醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)：第二章 人類染色體和染色體病

1、 相關(guān)知識(shí)介紹相關(guān)知識(shí)介紹 l有絲分裂：間期、分裂期（前、中、有絲分裂：間期、分裂期（前、中、 后、末）后、末） l減數(shù)分裂減數(shù)分裂 間期間期 減數(shù)分裂減數(shù)分裂 間期間期 細(xì)線期 偶線期粗線期 雙線期 終變期 （一）減數(shù)分裂（一）減數(shù)分裂 染色體變短粗，聯(lián)會(huì)復(fù)合體解體，交叉端化染色體變短粗，聯(lián)會(huì)復(fù)合體解體，交叉端化 1 1、間期、間期 短暫或無，不進(jìn)行短暫或無，不進(jìn)行DNADNA的復(fù)制的復(fù)制 中心法則中心法則 Central dogmaCentral dogma F.F. Costa / Gene 357 (2005) 83 94 對(duì)對(duì)“中心法則中心法則”的重新認(rèn)的重新認(rèn) 識(shí)識(shí) 展望展望 37

2、 典型人類基因的結(jié)構(gòu)（下圖所示）典型人類基因的結(jié)構(gòu)（下圖所示） 平均平均mRNA長度為長度為1-2kb,已知最大的基因?yàn)橐阎畲蟮幕驗(yàn)镈MD 基因，基因，DNA全長為全長為2400kb，其中包括，其中包括79個(gè)外顯子。個(gè)外顯子。 u1.基因的類型基因的類型 (1)根據(jù)基因的功能可以把基因分為三類；根據(jù)基因的功能可以把基因分為三類； (2)考慮到基因的功能及表達(dá)，基因可以認(rèn)為考慮到基因的功能及表達(dá)，基因可以認(rèn)為 是是DNA分子中含有特定遺傳信息的一段核分子中含有特定遺傳信息的一段核 苷酸序列。苷酸序列。 u2.三聯(lián)密碼三聯(lián)密碼 u3.轉(zhuǎn)錄和翻譯轉(zhuǎn)錄和翻譯 3 109 bp, 3,300 cM

3、30,000多個(gè)基因 l人體染色體的數(shù)目、形態(tài)和結(jié)構(gòu)人體染色體的數(shù)目、形態(tài)和結(jié)構(gòu) l 核型和分組核型和分組 l染色體的顯帶染色體的顯帶 l染色體數(shù)目畸變及其發(fā)生機(jī)理染色體數(shù)目畸變及其發(fā)生機(jī)理 l染色體的結(jié)構(gòu)異常染色體的結(jié)構(gòu)異常 l人體染色體的異態(tài)性人體染色體的異態(tài)性 l染色體畸變綜合癥染色體畸變綜合癥: 21-三體征、貓叫三體征、貓叫 綜合征、克氏征、特納氏征綜合征、克氏征、特納氏征 l脆性脆性X綜合癥綜合癥 1. 數(shù)目：數(shù)目：2n=46（1956年蔣有興年蔣有興Tjio等）等） n=23（含（含3x109bp) 1條染色體為條染色體為1 個(gè)個(gè)DNA分子分子 2. 形態(tài)結(jié)構(gòu)：染色單體形態(tài)結(jié)構(gòu)：

4、染色單體chromatid、著絲粒、著絲粒 centromere （主縊痕）、次縊痕（主縊痕）、次縊痕secondary constriction 、 隨體隨體satellite 及隨體聯(lián)合及隨體聯(lián)合satellite association 3. 分類：根據(jù)著絲粒位置分為三類分類：根據(jù)著絲粒位置分為三類 近中（中央）著絲粒染色體近中（中央）著絲粒染色體 亞中著絲粒染色體亞中著絲粒染色體 近端著絲粒染色體近端著絲粒染色體 人類無端著絲粒染色體人類無端著絲粒染色體 中期染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)中期染色體形態(tài)結(jié)構(gòu) 中央著絲粒中央著絲粒 亞中著絲粒亞中著絲粒 近端著絲粒近端著絲粒 1. 未顯帶染色體：未顯帶染

5、色體： 臂率臂率p/q，著絲粒指數(shù)，著絲粒指數(shù) p/(p+q) 2.分組：分組：依據(jù)染色體大小、著絲粒位置。依據(jù)染色體大小、著絲粒位置。 按丹佛會(huì)按丹佛會(huì) 議分為議分為 A-G 組組 3.核型、組型和分組核型、組型和分組 核型核型（karyotype）：）：一個(gè)細(xì)胞的全套染色體一個(gè)細(xì)胞的全套染色體 按照一定的順序排列起來所構(gòu)成的圖像。按照一定的順序排列起來所構(gòu)成的圖像。 核型表示法核型表示法：染色體總數(shù)染色體總數(shù), 性染色體構(gòu)成性染色體構(gòu)成, 畸變情況畸變情況 組型組型（idiogram）:核型的核型的模式圖模式圖 二、核型和分組二、核型和分組 組別組別 序號(hào)序號(hào) 類型類型 體積體積 備注備注

6、 A 1-3 1,3中央中央, 2 亞中亞中 最大最大 1q有時(shí)有次縊痕有時(shí)有次縊痕 B 4-5 亞中亞中 次大次大 C 6-12,X 亞中亞中 中等大中等大 9q有時(shí)有次縊痕有時(shí)有次縊痕 D 13-15 近端近端 中等大中等大 E 16-18 16中央中央,17,18亞中亞中 較小較小 16q有時(shí)有次縊痕有時(shí)有次縊痕 F 19-20 中央中央 小小 G 21-22,Y 近端近端 最小最小 21222*23的的23的整倍數(shù)的整倍數(shù) 細(xì)胞分裂前再復(fù)制一次；細(xì)胞未分裂細(xì)胞分裂前再復(fù)制一次；細(xì)胞未分裂 異倍體或非整倍性異倍體或非整倍性：染色體非：染色體非23的整倍數(shù)。的整倍數(shù)。 由于染色體的丟失、由

7、于染色體的丟失、 染色體的不分離。染色體的不分離。 常染色體三體性：常染色體三體性： 21三體最多見；三體最多見； 13、18、22 三體性較少見；其它多致流產(chǎn)三體性較少見；其它多致流產(chǎn) 性染色體三體性：較常見性染色體三體性：較常見 常染色體單體性：嚴(yán)重破壞基因平衡常染色體單體性：嚴(yán)重破壞基因平衡 致死致死 X單體性：可見于兒童、成人單體性：可見于兒童、成人 染色體不分離染色體不分離(chromosome non- disjunction)： 若發(fā)生于減數(shù)分裂，導(dǎo)致異常配子和正若發(fā)生于減數(shù)分裂，導(dǎo)致異常配子和正 常常 配子結(jié)合形成全身細(xì)胞單、三體性配子結(jié)合形成全身細(xì)胞單、三體性; 若發(fā)生于有絲

8、分裂，則導(dǎo)致嵌合體若發(fā)生于有絲分裂，則導(dǎo)致嵌合體; 染色體遲留染色體遲留(chromosome lag)：導(dǎo)致丟失，：導(dǎo)致丟失， 或形成嵌合體或形成嵌合體 減數(shù)分裂染色體不分離減數(shù)分裂染色體不分離 減數(shù)分裂減數(shù)分裂性染色體性染色體不分離不分離 1. 物理、化學(xué)、生物因素致斷；自發(fā)斷裂物理、化學(xué)、生物因素致斷；自發(fā)斷裂 2. 類型：染色體型，發(fā)生于類型：染色體型，發(fā)生于G1期和早期和早S期；期； 染色單體型，發(fā)生于染色單體型，發(fā)生于G2期和晚期和晚S期期 和分裂期。和分裂期。 3. 3. 常見的染色體型畸變常見的染色體型畸變 缺失缺失(deletion, del): (deletion, del

9、): 末端缺失、中間缺失末端缺失、中間缺失 環(huán)狀染色體環(huán)狀染色體(ring chromosome, r)(ring chromosome, r) 等臂染色體等臂染色體(isochromosome, i)(isochromosome, i) 倒位倒位（inversion, invinversion, inv）：臂內(nèi)、臂間倒位）：臂內(nèi)、臂間倒位 雙著絲粒染色體雙著絲粒染色體(dicentric chromosome, dic)(dicentric chromosome, dic) 插入插入(insertion, ins)(insertion, ins) 重復(fù)重復(fù)(duplication, dup)

10、(duplication, dup) 中間缺失中間缺失末端缺失末端缺失 重復(fù)重復(fù) 臂內(nèi)倒位臂內(nèi)倒位臂間倒位臂間倒位 插入插入 等臂染色體形成等臂染色體形成 移位（移位（shiftshift）：）： 染色體內(nèi)易位染色體內(nèi)易位 染色體間易位：染色體間易位： 轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位( (單向的）單向的） 相互易位（相互交換片相互易位（相互交換片 段重接）段重接） 相互易位相互易位 為相互易位的一種特殊形式，發(fā)生于為相互易位的一種特殊形式，發(fā)生于 兩條近端著絲粒染色體間。減數(shù)分裂行兩條近端著絲粒染色體間。減數(shù)分裂行 徑與相互易位相似，但形成三價(jià)體，分徑與相互易位相似，但形成三價(jià)體，分 離方式三種離方式三種- -交替

11、式、鄰式交替式、鄰式1 1、鄰式、鄰式2 2 羅氏易位羅氏易位 平衡相互易位攜帶者配子類型：平衡相互易位攜帶者配子類型： 十字結(jié)構(gòu)配對(duì)，三種方式分離十字結(jié)構(gòu)配對(duì)，三種方式分離 交替式交替式 （對(duì)角分離）、相鄰式（對(duì)角分離）、相鄰式1 1（上下分離）、相（上下分離）、相 鄰式鄰式2 2（左右分離）（左右分離） l末端缺失末端缺失 46,XX,del (1) (q21) 46,XX,del (1) (pter q21) l中間缺失中間缺失 46，XX,del (1) (q21q23) 46，XX,del (1) (pter q21:q23 qterqter) l臂間倒位臂間倒位 46，XY,inv (2)(p21q31) 46，XY,inv (2)(pter p21:q31 p21:q31 qter) l環(huán)形染色體環(huán)形染色體 46,XY,r(2)(p21q31) 46,XY,r(2)(p21 q31) l相互易位相互易位 46,XY,t (2;5)(q21;q31) 46,XY,t (2;5)(2pter 2q21:5q31 5qter; 5pter 5q31:2q21 2qter) l等臂染色體等臂染色體 46，X, i(Xq) 46，X, i(qter cen qter) 三、姐妹染色單體交換（三、姐妹染色單體交換（SCE） 原理原理：細(xì)胞培養(yǎng)液中加入：細(xì)胞培養(yǎng)液中加入B