第六章人類染色體和染色體病

第六章人類染色體和染色體病優(yōu)選第六章人類染色體和染色體病細(xì)胞培養(yǎng)與染色體制備

正常人外周血或細(xì)胞

RPMI1640培養(yǎng)基+15%小牛血清=5ml370C，培養(yǎng)68hr

加秋水仙素，培養(yǎng)2～4hr（抑制細(xì)胞分裂）收集細(xì)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

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）。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處二、人類的正常核型核型（Karyotype）

將一個體細(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），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：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，XX46,XY46,XX2、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(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。R-banding

反G帶，因其恰好與G帶著色深淺相反

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。顯帶染色體識別G-banging界標(biāo)、區(qū)和帶如：2p13

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

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(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。包括Alu序列。染色體上大多數(shù)斷裂點和重排被認(rèn)為是發(fā)生在淺染帶。

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。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。（一）染色體數(shù)目異常

(numericalabnormality)

細(xì)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）非整倍體異常整倍體異常（euploid）細(xì)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。非整倍體異常指體細(xì)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）2、染色體數(shù)目異常的機(jī)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)兩條染色單體通過一個著絲粒彼此連接。缺失（deletion，del）（1）Klinefelter綜合征第六章人類染色體和染色體病估計平均每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。核型（Karyotype）少數(shù)46,XY/47,XXY細(xì)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。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%）；①亞二倍體:在2n基礎(chǔ)上減少一條或數(shù)條染色體。四倍體形成的原因：親代遺傳而來，即患者的雙親之一是平衡易位攜帶者。離心，去上清液（1000rpm/10min）正常女性46，XX23X23Y23X69XXY23X23Y23Y69XYY23X23X23X69XXX雙雄受精69XXY23X23X23Y69XXX23X23X23X雙雌受精（2）非整倍體異常①染色體不分離②染色體丟失

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(jìn)入一個子細(xì)胞，稱為不分離(nondisjunction)。有絲分裂不分離(mitoticnon-disjunction)是指發(fā)生在受精卵或體細(xì)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)。減數(shù)分裂不分離染色體丟失又叫染色體分裂后期延滯。在細(xì)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(jìn)入任何一個子細(xì)胞而滯留于細(xì)胞質(zhì)直到分解消失，從而導(dǎo)致某一個子細(xì)胞中少了一條染色體，稱染色體丟失(chromosomelose)。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(xì)胞群。3、嵌合體及其發(fā)生的機(jī)理（1）嵌合體的概念含有兩種或兩種以上不同核型細(xì)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(jī)理①有絲分裂不分離②染色體丟失（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。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）1.缺失(deletion，del)

末端缺失(terminaldeletion)

中間缺失(interstitialdeletion)1234567512346712345672.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。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。1234567123456756565656565665臂內(nèi)倒位（paracentricinversion）1234567123456734124356734343434臂間倒位（pericentricinversion）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。相互易位RAB1234567RAB12345677B相互易位（reciprocaltranslocation）②超二倍體:比二倍體（2n）多一條或數(shù)條染色體。除G顯帶、R-顯帶外還有：等臂染色體(isochromosome，i)中央著絲粒染色體,著絲粒位于染色體的1/2處。核型：47,XXY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。父親精子形成中發(fā)生21不分離而致該病約占5%。②染色體丟失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(dá)基因，G顯帶淺帶，富含GC，含有許多轉(zhuǎn)錄基因。中間缺失(interstitialdeletion)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。（2）非整倍體異常細(xì)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。染色體畸變（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。E16～18較小中、亞中羅伯遜易位RAB123RRAB123RRRABABABABABBA羅伯遜易位（Robertsoniantranslocation）5.環(huán)狀染色體(ringchromosome，r)環(huán)狀染色體（ringchromosome，r）6.等臂染色體(isochromosome，i)ppqq等臂染色體（isochromosome,I）ppqq著絲點橫裂ppqq7.雙著絲粒染色體

(dicentricchromosome，dic)雙著絲粒染色體(dicentricchromosome,dic)8.插入（insertion,ins）RAB1234567RAB1234567B567123456712345671234567123456712345675123467插入（insertion,ins）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。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（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。新生兒中的發(fā)病率為1/800～1/600。約50%的患者有先天性心臟病?；颊邏勖^短，50％的患兒在5歲以前死亡，平均壽命16.2歲。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。21三體型易位型（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）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(xì)胞系的嵌合體。（2）5p－綜合征又稱貓叫綜合征。發(fā)病率及臨床特征：該病的群體發(fā)病率約1