醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)：第四章 染色體

2023/4/31/52第四章染色體第一節(jié)染色質(zhì)與染色體第二節(jié)染色體在細(xì)胞分裂中的行為第三節(jié)生殖細(xì)胞的發(fā)生第四節(jié)正常核型第五節(jié)分子細(xì)胞遺傳學(xué)（自學(xué)）2023/4/32/521.掌握X染色質(zhì)的概念,Lyon假說要點(diǎn)及意義;2.掌握人類染色體核型描述方法、性染色體組成及分組特征。3.掌握減數(shù)分裂的概念、過程和意義4.熟悉G顯帶染色體的國(guó)際命名方法。5.了解各類分子細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)的原理和方法學(xué)習(xí)大綱染色體的形成與染色質(zhì)螺旋化常染色質(zhì)與異染色質(zhì)性染色質(zhì)第一節(jié)

染色質(zhì)與染色體2023/4/34/52一、染色體的形成與染色質(zhì)螺旋化分裂間期染色質(zhì)染色體分裂期DNA組蛋白R(shí)NA非組蛋白組成2023/4/35/52二、常染色質(zhì)與異染色質(zhì)染色質(zhì)類型：（一）常染色質(zhì)（二）異染色質(zhì)2023/4/36/52異染色質(zhì)：兩類結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)(constitutiveheterochromatin)：在各種細(xì)胞中總是處于凝縮狀態(tài)，如著絲粒區(qū)，端粒區(qū)，次縊痕區(qū)等高度重復(fù)DNA序列。兼性異染色質(zhì)(facultativeheterochromatin)：即功能性異染色質(zhì),在特定細(xì)胞的特定發(fā)育階段,由常染色質(zhì)凝縮轉(zhuǎn)變而成,如X染色質(zhì)。2023/4/37/52三、性染色質(zhì)性染色質(zhì)(sexchromatin)

是在間期細(xì)胞核中性染色體顯示的一種特殊結(jié)構(gòu)。X染色質(zhì)(Xchromatin)Y染色質(zhì)(Ychromatin)人類性染色質(zhì)2023/4/38/52

1949年觀察到雌貓神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的深染小體。X染色質(zhì)：Barrbody的本質(zhì)是一條發(fā)生遺傳學(xué)失活的X染色體，在間期細(xì)胞核中形成的異固縮結(jié)構(gòu)，貼于核膜內(nèi)側(cè)緣。（一）Xchromatin1.Barr

body2023/4/39/52X染色體失活與劑量補(bǔ)償效應(yīng)：哺乳類體細(xì)胞僅保留一條X染色體有轉(zhuǎn)錄活性，其余失活成X染色質(zhì)。失活隨機(jī)性：父或母。失活早期性：人類約胚胎第16天，5000～6000細(xì)胞時(shí)期開始失活。失活永久性和克隆式繁殖。2.MaryLyon假說2023/4/310/523.X染色質(zhì)隨機(jī)失活的分子機(jī)制X染色體上存在逃避失活X染色體上存在失活調(diào)控中心2023/4/311/52逃避失活的X連鎖基因數(shù)目：＞15％。

X連鎖基因的逃避失活使X染色體數(shù)目異常的個(gè)體有別于正常個(gè)體。47，XXY47，XXX45，XO46，XY46，XX46，XX不同于不同于不同于X染色體上存在逃避失活2023/4/312/52

失活中心(Xinactivecenter，XIC)：X染色體上的特異性失活位點(diǎn),Xq13。線索與證據(jù)：小鼠：X染色體缺失XIC時(shí)，不失活。人類：常染色體插入XIC時(shí)，失活。X染色體上存在失活調(diào)控中心2023/4/313/52XIC產(chǎn)物：編碼X染色體失活特異轉(zhuǎn)錄子(Xinactivespecifictranscripts,

XIST)—核RNA(17kb)，抑制同一DNA分子上的基因活性。調(diào)控機(jī)制：XIST啟動(dòng)子的甲基化與去甲基化可調(diào)控失活與活化。2023/4/314/52X失活啟動(dòng)模型a)失活前，XistRNA

不穩(wěn)定，并被阻遏因子抑制與染色體結(jié)合。b)

失活時(shí)，XistRNA轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，阻遏因子釋放。c)

穩(wěn)定的XistRNA逐漸覆蓋于整條X染色體上。d)X基因沉默。e)

染色質(zhì)修飾(如組蛋白去乙?；?使X染色體高度螺旋化。2023/4/315/52用熒光染料對(duì)間期細(xì)胞染色，正常男性細(xì)胞核內(nèi)有一個(gè)強(qiáng)熒光小體，φ0.3μm，是Y染色體長(zhǎng)臂遠(yuǎn)端的異染色質(zhì)區(qū)，稱Y染色質(zhì)。男性特有，數(shù)目與男性細(xì)胞內(nèi)Y染色體數(shù)目相同。（二）Ychromatin2023/4/316/52第二節(jié)

染色體在細(xì)胞分裂中的行為一、細(xì)胞增殖周期（自學(xué)）二、染色體在有絲分裂中的行為（自學(xué)）三、染色體在減數(shù)分裂中的行為2023/4/317/52三、減數(shù)分裂減數(shù)分裂：即DNA復(fù)制一次，細(xì)胞連續(xù)分裂兩次，一個(gè)母細(xì)胞形成4個(gè)子細(xì)胞，每個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)目比母細(xì)胞減少一半。由于是配子發(fā)生的成熟期進(jìn)行的分裂方式，也稱成熟分裂。減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ2023/4/318/52⒈減數(shù)分裂Ⅰ

①細(xì)線期：②偶線期：同源染色體聯(lián)會(huì)→聯(lián)會(huì)復(fù)合體③粗線期：非姐妹染色單體間遺傳物質(zhì)互換。④雙線期：同源染色體相互分離→交叉。⑤終變期：交叉端化，核仁核膜消失。前期Ⅰ2023/4/319/52中期Ⅰ：同源染色體并列排列在赤道板。后期Ⅰ：同源染色體移向兩極。末期Ⅰ：兩個(gè)子細(xì)胞形成。每個(gè)子細(xì)胞只含有同源染色體的其中一條。2023/4/320/52⒉減數(shù)分裂Ⅱ2023/4/321/52第三節(jié)

生殖細(xì)胞的發(fā)生一、生殖細(xì)胞的發(fā)生二、受精作用2023/4/322/52一、生殖細(xì)胞的發(fā)生（一）精子發(fā)生（二）卵子發(fā)生2023/4/323/52二、受精作用2023/4/324/52第四節(jié)正常核型一、染色體形態(tài)二、核型分析2023/4/325/52染色體是基因的載體，有恒定的數(shù)目、形態(tài)和結(jié)構(gòu)—構(gòu)成物種的遺傳標(biāo)志，保證遺傳穩(wěn)定。染色體組：真核生物生殖細(xì)胞含有的全套染色體，其中包含的全部基因?yàn)橐粋€(gè)基因組。單倍體(n)：含一個(gè)染色體組的細(xì)胞。二倍體(2n)：含二個(gè)染色體組的細(xì)胞。2023/4/326/52一、染色體的形態(tài)(一)染色體形態(tài)(中期染色體)：染色單體(chromatid)主縊痕(primaryconstriction)：著絲粒(centromere)動(dòng)粒(kinetochore)短臂(p，petite)、長(zhǎng)臂(q)次縊痕(secondaryconstriction)端粒(telomere)

隨體(satellite)：核仁組織區(qū)。2023/4/327/52分類方法：將染色體全長(zhǎng)分成8等份，根據(jù)著絲粒位置分成4類：中著絲粒染色體：1/2~5/8近中著絲粒染色體：5/8~7/8近端著絲粒染色體：7/8~末端端著絲粒染色體：末端(二)染色體的類型2023/4/328/52二、核型分析1888年Waldeyer(德)提出染色體的名稱。1923年P(guān)ainter提出人類染色體為2n=48。1956年華裔學(xué)者蔣有興(JoeHinTjio)觀察到人類染色體數(shù)目為2n=46。揭開了細(xì)胞遺傳學(xué)研究的篇章2023/4/329/52核型與核型分析核型(karyotype)：一個(gè)體細(xì)胞全部染色體構(gòu)成的圖像。核型分析(karyotyping)：將待測(cè)細(xì)胞染色體進(jìn)行數(shù)目、形態(tài)特征的分析過程稱核型分析。2023/4/330/52常規(guī)染色體制片方法：取材(靜脈血)→培養(yǎng)(PHA)→秋水仙素處理→收獲→低滲處理→固定→制片。染色體非顯帶標(biāo)本：染色體制片→Giemsa染色→均一紫色→分析。（一）非顯帶核型2023/4/331/52難以精確識(shí)別染色體的序號(hào)。難以發(fā)現(xiàn)和確定染色體的結(jié)構(gòu)異常。1.非顯帶染色體特點(diǎn)如何描述？2023/4/332/521960年、1963年、1966年分別在丹佛、倫敦和芝加哥召開3次人類細(xì)胞遺傳學(xué)國(guó)際會(huì)議，制定并修改人類染色體國(guó)際命名體制。包括人類染色體數(shù)目、性染色體、分組、核型的描述作了統(tǒng)一規(guī)定。2.非顯帶核型的命名2023/4/333/52人類體細(xì)胞染色體：2n=46.常染色體：男女共有的染色體的22對(duì)染色體，按長(zhǎng)度遞減的順序編為1~22號(hào)。性染色體：1對(duì)，男女有別，男性為XY，女性為XX。同源染色體2023/4/334/52分組：23對(duì)染色體依據(jù)長(zhǎng)度遞減順序和著絲粒位置等劃分為7個(gè)組：A、B、C、D、E、F、G。X列入C組，Y列入G組.描述：非顯帶核型的描述包括兩部分內(nèi)容：正常男性：46,XY；正常女性：46,XX染色體總數(shù)，性染色體組成逗號(hào)隔開2023/4/335/52染色體數(shù)目異常疾病的發(fā)現(xiàn)與研究：1959年Lejeune發(fā)現(xiàn)了第一例染色體病患者—21三體型先天愚。陸續(xù)發(fā)現(xiàn)：Klinefelter綜合征：47，XXY；Turner綜合征：45，XO。2023/4/336/521968年，Caspersson(細(xì)胞化學(xué)家,瑞典)在熒光顯微鏡下觀察到經(jīng)熒光染料染色的染色體沿長(zhǎng)軸顯示寬窄、亮度不同的帶紋—染色體的帶(band)—Q帶。（二）顯帶核型2023/4/337/52染色體顯帶技術(shù)：經(jīng)一定處理和染色方法，染色體延長(zhǎng)軸顯示明暗(深淺)不同、寬窄相間的帶紋的技術(shù)。這些帶紋稱染色體帶(band)。

經(jīng)顯帶技術(shù)處理的染色體稱顯帶染色體。1.染色體顯帶技術(shù)2023/4/338/52染色體顯帶的機(jī)理：陽性帶：易著色，富含AT；貧基因。陰性帶：不易著色，富含GC；富基因。2023/4/339/52G帶：胰酶處理，Giemsa染色；R帶：鹽溶液處理，Giemsa染色—顯示的帶紋與G帶相反，稱R(reverse)帶；C帶：NaOH處理，Giemsa染色—顯示著絲粒和次縊痕的異染色質(zhì)區(qū)。T帶：熱處理，Giemsa染色—顯示端粒。2.常用的顯帶技術(shù)2023/4/340/52G帶C帶Q帶T帶胰酶處理熒光染料加熱處理NaOH處理臨床最廣泛應(yīng)用G顯帶2023/4/341/52染色體顯帶方法使每條染色體都顯示獨(dú)特而恒定的帶紋,構(gòu)成染色體的帶型.可準(zhǔn)確識(shí)別每號(hào)染色體；可鑒定染色體結(jié)構(gòu)改變。如何識(shí)別？如何描述？3.G顯帶染色體的識(shí)別2023/4/342/52人類G顯帶染色體模式圖2023/4/343/52顯帶染色體的國(guó)際命名體制顯帶染色體識(shí)別與命名:依據(jù)國(guó)際人類細(xì)胞遺傳學(xué)命名委員會(huì)(ISCN)(1978)標(biāo)準(zhǔn)。AnInternationalSystemforHumanCytogeneticNomenclature,ISCN2023/4/344/52核型分析中常用符號(hào)和術(shù)語符號(hào)術(shù)語意義符號(hào)術(shù)語意義cen著絲粒chr染色體dic雙著絲粒染色體del缺失dup重復(fù)fra脆性位點(diǎn)i等臂染色體Inv倒位Mos嵌合體p短臂q長(zhǎng)臂Rob羅伯遜易位r環(huán)rep相互易位2023/4/345/52常用染色體簡(jiǎn)寫術(shù)語應(yīng)用舉例核型描述：染色體總數(shù)，性染色體，異常染色體(簡(jiǎn)寫術(shù)語)47,XY,+21：21三體核型46,XY,－18,+21：少18號(hào)，多21號(hào)46,XX,del(5p)Mos45,X/46,XY:45,X和46,XY的嵌合體2023/4/346/52G帶染色體標(biāo)本識(shí)別專用術(shù)語深帶：Giemsa深染帶。淺帶：Giemsa不著色或淺染帶近側(cè)段、遠(yuǎn)側(cè)段：以著絲粒為參照點(diǎn)界標(biāo)：每一條染色體上具有重要意義的、穩(wěn)定的、有顯著形態(tài)學(xué)特征的標(biāo)志。如：端粒、著絲粒及某些帶。2023/4/347/52界標(biāo)對(duì)染色體的劃分：臂：端粒與著絲粒之間。p;q區(qū)：p或q每相鄰界標(biāo)之間。區(qū)號(hào)：自著絲?！肆Ｅ判?著絲粒分別歸屬于p和q的1區(qū)。帶：每一區(qū)內(nèi)以著色強(qiáng)度區(qū)分相鄰帶。帶號(hào)：自