假常染色体区域PAR1和PAR2

假常染色体区域PAR1和PAR2

1. 假常染色体区域

假常染色体区域代表哺乳动物性染色体之间的序列同一性块 。在人类中，它们位于 X 和 Y 染色体的末端，包含大约 2.7 Mb （PAR1） 和 0.33 Mb （PAR2）。虽然 PAR2 类似于 X 染色体的整体序列组成，并且仅表现出略微升高的重组率，但 PAR1 的特征是具有更高的 GC 含量和完全不同的重复结构。它是整个人类基因组中最高的重组频率之一的区域，并且可能是由于其结构特征，表现出明显更快的进化速度。

在人类中，它们约占 X 染色体序列的 2% 和 Y 染色体序列的 5%。PAR1（假常染色体区 1）是男性减数分裂过程中同源 X-Y 染色体配对所必需的，并且与常染色体一样，在此过程中会经历一次交叉事件。因此，PAR1 的缺失与男性不育有关。尽管 PAR2 与介导男性减数分裂无关，并且重组率仅为 2%，但与 X 染色体其余部分的平均值相比，该区域代表重组频率高出 6 倍。因此，假常染色体边界将高度重组区域与 Y 染色体上的非重组区域和 X 染色体上的适度重组区域分开。

2. 假常染色体区域hg19/hg38参考基因组坐标

###### hg19 ###### 
PAR1:
chrY:10001-2649520
chrX:60001-2699520

PAR2:
chrX:154931044-155260560
chrY:59034050-59363566

###### hg38 ###### 
PAR1:
chrX:10001-2781479
chrY:10001-2781479

PAR2：
chrX:155701383-156030895
chrY:56887903-57217415

3. 假常染色体区域内的基因

至少有 29 个基因位于人类假常染色体区域内（PAR1 中有 24 个，PAR2 中有 5 个），这些基因表现出“常染色体”遗传而不是性别特异性遗传。PAR1 中的所有基因都逃脱了 X 失活，然而，假常染色体区域中唯一已知的疾病基因是 SHOX （ short stature homeobox-containing gene） 基因，其功能丧失与各种身材矮小状况和骨骼发育紊乱有因果关系。最近的研究表明，SHOX 的磷酸化敏感功能直接参与软骨细胞的分化和成熟。

虽然人类 PAR1 与包括类人猿和远古猴在内的几个物种的假常染色体区域同源，但 PAR2 序列的进化历史要短得多，并且是人类特有的。啮齿动物似乎失去了 X 染色体短臂的远端 9Mb 部分，取而代之的是不同的、相当短的 PAR1，在 Mus musculus 中，PAR1 的跨度仅为 720kb 。总之，这些属性让假常染色体区域施具有非凡的进化力量，并解释了它们在基因组中的特殊地位。迄今为止，只有一个假常染色体基因 SHOX（SHORT STATURE HOMEOBOX） 与疾病明确相关。

4. 与假常染色体区域相关的疾病

迄今为止，仅描述了三种临床情况来证明与假常染色体区域存在明显的基因型-表型相关性。所有三种表型，即孤立性身材矮小、Leri-Weill 和 Langer 综合征，均以身高降低为指示性特征，而 Leri-Weill 和 Langer 综合征患者表现出额外的特征性骨畸形。

4.1 SHOX 缺乏症及其病因

SHOX综合征是一种影响骨骼生长和身体发育的遗传性疾病，主要表现为身高和肢体比例的差异。这种情况是由负责骨骼形成的特定基因的改变引起的，导致受影响者的一系列特征不同。

SHOX基因位于性染色体上。它位于X和Y染色体的假常染色体区域。这个区域的基因表现得像非性染色体（常染色体）上的基因，这意味着男性（XY）和女性（XX）在每个细胞中都有两个功能性拷贝。正因为如此，SHOX综合征是以假常染色体显性模式遗传的，患有这种疾病的父母有50%的机会将遗传变异传给每个孩子。

SHOX 是配对相关同源家族的成员，在人类、鸡和鱼等多种物种中高度保守。与其他家族成员相比，所有研究的啮齿动物物种中都不存在 SHOX。SHOX 由七个外显子组成，编码两个差异剪接的 mRNA：SHOXa 和 SHOXb。

SHOX综合征的根源在于包含矮身材同源框（SHOX）基因。这种基因为生长板内的一种蛋白质提供了指令，生长板是靠近长骨末端的软骨区域。SHOX蛋白在称为软骨细胞的软骨细胞的发育中起作用，这种基因的正常功能确保骨骼生长到适当的长度和形状。

功能性SHOX蛋白的缺乏会破坏骨骼生长，导致该综合征中所见的骨骼异常。这可能是由于整个基因的缺失或其DNA序列中的突变引起的。大约80-90%的病例是由于缺失造成的，而剩下的10-20%则是由于损害蛋白质功能的突变造成的。

4.2 SHOX 缺乏症特征

SHOX综合征最一致的特征是身材矮小，通常伴有不成比例的生长，其中四肢与躯干相比异常短。这种缩短在四肢的中段（间肢）最为明显，影响前臂和小腿。随着孩子的成长，这种比例失调会变得更加明显。

SHOX综合征的一个常见骨骼体征是手腕的Madelung畸形。这种情况包括桡骨和尺骨前臂的两块骨头异常对齐，导致腕关节弯曲和部分脱位。这可能会导致手腕外侧出现可见的肿块，活动范围有限，有时还会出现疼痛，通常发生在儿童中后期。