着丝粒结构与功能研究的新进展

着丝粒是真核生物染色体的显著特征。在细胞有丝分裂和减数分裂中, 着丝粒作为保证染色体正常分裂并分离到子细胞的结构和功能元件, 参与了同源染色体配对、姐妹染色单体黏合、分离及分裂后期启动的调控等。本文对近年来着丝粒结构和功能研究的新进展进行了概述。     

着丝粒结构与功能研究的新进展

着丝粒是真核生物染色体的显著特征。在细胞有丝分裂和减数分裂中,着丝粒作为保证染色体正常分裂并分离到子细胞的结构和功能元件,参与了同源染色体配对、姐妹染色单体黏合、分离及分裂后期启动的调控等。本文对近年来着丝粒结构和功能研究的新进展进行了概述。     

染色体的着丝粒和着丝动粒

染色体的着丝粒和着丝动粒长期以来被看作是同一种结构,这两个词常被作为同义语使用。最近以来,一些作者强调指出,它们在结构上是互相有区别的。虽然它们都位于染色体的主缢痕处,但是在空间上和功能上是关系密切而又截然不同的两种结构。着丝粒(Centromere)在电子显微镜下观察着丝粒所呈现的是一个具有少量染色体纤维的区域,是两条染色单体的纤维互相混合的地方。着丝粒区通常含有高度重复的DNA,而且可看到电子密度高的粒状结构。在具中部着丝点染色体上,着丝粒区有四个粒状结构,每条染色单     

为什么等位基因有时在减Ⅱ时分离?

答:这是因为在减数分裂中第一次分裂的四分体时期,同源染色体的非姊妹染色单体间交叉互换对应片段,使位于这部分的基因从一条染色体上移到另一条染色体上,结果使不同染色体上的等位基因就存在于一条染色体的两个染色单体上,在第二次分裂中,着丝点分裂,基因就随两个染色单体的分开而分离。见下图。     

水稻减数分裂同源染色体分离机制研究新进展

与有丝分裂不同,减数分裂染色体复制一次,细胞分裂两次。这种质的差异与染色体臂上及着丝粒处黏着蛋白的分步消失有关。染色体臂上黏着蛋白在减数第一次分裂消失是保证同源染色体分离的前提;而着丝粒处黏着蛋白的维持是保证姊妹染色单体在减数第二次分裂才相互分开。shugoshin是一个着丝粒定位的蛋白,其主要功能是保护姊妹染色单体着丝粒区域黏着蛋白在减数第一次分裂过程中不被降解。shugoshin蛋白在真核生物中具有较高的保守性,上世纪90年代在果蝇中首先发现了shugoshin蛋白(Mei-S332),然而其功能在不同物种中有了进一步分化。     

香榧体细胞中着丝粒散开的诱发

香榧离体幼根用对二氯苯饱和水溶液在室温(15℃左右）下处理24小时,再放人3℃冰箱中24小时,然后在3℃,冷水中16小时,多次诱发了中期染色休的着丝粒散开,诱发频率平均为3.24%。此外对着丝粒散开由点状空泡向较大空泡发展的各期形态作了描述。     

细胞有丝分裂时有关核仁组织者染色体随机分离的探讨

细胞在减数分裂时非同源染色体随机分配 是遗传学基本原则之一,细胞有丝分裂时染色 单体分离相信也是随机的。近来对其分离随机 性问题得出不同结果,如Martin, Bobrow[31认 为核仁组织者（NORs）染色体分离是非随机 的。探讨人的,对（D组13-15和G组21一 22)端着丝粒染色体分离的随机性对核仁形成、 功能和遗传疾病都有重要意义【1,21。为此,我们 对8例正常健康男人组成随体联合染色体分离 的随机性进行了观察分析。     

18例正常人外周血琳巴细胞染色体随体联合值的分析

在人类有丝分裂中期细胞内,常见近端着 丝粒染色体通过其短臂形成联合,这种现象称 为随体联合（satellite associations) [71。间期细胞 中;该区域转录45S rRNA,并聚集形成核仁, 所以把此区称核仁形成区(NOR)"'。随体联 合频率异常增加,可能与近端着丝粒染色体不 分离或易位有关。随体联合频率变化与染色体 不分离和易位关系、是否随机发生、影响联合频 率变化的因素、以及变化可能导致的后果已成 为多年来探讨的课题。 近端着丝粒染色体参与联合随机性已有报 道,但结论有不同。一些研究者认为近端着丝 粒染色体参与联合是随机的〔a1.s另一些研究者 认为,某些特定的端着丝粒染色体更易形成联 合[31。国内有关正常人外周血淋巴细胞端着丝 粒染色体随体联合报道尚少。现将18例正常 人外周血3,600个中期淋巴细胞分裂相中端着 丝粒染色体随体联合观察值报道如下。     

虫草蝙蝠蛾的有丝分裂染色体特性

本文首次报道虫草蝙蝠蛾（鳞翅目，蝙蝠蛾科，蝙蛾属）的有丝分裂染色体核型。应用醋酸分离和热干燥技术，研究了云南的两种虫草蝙蝠蛾Hepialus zhayuensis Chu er Wang Hepialus sp.的有丝分裂染色体，　他们的染色体数目为2n=64。在有丝分裂的早中期染色体上清晰地呈现出散漫着丝粒。然而，分裂中期和较晚的中期阶段，每条染色体裁都具有显著的初级着丝粒（即主缢痕）。他们的雄性中期核型都有一对典型的异型性染色体，X染色体着色稍淡，且都具中或亚中着丝粒；Y染色体比X染色体长，染色很深。 在胸性的分裂间期细胞中，观察到异固缩性染色质体，此异固缩体是Y染色体。     

石貂的染色体研究

本文对分布在我国的石貂北方亚种染色体进行了较详细的研究。结果表明２ｎ＝３８,核型为１４（Ｍ）＋４（ＳＭ）＋１８（ＳＴ）,ＸＹ（Ｍ,Ａ）。Ｃ－带显示该亚种的一些染色体着丝粒区域结构异染色质弱化或消失。Ｎｏ,９染色体的短臂完全异染色质化;Ｘ染色体长臂丰出现插入杂色质带;Ｙ为完全结构异染色质组成。     

染色体移动复合物的结构、定位与功能

染色体移动复合物主要由蛋白激酶Aurora B、内层着丝粒蛋白、存活蛋白及蛋白Borealin组成。它在细胞分裂的不同阶段,能及时精确地定位到相关部位并作用于相应底物;具有调节染色质组蛋白磷酸化,控制姐妹染色单体的粘着、分离,参与分裂纺锤体组装及其对染色体的捕捉,纠正动粒与微管间不适当附着,将染色体精确分配到子细胞及促进胞浆分离等重要功能。文章简要介绍了染色体移动复合物的结构成分,在染色体臂部、内层着丝粒及纺锤体中区的定位过程,及其定位在不同部位的相应功能。     

着丝粒核小体结构研究进展

着丝粒是构成真核生物染色体的必需元件。在细胞有丝分裂或减数分裂时,微管通过动粒与染色体着丝粒连接,参与细胞分裂的染色体分离与分配过程,使染色体平均分配到子细胞中。构成着丝粒的基本单位是着丝粒特异的核小体,与常规核小体不同的是着丝粒核小体中的组蛋白H3被其变种——着丝粒组蛋白H3所替换。最近几年,着丝粒核小体的结构成为细胞生物学研究的热点之一。该文综述了最近在多种真核生物研究中,通过体外和体内实验,提出的着丝粒核小体结构的八聚体、六聚体、同型四聚体以及半八聚体模型,并对着丝粒核小体结构的动态模型与功能的关系进行了探讨。     

赤麂外周血淋巴细胞常染色质和异染色质中姐妹染色单体交换的分布

姐妹染色单体交换(SCE)是一种染色体结构畸变。当培养细胞在5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)存在下,经过两个复制周期,在第二次分裂染色体(M_2)的一条单体中,DNA双链的胸腺嘧啶均为其同类物溴尿嘧啶所替代,而另一条染色单体只替代了一股链的胸腺嘧啶。当以某些荧光染料处理(Latt,1973)或荧光染料配合Giemsa染色(Perry and Wolff,1974)或用改良的Giemsa染色(Korenberg and Freedlender,1974)吋,全替代的染色单体呈暗荧光或染色较浅;半替代的染色单体发出较亮的荧光或染色较深。因此能比较容易     

毛冠鹿种内异染色质变化与染色体多态

采用原代和传代培养方法对8头毛冠鹿(Elaphodus cephalophus)的皮肤细胞进行了染色体研究,发现了一种核型与以前所报道的几种核型不一致,确定为一新核型。在该核型中,染色体众数2n=47,2条X染色体异型,一条为端着丝粒,另一条为近端着丝粒。C-带显示该核型中异染色质除了分布在2条X染色体长臂中之外,在第一对大的端着丝粒染色体中的一条近着丝粒区出现一异染色质“柄”。结合C-带及薄层扫描结果对毛冠鹿种内常染色体、性染色体中异染色质的含量和分布与染色体多态的关系进行了探讨。     

哺乳动物姐妹染色单体互换检测化学物质诱变性及同Ames氏法相比较

1973年,Latt用哺乳动物细胞在含有5-溴脱氧尿嘧啶核苷(Brdu)的培养液中接连进行两次有丝分裂,然后用荧光染料染色,使有丝分裂中期染色体的一条染色单体荧光强,另一条染色单体荧光弱,并检出了两条姐妹染色单体之间的互换(姐妹染色单体互换简称SCE)。翌年,Parry 和Wolff 以及Korenberg 等用     

植物功能着丝粒DNA研究进展

着丝粒（centromere）是真核生物染色体的重要功能结构。在细胞有丝分裂和减数分裂过程中,着丝粒通过招募动粒蛋白行使功能,保障染色体正确分离和传递。真核生物中,含有着丝粒特异组蛋白的CenH3区域被定义为功能着丝粒区,即真正意义上的着丝粒。近年来,借助染色质免疫沉淀技术,人们对功能着丝粒DNA开展了深入研究,揭示其组成、结构及演化特征,并发现功能着丝粒区存在具有转录活性的基因,且部分基因具有重要生物学功能。由于存在大量重复DNA,着丝粒演化之谜一直未能完全揭示。对植物功能着丝粒DNA序列研究进展进行了概述,并重点阐述了着丝粒重复DNA研究的新方法和新进展,以期为深入开展相关研究提供借鉴。     

甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种的减数分裂观察

在甘蓝型油莱与诸葛菜属间杂种细胞减数分裂中,观察到两种类型的染色体分离方式。第一种,细胞内的３１条染色体呈两组分离,其中１９条染色体至细胞一极,１２条染色体至另一极;且在两极的染色体进行分裂,产生４个核,两个具有１９条染色体,另两个具有１２条染色体。故杂种细胞通过这种染色体分离方式,可同时产生具有１９与１２条染色体的两类配子。杂种细胞内发生的这种染色体行为,极有可能与来自两个亲本种的染色体组相关;即在细胞两极的１９与１２条染色体分别来自甘蓝型油菜与诸葛菜。第二种,在后期Ｉ至末期Ｉ,花粉母细胞内以６个二价体形式出现的１２条染色体被落后在赤道板附近,而被排斥在末期核之外。这些落后二价体很有可能来自诸葛菜。因此,在杂种细胞减数分裂中,来自两个亲本种的染色体组被分开。文中还对染色体组分开的遗传意义等进行了讨论。     

问题解答

问细胞有丝分裂时期的纺锤体是由什么东西组成,又是怎样形成的? 答纺锤体中除了凝集的染色体外,主要是微管组成的,包括着丝粒微管,极间微管和星体微管,在中学课本上分别称为染色体丝、极丝和星射线(图11)。微管是直径约22毫微米的空心纤维。构成微     

尾斑瘰螈的核型和C带研究

用常规Giemsa染色和BSG技术研究了尾斑瘰螈的核型和C带。该螈的染色体数 为2n=24,包括9对中部着丝粒染色体和3对亚中部着丝粒染色体(Nos. 7、10、11);BSG显带处理后全部染色体都显示了弱的着丝粒带,同时还显示了46条近着丝粒区插入带; 其核型和C带均不同于已研究过的国内蝾螈科动物,未发现与性别有关的异形色体。     

温度对BrdU—标记的CH0细胞染色体形态学的影响

培养的细胞在5-溴脱氧尿嘧啶核苷(BrdU)存在下,经过两个复制周期,在第二次分裂细胞染色体的一条单体中,DNA双链的胸腺嘧啶均为其同源物溴尿嘧啶所替代,而另一条染色单体只替代一股链的胸腺嘧啶,因而当用荧光染料33258 Hoechst处理,或荧光染料配合Giemsa染色,或用加热的磷酸盐溶液处理,Giemsa染