人類y染色體的遺傳特性

1、人類y染色體的遺傳特性人類y染色體的遺傳特性第1頁染色體基礎(chǔ)概念一、正常人染色體核型：男性：46,xy;女性：46,xx二、染色體與遺傳關(guān)系：人類y染色體的遺傳特性第2頁人類y染色體的遺傳特性第3頁人類y染色體的遺傳特性第4頁人類y染色體的遺傳特性第5頁Y染色體結(jié)構(gòu)特點一、體細胞Y染色體分帶1. Y染色體形狀指標：(1) 相對長度：即每一個染色體長度與一套正 常含有一個X染色體單倍體染色體組長度 之比；(2) 著絲粒指數(shù)：用短臂長度對染色體長度 之比表示；(3) 臂比：用長臂與短臂長度之比表示；其中又以相對長度和著絲粒指數(shù)較為主要。人類y染色體的遺傳特性第6頁表染色體相對長度和著絲粒指數(shù)染色體

2、號碼相對長度著絲粒指數(shù)1 8.440.433 48.361.1662 8.020.397 39.231.8243 6.830.315 46.951.5774 6.300.284 29.071.8675 6.080.305 29.251.6556 5.900.264 39.051.6557 5.360.271 39.051.771x 5.120.261 40.122.1178 4.930.261 34.081.9759 4.800.244 35.432.59910 4.590.221 33.952.24311 4.610.227 40.142.32812 4.660.212 30.162.339

3、13 3.740.236 17.083.22714 3.560.229 18.743.59615 3.460.214 20.303.70216 3.360.183 41.332.7417 3.250.189 33.862.77118 2.930.164 30.933.04419 2.670.174 46.542.29920 2.560.165 45.452.52621 1.900.170 30.895.00222 2.040.182 30.484.932y 2.150.137 27.173.182人類y染色體的遺傳特性第7頁2. Y染色體分帶：依據(jù)染色特征或功效，可對Y染色體進行區(qū)帶劃分。(1

4、)染色分帶法：Y染色體短臂和長臂各只有一個區(qū)，Yp: Yp1: Yp11 Yq: Yq1: Yq11: Yq11.1 Yp12 Yq11.2: Yq11.21 Yp13:Yp13.1 Yq11.22 Yp13.2 Yq11.23 Yq12(2)7區(qū)分帶法：將Y染色體從短臂至長臂非重組區(qū)域人為地分為7個區(qū)間（interval），Yp有4個區(qū)間，Yq有3個區(qū)間, Yq異染色質(zhì)區(qū)為第7區(qū)，每個區(qū)間又可深入細分，共可分為43個亞區(qū)間人類y染色體的遺傳特性第8頁SRYZFYMIC2TP2AMELYTPSY HY IL9RAZFb(YRRM1)AZFdAZFc(DAZ)GCYAZFa (USP9Y , D

5、BY)人類y染色體的遺傳特性第9頁二、精子染色體分析1. 生精細胞染色體分析：實際分析是處于分裂 階段生精細胞。2. 體外受精后染色體分析：將人精子與去透明 帶倉鼠卵共同培養(yǎng),誘導(dǎo)有絲分裂后則可進行人 精子染色體分析。3. 用FISH方法也可對精子染色體進行單獨分析。人類y染色體的遺傳特性第10頁Y染色體基因組結(jié)構(gòu)一、染色體基因組：1. 是人類細胞全套遺傳物質(zhì)，是維持人體正常功效 最基礎(chǔ)一套染色體及其攜帶全部遺傳信息。2. 單倍體人類基因組是由3.2109bpDNA組成，細胞 核基因組中90%左右DNA為程度不一樣重復(fù)序列， 10%為單拷貝序列。3. 含有510萬個左右基因。二、人類基因組計劃

6、：構(gòu)建每條染色體遺傳圖譜、物理圖譜和序列圖譜。原計劃年完成人類基因組全部序列測定目標，已于年6月提前完成。進行Y染色體基因組研究，包含序列測定主要機構(gòu)是Whitehead Institute/MIT。人類y染色體的遺傳特性第11頁1. 遺傳圖譜（Genetic map）：又稱連鎖圖譜linkage map）或遺傳連鎖圖譜（genetic linkage map）：(1)定義：指人類基因組內(nèi)基因以及專一多態(tài)性DNA 標識位置圖譜。表示同一條染色體任意兩點 相對距離和位置關(guān)系，所以遺傳圖譜只能顯示 標識相對距離，長度單位用厘摩(centimorgan, cM)表示，1cM約等于1000000堿基正

7、確物理長度構(gòu)。(2)遺傳圖譜意義：基因定位分離和克隆新基因人類y染色體的遺傳特性第12頁物理圖譜（Physical maps）：(1) 定義：物理圖譜則是把特異DNA片段按實際物 理位置進行排序，因為人類基因組有24種不一樣 染色體（23種常染色體和X、Y染色體），所以完 整人類基因組圖譜應(yīng)該是24種以線性結(jié)構(gòu)形成 存在DNA大分子物理圖譜。(2) 基于DNA序列標簽（sequence-tagged-site, STS） 物理圖譜：定義：STS為隨機地從人類基因組上選擇出來長度 在200300bp左右特異性短序列。起源：a. 隨機位點序列b. 表示基因序列c. 遺傳標識序列人類y染色體的遺傳特

8、性第13頁研究現(xiàn)實狀況：當前全基因組中已知STS達3萬多個，Y染色體上只有376個。在1995年召開第二屆國際Y染色體基因圖譜大會上，個別學(xué)者提出了在一些區(qū)域上STS圖譜，如在Yp假性常染色質(zhì)區(qū)列出了60個STS；AZFa區(qū)域圖譜，Yq11.23區(qū)域圖譜等。人類y染色體的遺傳特性第14頁YRRM1DYS7EDYS230DYS224DYS226DYS7CDYS233DYS232DYS1DYS236DYS237DYS238DYS240DYS239DYS247Z1人類y染色體的遺傳特性第15頁(3)STS缺失圖譜：Vollrath1992年構(gòu)建了Y染色體STS缺失圖譜，共列出182個STS片段，為今

9、后尋找Y染色體功效基因創(chuàng)造了條件，多年來對于精子發(fā)生基因研究多基于這一圖譜。3. 序列圖譜（sequence maps）：(1)定義：將每條染色體DNA序列測定出來，即為序 列圖譜。(2)序列圖譜構(gòu)建意義：從DNA序列中，能夠直接推出基因結(jié)構(gòu)，包含啟 動子、外顯子、內(nèi)顯子等。已知基因定位?；蚱鹪囱芯俊Ｈ祟恲染色體的遺傳特性第16頁 Y染色體基因相關(guān)信息數(shù)據(jù)庫國際上四大生物信息中心：美國國家生物技術(shù)信息中心（WCBT）美國基因組序列數(shù)據(jù)庫（GSDB）歐洲分子生物試驗室（EMBL）日本DNA數(shù)據(jù)庫（DDBJ）Y染色體相關(guān)信息，從這些機構(gòu)能夠取得：The Cambridge (UK) server

10、 : http/www.path.cam.ac.uk/The london server:http/www.gene.ucl.ac.uk/Tcambridge (USA) server: http/人類y染色體的遺傳特性第17頁 相關(guān)Y染色體上STS、EST、CpG和細胞遺傳信息也可從以下綜合數(shù)據(jù)庫中取得：STS數(shù)據(jù)庫(dbSTS)：http:/www./dbSTSEST數(shù)據(jù)庫(dbEST)：/dbESTCpG島數(shù)據(jù)庫(CpG island datebase) http:/biomaster.uio.no/CpGdb.html細胞遺傳圖譜(cytogenetic maps)/人類y染色體的遺傳

11、特性第18頁人類Y染色體主要功效基因Y染色體基因特點：1. 不是維持生命所必須，但與男性特異功效相關(guān)2. Y染色體上95%為非重組區(qū)，多數(shù)為非等位基因。3. 基因含量：Y染色體上約含5.9萬KbDNA，其中60位于其長臂（Yq）異染色體區(qū)Yq12；其短臂（Yp）約含1.3Kb DNA。預(yù)測Y染色體上共有7117個基因；已克隆出基因有200 多個；真正被確定只有50多個。人類y染色體的遺傳特性第19頁(一)睪丸發(fā)生相關(guān)基因：1. H-Y抗原基因：2. ZFY基因：3. SRY基因：(二)精子發(fā)生相關(guān)基因：1. 精子發(fā)生相關(guān)基因在Y染色體上分布：Y染色體長臂三個區(qū)域內(nèi)均存在AZF，分別稱為AZFa

12、、AZFb和AZFc。1999年，Kent-First又提出了AZFd概念，認為在該區(qū)域內(nèi)也有精子發(fā)生基因存在。人類y染色體的遺傳特性第20頁(1) AZFa候選基因：AZFa位于Yq11或區(qū)分法第5C/D區(qū)中，大小約400-600Kb，當前在AZFa 區(qū)域中已發(fā)覺9個基因，其中UPS9Y和DBY被認為是AZFa主要候選成份。 USP9Y（Ubiquitin-Specific Protease 9, Y chromosome）：原稱為DFFRY（Drosophila fat factors related Y），位于Yq11或7區(qū)分段法5C/D區(qū)； 對無精子癥和嚴重少精子癥患者進行這些位點檢測

13、，發(fā)覺了缺失病例，均表現(xiàn)為無精子癥。發(fā)生率較低（1/1431/576）;已發(fā)覺一例患者USP9Y有4個堿基丟失，伴有嚴重少精子癥，提醒USP9Y點突變或缺失也可能是精子發(fā)生障礙病因。人類y染色體的遺傳特性第21頁DBY（DEAD/H box polypeptide, Y chromosome）： 位于Yq11或5C/D中，其5端距USP9Y3端約有 DBY缺失率為4.6%（8/173）。睪丸活檢發(fā)覺，單純DBY缺失6例患者中，3例表現(xiàn)為唯支持細胞綜合癥，另3例為生精阻滯。檢測這些患者父親和弟兄，均未發(fā)覺缺失情況。對小鼠體內(nèi)Dby缺失可造成小鼠精子發(fā)生障礙，證實了DBY對生精主要性。人類y染色體

14、的遺傳特性第22頁(2) AZFb候選成份：AZFb位Yq11.23區(qū)域，主要候選成份為RBM（RNA binding motif）基因，RBM是一組基因總稱，其共同特點是表示蛋白上帶有RNA結(jié)合位點，認為這種蛋白參加RNA形成、加工和翻譯，RBM在Y染色體上也有多個拷貝，其中個別是假基因，位于Yq11.23區(qū)域YRRM 被認為是AZFb主要候選成份。人類y染色體的遺傳特性第23頁(3) AZFc候選成份：DAZ:1995年，Reijo等人發(fā)覺，已證實為AZF最主要候選成份。(4) AZFd： 1999年，Kent-First等人提出；位于AZFb和AZFc之間； 精子發(fā)生障礙患者中缺失率到達

15、5%，占AZF缺失總數(shù) 19.6%，至今為止還未找到該區(qū)域內(nèi)AZF候選成份。人類y染色體的遺傳特性第24頁(5) TSPY（testis-specific protein, Yedcoded）： 位于Y染色體短臂上；用TSPY抗血清檢測，顯示TPSY主要出現(xiàn)于精原細胞階段，TSPY作用是參加DNA復(fù)制，也有報道，TSPY表示可出現(xiàn)于精子細胞階段，可能參加精子變態(tài)。TPSY缺失可造成精子發(fā)生障礙，而在生精細胞腫瘤中，TSPY呈高表示，提醒TSPY與胚胎性腺腫瘤也有相關(guān)性。人類y染色體的遺傳特性第25頁2. AZF缺失發(fā)生率：從2.755.5%，多數(shù)在1315%。造成缺失率差異原因：病例選擇，對于嚴格選擇病例僅對不明原因無精子癥或嚴重少精子癥患者進行檢測，則缺失率較高；試驗方法包含試驗條件好壞，影響到結(jié)果可靠性；檢測不