人類染色體組型分析

人類染色體組型分析第1頁/共67頁2遺傳學(xué)實驗遺傳學(xué)實驗要求（1）按時上課，不遲到早退（2）分小組做實驗（3）按照要求撰寫和上交實驗報告（4）根據(jù)實驗需要，可能占用課余時間，合理分配（5）實驗完畢，值日生打掃衛(wèi)生，清理臺面第2頁/共67頁3遺傳學(xué)實驗報告撰寫內(nèi)容（見實驗報告紙）目的（簡要）原理、意義（簡要）主要實驗步驟（簡要）實驗結(jié)果與分析實驗中存在的問題及解決辦法。第3頁/共67頁4遺傳學(xué)實驗遺傳學(xué)實驗內(nèi)容

1人染色體組型分析3（第7周）

2人體X染色質(zhì)的觀察3（第8周）

3減數(shù)分裂細胞標(biāo)本的觀察3（第9周）

4動物骨髓細胞染色體制片與觀察5（第10周）5果蠅生活史3（第11周）6果蠅唾液腺染色體標(biāo)本制備3（第11周）7植物葉片DNA提取與檢測/基因頻率的計算4（第11周）

第4頁/共67頁5遺傳學(xué)實驗一

人類染色體組型分析第5頁/共67頁6對于你你知道染色體組型分析嗎？你了解哪些相關(guān)內(nèi)容？第6頁/共67頁71實驗?zāi)康模赫莆杖旧w組型分析的各種數(shù)據(jù)指標(biāo)學(xué)習(xí)染色體組型分析的基本方法第7頁/共67頁82實驗原理核型（Karyotype）：又稱染色體組型，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）的體細胞內(nèi)的整套染色體，按照一定的順序排列起來的圖像。核型模式圖：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。代表了一個物種的染色體組型特征第8頁/共67頁92實驗原理染色體組型分析：是鑒別染色體進行配對分類的基木技術(shù)，是在對染色體進行測量計算的基礎(chǔ)上,進行分組、排隊、配對,并進行形態(tài)分析的過程。第9頁/共67頁103染色體核型分析的意義：◆不同物種的染色體都有各自特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)（包括染色體的長度、著絲點位置、臂比、隨體大小等）特征，而且這種形態(tài)特征是相對穩(wěn)定的。

因此，染色體核型分析是生物種質(zhì)資源遺傳性研究的重要內(nèi)容，在動植物分類和生物進化研究中也得到廣泛的應(yīng)用；第10頁/共67頁11

一個有趣的例子：人類與黑猩猩、大猩猩、猩猩的親緣關(guān)系。

人類（Homosapiens）染色體2n=46；黑猩猩2n=48；大猩猩2n=48；猩猩2n=48。

人類的染色體核型與黑猩猩最相似，而和猩猩的差異最大。黑猩猩雖比人類多了2條染色體，但經(jīng)G帶比較發(fā)現(xiàn)人類2號染色體可能是黑猩猩兩條染色體著絲粒融合的產(chǎn)物，并且有臂間多次倒位，其余的染色體都有很強的同源性，表明人類和黑猩猩的親緣關(guān)系較近。第11頁/共67頁12◆對于高危人群的孕婦，羊水細胞染色體分析是能夠確診胎兒是否有染色體病的檢查方法，對避免患兒出生有著具有十分重要的意義?！?/p>

新生兒進行染色體核型分析，可以對染色體存在異常的某些患兒及早采取干預(yù)措施。◆疾病診斷：腫瘤細胞的核型分析已被應(yīng)用于腫瘤的臨床診斷、預(yù)后及藥物療效的觀察。絕大多數(shù)慢性粒細胞性白血病人的骨髓細胞中都可以發(fā)現(xiàn)有一個小的特殊染色體(在慢性粒細胞白血病中，約90%以上CML患者有一種異常染色體，即第22號染色體的一條長臂缺失，缺失部分易位到9號染色體之一長臂末端。即t（9q+，22q－）。3染色體核型分析的意義第12頁/共67頁134核型分析的內(nèi)容：數(shù)目（2n=？）長度（絕對長度、相對長度）臂比著絲粒位置（M\SM\ST\T）隨體與次縊痕的數(shù)目、大小和位置帶型分析染色體的特征（有絲分裂中期最為顯著）第13頁/共67頁14各類常用實驗生物和人細胞染色體數(shù)目與DNA含量物

種染色體數(shù)目DNA含量（bp）MS2λ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111113485226784020463×1035×1045×1052×1064.2×1061.4×1071.4×1081.6×1094.5×1092.1×1094.7×1093×1093.2×109第14頁/共67頁15染色體長度：

絕對長度通常在放大的照片或圖象上以微米（μm）進行測量，然后按下式換算：

染色體絕對長度

=放大的染色體長度（μm）×1000/放大倍數(shù)

染色體相對長度=（染色體長度/染色體組總長度）×100%第15頁/共67頁16

絕對長度不大穩(wěn)定，這是因為預(yù)處理條件和染色體的縮短程度難以完全相同，即使同一個體的不同細胞的染色體，縮短程度也常常不同。因此，絕對長度只有在染色體大小差異明顯的種或?qū)匍g的比較才有價值。染色體長度：第16頁/共67頁

對于染色體大小差異不明顯的材料間的比較，常常以相對長度作為量度染色體的標(biāo)準。染色體相對長度是以百分比表示，通常采用Levan（1964）的公式計算：

染色體相對長度=（染色體長度/染色體組總長度）×100%

由于相對長度排除了因技術(shù)原因引起的染色體短縮程度不同所產(chǎn)生的差異，因此，相對長度值是一個較穩(wěn)定的可比較的數(shù)值。而絕對長度則往往只記錄變異范圍。17第17頁/共67頁18

不同屬、種，以及不同變種之間，因染色體變異，會引起同源染色體長臂與短臂不一樣，這通常用染色體臂比來進行比較。通用公式如下：

染色體臂比

=長臂（L）/短臂（S）由于染色體長臂和短臂不一，就表現(xiàn)出著絲點位置不同。臂比第18頁/共67頁19著絲粒位置（M\SM\ST\T）

著絲粒指數(shù)=短臂長度/該染色體總長*100M：中著絲粒，50-37.5SM：亞中著絲粒，37.5-25ST：亞端著絲粒，25-12.5T：端著絲粒，12.5-0第19頁/共67頁20第20頁/共67頁215染色體組型分析原則

著絲粒類型相同，相對長度相近的分一組同一組的按染色體長短順序配對排列，短臂向上各指數(shù)相同的染色體配為一對可根據(jù)隨體的有無進行配對第21頁/共67頁22染色體數(shù)目異常：

首先是書寫染色體總數(shù)，加一個逗號，接著寫出性染色體的組成，然后寫出染色體的異常。

“＋”和“－”號當(dāng)其放在相應(yīng)的符號之前，表示增加或丟失了整條染色體；當(dāng)其放在相應(yīng)符號之后，則表示染色體長度的增加或減少。例如：47，XX，＋21為一個女性先天愚型的核型，有一條額外的21號染色體；

46，XY，5p-表示一個5號染色體短臂長度減少的男性核型。6組型/核型描述方法第22頁/共67頁23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數(shù)目增加或減少，在染色體符號后表示染色體多出或缺少一部分6核型描述方法第23頁/共67頁246實驗用品毫米尺、剪刀、膠水、計算器、白紙人染色體放大照片第24頁/共67頁第25頁/共67頁第26頁/共67頁第27頁/共67頁287實驗步驟(1)計數(shù)，沿邊緣剪下染色體，編號(2)初步目測配對，分組(3)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(4)將配對好的染色體排列并粘貼在紙上，染色體短臂向上，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，性染色體單獨列為一組第28頁/共67頁29染色體普通染色圖第29頁/共67頁30第30頁/共67頁31染色體帶型分析第31頁/共67頁32帶型

借助細胞學(xué)的特殊處理程序，使染色體顯現(xiàn)出深淺不同的染色帶。染色帶的數(shù)目、部位、寬窄和著色深淺均具有相對穩(wěn)定性，所以每一條染色體都有固定的分帶模式，即稱帶型。

第32頁/共67頁33帶型分析第33頁/共67頁34染色體位置（有助于描述基因的位置）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。按順序?qū)?，不用間隔或加標(biāo)點。如果某一帶被再細分，在原帶號數(shù)后加一小數(shù)點，編號原則仍按從著絲粒往臂端序貫編號。如1p21.2代表1號染色體短臂2區(qū)1帶第2亞帶第34頁/共67頁35人染色體G-帶核型第35頁/共67頁36男性G顯帶中期分裂相第36頁/共67頁37人類Q核型（Q帶與G帶相似）第37頁/共67頁38人類C帶核型（顯示著絲粒異染色質(zhì)）第38頁/共67頁39第39頁/共67頁40人染色體光譜核型分析第40頁/共67頁41DAPI4’,6-二聯(lián)脒-2-吲哚苯FITC異硫氰酸酯TRITC硫氰酸四甲基羅丹明人染色體不同熒光素染色結(jié)果第41頁/共67頁42人類全著絲粒探針（pan-centromeric，Green)和全端粒探針（pan-telomeric，Red)第42頁/共67頁43染色體著絲粒熒光（FISH技術(shù)）第43頁/共67頁44認識染色體畸形第44頁/共67頁45第45頁/共67頁46常見染色體變異導(dǎo)致的疾病唐氏綜合癥，核型為47，xx（xy），+21表型特征：智力低下、張口伸舌（又稱伸舌樣癡呆）、鼻梁低平、眼裂上斜等。在普通人群中的發(fā)病率是1/700----1/600，現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)對于這種先天愚型患兒無能為力。第46頁/共67頁47常見染色體變異導(dǎo)致的疾病18三體綜合征：核型是47，xx，（xy），+18嚴重畸形，出生不久死亡，宮內(nèi)發(fā)育遲緩，羊水過多，平均出生體重僅2000多克，頭長、枕凸，眼距寬、眼球小，嘴小，頸短，皮膚松弛。手呈特殊握拳狀，搖椅足，智力嚴重低下。發(fā)病率為1/25000，女性多余男性。發(fā)病率與母親年齡有關(guān)。

45%患兒在一個月內(nèi)死亡，90%患兒在六個月內(nèi)死。第47頁/共67頁48常見染色體變異導(dǎo)致的疾病13-三體綜合征（Patau綜合征）

臨床表現(xiàn)：發(fā)育畸形，較21-三體和18-三體更嚴重。小頭、兔唇、腭裂、小眼、多指（趾）、宮內(nèi)發(fā)育遲緩、出生體重輕、低耳位、搖椅足、智力嚴重低下等。

第48頁/共67頁49常見染色體變異導(dǎo)致的疾病Turner綜合癥，又稱x單體綜合征：核型為45，x。表現(xiàn)為女性外表，性器官及第二性征發(fā)育不良、頸蹼（頸兩側(cè)與肩呈蹼狀連成一片）、肘外翻、身材矮小、輕度智力低下。也稱先天性卵巢發(fā)育不全癥。第49頁/共67頁50常見染色體變異導(dǎo)致的疾病XYY綜合征1961年Sandburg首次報道，核型為47,XYY，發(fā)病原因為父親減數(shù)分裂產(chǎn)生了Y染色體不分離。臨床表現(xiàn)：表型一般正常，身材高大，偶見尿道下裂、睪丸發(fā)育不良、生育力下降，但大多數(shù)可以生育。具有攻擊傾向和反社會行為。在監(jiān)獄中調(diào)查發(fā)現(xiàn)本病患者較多。第50頁/共67頁51常見染色體變異導(dǎo)致的疾病多X綜合征1959年Jacob首先發(fā)現(xiàn)一例47,XXX女性，稱為“超雌”。臨床表現(xiàn)：大多數(shù)正常，可生育，少數(shù)卵巢功能低下、原發(fā)或繼發(fā)閉經(jīng)、乳房發(fā)育不良，1/3患者患有先天性心臟病，部分有精神障礙。2/3患者智力稍低。第51頁/共67頁52常見染色體變異導(dǎo)致的疾病貓叫綜合征（catcrysyndrome）：Lejeune等在1963年首先報導(dǎo)了3例，患兒的哭聲似貓叫，故得名。由于5號染色體短臂缺失（5P-）所致，因而又稱5P-綜合征，發(fā)病率約為1/50000，女性多于男性，并有生長和智力發(fā)育不全。第52頁/共67頁53常見染色體變異導(dǎo)致的疾病脆性X染色體綜合征（fragileXsyndrome）1969年，Lubs在X連鎖的智力低下家庭中發(fā)現(xiàn)。男性發(fā)病率1/1000—1/1500，智力低下10%—20%，大睪丸、長臉、大頭、大耳、前額突出，下頜大而前突，嘴大唇厚發(fā)音障礙。核型：46，fraX（q27）Y。

第53頁/共67頁54脆性X染色體病人特殊容貌第54頁/共67頁55其它脆性染色體病毛細血管擴張性共濟失調(diào)癥（ataxiateleangiectatica）Bloom綜合征（面部紅斑侏儒綜合征）著色性干皮癥（xerodermapigmentosa）Fanconi貧血（先天性血細胞減少癥）病人的染色體裂隙和斷裂發(fā)生率增高。常見染色體變異導(dǎo)致的疾病第55頁/共67頁56染色體異常遺傳病特點：造成遺傳物質(zhì)較大的改變往往造成較嚴重的后果第56頁/共67頁57遺傳疾病的篩查染色體變異疾病篩查生化檢測核型分析基因檢測第57頁/共67頁58基因測序檢測染色體21三體、18三體、13三體讓千萬家庭遠離遺傳出生缺陷2014年7月，國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）首次批準第二代基因測序診斷產(chǎn)品上市，華大基因成為CFDA批