染色體畸變的遺傳學分析最全課件

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(jié)構(gòu)和數(shù)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(zhì)本身發(fā)生質(zhì)的變換稱突變。突變（mutation)染色體畸變：染色體的結(jié)構(gòu)和數(shù)目的改變一 染色體結(jié)構(gòu)變異1 果蠅唾腺染色體果蠅唾腺染色體結(jié)構(gòu)和功能的特性：巨大性、伸展性體聯(lián)會（somatic synapsis)一 染色體結(jié)構(gòu)變異1 果蠅唾腺染色體果蠅唾腺染色體結(jié)構(gòu)和功能有橫紋結(jié)構(gòu)染色質(zhì)濃縮而成致密染色粒DNA被堿性染料深染的帶紋區(qū)與擴展的染色粒間D

2、NA被淺染的帶間區(qū)交替排列而成形成橫紋。有橫紋結(jié)構(gòu)橫紋的寬窄、疏密程度相差很大橫紋結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)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(xiàn)puff結(jié)構(gòu)：在幼蟲發(fā)育的某個階段，多線染色體的某些帶區(qū)疏松膨大，形成膨突（puff），或巴氏環(huán)（Balbiani ring）。用H3-TdR處理細胞，發(fā)現(xiàn)膨突被標記，說明膨突是基因活躍轉(zhuǎn)錄的形態(tài)學標志。puff結(jié)構(gòu)氚標記的胸腺嘧啶核苷（3H -TdR）出現(xiàn)puff結(jié)構(gòu)：puff結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)變異的類型缺 失重 復倒 位易 位2 染色體結(jié)構(gòu)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(fā)生丟失。類別：按染色體斷裂點的數(shù)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(huán)（deletion loop)減數(shù)分裂過程只能夠同源染色體配對時，缺失雜合體出現(xiàn)特征性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。缺失的細胞學效應-缺失環(huán)（deletion loop)減數(shù)缺失的遺傳學效應缺失一般

4、對生物的發(fā)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(fā)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(fā)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(qū)段缺失，則隱性等位基因得以實現(xiàn)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(fā)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(xiàn)不止一次的現(xiàn)象稱為重復。串聯(lián)重復（tandem duplication）：重復片段緊接在固有的區(qū)段之后，兩者的基因順序

5、一致。反向串聯(lián)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(xiàn)不止一次的現(xiàn)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(shù)分裂過程只能夠同源染色體配對時，缺失雜合體出

6、現(xiàn)特征性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。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(fā)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(huán)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(lián)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(shù)量和位置分為：缺失一般對生物的發(fā)

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(lián)重復（tandem duplication）：重復片段緊接在固有的區(qū)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(zhuǎn)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(lián)重復（tandem duplication）：重復片段緊接在固有的區(qū)段之后，兩者的基因順序一致。倒位區(qū)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?qū)Ρ硇偷淖饔秒S基因數(shù)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(lián)會時可見：重復環(huán)染色體末端不配對而突出ABCDEFFGABCDEFGEG減數(shù)分裂過程只能夠同源染色體配對時，缺失雜合體出現(xiàn)特征性的環(huán)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(qū)段基因數(shù)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(qū)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(chǎn)生特定的表型效應(劑量效應 dosage effect)同一種基因?qū)Ρ硇偷淖饔秒S基因數(shù)目的增多而呈一定的累加增長。細胞內(nèi)某基因出現(xiàn)的次數(shù)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(qū)的重復使小眼數(shù)減少，形成棒眼。產(chǎn)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(qū)段的位置不同，表現(xiàn)效應也不同。果蠅棒眼遺傳：“b”代表一個16區(qū)A段；“B”代表兩個16區(qū)A段；則“Bb”是三個16區(qū)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(qū)段的位置不同，表現(xiàn)效應也不同。果蠅棒眼遺傳：倒 位一個染色體上同時出現(xiàn)兩處斷裂，中間的片段倒轉(zhuǎn)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?nèi)旧w上基因的數(shù)量，只造成基因的重排。倒 位一個染色體上同時出現(xiàn)兩處斷裂，中間的片

10、段倒轉(zhuǎn)180在ABCDEFGHABCDEFGHABCDEFGHABCDHEFGABCDGFEHABCDEHFGABEDCFEH臂內(nèi)倒位臂間倒位臂內(nèi)倒位：倒位區(qū)段發(fā)生在染色體的某一臂上。臂間倒位：倒位區(qū)段涉及染色體的兩個臂，倒位區(qū)段內(nèi)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(qū)段過長倒過來配對，其余游離倒位區(qū)段較短正常部分配對，其余不配對BCDEFBCDEGFHAAH倒位區(qū)段適中形成倒位圈ABCDEFGHABCDFEGH倒位的細胞學效應倒位區(qū)段過長倒過來配對，其余游離倒位區(qū)段Single inversionMultiple inversionSingle inversionMultiple inver缺失環(huán)重復環(huán)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(huán)或瘤則是由單個染色體形成）。缺失環(huán)重復環(huán)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(nèi)倒位，由于倒位環(huán)內(nèi)非姐妹染色單體間發(fā)生單交換，而交換的產(chǎn)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(xiàn)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(nèi)倒位ACBDEFGABCDEFG臂內(nèi)倒位ACBDEFGABCDEFG倒位雜合體配對分離倒位圈內(nèi)單交換產(chǎn)生的結(jié)果ACBDEFGABCDEFG倒位雜合體配對分離倒位圈內(nèi)單交換染色體畸變的遺傳學分析最全課件臂內(nèi)倒位形

13、成的“后期 I 橋”臂內(nèi)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(nèi)單交換產(chǎn)生的結(jié)果ABCEDFGABCDEFG倒位雜合體配對分離倒位圈內(nèi)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(nèi)倒位，

14、由于倒位環(huán)內(nèi)非姐妹染色單體間發(fā)生單交換，而交換的產(chǎn)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(chǎn)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(shù)分裂時配對正常。轉(zhuǎn)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(nèi)某基因出現(xiàn)的次數(shù)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(xiàn)不止一次的現(xiàn)象稱為重復。臂內(nèi)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(fā)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(fā)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fā)生時期只發(fā)生粗線期發(fā)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(chǎn)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(qū)段中。（轉(zhuǎn)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(qū)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)座時常復制宿主靶位點415bp的DNA形成正向重復區(qū)。轉(zhuǎn)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(chǎn)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(shù)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(xiàn)富有特