第六章性染色体遗传.ppt

第六章性染色体遗传第六章性染色体遗传在人类的在人类的2323对染色体中对染色体中,有有1 1对是性染色体对是性染色体,即即X X和和Y Y染色体。男性性染色体是染色体。男性性染色体是XYXY，女性是，女性是XXXX。一般情况下一般情况下,人类的性别决定于人类的性别决定于Y Y染色体，有染色体，有Y Y染色体的为男性，因此，染色体的为男性，因此，Y Y染色体就成为人类染色体就成为人类性别决定的关键。性别决定的关键。如果性染色体发生畸变，无论是数目或结构上如果性染色体发生畸变，无论是数目或结构上的改变都会引起与性别有关的遗传病。的改变都会引起与性别有关的遗传病。第六章性染色体遗传第六章性染色体遗传第一节第一节 性别的遗传基础性别的遗传基础第二节第二节 性染色体畸变引起的性别异常性染色体畸变引起的性别异常第三节第三节 性连锁遗传性连锁遗传 第一节第一节 性别的遗传基础性别的遗传基础一、性染色体和性别一、性染色体和性别 1.1.性染色体性染色体 2.2.性别的决定性别的决定二、二、H-YH-Y抗原基因和性别分化抗原基因和性别分化 1.H-Y 1.H-Y抗原基因抗原基因 2.H-Y 2.H-Y抗原抗原 3.H-Y 3.H-Y抗原与雄性形成抗原与雄性形成 4.H-Y 4.H-Y抗原与雌性形成抗原与雌性形成 5.H-Y 5.H-Y抗原基因的调节与性别抗原基因的调节与性别 一、性染色体和性别一、性染色体和性别 1.1.性染色体性染色体X染包体的长度介于第染包体的长度介于第6号和第号和第7号染色体之间，而号染色体之间，而Y染色染色体的大小和第体的大小和第21、22号染色体相当。这对大小和形态上号染色体相当。这对大小和形态上差别很大的染色体与人类性别决定有着密切的关系。差别很大的染色体与人类性别决定有着密切的关系。2.2.性别的决定性别的决定 1).1).性染色体对性别的决定性染色体对性别的决定 2).Y 2).Y染色体对性别的决定染色体对性别的决定 3).3).性染色体异常与性别性染色体异常与性别 2).Y 2).Y染色体对性别的决定染色体对性别的决定人类人类Y Y染色体的男性决定作用可通过两个途径染色体的男性决定作用可通过两个途径实现现。实现现。(1)Y(1)Y染色体是睪丸发育所必须的遗传信息的载体，染色体是睪丸发育所必须的遗传信息的载体，所以所以Y Y染色体是男性发育所必需的。染色体是男性发育所必需的。(2)(2)决定男性发育的遗传信息还位于另外一个或决定男性发育的遗传信息还位于另外一个或多个染色体上，但多个染色体上，但Y Y染色体上的基因可产生激染色体上的基因可产生激活物活物(或阻遏物或阻遏物)激活其他染色体上与性别决定激活其他染色体上与性别决定有关的基因。有关的基因。3).3).性染色体异常与性别性染色体异常与性别(1)(1)其其X X染色体比正常人多染色体比正常人多:他的表型是男性他的表型是男性,但却是一个不正常的男性但却是一个不正常的男性,如核型为如核型为47,XXY 47,XXY 或或4848，XXXYXXXY等。等。(2)(2)如果缺少如果缺少Y Y染色体染色体:则这个个体的性发育基本是女性特征则这个个体的性发育基本是女性特征,即使只有一条即使只有一条X X染色体染色体(45(45，X)X)，其表型也，其表型也 是女性，但却是一个带有一系列临床症状的异是女性，但却是一个带有一系列临床症状的异 常女性。常女性。二、二、H-YH-Y抗原基因和性别分化抗原基因和性别分化 H-Y H-Y抗原是抗原是19551955年年EichwaldEichwald和和silmersilmer等在小鼠等在小鼠移植实验中发现的。移植实验中发现的。1.H-Y1.H-Y抗原基因抗原基因 位于常染色体位于常染色体-6-6号染色体上，号染色体上，产生产生H-YH-Y抗抗原原(一种质膜蛋白一种质膜蛋白)。2.H-Y2.H-Y抗原抗原 是由是由XYXY胚胎的未分化的生殖腺分泌的一种胚胎的未分化的生殖腺分泌的一种质膜蛋质膜蛋 白白,附着在具有两性性质的原始性腺细胞的特附着在具有两性性质的原始性腺细胞的特殊受体上，此后，殊受体上，此后，H-YH-Y抗原刺激未分化的性腺抗原刺激未分化的性腺分化形成睾丸。分化形成睾丸。3.H-Y3.H-Y抗原与雄性形成抗原与雄性形成 H-Y H-Y抗原附着在原始性腺细胞的特殊受体上，刺激抗原附着在原始性腺细胞的特殊受体上，刺激未分化的性腺分化形成睾丸未分化的性腺分化形成睾丸,然后睾丸分泌雄性激素，然后睾丸分泌雄性激素，促使胚胎发育成雄性。促使胚胎发育成雄性。这一过程大概包括下列三个步骤：这一过程大概包括下列三个步骤：(1)(1)睾丸酮刺激中肾管系统发育成雄性生殖系统睾丸酮刺激中肾管系统发育成雄性生殖系统(输精输精 管、管、精囊等精囊等)。(2)(2)二氢睾丸酮二氢睾丸酮(睾丸酮衍生物睾丸酮衍生物)启动雄性外生殖器启动雄性外生殖器(阴阴 茎和阴囊茎和阴囊)发育。发育。(3)(3)抑制因子使能发育成输卵管和子宫等女性生殖管系抑制因子使能发育成输卵管和子宫等女性生殖管系 的的MullerianMullerian管系统退化。管系统退化。4.H-Y4.H-Y抗原与雌性形成抗原与雌性形成 XX XX胚胎缺乏胚胎缺乏H-YH-Y抗原和雄性激素，原始性腺原基不抗原和雄性激素，原始性腺原基不分化形成睾丸分化形成睾丸,Mullerian,Mullerian氏管系统不会退化氏管系统不会退化,当外生殖当外生殖器已发育形成阴蒂和阴唇时，器已发育形成阴蒂和阴唇时，Mullerian Mullerian氏管系统才逐氏管系统才逐步发育成子宫和输卵管步发育成子宫和输卵管,促使胚胎发育成雌性。促使胚胎发育成雌性。女婴出生后，卵巢产生雌二醇和黄体酮，在它们的女婴出生后，卵巢产生雌二醇和黄体酮，在它们的刺激下，出现女性第二性征。刺激下，出现女性第二性征。5.5.H-YH-Y抗原基因的调节与性别抗原基因的调节与性别1).H-Y1).H-Y抗原基因的调节抗原基因的调节 H-Y H-Y抗原基因的调节基因定位在抗原基因的调节基因定位在Y Y和和X X染色体短臂末端染色体短臂末端:Xp Xp抑制基因能够抑制抑制基因能够抑制H-YH-Y抗原基因的活性，抗原基因的活性，Yp Yp激活基因则抑制激活基因则抑制XpXp调节基因并激活调节基因并激活H-YH-Y抗原基因抗原基因2)2)调节基因与性别发育调节基因与性别发育(1)46,X X(1)46,X X女性有女性有2 2个个XpXp抑制基因产生抑制基因产生2 2份抑制因子，完份抑制因子，完全抑制了全抑制了2 2条常染色体上条常染色体上H-YH-Y抗原基因抗原基因,因而不产生因而不产生H-YH-Y抗抗原而发育成女性。原而发育成女性。(2)46,XY(2)46,XY个体只有个体只有1 1个个XpXp抑制基因抑制基因,产生产生1 1份抑制因子份抑制因子,只只能抑制能抑制1 1条常染色体上条常染色体上H-YH-Y抗原基因抗原基因,而另而另1 1条染色体仍能条染色体仍能产生足够数量的产生足够数量的H-YH-Y抗原。同时抗原。同时YpYp激活基因能抑制激活基因能抑制XpXp抑制抑制基因，最后使基因，最后使H-YH-Y抗原基因失去抑制并被激活抗原基因失去抑制并被激活,产生产生H-YH-Y抗原而发育成男性。抗原而发育成男性。第二节性染色体畸变引起的性别异常第二节性染色体畸变引起的性别异常 性染色体的数目和结构畸变可引起许多与性别有关的性染色体的数目和结构畸变可引起许多与性别有关的综合征。综合征。一一.性腺发育不全综合征性腺发育不全综合征(又称又称TurnerTurner氏综合征氏综合征)二二.先天性睪丸发育不全综合征先天性睪丸发育不全综合征三三.46XX.46XX男性男性四四.睾丸女性化综合征睾丸女性化综合征五五.YYYY男性男性六六.多综合症多综合症 一一.性腺发育不全综合征性腺发育不全综合征(又称又称TurnerTurner氏综合征氏综合征)1.1.发现发现:1938 1938年年TurnerTurner首次报道首次报道,1959,1959年年FordFord通过核型分通过核型分析证实这类病析证实这类病 人的核型为人的核型为4545，XOXO，少，少1 1条条X X染色体。染色体。2.2.发生率发生率:由于由于99994545，X X患者在胚胎的早期自然流产，所以，患者在胚胎的早期自然流产，所以，在女性新生儿中在女性新生儿中TurnerTurner氏综合征实际发生率约为氏综合征实际发生率约为0.040.04。3.3.发生原因发生原因:精子发生过程中减数分裂时染色体不分离，即一精子发生过程中减数分裂时染色体不分离，即一类精子有类精子有2 2条性染色体条性染色体(XY)(XY)，另一类精子则没有性染色，另一类精子则没有性染色体体(O)(O)，而后一类精子与卵子受精就形成，而后一类精子与卵子受精就形成4545，XOXO个体。个体。这类精子的形成与父亲的年龄有一定的关系。这类精子的形成与父亲的年龄有一定的关系。4.4.症状：症状：1)1)表型女性，身体矮小表型女性，身体矮小(身高身高120140cm)120140cm)，后发际低，后发际低，5050患者有肘外翻，乳间距宽，乳腺和乳头发育不良患者有肘外翻，乳间距宽，乳腺和乳头发育不良2)2)性腺发育不全，虽有卵巢基质但无滤泡，原发闭经，性腺发育不全，虽有卵巢基质但无滤泡，原发闭经，外生殖器发育差，阴毛、腋毛缺外生殖器发育差，阴毛、腋毛缺3)3)并常伴发肾畸型、色素斑，指并常伴发肾畸型、色素斑，指(趾趾)甲发育不良等症状甲发育不良等症状4)4)部分患者智力发育迟缓。部分患者智力发育迟缓。.治疗：治疗：如果性腺发育不全患者在青春期接受雌激素替代如果性腺发育不全患者在青春期接受雌激素替代疗法，可改善副性征发育，并使身高有所增加疗法，可改善副性征发育，并使身高有所增加二、先天性睪丸发育不全综合征二、先天性睪丸发育不全综合征1.1.发现发现:1942 1942年年KLinefelterKLinefelter等首次描述了先天性睪丸发育不等首次描述了先天性睪丸发育不全综合征全综合征(K1inefelter syndrome)(K1inefelter syndrome)，19591959年年JaobsJaobs等观等观察到这些病人的核型是察到这些病人的核型是4747，XXYXXY。2.2.原因原因:大部分是卵子发生过程中减数分裂时出现染色体不大部分是卵子发生过程中减数分裂时出现染色体不分离，形成了分离，形成了X X染色体数目异常的卵子，这种异常卵子与染色体数目异常的卵子，这种异常卵子与含含Y Y染色体的精子受精后造成的。因此，随着母亲年龄的染色体的精子受精后造成的。因此，随着母亲年龄的增长产下患儿的风险也将增高。据报道，产下患儿时母增长产下患儿的风险也将增高。据报道，产下患儿时母亲的平均年龄为亲的平均年龄为31.331.3岁父亲的平均年龄为岁父亲的平均年龄为35355 5岁。岁。3.3.发病率发病率:该病在人群发病率约为该病在人群发病率约为0.1180.118(包括嵌合体包括嵌合体)。4.4.特征及症状特征及症状:1).1).患者的表型为男性身高一般患者的表型为男性身高一般 在在180M180M以上以上,在在 儿童期一般无症状儿童期一般无症状,少少 数智力发育迟缓。数智力发育迟缓。2).2).青春期后症状逐渐加重青春期后症状逐渐加重,有男性外生殖器有男性外生殖器(个别个别 病例睾丸留在腹腔或腹股沟内病例睾丸留在腹腔或腹股沟内),),但呈去势体征，但呈去势体征，阴茎一般较小阴茎一般较小 3).3).小睾丸，睾丸小睾丸，睾丸 组织切片可见曲精细管玻璃样组织切片可见曲精细管玻璃样 变，不能产生精于，故不能生育。变，不能产生精于，故不能生育。4).4).体毛稀少，无胡须，无喉结，有体毛稀少，无胡须，无喉结，有1/4-1/31/4-1/3的病的病 人见男性女性型乳房。人见男性女性型乳房。三三.46XX.46XX男性男性.发现：发现：19641964年年Dela ChapelleDela Chapelle发现这类病人具有男性表发现这类病人具有男性表型，而核型却为型，而核型却为4646，XX,XX,该病为性反转综合征该病为性反转综合征,染色体染色体核型与表型相反，其内生殖器均为男性。核型与表型相反，其内生殖器均为男性。.临床表现：临床表现：为身材矮小，阴茎外型正常或接近正常，精液量为身材矮小，阴茎外型正常或接近正常，精液量少或末见精子，睾丸小，有性功能但不育。少或末见精子，睾丸小，有性功能但不育。.发病率：发病率：l l250025001 12000020000。.原因：原因：这类病人基因组中有这类病人基因组中有Y Y染色体染色体DNADNA，其来源是精子，其来源是精子发生过程中在第一次减数分裂时出现发生过程中在第一次减数分裂时出现Y Y不等交换的不等交换的结果。结果。大约有大约有8080的的4646，男性中，其，男性中，其1 1条条X X染色体的染色体的短臀末端带有不等的短臀末端带有不等的YpYpDNADNA。四四.睾丸女性化综合征睾丸女性化综合征1.1.核型：为核型：为4646，XYXY，2.2.特征及症状：腹腔或腹股沟内有睾丸，但外观是特征及症状：腹腔或腹股沟内有睾丸，但外观是“典典型型”女性，青春期后乳房、外阴均发育良好。常女性，青春期后乳房、外阴均发育良好。常 因原发闭经、不育等来求治而被发现因原发闭经、不育等来求治而被发现3.3.原因：原因：患者有患者有Y Y染色体，在睾丸决定因子的作用下形成睾染色体，在睾丸决定因子的作用下形成睾丸并可产雄性激素，但由于基因突变，缺少睾丸酮丸并可产雄性激素，但由于基因突变，缺少睾丸酮受体，靶组织细胞对睾丸酮不起反应，因而不能产生受体，靶组织细胞对睾丸酮不起反应，因而不能产生男性外生殖器。也不能分化发育成女性生殖器。男性外生殖器。也不能分化发育成女性生殖器。青春期后患者睾丸可发生恶性变化，且随年龄增大其青春期后患者睾丸可发生恶性变化，且随年龄增大其恶变率也随之增高，故早期手术切除睾丸是很必要的。恶变率也随之增高，故早期手术切除睾丸是很必要的。五、五、YYYY男性男性1.1.发现：发现：19611961年年sangbergsangberg首次报道首次报道YYYY男性核型男性核型.特征及症状：特征及症状：身材大多超过身材大多超过180cm180cm。多数病人能育。少。多数病人能育。少数病人生殖器发育不全，精子发生部分或全部数病人生殖器发育不全，精子发生部分或全部停止，睾丸异位，甚至可见尿道下裂。多数病停止，睾丸异位，甚至可见尿道下裂。多数病人激素分泌水平无明显改变。部分病人有轻度人激素分泌水平无明显改变。部分病人有轻度智力发育迟缓。智力发育迟缓。.发病率：发病率：男性中该病发病率为男性中该病发病率为.11.11.行为：行为：一些患者举止异常，行为性格失调，容易冲动，一些患者举止异常，行为性格失调，容易冲动，自控能力差，犯法年龄早但很少有杀人等恶性事件发自控能力差，犯法年龄早但很少有杀人等恶性事件发生。生。精神病医院和拘留所中患者比例大大增高精神病医院和拘留所中患者比例大大增高(约占男约占男性的性的3 3)。.原因：原因：一般认为该病是父源染色体不分离造成的，即在一般认为该病是父源染色体不分离造成的，即在第二次减数分裂中发生不分离而形成第二次减数分裂中发生不分离而形成YYYY精子。精子。六六.多综合症多综合症1.1.核型：核型：这类患者中以这类患者中以4747，最为常见，最为常见，l959l959年年JacobsJacobs首先描述并定名为首先描述并定名为“超雌超雌”.发病率：发病率：在女性人群中，发病率为在女性人群中，发病率为.08.08。.特征及症状：特征及症状：1).1).三患者多数表型和生育能力均正常；三患者多数表型和生育能力均正常；2).2).部分病人出现月经失调，继发闭经、月经减部分病人出现月经失调，继发闭经、月经减 少及早期绝经。少及早期绝经。3).3).约有约有1 13 3病人智力稍低于正常人，这类患者病人智力稍低于正常人，这类患者 易患精神分裂症。易患精神分裂症。4.48,xxxx4.48,xxxx亦有报道亦有报道,其临床症状比其临床症状比47,xxx47,xxx病人病人严重得多。严重得多。1).1).主要表现为智力发育迟缓明显主要表现为智力发育迟缓明显:智商在智商在50-10050-100之间；之间；2).2).卵圆型脸，眼距宽，眼裂上外斜；骨关节异卵圆型脸，眼距宽，眼裂上外斜；骨关节异常，驼背持别是髋关节脱位挠尺骨联合；常，驼背持别是髋关节脱位挠尺骨联合；月经失调等症状，外生殖器、乳房一般发育月经失调等症状，外生殖器、乳房一般发育正常，部分能育，但易产生畸形儿。正常，部分能育，但易产生畸形儿。此外，还有此外，还有4949，的报道，其临床，的报道，其临床症状比上述病例更为严重。症状比上述病例更为严重。第三节第三节 性连锁遗传性连锁遗传性连锁遗传：性连锁遗传：定位在性染色体上的基因随着该染色体的定位在性染色体上的基因随着该染色体的行动而传递称性连锁遗传。行动而传递称性连锁遗传。男性只有男性只有1 1条染色体和条染色体和Y Y染色体染色体,Y,Y染色体较小染色体较小,没有与没有与X X染色体相对应的等位基因，因此，染色体相对应的等位基因，因此，X X染染色体上任何基因突变，凡男性都将表达。色体上任何基因突变，凡男性都将表达。Y Y染染色体上的基因，均由父亲传给儿子而不会在女色体上的基因，均由父亲传给儿子而不会在女儿中表达。这就是性连锁遗传的特点。儿中表达。这就是性连锁遗传的特点。1.Y 1.Y连锁遗传连锁遗传 1).Y1).Y连锁遗传连锁遗传 2).2).常见常见Y Y连锁遗传连锁遗传 3).Y 3).Y连锁遗传的分析及特点连锁遗传的分析及特点 2.X 2.X连锁遗传连锁遗传:1).X 1).X连锁遗传连锁遗传 2).2).常见常见X X连锁遗传连锁遗传(致病基因致病基因)3).X 3).X连锁遗传的特点连锁遗传的特点 1.Y1.Y连锁遗传连锁遗传1).Y1).Y连锁遗传连锁遗传:位于位于Y Y染色体上染色体上(差别区段差别区段,X,X上没上没有对应的等位基因有对应的等位基因)基因的遗传基因的遗传2).2).常见常见Y Y连锁遗传连锁遗传:正常基因正常基因:睾丸决定因子基因睾丸决定因子基因,H-Y,H-Y抗原基因抗原基因 致病基因致病基因:无精子症基因无精子症基因,外耳道多毛症基因外耳道多毛症基因 豪猪样皮肤基因和蹼跐基因豪猪样皮肤基因和蹼跐基因3)Y3)Y连锁遗传的分析及特点连锁遗传的分析及特点:(1)(1)蹼跐遗传方式的分析蹼跐遗传方式的分析 Y Yb-b-蹼跐基因蹼跐基因 双亲双亲:XX :XX XYXYb b 卵细胞卵细胞 精细胞精细胞 X X X X Y Yb b子女子女 X X X Y X X X Yb b 女儿正常女儿正常 儿子蹼跐儿子蹼跐(2)(2)遗传特点遗传特点:致病基因只随致病基因只随Y Y染色体遗传染色体遗传,该家族男性都带有致病基该家族男性都带有致病基 因该家族所有男性都为患者因该家族所有男性都为患者,而男女儿都正常而男女儿都正常 2.X 2.X连锁遗传连锁遗传1).X1).X连锁遗传连锁遗传:位于位于X X染色体差别区段上基因染色体差别区段上基因(Y(Y染色体染色体上没有相应的等位基因上没有相应的等位基因)的遗传。的遗传。2).2).常见常见X X连锁遗传连锁遗传(致病基因致病基因):):(1).X(1).X连锁隐性遗传连锁隐性遗传:A:A型血友病型血友病,红绿色盲和白病红绿色盲和白病(2)X(2)X连锁显性遗传连锁显性遗传:遗传性慢性肾炎。遗传性慢性肾炎。例例1.1.白化病的遗传分析白化病的遗传分析(1)(1)白化病基因白化病基因:正常基因正常基因X XA A突变为突变为X Xa a:a:a只位于只位于X X差别区差别区 段段,Y,Y上没有相应等位基因上没有相应等位基因,故命名为故命名为X Xa a。X Xa a X Xa a/X Xa aY Y个体个体:不能合成黑色素不能合成黑色素,故皮故皮肤白色肤白色,并有其它并发症。并有其它并发症。白化病也不多见白化病也不多见,只存在本家系只存在本家系,其他家其他家系一般不携带白化病基因系一般不携带白化病基因X Xa a。(2).(2).白化病的遗传白化病的遗传(1).X(1).Xa aY x XY x XA AX XA A (3).X (3).XA AY x XY x XA AX Xa a 精精 卵卵 1/2 X 1/2 Xa a X XA A 1/2 X 1/2 XA A 1/2 X1/2 Xa a 1/2 Y 1/2 Y 1/2 X 1/2 Y 1/2 Y 1/2 XA A 子子 女女正常正常:X Xa a X XA A 1/4 1/4 X XA AX Xa a 1/41/4X XA A X XA A X Xa a X XA A 1/4 1/4 YXYXA A白化病白化病:0 1/4:0 1/4 Y XY Xa a例例1.A1.A型血友病的遗传分析型血友病的遗传分析(1).A(1).A型血友病基因型血友病基因:正常基因正常基因X XH H突变为突变为X Xh h:h:h只位于只位于X X差别区差别区段段,Y,Y上没有相应等位基因上没有相应等位基因,故命名为故命名为X Xh hX Xh h X Xh h/X/Xh hY Y个体个体:不能合成凝血因子不能合成凝血因子,一一 旦出血则不能旦出血则不能 止血止血A A型血友病十分罕见型血友病十分罕见,只存在本家系只存在本家系,其他其他家系一般不携带家系一般不携带A A型血友病基因型血友病基因X Xh h(2).A(2).A型血友病的遗传型血友病的遗传 XhYXHYXHXhXH XHXhYXHYXHYXH XHXH XHXHYXHXhXHXhXHY3).X3).X连锁遗传的特点连锁遗传的特点(1).(1).外祖父的遗传性状通过女儿传外祖父的遗传性状通过女儿传 给外孙给外孙(2).(2).呈隔代遗传呈隔代遗传(3).(3).与性别有关与性别有关,且多在男性表现且多在男性表现