人类X染色质的观察
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掌握观察与鉴别X染色质的简易方法,识别其形态特征及所在部位,为进一步研究人体染色体 的畸变与疾病提供参考条件。
二、 实验原理
1.发现
1949年,加拿大学者Barr等人在雌猫的神经元细胞核 中首次发现一种染色较深的浓缩小体,而在雄猫则没有这种结构。进一步研究发现,除猫外,其他雌性哺乳动物(包括人类)也同样有这种显示性别差异的结构。而且不仅是神经元细胞,在其他细胞的间期核中也可以见到这一结构。称之为巴氏小体,也称为X染色质。
正常女性的间期细胞核中紧贴核膜内缘有一个染色较深,大小约为1微米的三角形或椭圆形小体,即X染色质。间期核内X染色质的数目总是比X染色体的数目少1。正常女性有两条X染色体,因此只有一个X染色质;若有三条X染色体,就会有两个X染色质,余此类推。正常男性只有一条X染色体,所以没有X染色质。
2.莱昂假说
为什么正常男女之间的X染色质存在差异?女性两个X染色体上的每个基因座的两个等位基因所形成的产物,为什么不比只有一个X染色体半合子男性的相应基因产物多?为什么某一X连锁的突变 基因纯合子女性的病情并不比半合子的男性严重?1961年,Mary Lyon 提出了X染色体失活的假说,即Lyon假说对这些问题进行了解释。其实验依据是对小鼠X连锁的毛色基因的遗传学观察。发现雌性小鼠毛色杂合体不表现显性性状,也不是中间类型,而是显性隐性两种颜色嵌合组成斑点状(不是共显性)。而雄性小鼠却从不表现斑点状毛色,而是显性或隐性单一颜色的毛色。
Lyon假说的要点如下:
1)雌性哺乳动物体细胞内仅有一条X染色体是有活性的。另一条X染色体在遗传上是失活的,在间期细胞核中螺旋化而呈异固缩为X染色质。
2)X染色体的失活是随机的。异固缩的X染色体可以来自父方或来自母方。但是,一旦某一特定的细胞内的一个X染色体失活,那么此细胞而增殖的所有子代细胞 也总是这一个X染色体失活,即原来是父源的X染色体失活,则其子女细胞中失活的X染色体也是父源的。因此,失活是随机的,但是,是恒定的。
3)X染色体失活发生在胚胎早期,大约在妊娠的第16天。在此以前的所有细胞中的X染色体都是有活性的。
3. 剂量补偿:
细胞内的X染色体数目超过两条时,仍只有一条保持活性,其余的都形成异固缩的X染色质。正常男性只有一条X染色体,所以X染色质的数目为0。45,XO 性腺发育不全的患者虽然是女性,但是因为只有一条X染色体,所以细胞内无X染色质。一个细胞中所含的X染色质的数目等于X染色体数目减一。
剂量补偿:由于雌性细胞中的两个X染色体中的一个发生异固缩(也称为Lyon化现象),失去活性,这样保证了雌雄两性细胞中都只有一条X染色体保持转录活性,使两性X连锁基因产物的量保持在相同水平上。这种效应称为X染色体的剂量补偿。
需要指出的是,失活的X染色体上基因并非都失去了活性,有一部分基因仍保持一定活性,因此X染色体数目异常的个体在表型上有别于正常个体,出现多种异常的临床证状。如47,XXY的个体不同于46,XY的个体;47,XXX的个体不同于 46,XX的个体,而且X染色体越多时,表型的异常更严重。
三、 实验步骤
1.口腔颊部粘膜细胞巴氏小体观察
刮取颊部粘膜上皮细胞(用灭菌玻璃片)→涂片(两片45°角)→60%冰醋酸固定5分钟→吸去冰醋酸,用改良苯酚品红染色1-2分钟→压片→镜检
2.发根细胞巴氏小体观察
拔取带毛囊头发一段→45%冰醋酸解离5分钟→剥取毛囊→染色2-3分钟→压片观察
在女性间期细胞核内侧靠近核膜处有约1微米大小的反光极强的颗粒状亮点,即为巴氏小体。材料不同,观察结果可能有不同,且必须和核仁区别开来(核仁往往离核膜较远或接近核中央部位)。
四、作业
1.分别观察男女各50个可数细胞,计算显示X染色质所占百分比。
2.观察中选绘4-5个典型细胞,示明X染色质体的形成和部位。
正常女性口腔粘膜细胞中约30-50%有一个巴氏小体,男性则低于1-2%。
注意事项
1.刮口腔上皮前要漱口;
2.刮时用灭菌玻璃片的宽边,勿用一角,以免划破口腔;
3.第一次刮下的脱落细胞用酒精棉球擦去,在原位重复刮一下制片;
4.盛放酒精棉球的小广口瓶,瓶盖用完即时盖好;
5.涂片略干再加改良苯酚口红;
6.染色时间不要太长,否则核质着色深,X染色质体不易区分;
7.毛囊细胞要充分解离,压片前可先用解剖针敲片,使细胞解离;
8.可数细胞的标准:核质染色呈网状或颗粒状;核膜清晰,无缺损;染色适度,周围无杂质。
Y 染色质:正常男性的间期细胞用荧光染料染色后,在细胞核内可出现一荧光小体,直径为0.3微米左右,称为Y染色质。Y染色体长臂远端部分为异染色质,可被荧光染料染色后发出荧光。这是男性特有的,女性细胞中不存在。细胞中Y染色质的数目与Y染色体的数目相同。如核型为47,XYY的个体,细胞核中有两个Y染色质。
所用器材与药品
灭菌玻璃片 60%冰醋酸 45%冰醋酸 改良苯酚品红 酒精棉球