染色體帶紋及命名

染色體帶紋及命名人類染色體是以幾屆國(guó)際會(huì)議的結(jié)果予以命名的(1960的Denver會(huì)議，1963年的倫敦會(huì)議，1966年的芝加哥會(huì)議，1975年巴黎會(huì)議，1977年Stockholm會(huì)議，1994年Memphis會(huì)議)。1995年細(xì)胞遺傳學(xué)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)修改了自1985到1991年所發(fā)表的文件，把他們編撰成一個(gè)冊(cè)子，名為《人類細(xì)胞遺傳學(xué)國(guó)際命名體制》，常簡(jiǎn)稱ISCN1995。顯帶是一類分帶技術(shù)，是一種方法學(xué)。是把染色體標(biāo)本經(jīng)過(guò)特殊處理后染色，使染色體有深、淺或明、暗的區(qū)別帶。這里我們介紹幾種常出現(xiàn)在文獻(xiàn)中的帶型。1、G帶：也叫G顯帶，這是臨床上最常用的顯帶方法。用胰酶，緩沖液處理中期染色體標(biāo)本均可顯帶。G帶的特性是顯帶方法簡(jiǎn)單恒定，帶型穩(wěn)定，保存時(shí)間長(zhǎng)。染色體標(biāo)本用熱、堿、蛋白酶等預(yù)處理后，再用Giemsa染色，可以顯示出與Q帶相似的帶紋。在光學(xué)顯微鏡下，可見(jiàn)Q帶亮帶相應(yīng)的部位，被Giemsa染成深帶，而Q帶暗帶相應(yīng)的部位被Giemsa染成淺帶。這種顯帶技術(shù)稱為G顯帶，所顯示的帶紋稱為G帶。G顯帶克服了Q顯帶的缺點(diǎn)，G帶標(biāo)本可長(zhǎng)期保存，而且可在光學(xué)顯微鏡下觀察，因而得到了廣泛的應(yīng)用，是目前進(jìn)行染色體分析的常規(guī)帶型。2、 Q帶：用喹吖因染料染中期染色體標(biāo)本可出現(xiàn)一種特征性黃光亮暗帶型，一般富含AT-DNA區(qū)段表現(xiàn)為亮帶，富含GC-DNA區(qū)段黃光較暗，常用于人類Y染色體長(zhǎng)臂的觀察。臨床上較少用，不能長(zhǎng)久保存。3、C帶：這種方法將結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和高度重復(fù)的DNA區(qū)域染色。在人類染色體上這些區(qū)域位于著絲粒和Y染色體上。常用于某一科題的研究。專門顯示著絲粒的顯帶技術(shù)。C顯帶也可使第1、9、16號(hào)和Y染色體長(zhǎng)臂的異染色質(zhì)區(qū)染色。因而，C帶可用來(lái)分析染色體這些部位的改變。4、 R帶：帶型與G帶相近，常用于染色體末端的研究。 所顯示的帶紋與G帶的深、淺帶帶紋正好相反，故稱為R帶(reversedband)。G帶淺帶如果發(fā)生異常，不易發(fā)現(xiàn)和識(shí)別，而R顯帶技術(shù)可以將G帶淺帶顯示出易于識(shí)別的深帶，所以R顯帶對(duì)分析染色體G帶淺帶部位的結(jié)構(gòu)改變有重要作用。5、 T顯帶(Tbanding):專門顯示染色體端粒的顯帶技術(shù)，用來(lái)分析染色體端粒。6、 N顯帶(Nbanding):專門顯示核仁組織區(qū)的顯帶技術(shù)。7、 高分辨顯帶(high-resolutionbanding):分裂中期一套單倍染色體一般顯示320條帶。70年代后期，采用細(xì)胞同步化方法和改進(jìn)的顯帶技術(shù)，獲得細(xì)胞分裂前中期、晚前期或早前期的分裂相，可以得到帶紋更多的染色體，能顯示550-850條帶，甚至2000條帶以上。這種顯帶技術(shù)稱為高分辨顯帶技術(shù)。8、SCE(sisterchromatidexchange)顯示方法：5-溴脫氧尿嘧啶核苷(5-bromodeoxy-uridine,BrdU)是脫氧胸腺嘧啶核苷的類似物，在DNA鏈的復(fù)制過(guò)程中，可替代胸腺嘧啶。由于DNA的半保留復(fù)制，當(dāng)細(xì)胞在含有BrdU的培養(yǎng)液中經(jīng)過(guò)兩個(gè)分裂周期后，兩條姊妹染色單體的DNA鏈在化學(xué)組成上出現(xiàn)差別，即一條染色單體的DNA雙鏈中有一條鏈摻入了BrdU，另一條則為原來(lái)的模板，不含BrdU；而另一條染色單體的兩條DNA鏈中的胸腺嘧啶核苷均被BrdU取代。由于摻入BrdU的DNA分子螺旋化程度較低，與染色劑的親和力降低，Giemsa染色時(shí)著色淺。因此，在顯微鏡下可清楚地區(qū)別姊妹染色單體。在染色體的復(fù)制過(guò)程中兩條姊妹染色單體的遺傳物質(zhì)在相同位點(diǎn)上交換，稱為姊妹染色單體互換(SCE)。經(jīng)過(guò)BrdU處理，兩條姊妹染色單體的著色程度明顯不同，若兩條染色單體之間有互換，即可在同一單體上看到深淺相間的片段。由于姐妹染色單體的DNA序列相同，SCE并不改變遺傳物質(zhì)組成，但SCE是由于染色體發(fā)生斷裂和重接而產(chǎn)生的，因此，SCE顯示方法通常用來(lái)檢測(cè)染色體斷裂頻率，用來(lái)研究藥物和環(huán)境因素的致畸效應(yīng)。一般常作的G帶技術(shù)在人類染色體的單倍體中僅能觀察到320條帶紋，這對(duì)于一些染色體細(xì)微結(jié)構(gòu)異常的識(shí)別是不夠的。近年來(lái)，另加某些藥物如胸腺嘧啶核苷、BrdU等阻止染色體收縮，并用有絲分裂抑制劑秋水仙素或秋水酰胺低濃度短時(shí)間處理，結(jié)果就能得大量晚前期、前中期和早中期的有絲分裂圖象。這樣在人類染色體的單倍體帶紋數(shù)可增加到400條、550條和850條，甚至可達(dá)1200~2000條之多。這對(duì)于進(jìn)一步研究較細(xì)小的染色體缺陷和基因定位，具有重大意義。對(duì)染色體帶型的識(shí)別和命名是從染色體上的著絲粒開(kāi)始的。在顯帶染色體標(biāo)本上,一條染色體被著絲粒分為短臂(p)和長(zhǎng)臂(q);兩臂均由一系列染色深和染色淺的帶所構(gòu)成不存在帶間區(qū)。不論在長(zhǎng)臂或短臂中,都可以依照明顯的形態(tài)特征(如著絲粒、明顯的深染帶或淺染帶)作界標(biāo),分為幾個(gè)區(qū)。每區(qū)中可以包括若干個(gè)帶。區(qū)和帶以號(hào)序命名,從著絲粒兩側(cè)的帶開(kāi)始,作為第1區(qū)第1號(hào)帶,向兩臂遠(yuǎn)端延伸,依次編為2區(qū)、3區(qū)等第一區(qū)內(nèi)也依次編為1號(hào)帶、2號(hào)帶……例如,課本中第六章第三節(jié)小字中1號(hào)染色體的短臂(p)包括三個(gè)區(qū)：1區(qū)有3條帶,2區(qū)有2條帶,3區(qū)有6條帶長(zhǎng)臂(q)包括4個(gè)區(qū):1區(qū)有2條帶,2區(qū)有5條帶,3區(qū)有2條帶,4區(qū)有4條帶。定為界標(biāo)的染色帶就作為下一個(gè)區(qū)的1號(hào)帶。每一個(gè)染色體帶的命名,由連續(xù)書(shū)寫(xiě)的符號(hào)組成。例如,1q32表示為第1號(hào)染色體長(zhǎng)臂的第3區(qū)2號(hào)帶。如果一個(gè)帶又分成若干亞帶(即高分辨帶),則在帶號(hào)之后加小數(shù)點(diǎn),再書(shū)寫(xiě)亞帶的編號(hào)。亞帶也由著絲粒向遠(yuǎn)端依次編號(hào)，如lp36.2表示第1號(hào)染色體短臂的第3區(qū)6號(hào)帶中的第2號(hào)亞帶。如果亞帶又再細(xì)分，則在原亞帶編號(hào)后再加數(shù)字,不需再加標(biāo)點(diǎn)，例如1p36.21。請(qǐng)注意這些數(shù)字并非十進(jìn)位的字，只是帶型符號(hào)。染色體核型命名如下：正常男性為46,XY，正常女性為46,XX.21三體綜合征（唐氏綜合征）由于有一條額外的21號(hào)染色體（21三體），核型命名為男性47,XY,21+；女性命名為47,XX,21+.染色體易位也可導(dǎo)致21三體綜合征,典型的14/21平衡易位攜帶者母親寫(xiě)為45,XX,t（14q；21q）.易位染色體分別來(lái)自14q和21q（在該染色體上,q為長(zhǎng)臂），短臂（p）已丟失?短臂缺失的5號(hào)染色體（又稱為5p缺失綜合征），女性的核型為46,XX,5p-.染色體的每個(gè)臂被分成1~4個(gè)主要區(qū),依染色體長(zhǎng)度而定.每條條帶無(wú)論染色陽(yáng)性或陰性,都有一個(gè)序號(hào).序號(hào)隨距離著絲點(diǎn)的距離增加而增加.如,1q23指1號(hào)染色體（1）,長(zhǎng)臂（q），第二區(qū)（2）位于該區(qū)的第三條帶（3），如下圖。常見(jiàn)的核型描述方式：核型描述46，XY正常女性染色體47，XX，+21女性，21三體綜合征47，XY，+21/46，XY男性，21三體細(xì)胞和正常細(xì)胞的鑲嵌體46，XY，del(4)(p14)男性，第4號(hào)染色體短臂末端缺失，缺失的斷裂點(diǎn)發(fā)生在短臂的p14帶上46，XX，dup(5p)女性，第5號(hào)染色體短臂片段重復(fù)45，XY，-13，-15，t（13q；14q） 男性，第13號(hào)染色體的羅伯遜平衡易位，核型顯示正常的第13號(hào)和第14號(hào)染色體缺失46，XY，t（11；22）（q23；q22） 男性，第11號(hào)與第22號(hào)染色體之間相互平衡易位；斷裂點(diǎn)在第11號(hào)染色體長(zhǎng)臂的q23區(qū)帶和第22號(hào)染色體長(zhǎng)臂的q22區(qū)帶上46，XX,inv（3）（p21；q13） 第3號(hào)染色體的倒位，從p21延伸至q13；由于它包含著絲粒，所以是周著絲粒倒位46，X，i（46，X，i（xq）臂染色體將一個(gè)染色體組的全部染色體逐條按其特征畫(huà)下來(lái)，再按長(zhǎng)短、形態(tài)等特征排列起來(lái)的圖稱為核型模式圖,它代表一個(gè)物種的核型模式。由于許多物種的各個(gè)染色體靠普通的制片染色方法不易精確地識(shí)別和區(qū)分，1968年以來(lái)發(fā)展起來(lái)的顯帶技術(shù)，即用各種特殊的處理和染色方法使各條染色體顯示出各自的橫紋特征（帶型）的方法成為研究核型的有力工具。核型及其各種帶型是動(dòng)物、植物、真菌在染色體水平上的表型。研究和比較各種動(dòng)物、植物、真菌的核型和帶型有助于對(duì)各個(gè)種、屬、科的親緣關(guān)系作出判斷,揭示核型的進(jìn)化過(guò)程和機(jī)制。此外，核型的研究又和人類自身利害密切相關(guān)，它的數(shù)目和結(jié)構(gòu)的改變往往給人類帶來(lái)遺傳性疾病——染色體?。荒[瘤細(xì)胞的核型分析已被應(yīng)用于腫瘤的臨床診斷、預(yù)后及藥物療效的觀察；通過(guò)培養(yǎng)后的淋巴細(xì)胞或皮膚成纖維細(xì)胞的核型分析，可以對(duì)人的染色體病進(jìn)行診斷，而對(duì)培養(yǎng)后的羊水中的胎兒脫屑細(xì)胞或胎盤絨毛膜細(xì)胞的核型分析則可用于對(duì)胎兒的性別和染色體病的產(chǎn)前診斷。歷史核型一詞首先由蘇聯(lián)學(xué)者T.A?列維茨基和JI.杰洛涅等在20世紀(jì)20年代提出。1952年美國(guó)細(xì)胞學(xué)家徐道覺(jué)首先采用低滲處理技術(shù)使細(xì)胞內(nèi)的染色體分散而便于觀察，以后秋水仙素的應(yīng)用使增殖中的細(xì)胞停止于中期，從而便于獲得大量供觀察的中期分裂相，植物凝血素（簡(jiǎn)稱PHA）刺激白細(xì)胞分裂的發(fā)現(xiàn)使以血培養(yǎng)方法觀察動(dòng)物與人的染色體成為可能。隨著各種培養(yǎng)、制片、染色技術(shù)的改進(jìn)使核型的研究進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的新階段。1956年瑞典細(xì)胞遺傳學(xué)家莊有興等報(bào)告了人的染色體數(shù)是46而不是過(guò)去認(rèn)為的48。1959年以后在人類中發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的各種各樣的染色體異常。1960年4月在美國(guó)丹佛市召開(kāi)的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上對(duì)人的染色體分群和命名的術(shù)語(yǔ)、符號(hào)、方法等作了統(tǒng)一規(guī)定,在第五次國(guó)際人類遺傳學(xué)會(huì)議上產(chǎn)生的人類染色體命名常務(wù)委員會(huì)又于1977年專門召開(kāi)了會(huì)議進(jìn)行修訂，會(huì)后公布了《人類細(xì)胞遺傳學(xué)命名國(guó)際體制（ISCN）（1978）》。1981年該委員會(huì)又公布了《人類細(xì)胞遺傳學(xué)高分辨顯帶命名國(guó)際體制》，在1977年所制訂的中期染色體帶型命名規(guī)定的基礎(chǔ)上提出了高分辨的晚前期和早中期染色體帶型命名規(guī)定和模式圖。這些規(guī)定目前為世界各國(guó)學(xué)者所普遍采用。方法核型研究所用的材料或是自然條件下活體中正在旺盛分裂的細(xì)胞（如植物的根尖、嫩葉、莖尖等細(xì)胞，以及動(dòng)物的胚胎細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、睪丸中的精原細(xì)胞等）或是離體培養(yǎng)的旺盛分裂的細(xì)胞。植物細(xì)胞一般不經(jīng)低滲處理,如需經(jīng)低滲處理則需用酶溶去細(xì)胞壁。動(dòng)物細(xì)胞則往往經(jīng)低滲處理后再行固定、染色。常用的顯帶技術(shù)所顯示的帶有Q帶、G帶、C帶、R帶、T帶等。Q帶技術(shù)即喹吖因熒光染色技術(shù)，是1968年瑞典細(xì)胞化學(xué)家T.0?卡斯珀松建立的，所顯示的是中期染色體經(jīng)氮芥喹吖因或雙鹽酸喹吖因染色后在紫外線照射下所呈現(xiàn)的明亮的熒光帶，這些區(qū)帶相當(dāng)于DNA分子中A:T堿基對(duì)成分豐富的部分。G帶即吉姆薩帶,是將處于分裂中期的細(xì)胞經(jīng)過(guò)胰酶或堿、熱、尿素、去污劑等處理后再經(jīng)吉姆薩染料染色后所呈現(xiàn)的區(qū)帶。C帶又稱著絲粒異染色質(zhì)帶，是著絲粒鄰近的異染色質(zhì)部分。C帶技術(shù)是M.L?帕多等于1970年建立的。R帶由B.迪特里約于1971年所首創(chuàng)，是中期染色體不經(jīng)鹽酸水解或胰酶處理，只在磷酸緩沖液中保溫處理后就用吉姆薩等染料染色后所呈現(xiàn)的區(qū)帶，也是G帶染色后的帶間不著色區(qū)，所以又稱反帶。T帶又稱端粒帶，是染色體的端粒部位經(jīng)吖啶橙染色后所呈現(xiàn)的區(qū)帶,典型的T帶呈綠色，由B.迪特里約1973年首先報(bào)道。染色體銀染法系用硝酸銀(AgN03)使染色體上的核仁形成區(qū)部位呈現(xiàn)黑色的一種特殊染色法。1975年以來(lái)，美國(guó)細(xì)胞遺傳學(xué)家J.J.尤尼斯等又建立了高分辨顯帶法，方法是先用氨甲喋吟使細(xì)胞分裂同步化，然后用秋水酰胺進(jìn)行短時(shí)間的處理，使出現(xiàn)大量晚前期和早中期的分裂相。在這樣處理過(guò)的人的早中期細(xì)胞的染色體組中可以看到555?842條帶。在晚前期細(xì)胞中可以看到843?1256條帶，而已往在中期染色體上只能觀察到320?554條帶。后來(lái)又用放線菌素D作用于DNA合成后期(G2期)的細(xì)胞以阻礙染色體濃縮時(shí)特殊蛋白質(zhì)與染色體的結(jié)合，從而使染色體更為細(xì)長(zhǎng)，使所顯示的帶紋多達(dá)5000條。這樣就可以更精確地觀察染色體的各種變異，甚至在各種生物的正常個(gè)體細(xì)胞中也可以看到染色體的各種區(qū)帶的寬窄、位置等存在著一些變化，這些變化稱帶的多態(tài)現(xiàn)象。人類染色體命名符號(hào)與核型式 《人類細(xì)胞遺傳學(xué)命名國(guó)際體制(ISCN)(1978)》中的命名符號(hào)：A、B、C、D、E、F、G染色體群的符號(hào)1?22常染色體的順序號(hào)X、Y性染色體/嵌合體或異源嵌合體的不同細(xì)胞系之間的分隔符號(hào)+增加-丟失—從一到：斷裂::斷裂和重接()()內(nèi)為結(jié)構(gòu)改變的染色體？染色體或其結(jié)構(gòu)的鑒別有疑問(wèn)；在涉及兩個(gè)以上染色體的結(jié)構(gòu)重排中用來(lái)分隔染色體或染色體區(qū)段的符號(hào)=總數(shù)為()用于區(qū)別同源染色體*作為X號(hào)用，其前是母本，其后是父本。AI(firstmeioticanaphase)減數(shù)分裂I后期AII(secondmeioticanaphase)減數(shù)分裂II后期ace(acentricfragment)無(wú)著絲粒斷片b(break)斷裂cen(centromere)著絲粒chi(chimera)異源嵌合體cs(chromosome)染色體ct(chromatid)染色單體cx(complex)(染色體)群del(deletion)缺失der(derivativechromosome)衍生染色體dia(diakinesis)濃縮期dic(dicentric)雙著絲粒dip(diplotene)雙線(期)dir(direct)直接(分裂)dis(distal)遠(yuǎn)端dit(dictyotene)核網(wǎng)(期)dmin(doubleminute)雙微小體dup(duplication)重復(fù)e(exchange)互換end(endoreduplication)內(nèi)復(fù)制f(fragment)斷片fem(female)女性g(gap)裂隙h(secondaryconstriction)副縊痕(或次縊痕)i(isochromosome)等臂染色體ins(insertion)插入inv(inversion)倒位lep(leptotene)細(xì)線(期)MI(firstmeioticmetaphase)減數(shù)分裂I中期MII(secondmeioticmetaphase)減數(shù)分裂II中期mal(male)男性mar(markerchromosome)標(biāo)記染色體mat(maternalorigin)來(lái)自母親med(median)中央min(minute)微小體mn(modalnumber)眾數(shù)mos(mosaic)嵌合體oom(oogonialmetaphase)卵原細(xì)胞中期p(shortarmofchromosome)染色體短臂PI(firstmeioticprophase)減數(shù)分裂I前期pac(pachytene)粗線(期)pat(paternalorigin)來(lái)自父親pcc(prematurechromosomecondensation)染色體提前濃縮Ph(Philadelphiachromosome)費(fèi)城染色體prx(proximal)近端psu(pseudo)假prz(pulverization)粉碎q(longarmofchromosome)染色體長(zhǎng)臂qr(qualriradial)四射體r(ringchromosome)環(huán)狀染色體rcp(reciprocal)相互(易位)rea(rearrangement)重排rec(recombinantchromosome)重組染色體rob(Robertsoniantranslocation)羅伯遜易位