《常染色体上的基因》课件

2常染色体上的基因三哺乳动物的性别与SRY序列1959年，Jacob.P.A发现人类中2AXXY1960年，Fraccaro.M等发现2AXXXY早期认为H-Y基因(histocompatbilityYantigen)166aa1984年Anne.Mclaren(MedicalResearchCouncilsMammalianDevelopmentUnit)发现无H-Y抗原的小鼠，表现为雄性1整理ppt2常染色体上的基因1整理ppt人类中发现的变异体：XX男性，XY女性1987年,Davidpage提出了Testis-determiningfactorgene在人类中简写为TDF,在小鼠中简写为Tdy继而他克隆了Y染色体上的此断DNA序列，140kbZinc-fingerprotein90年,P.Goodfellow(ImperialCancerResearchFund)发现病例XX男性不含ZFY基因，克隆了另外一段基因35kb,称之为SexdeterminingregionY,简写为SRY,小鼠中简写为Sry(91.5.9Nature)以后从该区域分离出一段序列,编码223aa的多肽,为转录因子，有一个DNA结合域。2整理ppt人类中发现的变异体：XX男性，XY女性2整理ppt3整理ppt3整理ppt基因转移实验：将Sry序列克隆到噬菌体L741中，f741为该片断f741注射到受精卵中再转移到母体内发育4整理ppt基因转移实验：4整理ppt5整理ppt5整理ppt6整理ppt6整理ppt四性别分化与环境条(一)环境条件：蜜蜂中：蜂王和工蜂都由受精卵发育而成，但食性的差异导致性别不同。(2n=32)Missisibialligator受精卵在不同温度下的性别差异植物中：黄瓜氮肥缩短日照雌花增多延长日照雄花增多(二)激素的影响1free-martin2人类中激素的作用7整理ppt四性别分化与环境条7整理ppt8整理ppt8整理ppt9整理ppt9整理ppt3性反转(Sexreverse)五性别控制(一)通过环境条件来控制性别(二)通过基因型控制性别1精子分离2控制受精的条件3牛胚胎性别鉴定的研究胚胎性别鉴定方法：非侵害性的：X相关酶活力测定害性的：核型分析等10整理ppt3性反转(Sexreverse)10整理pptPolemeraseChainReaction(PCR)技术的应用Cetus公司KaryMullis博士85正式提出，87年获专利Do.Pont公司提出异议91年2月底法院判Cetus公司胜PCR反应的基本原理(seegenetics)11整理pptPolemeraseChainReaction(PC12整理ppt12整理pptPCR反应用于胚胎鉴定：(Peura1991)(1)牛卵体外受精和胚胎培养未成熟的卵泡在TCM199培养基上培养，用解冻的精子受精，24小时后，将其转移到牛输卵管上皮条件的培养基中5－7天，可得到囊胚期的胚胎。

孵育过夜用于转移用蛋白酶K消化99摄氏度变性

得到A、B样品，以同样方法不加囊胚作对照(2)寡聚核苷酸引物的选用

牛DNA特异性引物，5端引物相当于1.715卫星DNA的第208－227个nt,3端引物相当于404－423nt牛Y染色体特异性引物a:BRY4a重复序列5端为1159－1178nt,3端1439－1459ntb:BRY1重复序列一段，5端引物1－21nt,3端引物281－301nta+牛特异引物用于A样品分析b+牛特异引物用于B样品分析预计得到产物：两种301bp的Y特异性产物，一种216nt的非特异性产物(3)胚胎样品的PCR扩增(4)PCR产物分析13整理pptPCR反应用于胚胎鉴定：(Peura1991)13整理pptMarkABCK30121614整理pptMarkA4Y染色体特异DNA序列的获得

femaleDNAmaleDNAsonicationmboIcut1001mixed

dsDNAwasisolatedonhydroxylapatitechromatograph.TypeI:bothstrandswerederivedfromfemaleDNATypeII:onestrandisfromshearedfemaleDNA,oneisfromMboIcutmaleDNATyoeIII:bothstrandsfromMboIcutmaleDNA15整理ppt4Y染色体特异DNA序列的获得15整理ppt

BamH1+T4DNAligaseaddtotheabovemixtureofDNAfragmentonlyTypeIIIhybridscanbeclonedsinceonlythesehybridsPBR322plasmid(4362bp)containthesequenceGATCatbothends.MboI5……GATCBamH1…...GGATCCCTAG……CCTAGG……

16整理ppt

(三)性别控制的应用1畜牧业：精氨酸法、电泳法、雏鸡自别雌雄品系ZkZk(快羽雄)xZKW(慢羽雌)ZkZK(慢羽雄),ZkW(快羽雌)2水产养殖业：性反转法、种间杂交、单性生殖3养蚕业：人工单性生殖、性别标记系统17整理ppt(三)性别控制的应用17整理ppt六性别畸形(一)性染色体与性别畸形1睾丸退化症(Klinefelterssyndrome)核型一般为47XXY,少数为48XXXY2卵巢退化症(Turnerssyndrome)核型一般为45XO,此外还有XO/XX嵌合体3XYY(及超Y)4多X女人Barr小体在2个以上5多X男人48XXXY,49XXXXY(二)发生机制18整理ppt六性别畸形18整理ppt19整理ppt19整理ppt20整理ppt20整理ppt(三)基因与性别畸形男性假阴阳人(Testicularfeminingntiun)核型2AXYX染色体上Tfm位点21整理ppt(三)基因与性别畸形21整理ppt七伴性遗传(Sexlinkageinheritance)(一)X染色体上基因的遗传1隐性经典的例证为果蝇白眼性状的遗传红眼(雌)X白眼(雄)F1红眼(雌、雄)F2红眼:白眼＝3：1，红眼雄：白眼雄＝1：122整理ppt22整理ppt23整理ppt23整理ppt测交验证：F1红眼雌X白眼雄红眼：白眼＝1：1，雌：雄＝1：1X+XwXXwYX+XwXwXwX+YXwY24整理ppt测交验证：24整理ppt人类中的伴X隐性遗传(Sex-linkedrecessiveinheritance,XR)例1：HemophiliaA型和B型A型基因在Xq28,VIII因子全长186kb,约占X染色体的0.1%例2：colorblindness我国男子发病率为7％，女性患者只有0.4%。X连锁隐性遗传特点：(1)男性患者远多于女性，系谱中往往只有男患者。(2)性状从得病的男人通过他的女儿传给他外孙的半数。(3)男性患者的子女正常，不连续遗传。(4)一个与X连锁的基因永远不会从父亲直接传给儿子。(5)由于交叉遗传，男性患者的兄弟、外祖父、姨表兄弟、外孙可能是患者，其他亲属不可能是患者。25整理ppt人类中的伴X隐性遗传(Sex-linkedrecessiv2显性例：抗维生素D佝偻症遗传特点：(1)患者双亲必有一方患有此病。女性患者多于男性，但是女性患者病情较轻。(2)男性患者的后代中，女儿都是患者，儿子正常。(3)女性患者的后代中，子女各有1/2的发病可能性。(4)未患病的后代真实遗传，不会患病。26整理ppt2显性26整理ppt(二)Y染色体的遗传Holandric27整理ppt(二)Y染色体的遗传27整理ppt(三)从性遗传(八)Lyon假说1949年Barr发现Sex-chromatinbody(Barrbody)dosagecompensationeffectLyonhypothesis(1)正常哺乳动物的体细胞中，两条X染色体中只有一条在遗传上有活性，另一条在遗传上无活性。(2)失活是随机的。在同一哺乳动物的体细胞中，有些父源X染色体失活，有些为母源失活。(3)失活发生在胚胎发育的早期。(人类在胚胎发育16天时)(4)杂合体雌性在伴性基因的作用上是嵌合体(mosaic)。证据：人类中葡萄糖－6－磷酸脱氢酶玳瑁猫28整理ppt(三)从性遗传28整理ppt玳瑁猫29整理ppt玳瑁猫29整理pptX染色体随机失活的分子生物学研究1并非整条X染色体上所有基因都失活2失活染色体上的表达的基因与失活基因穿插排列3X染色体上的特异失活位点(Xinactivationcenter)例：小鼠中680－1200kb精确定位于Xq11-q1230整理pptX染色体随机失活的分子生物学研究30整理ppt31整理ppt31整理ppt第五章染色体畸变(chromosomalaberration)一染色体结构变异果蝇巨大染色体巨大性体联会有横纹结构出现puff结构32整理ppt第五章染色体畸变(chromosomalaberrati染色体发生变异的原因外部作用：各种射线、化学药剂、温度剧变等内部作用：生理生化代谢失调、衰老、远缘杂交等(一)缺失deficiency

染色体上的某一区段及其所带有的基因一起丢失，从而引起变异的现象。33整理ppt染色体发生变异的原因33整理ppt种类鉴别遗传效应deficiencyheterozygotedeficiencyhomozygotepseudodominance34整理ppt种类34整理ppt(二)重复duplication

染色体上增加了相同的某个区段而引起变异的现象。类别、鉴定、遗传效应35整理ppt(二)重复duplication35整理ppt36整理ppt36整理ppt37整理ppt37整理ppt(三)倒位inversion染色体发生两个断裂以后，某一区段连同它带有的基因顺序发生180度的倒转又重新接合并引起变异的现象。类别及鉴定38整理ppt(三)倒位inversion38整理ppt倒位的遗传效应臂间倒位pericentricinversion39整理ppt倒位的遗传效应39整理ppt臂内倒位paracentricinversion40整理ppt臂内倒位paracentricinversion40整理Crossing-overrepressor平衡致死系用于保存致死基因(Muller)

D+X+Gl++++

展翅粘胶眼

D+

D+

++

+++++Gl+Gl++

D+

D+

+GlD++Gl+Gl41整理pptCrossing-overrepressor41整理ppt普通果蝇中(D.melarogaster)第三染色体的三个基因顺序StPDl另一近缘种D.SimulansStDlP42整理ppt普通果蝇中(D.melarogaster)42整理ppt2常染色体上的基因三哺乳动物的性别与SRY序列1959年，Jacob.P.A发现人类中2AXXY1960年，Fraccaro.M等发现2AXXXY早期认为H-Y基因(histocompatbilityYantigen)166aa1984年Anne.Mclaren(MedicalResearchCouncilsMammalianDevelopmentUnit)发现无H-Y抗原的小鼠，表现为雄性43整理ppt2常染色体上的基因1整理ppt人类中发现的变异体：XX男性，XY女性1987年,Davidpage提出了Testis-determiningfactorgene在人类中简写为TDF,在小鼠中简写为Tdy继而他克隆了Y染色体上的此断DNA序列，140kbZinc-fingerprotein90年,P.Goodfellow(ImperialCancerResearchFund)发现病例XX男性不含ZFY基因，克隆了另外一段基因35kb,称之为SexdeterminingregionY,简写为SRY,小鼠中简写为Sry(91.5.9Nature)以后从该区域分离出一段序列,编码223aa的多肽,为转录因子，有一个DNA结合域。44整理ppt人类中发现的变异体：XX男性，XY女性2整理ppt45整理ppt3整理ppt基因转移实验：将Sry序列克隆到噬菌体L741中，f741为该片断f741注射到受精卵中再转移到母体内发育46整理ppt基因转移实验：4整理ppt47整理ppt5整理ppt48整理ppt6整理ppt四性别分化与环境条(一)环境条件：蜜蜂中：蜂王和工蜂都由受精卵发育而成，但食性的差异导致性别不同。(2n=32)Missisibialligator受精卵在不同温度下的性别差异植物中：黄瓜氮肥缩短日照雌花增多延长日照雄花增多(二)激素的影响1free-martin2人类中激素的作用49整理ppt四性别分化与环境条7整理ppt50整理ppt8整理ppt51整理ppt9整理ppt3性反转(Sexreverse)五性别控制(一)通过环境条件来控制性别(二)通过基因型控制性别1精子分离2控制受精的条件3牛胚胎性别鉴定的研究胚胎性别鉴定方法：非侵害性的：X相关酶活力测定害性的：核型分析等52整理ppt3性反转(Sexreverse)10整理pptPolemeraseChainReaction(PCR)技术的应用Cetus公司KaryMullis博士85正式提出，87年获专利Do.Pont公司提出异议91年2月底法院判Cetus公司胜PCR反应的基本原理(seegenetics)53整理pptPolemeraseChainReaction(PC54整理ppt12整理pptPCR反应用于胚胎鉴定：(Peura1991)(1)牛卵体外受精和胚胎培养未成熟的卵泡在TCM199培养基上培养，用解冻的精子受精，24小时后，将其转移到牛输卵管上皮条件的培养基中5－7天，可得到囊胚期的胚胎。

孵育过夜用于转移用蛋白酶K消化99摄氏度变性

得到A、B样品，以同样方法不加囊胚作对照(2)寡聚核苷酸引物的选用

牛DNA特异性引物，5端引物相当于1.715卫星DNA的第208－227个nt,3端引物相当于404－423nt牛Y染色体特异性引物a:BRY4a重复序列5端为1159－1178nt,3端1439－1459ntb:BRY1重复序列一段，5端引物1－21nt,3端引物281－301nta+牛特异引物用于A样品分析b+牛特异引物用于B样品分析预计得到产物：两种301bp的Y特异性产物，一种216nt的非特异性产物(3)胚胎样品的PCR扩增(4)PCR产物分析55整理pptPCR反应用于胚胎鉴定：(Peura1991)13整理pptMarkABCK30121656整理pptMarkA4Y染色体特异DNA序列的获得

femaleDNAmaleDNAsonicationmboIcut1001mixed

dsDNAwasisolatedonhydroxylapatitechromatograph.TypeI:bothstrandswerederivedfromfemaleDNATypeII:onestrandisfromshearedfemaleDNA,oneisfromMboIcutmaleDNATyoeIII:bothstrandsfromMboIcutmaleDNA57整理ppt4Y染色体特异DNA序列的获得15整理ppt

BamH1+T4DNAligaseaddtotheabovemixtureofDNAfragmentonlyTypeIIIhybridscanbeclonedsinceonlythesehybridsPBR322plasmid(4362bp)containthesequenceGATCatbothends.MboI5……GATCBamH1…...GGATCCCTAG……CCTAGG……

58整理ppt

(三)性别控制的应用1畜牧业：精氨酸法、电泳法、雏鸡自别雌雄品系ZkZk(快羽雄)xZKW(慢羽雌)ZkZK(慢羽雄),ZkW(快羽雌)2水产养殖业：性反转法、种间杂交、单性生殖3养蚕业：人工单性生殖、性别标记系统59整理ppt(三)性别控制的应用17整理ppt六性别畸形(一)性染色体与性别畸形1睾丸退化症(Klinefelterssyndrome)核型一般为47XXY,少数为48XXXY2卵巢退化症(Turnerssyndrome)核型一般为45XO,此外还有XO/XX嵌合体3XYY(及超Y)4多X女人Barr小体在2个以上5多X男人48XXXY,49XXXXY(二)发生机制60整理ppt六性别畸形18整理ppt61整理ppt19整理ppt62整理ppt20整理ppt(三)基因与性别畸形男性假阴阳人(Testicularfeminingntiun)核型2AXYX染色体上Tfm位点63整理ppt(三)基因与性别畸形21整理ppt七伴性遗传(Sexlinkageinheritance)(一)X染色体上基因的遗传1隐性经典的例证为果蝇白眼性状的遗传红眼(雌)X白眼(雄)F1红眼(雌、雄)F2红眼:白眼＝3：1，红眼雄：白眼雄＝1：164整理ppt22整理ppt65整理ppt23整理ppt测交验证：F1红眼雌X白眼雄红眼：白眼＝1：1，雌：雄＝1：1X+XwXXwYX+XwXwXwX+YXwY66整理ppt测交验证：24整理ppt人类中的伴X隐性遗传(Sex-linkedrecessiveinheritance,XR)例1：HemophiliaA型和B型A型基因在Xq28,VIII因子全长186kb,约占X染色体的0.1%例2：colorblindness我国男子发病率为7％，女性患者只有0.4%。X连锁隐性遗传特点：(1)男性患者远多于女性，系谱中往往只有男患者。(2)性状从得病的男人通过他的女儿传给他外孙的半数。(3)男性患者的子女正常，不连续遗传。(4)一个与X连锁的基因永远不会从父亲直接传给儿子。(5)由于交叉遗传，男性患者的兄弟、外祖父、姨表兄弟、外孙可能是患者，其他亲属不可能是患者。67整理ppt人类中的伴X隐性遗传(Sex-linkedrecessiv2显性例：抗维生素D佝偻症遗传特点：(1)患者双亲必有一方患有此病。女性患者多于男性，但是女性患者病情较轻。(2)男性患者的后代中，女儿都是患者，儿子正常。(3)女性患者的后代中，子女各有1/2的发病可能性。(4)未患病的后代真实遗传，不会患病。68整理ppt2显性26整理ppt(二)Y染色体的遗传Holandric69整理ppt(二)Y染色体的遗传27整理ppt(三)从性遗传(八)Lyon假说1949年Barr发现Sex-chromatinbody(Barrbody)dosagecompensationeffectLyonhypothesis(1)正常哺乳动物的体细胞中，两条X染色体中只有一条在遗传上有活性，另一条在遗传上无活性。(2)失活是随机的。在同一哺乳动物的体细胞中，有些父源X染色体失活，有些为母源失活。(3)失活发生在胚胎发育的早期。(人类在胚胎发育16天时)(4)杂合体雌性在伴性基因的作用上是嵌合体(mosaic)。证据：人类中葡萄糖－6－磷酸脱氢酶玳瑁猫70整理ppt(三)从性遗传28整理ppt玳瑁猫71整理ppt玳瑁猫29整理pptX染色体随机失活的分子生物学研究1并非整条X染色体上所有基因都失活2失活染色体上的表达的基因与失活基因穿插排列3X染色体上的特异失活位点(Xinactivationcenter)例：小鼠中680－