醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)-人類染色體課件

1、 Chapter 2 Chromosome1第一節(jié) 染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目一人類染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)1、Chromatin & chromosome:異同2、常染色質(zhì) & 異染色質(zhì)3、性染色質(zhì)1) X染色質(zhì)、 Lyon 假說(3點(diǎn)) 、劑量補(bǔ)償效應(yīng) 2) Y染色質(zhì) (掌握)二、人類染色體：結(jié)構(gòu)、類型(3類)、數(shù)目(掌握)第二節(jié) 染色體研究方法與命名(掌握)一、研究方法核型分析二、人類的正常核型（一）Denver體制非顯帶核型分析（二）人類染色體顯帶核型主要的顯帶技術(shù)：Q、G、R、C、N、T帶、高分辨顯帶(熟悉)ISCN （三）高分辨顯帶染色體（熟悉）（四）人類染色體的多態(tài)性：常見部位、研究的應(yīng)用（

2、熟悉）本章內(nèi)容及要求2第一節(jié) 染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目3一人類染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)4、Chromatin and chromosome5Chromatin and chromosome:不同在間期細(xì)胞核中含有伸展（解螺旋）呈細(xì)絲狀部分、易被堿性染料著色的核蛋白物質(zhì)稱為染色質(zhì)。在細(xì)胞分裂期，核蛋白纖絲經(jīng)多級螺旋化形成一種有固定形態(tài)的復(fù)雜的主體結(jié)構(gòu)，稱為染色體。7常染色質(zhì)(euchromatin)：間期具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)，呈松散狀，染色較淺，著色均勻異染色質(zhì)(heterochromatin）：細(xì)胞間期處于凝縮狀態(tài)，很少進(jìn)行轉(zhuǎn)錄或無轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)，染色深。、常染色質(zhì) & 異染色質(zhì)81) X染色質(zhì)（x-

3、chromatin) 女性兩條X染色體的基因產(chǎn)物，為什么不比半合子男性的多?為什么X連鎖的突變基因純合女性的病情并不比半合子的男性嚴(yán)重?Barr(1949)發(fā)現(xiàn)雌貓神經(jīng)元間期核中有一深染濃縮小體，其他雌性哺乳動物也有(包括人) 。稱X染色質(zhì)或巴氏小體(Barr body)。10.X染色體失活假說 Lyon 假說雌性哺乳動物體細(xì)胞中，兩條X染色體中僅有一條X染色體在遺傳上有活性；另一條X染色體在遺傳上失活，在間期細(xì)胞核中螺旋化而呈異固縮為X染色質(zhì)；失活發(fā)生在胚胎早期,人類在妊娠第16天X染色體的失活隨機(jī)，又是恒定的。11Lyon假說的證據(jù)如人類自毀容貌綜合征是由于X染色體上的次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核

4、糖酰轉(zhuǎn)移酶(HPRT)基因缺乏，是XR遺傳病。將基因型為HPRT + HPRT-的女性（攜帶者）細(xì)胞體外培養(yǎng)，建立細(xì)胞克隆，測定酶活性。結(jié)果：發(fā)現(xiàn)一半細(xì)胞克隆產(chǎn)生HPRT ，另一半無。122) 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)可出現(xiàn)一個圓形或橢圓形的強(qiáng)熒光小體，直徑為0.3um，稱為Y染色質(zhì)。Y染色體總數(shù)=Y染色質(zhì)數(shù)14人性染色質(zhì)的臨床檢查：X染色質(zhì) Y染色質(zhì) 核型 1 0 46，XX 0 1 46，XY 1 1 47，XXY 0 0 45，X 2 1 48，XXXY 0 2 47，XYY15(一)人類染色體結(jié)構(gòu)姐妹染色單體(sister c

5、hromatid)著絲粒(centromere)短臂(p)，長臂(q)，端粒（telomere)初級縊痕(primary constriction)次級縊痕(secondary constriction)隨體(satellite)17染色體上著絲粒的位置是恒定的。根據(jù)著絲粒的位置，人類染色體可分為三類：1、近中著絲粒染色體；2、亞中著絲粒染色體；3、近端著絲粒染色體(二)人類染色體的類型18（三）人類染色體的數(shù)目19體細(xì)胞(Somatic cell)： （2n=46）常染色體（autosome）: 22對性染色體（sex chromosome）:一對生殖細(xì)胞(germ sell): （n=23

6、）染色體組（chromosome set）：一個生殖細(xì)胞（配子）中所含的全部染色體數(shù)(n)?；蚪M（genome）：一個染色體組所包含的全部基因，即一個單倍體細(xì)胞所包含的全部遺傳信息。20第二節(jié) 染色體研究方法與命名21一、研究方法核型分析karyotype：指一個細(xì)胞中的全部染色體，按其大小、形態(tài)特征順序排列所構(gòu)成的圖象。karyotype analysis：對核型的染色體數(shù)目、特征的分析稱核型分析。同源染色體（homologous chromosome）：形態(tài)、結(jié)構(gòu)、大小和著絲粒位置基本相同，一條來自父方，一條來自母方的一對染色體。非同源染色體：不同對的染色體彼此稱謂。22二、人類的正常核

7、型（一）Denver體制非顯帶核型分析 1960年，在美國丹佛（ Denver）市召開了第一屆國際細(xì)胞遺傳學(xué)會議，討論并確定了細(xì)胞內(nèi)染色體組成的描述體制Denver體制 。分組：7個：ABCDEFG+XX or XY描述：正常男性核型 46，XY 正常女性核型 46，XX2425(二)人類染色體顯帶核型G bangXY27核型描述舉例：46，XX ：正常女性46，XY ：正常男性45，X47，XXY46，XY，+18，-21：69，XXY：45，X/46，XY：28（二）人類染色體顯帶核型29（二）人類染色體顯帶核型用染色體顯帶技術(shù)，使染色體沿其長軸顯出明暗或深淺相間的帶紋，而每一號染色體都有

8、其獨(dú)特的帶紋，構(gòu)成了每條染色體的帶型（band）。同源染色體的帶型基本相同，不同對的染色體的帶型不同。通過顯帶核型分析，可以準(zhǔn)確的識別每一號染色體。30主要的顯帶技術(shù)：1）Q帶； 2）G帶； 3）R帶；4）C帶； 5）N帶； 6）T帶7）高分辨顯帶31（1）Q帶（Q band）：1968年Caspersson等用熒光染料氮芥喹丫因(Quinacrine mustard,QM)處理染色體后，在熒光顯微鏡下，發(fā)現(xiàn)染色體顯示出一條條寬窄和亮度不同的橫紋帶（band）。32（2）G帶（G band）：方法簡便，帶紋清晰，染色體標(biāo)本可以長期保存，因此被廣泛用于染色體病的診斷和研究。33圖 人類G顯帶染色

9、體34 （3）R帶（ band）：用鹽溶液處理標(biāo)本后，再用Giemsa染色，顯示與G帶相反的帶，稱反帶（reverse band）或R帶。35 （4）T帶（ band）：將染色體標(biāo)本加熱處理后，再用Giemsa染色可使染色體末端區(qū)段特異性深染，稱T帶。3637 （5）C帶（ band）：用NaOH或Ba(OH)2處理標(biāo)本后，再用Giemsa染色，可使著絲粒和次縊痕的結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)部分深染，如1、9、16號染色體的次縊痕以及Y染色體長臂遠(yuǎn)端的1223的區(qū)段。C顯帶可用于檢測Y染色體、著絲粒區(qū)以及次縊痕區(qū)的變化。38ISCN 1978年國際會議制定人類細(xì)胞遺傳學(xué)命名的國際體制（ Internatio

10、nal System for Human Cytogenetic Nomenclature，ISCN）39 ISCN每條染色體根據(jù)界標(biāo)（landmark）劃分為若干區(qū)(region)，每個區(qū)包括若干帶(band).界標(biāo)包括染色體兩臂的末端，著絲粒和某些顯著的帶。兩相鄰界標(biāo)之間為區(qū)。每一條染色體都是由一系列連貫的帶組成，沒有非帶區(qū)。40描述特定帶需要寫明4個內(nèi)容：41描述特定帶需要寫明4個內(nèi)容：染色體序號；臂的符號；區(qū)號；帶號。例：1p36表示第1號染色體，短臂，3區(qū)，6帶。42 （三）高分辨顯帶染色體 中期單倍體的染色體帶紋僅320條帶。70年代，早中期、前中期、晚前期單倍體的染色體具更長、更

11、多的帶紋,可顯示550850條帶紋，稱為高分辨顯帶染色體(high resolution banding chromosome, HRBC)43 高分辨顯帶的命名方法在原帶之后加小數(shù)點(diǎn)，并在小數(shù)點(diǎn)之后的數(shù)字，稱為亞帶。例如：原來的1p36帶被分為三個亞帶，命名為1p31.1、1p31.2、1p31.3，亞帶lp31.3再分時，則寫為lp31.31、1p31.32、1p31.33，稱為次亞帶。441、2、3、445（四）人類染色體的多態(tài)性在健康人群中存在著各種染色體的恒定微小變異，包括結(jié)構(gòu)、帶紋寬窄和著色強(qiáng)度等。按孟德爾方式遺傳，通常沒有明顯表型效應(yīng)或病理學(xué)意義，稱為染色體多態(tài)性(chromos

12、omal polymorphisms).46 1染色體多態(tài)性的常見部位染色體的長度變異：如Yq遠(yuǎn)端2/3區(qū)段。D組、G組近端著絲粒染色體的短臂、隨體及隨體柄部次縊痕（OR）。第1、9和16號染色體次縊痕。47 2染色體多態(tài)性研究的應(yīng)用追溯額外染色體或異常染色體的來源。法醫(yī)中可用以親子鑒定?？勺鳛橐豁棙?biāo)記，進(jìn)行不同種族或民族人群遺傳學(xué)研究。48人類細(xì)胞遺傳學(xué)研究進(jìn)展熒光原位雜交FISH（fluorescence in situhybridization）49FISH細(xì)胞遺傳學(xué)DNA技術(shù)結(jié)合FISH新學(xué)科分子細(xì)胞遺傳學(xué)特點(diǎn)：技術(shù)穩(wěn)定操作安全結(jié)果迅速空間定位精確本底低一張玻片上能用多種顏色標(biāo)記50F

13、ISH運(yùn)用基因組學(xué)、分子細(xì)胞遺傳學(xué)方面分裂期染色體DNA序列定位染色質(zhì)纖維FISH(分辨1kb1mb)DNA微陣列定量(FISH)mRNA表達(dá)細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)RNA表達(dá)比較基因組雜交(CGH,comparative genomic hubridization分辨幾kb。腫瘤研究)光譜核型分析(SKY)多色FISH(mFISH)51FISH使用材料新標(biāo)本冰凍標(biāo)本福爾馬林固定石蠟包埋標(biāo)本培養(yǎng)細(xì)胞52FISH技術(shù)流程DNA探針標(biāo)記樣品細(xì)胞、DNA制備雜交洗滌檢測與擴(kuò)增復(fù)染色和抗褪色顯微觀察、照相、分析、記錄53FISH與其他學(xué)科比較與分子生物學(xué)比較能提供與細(xì)胞形態(tài)相關(guān)的分子信息與腫瘤細(xì)胞遺傳學(xué)比較得到

14、多種腫瘤組織的染色體鋪片、以及間期樣本的突變信息WHO已將FISH作為診斷軟組織肉瘤和淋巴造血系統(tǒng)腫瘤的手段。54FISH相關(guān)網(wǎng)站www.cytocell.co.uk55CGH說明156CGH說明57CGH陣列58單拷貝探針FISH定位圖象 1q13.3的cDNA探針檢測的雙信號59雙熒光標(biāo)記14號染色體 A3種探針 B2種探針60原發(fā)性漿細(xì)胞瘤細(xì)胞 紅色-6號 綠色-15號61核型光譜分析（SKY）的小鼠染色體62核型光譜分析（SKY）的小鼠染色體63纖維FISH64人成纖維細(xì)胞65細(xì)胞核RNA FISH顯示單個細(xì)胞中激活的等位基因667號微小缺失67Exercises68名詞解釋chromosomal polymorphisms 染色體多態(tài)性。指在正常人群中可看到各種染色體的恒定微小變異，主要表現(xiàn)為一對同源染色體在形態(tài)結(jié)構(gòu)、帶紋寬度和著色強(qiáng)度等方面有著明顯的差異，這種變異按盂德爾方式遺傳，通常沒有明顯的表型效應(yīng)。69名詞解釋karyotype analysis 核型分析。將一個正常體細(xì)胞中的全套染色體，按其大小、形態(tài)特征順序排列所構(gòu)成的圖像即為核型。對這些圖像進(jìn)行染色體數(shù)目、形態(tài)特征的分析稱為核型分析。7