【課件】人類染色體和染色體的識別

1、第八章 人類染色體與染色體病本章重點(diǎn)內(nèi)容提示人類正常染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，分組特征染色體數(shù)目畸變和結(jié)構(gòu)畸變類型常見染色體病的核型表達(dá)一、染色體形態(tài)學(xué)和顯帶在染色體狹窄處是著絲粒(centromere,cen), cen將染色體分為短臂(p)和長臂(q)。染色體形態(tài)：中央著絲粒染色體, cen 位于染色體的1/2處。亞中著絲粒染色體, cen 位于染色體的5/8處近端著絲粒染色體, cen 位于染色體的7/8處端粒Sister chromatids隨體1、核型（Karyotype）分析 將一個(gè)體細(xì)胞中全套染色體按一定方式排列起來，構(gòu)成圖像。 根據(jù)人類細(xì)胞遺傳學(xué)國際命名體制（ISCN），根據(jù)染色體的形

2、態(tài)、大小和著絲粒的位置將染色體分為七組： A組：13，大 B組：4、5 大 C組：612+X 中 D組：1315 中 E組：1618 ，小， F組：19、20，小 G組：21、22 +Y，最小chr.groups: A: 13B: 4, 5C: 612, XD: 1315E : 1618F : 19, 20G:21, 22, Y 染色體的兩端為端粒，是一種蛋白-DNA結(jié)構(gòu)，含有TTAGGG六核苷酸重復(fù)延伸序列，保護(hù)染色體不被降解，防止染色體末端融合，端?？s短與細(xì)胞的壽命有關(guān)。 近端著絲粒染色體（1315，21、22和Y）除Y以外都具有隨體，位于短臂末端介細(xì)絲連接的球狀小體，細(xì)絲部位是rDNAg

3、ene所在部位，轉(zhuǎn)錄rRNA 進(jìn)而形成核仁。核型的描述 染色體總數(shù)，性染色體 正常男性 46 ，XY 正常女性 46 ，XX2、染色體顯帶技術(shù) 染色體顯帶：經(jīng)不同的方法處理染色體，經(jīng)染色后使染色體在縱軸上顯示明、暗或著色深、淺相間的橫紋即顯帶（Banding）。這種帶對每一條染色體來說都是獨(dú)特的，可以區(qū)分和確認(rèn)每一條染色體。顯帶方法： G-顯帶：是最常用的方法。標(biāo)本經(jīng)胰蛋白酶處理后，應(yīng)用Giemsa染色，鏡檢、分析,顯示深染和淺染相間的帶紋。46, XY46, XX 常規(guī)G-banding使每個(gè)單倍體（24條染色體）都可以顯示350550條帶， 每條帶大約代表5x10610 x106bp的DN

4、A。 每個(gè)基因長度不等，從102bp（a珠蛋白基因）2x106bp（抗肌萎縮蛋白基因）。 估計(jì)平均每3000bp為一個(gè)基因，每條染色體可能代表幾個(gè)或幾百個(gè)基因 G顯帶深染帶富含AT，富含長分散DNA序列（long interspersed sequence，LINES）是DNA的重復(fù)區(qū)域，不編碼表達(dá)基因. G顯帶淺帶，富含GC，含有許多轉(zhuǎn)錄基 因。這種DNA在間期核中呈現(xiàn)較為伸展的狀態(tài)。 除了轉(zhuǎn)錄基因之外，它含有短分散DNA序列（short interspersed DNA sequence， SINES）。包括Alu序列。染色體上大多數(shù)斷裂點(diǎn)和重排被認(rèn)為是發(fā)生在淺染帶。G顯帶界標(biāo)區(qū)和帶除G顯

5、帶外還有：R-顯帶：反G帶Q-顯帶：熒光顯帶，同G顯帶帶紋T-顯帶：末端顯帶C-顯帶：著絲粒顯帶 NOR：特異顯示近端著絲粒染色體的核仁 組織區(qū)R顯帶Q-顯帶：熒光顯帶，同G顯帶帶紋T-顯帶：末端顯帶C-顯帶：著絲粒顯帶NOR：特異顯示近端著絲粒染色體三、人類細(xì)胞遺傳學(xué)研究進(jìn)展（一）染色體高分辨顯帶 新技術(shù)的應(yīng)用使人們能夠觀察到前中期染色體，比中期染色體更伸展，這樣觀察的分辨率更高，可顯示550850條帶，即高分辨染色體。高分辨顯帶性染色體與X染色體失活X染色質(zhì) X-chromatin 1949年，加拿大細(xì)胞學(xué)家Barr等人，在雌貓神經(jīng)原細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)一種濃縮小體，但在雄貓中看不到這種結(jié)構(gòu)。 進(jìn)

6、一步研究發(fā)現(xiàn)，除貓以外，其它雌性哺乳動(dòng)物（包括人類）也同樣存在這種顯示性別差異的結(jié)構(gòu)，稱為Barr小體，既X染色質(zhì)。 正常女性的間期細(xì)胞核中緊貼核膜內(nèi)緣有一個(gè)染色較深，約為1微米大小的橢圓形小體，既X染色質(zhì)。 正常女性有兩條X染色體，男性只有一條X染色體（和一條Y），X染色體有數(shù)量差異。那么，位于X染色體上的基因產(chǎn)物是否存在差異昵？為什么只有女性才有X染色質(zhì)而男性沒有？為什么某一種X連鎖的突變基因純合子女性的病情并不比半合子的男性嚴(yán)重？1961年，英國的遺傳學(xué)家Mrry Lyon等四人，根據(jù)各自的實(shí)驗(yàn)提出了X染色體失活假說，后稱為Lyon 假說，來解釋上述問題。 萊昂（Lyon）假說X失活發(fā)生

7、在胚胎生命早期失活是隨機(jī)的失活是完全的失活是永久的和克隆式繁殖的 萊昂化-嵌合體 也就是說在女性細(xì)胞中的兩條X染色體只有一條有活性，另一條無轉(zhuǎn)錄活性，在間期細(xì)胞核異固縮而失活。這樣男女X連鎖基因產(chǎn)物量保持相同水平，這種效應(yīng)稱為劑量補(bǔ)償。 Y染色質(zhì) Y-chromatin 正常男性的間期細(xì)胞用熒光染料染色后，在細(xì)胞核內(nèi)顯示一個(gè)直徑約為0.3微米的強(qiáng)熒光小體，稱為Y染色質(zhì)。 Y染色質(zhì)是Y染色體長臂末端部分異染色質(zhì)區(qū),被熒光染料著色所發(fā)出的熒光。這是Y染色體特有的，女性細(xì)胞中不存在。Y染色質(zhì)數(shù)目=Y染色體數(shù)目。 間期核Y染色質(zhì)檢測：男性：46，XY Y染色質(zhì)為陽性女性：46，XX Y染色質(zhì)為陰性X、

8、Y染色質(zhì)在鑒別一個(gè)人的性別上有作用，這種間期細(xì)胞核中染色質(zhì)的性別差異，稱為核性別（nuclear sex） 一、人類正常核型 核型（Karyotype）是一個(gè)物種所特有的染色體數(shù)目和每一條染色體所特有的形態(tài)特征 。核型分析（Karyotype analysis） 通常將體細(xì)胞有絲分裂中期的全部染色體按照國際上統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編號、分組，并對其數(shù)目、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行描述稱核型分析。圖 61 人類染色體核型模式圖（非顯帶） 表61 人類非顯帶染色體核型分組及形態(tài)特征（Denver體制） 正常核型的描述方法：先寫染色體總數(shù)，再寫性染色體構(gòu)成，兩者之間用逗號隔開。正常女性核型：46，XX；正常男性核型：

9、46，XY。 （二）染色體顯帶技術(shù)和帶命名的國際體制 1. 染色體顯帶技術(shù)2.高分辨顯帶 3.染色體帶命名的國際體制 1. 染色體顯帶技術(shù)圖 62 人類顯帶染色體模式圖（巴黎會(huì)議，1971） Q帶：氮芥喹吖因(QM) 1. 染色體顯帶技術(shù)Q帶：氮芥喹吖因(QM)G帶：胰酶等Giemsa 1. 染色體顯帶技術(shù)Q帶：氮芥喹吖因(QM)G帶：胰酶GiemsaR帶：經(jīng)處理的標(biāo)本Giemsa或熒光染料 1. 染色體顯帶技術(shù)Q帶：氮芥喹吖因(QM)G帶：胰酶等GiemsaR帶: 經(jīng)處理的標(biāo)本Giemsa或熒光染料 C帶：Y染色體 著絲粒 副縊痕 1. 染色體顯帶技術(shù)Q帶：氮芥喹吖因(QM)G帶：胰酶Gie

10、msaR帶: 經(jīng)處理的標(biāo)本Giemsa or Acridine OrangeC帶：Y染色體 著絲粒 副縊痕T帶：染色體末端結(jié)構(gòu)異常 1. 染色體顯帶技術(shù)Q帶：氮芥喹吖因(QM)G帶：胰酶Giemsa經(jīng)處理的標(biāo)本Giemsa or Acridine OrangeC帶：Y染色體 著絲粒 副縊痕T帶：染色體末端結(jié)構(gòu)異常N帶：AgNO3Giemsa, NOR 1. 染色體顯帶技術(shù)制備早中期、前中期或晚前期的染色體標(biāo)本，這些細(xì)長的染色體可以顯示更多的帶紋，使一套單倍染色體的帶紋數(shù)可達(dá)到400條、550條、850條，甚至1000多條 。2高分辨顯帶 (high resolution banding)人 類

11、 染 色 體 高 分 辨 顯 帶 核 型 圖圖 6-3 10號染色體320、550、850條帶紋的模式圖及550、850條帶階段的染色體照片 界標(biāo)2p2q1 1 2 2 2p163染色體帶命名的國際體制 6543213 區(qū)帶3染色體帶命名的國際體制 10q2310q23.310q23.33 二、性染色質(zhì) 性染色質(zhì)（sex chromatin）：是間期細(xì)胞核中性染色體的異染色質(zhì)部分所顯示出來的一種特殊結(jié)構(gòu)。人類性染色質(zhì)包括X染色質(zhì)（X-chromatin）和Y染色質(zhì)（Y-chromatin）。 （一）X染色質(zhì) 位于正常女性個(gè)體間期細(xì)胞核核膜內(nèi)緣，為堿性染料濃染的染色質(zhì)塊，呈圓形、橢圓形或三角形，其平均直徑約1m。圖 6-4 人類口腔上皮細(xì)胞（示X染色質(zhì)