人类X染色质的制备与观察

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1、遗传学实验山东大学生命科学学院13级临八人类X染色质的制备与观察摘要：人类X染色质（巴氏小体）是由雌性哺乳动物体细胞中失活的X染色体在间期细胞核中呈异固缩状态（染色质高度螺旋化），形成直径约1μm，贴近于核膜边缘的染色小体。根据X染色体失活与Lyon假说，雌性哺乳动物的两条X染色体中，只有一条X染色体有转录活性，另一条X染色体无转录活性，呈固缩状，形成X染色质。失活发生在胚胎发育早期，且失活是随机的。本实验以人口腔颊部粘膜细胞、发根毛囊细胞为材料制备X染色质标本，通过硫瑾染色、压片等方法观察巴氏小体。本次试验的目的是掌握鉴定人类X染

2、色质的方法，在显微镜下正确识别X染色质，即Barr小体的形态特征及所在部位，了解X染色体失活的有关假说以及为失活X染色体上的基因所控制的遗传性状地特点。1.引言1.1巴氏小体人类有23对染色体，其中22对为常染色体，另一对为性染色体。女性为XX，男性为XY。X与Y染色体有一部分是同源的，在减数分裂时可以相互配对，其余部分则不同源。Y染色体含有很少的基因，而X染色体则含有大量的基因。男性与女性的常染色体数目是一样的，所含有的基因数目也相等；但是女性含有两条X染色体，而男性一条X一条Y，因此女性性染色体所携带的基因剂量远高于男性，然而研

3、究发现女性伴性遗传基因的表达剂量与男性是大体相同的，其原因可以用剂量补偿效应解释。剂量补偿效应(dosagecompensationeffect)的定义:在XY性别决定机制的生物中，使性连锁基因在雌、雄性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应。也就是说，在雌性和雄性细胞里，由X染色体基因编码产生的酶或其它蛋白质产物在数量上相等或近乎相等。剂量补偿存在两种情况，雌性哺乳动物一条X染色体异染色质化(失活)，只有一条X染色体具有活性，使雌雄动物虽然X染色体数目不同但基因产物的剂量是平衡的；另一种是X染色质的转录速率不同，如果蝇雌性细胞中

4、两条X染色体都有活性，但它们的转录速率低于雄性细胞X染色体的转录速率。1949年M.L.Barr等研究发现雌猫神经元细胞核膜内有凝缩的深染小体，而雄性个体细胞中则没有，这一结构被称为巴氏小体(Barrbody)。进一步研究发现：所有哺乳类雌体细胞中都可以见到这一结构。巴氏小体是由雌性哺乳动物体细胞中X染色质随机失活形成的，在间期细胞核中呈异固缩状态(染色质高度螺旋化)，浓缩、染色深、无活性,贴近于核膜边缘的染色小体。细胞分裂期可形成正常的染色体形态；复制时间比有活性的X染色体稍迟一些。1.2莱昂假说(Lyonhypothesis)1

5、961年,MaryLyon提出了阐明哺乳动物剂量补偿效应和形成巴氏小体的X染色体失活的假说。假说的主要内容包括：①乳动物雌性个体两条X染色体的其中一条在受精后失活。②两条X染色体中哪一条失活是随机的；在同一哺乳动物的体细胞中，有些父源X染色体失活,有些为母源失活。③失活在胚胎早期发生(人类在胚胎发育16天时)，某一个细胞的X染色体一旦失活，这个细胞的所有后代细胞中该X染色体均处于失活状态。当生殖细胞形成时,失活的染色体可恢复。④杂合体雌性在伴性基因的作用上是嵌合体，即某些细胞中来自父方的伴性基因表达，某些细胞中来自母方的伴性基因表达

6、，这两种细胞随机镶嵌存在。1遗传学实验山东大学生命科学学院13级临八虽然大量的证据表明了莱昂假设的正确性，但仍存在一些问题。比如既然女人只有一条X染色体是有活性的，那么XXX和XO的女性也只有一条X染色体有活性，那么为什么会出现异常呢？近年来研究发现：X染色体为局部失活，部分基因不同程度表达；X染色体失活并非随机失活；在生殖细胞发生中，失活X染色体回复活性。X染色体失活始于胚胎发育早期，在X染色体长臂靠近着丝点的一段序列控制X染色体的失活，称为X染色体失活中心（XIC）。X失活中心Xic(X-inactivationcenter,)

7、是一个顺式作用位点,包含辨别X染色体数目的信息和Xist基因。Xic长约1Mb，包括4个已知基因：Xist、Xce、Tsix和DXPas34。其中，Xist是X染色体失活特异性转录因子；Xce在基因组中的组成与X染色体随机失活的选择有关。Barr小体的数目=n-1(n为X染色体数目)正常女人的体细胞间期核中Barr小体为1；正常男人的体细胞间期核中Barr小体为0；XXX女人的体细胞间期核中Barr小体为2，XXXX女人的体细胞间期核中Barr小体为3。正常女性口腔粘膜细胞中，X染色质约15%左右，平均16.4%，不超过30～35%

8、，仅含1个X染色质。男性只有0～3%，平均0.7%。2.材料和方法2.1实验材料2.1.1生物材料：人体口腔颊部上皮细胞，人体发根毛囊细胞。2.1.2仪器及试剂：显微镜、解剖针、牙签、镊子、载玻片、盖玻片、硫堇、1mol/LHCl、蒸