人類染色體以及染色體病

1、關(guān)于人類染色體和染色體病第1頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第一節(jié)人類染色體一、人類染色體的特征和類型 染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征在細(xì)胞周期中，以細(xì)胞分裂中期最為典型，稱為中期染色體。 如何獲得中期染色體? 第2頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四細(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=5ml 370C，培養(yǎng)68 hr 加秋水仙素，培養(yǎng)24 hr（抑制細(xì)胞分裂） 收集細(xì)胞 離心，去上清液（1000rpm/10 min） 低滲處理，0.075 M KCI，370C，25min 預(yù)固定，甲醇：冰醋酸=3：1 離心

2、，去上清液（1000rpm/10 min） 重復(fù)固定三次 制片，染色，觀察，染色體分析第3頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四 每一個(gè)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(gè)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(gè)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）。第4頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四人類染色體形態(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處第5頁，共86頁，2022年，5月20日，1

3、8點(diǎn)42分，星期四二、人類的正常核型核型（Karyotype） 將一個(gè)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：第6頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四核型（Karyotype）分析 組別 染色體編號 大小 著絲粒位置 A 13 最大 中、亞中 B 4、5 大 亞中 C 612+X 中 亞中 D 1315 中 近端 E 1618 較小 中、亞中 F 19、20 小 中 G 21、22 +Y， 最小 近端第7頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四核

4、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 ，XX第8頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四46, XY第9頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四46, XX第10頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四2、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(dú)特的，可以區(qū)分和確認(rèn)每一條染色體。第11頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四顯帶方法：G-顯帶：是最常用的方法。標(biāo)本經(jīng)胰蛋白酶

5、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。第12頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四R-banding反G帶，因其恰好與G帶著色深淺相反第13頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四 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550850條帶，即高分辨染色體。第14頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四顯帶染色體識別G-banging 界標(biāo)、區(qū)和帶如：2p13第

6、15頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四 常規(guī)G-banding使每個(gè)單倍體（24條染色體）都可以顯示350550條帶， 每條帶大約代表5x10610 x106bp的DNA。 每個(gè)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(jì)平均每3000bp為一個(gè)基因，每條染色體可能代表幾個(gè)或幾百個(gè)基因第16頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四 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

7、短分散DNA序列。包括Alu序列。染色體上大多數(shù)斷裂點(diǎn)和重排被認(rèn)為是發(fā)生在淺染帶。第17頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四新技術(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18頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第19頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第二節(jié)、染色體畸變?nèi)旧w畸變（chromosome aberration） 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。第20頁，共86頁，2022年，5月20

8、日，18點(diǎn)42分，星期四（一）染色體數(shù)目異常(numerical abnormality) 細(xì)胞內(nèi)整個(gè)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）非整倍體異常第21頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四整倍體異常（euploid）細(xì)胞內(nèi)整個(gè)染色體組數(shù)目的增加或減少，形成整倍性的改變。 單倍體（n）：見于正常成熟配子（精子和卵子） 多倍體（n3n）：見于自然流產(chǎn)的胎兒中，是人類自然流產(chǎn)的重要原因。第22頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四非整倍體異常指體細(xì)胞中個(gè)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

9、體異常。 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） 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）第23頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四2、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：雙雄受精(diandry)雙雌受精(digyny) 四倍體形成的原因：核內(nèi)復(fù)制(endoreduplication)核內(nèi)有絲分裂(endomitosis)第24頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第25頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四23X23Y23X69XXY23X2

10、3Y23Y69XYY23X23X23X69XXX雙雄受精第26頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四69XXY23X23X23Y69XXX23X23X23X雙雌受精第27頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四（2）非整倍體異常 染色體不分離 染色體丟失 第28頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四染色體不分離有絲分裂或減數(shù)分裂時(shí)，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(shí)進(jìn)入一個(gè)子細(xì)胞，稱為不分離(nondisjunction)。第29頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四有絲分裂不分離(mitotic

11、 non-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)。第30頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四減數(shù)分裂不分離第31頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第32頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第33頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四染色體丟失又叫染色體分裂后期延滯。在細(xì)胞分裂時(shí)，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(gè)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(gè)子細(xì)胞中

12、少了一條染色體，稱染色體丟失(chromosome lose)。第34頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四464646464546 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(gè)個(gè)體存在兩種或兩種以上染色體數(shù)目不同的細(xì)胞群。第35頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四3、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(gè)體，稱為嵌合體（mosaic）。 例：46,XX/47,XXY; 45,X/46,XX。（2）發(fā)生機(jī)理 有絲分裂不分離 染色體

13、丟失 第36頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四（二）染色體結(jié)構(gòu)畸變(construct abnormality)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(shí)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。第37頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四染色體結(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）第38頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期

14、四1. 缺失(deletion，del) 末端缺失(terminal deletion) 中間缺失(interstitial deletion)第39頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四123456751234671234567第40頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四2. 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。第41頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四3. 倒位(inversion，inv) 指一條染色體同時(shí)發(fā)生兩次斷裂，其

15、斷片位置發(fā)生顛倒后再重接，分臂內(nèi)倒位和臂間倒位。 第42頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四1234567123456756565656565665臂內(nèi)倒位（paracentric inversion）第43頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四1234567123456734124356734343434臂間倒位（pericentric inversion）第44頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四4. 易位(translocation，t) 指兩條非同源染色體同時(shí)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：

16、相互易位僅涉及位置的改變而不造成染色體片段的增減。第45頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四相互易位第46頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四RAB1234567RAB12345677B相互易位（reciprocal translocation） 第47頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四羅伯遜易位第48頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四RAB123RRAB123RRRABABABABABBA羅伯遜易位（Robertsonian translocation）第49頁，共86頁，2022年，5月20日，18

17、點(diǎn)42分，星期四5. 環(huán)狀染色體(ring chromosome，r)第50頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四環(huán)狀染色體（ring chromosome，r） 第51頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四6. 等臂染色體(isochromosome，i)第52頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四ppqq等臂染色體（isochromosome,I） ppqq著絲點(diǎn)橫裂ppqq第53頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四7. 雙著絲粒染色體(dicentric chromosome，dic)第54頁，共86頁，2

18、022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四雙著絲粒染色體(dicentric chromosome,dic) 第55頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四8. 插入（insertion,ins）RAB1234567RAB1234567B567第56頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四123456712345671234567123456712345675123467插入（insertion,ins）第57頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第三節(jié)、染色體病 染色體?。菏侵赣捎谌旧w數(shù)目異?；蚪Y(jié)構(gòu)畸變所導(dǎo)致的疾病。第58頁，共86頁

19、，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四1、常染色體異常綜合征是指第122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 第59頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四（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。第60頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四新生兒中的發(fā)病率為1/8001/600。第61頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第62頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四約5

20、0%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。 第63頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四核型特征 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(shí)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。第64頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四21三體型第65頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四易位型（約占5%） 核型：46，XX（XY）

21、，-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）第66頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四嵌合型（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。 第67頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四（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

22、約1/50000貓叫樣哭聲，隨年齡增長而消失智力發(fā)育遲緩，滿月臉眼距寬，外眼角下斜，內(nèi)眥贅皮腭弓高，下頜小先天性心臟病(50)第68頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第69頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第70頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四核型：46，XX（XY），del（5）（p15）主要發(fā)病原因：5號染色體短臂部分缺失，缺失的片段大小不一，但均包括5p14或5p15，說明5p14或5p15是本病發(fā)生的關(guān)鍵片段。第71頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第72頁，共86頁，2022年，5月20

23、日，18點(diǎn)42分，星期四第73頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四2、性染色體異常綜合征人類性染色體即X或Y染色體發(fā)生數(shù)目或結(jié)構(gòu)異常所引起的疾病。共有的臨床特點(diǎn)：性發(fā)育不全或兩性畸形，智力低下等。第74頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四（1）Klinefelter綜合征先也稱先天性睪丸發(fā)育不全癥或小睪丸癥，1943年由Klinefelter首次描述。核型：47,XXY 少數(shù)46,XY/47,XXY病因：親代減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生了性染色體不分離，染色體不分離大多發(fā)生在減；約60%由母方、40%由父方染色體不分離造成。第75頁，共86頁，2022年，5月20日，18點(diǎn)42分，星期四第76頁，共86頁，202