染色體畸變遺傳學(xué)分析

染色體畸變遺傳學(xué)分析第1頁(yè)/共54頁(yè)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(xì)胞

鐮刀型貧血癥紅細(xì)胞遺傳物質(zhì)本身發(fā)生質(zhì)的變換稱突變。第2頁(yè)/共54頁(yè)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(huì)（somaticsynapsis)第3頁(yè)/共54頁(yè)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(kuò)展的染色粒間DNA被淺染的帶間區(qū)交替排列而成形成橫紋。第4頁(yè)/共54頁(yè)橫紋的寬窄、疏密程度相差很大橫紋結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定---可以識(shí)別每一條染色體橫紋特征具有物種的特異性第5頁(yè)/共54頁(yè)

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?cè)谔囟ǖ臋M紋上定位。第6頁(yè)/共54頁(yè)出現(xiàn)puff結(jié)構(gòu)：在幼蟲(chóng)發(fā)育的某個(gè)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)（Balbianiring）。用H3-TdR處理細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)膨突被標(biāo)記，說(shuō)明膨突是基因活躍轉(zhuǎn)錄的形態(tài)學(xué)標(biāo)志。puff結(jié)構(gòu)氚標(biāo)記的胸腺嘧啶核苷（3H-TdR）第7頁(yè)/共54頁(yè)缺失重復(fù)倒位易位2染色體結(jié)構(gòu)變異的類型第8頁(yè)/共54頁(yè)缺失（deletion)染色體丟失了一個(gè)片段，使之位于這個(gè)片段上的基因也隨之發(fā)生丟失。類別：按染色體斷裂點(diǎn)的數(shù)量和位置分為：末端缺失（terminaldeletion)中間缺失（interdtitialdeletion)第9頁(yè)/共54頁(yè)缺失的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)--缺失環(huán)（deletionloop)減數(shù)分裂過(guò)程只能夠同源染色體配對(duì)時(shí)，缺失雜合體出現(xiàn)特征性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。第10頁(yè)/共54頁(yè)缺失的遺傳學(xué)效應(yīng)缺失一般對(duì)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(hào)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。第11頁(yè)/共54頁(yè)第12頁(yè)/共54頁(yè)缺失改變了基因間在遺傳上的圖距，因而導(dǎo)致基因重組率發(fā)生變化。假顯性：對(duì)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(shí)現(xiàn)其表型效應(yīng)。第13頁(yè)/共54頁(yè)第14頁(yè)/共54頁(yè)重復(fù)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(fù)。串聯(lián)重復(fù)（tandemduplication）：重復(fù)片段緊接在固有的區(qū)段之后，兩者的基因順序一致。反向串聯(lián)重復(fù)（reverseduplication）：重復(fù)片段與固有片段銜接在一起，但重復(fù)片段中的基因排列順序相反。第15頁(yè)/共54頁(yè)重復(fù)雜合體(duplicationheterozygote)：指同源染色體中，有一個(gè)正常而另一個(gè)是重復(fù)染色體的生物個(gè)體。重復(fù)純合體(duplicationhomozygote)：指同源染色體中，每個(gè)染色體都含有相同的重復(fù)片段且重復(fù)類別相同的生物個(gè)體。ABCDEFEABCDEFEFFGG重復(fù)雜合體重復(fù)純合體第16頁(yè)/共54頁(yè)重復(fù)的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)同源染色體聯(lián)會(huì)時(shí)可見(jiàn)：重復(fù)環(huán)染色體末端不配對(duì)而突出ABCDEFFGABCDEFGEG第17頁(yè)/共54頁(yè)重復(fù)的遺傳學(xué)效應(yīng)重復(fù)對(duì)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(gè)體的生活力。有害程度：取決于重復(fù)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(duì)較小，但若重復(fù)區(qū)段過(guò)長(zhǎng)，往往使個(gè)體致死。第18頁(yè)/共54頁(yè)產(chǎn)生特定的表型效應(yīng)(劑量效應(yīng)dosageeffect)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(zhǎng)。細(xì)胞內(nèi)某基因出現(xiàn)的次數(shù)越多，表型效應(yīng)越顯著。

果蠅的棒眼遺傳：由于X染色體上復(fù)眼基因16A橫紋區(qū)的重復(fù)使小眼數(shù)減少，形成棒眼。第19頁(yè)/共54頁(yè)第20頁(yè)/共54頁(yè)位置效應(yīng)：重復(fù)區(qū)段的位置不同，表現(xiàn)效應(yīng)也不同。果蠅棒眼遺傳：“b”代表一個(gè)16區(qū)A段；“B”代表兩個(gè)16區(qū)A段；則“Bb”是三個(gè)16區(qū)A段。正常眼棒眼純合棒眼純合重棒眼重棒眼780358694525第21頁(yè)/共54頁(yè)倒位一個(gè)染色體上同時(shí)出現(xiàn)兩處斷裂，中間的片段倒轉(zhuǎn)180°在重新連接起來(lái)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。第22頁(yè)/共54頁(yè)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(gè)臂，倒位區(qū)段內(nèi)有著絲點(diǎn)。

第23頁(yè)/共54頁(yè)倒位雜合體(inversion

heterozygote)：指同源染色體中，有一個(gè)正常而另一個(gè)是倒位染色體的生物個(gè)體。倒位純合體(inversionhomozygote)：指同源染色體中，每個(gè)染色體都含有相同的倒位片段且倒位類別相同的生物個(gè)體。ABCDGFEHABCDEGFHABCDGFEABCDGEFHH倒位純合體倒位雜合體第24頁(yè)/共54頁(yè)倒位的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)倒位區(qū)段過(guò)長(zhǎng)——倒過(guò)來(lái)配對(duì)，其余游離倒位區(qū)段較短——正常部分配對(duì)，其余不配對(duì)BCDEFBCDEGFHAAH倒位區(qū)段適中——形成倒位圈ABCDEFGHABCDFEGH第25頁(yè)/共54頁(yè)SingleinversionMultipleinversion第26頁(yè)/共54頁(yè)缺失環(huán)重復(fù)環(huán)倒位圈倒位圈是由一對(duì)染色體形成（而缺失或重復(fù)雜合體的環(huán)或瘤則是由單個(gè)染色體形成）。第27頁(yè)/共54頁(yè)倒位的遺傳學(xué)效應(yīng)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(fù)，不能形成有功能的配子，因而好象被抑制了，或相當(dāng)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(crossoverrepressor,C)。第28頁(yè)/共54頁(yè)ACBDEFGABCDEFG臂內(nèi)倒位第29頁(yè)/共54頁(yè)ACBDEFGABCDEFG倒位雜合體配對(duì)分離倒位圈內(nèi)單交換產(chǎn)生的結(jié)果第30頁(yè)/共54頁(yè)第31頁(yè)/共54頁(yè)臂內(nèi)倒位形成的“后期I橋”第32頁(yè)/共54頁(yè)ABEDCFGABCDEFG臂間倒位第33頁(yè)/共54頁(yè)ABCEDFGABCDEFG倒位雜合體配對(duì)分離倒位圈內(nèi)單交換產(chǎn)生的結(jié)果第34頁(yè)/共54頁(yè)平衡致死品系(balancedlethalsystem)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(gè)致死基因來(lái)“平衡”。利用倒位的交換抑制效應(yīng)，為了同時(shí)保存兩個(gè)致死基因而設(shè)計(jì)建立的果蠅品系。第35頁(yè)/共54頁(yè)×展翅D+++粘膠眼+Gl++展翅D+++展翅粘膠眼D++Gl野生型++++粘膠眼+++Gl平衡致死系的形成第36頁(yè)/共54頁(yè)永久雜種并非真實(shí)不分離，但可真實(shí)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死亡第37頁(yè)/共54頁(yè)條件：兩個(gè)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(gè)非等位的隱性致死基因永遠(yuǎn)處于一對(duì)同源染色體的不同成員上。第38頁(yè)/共54頁(yè)易位一個(gè)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(diǎn)：都是交換染色體片段不同點(diǎn)：見(jiàn)下表：第39頁(yè)/共54頁(yè)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(shí)期只發(fā)生粗線期發(fā)生在各個(gè)時(shí)期4123ABC67DEGF5ABCFGDEDABCGFE第40頁(yè)/共54頁(yè)易位的類型相互易位(reciprocaltranslocation)：兩個(gè)非同源染色體各產(chǎn)生一個(gè)斷裂，他們之間相互交換由斷裂形成的片段。4123ABC67DEGF5第41頁(yè)/共54頁(yè)簡(jiǎn)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）ABC45DE61237GF第42頁(yè)/共54頁(yè)轉(zhuǎn)座子（transposon，Tn）是存在于染色體DNA上可自主復(fù)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(fù)序列。2.轉(zhuǎn)座時(shí)常復(fù)制宿主靶位點(diǎn)4～15bp的DNA形成正向重復(fù)區(qū)。第43頁(yè)/共54頁(yè)羅伯遜式易位(Robertsoniantranslocation)

也稱著絲粒融合或整臂融合。由兩個(gè)非同源的端著絲粒染色體的長(zhǎng)臂相互重接成一條長(zhǎng)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(xì)胞分裂中丟失。ABCDEF123456ABCDEF123456融合裂解第44頁(yè)/共54頁(yè)易位雜合體(translocationheterozygote)：指同源染色體中有一個(gè)是易位染色體的生物個(gè)體，又叫雜易位體。易位純合體(translocationhomozygote)：指同源染色體都含有相同易位片段的生物個(gè)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第45頁(yè)/共54頁(yè)相互易位的細(xì)胞學(xué)效應(yīng)相互易位的純合體沒(méi)有明顯的細(xì)胞學(xué)特征，在減數(shù)分裂時(shí)配對(duì)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(duì)而出現(xiàn)富有特征性的十字形圖像。第46頁(yè)/共54頁(yè)粗線期ⅠⅡⅢⅣ后期ⅠⅠⅡⅢⅣ相鄰分離-1：ⅠⅡ；ⅢⅣ相鄰分離-2：ⅠⅢ；ⅡⅣ相間分離：ⅠⅣ；ⅡⅢ第47頁(yè)/共54頁(yè)ⅠⅣⅡⅢⅠⅣⅡⅢⅠⅣⅡⅢ相鄰分離-1相鄰分離-2相間分離可育不育不育第48頁(yè)/共54頁(yè)相互易位的遺傳學(xué)效應(yīng)導(dǎo)致植物的半不孕性。假連鎖：非同源染色體之間的自由組合受到抑制，原來(lái)不連鎖的基因表現(xiàn)連鎖遺傳?；ò咝臀恢眯?yīng)（variegatedtypeofpositioneffect)第49頁(yè)/共54頁(yè)bwbwee褐眼黑檀體++++表型:野生型2332×果蠅假連鎖現(xiàn)象bwbwee×bwbwee褐眼黑檀體+bw+e野生型+bwee致死:2缺失,3重復(fù)+ebwbw致死:3缺失,2重復(fù)++bwe2/23/3/32易位雜合體第50頁(yè)/共54頁(yè)花斑型位置效應(yīng)花斑型野生型第51頁(yè)/共54頁(yè)位置效應(yīng)(Positioneffect):由于染色體畸變改變了一個(gè)基因與其鄰近基因或與其鄰近染色質(zhì)的位置關(guān)系，從而