醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)人類染色體

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(shuō)(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(jiàn)部位、研究的應(yīng)用（熟悉）本章內(nèi)容及要求當(dāng)前第1頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)1第一節(jié)染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)和數(shù)目當(dāng)前第2頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)2一．人類染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)當(dāng)前第3頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)3１、Chromatinandchromosome當(dāng)前第4頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)4Chromatinandchromosome:相同是同一種物質(zhì)在細(xì)胞周期的不同時(shí)期中所表現(xiàn)的不同存在形式。由DNA、組蛋白、非組蛋白及RNA等組成的核蛋白復(fù)合物。是遺傳物質(zhì)——基因的載體。當(dāng)前第5頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)5Chromatinandchromosome: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(jí)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。當(dāng)前第6頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)6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(wú)轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)，染色深。２、常染色質(zhì)&異染色質(zhì)當(dāng)前第7頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)7二、性染色質(zhì)(sexchromatin)是在間期細(xì)胞核中染色體的異染色質(zhì)部分顯示出來(lái)的一種特殊結(jié)構(gòu)。分：X染色質(zhì)(Xchromatin)Y染色質(zhì)(Y-chromatin)。當(dāng)前第8頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)81)X染色質(zhì)（x-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(dòng)物也有(包括人)。稱X染色質(zhì)或巴氏小體(Barrbody)。當(dāng)前第9頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)9２.X染色體失活假說(shuō)—Lyon假說(shuō)①雌性哺乳動(dòng)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)；②失活發(fā)生在胚胎早期,人類在妊娠第16天③X染色體的失活隨機(jī)，又是恒定的。當(dāng)前第10頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)10Lyon假說(shuō)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(cè)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(wú)。當(dāng)前第11頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)113.X染色體的劑量補(bǔ)償效應(yīng)任一細(xì)胞只有一條X染色體具活性，其余形成異固縮的X染色質(zhì)。保證了雌雄兩性細(xì)胞中X連鎖基因產(chǎn)物的數(shù)量保持在相同水平。編碼的相應(yīng)酶或其他蛋白質(zhì)產(chǎn)物的數(shù)量接近相等。X染色體總數(shù)=1+X染色質(zhì)數(shù)失活X染色體部分基因仍具轉(zhuǎn)錄活性。當(dāng)前第12頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)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(gè)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)當(dāng)前第13頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)13人性染色質(zhì)的臨床檢查：X染色質(zhì)Y染色質(zhì)核型1046，XX0146，XY1147，XXY0045，X2148，XXXY0247，XYY當(dāng)前第14頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)14二、人類染色體Humanchomosome當(dāng)前第15頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)15(一)人類染色體結(jié)構(gòu)姐妹染色單體(sisterchromatid)著絲粒(centromere)短臂(p)，長(zhǎng)臂(q)，端粒（telomere)初級(jí)縊痕(primaryconstriction)次級(jí)縊痕(secondaryconstriction)隨體(satellite)當(dāng)前第16頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)16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)人類染色體的類型當(dāng)前第17頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)17（三）．人類染色體的數(shù)目當(dāng)前第18頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)18體細(xì)胞(Somaticcell)：（2n=46）常染色體（autosome）:22對(duì)性染色體（sexchromosome）:一對(duì)生殖細(xì)胞(germsell):（n=23）染色體組（chromosomeset）：一個(gè)生殖細(xì)胞（配子）中所含的全部染色體數(shù)(n)?；蚪M（genome）：一個(gè)染色體組所包含的全部基因，即一個(gè)單倍體細(xì)胞所包含的全部遺傳信息。當(dāng)前第19頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)19第二節(jié)染色體研究方法與命名當(dāng)前第20頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)20一、研究方法——核型分析karyotype：指一個(gè)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。karyotypeanalysis：對(duì)核型的染色體數(shù)目、特征的分析稱核型分析。同源染色體（homologouschromosome）：形態(tài)、結(jié)構(gòu)、大小和著絲粒位置基本相同，一條來(lái)自父方，一條來(lái)自母方的一對(duì)染色體。非同源染色體：不同對(duì)的染色體彼此稱謂。當(dāng)前第21頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)21flowchart當(dāng)前第22頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)22二、人類的正常核型（一）Denver體制——非顯帶核型分析1960年，在美國(guó)丹佛（Denver）市召開(kāi)了第一屆國(guó)際細(xì)胞遺傳學(xué)會(huì)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(gè)：ABCDEFG+XXorXY描述：正常男性核型46，XY正常女性核型46，XX當(dāng)前第23頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)23當(dāng)前第24頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)24正常人類體細(xì)胞核型：分7個(gè)組:A→G正常男性:46,XY正常女性:46,XX兩性畸形：47,XXYABCDEFGXXY當(dāng)前第25頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)25(二)人類染色體顯帶核型GbangXY當(dāng)前第26頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)26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：當(dāng)前第27頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)27（二）人類染色體顯帶核型當(dāng)前第28頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)28（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(zhǎng)軸顯出明暗或深淺相間的帶紋，而每一號(hào)染色體都有其獨(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(duì)的染色體的帶型不同。通過(guò)顯帶核型分析，可以準(zhǔn)確的識(shí)別每一號(hào)染色體。當(dāng)前第29頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)29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）高分辨顯帶當(dāng)前第30頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)30（1）Q帶（Qband）：1968年Caspersson等用熒光染料氮芥喹丫因(Quinacrinemustard,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）。當(dāng)前第31頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)31（2）G帶（Gband）：方法簡(jiǎn)便，帶紋清晰，染色體標(biāo)本可以長(zhǎng)期保存，因此被廣泛用于染色體病的診斷和研究。當(dāng)前第32頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)32圖人類G顯帶染色體當(dāng)前第33頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)33（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（reverseband）或R帶。當(dāng)前第34頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)34（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。當(dāng)前第35頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)35當(dāng)前第36頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)36（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(hào)染色體的次縊痕以及Y染色體長(zhǎng)臂遠(yuǎn)端的1／2—2／3的區(qū)段。C顯帶可用于檢測(cè)Y染色體、著絲粒區(qū)以及次縊痕區(qū)的變化。當(dāng)前第37頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)37ISCN

1978年國(guó)際會(huì)議制定《人類細(xì)胞遺傳學(xué)命名的國(guó)際體制》（InternationalSystemforHumanCytogeneticNomenclature，ISCN）當(dāng)前第38頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)38ISCN每條染色體根據(jù)界標(biāo)（landmark）劃分為若干區(qū)(region)，每個(gè)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(méi)有非帶區(qū)。當(dāng)前第39頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)39描述特定帶需要寫明4個(gè)內(nèi)容：當(dāng)前第40頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)40描述特定帶需要寫明4個(gè)內(nèi)容：①染色體序號(hào)；②臂的符號(hào)；③區(qū)號(hào)；④帶號(hào)。例：1p36表示第1號(hào)染色體，短臂，3區(qū)，6帶。當(dāng)前第41頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)41（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(zhǎng)、更多的帶紋,可顯示550~850條帶紋，稱為高分辨顯帶染色體(highresolutionbandingchromosome,HRBC)當(dāng)前第42頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)42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(lái)的1p36帶被分為三個(gè)亞帶，命名為1p31.1、1p31.2、1p31.3，亞帶lp31.3再分時(shí)，則寫為lp31.31、1p31.32、1p31.33，稱為次亞帶。當(dāng)前第43頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)431、2、3、4當(dāng)前第44頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)44（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?tīng)柗绞竭z傳，通常沒(méi)有明顯表型效應(yīng)或病理學(xué)意義，稱為染色體多態(tài)性(chromosomalpolymorphisms).當(dāng)前第45頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)451．染色體多態(tài)性的常見(jiàn)部位染色體的長(zhǎng)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(hào)染色體次縊痕。當(dāng)前第46頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)462．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(lái)源。法醫(yī)中可用以親子鑒定?？勺鳛橐豁?xiàng)標(biāo)記，進(jìn)行不同種族或民族人群遺傳學(xué)研究。當(dāng)前第47頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)47人類細(xì)胞遺傳學(xué)研究進(jìn)展熒光原位雜交——FISH（fluorescenceinsituhybridization）當(dāng)前第48頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)48FISH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)記當(dāng)前第49頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)49FISH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1kb~1mb)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,comparativegenomichubridization——分辨幾kb。腫瘤研究)光譜核型分析(SKY)多色FISH(mFISH)當(dāng)前第50頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)50FISH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)胞當(dāng)前第51頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)51FISH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(cè)與擴(kuò)增復(fù)染色和抗褪色顯微觀察、照相、分析、記錄當(dāng)前第52頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)52FISH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。當(dāng)前第53頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)53FISH相關(guān)網(wǎng)站當(dāng)前第54頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)54CGH說(shuō)明1當(dāng)前第55頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)55CGH說(shuō)明當(dāng)前第56頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)56CGH陣列當(dāng)前第57頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)57單拷貝探針FISH定位圖象1q13.3的cDNA探針檢測(cè)的雙信號(hào)當(dāng)前第58頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)58雙熒光標(biāo)記14號(hào)染色體A3種探針B2種探針當(dāng)前第59頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)59原發(fā)性漿細(xì)胞瘤細(xì)胞紅色-6號(hào)綠色-15號(hào)當(dāng)前第60頁(yè)\共有71頁(yè)\編于星期三\21點(diǎn)60核型光譜分析（SKY）的小