染色質(zhì)和染色質(zhì)
在男性和女性的體細(xì)胞中,性染色體的組成是不相同的。男性有一條X染色體和一條Y染色體,女性卻有兩條X染色體。由于Y染色體較X染色體短小得多,因此,在男、女體細(xì)胞中一些位于X染色體上的X連鎖基因便存在著數(shù)量差異。那么,位于X染色體上這些基因的表達(dá)產(chǎn)物,例如,抗血友病球蛋白(第Ⅷ因子)在男、女之間是否也存在數(shù)量上的差異呢?事實(shí)上并非如此。
(一)X染色質(zhì)
1949年Barr等在雌貓的神經(jīng)細(xì)胞間期核中發(fā)現(xiàn)緊貼核膜內(nèi)緣有一深染的小體,稱為Barr小體,而雄貓的細(xì)胞中則沒有。1954年Moone和Barr在女性口腔頰膜細(xì)胞核中也發(fā)現(xiàn)了相似的深染小體,稱為X染色質(zhì)(或X小體),而男性則無。為此1966年Lyon M.F提出了一個(gè)失活X假說,即Lyon假說,其要點(diǎn)如下。
1.女性的兩條X染色體中,只有一條有轉(zhuǎn)錄活性,另一條無轉(zhuǎn)錄活性,無轉(zhuǎn)錄活性的X染色體在間期細(xì)胞核中螺旋化而呈異固縮狀態(tài),形成一個(gè)大小約為1μm、緊貼于核膜內(nèi)緣的濃染小體,即X染色質(zhì),又稱Barr小體(圖2-4)。這樣,男女體細(xì)胞中的X連鎖基因產(chǎn)物在數(shù)量上就基本相等了,這種現(xiàn)象稱為劑量補(bǔ)償。一個(gè)體細(xì)胞中不論有幾條X染色體,都只有一條X染色體有活性,其余的X染色體均沒有轉(zhuǎn)錄活性,形成X染色質(zhì)。
圖2-4 X染色質(zhì)和Y染色質(zhì)
A.X染色質(zhì);B.Y 染色質(zhì)
2.異固縮而失活的X染色體可以來自父親,也可以來自母親,即失活是隨機(jī)發(fā)生的。
3.異固縮最早發(fā)生于胚胎發(fā)育的早期(人胚第16天)。此后,分裂所產(chǎn)生的細(xì)胞中,將保持同樣的失活特點(diǎn),即如果一個(gè)細(xì)胞中呈異固縮的X染色體是父源的,那么,由它分裂而來的所有細(xì)胞中,呈異固縮的X染色體也都是父源的。
應(yīng)用Lyon假說,可以幫助人們?cè)\斷性染色體異常的疾病,有助于理解臨床上有關(guān)性連鎖隱性遺傳病女性雜合子發(fā)病的問題。近年來的研究表明,X染色體失活現(xiàn)象的機(jī)制是十分復(fù)雜而多樣的。失活的X染色體上并不是所有的基因都失去了轉(zhuǎn)錄活性,即某些基因并不隨X染色體的失活而失活。而有活性的X染色體上也不是所有的基因都有轉(zhuǎn)錄活性(圖2-5)。
圖2-5 X染色體上失活基因和逃避X失活基因
(二)Y染色質(zhì)
男性的體細(xì)胞中只有一條有轉(zhuǎn)錄活性的X染色體,所以,無X染色質(zhì)。但是,男性的體細(xì)胞中有一條Y染色體,如果用熒光染料鹽酸阿的平(QH)染色后,在間期細(xì)胞核中,可以看到一個(gè)直徑約0.3μm的強(qiáng)熒光小體,它是Y染色體長(zhǎng)臂的一部分(Yq12),因此,稱為Y染色質(zhì)(或Y小體)(圖2-4)。一個(gè)Y染色質(zhì)代表一條Y染色體,它只存在于正常男性的細(xì)胞中,而正常女性的細(xì)胞中則無此小體。
X染色質(zhì)和Y染色質(zhì)在鑒定一個(gè)人的性別上是有作用的。這種細(xì)胞核中染色質(zhì)的性別差異,稱為核性別(nuclear sex)。
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