第三章连锁遗传分析与染色体作图

第三章 连锁遗传分析与染色体作图 伴性 遗传的发现白眼雄蝇 红眼雌蝇 白眼雌蝇 红眼雄蝇雌、雄全红 白：红 1： 1 第一节 性别决定一、性染色体（ sex chromosome） 与性别有明显而直接关系的染色体两性生物性染色体类型 1）雌、雄性染色体数目不同，如蝗虫雌（ XX）， 雄（ XO）2） 雌、雄都有一对性染色体，大小形态结构有所不同3） 雌、雄都有一对性染色体，形态结构不易区别二、性别由性染色体差异决定1、 XY型 雄性是两个异型性染色体 如：人类、类哺乳动物2、 ZW 型 雌体具有两个异型性染色体 如：鸟类、蝴蝶3、 XO型 雄体只有 X染色体，没有 Y染色体 如：蝗虫三、其他类型的性决定1、单倍型蜜蜂雄性为单倍体 (n),由未受精卵发育而来 , 无父亲雌性为二倍体 (2n),由受精卵发育而来2、环境决定 1）海螠的性决定 雌体大，雄体小，生活在雌体的子宫中幼虫阶段自由游泳 雌体幼虫附在成熟的雌体上 雄体2）珊瑚礁鱼意念改变性别？珊瑚岛鱼在 30 40条左右的群体中 ,只有一条为雄性 ,当雄性死后 ,由一条强壮的雌性转变为雄性3、基因决定性别玉米雌雄同株雌花序由 Ba基因控制 ;雄花序由 Ts基因控制 ;Ba_Ts_ 雌雄同株Ba_tsts 雌株，雄花序结籽babaTs_ 雌花序不育babatsts 雄花序结籽4、人类的基因决定睾丸决定因子 （ TDF-testis determining factor） SRY(sex-determining region) SRYTDF临床上的性别异常：女（ XY） ： Y染色体上缺失了一段男（ XX） ： X染色体上多了一段小鼠 SRY实验： SRY XX胚胎 性反转成雄性现己发现人的 SRY编码一种调控蛋白，作用于常染色体，决定人类的性别 四、剂量补偿效应1、 Barr 小体1949在神经细胞间期核中发现2、 剂量补偿X染色体数量在雌、雄性个体不同，但携带基因的表现没有差别3、 Lyon假说（ Lyon hypothesis)M.F.Lyon提出Lyon假说1、正常雌性哺乳类动物的体细胞中，两条 X染色体中只有一条在遗传上有活性 ，其结果使连锁的基因得到剂量补偿，保证雌性 (XX)与雄性 (XY)具有相同的有效基因产物2、失活是随机的 失活发生在胚胎发育的早期，例如人类，在胚胎发育第 16天时 (合子细胞增殖到 5-6千个细胞时发生失活。3、杂合体雌性 在伴性基因 的作用上是嵌合体 (mosaic) ， 某些细胞中来自父方的伴性基因表达，某些细胞中来自母方的伴性基因表达，这两类细胞随机地相嵌存在五、 X染色体随机失活的分子机制1）转录失活 2）存在逃避失活基因3） X染色体上存在特异性失活中心（ XIC） 六、内外环境对性分化的影响性分化（ sex differentiation） : 受精卵在性决定的基础上，进行雄性或雌性性状分化和发育的过程1、外环境的影响 工蜂蜜蜂： 受精卵 幼虫 蜂皇大麻：夏种 雌、雄 1： 1， 秋种 雌转雄2、内环境的影响性激素对人性别的影响、自由马丁牛、鸡的性反转小结： 在雌、雄异体的生物中，受精卵都有朝着向两性发育的可能，一般情况下，它们的性染色体组成就决定了性别发育的方向第二节 人类性别的畸形一、性染色体与性别畸形Klinefelter综合症 (先天性睾丸发育不全)外貌男性 ,睾丸萎缩 ,具有乳房 ,不育 ,低智商身高 183 cm 占 1/260;染色体组成 : 47, XXY在男性不育中占 1/100Klinefelter综合症 (先天性睾丸发育不全) Turner综合症（性腺发育不全） : 4 外貌女性，个矮 (（ 1.3m左右） ,第二性征发育不良，原发性闭经，肘外翻，盾状胸， 35% 有心血管病，智力低下或正常 , 染色体组成： 45, X0XYY或多个 Y个体占男性的 1/250 1/500，个高（ 1.80 m以上 ) , 外貌男性 ,病症类似 47,XYY,智力一般较低 ,性格粗暴 ,易冲动 ,生殖器官发育不良 ,多数不育 ,有人认为患者有反社会行为多 X女性表现为女性 ,眼距宽 ,外生殖器及第二性征多正常 ,有的月经失调 ,多不育，也有可育；智力发育迟缓，具有精神分裂症的趋向多 X男性（如 48， XXXY； 49， XXXXY）貌常 男性，智力发育低下，眼距宽，常斜视，也有个别女性，先天性心脏病，生殖器官发育不良真两性畸形46， XX/47， XXY； 46， XY/45， XO； 46， XX/46， XY二、性染色体结构的改变性染色体的结构改变会造成性别的变化及智力低下Xg27.3(长臂二区 7带 3亚带）的突变是造成伴随性别畸形的智力低下的重要原因脆性 X综合症（ frax -fragile X syndrome）动态突变（ dynamic mutation） : 因 DNA上核苷酸串联重复拷贝数在世代传递过程中不断改变所引起的突变三、基因与性别畸形1、男性阴阳人 （男假两性畸形） 46， XY2、 女性阴阳人 （女假两性畸形） 46， XX男性阴阳人具有正常男性的染色体组成（46， XY).外观多呈女性，不育病因雄性激素受体基因突变四、性畸形的原因五、性别检测1、染色体2、染色质3、分子杂交（ molecular hybridization ）用 Y染色体上特异性序列作为探针 （ probe）4、 PCR法扩增 SRY的前导序列第三节 伴性遗传一、性连锁遗传的特征1、与性别有关2、孟德尔式遗传3、正、反交结果不同人类已知有 150多种性连锁遗传性状1）血友病 2）色盲： 红绿色盲、全色盲LWS 红视椎蛋白 X染色体 530视紫色素 MWS 绿视椎蛋白 X染色体 495SWS 蓝视椎蛋白 7号染色体 420LWS 与 MWS 基因编码的蛋白有 90% 氨基酸序列相同，同源性强它们与 SWS 编码的蛋白只有 40% 氨基酸序列相同3） Xg血型红细胞表面抗原 Xg: 不能形成 Xg抗原 a-Xg 形成 Xg抗原 a+Xg Xg XgY a+的女儿？a限（性）雄遗传 （ sex-conditioned inheritance, holandric inheritance）从性 遗传： 常染色体上的基因，表现受个体性别影响 人类的秃顶 男性显性，女性隐性 羊角 雄性显性，雌性隐性4） HD舞蹈症小脑共济失调 4号染色体显性基因同一个基因在父、母传给途径不同，子女患病轻重不同？基因组印迹（ genomic impriting）来自双亲的基因在功能上存在差异，同一基因的改变，由不同的性别亲体传给子女时，可引起不同的表现5） DM强直性肌营养不良 显性基因从父亲传来发病早，从母亲传来发病晚？原因是女性在配子发生过程中，发生甲基化，从而降低致病基因的表达率第四节 染色体和连锁群1906年英国学者 Bateson和 Pannett用香碗豆花做的杂交试验P0.01 ? Genetic basis of the results of Bateson and Punnetts experiment.A testcross for linkage between genes in sweet peas.Crossing over as the basis of recombination between genes.Consequences of multiple exchanges between chromosomes and exchange between sister chromatids during prophase I of meiosis.一、完全连锁（ complete linkage）雄果蝇、雌蚕二、不完全连锁（ incomplete linkage）An experiment involving two linked genes, vg (vestigial wings) and b (black body), in Drosophila.Bridges and Olbrychts three-point cross with the X-linked genes sc (scute bristles), ec (echinus eyes), and cv (crossveinless wings) in Drosophila.Calculation of genetic map distances from Bridges and Olbrychts data.三、交换（ crossing over）单交换 (single crossingover)、 双交换（ double crossingover）、 交换率 (crossing frequency) 、 重组率 (recombinant frequency)、 图距 (map distance) 四、连锁群 (linkage group)三点 测验（ three point testcross