連鎖遺傳分析2課件

第三節(jié)劑量補(bǔ)償效應(yīng)性染色質(zhì)體劑量補(bǔ)充效應(yīng)Lyon假說一、性染色質(zhì)體

發(fā)現(xiàn)：1949年，加拿大Barr等人在雌貓的神經(jīng)元細(xì)胞核中首次發(fā)現(xiàn)一種染色較深的濃縮小體，而在雄貓則沒有這種結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，除貓外其他雌性哺乳動物（包括人類）也同樣有這種顯示性別差異的結(jié)構(gòu)。而且不僅是神經(jīng)元細(xì)胞，在其他細(xì)胞的間期核中也可以見到這一結(jié)構(gòu)。稱之為巴氏小體(Barrbody)，也稱為X染色質(zhì)體。2.巴氏小體觀察

刮取頰部粘膜上皮細(xì)胞（用滅菌玻璃片）→涂片（兩片45°角）→60%冰醋酸固定5分鐘→吸去冰醋酸，用改良苯酚品紅染色1-2分鐘→壓片→鏡檢

正常女性口腔粘膜細(xì)胞中約30-50%有一個巴氏小體，男性則低于1-2%。在XY性別決定的生物中，性連鎖基因在兩種性別中有相等或者近似相等的有效劑量的遺傳效應(yīng)，稱為劑量補(bǔ)償效應(yīng)（dosagecompensationeffect）。由于雌性細(xì)胞中的兩個X染色體中的一個發(fā)生異固縮，失去活性，這樣保證了雌雄兩性細(xì)胞中都只有一條X染色體保持轉(zhuǎn)錄活性，使兩性X連鎖基因產(chǎn)物的量保持在相同水平上。（二）劑量補(bǔ)償效應(yīng)

（dosagecompensationeffect）（三）劑量補(bǔ)償機(jī)制哺乳動物：雌性中XX中的一條失活，雄性中單條X保持活性，雌性X染色體失活是隨機(jī)的。果蠅：雌性XX均有活性，雄性XY或XO中的X具有超活性線蟲：雌性中XX轉(zhuǎn)錄活性同時減弱一半，雄性XO保持不變?nèi)齃yon假說（Lyonhypothesis）1961年，MaryLyon提出了X染色體失活的假說，即Lyon假說。正常哺乳動物體細(xì)胞中，雌性XX中只有一條X有活性，使得雌性與雄性具有相同的有效基因產(chǎn)物失活是隨機(jī)的，發(fā)生在胚胎發(fā)育早期。某一個細(xì)胞的一條X染色體一旦失活，由這個祖先細(xì)胞分裂的所有后代細(xì)胞中的該X染色體均處于失活狀態(tài)。雌性在伴性基因的作用表現(xiàn)為嵌合體。取自基因型GdAGdB雜合婦女的皮膚細(xì)胞原始培養(yǎng)物，測定G6PD酶活性，電泳圖譜上出現(xiàn)A、B兩種條帶。進(jìn)一步檢測單個細(xì)胞的培養(yǎng)物時（克隆培養(yǎng)），它們或者完全表現(xiàn)為A型條帶，或者完全為B型條帶。巴氏小體的數(shù)目＝X染色體數(shù)－1這種X染色體在代謝上是失活的，所以不能產(chǎn)生mRNA；而其DNA的復(fù)制也較其他染色體為遲。

對于萊昂假說的理解失活的X染色體上基因是否都失去了活性？并非所有基因都失去了活性。1974年，新萊昂假說認(rèn)為X染色體的失活是部分片段的失活。失活的X染色體是否永遠(yuǎn)都失去了活性？減數(shù)分裂時恢復(fù)到常染色體狀態(tài)。在XIC內(nèi)鑒定出了一個新的基因XIST（Xinactivespecifictranscript，X染色體失活特異轉(zhuǎn)錄物）X染色體失活始于X染色體上的XIC基因座的啟動。在X失活中，兩個非編碼基因，Xist和它的反義轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物Tsix扮演了重要角色。Tsix在保留活性的染色體上表達(dá)，而表達(dá)Xist的X染色體則失活。被XISTRNA覆蓋的X染色體上的大多數(shù)基因的活性被抑制，成為失活的X染色體。第四節(jié)連鎖交換與重組連鎖遺傳的發(fā)現(xiàn)1906年

W.Bateson&Pannett在香豌豆兩對相對性狀雜交試驗(yàn)中首先發(fā)現(xiàn)。

花色：

紫花(P)對紅花(p)為顯性；

花粉粒形狀：長花粉粒(L)對

圓花粉粒(l)為顯性。連鎖（Linkage）連鎖（Linkage）：某些基因由于它們位于相同的染色體上，在一起遺傳。這些在相同染色體上的基因表現(xiàn)為連鎖。決定不同性狀的基因位于相同的染色體上稱為連鎖基因（LinkedGenes）。連鎖群（Linkagegroup）：位于同一對染色體上的全部基因稱作一個連鎖群。對于某一生物而言，連鎖群的數(shù)目應(yīng)該等于染色體的對數(shù)。連鎖基因?qū)儆谕粋€連鎖群。由于F1雜合雄蠅（BbVv)只產(chǎn)生兩種類型的配子，數(shù)目相等，所以用雙隱性雌蠅測交的后代，只能有兩種表現(xiàn)型，比例為1:1灰身長翅黑身殘翅

♂

♀

一、果蠅的完全連鎖與不完全連鎖完全連鎖（completelinkage）黑身殘翅灰身長翅灰身長翅灰身殘翅黑身長翅黑身殘翅

♀

♂

由于F1雜合雌蠅不僅產(chǎn)生親本型配子也產(chǎn)生重組型配子，當(dāng)以雙隱性雄性測交時，表現(xiàn)為4中表現(xiàn)型，但不符合孟德爾1：1：1：1的比例42%8%8%

42%

不完全連鎖（incompleteLinkage）：Crossing-over的基本概念1、一個交叉是同源染色體對間正在發(fā)生物理互換的地方，即：它是交換（crossing-over）的位點(diǎn)（site）2、交換（crossing-over）是在同源染色體相應(yīng)的染色體片段相互交換的實(shí)際過程，該過程包括對稱的斷裂和重接。3、交換既是原核生物也是真核生物中導(dǎo)致連鎖基因間遺傳重組的產(chǎn)生的事情。連鎖與交換的遺傳PF1(復(fù)制)同源染色體聯(lián)會(偶線期)非姊妹染色單體交換(偶線期到雙線期)終變期四分體連鎖遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)連鎖遺傳的相對性狀是由位于同一對染色體上的非等位基因間控制，具有連鎖關(guān)系，在形成配子時傾向于連在一起傳遞；交換型配子是由于非姊妹染色單體間交換形成的。

CWx8cwx

cwxcwx

產(chǎn)生配子產(chǎn)生配子CWx8cwx

cwxcwxcwxcwxcwxCwxcWx8CWx8cwxCwxcWx8有色非糯性有色糯性無色非糯性無色糯性有色糯性無色非糯性（二）連鎖交換定律遺傳的第三定律———連鎖定律（lawoflinkage），是指位于同一染色體上的基因聯(lián)合在一起伴同遺傳的頻率大于重新組合的頻率，重組體或重組子（recombinant）的產(chǎn)生是由于在配子形成過程中同源染色體的非姊妹染色單體間發(fā)生了局部交換。重組型配子數(shù)=149+152=301總配子數(shù)=4032+149+152+4035=8368

交換值=(301/8368)×100=3.6%，兩種重組配子各1.8%；CShcshCshcShcshCcShshccshshCcshshccShsh親本型重組型(2)自交法思考題：重組率？（2）交換率與重組率交換是指遺傳物質(zhì)的局部互換，而重組則是交換后形成基因的重新組合。連鎖基因距離近，重組率可靠，連鎖基因距離遠(yuǎn)，重組率低估交換率重組率與連鎖的關(guān)系重組率的幅度經(jīng)常變化于0~

50%之間：☆當(dāng)重組率0%，連鎖強(qiáng)度越大，兩個連鎖的非等位基因之間交換越少；☆重組率50%，連鎖強(qiáng)度越小，兩個連鎖的非等位基因之間交換越大。重組率的大小主要與基因間的距離遠(yuǎn)近有關(guān)。影響重組率的因子:1.性別：雄果蠅、雄蠶不交換；2.溫度：家蠶第二對染色體上PS-Y(PS黑斑、Y幼蟲黃血)飼養(yǎng)溫度(℃)3028262319重組率（%）21.4822.3423.5524.9825.863.基因位于染色體上的部位：離著絲點(diǎn)越近，其交換值越小，著絲點(diǎn)不發(fā)生交換。4.其它：年齡、染色體畸變等也會影響交換值。染色體的臂越長，交叉數(shù)目越多靠近著絲粒和末端的區(qū)域，不易發(fā)生交換交換發(fā)生在特定基因之外，無重組產(chǎn)物注意?。?）盡管在發(fā)生交換的性母細(xì)胞所產(chǎn)生的配子中，親本型和重組型配子各占一半，但是雙雜合體所產(chǎn)生的四種配子的比例并不相等，因?yàn)椴⒉皇撬械男阅讣?xì)胞都發(fā)生兩對基因間的交換。（2）重組型配子比例是發(fā)生交換的性母細(xì)胞比例的一半，并且兩種重組型配子的比例相等。（三）染色體作圖（本章重點(diǎn)）基因定位（genemapping，genelocalization）:確定基因在染色體上的相對位置和排列順序的過程。染色體圖（chromosomemap）:又稱連鎖圖（linkagemap）或遺傳圖（geneticmap）。依據(jù)測交實(shí)驗(yàn)所得重組值及其他方法確定連鎖基因或遺傳標(biāo)記在染色體上相對位置的線性圖。圖距（mapdistance）兩個連鎖基因在染色體圖上相對距離的數(shù)量單位稱為圖距。1%重組率去掉其百分率的數(shù)值定義為一個圖距單位，將圖距單位稱為厘摩（centimorgan，cM），1cM＝1%重組率去掉%的數(shù)值?；蜷g的距離與交換值、遺傳距離、連鎖強(qiáng)度

基因定位的方法先用三次雜交、再用三次測交（隱性純合親本）分別測定兩對基因間是否連鎖，然后根據(jù)其交換值確定它們在同一染色體上的位置如果上述3次測驗(yàn)確認(rèn)3對基因間連鎖根據(jù)交換值大小確定這三對基因在染色體上的位置。ABCabc分別測出Aa-Bb間重組率確定是否連鎖分別測出Bb-Cc間重組率確定是否連鎖分別測出Aa-Cc間重組率確定是否連鎖1.兩點(diǎn)測驗(yàn)兩點(diǎn)測驗(yàn)的步驟通過三次親本間兩兩雜交，雜種F1與雙隱性親本測交，考察測交子代的類型與比例。計算三對基因兩兩間的交換值

估計基因間的遺傳距離。根據(jù)基因間的遺傳距離確定基因間的排列次序并作連鎖遺傳圖譜。如：玉米C（有色）對c（無色）、Sh（飽滿）對sh（凹陷）、Wx（非糯性）對wx（糯性）為顯性。為證實(shí)三對基因是否連鎖遺傳，分別進(jìn)行3個試驗(yàn)：第一組試驗(yàn)：CCShSh×ccshsh↓

F1

CcShsh×ccshsh第二組試驗(yàn)：wxwxShSh×WxWxshsh↓F1

WxwxShsh×wxwxshsh第三組試驗(yàn)：WxWxCC×wxwxcc↓F1

WxwxCc×wxwxcc第一、二個試驗(yàn)結(jié)果表明，Cc和Shsh是連鎖遺傳的，Wxwx和Shsh是連鎖遺傳的。所以Cc和Wxwx肯定是連鎖遺傳的，根據(jù)這二個試驗(yàn)結(jié)果，這三對基因在同一染色體上的排列順序有兩種可能：兩點(diǎn)測交的局限性(1).工作量大，需要作三次雜交，三次測交；(2).不能排除雙交換的影響，準(zhǔn)確性不夠高,需進(jìn)行矯正。1.用三對性狀差異的兩個純系親本進(jìn)行雜交、測交2.考察測交后代的表現(xiàn)型、進(jìn)行分類統(tǒng)計3.按各類表現(xiàn)型的數(shù)目，對測交后代進(jìn)行分組；4.進(jìn)一步確定兩種親本類型和兩種雙交換類型；5.確定三對基因在染色體上的排列順序6.確定基因間的距離2.三點(diǎn)測驗(yàn)

優(yōu)點(diǎn)：糾正兩點(diǎn)測驗(yàn)的缺點(diǎn)，使估算的交換值更加準(zhǔn)確；通過一次試驗(yàn)同時確定三對連鎖基因的位置。三點(diǎn)測驗(yàn)的步驟1.用三對性狀差異的兩個純系作親本進(jìn)行雜交、測交以玉米Cc、Shsh和Wxwx三對基因?yàn)槔篜凹陷、非糯、有色×飽滿、糯性、無色shsh++++++wxwxccF1飽滿、非糯、有色×凹陷、糯性、無色+sh+wx+cshshwxwxcc2.考察測交后代的表現(xiàn)型、進(jìn)行分類統(tǒng)計單交換

雙交換不交換ABCabcABCABCabcabcABCabc雙交換有兩個重要特點(diǎn)1、雙交換的概率明顯低于單交換的概率2、雙交換的結(jié)果，三個基因僅中間一個位置變動，兩邊兩個相對位置不變，但卻同時發(fā)生了兩次交換.三點(diǎn)試驗(yàn)中，兩邊兩個基因?qū)﹂g的重組值一定等于另外兩個重組值之和減去兩倍的雙交換值，這個法則叫基因直線排列定律。單交換：在三個連鎖基因之間僅發(fā)生了一次交換。雙交換：在三個連鎖區(qū)段內(nèi)，每個基因之間都分別要發(fā)生一次交換Ft中親型最多，發(fā)生雙交換的表現(xiàn)型個體數(shù)應(yīng)該最少。

+wxc和sh++為親型+++和shwxc為雙交換配子類型其它均為單交換配子類型3.基因間排列順序確定sh++================wx在中間+wxc+sh+================sh在中間wx+c++sh================c在中間wxc+根據(jù)F1的染色體基因型有三種可能性：？+sh+================sh在中間wx+csh++================wx在中間+wxc+sh+================sh在中間wx+c++sh================c在中間wxc+第②種排列順序才有可能出現(xiàn)雙交換配子。所以這三個連鎖基因在染色體的位置為wxshc。關(guān)鍵是確定中間一個基因．一般以最少的雙交換型與最多的親型相比，可以發(fā)現(xiàn)只有sh基因發(fā)生了位置改變。所以sh一定在中間。4.確定基因之間的距離：由于每個雙交換中都包括兩個單交換，故估計兩個單交換值時，應(yīng)分別加上雙交換值：雙交換值=〔(4+2)/6708〕×100%=0.09%wx-sh間單交換=〔(601+626)/6708〕×100%+0.09%=18.4%sh-c間單交換=〔(116+113)/6708〕×100%+0.09%=3.5%5.繪制染色體圖？RFW-xc=(626+601+113+116)/6708=21.7%校正的方法是把雙交換類型加進(jìn)去（2倍雙交換類型的頻率）。連鎖群凡處于同一條染色體上的基因群，稱為連鎖群，數(shù)目與單倍染色體數(shù)目相等。關(guān)于遺傳圖說明基因在遺傳學(xué)圖上有一定的位置，這個位置叫做座位。一般以最先端的基因位置為0，但隨著研究進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)有基因在更先端的位置時，把0點(diǎn)讓給新的基因，其余的基因位置，作相應(yīng)的移動。重組值在0到50％之間，但在遺傳學(xué)圖上，可以出現(xiàn)50單位以上的圖距。這是因?yàn)檫@兩個基因間發(fā)生了多次交換的關(guān)系，所以由實(shí)驗(yàn)得到的重組值與圖上的數(shù)值不一定是一致的。從而要從圖上數(shù)值知道基因間的重組值只限于鄰近的基因座位間。在發(fā)生交換的時候，一個單交換的發(fā)生能會影響鄰近另一個單交換的發(fā)生，或者說，鄰近也發(fā)生一次交換的機(jī)會要減少一些，這種現(xiàn)象叫做干涉（inteference）。并發(fā)系數(shù)（coefficidenceofcoincidenceorcoincidence）表示干擾（干涉）的大小（四）遺傳干涉與并發(fā)系數(shù)1.根據(jù)概率理論，如單交換的發(fā)生是獨(dú)立的，則雙交換=單