分子遗传学 22.染色体畸变

♀ X+XN × 红眼
XwY ♂
白眼
w
+
N
红眼 缺刻翅 X+X
w
白眼 正常翅 X+ Y
Xw XN w
N
XNY
N
+
红眼 正常翅 ♀
+
红眼 正常翅 ♂
白眼 缺刻翅 ♀
死亡 ♂
图 22-7 缺失引起白眼基因的拟显性表达
二 重复
(一) 重复的类型
1 1 1 1 2 2 2 3 4 1 2 3 4 3 3 2 3 4 5 6 4 3 4 3 4 4 3 4 5 5 6 5 6 6 5 6
烟草2倍 体，4倍 体和8倍 体叶片表 皮细胞的 比较
2倍体和4倍体葡萄的比较

二． 非整倍体 二倍体又可称为 双体（disomy） （2n） 缺体（nullisomy) 2n-2，又称为零体 单体（monosomy）2n-1, ） 三体（trisomy），2n+1） （1）21-三体即Down氏综合征; （2）18-三体，即Edward综合征; （3）13-三体，即Patau综合征; 双三体（double trisomy）,2n+1+1
1 (a)末端缺失
断裂
1
2 3
丢失 1
2
3
4
5
6
末端缺失 自我连接 断裂－融合桥 双着丝粒染色体 环状染色体 平衡易位
2 (b) 中部缺失
断裂
1
2 3
丢失 1
2 3
3 2
1
中部缺失 图 22-1 染色体缺失的类型及异常染色体的形成
产生缺失的原因： 1.染色体损伤后产生断裂（末端缺失）或 非重建性愈合（中间缺失）会直接产生 缺失或形成环状染色体，经断裂融合桥 而产生缺失和重复 2.染色体纽结 3.不等交换：（unequal crossing over） 4.转座因子可以引起染色体的缺失和倒位
罗伯逊易位亲本 产生配子 合子 Ⅰ 正常亲本 产生配子 Ⅱ
罗伯逊易位 减数分裂 Ⅲ
正常配子 21-三体 21-单体 14-三体 14-单体
表型正常的 携带者
正常个体
图 22-2 人类 21，14 染色体罗伯逊易位的个体其减数分裂有三种分离的方式，当和正常人婚配可能 产生 21-三体，21-单体，14 –三体，14 –单体，携带者和正常人，形成了家族性染色体异常。
图 22-19 相互易位在减数分裂中形成了“十”字配对和四体环，不同分离的结果产生了假连锁
7 平衡易位亲本 产生配子 合子 邻近分离 7 p+
9p － 9 交互分离
正常亲本 产生配子 未发现 9p－ 7p+ 正常
7p 9p－
+
部分单体
部分三体，弱智
正常人
平衡易位，携带者
图 22-20 单向平衡易位的个体和正常人结婚，可能生育四种不同的后代
中国甘蓝(2n=20) B.campestris
图 22-32 芸苔属植物中由三个亲本种相互杂交，经染色体加倍形成了不同的四倍体新种 (仿 Griffiths A.J.F.et al《An Introduction to Genetic Analysis》5th Ed. 1993, Fig.9.1.)
第二节 染色体结构的改变 缺失（deletion） 1.末端缺失（terminal deletion） 双着称点染色体 环状染色体（ring chromosome） 断裂融合桥（Breakage fusion bridge） 2. 中间缺失（interstitial deletion）
+ Bd +
l + l + l
+ l 蛎壳翅
Bd + 蛎壳翅
+ l 死亡
图 22-15 平衡致死品系的产生。Bd 为显性性状(蛎壳翅)， 但 仅纯合时方致死。
四． 易位

(一) 易位的类型 1.相互易位（reciprocal translocation） 对称型 非对称型 2.单向易位（simple translocation） 3.罗伯逊易位（Robertsonian translocation） 着丝粒融合或整臂融合（whole-arm fusion） 4.移位（shift translocation）
培养成单粒小麦 AA
一种野生二倍体小麦 (T.monococcum) AA
×
一种野生二倍体小麦 可能 ( T.searsii ) BB
AB (×2) 一种野生四倍体小麦 (T.turgidum) AA BB
一种野生二倍体小麦 DD
×
经一万年栽培成二粒小麦 AA BB
ABD (×2 约 8 千年前) 六倍体小麦 (T.aestivum) AA BB DD 图 22-33 现在的六培体小麦可能的演化途径 A.J.F.et al《An Introduction to Genetic Analysis》5th Ed. 1993, Fig.9.12.)
×
杂种
普通小麦 回交
AA BB C D
配子 某些配子：A B D +几条 C 染色体
AA BB DD
配子 ABD
×
选择：
AA BB DD + 抗性染色体 诱变 经照射后的花粉
小麦
AA BB DD
×
选育成抗性 AA BB DD 染色体上含抗性基 图 22-37 E.R.Sears 培育具有抗锈病小麦的技术路线
图 22-38 小麦属(Tyiticum)中，几种野生小麦和普通小麦的染色体组分析
2 个二价体
1 个四价体
单价体 + 三价体 图 22-34 同源多倍体减数分裂时 4 条同源染色体可能的配对形式及分离
伞花山羊(A.umbellulata) CC
×
二粒小麦(T.dicoccoides) AABB
不育杂种 ABC 染色体加倍 普通小麦 (T.aestivum) AABBDD 异源多倍体 AABBCC
C
l
B ×
? C l B 棒眼
+ + + ? + + + 非棒眼 × ? C l B 死亡 + + + 野生型
C l B
+ + + + + + 棒眼 非棒眼 可供下次检测用 图 22-14
C l B
死亡
? 可显现隐性突变 和致死突变
用果蝇进行检测隐性突变和致死突变的 ClB 技术
Bd + × + Bd + Bd + 死亡 Bd l +
第二十二章 染色体畸变
畸变（chromosome aberrations） 第一节 断裂愈合和交换学说（breakagereunion hypothesis） 重建（restitution） （1）缺失（deletion或deficiency） （2）重复 (duplication) （3）倒位（inversion） （4）易位（translocation）
结构杂合体（structral heterozygote） 结构纯合体(structral homozygote)。 染色体结构变异能导致4种遗传效应： (1) 染色体重排（chromosomal rearrangements） （2）核型的改变 （3）形成新的连锁群 （4）减少或增加染色体上的遗传物质
(引自 Griffiths
花椰菜(2n=18)
(B.oleracea)
n=9 阿比西尼亚芥菜(2n=34) (B.carinata) n=8 黑芥菜(2n=16) (B.nigra) n=9 芜菁(2n=38) (B.napus) n=10
n=8
卷叶甘蓝(2n=36) (B.juncea)
n=10
15
20
25
30 35 母亲的年龄
40
45
50
图 22- Down’ s 综合征患儿的母亲的年龄频率分布和 正常人群年龄频率分布的比较
T.turgidum AABB (2n=28)
7Ⅱ+7Ⅰ 14Ⅱ+7Ⅰ
AA
T.monococcum (2n=14)
7Ⅱ+7Ⅰ 7Ⅱ+7Ⅰ 14Ⅰ AABBDD 7Ⅱ+7Ⅰ T.searsii (2n=14) BB 14Ⅰ T.aestivum (2n=42) 14Ⅰ 7Ⅱ+7Ⅰ DD T.taus (2n=14)
第三节 染色体畸变的鉴别
一. 多线染色体（ploytene chromosome)的观察 二. 染色体带型的比较 三. 用微铺展法制备联会复合体
用微铺展法制备联会复合体
第四节 染色体数目的改变
一. 整倍体（enpeoid） 一倍体(monoploid number(x)) 单倍体(haploid) 二倍体（diploid） 三倍体（triploid） 四倍体（tetraploie） 多倍体（ployploid) 同源多倍体（autopolyploids） 异源多倍体（allopolyploids）
a A 易位 a A 减数分裂 A
b B b B “十” 字配对 b
a
B
ຫໍສະໝຸດ Baidu
交互分离 邻近分离 a b
A
B
a
a
A
b A
A B
b a
B 产生的配子是正常的和平衡 易位的，可存活 。a,b 或 A，B 同在一个配子中。
b
B
产生的配子都有缺失和重复，是不可育的。这些重组的类型 A-b a-B,a-A,b-B 都是不能存活的。
果蝇眼色的 花斑效应
三 . 倒位 (一) 倒位的类型 臂内倒位（pracentric inversion） 臂间倒位（pericentric inversion） (二) 倒位的产生 (1) 染色体纽结、断裂和重接 (2) 转座因子可引起染色体倒位 (3) 自发倒位: 沙门氏细菌的相转变 Mu噬菌体的G片段的倒位
(a) 1 2 3 4 5 1 (b) 1 2 a b
1 3
2
4 5 2
3
4 5
3 c d
4
1 a b
2 c
4 3 d
图 22-17 移位(a)染色体内移位；(b)染色体间移位。
＋
＋
图 22- 罗伯逊易位
(二) 易位的产生
1.断裂非重建性愈合 2. 转座因子的作用 (三) 遗传效应 1.位置效应 花斑位置效应 导致癌基因（oncogene）的活化 假连锁现象 导致人类家族性染色体异常
1 1 2
2 3 3 4
4 纽结 1
1
2 3
4 断裂重接
2 3 1 4 2 3 4 2 1 2 4
4
3 4 2
3 图 22-2 染色体纽结产生倒位
3
(二)倒位遗传效应 1.产生倒位环，抑制倒位区内的重组，形 成假连锁 2.引起基因重排 (三)倒位的应用 1.ClB 技术 2.保存带有致死基因的品系——平衡致死 品系（balanced lethal system） 蛎壳翅（beaded ,Bd）
顺接重复 反接重复 异臂重复 移位重复
a b
图 22- 重复的类型
(二)重复的产生 1.断裂-融合桥 的形成： 2. 染 色 体 纽 结 ： 3.不等交换： 4.非同源性重 组 5.易位的产物 6.转座效应
1 1
2 2
3 3
4 4
1 1
2 2
3
3 4
4
.位置效应（position effect） 稳定位置效应（stable position effect）， S型位置效应 花斑位置效应（variegated position effect） V型位置效应
表 22-2 母亲年龄和 21-三体发生 率的关系 母亲的年龄 21-三体发生率 <29 30-34 35-39 40-44 45-49 1/3000 1/600 1/280 1/70 1/40
母亲年龄的频率分布（％） 40 正常群体 30 20 10 0 10 Down’ s 综合征 患儿的母亲
1 1
2 3 4 2 3 4
1
2 3 4 1
纽结
断裂
重接
图 22-2 染色体纽结产生中间缺失
（三）缺失的遗传效应 1.致死或出现异常 猫叫综合征（cri-du-chat syndrome,或cat cry syndrome）是Lejeune等在1963年首先报导 了三例，患儿的哭声似猫叫，故得名。它 是由于5号染色体短臂缺失（5P- ）所致,因 而又称5P- 综合征，发病率约为1/5万，女性 多于男性，并有生长和智能发育不全。 2.拟显性（pseudo-dominante） (四)缺失的应用：