人类Y染色体的遗传特性(精)

3. AZF缺失与睾丸病理的关系： 对 AZF缺失伴精子发生障碍的患者进行睾丸活检， 发现睾丸的病理改变与 AZF丢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。
③研究现状：
目前全基因组中已知的 STS 达 3 万多个， Y 染色体 上只有376个。
在 1995 年召开的第二届国际 Y 染色体基因图谱大
会上，部分学者提出了在一些区域上的 STS 图谱，如 在 Yp 的假性常染色质区列出了 60 个 STS ； AZFa 区域图
谱，Yq11.23区域图谱等。
2. Y染色体的分带： 根据染色特性或功能，可对Y染色体进行区带 划分。 (1)染色分带法： Y染色体的短臂和长臂各只有一个区，
Yp: Yp1: Yp11 Yq: Yq1: Yq11: Yq11.1 Yp12 Yq11.2: Yq11.21 Yp13:Yp13.1 Yq11.22 Yp13.2 Yq11.23 Yq12
人类Y染色体的遗传特性
周 作 民 南京医科大学 生殖医学江苏省重点实验室
染色体的基本概念
一、正常人的染色体核型： 男性：46,xy;女性：46,xx 二、染色体与遗传的关系：
Y染色体的结构特点
一、体细胞的Y染色体分带
1. Y染色体的形状指标： (1) 相对长度：即每一个染色体的长度与一套正
2. AZF缺失的发生率：从2.7－55.5%，多数在13－15%。 造成缺失率差异的原因： ①病例选择，对于严格选择病例仅对不明原因的无精子 症或严重少精子症患者进行检测，则缺失率较高； 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，则缺失率较高； ④人种差异，如欧洲人有 YRRM2基因，日本人则没有。
有关Y染色体上STS、EST、CpG和细胞遗传信 息也可从以下综合数据库中获得： STS数据库(dbSTS)： /dbSTS EST数据库(dbEST)： /dbEST CpG岛数据库(CpG island datebase) http://biomaster.uio.no/CpGdb.html 细胞遗传图谱(cytogenetic maps) /
1. 遗传图谱（Genetic map）：又称连锁图谱 linkage map）或遗传连锁图谱（genetic linkage map）： (1)定义：指人类基因组内基因以及专一的多态性DNA 标记位置的图谱。表示同一条染色体的任意两点 的相对距离和位置关系，因此遗传图谱只能显示 标记的相对距离，长度单位用厘摩(centimorgan,
(3) AZFc的候选成分： DAZ: 1995 年， Reijo 等人发现，已证明为 AZF 最重要的候选成分。 (4) AZFd： 1999 年 ， Kent-First 等 人 提 出 ； 位 于 AZFb 和 AZFc之间； 精子发生障碍患者中的缺失率达到5%， 占AZF缺失总数 的19.6%， 至今为止尚未找到该区域内的AZF候选成分。
YRRM1 DYS7E DYS230 DYS224 DYS226 DYS7C DYS233 DYS232 DYS1 DYS236 DYS237 DYS238 DYS240 DYS239 DYS247 Z1
(3)STS缺失图谱： Vollrath 1992年构建了Y染色体的STS缺失图谱， 共列出 182 个 STS 片段，为今后寻找 Y 染色体功能基因创 造了条件，近年来对于精子发生基因的研究多基于这一 图谱。 3. 序列图谱（sequence maps）： (1)定义：将每条染色体的DNA序列测定出来，即为序 列图谱。 (2)序列图谱的构建的意义： ①从DNA的序列中，可以直接推出基因的结构，包括启 动子、外显子、内显子等。 ②已知基因的定位。 ③基因起源的研究。
染色体的相对长度和着丝粒指数 相对长度 着丝粒指数 8.44±0.433 48.36±1.166 8.02±0.397 39.23±1.824 6.83±0.315 46.95±1.577 6.30±0.284 29.07±1.867 6.08±0.305 29.25±1.655 5.90±0.264 39.05±1.655 5.36±0.271 39.05±1.771 5.12±0.261 40.12±2.117 4.93±0.261 34.08±1.975 4.80±0.244 35.43±2.599 4.59±0.221 33.95±2.243 4.61±0.227 40.14±2.328 4.66±0.212 30.16±2.339 3.74±0.236 17.08±3.227 3.56±0.229 18.74±3.596 3.46±0.214 20.30±3.702 3.36±0.183 41.33±2.74 3.25±0.189 33.86±2.771 2.93±0.164 30.93±3.044 2.67±0.174 46.54±2.299 2.56±0.165 45.45±2.526 1.90±0.170 30.89±5.002 2.04±0.182 30.48±4.932 2.15±0.137 27.17±3.182
7117个基因；已克隆出的基因有200 多个；真正被确 定的只有50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 AZFc。 1999年， Kent-First又提出了 AZFd 的概念，认为在该区域内也有精子发生基因的 存在。
Y染色体基因相关信息数据库
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（WCBT） 美国的基因组序列数据库（GSDB） 欧洲的分子生物实验室（EMBL） 日本的DNA数据库（DDBJ） Y染色体的相关信息，从这些机构可以获得： The Cambridge (UK) server : http/// The london server: http/// Tcambridge (USA) server: http///
(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被认为是AZFa的重要候选成分。 ① USP9Y （ 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行这些位点的检测， 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 的丢失，伴有严重少精子症，提示 USP9Y 的点突变或 缺失也可能是精子发生障碍的病因。
(2) AZFb的候选成分： AZFb 位 Yq11.23 区 域 ， 主 要 候 选 成 分 为 RBM （RNA binding motif）基因，RBM是一组基因的总 称，其共同特点是表达蛋白上带有RNA结合位点，认 为这种蛋白参与 RNA 的形成、加工和翻译， RBM 在 Y染色体上也有多个拷贝，其中部分是假基因，位于 Yq11.23区域的YRRM 被认为是AZFb的重要候选成分。
人类Y染色体的主要功能基因
Y染色体基因的特点： 1. 不是维持生命所必须的，但与男性的特异功能有关
2. Y染色体上95%为非重组区，多数为非等位基因。
3. 基因的含量：Y染色体上约含5.9万Kb的DNA，其 中60％位于其长臂（Yq）的异染色体区Yq12；其短
臂（Yp）约含1.3Kb DNA。预测Y染色体上共有
(5) TSPY（testis-specific protein, Y－edcoded）： 位于Y染色体短臂上；用TSPY的抗血清检测，显 示TPSY主要出现于精原细胞阶段， TSPY的作用是参 与 DNA 的复制，也有报道， TSPY 的表达可出现于精 子细胞阶段，可能参与精子的变态。 TPSY 的缺失可 导致精子发生障碍，而在生精细胞肿瘤中， TSPY 呈 高表达，提示TSPY与胚胎性腺肿瘤也有相关性。
常的含有一个X染色体的单倍体染色体组长度
之比； (2) 着丝粒指数：用短臂的长度对染色体的长度
之比表示；
(3) 臂比Biblioteka 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。
表１ 染色体号码 1 2 3 4 5 6 7 x 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 y
一、染色体的基因组： 1. 是人类细胞全套遗传物质，是维持人体正常功能的 最基本的一套染色体及其携带的全部遗传信息。 2. 单倍体人类基因组是由3.2×109bp的DNA组成，细胞 核基因组中90%左右的DNA为程度不同的重复序列， 10%为单拷贝序列。 3. 含有5～10万个左右的基因。 二、人类基因组计划：构建每条染色体的遗传图谱、物理 图谱和序列图谱。 原计划2003年完成人类基因组全部序列测定的目的， 已于2000年6月提前完成。 进行Y 染色体基因组研究，包括序列测定的主要机构 是Whitehead Institute/MIT。
AZFb(YRRM1) AZFd AZFc(DAZ)
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 带仓鼠卵共同培养,诱导有丝分裂后则可进行人 精子染色体的分析。 3. 用FISH方法也可对精子染色体进行单独分析。
Y染色体的基因组结构
cM)表示，1cM约等于1000000碱基对的物理长度构。
(2)遗传图谱的意义： ①基因定位
②分离和克隆新基因
２．物理图谱（Physical maps）： (1) 定义：物理图谱则是把特异的DNA片段按实际的物 理位置进行排序，因为人类基因组有24种不同的 染色体（23种常染色体和X、Y染色体），所以完 整的人类基因组图谱应该是24种以线性结构形成 存在的DNA大分子物理图谱。 (2) 基于 DNA 序列标签（ sequence-tagged-site, STS ） 的物理图谱： ①定义：STS为随机地从人类基因组上选择出来的长度 在200～300bp左右的特异性短序列。 ②来源： a. 随机位点序列 b. 表达基因序列 c. 遗传标记序列
②DBY（DEAD/H box polypeptide, Y chromosome）：
位于Yq11或5C/D中，其5'端距USP9Y的3'端约有 DBY 的缺失率为 4.6% （ 8/173 ）。睾丸活检发现，单
纯 DBY缺失的 6例患者中， 3 例表现为唯支持细胞综合
症，另3例为生精阻滞。检测这些患者的父亲和兄弟， 均未发现缺失情况。对小鼠体内Dby的缺失可导致小鼠 精子发生障碍，证明了DBY对生精的重要性。
(2)7区分带法： 将Y染色体从短臂至长臂的非重组区域人为地 分为7个区间（interval），Yp有4个区间，Yq有3 个区间, Yq的异染色质区为第7区，每个区间又可 进一步细分，共可分为43个亚区间
SRY ZFY MIC2 TP2 AMELY TPSY HY IL9R
GCY AZFa (USP9Y , DBY)