醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課件第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)

第二章遺傳的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)染色質(zhì)與染色體一、染色質(zhì)的化學(xué)組成：染色質(zhì)DNA蛋白質(zhì)少量RNA組蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4非組蛋白1.DNA：2~2.5萬(wàn)個(gè)編碼蛋白質(zhì)基因2.組蛋白：H1、H2A、H2B、H3、H4；組蛋白:DNA1:1功能：參與染色體的構(gòu)建；維持染色體結(jié)構(gòu)。抑制DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。組蛋白的某些特征組蛋白分子量（KD)

氨基酸組成種類的變異H120富含賴氨酸有種屬特異性H2A137

精、賴氨酸含量中等相當(dāng)保守H2B

137

精、賴氨酸含量中等相當(dāng)保守H3

157

富含精氨酸高度保守H4112富含精氨酸高度保守2.非組蛋白：酸性蛋白質(zhì)，富含天門冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸。功能：1）參與染色體的構(gòu)建2）啟動(dòng)基因復(fù)制3）調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄3.RNA、少量的水、無(wú)機(jī)鹽二、染色質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)核小體是染色質(zhì)的基本組成單位，為染色質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)，

10nm。核小體：核心部+連接部球狀組蛋白核心H4DNA雙螺旋(140-160bp、1.75圈）H3H4H3H2AH2AH2BH2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B10nm連接DNA（50-60bp）

H1

H1核小體核心部連接部DNA分子：140-160bp、1.75圈組蛋白：2（H2A、H2B、H3、H4）八聚體組蛋白：H1DNA分子：50—60bp核小體核小體nucleosome三、染色質(zhì)的類型間期染色質(zhì)按其形態(tài)特征與染色性質(zhì)的不同可分為兩類：常染色質(zhì)與異染色質(zhì)。（一）常染色質(zhì)常染色質(zhì)enchromatin（伸展染色質(zhì)、功能性染色質(zhì)）：無(wú)明顯螺旋和盤曲、染色淺、功能上活躍。多在S期的早、中期復(fù)制。是間期核中處于凝縮狀態(tài)染色質(zhì)纖維無(wú)轉(zhuǎn)錄活性，用堿性染料染色時(shí)著色較深的染色質(zhì)組分。多位于核周近核膜處。（二）異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)：在所有細(xì)胞類型及各發(fā)育階段中均處于凝集狀態(tài)。兼性異染色質(zhì)：是在某些類型或階段，原有的常染色質(zhì)凝聚并喪失轉(zhuǎn)錄活性后轉(zhuǎn)變而成的異染色質(zhì)，可轉(zhuǎn)化為常染色質(zhì)。巴氏小體四、染色體的包裝（一）四級(jí)折疊模型1、一級(jí)折疊：

DNA→核小體，壓縮7倍。螺旋管是在組蛋白H1協(xié)助下，6個(gè)核小體纏繞一圈形成的中空性管.

內(nèi)10nm

外30nm組蛋白2、二級(jí)結(jié)構(gòu)：核小體→螺線管壓縮6倍。solenoid3.三級(jí)結(jié)構(gòu)：超螺旋管它是由螺旋管進(jìn)一步盤曲而形成。將螺旋管長(zhǎng)度壓縮了40倍。4.四級(jí)結(jié)構(gòu)：染色單體,超螺旋管進(jìn)一步折疊又被壓縮了5倍。染色體縱軸18袢環(huán)（

30nm螺旋管））微帶一條染色單體約有106個(gè)微帶。（二）染色體支架-放射環(huán)模型DNA核小體螺線管伸展的袢環(huán)濃縮袢環(huán)染色體HumanChromosomes掃描電鏡下的染色體第二節(jié)性染色質(zhì)(一)X染色質(zhì)

1949，Barr，在雌貓神經(jīng)細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)濃縮小體，即x染色質(zhì)，后在正常女性間期核中見到緊貼核膜內(nèi)緣、染色深，1um的小體即為～。正常男性則無(wú)。Lyon假說(shuō)要點(diǎn)：1、雌性哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)僅有一條Ｘ染色體有活性，另一條在遺傳上是失活的，在間期核中螺旋化異固縮為X染色質(zhì)。2、失活發(fā)生在胚胎早期，人胚16天左右。3、X染色體的失活是隨機(jī)的。

X染色體數(shù)=X染色質(zhì)+1

X染色質(zhì)A、B、C、D、E：分別為含0、1、2、3、4、5個(gè)X染色質(zhì)

正常男性在間期細(xì)胞，用熒光染料染色后，在核內(nèi)出現(xiàn)一強(qiáng)熒光小體，直徑0.3um，稱y染色質(zhì)。(二)Y染色質(zhì)Y染色質(zhì)

y染色體長(zhǎng)臂遠(yuǎn)端部分為異染色質(zhì)，被熒光染料染色后發(fā)出熒光，女性中不存在，細(xì)胞中y染色質(zhì)數(shù)目與y染色體數(shù)目相同。核性別：間期細(xì)胞核中染色質(zhì)的性別差異。第三節(jié)人類性別決定的染色體機(jī)制性染色體學(xué)說(shuō)：人類性別是細(xì)胞中的性染色體決定的，但決定個(gè)體的表型性別是Y染色體。y上有一個(gè)睪丸決定因子(在短臂上)基因(testisdeterminingfactor,TDF），有男性化的強(qiáng)烈作用。XX女性46,XXXY男性46,XYXXY配子XXXY女性46,XX男性46,XY1966年，把性別決定的基因稱為睪丸決定因子（testis-determiningfactor,TDF），定位在Y染色體短臂上。1990年，在Y11.3上，發(fā)現(xiàn)性別決定基因（sex-determiningregionofYchromosome，SRY）。但SRY基因不是唯一決定睪丸發(fā)育的基因。第四節(jié)配子發(fā)生與減數(shù)分裂一、配子發(fā)生（一）精子發(fā)生1、部位：睪丸曲精細(xì)管中。在雄性激素誘導(dǎo)下精原細(xì)胞開始分化。雄性個(gè)體性成熟后，連續(xù)進(jìn)行。2、時(shí)間：

3、過(guò)程：(1)增生期：精原細(xì)胞(2n)，多次有絲分裂(2)生長(zhǎng)期：體積增大為初級(jí)精母細(xì)胞(2n)(3)成熟期：減數(shù)分裂第一次：2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞（n）第二次：4個(gè)精細(xì)胞(n)(4)變形期：(二)卵子的發(fā)生1、部位：卵巢生發(fā)上皮2、時(shí)間：卵原細(xì)胞的減數(shù)分裂是不連續(xù)的。排卵過(guò)程3、過(guò)程：(1)增生期：卵原細(xì)胞(2n)(2)生長(zhǎng)期：初級(jí)卵母細(xì)胞(3)成熟期：減數(shù)分裂第一次：一個(gè)次級(jí)卵母細(xì)胞(n)

一個(gè)第一極體(n)第二次：一個(gè)卵細(xì)胞(n)

三個(gè)第二極體(n)卵原細(xì)胞增殖在胚胎早期進(jìn)行前期I雙線期(停頓).性成熟后，每月排放一個(gè)卵泡(中期II)受精后，則繼續(xù)發(fā)育.未受精，則退化消失.二、減數(shù)分裂是有性生殖個(gè)體的生殖細(xì)胞在形成過(guò)程中所進(jìn)行的特殊分裂方式。細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，DNA只復(fù)制一次，結(jié)果產(chǎn)生染色體數(shù)目減半的生殖細(xì)胞（配子：精子或卵子）。減數(shù)分裂：（一）減數(shù)分裂前的間期（二）減數(shù)分裂過(guò)程減數(shù)分裂第一次減數(shù)分裂第二次減數(shù)分裂前期中期后期末期前期中期后期末期細(xì)線期偶線期粗線期雙線期終變期1.第一次減數(shù)分裂MeiosisI（MI）間期1）細(xì)線期leptotine

占減數(shù)分裂周期40%。又稱花束期。前期I(細(xì)線期)染色質(zhì)

染色線染色?；ㄊ冢?）前期I2）偶線期zygotine

占減數(shù)分裂周期20%。稱配對(duì)期。1.同源染色體配對(duì)

——聯(lián)會(huì)(synapsis)2.二價(jià)體(bivalent)形成前期I(偶線期)同源染色體Homologouschromosomes：

大小形態(tài)相同、結(jié)構(gòu)相似、一條來(lái)自父親一條來(lái)自母親，上面載有等位基因的一對(duì)染色體(2n).同源染色體配對(duì)并形成聯(lián)會(huì)復(fù)合體---------Synaptonemalcomplex側(cè)生組分中央組分重組節(jié)染色單體1,2染色單體3,4一般認(rèn)為它與同源染色體間交換的完成有關(guān)。1.二價(jià)體

四分體2.非姐妹染色單體之間出現(xiàn)交叉(chiasma)。前期I(粗線期)3）粗線期pachytene又叫重組期。3.在聯(lián)會(huì)復(fù)合體中出現(xiàn)重組節(jié)。同源染色體I的2條姐妹染色單體同源染色體II的2條姐妹染色單體同源染色體I的著絲點(diǎn)同源染色體II的著絲點(diǎn)四分體tetrad1.交叉端化，同源染色體相互排斥、分離。2.聯(lián)會(huì)復(fù)合體消失。前期I(雙線期)4）雙線期diplotene

又稱合成期。前期I(終變期)5）終變期diakinesis

又稱再凝集期。1.染色質(zhì)緊密凝集。2.核仁核膜消失，終變期的結(jié)束標(biāo)志前期I的結(jié)束。減數(shù)分裂過(guò)程MeiosisI間期前期I(細(xì)線期)leptotine前期I(偶線期)zygotine聯(lián)會(huì)二價(jià)體形成前期I(粗線期)pachytene二價(jià)體四分體出現(xiàn)交叉前期I(雙線期)diplotene聯(lián)會(huì)復(fù)合體消失同源染色體部分分離前期I(終變期)diakinesis

中期I（2）中期IMetaphaseIequatorialplate1.同源染色體分離，四分體

二分體2.非同源染色體隨機(jī)組合。（3）后期IAnaphaseI（4）末期ITelophaseImetaphaseIanaphaseItelophaseIinterphase2.第二次減數(shù)分裂

MeiosisII前期II中期II后期II1.二分體單分體2.非姐妹染色單體隨機(jī)組合。末期II（一）、減數(shù)分裂I間期前期I(細(xì)線期)前期I(偶線期)1.同源染色體配對(duì)聯(lián)會(huì)2.二價(jià)體形成前期I(粗線期)1.二價(jià)體四分體2.非姐妹染色單體之間出現(xiàn)交叉。前期I(雙線期)1.聯(lián)會(huì)復(fù)合體消失2.同源染色體某些部分分離前期I(終變期)中期I后期I1.同源染色體分離（四分體二分體）2.非同源染色體隨機(jī)組合末期I2、減數(shù)分裂II中期II后期II1.姐妹染色單體分離（二分體單分體）2.非姐妹染色單體隨機(jī)組合。末期II前期II1.保持遺傳性狀的相對(duì)穩(wěn)定。

2n(46)→n(23)2.是遺傳三大規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。3.是人類復(fù)雜的遺傳和變異的基礎(chǔ)之一。配子種類：223＝8388608受精卵種類：223×223＝70368744177664減數(shù)分裂的生物學(xué)意義46XY46XY46XY46XY46XY46XY46XY46XY23X23Y23X23X23