染色体畸变的遗传学分析

1、遗 传 学数理与生物工程学院第六章 染色体畸变的遗传学分析染色体畸变：染色体的结构和数目的改变正常型红细胞镰刀型贫血症红细胞一 染色体结构变异1 果蝇唾腺染色体果蝇唾腺染色体结构和功能的特性：n巨大性、伸展性n体联会（somatic synapsis)n有横纹结构染色质浓缩而成致密染色粒DNA被碱性染料深染的带纹区与扩展的染色粒间DNA被浅染的带间区交替排列而成形成横纹。横纹的线性排列可以看作与基因的线性排列是等同的，特定基因突变在特定的横纹上定位。氚标记的胸腺嘧啶核苷（3H -TdR）重 复倒 位易 位染色体丢失了一个片段，使之位于这个片段上的基染色体丢失了一个片段，使之位于这个片段上的基因

2、也随之发生丢失。因也随之发生丢失。类别：按染色体断裂点的数量和位置分为：类别：按染色体断裂点的数量和位置分为：减数分裂过程只能够同源染色体配对时，缺失杂合体出现特征性的环状结构。n缺失一般对生物的发育和配子生活力有不利的影响。n缺失改变了基因间在遗传上的图距，因而导致基因重组率发生变化。n假显性：对于杂合体中如携带显性等位基因的染色体区段缺失，则隐性等位基因得以实现其表型效应。染色体的某一片段在同一染色体上出现不止一次的现象称为重复。串联重复（tandem duplication）：重复片段紧接在固有的区段之后，两者的基因顺序一致。反向串联重复（reverse duplication）：重复片

3、段与固有片段衔接在一起，但重复片段中的基因排列顺序相反。重复杂合体(duplication heterozygote)：指同源染色体中，有一个正常而另一个是重复染色体的生物个体。重复纯合体(duplication homozygote)：指同源染色体中，每个染色体都含有相同的重复片段且重复类别相同的生物个体。ABCD EFEAB CD EFEFFGG重复杂合体重复纯合体ABCDEFFGAB CDEFGEGn重复对基因平衡的影响：扰乱了生物体本身基因重复对基因平衡的影响：扰乱了生物体本身基因固有的平衡体系，影响了个体的生活力。固有的平衡体系，影响了个体的生活力。有害程度：取决于重复区段基因数量的

4、多少及其重有害程度：取决于重复区段基因数量的多少及其重要性，与缺失相比，有害性相对较小，但若重复区要性，与缺失相比，有害性相对较小，但若重复区段过长，往往使个体致死。段过长，往往使个体致死。n产生特定的表型效应(剂量效应 dosage effect)同一种基因对表型的作用随基因数目的增多而呈一定的累加增长。细胞内某基因出现的次数越多，表型效应越显著。 果蝇的棒眼遗传：由于X染色体上复眼基因16A横纹区的重复使小眼数减少，形成棒眼。n位置效应：重复区段的位置不同，表现效应也不同。果蝇棒眼遗传：“b”代表一个16区A段；“B”代表两个16区A段；则“Bb”是三个16区A段。正常眼棒眼纯合棒眼纯合重

5、棒眼重棒眼780358694525ABCDEFGHABCDEFGHABCDEFGHABCDHE F GABCDGFEHABC D EHFGABEDCFEH臂内倒位臂间倒位n臂内倒位：倒位区段发生在染色体的某一臂上。n臂间倒位：倒位区段涉及染色体的两个臂，倒位区段内有着丝点。 ABCDGFEHABCDEGFHABCDGFEABCDGEFHH倒位纯合体倒位杂合体倒位的细胞学效应BCDEFBCDEGFHAAHABCDEFGHABCDFEGHSingle inversionMultiple inversion倒位的遗传学效应倒位杂合体往往高度不育或胎儿畸形。交换抑制不论是臂间倒位还是臂内倒位，由于倒位

6、环内非姐妹染色单体间发生单交换，而交换的产物都带有缺失或重复，不能形成有功能的配子，因而好象被抑制了，或相当程度地减少杂合子中的重组。这种现象称为交换抑制因子(crossover repressor,C)。ACBDEFGABCDEFG臂内倒位ACBDEFGABCDEFG配对分离臂内倒位形成的“后期 I 桥”ABEDCFGABCDEFG臂间倒位ABCEDFGABCDEFG配对分离n平衡致死品系(balanced lethal system)隐性基因保存纯合体致死基因保存杂合体利用倒位的交换抑制效应，为了同时保存两个致死基因而设计建立的果蝇品系。展 翅D + + +粘胶眼 + Gl + +展 翅D

7、 + + +展翅粘胶眼D + Gl野生型+ + + +粘胶眼 + + + Gl平衡致死系的形成永久杂种并非真实不分离，但可真实遗传死 亡D +D +展翅粘胶眼D + Gl展翅粘胶眼D + Gl展翅粘胶眼D + Gl+ Gl + Gl死 亡都是交换染色体片段都是交换染色体片段不同点：见下表：不同点：见下表：41 2 3A B C6 7D EGF5A B CF GD EDA B CGFE易位的类型4123ABC6 7DEGF5ABC45DE61237GF转座子（transposon，Tn）是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。1.是很小的DNA片段(约1kb)，末端具有反向重复序列。2

8、.转座时常复制宿主靶位点415bp的DNA形成正向重复区。ABCDEF123456ABCDEF123456融合裂解易位杂合体(translocation heterozygote)：指同源染色体中有一个是易位染色体的生物个体，又叫杂易位体。易位纯合体(translocation homozygote)：指同源染色体都含有相同易位片段的生物个体，又叫纯易位体，由杂易位体自交获得。ABCD12ABCDEFEFABCD12EFABCDEF12易位杂合体易位纯合体n相互易位的纯合体没有明显的细胞学特征，在减数分裂时配对正常。n相互易位的杂合体在粗线期由于同源部分的紧密配对而出现富有特征性的十字形图像。

9、粗线期后期相邻分离-1： ； 相邻分离-2： ； 相间分离： ； 相邻分离-1相邻分离-2相间分离可育不育不育相互易位的遗传学效应n导致植物的半不孕性。导致植物的半不孕性。n假连锁假连锁：bwbwee褐眼黑檀体+表型:野生型2332果蝇假连锁现象bwbweebwbwee褐眼黑檀体+bw+e野生型+bwee致死:2缺失,3重复+ebwbw致死:3缺失,2重复+bwe2/23/3/32易位杂合体位置效应 (Position effect ):由于染色体畸变改变了一个基因与其邻近基因或与其邻近染色质的位置关系，从而使它的表型效应也发生变化的现象。它可分为两大类：(1) 稳定型：如果蝇的棒眼，是由于x

10、染色体上的区段重复。(2）花斑型：如果蝇的班白眼是由于染色体结构变异使白眼座位改变了位置，邻近于异染色质。横纹的线性排列可以看作与基因的线性排列是等同的，特定基因突变在特定的横纹上定位。氚标记的胸腺嘧啶核苷（3H -TdR）n重复对基因平衡的影响：扰乱了生物体本身基因重复对基因平衡的影响：扰乱了生物体本身基因固有的平衡体系，影响了个体的生活力。固有的平衡体系，影响了个体的生活力。有害程度：取决于重复区段基因数量的多少及其重有害程度：取决于重复区段基因数量的多少及其重要性，与缺失相比，有害性相对较小，但若重复区要性，与缺失相比，有害性相对较小，但若重复区段过长，往往使个体致死。段过长，往往使个体致死。ABEDCFGABCDEFG臂间倒位永久杂种并非真实不分离，但可真实遗传死 亡D +D +展翅粘胶眼D + Gl展翅粘胶眼D + Gl展翅粘胶眼D + Gl+ Gl + Gl死 亡易位杂合体(translocation heterozygote)：指同源染色体中