血型系统中,I<sup>A</sup>/I<sup>B</sup>杂合子表达A、B两种抗原。

  • 分子检测标志:HLA分型利用共显性进行器官移植配型。

3. 延迟显性(Delayed Onset)

  • 年龄依赖性表达:如亨廷顿病(HTT突变)多在35-50岁发病。


🏥 四、临床关联:常染色体显性遗传病(AD疾病)

1. 常见疾病及机制

疾病名称致病基因分子机制关键表型
马凡综合征FBN1原纤维蛋白-1结构缺陷主动脉夹层、晶状体脱位
神经纤维瘤病I型NF1Ras信号负调控丧失咖啡斑、神经纤维瘤
多囊肾病(ADPKD)PKD1/PKD2纤毛信号传导障碍双肾囊肿、高血压
遗传性乳腺癌BRCA1DNA修复缺陷早发性乳腺癌/卵巢癌

2. 诊疗要点

  • 新发突变率高:20-30%神经纤维瘤病为自发突变(无家族史)。

  • 早筛与干预

    • BRCA1携带者:25岁起乳腺MRI+年度钼靶。

    • 家族性腺瘤性息肉病(APC基因):青春期后结肠镜监测。


🔬 五、现代研究突破

1. 表观遗传调控

  • 显性基因沉默:ASO(反义寡核苷酸)靶向突变HTT mRNA(亨廷顿病Ⅲ期临床试验中)。

  • CRISPR单等位基因编辑:选择性敲除显性突变等位基因(视网膜色素变性动物模型成功)。

2. 多基因显性效应

  • 叠加模型:高血压/糖尿病等复杂疾病中,多个微效显性基因共同作用(PRS多基因风险评分)。


💎 总结

显性基因的核心特征与价值:

  1. 遗传本质:单拷贝突变即可打破生理平衡,机制涵盖功能获得、剂量不足及显性负效应;

  2. 临床警示

    • 垂直遗传+50%风险→需家系筛查与遗传咨询;

    • 延迟显性(如亨廷顿病)需前瞻性管理;

  3. 治疗突破:等位基因特异性沉默技术有望实现精准干预。
    关键认知:显性表型是基因-环境互作的结果(如家族性高胆固醇血症中高脂饮食加速发病),凸显生活方式干预的重要性。

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