人类Y染色体的遗传特ppt课件.ppt

人类人类Y Y染色体的遗传特性染色体的遗传特性周周 作作 民民南京医科大学南京医科大学生殖医学江生殖医学江苏省重点省重点实验室室染色体的根本概念染色体的根本概念一、正常人的染色体核型：一、正常人的染色体核型：　　男性：　　男性：46,xy;46,xy;女性：女性：46,xx46,xx二、染色体与遗传的关系：二、染色体与遗传的关系：Y染色体的构造特点染色体的构造特点一、体细胞的一、体细胞的Y染色体分带染色体分带1. Y染色体的外形目的：染色体的外形目的：(1) 相对长度：即每一个染色体的长度与一套正相对长度：即每一个染色体的长度与一套正　　 常的含有一个常的含有一个X染色体的单倍体染色体组长度染色体的单倍体染色体组长度 之比；之比；(2) 着丝粒指数：用短臂的长度对染色体的长度着丝粒指数：用短臂的长度对染色体的长度 之比表示；之比表示；(3) 臂比：用长臂与短臂的长度之比表示；臂比：用长臂与短臂的长度之比表示；　　其中又以相对长度和着丝粒指数较为重要　　其中又以相对长度和着丝粒指数较为重要表１　染色体的相表１　染色体的相对长度和着度和着丝粒指数粒指数染色体号染色体号码　　　　　　相　　　　　　相对长度　　　　　着度　　　　　着丝粒指数粒指数1 1 8.44±0.433 8.44±0.433 48.36±1.16648.36±1.1662 2 8.02±0.397 8.02±0.397 39.23±1.82439.23±1.8243 3 6.83±0.315 6.83±0.315 46.95±1.57746.95±1.5774 4 6.30±0.284 6.30±0.284 29.07±1.86729.07±1.8675 5 6.08±0.305 6.08±0.305 29.25±1.65529.25±1.6556 6 5.90±0.264 5.90±0.264 39.05±1.65539.05±1.6557 7 5.36±0.271 5.36±0.271 39.05±1.77139.05±1.771x x 5.12±0.261 5.12±0.261 40.12±2.11740.12±2.1178 8 4.93±0.261 4.93±0.261 34.08±1.97534.08±1.9759 9 4.80±0.244 4.80±0.244 35.43±2.59935.43±2.59910 10 4.59±0.221 4.59±0.221 33.95±2.24333.95±2.24311 11 4.61±0.227 4.61±0.227 40.14±2.32840.14±2.32812 12 4.66±0.212 4.66±0.212 30.16±2.33930.16±2.33913 13 3.74±0.236 3.74±0.236 17.08±3.22717.08±3.22714 14 3.56±0.229 3.56±0.229 18.74±3.59618.74±3.59615 15 3.46±0.214 3.46±0.214 20.30±3.70220.30±3.70216 16 3.36±0.183 3.36±0.183 41.33±2.7441.33±2.7417 17 3.25±0.189 3.25±0.189 33.86±2.77133.86±2.77118 18 2.93±0.164 2.93±0.164 30.93±3.04430.93±3.04419 19 2.67±0.174 2.67±0.174 46.54±2.29946.54±2.29920 20 2.56±0.165 2.56±0.165 45.45±2.52645.45±2.52621 21 1.90±0.170 1.90±0.170 30.89±5.00230.89±5.00222 22 2.04±0.182 2.04±0.182 30.48±4.93230.48±4.932y 2.15±0. 27.17±3.182y 2.15±0. 27.17±3.1822. Y染色体的分带：染色体的分带：　　根据染色特性或功能，可对　　根据染色特性或功能，可对Y染色体进展区带染色体进展区带划分。

划分1)染色分带法：染色分带法：Y染色体的短臂和长臂各只需一个区，染色体的短臂和长臂各只需一个区，Yp: Yp1: Yp11 Yq: Yq1: Yq11: Yq11.1 Yp12 　　　　 Yq11.2: Yq11.21 Yp13:Yp13.1 Yq11.22 Yp13.2 Yq11.23 Yq12(2)7区分带法：区分带法：　　将　　将Y染色体从短臂至长臂的非重组区域人为地染色体从短臂至长臂的非重组区域人为地分为分为7个区间〔个区间〔interval〕，〕，Yp有有4个区间，个区间，Yq有有3个区间个区间, Yq的异染色质区为第的异染色质区为第7区，每个区间又可区，每个区间又可进一步细分，共可分为进一步细分，共可分为43个亚区间个亚区间SRYZFYMIC2TP2AMELYTPSY HY IL9RAZFb(YRRM1)AZFdAZFc(DAZ)GCYAZFa (USP9Y , DBY)二、精子染色体分析1. 生精细胞染色体分析：实际分析的是处于分裂 阶段的生精细胞。

2. 体外受精后的染色体分析：将人精子与去透明 带仓鼠卵共同培育,诱导有丝分裂后那么可进展人 精子染色体的分析3. 用FISH方法也可对精子染色体进展单独分析Y Y染色体的基因染色体的基因组构造构造一、染色体的基因一、染色体的基因组：：1. 1. 是人是人类细胞全套胞全套遗传物物质，是，是维持人体正常功持人体正常功能的能的 最根本的一套染色体及其携最根本的一套染色体及其携带的全部的全部遗传信息2. 2. 单倍体人倍体人类基因基因组是由是由3.2×109bp3.2×109bp的的DNADNA组成，成，细胞胞 核基因核基因组中中90%90%左右的左右的DNADNA为程度不同的反复序程度不同的反复序列，列， 10% 10%为单拷拷贝序列3. 3. 含有含有5 5～～1010万个左右的基因万个左右的基因二、人二、人类基因基因组方案：构建每条染色体的方案：构建每条染色体的遗传图谱、物理　　、物理　　图谱和序列和序列图谱　　原方案　　原方案20192019年完成人年完成人类基因基因组全部序列全部序列测定定的目的，已于的目的，已于20002000年年6 6月提早完成。

月提早完成　　　　进展展Y Y染色体基因染色体基因组研研讨，包括序列，包括序列测定的主定的主要机构是要机构是Whitehead Institute/MITWhitehead Institute/MIT1. 1. 遗传图谱〔〔Genetic mapGenetic map〕：又称〕：又称连锁图谱linkage linkage map map〕或〕或遗传连锁图谱〔〔genetic linkage mapgenetic linkage map〕：〕：(1)(1)定定义：指人：指人类基因基因组内基因以及内基因以及专注的多注的多态性性DNADNA 标志位置的志位置的图谱表示同一条染色体的恣意两点表示同一条染色体的恣意两点 的相的相对间隔和位置关系，因此隔和位置关系，因此遗传图谱只能只能显示示 标志的相志的相对间隔，隔，长度度单位用厘摩位用厘摩(centimorgan, (centimorgan, cM) cM)表示，表示，1cM1cM约等于等于10000001000000碱基碱基对的物理的物理长度构2)(2)遗传图谱的意的意义：：①①基因定位基因定位②②分分别和克隆新基因和克隆新基因２．物理２．物理图谱〔〔Physical mapsPhysical maps〕：〕：(1) (1) 定定义：：物物理理图谱那那么么是是把把特特异异的的DNADNA片片段段按按实际的的物物 理位置理位置进展排序，由于人展排序，由于人类基因基因组有有2424种不同的种不同的 染色体〔染色体〔2323种常染色体和种常染色体和X X、、Y Y染色体〕，所以完染色体〕，所以完 整的人整的人类基因基因组图谱应该是是2424种以种以线性构造构成性构造构成 存在的存在的DNADNA大分子物理大分子物理图谱。

2) (2) 基于基于DNADNA序列序列标签〔〔sequence-tagged-site, STSsequence-tagged-site, STS〕〕 的物理的物理图谱：：①①定定义：：STSSTS为随机地从人随机地从人类基因基因组上上选择出来的出来的长度度 在在200200～～300bp300bp左右的特异性短序列左右的特异性短序列②②来源：来源：a. a. 随机位点序列随机位点序列b. b. 表达基因序列表达基因序列c. c. 遗传标志序列志序列③③研研讨现状：状：　　　　目目前前全全基基因因组中中知知的的STSSTS达达3 3万万多多个个，，Y Y染染色色体体上上只需只需376376个　　　　在在20192019年年召召开开的的第第二二届届国国际Y Y染染色色体体基基因因图谱大大会会上上，，部部分分学学者者提提出出了了在在一一些些区区域域上上的的STSSTS图谱，，如如在在YpYp的的假假性性常常染染色色质区区列列出出了了6060个个STSSTS；；AZFaAZFa区区域域图谱，，Yq11.23Yq11.23区域区域图谱等YRRM1DYS7EDYS230DYS224DYS226DYS7CDYS233DYS232DYS1DYS236DYS237DYS238DYS240DYS239DYS247Z1(3)STS(3)STS缺失缺失图谱：：　　　　VollrathVollrath　　19921992年年构构建建了了Y Y染染色色体体的的STSSTS缺缺失失图谱，，共共列列出出182182个个STSSTS片片段段，，为今今后后寻觅Y Y染染色色体体功功能能基基因因发明明了了条条件件，，近近年年来来对于于精精子子发生生基基因因的的研研讨多多基基于于这一一图谱。

3. 3. 序列序列图谱〔〔sequence mapssequence maps〕：〕：(1)(1)定定义：将每条染色体的：将每条染色体的DNADNA序列序列测定出来，即定出来，即为序　　　　序　　　　 列列图谱2)(2)序列序列图谱的构建的意的构建的意义：：①①从从DNADNA的序列中，可以直接推出基因的构造，包括启的序列中，可以直接推出基因的构造，包括启 动子、外子、外显子、内子、内显子等②②知基因的定位知基因的定位③③基因来源的研基因来源的研讨 Y染色体基因相关信息数据库染色体基因相关信息数据库国际上的四大生物信息中心：国际上的四大生物信息中心：美国的国家生物技术信息中心〔美国的国家生物技术信息中心〔WCBT〕〕美国的基因组序列数据库〔美国的基因组序列数据库〔GSDB〕〕欧洲的分子生物实验室〔欧洲的分子生物实验室〔EMBL〕〕日本的日本的DNA数据库〔数据库〔DDBJ〕〕Y染色体的相关信息，从这些机构可以获得：染色体的相关信息，从这些机构可以获得：The Cambridge (UK) server : //path.cam.ac.uk/The london server://gene.ucl.ac.uk/Tcambridge (USA) server: 　　//genome.wi.mit.edu/ 　　　　有有关关Y染染色色体体上上STS、、EST、、CpG和和细细胞胞遗遗传传信信息也可从以下综合数据库中获得：息也可从以下综合数据库中获得：STS数据库数据库(dbSTS)：　　　：　　　ncbi.nlm.nih.gov/dbSTSEST数据库数据库(dbEST)：：ncbi.nlm.nih.gov/dbESTCpG岛数据库岛数据库(CpG island datebase) 　　　　biomaster.uio.no/CpGdb.html细胞遗传图谱细胞遗传图谱(cytogenetic maps)gdbgdb.org/人类人类Y Y染色体的主要功能基因染色体的主要功能基因Y Y染色体基因的特点：染色体基因的特点：1. 1. 不是维持生命所必需的，但与男性的特异功不是维持生命所必需的，但与男性的特异功能有关能有关2. Y2. Y染色体上染色体上95%95%为非重组区，多数为非等位基为非重组区，多数为非等位基因。

因3. 3. 基因的含量：基因的含量：Y Y染色体上约含染色体上约含5.95.9万万KbKb的的DNADNA，其，其　中　中6060％位于其长臂〔％位于其长臂〔YqYq〕的异染色体区〕的异染色体区Yq12Yq12；其短；其短　臂〔　臂〔YpYp〕约含〕约含1.3Kb DNA1.3Kb DNA预测Y Y染色体上共染色体上共有有　　71177117个基因；已克隆出的基因有个基因；已克隆出的基因有200 200 多个；多个；真正被确真正被确　定的只需　定的只需5050多个(一)睾丸发生相关基因：1. H-Y抗原基因：2. ZFY基因：3. SRY基因：(二)精子发生相关基因：1. 精子发生相关基因在Y染色体上的分布：　　Y染色体长臂三个区域内均存在AZF，分别称为AZFa、AZFb和AZFc2019年，Kent-First又提出了AZFd的概念，以为在该区域内也有精子发生基因的存在(1) AZFa的候选基因：　　AZFa位于Yq11或７区分法的第5C/D区中，　大小约400-600Kb，目前在AZFa 区域中已发现9个基因，其中UPS9Y和DBY被以为是AZFa的重要候选成分 ①USP9Y〔Ubiquitin-Specific Protease 9, Y chromosome〕：原称为DFFRY〔Drosophila fat factors related Y〕，位于Yq11或7区分段法的5C/D区； 对无精子症和严重少精子症患者进展这些位点的检测，发现了缺失的病例，均表现为无精子症。

发生率较低〔1/143～1/576〕;已发现一例患者的USP9Y有4个碱基的丧失，伴有严重少精子症，提示USP9Y的点突变或缺失也可以是精子发生妨碍的病因②②DBY〔〔DEAD/H box polypeptide, Y chromosome〕：　〕：　 　　位于　　位于Yq11或或5C/D中，其中，其5'端距端距USP9Y的的3'端端约有有 DBY的的缺缺失失率率为4.6%〔〔8/173〕〕睾睾丸丸活活检发现，，单纯DBY缺缺失失的的6例例患患者者中中，，3例例表表现为唯唯支支持持细胞胞综合合症症，，另另3例例为生生精精阻阻滞滞检测这些些患患者者的的父父亲和和兄兄弟弟，，均均未未发现缺缺失失情情况况对小小鼠鼠体体内内Dby的的缺缺失失可可导致致小小鼠鼠精精子子发生妨碍，生妨碍，证明了明了DBY对生精的重要性生精的重要性(2) AZFb的候选成分：的候选成分：　　　　AZFb位位Yq11.23区区域域，，主主要要候候选选成成分分为为RBM〔〔RNA binding motif〕〕基基因因，，RBM是是一一组组基基因因的的总总称称，，其其共共同同特特点点是是表表达达蛋蛋白白上上带带有有RNA结结合合位位点点，，以以为为这这种种蛋蛋白白参参与与RNA的的构构成成、、加加工工和和翻翻译译，，RBM在在　　Y染染色色体体上上也也有有多多个个拷拷贝贝，，其其中中部部分分是是假假基基因因，，位位于于Yq11.23区域的区域的YRRM 被以为是被以为是AZFb的重要候选成分。

的重要候选成分(3) AZFc的候选成分：的候选成分：　　　　DAZ:　　2019年年，，Reijo等等人人发发现现，，已已证证明明为为AZF最重要的候选成分最重要的候选成分4) AZFd：：　　　　 2019年年 ，， Kent-First等等 人人 提提 出出 ；； 位位 于于 AZFb和和AZFc之之间间；； 精精子子发发生生妨妨碍碍患患者者中中的的缺缺失失率率到到达达5%，，占占AZF缺失总数缺失总数 的的19.6%，，　　至今为止尚未找到该区域内的　　至今为止尚未找到该区域内的AZF候选成分候选成分(5) TSPY〔〔testis-specific protein, Y－－edcoded〕：〕： 　　　　位位于于Y染染色色体体短短臂臂上上；；用用TSPY的的抗抗血血清清检检测测，，显显示示TPSY主主要要出出现现于于精精原原细细胞胞阶阶段段，，TSPY的的作作用用是是参参与与DNA的的复复制制，，也也有有报报道道，，TSPY的的表表达达可可出出现现于于精精子子细细胞胞阶阶段段，，可可以以参参与与精精子子的的变变态态TPSY的的缺缺失失可可导导致致精精子子发发生生妨妨碍碍，，而而在在生生精精细细胞胞肿肿瘤瘤中中，，TSPY呈呈高高表表达，提示达，提示TSPY与胚胎性腺肿瘤也有相关性。

与胚胎性腺肿瘤也有相关性2. AZF缺失的发生率：从2.7－55.5%，多数在13－15%呵斥缺失率差别的缘由：①病例选择，对于严峻选择病例仅对不明缘由的无精子　症或严重少精子症患者进展检测，那么缺失率较高；②实验方法包括实验条件的好坏，影响到结果的可靠性；③检测不同的候选成分也会得出不同的缺失率，如仅检　测DAZ基因，那么缺失率较高；④人种差别，如欧洲人有YRRM2基因，日本人那么没有3. AZF缺失与睾丸病理的关系：　　对AZF缺失伴精子发生妨碍的患者进展睾丸活检，发现睾丸的病理改动与AZF丧失部位有明显的相关性：AZFa缺失――唯支持细胞综合征或早期的生精阻滞AZFb缺失――生精阻滞，主要停留在精母细胞阶段AZFc缺失――生精小管内部分仅见支持细胞，部分 　　　　　　 可见精原细胞、精母细胞、精子细 胞甚至精子4. AZF的传代问题：可以传代，而且不影响子代的　生长发育，但男性子代仍是AZF缺失患者5. AZF的检测方法：(1) 特异探针进展Southern Blot(2) FISH方法(3) PCR方法(4)多重PCR方法。