第六章人類染色體和染色體病OK

第一節(jié)

人類染色體

一、人類染色體的特征和類型染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征在細胞周期中，以細胞分裂中期最為典型，稱為中期染色體。如何獲得中期染色體?

當前第1頁\共有82頁\編于星期五\23點細胞培養(yǎng)與染色體制備

正常人外周血或細胞RPMI1640培養(yǎng)基+15%小牛血清=5ml

370C，培養(yǎng)68hr加秋水仙素，培養(yǎng)2～4hr（抑制細胞分裂）

收集細胞離心，去上清液（1000rpm/10min）低滲處理，0.075MKCI，370C，25min預(yù)固定，甲醇：冰醋酸=3：1離心，去上清液（1000rpm/10min）重復(fù)固定三次制片，染色，觀察，染色體分析當前第2頁\共有82頁\編于星期五\23點每一個中期染色體均由兩條染色單體構(gòu)成，每一條染色單體由一個DNA分子螺旋而成。兩條染色單體互稱為姐妹染色單體。兩條染色單體通過一個著絲粒彼此連接。著絲粒將染色體分為兩臂，長臂（q）和短臂（p）。當前第3頁\共有82頁\編于星期五\23點人類染色體形態(tài)

中央著絲粒染色體,著絲粒位于染色體的1/2處。亞中著絲粒染色體,著絲粒位于染色體的5/8處近端著絲粒染色體,著絲粒位于染色體的7/8處當前第4頁\共有82頁\編于星期五\23點二、人類的正常核型核型（Karyotype）

將一個體細胞中全套染色體按一定方式排列起來，構(gòu)成圖像。根據(jù)人類細胞遺傳學(xué)國際命名體制（ISCN），依據(jù)染色體的形態(tài)、大小和著絲粒的位置，將染色體分為七組：當前第5頁\共有82頁\編于星期五\23點核型（Karyotype）分析

組別染色體編號大小著絲粒位置A1～3最大中、亞中B4、5大亞中C6～12+X中亞中D13～15中近端E16～18較小中、亞中F19、20小中G21、22+Y，最小近端當前第6頁\共有82頁\編于星期五\23點核型的描述

染色體總數(shù)，性染色體正常男性46

，XY正常女性46，XX當前第7頁\共有82頁\編于星期五\23點46,XY當前第8頁\共有82頁\編于星期五\23點46,XX當前第9頁\共有82頁\編于星期五\23點2、染色體顯帶染色體顯帶：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特的，可以區(qū)分和確認每一條染色體。當前第10頁\共有82頁\編于星期五\23點顯帶方法：G-顯帶：是最常用的方法。標本經(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。當前第11頁\共有82頁\編于星期五\23點R-banding

反G帶，因其恰好與G帶著色深淺相反當前第12頁\共有82頁\編于星期五\23點

除G顯帶、R-顯帶外還有：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。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550~850條帶，即高分辨染色體。當前第13頁\共有82頁\編于星期五\23點顯帶染色體識別G-banging界標、區(qū)和帶如：2p13當前第14頁\共有82頁\編于星期五\23點常規(guī)G-banding使每個單倍體（24條染色體）都可以顯示350～550條帶，每條帶大約代表5x106～10x106bp的DNA。每個基因長度不等，從102bp（a珠蛋白基因）～2x106bp（抗肌萎縮蛋白基因）。估計平均每3000bp為一個基因，每條染色體可能代表幾個或幾百個基因當前第15頁\共有82頁\編于星期五\23點

G顯帶深染帶富含AT，富含長分散DNA序列，是DNA的重復(fù)區(qū)域，不編碼表達基因，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。包括Alu序列。染色體上大多數(shù)斷裂點和重排被認為是發(fā)生在淺染帶。

當前第16頁\共有82頁\編于星期五\23點新技術(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550-850條帶，即高分辨染色體。當前第17頁\共有82頁\編于星期五\23點當前第18頁\共有82頁\編于星期五\23點第二節(jié)、染色體畸變?nèi)旧w畸變（chromosomeaberration）在某些內(nèi)部或外界因素的影響下，染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)可能發(fā)生改變，這種改變稱為染色體畸變。當前第19頁\共有82頁\編于星期五\23點（一）染色體數(shù)目異常

(numericalabnormality)細胞內(nèi)整個染色體組或整條染色體數(shù)量上的增減稱為染色體數(shù)目異常。1、分類：（1）整倍體異常（2）非整倍體異常當前第20頁\共有82頁\編于星期五\23點整倍體異常（euploid）細胞內(nèi)整個染色體組數(shù)目的增加或減少，形成整倍性的改變。①單倍體（n）：見于正常成熟配子（精子和卵子）②多倍體（n≥3n）：見于自然流產(chǎn)的胎兒中，是人類自然流產(chǎn)的重要原因。當前第21頁\共有82頁\編于星期五\23點非整倍體異常指體細胞中個別染色體數(shù)目增加或減少了一條或幾條，為最常見的染色體異常。①亞二倍體:在2n基礎(chǔ)上減少一條或數(shù)條染色體。（單體型2n-1）②超二倍體:比二倍體（2n）多一條或數(shù)條染色體。（三體型2n+1或多體型2n+n）當前第22頁\共有82頁\編于星期五\23點2、染色體數(shù)目異常的機理（1）整倍體異常

三倍體形成的原因：①雙雄受精(diandry)②雙雌受精(digyny)四倍體形成的原因：①核內(nèi)復(fù)制(endoreduplication)②核內(nèi)有絲分裂(endomitosis)當前第23頁\共有82頁\編于星期五\23點當前第24頁\共有82頁\編于星期五\23點23X23Y23X69XXY23X23Y23Y69XYY23X23X23X69XXX雙雄受精當前第25頁\共有82頁\編于星期五\23點69XXY23X23X23Y69XXX23X23X23X雙雌受精當前第26頁\共有82頁\編于星期五\23點（2）非整倍體異常①染色體不分離②染色體丟失

當前第27頁\共有82頁\編于星期五\23點染色體不分離有絲分裂或減數(shù)分裂時，如果一對姐妹染色單體或同源染色體彼此沒有分離，而是同時進入一個子細胞，稱為不分離(nondisjunction)。當前第28頁\共有82頁\編于星期五\23點有絲分裂不分離(mitoticnon-disjunction)是指發(fā)生在受精卵或體細胞有絲分裂過程中的姐妹染色單體不分離，即可形成嵌合體(mosaic)。當前第29頁\共有82頁\編于星期五\23點減數(shù)分裂不分離當前第30頁\共有82頁\編于星期五\23點當前第31頁\共有82頁\編于星期五\23點當前第32頁\共有82頁\編于星期五\23點染色體丟失又叫染色體分裂后期延滯。在細胞分裂時，由于紡錘絲或著絲粒功能障礙或染色體行動遲緩，使某條染色體在分裂后末期未能隨其它染色體一起進入任何一個子細胞而滯留于細胞質(zhì)直到分解消失，從而導(dǎo)致某一個子細胞中少了一條染色體，稱染色體丟失(chromosomelose)。當前第33頁\共有82頁\編于星期五\23點464646464546后期遲滯所致染色體遺失與嵌合體形成圖解4545464647454646有絲分裂不分離與嵌合體形成圖解嵌合體（mosaic）：一個個體存在兩種或兩種以上染色體數(shù)目不同的細胞群。當前第34頁\共有82頁\編于星期五\23點3、嵌合體及其發(fā)生的機理（1）嵌合體的概念含有兩種或兩種以上不同核型細胞系的個體，稱為嵌合體（mosaic）。例：46,XX/47,XXY;45,X/46,XX。（2）發(fā)生機理①有絲分裂不分離②染色體丟失當前第35頁\共有82頁\編于星期五\23點（二）染色體結(jié)構(gòu)畸變

(constructabnormality)染色體結(jié)構(gòu)畸變：指染色體部分片段的缺失、重復(fù)或重排。實質(zhì)上是指染色體上遺傳物質(zhì)的增減或位置改變。染色體結(jié)構(gòu)畸變的根本原因：染色體斷裂（breakage）及斷裂后的重排。當前第36頁\共有82頁\編于星期五\23點染色體結(jié)構(gòu)畸變的類型缺失（deletion，del）重復(fù)（duplication，dup）倒位（inversion，inv）易位（translocation，t）當前第37頁\共有82頁\編于星期五\23點1.缺失(deletion，del)末端缺失(terminaldeletion)中間缺失(interstitialdeletion)當前第38頁\共有82頁\編于星期五\23點123456751234671234567當前第39頁\共有82頁\編于星期五\23點2.重復(fù)(duplication，dup)一條染色體上某一相同節(jié)段具有兩份或兩份以上稱為重復(fù)。它往往是兩同源染色體之間的染色體片斷不等交換的結(jié)果。當前第40頁\共有82頁\編于星期五\23點3.倒位(inversion，inv)指一條染色體同時發(fā)生兩次斷裂，其斷片位置發(fā)生顛倒后再重接，分臂內(nèi)倒位和臂間倒位。當前第41頁\共有82頁\編于星期五\23點1234567123456756565656565665臂內(nèi)倒位（paracentricinversion）當前第42頁\共有82頁\編于星期五\23點1234567123456734124356734343434臂間倒位（pericentricinversion）當前第43頁\共有82頁\編于星期五\23點4.易位(translocation，t)指兩條非同源染色體同時發(fā)生斷裂后，其斷片發(fā)生交換。分為相互易位和羅伯遜易位。平衡易位：相互易位僅涉及位置的改變而不造成染色體片段的增減。當前第44頁\共有82頁\編于星期五\23點相互易位當前第45頁\共有82頁\編于星期五\23點RAB1234567RAB12345677B相互易位（reciprocaltranslocation）當前第46頁\共有82頁\編于星期五\23點羅伯遜易位當前第47頁\共有82頁\編于星期五\23點RAB123RRAB123RRRABABABABABBA羅伯遜易位（Robertsoniantranslocation）當前第48頁\共有82頁\編于星期五\23點5.環(huán)狀染色體(ringchromosome，r)當前第49頁\共有82頁\編于星期五\23點環(huán)狀染色體（ringchromosome，r）當前第50頁\共有82頁\編于星期五\23點6.等臂染色體(isochromosome，i)當前第51頁\共有82頁\編于星期五\23點ppqq等臂染色體（isochromosome,I）ppqq著絲點橫裂ppqq當前第52頁\共有82頁\編于星期五\23點7.雙著絲粒染色體

(dicentricchromosome，dic)當前第53頁\共有82頁\編于星期五\23點雙著絲粒染色體(dicentricchromosome,dic)當前第54頁\共有82頁\編于星期五\23點8.插入（insertion,ins）RAB1234567RAB1234567B567當前第55頁\共有82頁\編于星期五\23點123456712345671234567123456712345675123467插入（insertion,ins）當前第56頁\共有82頁\編于星期五\23點第三節(jié)、染色體病

染色體?。菏侵赣捎谌旧w數(shù)目異常或結(jié)構(gòu)畸變所導(dǎo)致的疾病。當前第57頁\共有82頁\編于星期五\23點1、常染色體異常綜合征是指第1～22號常染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)異常所引起的疾病。臨床癥狀包括：智力低下、生長發(fā)育遲緩及特征性異常體征等。（1）先天愚型（2）5p－綜合征當前第58頁\共有82頁\編于星期五\23點（1）先天愚型先天愚型又稱作21三體綜合征、Down綜合征，是人類中最常見的一種染色體病。當前第59頁\共有82頁\編于星期五\23點新生兒中的發(fā)病率為1/800～1/600。當前第60頁\共有82頁\編于星期五\23點當前第61頁\共有82頁\編于星期五\23點約50%的患者有先天性心臟病。患者壽命較短，50％的患兒在5歲以前死亡，平均壽命16.2歲。當前第62頁\共有82頁\編于星期五\23點核型特征21三體型（約占92.5%）核型：47，XX（XY），+21原因：父母之一配子發(fā)生時減數(shù)分裂過程中出現(xiàn)不分離的結(jié)果，大多數(shù)是母親卵子形成過程中發(fā)生了21號染色體不分離（95%）；父親精子形成中發(fā)生21不分離而致該病約占5%。其發(fā)病率隨母親年齡增高而增大。當前第63頁\共有82頁\編于星期五\23點21三體型當前第64頁\共有82頁\編于星期五\23點易位型（約占5%）

核型：46，XX（XY），-14，+t（14；21）（p11；q11）原因：由于新的突變形成；親代遺傳而來，即患者的雙親之一是平衡易位攜帶者。平衡易位攜帶者的核型為45，XX（XY），-14，-21,+t(14；21)（p11；q11）當前第65頁\共有82頁\編于星期五\23點嵌合型（約占2.5%）核型：46，XX（XY）/47，XX（XY），+21原因：正常的受精卵在胚胎發(fā)育早期的卵裂過程中，發(fā)生21號染色體的不分離，形成46/47/45細胞系的