1、第六章染色體畸變的遺傳學分析第六章染色體畸變的遺傳學分析第六章 染色體畸變的遺傳學分析第六章 染色體畸變的遺傳學分析突變（mutation)染色體畸變：染色體的結構和數目的改變基因突變：基因（DNA或RNA）的突變正常型紅細胞鐮刀型貧血癥紅細胞遺傳物質本身發生質的變換稱突變。突變（mutation)染色體畸變：染色體的結構和數目的改變一 染色體結構變異1 果蠅唾腺染色體果蠅唾腺染色體結構和功能的特性：巨大性、伸展性體聯會（somatic synapsis)一 染色體結構變異1 果蠅唾腺染色體果蠅唾腺染色體結構和功能有橫紋結構染色質濃縮而成致密染色粒DNA被堿性染料深染的帶紋區與擴展的染色粒間D

2、NA被淺染的帶間區交替排列而成形成橫紋。有橫紋結構橫紋的寬窄、疏密程度相差很大橫紋結構相對穩定-可以識別每一條染色體橫紋特征具有物種的特異性橫紋的寬窄、疏密程度相差很大 橫紋的線性排列可以看作與基因的線性排列是等同的，特定基因突變在特定的橫紋上定位。 橫紋的線性排列可以看作與基因的線性排列是等同的，特出現puff結構：在幼蟲發育的某個階段，多線染色體的某些帶區疏松膨大，形成膨突（puff），或巴氏環（Balbiani ring）。用H3-TdR處理細胞，發現膨突被標記，說明膨突是基因活躍轉錄的形態學標志。puff結構氚標記的胸腺嘧啶核苷（3H -TdR）出現puff結構：puff結構氚標記的胸

3、腺嘧啶核苷（3H -缺 失重 復倒 位易 位2 染色體結構變異的類型缺 失重 復倒 位易 位2 染色體結構變異的缺 失（deletion)染色體丟失了一個片段，使之位于這個片段上的基因也隨之發生丟失。類別：按染色體斷裂點的數量和位置分為：末端缺失（terminal deletion)中間缺失（interdtitialdeletion)缺 失（deletion)染色體丟失了一個片段，使之位于這個缺失的細胞學效應-缺失環（deletion loop)減數分裂過程只能夠同源染色體配對時，缺失雜合體出現特征性的環狀結構。缺失的細胞學效應-缺失環（deletion loop)減數缺失的遺傳學效應缺失一般

4、對生物的發育和配子生活力有不利的影響。貓叫綜合癥第5號染色體短臂缺失嬰兒啼哭如貓叫，一般伴隨有小頭癥和智力遲鈍。缺失的遺傳學效應缺失一般對生物的發育和配子生活力有不利的影響染色體畸變的遺傳學分析最全課件缺失改變了基因間在遺傳上的圖距，因而導致基因重組率發生變化。假顯性：對于雜合體中如攜帶顯性等位基因的染色體區段缺失，則隱性等位基因得以實現其表型效應。缺失改變了基因間在遺傳上的圖距，因而導致基因重組率發生變化。染色體畸變的遺傳學分析最全課件重 復染色體的某一片段在同一染色體上出現不止一次的現象稱為重復。串聯重復（tandem duplication）：重復片段緊接在固有的區段之后，兩者的基因順序

5、一致。反向串聯重復（reverse duplication）：重復片段與固有片段銜接在一起，但重復片段中的基因排列順序相反。重 復染色體的某一片段在同一染色體上出現不止一次的現象稱為重復雜合體(duplication heterozygote)：指同源染色體中，有一個正常而另一個是重復染色體的生物個體。重復純合體(duplication homozygote)：指同源染色體中，每個染色體都含有相同的重復片段且重復類別相同的生物個體。ABCDEFEABCDEFEFFGG重復雜合體重復純合體重復雜合體(duplication heterozygote減數分裂過程只能夠同源染色體配對時，缺失雜合體出

6、現特征性的環狀結構。缺失改變了基因間在遺傳上的圖距，因而導致基因重組率發生變化。倒位圈是由一對染色體形成（而缺失或重復雜合體的環或瘤則是由單個染色體形成）。橫紋特征具有物種的特異性易位純合體(translocation homozygote)：指同源染色體都含有相同易位片段的生物個體，又叫純易位體，由雜易位體自交獲得。同源染色體聯會時可見：重復純合體(duplication homozygote)：指同源染色體中，每個染色體都含有相同的重復片段且重復類別相同的生物個體。由兩個非同源的端著絲粒染色體的長臂相互重接成一條長的中間著絲粒染色體；類別：按染色體斷裂點的數量和位置分為：缺失一般對生物的發

7、育和配子生活力有不利的影響。同源染色體的非姐妹染色單體之間串聯重復（tandem duplication）：重復片段緊接在固有的區段之后，兩者的基因順序一致。倒位雜合體(inversion heterozygote)：指同源染色體中，有一個正常而另一個是倒位染色體的生物個體。轉座子（transposon，Tn）是存在于染色體DNA上可自主復制和位移的基本單位。串聯重復（tandem duplication）：重復片段緊接在固有的區段之后，兩者的基因順序一致。倒位區段較短正常部分配對，其余不配對貓叫綜合癥第5號染色體短臂缺失同一種基因對表型的作用隨基因數目的增多而呈一定的累加增長。重復的細胞學效

8、應同源染色體聯會時可見：重復環染色體末端不配對而突出ABCDEFFGABCDEFGEG減數分裂過程只能夠同源染色體配對時，缺失雜合體出現特征性的環重復的遺傳學效應重復對基因平衡的影響：擾亂了生物體本身基因固有的平衡體系，影響了個體的生活力。有害程度：取決于重復區段基因數量的多少及其重要性，與缺失相比，有害性相對較小，但若重復區段過長，往往使個體致死。重復的遺傳學效應重復對基因平衡的影響：擾亂了生物體本身基因固產生特定的表型效應(劑量效應 dosage effect)同一種基因對表型的作用隨基因數目的增多而呈一定的累加增長。細胞內某基因出現的次數越多，表型效應越顯著。 果蠅的棒眼遺傳：由于X染色

9、體上復眼基因16A橫紋區的重復使小眼數減少，形成棒眼。產生特定的表型效應(劑量效應 dosage effect)染色體畸變的遺傳學分析最全課件位置效應：重復區段的位置不同，表現效應也不同。果蠅棒眼遺傳：“b”代表一個16區A段；“B”代表兩個16區A段；則“Bb”是三個16區A段。正常眼棒眼純合棒眼純合重棒眼重棒眼780358694525位置效應：重復區段的位置不同，表現效應也不同。果蠅棒眼遺傳：倒 位一個染色體上同時出現兩處斷裂，中間的片段倒轉180在重新連接起來隨之使這一片段上的基因排列的順序顛倒。倒位不改變染色體上基因的數量，只造成基因的重排。倒 位一個染色體上同時出現兩處斷裂，中間的片

10、段倒轉180在ABCDEFGHABCDEFGHABCDEFGHABCDHEFGABCDGFEHABCDEHFGABEDCFEH臂內倒位臂間倒位臂內倒位：倒位區段發生在染色體的某一臂上。臂間倒位：倒位區段涉及染色體的兩個臂，倒位區段內有著絲點。 ABCDEFGHABCDEFGHABCDEFGHABCDHE倒位雜合體(inversion heterozygote)：指同源染色體中，有一個正常而另一個是倒位染色體的生物個體。倒位純合體(inversion homozygote)：指同源染色體中，每個染色體都含有相同的倒位片段且倒位類別相同的生物個體。ABCDGFEHABCDEGFHABCDGFEAB

11、CDGEFHH倒位純合體倒位雜合體倒位雜合體(inversion heterozygote)：倒位的細胞學效應倒位區段過長倒過來配對，其余游離倒位區段較短正常部分配對，其余不配對BCDEFBCDEGFHAAH倒位區段適中形成倒位圈ABCDEFGHABCDFEGH倒位的細胞學效應倒位區段過長倒過來配對，其余游離倒位區段Single inversionMultiple inversionSingle inversionMultiple inver缺失環重復環倒位圈倒位圈是由一對染色體形成（而缺失或重復雜合體的環或瘤則是由單個染色體形成）。缺失環重復環倒位圈倒位圈是由一對染色體形成（而缺失或重復雜合

12、倒位的遺傳學效應倒位雜合體往往高度不育或胎兒畸形。交換抑制不論是臂間倒位還是臂內倒位，由于倒位環內非姐妹染色單體間發生單交換，而交換的產物都帶有缺失或重復，不能形成有功能的配子，因而好象被抑制了，或相當程度地減少雜合子中的重組。這種現象稱為交換抑制因子(crossover repressor,C)。倒位的遺傳學效應倒位雜合體往往高度不育或胎兒畸形。交換抑制ACBDEFGABCDEFG臂內倒位ACBDEFGABCDEFG臂內倒位ACBDEFGABCDEFG倒位雜合體配對分離倒位圈內單交換產生的結果ACBDEFGABCDEFG倒位雜合體配對分離倒位圈內單交換染色體畸變的遺傳學分析最全課件臂內倒位形

13、成的“后期 I 橋”臂內倒位形成的“后期 I 橋”ABEDCFGABCDEFG臂間倒位ABEDCFGABCDEFG臂間倒位ABCEDFGABCDEFG倒位雜合體配對分離倒位圈內單交換產生的結果ABCEDFGABCDEFG倒位雜合體配對分離倒位圈內單交換平衡致死品系(balanced lethal system)隱性基因保存純合體致死基因保存雜合體Muller提出可用另一個致死基因來“平衡”。利用倒位的交換抑制效應，為了同時保存兩個致死基因而設計建立的果蠅品系。平衡致死品系(balanced lethal system)橫紋特征具有物種的特異性橫紋特征具有物種的特異性不論是臂間倒位還是臂內倒位，

14、由于倒位環內非姐妹染色單體間發生單交換，而交換的產物都帶有缺失或重復，不能形成有功能的配子，因而好象被抑制了，或相當程度地減少雜合子中的重組。產生特定的表型效應(劑量效應 dosage effect)相互易位的純合體沒有明顯的細胞學特征，在減數分裂時配對正常。轉座子（transposon，Tn）是存在于染色體DNA上可自主復制和位移的基本單位。細胞內某基因出現的次數越多，表型效應越顯著。利用倒位的交換抑制效應，為了同時保存兩個致死基因而設計建立的果蠅品系。染色體的某一片段在同一染色體上出現不止一次的現象稱為重復。臂內倒位形成的“后期 I 橋”展 翅D + + +粘膠眼 + Gl + +展 翅D

15、 + + +展翅粘膠眼D + Gl野生型+ + + +粘膠眼 + + + Gl平衡致死系的形成橫紋特征具有物種的特異性展 翅D + + 永久雜種并非真實不分離，但可真實遺傳死 亡D +D +展翅粘膠眼D + Gl展翅粘膠眼D + Gl展翅粘膠眼D + Gl+ Gl + Gl死 亡永久雜種并非真實不分離，但可真實遺傳死 亡D 條件：兩個致死基因緊密連鎖,極不易發生交換,或是利用倒位抑制交換,使兩個非等位的隱性致死基因永遠處于一對同源染色體的不同成員上。條件：兩個致死基因緊密連鎖,極不易發生交換,或是利用倒位抑制易 位一個染色體臂的一段移接到另一非同源染色體臂上的結構變異。相同點：都是交換染色體片

16、段不同點：見下表：易 位一個染色體臂的一段移接到另一非同源染色體臂上的結構變異交 換易位交換的染色體同源染色體的非姐妹染色單體之間非同源（非同一）染色體之間發生時期只發生粗線期發生在各個時期4123ABC67DEGF5ABCFGDEDABCGFE交 換易位交換的染色體同源染色體的非姐妹染色單體之間非同易位的類型相互易位(reciprocal translocation)：兩個非同源染色體各產生一個斷裂，他們之間相互交換由斷裂形成的片段。4123ABC67DEGF5易位的類型相互易位(reciprocal transloca簡單易位：指一條染色體片斷插入到另一條非同源染色體的非末端區段中。（轉座

17、）ABC45DE61237GF簡單易位：指一條染色體片斷插入到另一條非同源染色體的非末端區轉座子（transposon，Tn）是存在于染色體DNA上可自主復制和位移的基本單位。1.是很小的DNA片段(約1kb)，末端具有反向重復序列。2.轉座時常復制宿主靶位點415bp的DNA形成正向重復區。轉座子（transposon，Tn）是存在于染色體DNA上可羅伯遜式易位(Robertsonian translocation) 也稱著絲粒融合或整臂融合。由兩個非同源的端著絲粒染色體的長臂相互重接成一條長的中間著絲粒染色體；短臂相互連接成交互的產物，常在細胞分裂中丟失。ABCDEF123456ABCDE

18、F123456融合裂解羅伯遜式易位(Robertsonian translocat易位雜合體(translocation heterozygote)：指同源染色體中有一個是易位染色體的生物個體，又叫雜易位體。易位純合體(translocation homozygote)：指同源染色體都含有相同易位片段的生物個體，又叫純易位體，由雜易位體自交獲得。ABCD12ABCDEFEFABCD12EFABCDEF12易位雜合體易位純合體易位雜合體(translocation heterozygo相互易位的細胞學效應相互易位的純合體沒有明顯的細胞學特征，在減數分裂時配對正常。相互易位的雜合體在粗線期由于同源部分的緊密配對而出現富有特