人類(lèi)染色體

1,人類(lèi)染色體 human chromosome,2,第一節(jié) 人類(lèi)染色體的基本特征,第二節(jié) 染色體分組、核型與顯帶技術(shù),一、染色質(zhì)和染色體,（一）染色質(zhì),1、常染色質(zhì)與異染色質(zhì),2、性染色質(zhì),(二）染色體,二、人類(lèi)染色體的數(shù)目、結(jié)構(gòu)和形態(tài),（一）人類(lèi)染色體的結(jié)構(gòu),(二）人類(lèi)染色體的形態(tài),三、性別決定及性染色體,一、染色體的研究方法,（一）染色體標(biāo)本的制作,（二）染色體顯帶,二、 染色體分組、核型,3,第一節(jié) 人類(lèi)染色體的基本特征,染色質(zhì)和染色體實(shí)質(zhì)上是同一物質(zhì)在不同細(xì)胞周期、執(zhí)行不同生理功能時(shí)不同的存在形式。,一、染色質(zhì)和染色體,4,（一）染色質(zhì)（chromatin）,定義：間期細(xì)胞核中伸展開(kāi)的DNA蛋白質(zhì)纖維。 分類(lèi)： 常染色質(zhì)（euchromatin） 異染色質(zhì)（heterochromatin）,5,常染色質(zhì)(euchromatin)：細(xì)胞間期核內(nèi)纖維折疊盤(pán)曲程度小，分散度大，染色較淺且具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)。,異染色質(zhì)(heterochromatin)：細(xì)胞間期核內(nèi)纖維折疊盤(pán)曲緊密，呈凝集狀態(tài)，染色較深且沒(méi)有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)。,1、常染色質(zhì)與異染色質(zhì),6,7,常染色質(zhì)與異染色質(zhì)的特性比較,8,異染色質(zhì)的分類(lèi),結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)：在各類(lèi)細(xì)胞的全部發(fā)育過(guò)程中都處于凝縮狀態(tài)的染色質(zhì)。大多位于著絲粒區(qū)和端粒區(qū)，不具有轉(zhuǎn)錄活性 。,兼性異染色質(zhì)：是指在特定細(xì)胞的某一發(fā)育階段所具有的凝縮狀態(tài)的染色質(zhì)。,9,2、性染色質(zhì)（sex chromatin）,X染色質(zhì)（X chromatin） Y染色質(zhì)（Y chromatin）,10,1）X染色質(zhì)（X chromatin） Barr于1949年在雌性貓的神經(jīng)細(xì)胞核 的核膜內(nèi)緣發(fā)現(xiàn)一直徑約1um的平凸性的 深染小體，并命名為Barr小體。 Barr小體雌性哺乳動(dòng)物上皮細(xì)胞中 普遍存在。 Barr小體又名X染色質(zhì)。,11,X chromatin 、X body、 Barr body,12,Lyon假說(shuō)(Lyon hypothesis),要點(diǎn)： 1、在哺乳動(dòng)物（包括人類(lèi)）的正常雌性間期細(xì)胞，兩條X染色體中的一條是遺傳上失活的，形成X染色質(zhì)； 2、失活發(fā)生在胚胎發(fā)育早期（人類(lèi)晚期囊胚期）； 3、X染色體的失活是隨機(jī)的； 4、失活是不完全的； 5、失活是永久的和克隆式繁殖的。,13,14,男性46,XY，間期細(xì)胞核中只有一條具有轉(zhuǎn)錄活性的X染色體，所以一般看不到X染色質(zhì)（發(fā)現(xiàn)的比率小于5）。 女性46,XX，間期細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)X染色質(zhì)的比率大于80。 48,XXXX的個(gè)體，一個(gè)細(xì)胞核中可能見(jiàn)到的X染色質(zhì)的數(shù)目為413個(gè)。 47,XXY的個(gè)體，一個(gè)細(xì)胞核中可能見(jiàn)到的X染色質(zhì)的數(shù)目為211個(gè)。,15,X染色質(zhì) A、B、C、D、E：分別為含0、1、2、3、4個(gè)X染色質(zhì),16,人類(lèi)X染色體上約有1/3的基因可能逃避完全失活,17,2）Y染色質(zhì) 男性的細(xì)胞核中有一條Y染色體，當(dāng)用熒光染料如鹽酸喹丫因（QH）染色后，在中期分裂相中可以看到Y(jié)染色體長(zhǎng)臂（Yq12）發(fā)出強(qiáng)熒光。間期的細(xì)胞核用QH染色也可看到一個(gè)直徑約0.3um的強(qiáng)熒光小體，可能這代表Y染色體長(zhǎng)臂的一部分，稱(chēng)之為熒光小體（F body）或Y染色質(zhì)（Y chromatin）。,18,Y染色質(zhì),19,(二）染色體,染色質(zhì)由無(wú)數(shù)個(gè)重復(fù)的核小體亞單位（nucleosome）構(gòu)成,20,核小體成串如念珠狀就是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu),21,核小體是4種組蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2個(gè)分子）組成的八聚體核心表面圍以長(zhǎng)約146bp的DNA雙螺旋所構(gòu)成的 組蛋白H1位于相鄰的兩個(gè)核小體的連接區(qū)DNA表面,22,23,從DNA到染色體水平的壓縮過(guò)程,24,二、人類(lèi)染色體的數(shù)目、結(jié)構(gòu)和形態(tài),（一）人類(lèi)染色體的數(shù)目 染色體組（chromosome set) 一個(gè)正常生殖細(xì)胞（配子）中所含的全套染色體稱(chēng)為一個(gè)染色體組 基因組（genome） 一個(gè)染色體組所含的全部基因,25,中期染色體的形態(tài)特征,（二）人類(lèi)染色體的結(jié)構(gòu)、形態(tài),26,染色體(chromosome),染色單體(chromatid),著絲粒(centromere),短臂(p) & 長(zhǎng)臂(q),端粒(telomere),1、人類(lèi)染色體的結(jié)構(gòu),27,隨體(satellite),次縊痕(secondary constriction),核仁形成區(qū)或核仁組織者區(qū)（nucleolus organizing region，NOR）,28,根據(jù)染色體著絲粒的位置可將染色體分為4種類(lèi)型 中著絲粒染色體（metacentric chromosome） 亞中著絲粒染色體（submetacentric chromosome） 近端著絲粒染色體（acrocentric chromosome） 端著絲粒染色體（telocentric chromosome）,2、人類(lèi)染色體的形態(tài),29,人類(lèi)染色體的3種類(lèi)型圖解,30,31,三、性別決定及性染色體,常染色體（autosome） 性染色體（sex chromosome）,32,Two sex chromosomes of different sizes, X is larger,Females are XX, males are XY,Males determine the sex of the offspring,33,性染色體,34,第二節(jié) 染色體分組、核型與顯帶技術(shù),35,一、染色體的研究方法,（一）染色體標(biāo)本的制作 （二）染色體顯帶,36,（一）人類(lèi)染色體標(biāo)本制作 以外周血淋巴細(xì)胞為例,37,（二）染色體顯帶（chromosome banding） 在非顯帶染色體的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它能顯示染色體本身更細(xì)微的結(jié)構(gòu)，有助于準(zhǔn)確的識(shí)別每一條染色體及診斷染色體異常疾病。 顯帶染色體是染色體標(biāo)本經(jīng)過(guò)一定程序處理，并用特定染料染色，使染色體沿其長(zhǎng)軸顯現(xiàn)明暗或深淺相間的橫行帶紋，稱(chēng)為染色體帶。,38,人類(lèi)染色體顯帶技術(shù),Q顯帶（Q banding） G顯帶（G banding） R顯帶（R banding） T顯帶（T banding） C顯帶（C banding） N顯帶 （N banding） 高分辯染色體顯帶技術(shù),39,1、Q帶,氮芥喹丫因（QM），顯整條染色體,缺點(diǎn):條紋帶界限不清，很快消失無(wú)法長(zhǎng)久保存，只能以照片保存下來(lái)。,40,2、G帶：胰酶Giemsa，顯整條染色體,帶型G（322-410 bands）,G,缺點(diǎn)：穩(wěn)定性和重復(fù)性 較差,41,3、R帶,Giemsa染色，顯整條染色體。與G帶帶型相反（reverse bands）,42,4、C帶： NaOH +Giemsa ，Y染色體 著絲粒 副縊痕,43,44,5、T帶：熱處理+Giemsa，染色體末端結(jié)構(gòu)異常,45,6、N帶：AgNO3Giemsa, NOR,46,7、高分辨顯帶(high resolution banding),47,人類(lèi)G顯帶染色體模式圖,48,染色體帶型,49,染色體帶型,50,Denver體制確定正常人核型(karyotype)的基本特點(diǎn)，是識(shí)別和分析人類(lèi)染色體和各類(lèi)染色體畸變的基礎(chǔ)。,丹佛體制,51,丹佛體制,Denver體制將人類(lèi)體細(xì)胞的46條染色體按其相對(duì)長(zhǎng)度和著絲粒位置分為23對(duì)，7個(gè)組(AG組)。其中22對(duì)為男女共有，稱(chēng)常染色體(autosome)，以其長(zhǎng)度遞減和著絲粒位置依次編為122號(hào)；另一對(duì)與性別形成有關(guān)，隨性別而異，稱(chēng)為性染色體(sex chromosome)。XX代表女性，XY代表男性。,52,人類(lèi)染色體命名國(guó)際體制,概念：界標(biāo)（landmark）、區(qū)（region）、 帶（band）,53,術(shù)語(yǔ)： 界標(biāo)（landmark):劃分染色體區(qū)域的特征性標(biāo)志，具有顯著、恒定等特點(diǎn)，如著絲粒、端粒、一些明顯得帶紋等均可作為界標(biāo)。 區(qū)（region）：兩個(gè)相鄰界標(biāo)之間的染色體區(qū)域。自著絲粒向兩端編號(hào)。 帶（band）：染色體上深色和淺色的部分均為帶，帶是連續(xù)的，染色體上無(wú)非帶區(qū)。在每一區(qū)內(nèi)均獨(dú)立編號(hào)，且遵循自靠近著絲粒的一端為起點(diǎn)端。,54,顯帶染色體的界標(biāo)、區(qū)和帶示意圖,55,界標(biāo),Xp,Xq,區(qū),帶,1,1,2,2,1 2 3 4 5 6 7 8,Xq28,56,描述規(guī)則： 描述一特定帶時(shí)需要寫(xiě)明以下4個(gè)內(nèi)容： 染色體序號(hào)；臂的符號(hào)；區(qū)的序號(hào)；帶的序號(hào) 染色體號(hào)/臂名/區(qū)號(hào)/帶號(hào)/./亞帶號(hào),例子： 7q31：7號(hào)染色體長(zhǎng)臂3區(qū)1帶 1p31.3：1號(hào)染色體短臂3區(qū)1帶第3亞帶 1p31.32：,57,核型分析中常用的符號(hào)和術(shù)語(yǔ),58,核型分析中常用的符號(hào)和術(shù)語(yǔ),59,人類(lèi)1號(hào)染色體高分辨帶及其與分子標(biāo)志的關(guān)系,60,染色體核型,染色體分組 A、B、C、D、E、F、G七組 核型（karyotype） 一個(gè)體細(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)成的圖像 將待測(cè)細(xì)胞的核型進(jìn)行染色體數(shù)目、形態(tài)特征的分析，確定其是否與正常核型完全一致，稱(chēng)為核型分析（karyotype analysis）。 核型表達(dá)式： 正常男性：46，XY 正常女性：46，XX 先天愚型：47，XY，21,61,核型分析,62,人類(lèi)染色體分組及形態(tài)特征,63,人類(lèi)染色體非顯帶核型圖,人類(lèi)染色體非顯帶核型,64,人類(lèi)染色體顯帶核型 1968年瑞典細(xì)胞化學(xué)家Caspersson等應(yīng)用熒光染料氮芥喹吖因（quinacrine mustard，QM）處理染色體后，在熒光顯微鏡下可觀察到染色體沿其長(zhǎng)軸顯示出一條條寬窄和亮度不同的橫紋。 帶型(banding pattern)：應(yīng)用顯帶技術(shù)，將人類(lèi)24種染色體顯示出的各自特異的帶紋,。,65,在正常健康人群中，存在著各種染色體的恒定的微小變異，包括結(jié)構(gòu)、帶紋寬窄和著色強(qiáng)度等。這類(lèi)恒定而微小的變異是按照孟德?tīng)柗绞竭z傳的，通常沒(méi)有明顯的表型效應(yīng)或病理學(xué)意義，稱(chēng)為染色體多態(tài)性（chromosomal polymorphism）。,人類(lèi)染色體的多態(tài)性 （chromosomal polymorphism）,66,多態(tài)性常見(jiàn)部位：Y染色體的長(zhǎng)度變異；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區(qū)（NOR）的變異 ； 第1、9和16號(hào)染色體次縊痕的變異,67,