镶嵌现象

嵌合体或遗传嵌合体是多细胞生物体中的一种情况，其中单个生物体由于基因突变而拥有多个遗传系。 这意味着不同的遗传系是由一个受精卵产生的。 遗传嵌合体可能经常与嵌合体相混淆，在嵌合体中，两个或多个基因型出现在一个个体中，类似于嵌合体。 然而，在嵌合现象中，这两种基因型源于胚胎发育早期多个受精卵的融合，而不是突变或染色体丢失。

遗传嵌合体可以由许多不同的机制引起，包括染色体不分离、后期滞后和核内复制。 后期滞后是植入前胚胎中出现镶嵌现象的最常见方式。 嵌合体也可能由发育过程中一个细胞的突变引起，在这种情况下，突变将仅传递给其子细胞（并且仅存在于某些成体细胞中）。 体细胞嵌合体通常不会遗传，因为它通常不会影响生殖细胞。

1929 年，Alfred Sturtevant 研究了果蝇属的镶嵌现象。 Muller 在 1930 年证明果蝇中的镶嵌现象总是与染色体重排有关，而 Schultz 在 1936 年表明在所有研究的案例中这些重排都与异色惰性区域有关，提出了关于这种镶嵌现象性质的几个假设。 一种假说假设镶嵌现象是染色体片段断裂和丢失的结果。 Curt Stern 在 1935 年假设染色体的结构变化是由于体细胞杂交而发生的，结果是体细胞中的突变或小的染色体重排。 因此，惰性区域导致突变频率增加或与惰性区域相邻的活性区段中的小染色体重排。

在 1930 年代，斯特恩证明在减数分裂中正常的基因重组也可以在有丝分裂中发生。 当它发生时，它会导致体细胞（身体）镶嵌。 这些生物包含两种或更多种遗传上不同类型的组织。 1956 年，CW Cotterman 在他关于抗原变异的开创性论文中使用了术语体细胞嵌合体。

1944 年，Belgovskii 提出镶嵌现象不能解释由涉及异色惰性区域的染色体重排引起的某些镶嵌表达。 相关的生化活性减弱导致了他所谓的基因嵌合体。

种系或性腺嵌合体是一种特殊形式的嵌合体，其中一些配子（即精子或卵母细胞）携带突变，但其余的是正常的。 原因通常是早期干细胞中发生的突变，该突变产生了全部或部分配子。

当身体的体细胞具有不止一种基因型时，就会发生体细胞嵌合现象。 在更常见的镶嵌体中，由于xxx次或后来的卵裂时的有丝分裂错误，单个受精卵细胞产生不同的基因型。

导致镶嵌现象的体细胞突变普遍存在于人类生命的开始和结束阶段。 由于长散布核元件 1（LINE-1 或 L1）和 Alu 转座元件的逆转录转座，体细胞嵌合体在胚胎发生中很常见。 在早期发育中，由于基因组中较长的未甲基化区域，来自未分化细胞类型的 DNA 可能更容易受到移动元素的入侵。 此外，一生中 DNA 复制错误和损伤的累积会导致老年人出现更多的镶嵌组织。 随着上个世纪寿命的急剧增加，人类基因组可能没有时间适应诱变的累积效应。 因此，癌症研究表明，体细胞突变在一生中越来越多地出现，并且与大多数白血病、淋巴瘤和实体瘤有关。

通过产前诊断发现的最常见的嵌合形式涉及三体性。 虽然大多数形式的三体性是由于减数分裂的问题并影响生物体的所有细胞，但在某些情况下，三体性仅发生在选定的细胞中。 这可能是由早期有丝分裂中的不分离事件引起的，导致某些三体细胞的染色体丢失。

通常，这导致比患有相同疾病的非马赛克患者更温和的表型。

在极少数情况下，双性条件可能是由嵌合现象引起的，其中体内的某些细胞具有 XX 染色体，而其他细胞具有 XY 染色体 (46, XX/XY)。 在果蝇 Drosophila melanogaster 中，拥有两条 X 染色体的果蝇是雌性，而拥有一条 X 染色体的果蝇是不育雄性，在胚胎发育早期丢失 X 染色体会导致性镶嵌或雌性畸形。 同样，Y 染色体的丢失会导致 XY/X 嵌合体男性。