遺傳學課件 6-第六章 染色體結構變異

第六章

染色體結構變異染色體結構變異的類型細胞學特征和主要遺傳學效應倒位、易位雜合體的分析及鑒定染色體結構變異與應用本章重點第一節(jié)概述染色體的細胞學性質果蠅幼蟲唾液腺染色體染色體結構變異的類型常用符號和編寫術語一.染色體的細胞學性質染色體的大小著絲粒的位置核仁組織者的位置染色粒狀態(tài)常染色質和異染色質帶型人染色體大小人染色體的G-帶人染色體的R帶（acridineorange染色）Allium

carinatumQ帶多拷貝同源染色體配對（聯(lián)會）異染色質區(qū)形成染色中心橫紋

五條長臂和一條短臂二.果蠅幼蟲唾液腺染色體帶型劃分

X（I）1－20區(qū)端部→中心Ⅱ（L）21－40區(qū)端部→中心Ⅱ（R）41－60區(qū)中心→端部Ⅲ（L）61－80區(qū)端部→中心Ⅲ（R）81－100區(qū)中心→端部Ⅳ101－102區(qū)端部→中心三.染色體結構變異的類型缺失(deficency)：染色體的某一區(qū)段丟失了。重復(duplication)：染色體的某一區(qū)段發(fā)生了

增加。倒位(inversion)：染色體的某一區(qū)段的正常順

序發(fā)生了顛倒。易位(translocation)：染色體的某一區(qū)段移接

到非同源的染色體上。缺失重復倒位易位四.“斷裂—融合—橋”假說abcdabcd復制abccbaabccba五.常用符號和編寫術語第二節(jié)缺失缺失的類型頂端缺失(terminaldeficency)中間缺失(interstitialdeficency)二.缺失雜合體的染色體聯(lián)會三.缺失的遺傳學效應

缺失區(qū)段太大，個體難以存活。缺失純合體比缺失雜合體

生活力更低。含缺失染色體的配子往往不育，尤其是雄配子。

假顯性現(xiàn)象一條染色體某區(qū)段缺失后，另一條同源染色體上隱性基因的作用表現(xiàn)出來。出現(xiàn)突變性狀假顯性現(xiàn)象玉米植株顏色的假顯性遺傳貓叫綜合癥人5號染色體短臂部分缺失果蠅的翅缺刻性狀貓叫綜合癥5號染色體短臂頂端缺失5p15.2和5p15.3兩條帶四.缺失與基因定位成神經細胞瘤黑素瘤肺小細胞癌腎胚細胞瘤睪丸腫瘤↓↓↓↓↓利用原位雜交技術定位基因染色體原位雜交技術270片段的位置第三節(jié)重復一.重復的類型順接重復（tandemduplication）反接重復（reverseduplication）abcdefghabcdefgefghabcdefggfeh二.重復雜合體的染色體聯(lián)會重復純合體中不對稱配對和重組產生較高階次的重復重復純合體↓不對稱配對↓交換↓三重復↓↓正常三.重復的遺傳學效應

擾亂了基因的固有平衡重復區(qū)段太大，生活力降低，甚至不能存活。

劑量效應（dosageeffect）

同一基因或片段對表型的作用隨數(shù)目增多而呈一定的累加增長。

位置效應（positioneffect）

由于重復的基因或染色體片段的相對位置改變而引起個體表型改變的效應。果蠅棒眼的遺傳表現(xiàn)劑量效應和位置效應重復純合體↓不對稱配對和重組↓產生重棒眼地中海貧血癥Lepore地中海貧血癥Kenya重復是染色體的重要改變，可提供發(fā)展新功能的額外遺傳物質。四.重復與進化血紅蛋白（Hb）結構基因銜接重復（及其相互缺失）的不等交換基因座位多肽鏈血紅蛋白胚胎兒成人不同發(fā)育時期多肽鏈不同結合，產生有功能的血紅蛋白分子ABCDEFABEDCF第四節(jié)倒位倒位的類型臂內倒位（paracentricinversion)臂間倒位

(pericentricinversion)ABCDEFADCBEF二.倒位雜合體的染色體聯(lián)會三.倒位的遺傳效應改變了基因的鄰里關系和重組率倒位雜合體連鎖基因的重組率降低導致倒位雜合體的部分不育產生新的變異不育可育臂內倒位雜合體交換形成染色體橋和無著絲粒斷片臂內倒位形成的“后期I橋”臂間倒位圈內單交換可育不育倒位沒有發(fā)生基因丟失，如果斷裂點不破壞重要基因，通常不會對細胞和個體的活力造成嚴重損害，含有完整倒位染色體的配子通常也是可育的；無論臂間倒位還是臂內倒位，如果在倒位圈發(fā)生交換，產生的孢子一半敗育；如果未在倒位圈發(fā)生交換，孢子都可育；因此，倒位雜合體具有配子部分不育現(xiàn)象（<50%）；改變了連鎖關系，使基因間交換值也相應改變1324123412341324倒位圈結構具有降低倒位區(qū)段基因間的重組率的效應，或稱交換抑制效應原因：倒位圈內非姊妹染色單體間發(fā)生單交換，產生的交換型配子都是缺失或重復-缺失型配子，最終敗育；未交換型配子才可育，因而測定的重組率降低，交換似乎被抑制倒位圈內發(fā)生雙交換（偶數(shù)次交換）產生的配子不會有缺失-重復，重組型配子能正常成活如果倒位圈內發(fā)生雙交換（偶數(shù)次交換），產生的重組型配子育性如何？位置效應(Positioneffect):倒位改變基因位置倒位是物種進化的重要因素之一，可能導致新物種的產生（倒位使連鎖基因發(fā)生改變，從而使得種間產生遺傳性狀差異）靠近非必要末端的臂間倒位圈內單交換產生一個存活的反接重復兩個重迭倒位產生一個反接重復倉鼠染色體人染色體例如對3號染色體倒位雜合體的某男性的分析在其配子中發(fā)現(xiàn)了四種3號染色體：正常38%

倒位32%Dupq,Delp17%Dupp,Delq13%四.倒位的應用

——果蠅的ClB測定法C：X染色體上一大段倒位l：隱性致死基因B：16A區(qū)段重復的棒眼易位的類型

1、相互易位(reciprocaltranslocation)非同源染色體之間相互置換了一段染色體片斷。2、單向易位

(simple

translocation)一條染色體的片段移接到一非同源染色體上

第四節(jié)易位

(translocation)易位雜合體和易位純合體ABCDABCDEFGHEFGHABCEABCEDFGHEFGH易位純合體易位雜合體ABCEABCD正常個體DFGHEFGH二.相互易位的細胞學特征

1.聯(lián)會易位雜合體的兩對同源染色體由于發(fā)生節(jié)段互換，聯(lián)會時常由四條染色體組成一個四重體(quadruple)的構型。A為顯微照片B為示意圖玉米8號與10號染色體易位雜合體的十字形聯(lián)會大麥相互易位雜合體終變期構型分離

ABIJKLEFGHIJKLABCDEFGHCDABCDEFGHIJKLABIJKL

EFGHCD相鄰式分離配子不育交替式分離配子可育1.配子半不育交替式分離產生可育配子相鄰式分離產生不育配子??50%配子可育50%結實率50%自交后代半不育三.易位的遺傳效應

12122112正常易雜

1221易雜易純2.降低連鎖基因重組率例如，玉米t5—9a涉及第5染色體長臂外側的一小段和第9染色體短臂包括Wx座位在內的一大段。正常Yg2—sh23%sh—wx20%易位雜合體11%5%又如，大麥正常4染色體t2－4at3－4at4－5ak－Bi40%23%28%31%連鎖群發(fā)生改變→新變種3.純易位改變基因連鎖關系abcdabcdefghIefghI連鎖群1連鎖群2……

efcd

efcdabghiabghi……例如直果曼佗羅將近一百個變異類型是通過易位形成的易位純合體。(2n=24，X=12)

原型一系1·2，3·4，5·6…23·24

原型二系1·18和2·17的易位純合體原型三系11·21和12·22的易位純合體4.造成染色體融合，產生數(shù)目變異羅伯遜易位(robertsoniantranslocation)人2n=46發(fā)現(xiàn)異常核2n=4514，21，t(14,21)異常后代例如：進化中的染色體重排http://

2009年12月14日03:20

南方都市報

大熊貓基因組測序研究結果表明：大熊貓有染色體21對，基因組大小2.4G，重復序列含量36%，基因兩萬多個。研究還表明，大熊貓基因組仍然具備很高的雜合率和較高的遺傳多態(tài)性；在已經進行全基因組測序的物種中，大熊貓基因組與狗的基因組最接近。數(shù)據(jù)分析結果同時還進一步支持了大多數(shù)科學家所持的“大熊貓是熊科的一個亞種”這一觀點。5、雜易位的假連鎖現(xiàn)象例：A(遲熟)，a(早熟)；B(高桿)，b(矮桿)ABbaaAb減數(shù)分裂表明A-b和a-B表現(xiàn)假連鎖現(xiàn)象B6.位置效應易位與人的疾病原癌基因伯基特氏淋巴瘤

Burkitt’s

淋巴瘤中8和14易位使c-myc

基因被置于抗體基因的增強子附近。表明：基因表達存在位置效應四.易位的細胞學檢測（十字型聯(lián)會、四體環(huán)、多體環(huán)）鏈型環(huán)型8字型確定易位所涉及的染色體，可用已知易位純合體與新的易位純合體雜交，檢查F1終變期染色體構型。Tx-y

與T1-2無關xy12×F1

2個四體環(huán)

xy

yx

1221Tx-y

的x是T1-2的1×F1

六體環(huán)

x（1）

y2

1221

xy

yxTx-y

就是T1-2二價體

xy

yx

1221×F1

Tx-y

與T1-2涉及相同染色體，但易位區(qū)段不同xy12×F1

xy

yx

1221

？Chromosomepainting

將易位斷點看成半不育的顯性遺傳單位T

正常染色體上相應位點看成隱性遺傳單位t

則易位純合體TT育性正常易位雜合體Tt半不育正常個體tt育性正常采用兩點測驗和三點測驗進行定位五.易位的應用1、連鎖分析與基因定位Tt1TT:2Tt:1tt可育半不育可育Tt×tt1Tt:1tt半不育可育TT×ttTt半不育例如玉米T1－2易位點的定位選擇第1，第2染色體上的標記基因↓將易位純合體(TT)與具有相對性狀的測驗種(tt)雜交↓再與隱性個體(tt)測交↓根據(jù)交換值確定大致位置↓對照正常連鎖圖找出鄰近標記基因進一步測定。例如，玉米長節(jié)間基因Br(株高正常)對短節(jié)間基因br(矮化)為顯性，Br位于chr1；某玉米1、2染色體易位雜合體株高正常、配子半不育（BrbrTt）與完全可育的矮生品系（brbrtt）測交：2.利用易位創(chuàng)造玉米不育系的雙雜合保持系核不育msms×正常MsMs→Msms

半不育？不育性狀的保持msMs

96699Msms兩種胚囊，一種花粉可育Msms胚囊ms花粉雙雜合保持系DP—DF雄性可育雄性不育3.利用易位鑒別家蠶的雌雄性別4.利用易位產生缺失和重復材料用一定劑量的射線照射雄性害蟲使染色體發(fā)生易位，易位的雄蟲與自然群體中的雌蟲交配，造成后代半不育，50%的卵不能孵化。5.利用易位控制蟲害

1.兩個玉米純系在第6染色體上Pl和sm的區(qū)域具有不同的重組頻率。正常的純系(A)重組率為26%，異常的純系(B)為8%。兩個純系雜交，產生的雜種育性有些下降。問①B系中的重組率低的可能原因是什么？是否缺失造成的，為什么？②繪圖說明染色體畸變與Pl和sm基因的大致關系（可自定符號表示第6染色體上其它基因）；③為什么雜種的育性會下降？練習答案①Pl—sm重組率２６％，故包括的染色體區(qū)段較大，如果缺失則會致死，倒位比較合理。②Plabcdsmef

正常染色體

Plaesmdcbf