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来源:http://www.ideasba.com  日期:2022-10-25

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正常生育男性的睾丸中有两种配子,带有X染色体的X精子和带有Y染色体的Y精子,而正常生育女性的卵巢中只有一个配子携带带有X染色体的卵子。当来自父亲的X精子与来自母亲的含有X染色体的卵子结合后,后代将为雌性(46,xx);但当来自父亲的Y精子与来自母亲的含有X染色体的卵子结合后,后代就会是男性(46,xY)。

目前,大约有400种遗传病属于X连锁遗传病。表现为母亲携带者将含有致病基因的X染色体传递给后代男孩,如地中海贫血、血友病、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症、视网膜色素变性等疾病。此类疾病严重危害人类生殖健康,影响人口素质,增加社会和家庭负担。采用精子分离技术,选择X精子进行人工授精或IVFET是预防此类疾病的有效方法。此外,X、Y精子的分离在畜牧业和育种、珍稀动物的后代等方面也有重要意义。

在过去的几十年中,人们一直试图通过一些公认的差异来区分X和Y精子,如精子膜的表面电荷,精子核和头部的形态差异,对pH值的敏感性,Y精子中独特的乳酸脱氢酶和HY抗原,以及精子密度,游泳速度,运动特征和DNA含量的差异。同时,随着20世纪60年代末应用喹吖啶荧光染色鉴定Y精子,以及目前的流式细胞术、PcR和荧光原位杂交技术鉴定X和Y精子,X和Y精子的分离技术得到了进一步发展。

Y精子的f体

1968年,Caspersson等人用芥子喹吖啶染色观察男性染色体,发现Y染色体长臂发出的荧光比其他染色体强,静止期Y染色体上有发出强荧光的小斑点,称为F小体(Fbody)。Barlow和Vosa(1970)用同样的染色方法证明了39.47%的人类精子具有这种F体。因此认为带Fbody的精子是Y精子,人们试图在此基础上分离鉴定X和Y精子。起初有报道称这种F体只存在于人类和大猩猩精子中,后来又有报道称这种F体也存在于家畜精子中。但没有足够的实验证据证明带Fbody的精子是Y精子,反之亦然。

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精子头的大小

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在哺乳动物的中期细胞核中,X染色体通常比Y染色体大得多。比如牛的X染色体面积是85u2,Y染色体面积是47u2。前者几乎是后者的两倍。不难推测,X精子的头比Y精子的头大。通过测量射出精子的头部大小,可以将精子分为长头和短头。但是,到目前为止,还没有证据表明这两类精子分别是X和Y精子。

精子头部在附睾成熟时,特别是核物质脱水浓缩,所以精子头部的大小根据成熟阶段的不同而不同。而且射出的精子成熟度也不一致。此外,射出精子的大小也可以根据漂浮液体的渗透压而变化。在低渗盐水中,牛精子的头部可以增大到正常精子的3倍,而在高渗溶液中,牛精子的头部可以从25立方米减小到20立方米。而且有F体和没有F体的人类精子的核面积几乎没有区别。

精子的重量和比重

X精子和Y精子的DNA含量不同。采用基于激光和荧光原理的流式细胞仪对精子DNA进行测量,证明其含量呈双峰分布。X和Y精子的NNA含量较差,这可以从平均单倍体DNA含量的百分比来推断。几乎所有动物都有5%。就是它的DNA含量差。相当于精子头部半径差的1%。这种微小的差异能影响精子在漂浮液体中的运动和沉降速度,是不可想象的。

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如果X精子和Y精子的重量不同,我们首先要假设除了DNA以外的所有精子,组成精子头部和尾部的物质比例都是相同的。假设精子头部的核蛋白含量和含水量不变,X精子和Y精子的比重计算为

一般来说,细胞膜电位受糖蛋白结合的唾液酸含量影响,而细胞膜上核糖醇的电荷与其电泳速度无关。

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射出精液中的精子是带负电的,但没有证据表明X精子的膜电位是否与Y精子不同。精子膜的电荷随其成熟或老化过程而变化。已知附睾尾部精子膜电位高于附睾头部。随着精子的衰老,其膜电位降低,所以活精子的膜电位高于死精子。而且精子的膜电位因位置不同而不同,尾部的电位高于头部。

据报道,当使用中性缓冲液电泳时,X精子比Y精子更快地移动到阳极,但也有其他结果相反的报道。尚不清楚DNA是否影响表面膜电位。

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