【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础课件

1、【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础第一节 染色质与染色体一、染色质的化学组成：染色质D N A蛋白质少量RNA组 蛋 白：H1、H2A、H2B、H3、H4非组蛋白第一节 染色质与染色体一、染色质的化学组成：染色质D N1.DNA：22.5万个编码蛋白质基因2.组蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4；组蛋白 : DNA 1:1功能：参与染色体的构建；维持染色体结构。抑制 DNA的复制和转录。1.DNA：22.5万个编码蛋白质基因H1、H2A、H2B组蛋白的某些特征组蛋白 分子量 （KD) 氨基酸组成 种类的变异H1 20 富含赖氨酸 有种属特异性H2A 137

2、 精、赖氨酸含量中等 相当保守H2B 137 精、赖氨酸含量中等 相当保守H3 157 富含精氨酸 高度保守H4 112 富含精氨酸 高度保守组蛋白的某些特征组蛋白 分子2.非组蛋白： 酸性蛋白质，富含天门冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸。功能：1）参与染色体的构建2）启动基因复制3）调控基因转录3. RNA、少量的水、无机盐2.非组蛋白： 酸性蛋白质，富含天门冬氨酸、谷氨酸等二、染色质的分子结构 核小体是染色质的基本组成单位，为染色质的一级结构， 10nm。核小体：核心部 + 连接部二、染色质的分子结构球状组蛋白核心H4DNA双螺旋(140-160bp、1.75圈）H3H4H3H2AH2AH2BH

3、2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B10nm连接DNA（50-60bp） H1 H1核小体核心部连接部DNA分子：140-160bp、1.75圈组 蛋 白：2（H2A、H2B、H3、H4）八聚体组 蛋 白：H1DNA分子：5060bp核小体球状组蛋白核心H4DNA双螺旋(140-160bp、1.75【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础核小体 nucleosome核小体 nucleosome三、染色质的类型 间期染色质按其形态特征与染色性质的不同可分为两类：常染色质与异染色质。（一）常染色质三、染色质的类型（一）常染色质常染色质enchromatin（伸展

4、染色质 、功能性染色质）：无明显螺旋和盘曲、染色浅、功能上活跃。多在S期的早、中期复制。常染色质enchromatin是间期核中处于凝缩状态染色质纤维无转录活性，用碱性染料染色时着色较深的染色质组分。多位于核周近核膜处。（二）异染色质是间期核中处于凝缩状态染色质纤维（二）异染色质结构异染色质：在所有细胞类型及各发育阶段中均处于凝集状态。兼性异染色质：是在某些类型或阶段，原有的常染色质凝聚并丧失转录活性后转变而成的异染色质，可转化为常染色质。巴氏小体结构异染色质：在所有细胞类型及各发育阶段中均处于凝集状态。巴【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础四、染色体的包装（一）四级折叠模型1、一级折叠： DN

5、A核小体， 压缩7倍。四、染色体的包装（一）四级折叠模型 螺旋管是在组蛋白H1协助下，6个核小体缠绕一圈形成的中空性管. 内10nm外30nm组蛋白2、二级结构：核小体螺线管 压缩6倍。 螺旋管是在组蛋白H1协助下，6个核小体缠绕一圈形成的中【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础solenoidsolenoid3 .三级结构：超螺旋管 它是由螺旋管进一步盘曲而形成。将螺旋管长度压缩了40倍。4. 四级结构：染色单体, 超螺旋管进一步折叠又被压缩了5倍。3 .三级结构：超螺旋管4. 四级结构：染色单体, 超螺旋管【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础染色体纵轴18袢环（30nm螺旋管）微 带一条染色单体

6、约有106个微带。（二） 染色体支架-放射环模型染色体纵轴18袢环（30nm螺旋管）微 带一条染色单体DNA核小体螺线管伸展的袢环浓缩袢环染色体DNA核小体螺线管伸展的袢环浓缩袢环染色体【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础Human ChromosomesHuman Chromosomes扫描电镜下的染色体扫描电镜下的染色体第二节 性染色质(一) X染色质 1949，Barr，在雌猫神经细胞核中发现浓缩小体，即x染色质，后在正常女性间期核中见到紧贴核膜内缘、染色深，1um的小体即为。正常男性则无。 第二节 性染色质(一) X染色质 194Lyon假说要点：1、雌性哺乳动物细胞内仅有一条染色体有活

7、性，另一条在遗传上是失活的，在间期核中螺旋化异固缩为X染色质。2、失活发生在胚胎早期，人胚16天左右 。3、X染色体的失活是随机的。 X染色体数= X染色质+1 Lyon假说要点：1、雌性哺乳动物细胞内仅有一条染色体有活 X染色质A、B、C、D、E：分别为含0、1、2、3、4、5个X染色质 X染色质A、B、C、D、E：分别为含0、1、2、3、4、 正常男性在间期细胞，用荧光染料染色后，在核内出现一强荧光小体，直径0.3um，称y染色质。 (二) Y染色质 正常男性在间期细胞，用荧光染料染色后，在核内出现一Y染色质Y染色质 y染色体长臂远端部分为异染色质，被荧光染料染色后发出荧光，女性中不存在，

8、细胞中y染色质数目与y染色体数目相同。核性别：间期细胞核中染色质的性别差异。 y染色体长臂远端部分为异染色质，被荧光染料染色后发第三节 人类性别决定的染色体机制第三节 人类性别决定的染色体机制性染色体学说： 人类性别是细胞中的性染色体决定的 ，但决定个体的表型性别是Y染色体。y上有一个睾丸决定因子(在短臂上)基因(testis determining factor,TDF），有男性化的强烈作用。 性染色体学说： XX女性46,XXXY男性46,XYXXY配子XXXY女性46,XX男性46,XYXX女性46,XXXY男性46,XYXXY配子XXXY女性4 1966年，把性别决定的基因称为睾丸决定

9、因子（testis-determining factor,TDF），定位在Y染色体短臂上。 1990年，在Y11.3上，发现性别决定基因（sex-determining region of Y chromosome ，SRY）。 但SRY基因不是唯一决定睾丸发育的基因。 1966年，把性别决定的基因称为睾丸决定因子（te第四节 配子发生与减数分裂一、配子发生（一）精子发生1、部位：睾丸曲精细管中。在雄性激素诱导下精原细胞开始分化。雄性个体性成熟后，连续进行。2、时间：第四节 配子发生与减数分裂一、配子发生（一）精子发生1、部 3、过程：(1)增生期：精原细胞(2n)，多次有丝分裂(2)生长期：

10、 体积增大为初级精母细胞(2n)(3)成熟期：减数分裂第一次：2个次级精母细胞（n）第二次：4个精细胞(n)(4)变形期： 3、过程：(1)增生期：精原细胞(2n)，多次有丝分裂(二)卵子的发生1、部位：卵巢生发上皮2、时间：卵原细胞的减数分裂是不连续的。(二)卵子的发生1、部位：卵巢生发上皮2、时间：卵原细胞的减排卵过程排卵过程3、过程：(1)增生期：卵原细胞(2n)(2)生长期：初级卵母细胞(3)成熟期：减数分裂第一次：一个次级卵母细胞(n) 一个第一极体(n)第二次：一个卵细胞(n) 三个第二极体(n)3、过程：(1)增生期：卵原细胞(2n)(2)生长期：初级卵卵原细胞增殖在胚胎早期进行

11、 前期 I 双线期(停顿).性成熟后，每月排放一个卵泡(中期II )受精后，则继续发育.未受精，则退化消失.卵原细胞增殖在胚胎早期进行 性成熟后，每月排放一个卵泡(中二、减数分裂 是有性生殖个体的生殖细胞在形成过程中所进行的特殊分裂方式。 细胞连续分裂两次，DNA只复制一次，结果产生染色体数目减半的生殖细胞（配子：精子或卵子）。减数分裂：二、减数分裂 是有性生殖个体的生殖细胞在形成过（一）减数分裂前的间期（二）减数分裂过程（一）减数分裂前的间期减数分裂第一次减数分裂第二次减数分裂前期中期后期末期前期中期后期末期细线期偶线期粗线期双线期终变期减数分裂第一次减数分裂第二次减数分裂前期中期后期末期前

12、期中期1 .第一次减数分裂Meiosis I（MI）间期1）细线期leptotine 占减数分裂周期40%。又称花束期。前期I(细线期)染色质 染色线 染色粒花束期（1）前期 I1 .第一次减数分裂Meiosis I（MI）间期1）细线期2）偶线期zygotine 占减数分裂周期20%。称配对期。1.同源染色体配对 联会 (synapsis )2.二价体(bivalent )形成前期I(偶线期)2）偶线期zygotine1.同源染色体配对 联会 (s同源染色体 Homologous chromosomes： 大小形态相同、结构相似、一条来自父亲一条来自母亲， 上面载有等位基因的一对染色体(2n

13、).同源染色体 Homologous chromosomes： 同源染色体配对并形成联会复合体-Synaptonemal complex 同源染色体配对并形成联会复合体-侧生组分中央组分重组节染色单体1,2染色单体 3,4一般认为它与同源染色体间交换的完成有关。侧生组分中央组分重组节染色单体1,2染色单体 3,4一般认为1.二价体 四分体2.非姐妹染色单体之间出现交叉(chiasma)。前期I(粗线期)3）粗线期pachytene又叫重组期。3.在联会复合体中出现重组节。1.二价体 四分体2.非姐妹染色单体之间出现交叉(chia同源染色体I的2条姐妹染色单体同源染色体II的2条姐妹染色单体同源

14、染色体I的着丝点同源染色体II的着丝点四分体tetrad同源染色体I的2条姐妹染色单体同源染色体II的2条姐妹染色单1. 交叉端化，同源染色体相互排斥、分离。2.联会复合体消失。前期I(双线期)4）双线期diplotene 又称合成期。1. 交叉端化，同源染色体相互排斥、分离。2.联会复合体消失前期I(终变期)5）终变期diakinesis 又称再凝集期。1. 染色质紧密凝集。2. 核仁核膜消失，终变期的结束标志前期I的结束。前期I(终变期)5）终变期diakinesis1. 染色质紧减数分裂过程Meiosis I间期前期I(细线期) leptotine前期I(偶线期) zygotine联会二

15、价体形成前期I(粗线期) pachytene二价体四分体出现交叉前期I(双线期) diplotene联会复合体消失同源染色体部分分离前期I(终变期) diakinesis 减数分裂过程Meiosis I间期前期I(细线期) lep中期I（2）中期I Metaphase Iequatorial plate中期I（2）中期I Metaphase Iequatori1.同源染色体分离，四分体二分体2.非同源染色体随机组合。（3）后期I Anaphase I1.同源染色体分离，四分体二分体2.非同源染色体随机组合。（4）末期 ITelophase I（4）末期 Imetaphase Ianaphase

16、 Itelophase Iinterphasemetaphase Ianaphase Itelophase2 . 第二次减数分裂 Meiosis II前期 II中期 II后期 II1. 二分体单分体2.非姐妹染色单体随机组合。末期 II2 . 第二次减数分裂 Meiosis II前期 II中（一）、减数分裂 I间期前期I(细线期)前期I(偶线期)1.同源染色体配对 联会2.二价体形成前期I(粗线期)1.二价体四分体2.非姐妹染色单体之间出现交叉。前期I(双线期)1.联会复合体消失2.同源染色体某些部分分离前期I(终变期)中期I后期I1.同源染色体分离（四分体二分体）2.非同源染色体随机组合末期

17、I（一）、减数分裂 I间期前期I(细线期)前期I(偶线期)1.2、 减数分裂 II中期 II后期 II1.姐妹染色单体分离（二分体单分体）2.非姐妹染色单体随机组合。末期 II前期 II2、 减数分裂 II中期 II后期 II1.姐妹染色单体分离1.保持遗传性状的相对稳定。 2n(46) n (23) 2.是遗传三大规律的细胞学基础。3.是人类复杂的遗传和变异的基础之一。配子种类：2238388608受精卵种类：22322370368744177664减数分裂的生物学意义1.保持遗传性状的相对稳定。减数分裂的生物学意义【医学遗传学】第二章遗传细胞学基础46XY46XY46XY46XY46XY46XY46XY46XY2