人類染色體分析課件

1、人類染色體與染色體病 human chromosome chromosomal disorder第一節(jié) 人類染色體人類染色體基本特征染色體分組、核型與顯帶染色體（chromosome） 是遺傳物質(zhì)(基因)的載體。它由DNA和蛋白質(zhì)等構(gòu)成，具有儲存和傳遞遺傳信息的作用。有絲分裂中期球狀組蛋白核心H4連接DNAH3H4H3H2BH2B H1核小體染色體的組成H2AH2AH4H3H3H4H2BH2BH2AH2A H1一 人類染色體的數(shù)目、結(jié)構(gòu)和形態(tài)染色體染色質(zhì)由無數(shù)個重復(fù)的核小體亞單位（nucleosome）構(gòu)成的 核小體是4種組蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2個分子）組成的八聚體核心表面圍以長

2、約146bp的DNA雙螺旋所構(gòu)成的 組蛋白H1位于相鄰的兩個核小體的連接區(qū)DNA表面 染色體數(shù)目具有種族特異性，人類的正常體細(xì)胞中，染色體數(shù)目為46條即23對，其中122對染色體男女均有，稱為常染色體，另一對染色體與性別有關(guān)，稱為性染色體。 染色體的數(shù)目 人類的正常生殖細(xì)胞所含的全部染色體稱為一個染色體組，（卵子為22+X，精子為22+X或22+Y。 ）用n表示。人類正常體細(xì)胞中含有兩個染色體組，稱之為二倍體，用2n表示。一 人類染色體的數(shù)目、結(jié)構(gòu)和形態(tài)人類染色體的數(shù)目 ：2n=46條 中期染色體的形態(tài)特征 染色體的結(jié)構(gòu)、形態(tài)根據(jù)人類染色體著絲粒的位置可將染色體分為3種類型 中著絲粒染色體（m

3、etacentric chromosome） 亞中著絲粒染色體（submetacentric chromosome） 近端著絲粒染色體（acrocentric chromosome） 人類染色體的3種類型圖解 一 人類染色體的數(shù)目、結(jié)構(gòu)和形態(tài)二 人類染色體核型丹佛體制染色體分組 A、B、C、D、E、F、G七組核型（karyotype） 一個體細(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 人類核型分組與各組染色體形態(tài)特征（非顯帶標(biāo)本） 組號染色體號大小著絲粒位置次溢痕隨體可鑒別程度A13最大中（1、3號）亞中（2號）1號常見可鑒別B45次大亞中難鑒別C612、X中等亞中9號常見難鑒

4、別E1718小中（16號）亞中（17、18號）16號可鑒別，17、18難鑒別F1920次小中難鑒別G2122、Y最小近端21、22號有，Y無難鑒別人類染色體非顯帶核型圖 人類染色體非顯帶核型的描述異常核型 ： 45,X 47,XXY 47,XY,+21 69,XXY正常核型 ： 男性 46,XY 女性 46,XX二 人類染色體核型 1971年，法國巴黎會議確定了國際上通用的四種染色體顯帶技術(shù)：著絲粒區(qū)異染色質(zhì)法 (C banding)喹吖因熒光法 (Q banding) 胰酶吉姆薩法 (G banding)逆相吉姆薩法 (R banding) 二 人類染色體核型人類染色體顯帶技術(shù)人類染色體顯帶

5、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 高分辯染色體顯帶技術(shù) 帶型： 對每一條染色體來說顯帶都是獨特的，可以區(qū)分和確認(rèn)每一條染色體。人類染色體顯帶技術(shù) 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。優(yōu)點：長期保存、光學(xué)顯微鏡下觀察，是目前進(jìn)行染色體分析的常規(guī)帶型。G-顯帶：人類染色體顯帶技術(shù) 顯帶染色體的界標(biāo)、區(qū)和帶示意圖 人類G顯帶染色體模式圖 高分辨染色體帶型染色體帶型C顯帶核型圖 在顯帶染色體標(biāo)本上，每條染色體都由一系列連續(xù)的帶紋構(gòu)

6、成。 （1）界標(biāo)（land-mark）界標(biāo)是每條染色體上穩(wěn)定的、有顯著形態(tài)學(xué)特征的部位。包括染色體兩臂的末端、著絲粒和某些明顯的深染帶或淺染帶。 （2）區(qū) 兩個相鄰界標(biāo)之間的染色體區(qū)域。（3）帶 分布于染色體的整個區(qū)域，明暗相間、深淺交替。染色體帶命名的國際體制染色體序號臂的符號區(qū)號該帶的序號 描述一特定帶時，需要寫明四項內(nèi)容 ：這些內(nèi)容按順序書寫，不用間隔，不加標(biāo)點。如2p23表示第2號染色體，短臂，2區(qū)，3帶。 人類染色體顯帶技術(shù) 核型分析中常用的符號和術(shù)語符號術(shù)語意 義符號術(shù)語意 義A-G染色體組的名稱1-22常染色體序號從到+或-在染色體和組號前表示染色體或組內(nèi)染色體增加或減少；在染色

7、體臂或結(jié)構(gòu)后面，表示這個臂或結(jié)構(gòu)的增加或減少/表示嵌合體？染色體分類或情況不明： 斷裂：斷裂與重接ace無著絲粒斷片（見f）cen著絲粒chi異源嵌合體chr染色體ct染色單體del缺失der衍生染色體dic雙著絲粒dir正位dis遠(yuǎn)側(cè)dmin雙微體dup重復(fù)e交換end（核）內(nèi)復(fù)制f斷片fem女性fra脆性部位g裂隙h副縊痕i等臂染色體ins插入inv倒位mal男性mar標(biāo)記染色體mat母源的min微小體mn眾數(shù)mos嵌合體p短臂pat父源的ph費城染色體pro近側(cè)psu假q長臂qr四射體r環(huán)狀染色體rcp相互易位rea重排rac重組染色體rob羅伯遜易位s隨體tan串聯(lián)易位ter末端tr三

8、射體tri三著絲粒var可變區(qū)核型分析中常用的符號和術(shù)語三 性染色質(zhì)（sex chromatin） X染色質(zhì)（X chromatin）Y染色質(zhì)（Y chromatin）性染色質(zhì)（1）X染色質(zhì) 正常女性個體在間期細(xì)胞核膜內(nèi)緣，可見一個被堿性染料濃染的染色質(zhì)，呈圓形或橢圓形。存在于間期細(xì)胞核內(nèi)，包括X染色質(zhì)、Y染色質(zhì)。Lyon假說 失活發(fā)生在胚胎發(fā)育早期（人類晚期囊胚期）；X染色體的失活是隨機(jī)的；失活是完全的；失活是永久的和克隆式繁殖的。 人類X染色體上約有1/3的基因可能逃避完全失活 Y染色質(zhì)三、性別決定及性染色體性別決定第二節(jié) 染色體畸變?nèi)旧w畸變發(fā)生的原因染色體數(shù)目異常及其產(chǎn)生的機(jī)制染色體結(jié)

9、構(gòu)畸形及其產(chǎn)生的機(jī)制染色體畸變是指體細(xì)胞或生殖細(xì)胞內(nèi)染色體發(fā)生的異常改變。 數(shù)目畸變?nèi)旧w畸變 結(jié)構(gòu)畸變 一 染色體畸變的概念二 染色體畸變發(fā)生的原因自發(fā)畸變（spontaneous aberration） 誘發(fā)畸變（induced aberration） 化學(xué)因素：藥物、農(nóng)藥、工業(yè)毒物、食品添加劑 物理因素：射線 生物因素：生物類毒素 、病毒等 母親年齡 遺傳因素一、化學(xué)因素藥物抗腫瘤藥物 環(huán)磷酰胺、氮芥、白硝安（馬利蘭）、甲氨喋呤、阿糖胞苷等抗癌藥物可導(dǎo)致染色體畸變保胎及預(yù)防妊娠反映的藥物抗痙攣藥物 苯妥英鈉可引起人淋巴細(xì)胞多倍體細(xì)胞數(shù)增高 農(nóng)藥 許多化學(xué)合成的農(nóng)藥可以引起人類細(xì)胞染色體畸

10、變。某些有機(jī)磷農(nóng)藥也可使染色體畸變率增高，如敵百蟲類農(nóng)藥。 工業(yè)毒物 苯、甲苯、鋁、砷、二硫化碳、氯丁二稀、氯乙烯單體等，都可以導(dǎo)致染色體畸變。食品添加劑 食品的防腐劑和色素等添加劑中所含的化學(xué)物質(zhì)也可以使人類染色體發(fā)生畸變，如硝基呋喃基糖酰胺AF-2、環(huán)己基糖精等。二、物理因素電離輻射電磁輻射三、生物因素生物類毒素 雜色曲霉素、黃米霉素、棒曲霉素等病毒 風(fēng)疹病毒、乙肝病毒、麻疹病毒和巨細(xì)胞病毒等四、母親年齡 Down綜合征與母親年齡三 染色體畸變的類型 整倍體改變（euploid）染色體數(shù)目畸變 非整倍體改變（aneupliod） 數(shù)目畸變 三倍體（triploid） 患者的體細(xì)胞具有3個染

11、色體組，每對染色體都增加了一條，染色體總數(shù)為69（3n） 四倍體（tetraploid） 患者的體細(xì)胞具有4個染色體組，每對染色體都增加了一條，染色體總數(shù)為92（4n）整倍體的改變整倍體改變的機(jī)制雙雄受精雙雌受精核內(nèi)復(fù)制雙雄受精： 受精時兩個精子同時進(jìn)入一個卵子中雙雌受精： 減數(shù)分裂時，本應(yīng)分給極體的那組染色體仍留在卵子內(nèi)，形成二倍體的異常卵子，該卵子與正常精子受精。這兩種情況都將形成三倍體受精卵。 整倍體形成原因整倍體雙雄受精和雙雌受精 亞二倍體（hypodiploid） 體細(xì)胞中染色體數(shù)目少了一條或數(shù)條 單體型（monosomy） 某對染色體少了一條（2n-1），即細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目為45

12、二、非整倍體 單體型45,x超二倍體（hyperdiploid） 體細(xì)胞中染色體數(shù)目多了一條或數(shù)條 三體型（trisomy） 某對染色體多了一條（2n+1），即細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目為47 三體型21三體非整倍體改變的機(jī)制染色體不分離（non-disjunction） 受精卵早期卵裂的有絲分裂不分離 減數(shù)分裂時發(fā)生染色體不分離 染色體丟失（chromosome lose） 減數(shù)分裂中染色體不分離a 減數(shù)分裂I同源染色體不分離；b 減數(shù)分裂II姐妹染色單體不分離 定義：由兩種或多種不同核型的細(xì)胞系所組成的個體 例：46,XX / 47,XX,+21 45,X / 46,XX / 47,XXX產(chǎn)生機(jī)理：

13、（1）受精卵卵裂染色體不分離（2）受精卵卵裂染色體丟失嵌合體47, XXX45, X45, X / 46, XX / 47, XXX合子（46, XX）（圖示兩條X染色體）第一次有絲分裂第二次有絲分裂后期染色體不分離46, XX46, XX 第二次卵裂中X染色體不分離46, XX45, X46, XX合子（46, XX）（圖示兩條X染色體）第一次有絲分裂46, XX45, X / 46, XXX染色體丟失第二次卵裂中X染色體丟失 染色體結(jié)構(gòu)畸變及其產(chǎn)生機(jī)制染色體結(jié)構(gòu)畸變類型缺失（deletion） 末端缺失、中間缺失重復(fù)（duplication） 倒位（inversion） 臂內(nèi)倒位、臂間倒位

14、易位（translocation） 相互易位、羅伯遜易位 、插入易位環(huán)狀染色體 （ring chromosome） 雙著絲粒染色體（dicentric chromosome）等臂染色體（isochromosome） 插入 （insertion） 染色體結(jié)構(gòu)畸變難點 指染色體發(fā)生斷裂后經(jīng)非正常連接而形成染色體結(jié)構(gòu)異常。二、染色體結(jié)構(gòu)畸變?nèi)笔В╠el） 末端缺失染色體臂的丟失 q 21號簡式：46,XX,del(1)(q21)繁式：46,XX,del(1)(pterq21:）二、染色體結(jié)構(gòu)畸變?nèi)笔В╠el） 中間缺失1號q 21q 23簡式：46,XX,del(1)(q21q23)繁式：46,XX

15、,del(1)(pterq21:q23 qter）染色體臂的丟失二、染色體結(jié)構(gòu)畸變重復(fù)（dup）同一染色體某一區(qū)段含兩份或兩份以上的同樣片段。（發(fā)生在兩條同源染色體或兩條姐妹染色單體上) 2號 2號重復(fù) 簡式：46,XY,dup(1)(q22q25) 繁式：46,XY,dup(1)(pterq25:q22 qter)二、染色體結(jié)構(gòu)畸變倒位（inv）臂內(nèi)倒位 臂間倒位p 21q31 簡式：46,XY,inv(2)(p21q31) 繁式：46,XY,inv(2)(pter p21:q31 p21:q31 qter)某一染色體中間片段發(fā)生兩個斷裂，斷片倒轉(zhuǎn)180后重接。二、染色體結(jié)構(gòu)畸變易位（t）相

16、互易位（平衡易位） 兩條非同源染色體發(fā)生斷裂后，交換無著絲粒斷片重接。2號 q215號q 31簡式：46,XY,t(2;5)(q21;q31)繁式：46,XY,t(2;5)(2pter2q21:5q315qter;5pter5q31:2q212qter)2號5號二、染色體結(jié)構(gòu)畸變易位（t）羅伯遜易位 兩條近端著絲粒染色體，在著絲粒處或其附近斷裂后形成兩條衍生染色體。 14 號21號21q14q簡式：45,XX,der(14;21)(q10；q10)繁式：45,XX,der(14;21)(14qter14q10:21q1021qter）21q14q二、染色體結(jié)構(gòu)畸變 插入（ins）一條染色體的某一中間片段插入到另一條染色體中正位插入倒位插入簡式：46,XY,ins(2)(p13q21q31)繁式：46,XY,ins(2)(pterp13:q31q21:p13q21:q31qter)等臂染色體 (i)：一條染色體的兩臂的形態(tài)和遺傳相同，并借一或兩個著絲粒相連Xpqppqq簡式：46,X,i(X)(q10)繁式：46,X,i(X)(qterq10:q10qter)二、染色體結(jié)構(gòu)畸變環(huán)狀染色體(r):p 21q 312號染色體長短臂發(fā)生斷裂后，有著絲粒的斷端相接成環(huán)簡式：46,XY,r(2)(p21q31)繁式：46