Y染色体的遗传相关特性

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
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 标记位臵的图谱。表示同一条染色体的任意两点 的相对距离和位臵关系，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,
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。
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)： http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbSTS EST数据库(dbEST)： http://www.ncbi.nlm.nih.gov/dbEST CpG岛数据库(CpG island datebase) http://biomaster.uio.no/CpGdb.html 细胞遗传图谱(cytogeΒιβλιοθήκη Baiduetic maps) http://gdbwww.gdb.org/
(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)
(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。
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
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：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
(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。
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。
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。
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。
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. 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。
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//www.path.cam.ac.uk/ The london server: http//www.gene.ucl.ac.uk/ Tcambridge (USA) server: http//www.genome.wi.mit.edu/
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 理位臵进行排序，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。
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
(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。
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