染色體組型分析課件

1、染色體組型分析課件遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)之遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)之 染色體組型分析染色體組型分析染色體組型分析課件 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簄掌握染色體組型分析的各種數(shù)據(jù)指標(biāo)n學(xué)習(xí)染色體組型分析的基本方法染色體組型分析課件實(shí)驗(yàn)原理n定義：染色體組型又稱核型，是指將動物、植物、真菌等的某一個體或某一分類群（亞種、種、屬等）的體細(xì)胞內(nèi)的整套染色體，按它們相對恒定的特征排列起來的圖像。n核型模式圖是指將一個染色體組的全部染色體逐個按其特征繪制下來，再按長短、形態(tài)等特征排列起來的圖像。染色體組型分析課件發(fā)展歷史n1920年提出n三項(xiàng)技術(shù)促進(jìn)：低滲處理 秋水仙素應(yīng)用 植物凝激素應(yīng)用n染色體分帶技術(shù)：Q帶、G帶、C帶、R帶、T帶、N帶等nFI

2、SH技術(shù)染色體組型分析課件染色體的特征n數(shù)目 （2n=？）n長度 （絕對長度、相對長度）n著絲粒位置 （MSMSTT）n隨體與次溢痕的數(shù)目、大小和位置n帶型分析染色體組型分析課件各類常用實(shí)驗(yàn)生物和人細(xì)胞DNA含量與染色體數(shù)目物 種染色體數(shù)目DNA含量（bp）MS2噬菌體T4枯草桿菌大腸桿菌啤酒酵母果蠅海膽蛙小雞小鼠玉米人1111134852267840204631035104510521064.21061.41071.41081.61094.51092.11094.710931093.2109染色體組型分析課件染色體超螺旋染色體組型分析課件染色體的大小染色體組型分析課件燈刷染色體（光鏡觀察）染

3、色體組型分析課件染色體觀察及核型分析染色體組型分析課件應(yīng)用意義n染色體組型分析染色體水平上的表型n可確定物種的特征，確定種屬親緣關(guān)系n分析生物物種的變異和進(jìn)化過程n識別單條染色體、基因定位n臨床應(yīng)用（染色體疾病、產(chǎn)前診斷）染色體組型分析課件人類人類23對染色體對染色體染色體組型分析課件組型分析實(shí)驗(yàn)方法n染色體數(shù)目確定n染色體形態(tài)特征： 長度：絕對、相對 相對長度=每條染色體的長度/全套染色體長度 臂比=長臂/短臂 著絲點(diǎn)指數(shù)=短臂/（長+短臂） 隨體的有無染色體組型分析課件分組排隊原則n著絲粒類型相同，相對長度相近的分一組n同一組的按染色體長短順序配對排列n各指數(shù)相同的染色體配為一對n可根據(jù)隨

4、體的有無進(jìn)行配對n將染色體按長 短排隊，短臂向上染色體組型分析課件實(shí)驗(yàn)用品n毫米尺、剪刀、膠水、計算器、白紙n人染色體放大照片染色體組型分析課件染色體組型分析課件染色體編號(人X染色體)記述一特定帶時，需要寫明4個內(nèi)容：染色體號，長短臂，區(qū)的號序和帶的號序。這些內(nèi)容按順序?qū)懀挥瞄g隔或加標(biāo)點(diǎn)。如果某一帶被再細(xì)分，在原帶號數(shù)后加一小數(shù)點(diǎn)，編號原則仍按從著絲粒往臂端序貫編號。如1p31.2代表一號染色體短臂3區(qū)1帶第2亞帶染色體組型分析課件核型描述n首先列出染色體總數(shù)，然后是性染色體組成，接著列出異常的染色體數(shù)目或形態(tài)。下列統(tǒng)一的命名符號： A-G 染色體組的名稱 1-22 染色體編號 X,Y 性

5、染色體 del 缺失 der 結(jié)構(gòu)重排的染色體 dup 重復(fù) inv 倒位 t 易位 +/- 在染色體符號前表示染色體增加或減少，在染色體符號后表示染色體多出或缺少一部分染色體組型分析課件實(shí)驗(yàn)步驟計數(shù)，沿邊緣剪下染色體，編號初步目測配對，分組測量長度，計算相對長度、著絲粒指數(shù)、 臂比，相同的染色體間配對將配對好的染色體排列并粘貼在紙上，每一組下面畫一橫線，在兩端注明起止號，并在橫線下的中部寫明A-G組號，染色體從大到小編為1-22號，性染色體單獨(dú)列為一組染色體組型分析課件思考題n請描述核型： 45，XY, der (14;21) (q21;q14) 47，XY, +21染色體組型分析課件生命科

6、學(xué)中的生命科學(xué)中的“釣魚釣魚” （FISH）技）技術(shù)術(shù) 遺傳及分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)新技術(shù)新方法系列講座遺傳及分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)新技術(shù)新方法系列講座 染色體組型分析課件發(fā)展歷史n熒光原位雜交技術(shù)(fluorescence in situ Hybridization,FISH)問世于70年代后期,其曾多用于染色 體異常的研究,近年來隨著FISH所應(yīng)用的探針種類的不斷增多,特別是全COSMID探針及染色體原位抑制雜交技 術(shù)的出現(xiàn),使FISH技術(shù)不僅在細(xì)胞遺傳學(xué)方面,而且還廣泛應(yīng)用于腫瘤學(xué)研究,如診斷、基因定位等染色體組型分析課件放射性同位素原位雜交技術(shù)n原有的放射性同位素原位雜交技術(shù)存在著較多缺點(diǎn)，諸如每次檢

7、驗(yàn)需重新標(biāo)記 、已標(biāo)記的探針表現(xiàn)出明顯的不穩(wěn)定性 、需要較長時間的曝光時間和對環(huán)境的污染等。在觀察結(jié)果時，需要較多的分裂相進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。此外，由于放射性銀粒和染色體聚集的不同平面，可能引起計數(shù)上的誤差等。染色體組型分析課件FISH的基本原理n很簡單, 就是標(biāo)記了熒光的單鏈DNA(探針)和與其互補(bǔ)的DNA(玻片上的標(biāo)本)退火雜交, 通過觀察熒光信號在染色體上的位置來反映相應(yīng)基因的情況. 染色體組型分析課件熒光原位雜交（FISH）n FISH技術(shù)是常規(guī)染色體分析的輔助手段。它是用熒光素標(biāo)記特異探針，與染色體做雜交后，根據(jù)特異的熒光信號來判斷結(jié)果。n它可用于標(biāo)記染色體的識別、特異融合基因的檢測、新

8、基因定位，用全染色體涂抹探針識別復(fù)雜的染色體結(jié)構(gòu)異常。染色體組型分析課件FISH具有其不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：1.操作簡便，探針標(biāo)記后穩(wěn)定，一次標(biāo)記后可使用二年。2.方法敏感，能迅速得到結(jié)果。3.在同一標(biāo)本上，可同時幾種不同探針。4.不僅可用于分裂細(xì)胞染色體數(shù)量或結(jié)構(gòu)變化的研究，而且還可用于靜止期細(xì)胞的染色體數(shù)量及基因改變的研究。染色體組型分析課件FISH的技術(shù)特點(diǎn)的技術(shù)特點(diǎn)：nFISH選用的標(biāo)本可以是分裂期細(xì)胞染色體也可以是間期細(xì)胞。間期細(xì)胞可以是冰凍切片，也可以是細(xì)胞滴片或印片。n生物素（Biotin）地高辛（digoxigenin ）, dinitrophenyl(DNP)，aminoacety

9、l fluorene(AAF)均可用于探針標(biāo)記。染色體組型分析課件直接標(biāo)記和間接標(biāo)記 n用生物素或地高辛標(biāo)記稱為間接標(biāo)記, 雜交后需要通過免疫熒光抗體檢測方能看到熒光信號, 因而 步驟較多, 操作麻煩, 其優(yōu)點(diǎn)是在信號較弱或較小時可經(jīng)抗原抗體反應(yīng)擴(kuò)大n直接用熒光素標(biāo)記DNA的方法稱為直接標(biāo)記. 由于直接標(biāo)記的探針雜交后可馬上觀察到熒光信號, 省去了煩瑣的免疫熒光反應(yīng), 不再需要購買熒光抗 體, 也由于近年來熒光素的亮度和抗淬滅性的不斷改進(jìn)和提高, 直接標(biāo)記的熒光探針越來越成為首選, 并采用多種不同顏色的熒光, 方便在同一標(biāo)本上同時檢測多種異常. 其熒光強(qiáng)度 和信號大小都易于在普通熒光顯微鏡下觀

10、察, 使FISH過程變得簡便而易于操作. 染色體組型分析課件探針標(biāo)記n在已知探針DNA結(jié)構(gòu)及序列情況下可采用PCR或RNA逆轉(zhuǎn)錄法標(biāo)探針。通常用Biotin標(biāo)記的探針應(yīng)大于100bp，較小的探針可采用PCR技術(shù)來標(biāo)記。n近年來，VYSIS公司成功的生 產(chǎn)了大片段的DNA探針（100400kb）。由于探針較長，故可將熒光物質(zhì)直接標(biāo)記在核苷酸上，這不僅使雜交過程進(jìn)一步簡化面且雜交信號增強(qiáng)。染色體組型分析課件染色體著絲粒熒光染色體組型分析課件染色體端粒熒光染色體組型分析課件多色信號采集n常規(guī)的熒光顯微鏡的熒光顯微鏡的照像， 彩色膠片不易多次曝光，限制了這種聯(lián)合標(biāo)記探針的應(yīng)用，使用CCD照像系統(tǒng)，先分

11、別多次攝取灰色的影像關(guān)儲存在計算機(jī)內(nèi)，而后冠以人為的顏色，運(yùn)用軟件系統(tǒng)融合各次得到的影像，最終形成一個復(fù)合的多顏色的圖像。染色體組型分析課件FISH和G顯帶技術(shù)結(jié)合n對已做過G顯帶的染色體片子用75%的 乙醇或甲醇褪色后，可使FISH更清晰的辨認(rèn)各條染色體及染色體結(jié)構(gòu)異常（包括某些復(fù)雜的易位，插入，倒位等）,不僅可以用新近G帶外理過的片子，而且還可用陳舊的G帶片子。因此，F(xiàn)ISH技術(shù)可成功的幫助細(xì)胞遺傳學(xué)家做出回顧性分析。染色體組型分析課件FISH技術(shù)和其他技術(shù)的結(jié)合nFISH技術(shù)和RFLP結(jié)合，可以精確地描述原屬于染色本長短臂等結(jié)構(gòu)改變和染色體核形或復(fù)雜片段的性質(zhì)。nFISH和細(xì)胞免疫化學(xué)技

12、術(shù)結(jié)合，可以同時用多種顏色反應(yīng)不同的核苷酸鏈和蛋白質(zhì)，這樣可以在單個細(xì)胞內(nèi)同時找到基因的位點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄和翻譯和產(chǎn)物，有助了解核苷酸結(jié)構(gòu)功能以及表達(dá)產(chǎn)物之間關(guān)系的研究。染色體組型分析課件多色熒光原位雜交（M-FISH）nM-FISH相當(dāng)于在 一次雜交中給每一條染色體都涂上了不同的顏色, 因而很容易就可看到多條染色體間的復(fù)雜易位情況和確定標(biāo)志染 色體的來源. nM-FISH是1996年才建立的一種新技術(shù)。使用5種熒光染料按比例標(biāo)記探針，雜交后形成24條染色體上24種特異的熒光色彩以供核型分析。它為人們提供了既豐富又完善的細(xì)胞遺傳學(xué)信息，包括確定標(biāo)記染色體的來源、檢測微小的染色體易位和檢測復(fù)雜的染色體易

13、位 。染色體組型分析課件多色熒光染色體顯帶（Rx-FISH）n 能否讓每條區(qū)帶也雜交上不同的顏色呢? 這一想法導(dǎo) 致了彩色核型分析(Rx-FISH)的誕生.n Rx-FISH技術(shù)是采用多種熒光素標(biāo)記與人類DNA有高度同原性猿的DNA作為探針，雜交后使人類的24條染色體上呈現(xiàn)特異的帶型。這樣便可根據(jù)彩色的熒光條帶進(jìn)行核型分析。染色體組型分析課件比較基因組雜交（CGH） nCGH不需要制備患者的染色體標(biāo)本, 只需采用腫瘤患者的基因組DNA和正常人的基因組DNA作為探針，與正常人的中期染色體分裂相進(jìn)行雜交。比較兩種探針?biāo)鶚?biāo)的熒光信號的強(qiáng)度比率來判斷腫瘤患者的DNA是否存在缺失、增加或復(fù)制。 因而CG

14、H最適合于檢測實(shí)體瘤, 淋巴瘤等不易得到高質(zhì)量染色體標(biāo)本的疾病. nCGH另一無法替代的優(yōu)點(diǎn)是, 它可在一次雜交中檢測整個基因遺傳 物質(zhì)的增加或減少, 但精度有限, 對微小的擴(kuò)增或缺失檢測不出, 僅適用于對整個基因組進(jìn)行篩查. CGH也無法發(fā) 現(xiàn)平衡染色體易位. 染色體組型分析課件FISH的臨床運(yùn)用n在細(xì)胞遺傳學(xué)檢查中，重復(fù)序列的探針應(yīng)用最多，它們是衛(wèi)星DNA、衛(wèi)星DNA和經(jīng)典衛(wèi)星DNA探針。 衛(wèi)星DNA探針主要檢測人染色體的著絲粒。 衛(wèi)星DNA位于頂端著絲粒染色體及染色體的異染色質(zhì) 周圍。 經(jīng)典衛(wèi)星DNA有著AATGG短片段，位于染色體1、9、15、16和Y染色體長臂異染色質(zhì)周圍，后兩處探針

15、除了可用于染色體數(shù)目檢查外，還可用于上述部位精細(xì)改變的檢查。染色體組型分析課件FISH的臨床運(yùn)用n白血病檢測中常用的FISH探針有單一序列探針, 著絲粒探針, 整條染色體探針, 常用方法有單標(biāo)記FISH, 雙 標(biāo)記FISH, 比較基因組雜交(CGH), M-FISH 和Rx-FISH等.各種FISH探針及方法均在白血病的診斷, 治療監(jiān)測, 預(yù)后估計和微小殘留病檢測中起重要作用 染色體組型分析課件應(yīng)用實(shí)例 n常規(guī)的染色體核型分析已廣泛用于各類急、慢性白血病患者的骨髓染色體檢查。如M3型的t（15；17）、M2b型的t（8；21）、CML和部分ALL的Ph染色體等。n FISH技術(shù)已成功地用于t（15；17），t (8；21) 和Ph染色體等的檢測，并為人類基因組實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)的新基因進(jìn)行了定位。利用染色體涂抹技術(shù)，結(jié)合常規(guī)核型分析和CGH技術(shù)，確診了多例復(fù)雜的染色體異位。已用CGH技術(shù)，分別對高二倍體ALL的患者和CML