在男性和女性的体细胞中,性染色体的组成是不相同的。男性有一条X染色体和一条Y染色体,女性却有两条X染色体。由于Y染色体较X染色体短小得多,因此,在男、女体细胞中一些位于X染色体上的X连锁基因便存在着数量差异。那么,位于X染色体上这些基因的表达产物,例如,抗血友病球蛋白(第Ⅷ因子)在男、女之间是否也存在数量上的差异呢?事实上并非如此。
(一)X染色质
1949年Barr等在雌猫的神经细胞间期核中发现紧贴核膜内缘有一深染的小体,称为Barr小体,而雄猫的细胞中则没有。1954年Moone和Barr在女性口腔颊膜细胞核中也发现了相似的深染小体,称为X染色质(或X小体),而男性则无。为此1966年Lyon M.F提出了一个失活X假说,即Lyon假说,其要点如下。
1.女性的两条X染色体中,只有一条有转录活性,另一条无转录活性,无转录活性的X染色体在间期细胞核中螺旋化而呈异固缩状态,形成一个大小约为1μm、紧贴于核膜内缘的浓染小体,即X染色质,又称Barr小体(图2-4)。这样,男女体细胞中的X连锁基因产物在数量上就基本相等了,这种现象称为剂量补偿。一个体细胞中不论有几条X染色体,都只有一条X染色体有活性,其余的X染色体均没有转录活性,形成X染色质。
图2-4 X染色质和Y染色质
A.X染色质;B.Y 染色质
2.异固缩而失活的X染色体可以来自父亲,也可以来自母亲,即失活是随机发生的。
3.异固缩最早发生于胚胎发育的早期(人胚第16天)。此后,分裂所产生的细胞中,将保持同样的失活特点,即如果一个细胞中呈异固缩的X染色体是父源的,那么,由它分裂而来的所有细胞中,呈异固缩的X染色体也都是父源的。
应用Lyon假说,可以帮助人们诊断性染色体异常的疾病,有助于理解临床上有关性连锁隐性遗传病女性杂合子发病的问题。近年来的研究表明,X染色体失活现象的机制是十分复杂而多样的。失活的X染色体上并不是所有的基因都失去了转录活性,即某些基因并不随X染色体的失活而失活。而有活性的X染色体上也不是所有的基因都有转录活性(图2-5)。
图2-5 X染色体上失活基因和逃避X失活基因
(二)Y染色质
男性的体细胞中只有一条有转录活性的X染色体,所以,无X染色质。但是,男性的体细胞中有一条Y染色体,如果用荧光染料盐酸阿的平(QH)染色后,在间期细胞核中,可以看到一个直径约0.3μm的强荧光小体,它是Y染色体长臂的一部分(Yq12),因此,称为Y染色质(或Y小体)(图2-4)。一个Y染色质代表一条Y染色体,它只存在于正常男性的细胞中,而正常女性的细胞中则无此小体。
X染色质和Y染色质在鉴定一个人的性别上是有作用的。这种细胞核中染色质的性别差异,称为核性别(nuclear sex)。
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