性別決定和性連鎖

關(guān)于性別決定和性連鎖第一節(jié)性染色體和性別決定第二節(jié)伴性遺傳第三節(jié)其它與性別有關(guān)的遺傳方式第四節(jié)人類的性染色體異常第五節(jié)劑量補(bǔ)償效應(yīng)第2頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第3頁,共79頁，2024年2月25日，星期天性染色體：與性別決定有明顯而直接關(guān)系的染色體稱為性染色體。成對性染色體往往是異型的，形態(tài)、結(jié)構(gòu)、大小、功能上有所不同。性染色質(zhì)(sexchromatin)

：指哺乳動物間期體細(xì)胞核內(nèi)的一種可被堿性染料染成深色的小體。女性間期細(xì)胞核中的兩條X染色體，只有一條有轉(zhuǎn)錄活性，另一條則失去轉(zhuǎn)錄活性，并形成固縮狀態(tài)，稱為性染色質(zhì)。一、性染色體和性染色質(zhì)第一節(jié)性染色體和性別決定第4頁,共79頁，2024年2月25日，星期天二、性染色體與性別決定的發(fā)現(xiàn)H.Henking1891年在昆蟲精子細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)，它稱之為X-body。第5頁,共79頁，2024年2月25日，星期天ClaranceMcLung在部分蝗蟲精子中發(fā)現(xiàn)一種異樣的結(jié)構(gòu)，它稱之為Heterochromosome。其余的精子中不含有這種結(jié)構(gòu)。但他錯誤地把它與雄性聯(lián)系起來。第6頁,共79頁，2024年2月25日，星期天1906年，EdmundB.Wilson總結(jié)了Henking和McLung的發(fā)現(xiàn)，以兩種性染色體模式詳細(xì)地說明了染色體與性別的關(guān)系X：雄性；XX：雌性XY：雄性；XX：雌性Protenor模式ButterflyProtenorLygaeus模式MilkweedbugLygaeus第7頁,共79頁，2024年2月25日，星期天共同特點(diǎn)：雌性是同型配子性別（Homogameticsex）雄性是異型配子性別（Heterogameticsex）第8頁,共79頁，2024年2月25日，星期天三、性染色體決定性別的幾種類型XY型：人類和所有哺乳動物、大部分的兩棲類，爬行類，部分的魚類和昆蟲等雄性異配,XY;雌性同配,XXLygaeus模式第9頁,共79頁，2024年2月25日，星期天XO型蝗蟲、蟑螂、蟋蟀等昆蟲如蝗蟲XX為雌性，XO為雄性Protenor模式第10頁,共79頁，2024年2月25日，星期天ZW型鳥類、雞、家蠶等雌性為異配個體，產(chǎn)生兩種不同類型配子；雄性為同配個體，產(chǎn)生一種類型配子為便于與XY類型進(jìn)行區(qū)分，將其稱為ZW型。雌性為ZW型，雄性為ZZ型第11頁,共79頁，2024年2月25日，星期天小繭蜂：雌性為雜合型：XaXb、XaXc、XbXc雄性為純合型：XaXa、XbXb、XcXc取決于X染色體是否純合第12頁,共79頁，2024年2月25日，星期天雌雄同株為：18AA+xx+yy,x:y=1:1；雌雄異株中雌株為：

18AA+xx+y,x:y=2:1雄株為：

18AA+x+yy,x:y=1:2取決于X和Y的比酸模（Rumexacefosa）第13頁,共79頁，2024年2月25日，星期天人類Y染色體決定男性性別1956年，JoeH.Tjio和AlbertLevan發(fā)現(xiàn)了染色體制備觀察的新方法，確認(rèn)人類含有46條染色體。44+XY44+XX在23對染色體中，有一對在男性和女性中存在很大差異，分別命名為X和Y染色體。女性含有兩條X染色體，男性含有一條X染色體和一條Y染色體第14頁,共79頁，2024年2月25日，星期天X與Y染色體含有部分同源區(qū)域，在減數(shù)分裂時可以相互配對第15頁,共79頁，2024年2月25日，星期天兩種可能性：Y染色體決定了男性性別Y染色體不起作用，兩條X決定女性性別，缺少第二條X染色體產(chǎn)生男性性別Klinefelter和TurnerSyndromes個體核型的發(fā)現(xiàn)證明了Y染色體在男性性別決定中的作用第16頁,共79頁，2024年2月25日，星期天克林菲爾特綜合征（Klinefelter’ssyndrome）該癥于1942年首先由Klinefelter發(fā)現(xiàn)并描述。患者通常身材細(xì)高、有男性生殖器、睪丸發(fā)育不全或原發(fā)小睪丸癥、常有乳房輕微發(fā)育等。47，XXY第17頁,共79頁，2024年2月25日，星期天該癥于1938年首先由Turner描述?；颊弑憩F(xiàn)為女性，矮小，第二性征發(fā)育不良，無卵巢，無生育能力，常有蹼頸，肘外翻特納氏綜合征（Turner’ssyndrome）45，X第18頁,共79頁，2024年2月25日，星期天1990年澳大利亞的MarshallGraves和英國的Lovell-Badge兩個實(shí)驗室發(fā)現(xiàn)性別決定基因SRY，位于Y染色體短臂上，編碼一個轉(zhuǎn)錄因子TDFY染色體存在“男性基因”SRY(Testis-determiningfactor)睪丸決定因子（TDF）第19頁,共79頁，2024年2月25日，星期天XY、XXY、XYY：男性XXX、XX、XO：女性；人的Y染色體（或SRY基因）在性別決定中起著至關(guān)重要的作用，有Y染色體就有睪丸組織，沒有Y染色體就沒有睪丸組織，所以XO個體是不育的女性。第20頁,共79頁，2024年2月25日，星期天1999年，研究人員發(fā)現(xiàn)，還有另一個基因決定著人和哺乳動物的性別，即所謂的“女性基因”。這一基因稱為Wnt-4，位于1號染色體短臂1p36.23-p35.1之間。SRY基因存在時會通過Fgf9抑制Wnt-4的表達(dá)，使胚胎發(fā)育為雄性。SRY基因不存在時Fgf9關(guān)閉，Wnt-4表達(dá)會促使胚胎發(fā)育成雌性。第21頁,共79頁，2024年2月25日，星期天果蠅也是XY異配型:XX雌性，XY雄性XXX、XX、XXY：雌性XY、XO、XYY：雄性？果蠅的性別決定第22頁,共79頁，2024年2月25日，星期天（1）CalvinBridges的實(shí)驗XXY的果蠅：可育的雌性X的果蠅：不育的雄性Y染色體上沒有決定雄性的基因。但有決定雄性可育的基因。Y染色體不決定雄性性狀XX的果蠅：正常雌性XY的果蠅：正常雄性第23頁,共79頁，2024年2月25日，星期天（2）染色體數(shù)異常的果蠅雜交實(shí)驗Bridges觀察3倍體果蠅與2倍體正常果蠅雜交的后代的性別♀3n♂2n×第24頁,共79頁，2024年2月25日，星期天（3）結(jié)論：性指數(shù)決定果蠅性別①Y染色體與性別決定無關(guān)?、赬染色體與常染色體共同決定性別。③性指數(shù)（sexratio）：X染色體數(shù)目（X）常染色體組數(shù)（Aset）性指數(shù)=遺傳平衡理論（geneticbalancetheory）：性指數(shù)=<1/2：雄性性指數(shù)>=2/2：雌性性指數(shù)=1/2~2/2：間性第25頁,共79頁，2024年2月25日，星期天單/二倍體型性別決定（蜜蜂、螞蟻）如：蜜蜂雌性為二倍體，2n=32，雄性為單倍體，n=16（孤雌生殖）四、基因組倍性決定性別雄蜂的精母細(xì)胞的減數(shù)分裂很特殊，第一次分裂時只產(chǎn)生單極紡錘絲，把染色體完全拉至細(xì)胞的一極，另一極只產(chǎn)生一個無核的細(xì)胞質(zhì)小體，而第二次分裂是正常的，結(jié)果，每一個精母細(xì)胞僅產(chǎn)生兩個精細(xì)胞，第26頁,共79頁，2024年2月25日，星期天雌蜂(2n)+蜂王漿蜂王(有產(chǎn)卵能力)雌蜂(2n)+普通營養(yǎng)普通蜂(無產(chǎn)卵能力)孤雌生殖雄蜂(n)正常受精卵2n為雌蜂雌蜂孤雌生殖n為雄蜂2-3天蜂王漿工蜂蜂王5-6天蜂王漿正常減數(shù)分裂nn假減數(shù)分裂+2n為雌蜂第27頁,共79頁，2024年2月25日，星期天后螠。幼蟲落入海中自由生活→♀蟲；一直寄生在♀蟲子宮里的幼蟲→♂蟲雌蟲吻上有一種激素似的化學(xué)物質(zhì)，有力地影響性別分化。五、環(huán)境決定性別1.激素作用第28頁,共79頁，2024年2月25日，星期天“自由馬丁”牛雙胎性別不同的牛，雄牛的睪丸組織先發(fā)育，分泌的雄性激素經(jīng)血液循環(huán)流入雌性體內(nèi)，使其發(fā)育為不育的間性。雌牛除生殖器像母牛外，其余部分均像公牛。第29頁,共79頁，2024年2月25日，星期天2.溫度決定性別（TSD）Temperature-dependentsexdetermination受精卵發(fā)育過程中一段關(guān)鍵時期所處的溫度決定性別所有的鱷魚（crocodiles）、大多數(shù)海龜（turtles）、一部分蜥蜴（lizards）雄性決定溫度（male-dependenttemperature,MT）雌性決定溫度（female-dependenttemperature,FT）第30頁,共79頁，2024年2月25日，星期天（1）高溫：雄性；低溫：雌性Tp：pivotaltemperatureTemperatureTpPercentfemale50100FTMT揚(yáng)子鱷卵：<30℃雌體>34℃雄體第31頁,共79頁，2024年2月25日，星期天（2）高溫：雌性；低溫：雄性Tp：pivotaltemperatureTemperatureTpPercentfemale50100FTMT烏龜卵：23-27℃；雄性

32-33℃雌性第32頁,共79頁，2024年2月25日，星期天（3）高溫和低溫：雌性；中間溫度：雄性Tp：pivotaltemperatureTemperatureTpPercentfemale50100FTMTTpFT第33頁,共79頁，2024年2月25日，星期天（4）TSD的特點(diǎn)a.在一個特定的溫度時，雌性和雄性都能產(chǎn)生。b.Tp的范圍很窄：1~5C（5）TSD的機(jī)制涉及類固醇（steriods），尤其是雌激素（estrogen）及參與其合成的酶。雄激素（androgens）雌激素（estrogens）aromatase溫度第34頁,共79頁，2024年2月25日，星期天有些蛙類性別決定是XY型，蝌蚪在20℃以下環(huán)境發(fā)育時性別由性染色體決定，在30℃條件下，XX、XY均發(fā)育為雄性第35頁,共79頁，2024年2月25日，星期天六、基因決定性別葫蘆科植物噴瓜性別是由3個復(fù)等位基因aD、a+、ad決定的，aD對a+為顯性，a+對ad為顯性♂aDa+、aDad兩性a+a+、a+ad♀adad第36頁,共79頁，2024年2月25日，星期天玉米花序由兩對基因決定第37頁,共79頁，2024年2月25日，星期天七、性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象黃鱔：從胚胎期到初次性成熟時都是雌性，生殖腺為卵巢，產(chǎn)卵后卵巢逐漸變?yōu)榫玻優(yōu)樾坌詡€體。鯛魚：去掉一群魚中的雄魚，能促使部分雌魚變成雄魚并產(chǎn)生正常的精子第38頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第39頁,共79頁，2024年2月25日，星期天例：經(jīng)過性反轉(zhuǎn)得到的公雞與正常母雞交配后代如何？♀母雞×性反轉(zhuǎn)公雞♂ZWZWZZZWZWWW♂♀♀死亡性別發(fā)生改變，但是基因型并沒有發(fā)生改變第40頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)伴性遺傳伴性遺傳：指位于性染色體上的基因所控制的性狀總是伴隨性別而遺傳的現(xiàn)象。特指X或Z染色體上基因的遺傳。Y或W染色體上基因的遺傳稱為限性遺傳。伴性遺傳的特點(diǎn)：1.正反交結(jié)果不同2.后代性狀的分布和性別有關(guān)3.絞花式遺傳（交叉遺傳）外祖父女兒外孫第41頁,共79頁，2024年2月25日，星期天一、人類的伴性遺傳伴X隱性遺傳：1.男性受累者比例高于女性2.男性受累者女兒為攜帶者，表現(xiàn)為交叉遺傳3.隔代遺傳4.X連鎖基因，不會直接由父親傳給兒子紅綠色盲、血友病、視神經(jīng)萎縮、眼白化病、無眼畸形、先天性夜盲癥、血管瘤病、致死性肉芽腫、先天性丙種球蛋白缺乏癥、水腦、眼-腦-腎綜合癥、自毀容貌綜合癥第42頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第43頁,共79頁，2024年2月25日，星期天血友病第44頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第45頁,共79頁，2024年2月25日，星期天伴X顯性遺傳：1.患者雙親中必有一方患有此病。女性患者多于男性，但女性患者病情較輕。2.男性患者的女兒都是患者，兒子正常。3.女性患者的子女有1/2可能患病。4.末患病的后代，可真實(shí)遺傳?？咕S生素D佝僂病、深褐色齒、牙琺瑯質(zhì)發(fā)育不良、肌營養(yǎng)不良癥第46頁,共79頁，2024年2月25日，星期天二、果蠅的伴性遺傳果蠅眼色的遺傳紅眼（W）對白眼（w）為顯性第47頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第48頁,共79頁，2024年2月25日，星期天三、雞的伴性遺傳第49頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第50頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第51頁,共79頁，2024年2月25日，星期天寬葉F1F2

寬葉

寬葉寬葉窄葉P♀寬葉

×窄葉♂寬葉XBXBXbYXBXbXBY×XBXBXBXbXBYXbY♀♀♂♂四、植物的伴性遺傳女婁菜第52頁,共79頁，2024年2月25日，星期天五、限性遺傳限性遺傳：指位于Y/W染色體上的基因所控制的性狀，它們只在異配性別上表現(xiàn)出來。外耳道多毛癥第53頁,共79頁，2024年2月25日，星期天不表現(xiàn)隔代遺傳，性狀在每代中都會出現(xiàn)，且只在特定性別中出現(xiàn)第54頁,共79頁，2024年2月25日，星期天孔雀魚的限性遺傳蛇王白金金屬第55頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)其它與性別有關(guān)的遺傳方式從性遺傳：位于常染色體上的基因所控制的性狀在不同性別中表現(xiàn)不同，其本質(zhì)是常染色體基因控制的性狀受到性染色體遺傳背景和生理環(huán)境的影響第56頁,共79頁，2024年2月25日，星期天控制人類禿頂性狀的基因位于常染色體，在男性中為顯性基因，在女性中為隱性基因第57頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第58頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)人類的性染色體異常一、真兩性畸形二、假兩性畸形三、性染色體異常第59頁,共79頁，2024年2月25日，星期天真兩性畸形患者同時具有卵巢和睪丸兩種不同的性腺，染色體為嵌合型（1）46XX/47XXY；46XY/45XO；47XYY/45XO這一類型是由于胚胎發(fā)育早期部分細(xì)胞有絲分裂過程產(chǎn)生了染色體不分離的現(xiàn)象或性染色體丟失所造成的（2）46XY/46XX這種類型十分罕見，可能是由雙胎嵌合體或雙受精的嵌合體發(fā)育而成。一、真兩性畸形第60頁,共79頁，2024年2月25日，星期天假兩性畸形患者實(shí)際只有一種性腺，或者是男性性腺，或者是女性性腺。具有男性性腺者，其外生殖器的外觀是女性特征;具有女性性腺者，其外生殖器的外觀卻是男性特征。男性假兩性畸形：睪丸女性化（性連鎖隱性）、睪酮代謝障礙、假陰道會陰陰囊性尿道下裂女性假兩性畸形：XX男性綜合癥（SRY異位、DSS基因突變）二、假兩性畸形第61頁,共79頁，2024年2月25日，星期天三、性染色體異常第62頁,共79頁，2024年2月25日，星期天克林菲爾特綜合征（Klinefelter’ssyndrome）47，XXY該癥于1942年首先由Klinefelter發(fā)現(xiàn)并描述。癥狀表現(xiàn)常有乳房有輕微發(fā)育、睪丸發(fā)育不全或原發(fā)小睪丸癥等。發(fā)病率為0.1%。泰德變成了“性感女郎”克洛伊第63頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第64頁,共79頁，2024年2月25日，星期天47，XXY核型第65頁,共79頁，2024年2月25日，星期天45，XO；該癥于1938年首先由Turner描述。表現(xiàn)在女性，矮小，第二性征發(fā)育不良，無卵巢，原發(fā)性閉經(jīng)，無生育能力，嬰兒時頸部皮膚松弛，長大后常有蹼頸，肘外翻發(fā)病率為0.2/1000-0.4/1000

特納氏綜合征（Turner’ssyndrome）第66頁,共79頁，2024年2月25日，星期天45，XO核型第67頁,共79頁，2024年2月25日，星期天47，XYYSandberg（1961）首先報道，患者為男性，身材高大，智力較低（部分高于常人），患者脾氣暴烈，好斗，進(jìn)攻性強(qiáng)，有反社會行為，發(fā)病率占男性的1/750-1/1500。XYY綜合征患者中刑事犯罪率較正常人群為高，大約可達(dá)幾到十幾倍。有生育能力。超雄綜合征第68頁,共79頁，2024年2月25日，星期天XXXJacobs等在1959年首先報道。發(fā)病率為8/10000，多數(shù)患者表型和生育能力都正常。只有少數(shù)患者繼發(fā)閉經(jīng)，智力稍低等癥狀，細(xì)胞學(xué)檢查可發(fā)現(xiàn)患者有2個Barr小體。超雌綜合征第69頁,共79頁，2024年2月25日，星期天1969年Lubs首先在男性智力低下患者及其女性親屬中發(fā)現(xiàn)了長臂具有“隨體和呈細(xì)絲狀次縊痕”的X染色體。后來，Sortherland證明細(xì)絲位于X染色體長臂2區(qū)7帶（Xq27）。在男性中的發(fā)病率為1/1000~1/1500中度到重度的智力低下，下頜大而前突，大耳，高腭弓，唇厚，下唇突出，大睪丸癥。脆性X染色體綜合征（Martin-Bell綜合征）第70頁,共79頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)劑量補(bǔ)償效應(yīng)女性：22+XX男性：22+XY女性細(xì)胞內(nèi)X染色體上基因翻譯蛋白質(zhì)的量是男性的兩倍嗎？NO?第71頁,共79頁，2024年2月25日，星期天劑量補(bǔ)償效應(yīng)：在XY性別決定機(jī)制的生物中，使性連鎖基因在雌、雄性別中有相等或近乎相等的有效劑量的遺傳效應(yīng)。也就是說，在雌性和雄性細(xì)胞里，由X染色體基因編碼產(chǎn)生的酶或其它蛋白質(zhì)產(chǎn)物在數(shù)量上相等或近乎相等。劑量補(bǔ)償存在兩種情況：雌性哺乳動物一條X染色體異染色質(zhì)化(失活)，只有一條X染色體具有活性，使雌雄動物雖然X染色體數(shù)目不同但基因產(chǎn)物的劑量是平衡的；另一種是X染色質(zhì)的轉(zhuǎn)錄速率不同，如果蠅雌性細(xì)胞中兩條X染色體都有活性，但它們的轉(zhuǎn)錄速率低于雄性細(xì)胞X染色體的轉(zhuǎn)錄速率。第72頁,共79頁，2024年2月25日，星期天1949年Barr等在雌貓的神經(jīng)元細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)一種濃縮小體，而雄貓無。而且在其他物種的雌性個體組織細(xì)胞核中都有。該小體為失活的X染色體，又稱Bar