性染色体与非整倍体

性染色体决定性别，并带来剂量问题，细胞通过使一条X染色体失活来解决此问题，而染色体分离错误则会产生非整倍体，其影响取决于所涉及的染色体。

Definition

非整倍体是指个体染色体数目异常，通常是多一条或少一条，而性染色体是决定性别的染色体，并通过X染色体失活进行剂量补偿。

Scope

本主题涵盖染色体性别决定和Y染色体的作用、X染色体失活作为剂量补偿、不分离机制、主要的常染色体非整倍体（如21三体）以及包括特纳综合征和克莱恩费尔特综合征在内的性染色体非整倍体。它探讨了染色体数目异常和性染色体的特殊生物学；结构变化在相邻主题中讨论。

Core questions

• 性染色体如何决定性别？Y染色体在其中扮演什么角色？
• X染色体失活如何平衡两性之间的基因剂量？
• 不分离如何产生非整倍体配子和后代？
• 为什么不同的非整倍体具有如此不同的存活率和表型？

Key concepts

• 染色体性别决定和Y染色体
• X染色体失活和剂量补偿
• 减数分裂和有丝分裂中的不分离
• 常染色体三体和单体
• 性染色体非整倍体

Mechanisms

在哺乳动物中，Y连锁的SRY基因触发男性发育，剂量补偿通过非编码Xist RNA使每个雌性细胞中的一条X染色体沉默；当染色体在减数分裂或有丝分裂中未能分离时，就会产生非整倍体，其表型反映了受影响染色体上基因的剂量不平衡，这就是为什么大多数常染色体单体和三体是致死性的。

Clinical relevance

非整倍体是妊娠丢失和智力障碍最常见的染色体原因，其中21三体导致唐氏综合征，性染色体非整倍体导致特纳综合征和克莱恩费尔特综合征；识别这些模式有助于产前筛查和咨询，此处仅用于教育目的，而非临床指导。

History

史蒂文斯（Stevens）和威尔逊（Wilson）在20世纪初将X和Y染色体确定为性别决定染色体，勒热纳（Lejeune）于1959年表明唐氏综合征是由多余的21号染色体引起的，里昂（Lyon）于1961年提出了X染色体失活，解释了女性如何耐受两条X染色体。

Key figures

• Mary Lyon
• Nettie Stevens
• Jérôme Lejeune

Seminal works

• lyon1961

Frequently asked questions

什么是X染色体失活？

在哺乳动物中，雌性细胞在发育早期使其两条X染色体中的一条失活，以便两性表达相似剂量的X连锁基因；每条X染色体失活是随机的，从而产生细胞群的镶嵌体。

为什么大多数三体不可存活，而21三体却可以存活？

21号染色体是最小的染色体之一，携带的基因相对较少，因此额外拷贝引起的剂量不平衡比大型、富含基因的染色体更容易耐受，后者的三体通常与生存不相容。