遗传病-拟常染色体

概念

拟常染色体区(Pseudoautosomal Region,简称 PAR),是位于人类 X 染色体和 Y 染色体两端的一段 DNA 序列。虽然它们位于性染色体上,却与常染色体具有相同的同源性,能够在减数分裂时进行交叉互换,因而得名“拟常染色体”。分为PAR1和PAR2两部分,拟常染色体区上已发现至少29个基因,这些基因表达类似常染色体,而非性染色体的伴性遗传模式。
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区域

在人类基因组中,PAR 被划分为三段(PAR1、PAR2、PAR3),其中最常被提及的是 PAR1 与 PAR2:

  • 拟常染色体区在GRCh38 的位置是:

    | 名称 | 染色体 | 起始位点 | 结束位点 | 带 |
    | —- | ——- | ———– | ———– | —- |
    | PAR1 | X染色体 | 10,001 | 2,781,479 | Xp22 |
    | PAR1 | Y染色体 | 10,001 | 2,781,479 | Yp11 |
    | PAR2 | X染色体 | 155,701,383 | 156,030,895 | Xq28 |
    | PAR2 | Y染色体 | 56,887,903 | 57,217,415 | Yq12 |

  • 拟常染色体区在GRCh37的位置是:

    | 名称 | 染色体 | 起始位点 | 结束位点 |
    | —- | ——- | ———– | ———– |
    | PAR1 | X染色体 | 60,001 | 2,699,520 |
    | PAR1 | Y染色体 | 10,001 | 2,649,520 |
    | PAR2 | X染色体 | 154,931,044 | 155,260,560 |
    | PAR2 | Y染色体 | 59,034,050 | 59,363,566 |
    PAR1 长约 2.6 Mbp,PAR2 仅约 0.32 Mbp,合计约占 Y 染色体全长的 5%。

    意义

  • 染色体配对与重组
    在男性的第一次减数分裂(精子形成)过程中,X 与 Y 染色体只能在 PAR 区域进行联会(配对)并发生交叉互换。这是性染色体能够正确分离的关键机制。若缺失或异常,常导致不育或染色体异常。

  • 基因遗传方式
    PAR 区内的基因遵循常染色体的显性遗传规律,能够实现“男→男”传递,这种模式被称为假常染色体遗传(pseudoautosomal inheritance)。例如,位于 PAR 区的 SHOX 基因(负责身高发育)在男性和女性中均可表现出显性遗传特征。

  • 基因数量
    目前已在 PAR 区鉴定出约 29 个功能基因,涉及生长、发育、免疫等多个生理过程。它们的遗传方式与常染色体基因相同,因而在遗传咨询和疾病预测中具有重要价值。

涉及基因

所以拟常染色体区域的基因本身具有特殊性,比如他们会同时存在X染色体和Y染色体上,进而会有两个坐标位置。这也是我们在进行技术开发阶段需要特别注意的。

PAR1

以下是目前已发现在人类拟常染色体区PAR1区域的基因,共计16个。在老鼠基因体中,有些PAR1的转基因到了常染色体。

  • ASMT,控制乙酰复合胺O-甲基转移酶(Acetylserotonin O-methyltransferase),促进褪黑素生合成的酵素产生。
  • ASMTL,控制乙酰复合胺O-甲基转移酶的相关构型蛋白(Acetylserotonin O-methyltransferase-like protein)的生成。
  • CD99,可增加T细胞的胞间黏着,控制T细胞的细胞凋亡,且和细胞迁移有关。
  • CRLF2,和细胞因子的受体有关。
  • CSF2RA,控制粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(Granulocyte macrophage colony-stimulating factor)之受体的生成,与造血干细胞的诱导分化有关。
  • SFRS17A。
  • DHRSXY,翻译出的蛋白质为短链脱氢酶(Short-chain dehydrogenase)的一种。
  • GTPBP6,过度表现将影响口头表现,为克氏综合征的症状之一。
  • IL3RA,和三型白细胞介素有关。
  • P2RY8,和G蛋白偶联受体有关。
  • PLCXD1。
  • PPP2R3B,可翻译出一种蛋白磷酸酶(Protein phosphatase 2),该蛋白质为四种主要的丝氨酸-苏氨酸磷酸酶(Ser/Thr phosphatases)之一,也和细胞成长的负回馈有关。
  • SHOX,控制身体发育。
  • SLC25A6。
  • XG,控制红细胞表面的一种抗原。
  • ZBED1。

PAR2

以下是目前已发现在拟常染色体区PAR2区域的基因,共计3个,另有一个受关注的伪基因。

  • SPRY3
  • SYBL1
  • IL9R
  • CXYorf1,现改称WASH6P,被认为是伪基因,但因其靠近端粒而颇受关注。
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