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关于果蝇的Y染色体的介绍

2022.10.03

  多种动物精母细胞染色体上可以看到周围有绒毛状的结构,提示精子发生中存在灯刷期。多种果蝇其生长期的初级精母细胞中的灯刷样结构比较典型,研究得也最为清楚。

  果蝇精母细胞第一次成熟分裂到双线期,在某一染色体上会出现成对的侧环。由于XO型的果蝇的精母细胞中不具侧环,而XYY果蝇的精母细胞中侧环数目加倍,因而很容易判定只有Y染色体是灯刷染色体。Y染色体在减数分裂中不配对,所以和两栖类的不同,果蝇的灯刷染色体不是二价体。果蝇的 Y染色体共有平均长度为50微米 的5对侧环,每对侧环都有专门的名称。

  环套

  位于染色体短臂上的一对侧环。DNP轴含260千碱基对(kb),在超薄切片上可见其上有直径为40纳米的RNP颗粒,是典型的灯刷样侧环。

  杵状环

  位于长臂近着丝粒处,带有2个体积很大的杵状体故名。杵状体由0.2~1微米的蛋白质球体和弥散的纤丝物质组成。这对侧环是否象灯刷侧环那样正在转录,目前还缺乏染色质铺展实验的证据。

  管状带

  这对侧环在光学显微镜可见由含致密小颗粒的弥散物质组成。在电子显微镜下可见弥散物质由直径35纳米的小管组成,而致密的颗粒由小管紧密包装而成。铺展实验表明管状带的结构类似灯刷侧环。

  假核仁

  这对侧环具有大的假核仁和前后各一个假核仁球部,两者超微结构相似,均由纤丝物质组成,其中含有小的 RNP颗粒。铺展实验中可见转录本长达1000kb,说明这对侧环上可能只有一个转录单位。

  丝状体

  位于长臂端部,由两部分组成。远端的弥散部分由纤丝组成,其中分布着35~40纳米的富含RNP的颗粒,一端与假核仁球部相接;近端的致密部分由紧密包装的纤丝组成,无RNP颗粒。铺展实验证明DNP轴上有长约500kb的转录单位。果蝇灯刷染色体的侧环活跃地合成其他染色体不能合成的一种对生育必不可少的RNA。没有Y染色体的XO型雄果蝇是完全不育的。Y染色体有缺陷的果蝇精子发生中出现的形态学异常是十分多样的:精子细胞在伸长时生长受阻;精子中细胞器格局被打乱以及这些细胞器出现种种异常。这就说明侧环上的基因的机能(即Y染色体雄性生育因子)不是为这些细胞器分化时所需的某一蛋白质编码,而是调节着细胞生长和精子细胞器的自我装配。而且这种Y染色体畸形的果蝇,其精子发生受阻在早期或晚期,取决于缺少哪一对侧环。这提示不同的生育因子可能依次地作用于精子形成的不同的阶段。

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