1、人类染色体与染色体病人类染色体与染色体病 human chromosome chromosomal disorder第一节第一节 人类染色体人类染色体n人类染色体基本特征n染色体分组、核型与显带n染色体（染色体（chromosomechromosome） 是遗传物质(基因)的载体。它由DNA和蛋白质等构成，具有储存和传递遗传信息的作用。有丝分裂中期球状组蛋白核心球状组蛋白核心H4连接连接DNADNAH3H4H3H2BH2B H1核小体核小体染色体的组成染色体的组成H2AH2AH4H3H3H4H2BH2BH2AH2A H1一一 人类染色体的数目、结构和形态人类染色体的数目、结构和形态染色体染色体
2、n染色质由无数个重复的核小体亚单位（nucleosome）构成的 n核小体是4种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2个分子）组成的八聚体核心表面围以长约146bp的DNA双螺旋所构成的 n组蛋白H1位于相邻的两个核小体的连接区DNA表面 染色体的数目染色体的数目一一 人类染色体的数目、结构和形态人类染色体的数目、结构和形态n人类染色体的数目 ：2n=46条 中期染色体的形态特征中期染色体的形态特征 染色体的结构、形态染色体的结构、形态根据人类染色体着丝粒的位置可将染色体分为根据人类染色体着丝粒的位置可将染色体分为3 3种类型种类型 n中着丝粒染色体中着丝粒染色体（metacentric ch
3、romosome） n亚中着丝粒染色体（亚中着丝粒染色体（submetacentric chromosome） n近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体（acrocentric chromosome） 人类染色体的人类染色体的3 3种类型图解种类型图解 一一 人类染色体的数目、结构和形态人类染色体的数目、结构和形态二二 人类染色体核型人类染色体核型丹佛体制丹佛体制n染色体分组 A、B、C、D、E、F、G七组n核型（核型（karyotypekaryotype） 一个体细胞中的全部染色体，按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像 人类核型分组与各组染色体形态特征（非显带标本）人类核型分组与各组染色体形态特
4、征（非显带标本） 组号染色体号大小着丝粒位置次溢痕随体可鉴别程度A13最大中（1、3号）亚中（2号）1号常见 可鉴别B45次大亚中 难鉴别C612、X中等亚中9号常见 难鉴别E1718小中（16号）亚中（17、18号） 16号可鉴别，17、18难鉴别F1920次小中 难鉴别G2122、Y最小近端 21、22号有，Y无难鉴别人类染色体非显带核型图人类染色体非显带核型图 人类染色体非显带核型的描述人类染色体非显带核型的描述二二 人类染色体核型人类染色体核型 1971 1971年，法国巴黎会议确定了国际上通用的四种染色体年，法国巴黎会议确定了国际上通用的四种染色体显带技术：显带技术：着丝粒区异染色质
5、法着丝粒区异染色质法 (C banding)(C banding)喹吖因荧光法喹吖因荧光法 (Q banding) (Q banding) 胰酶吉姆萨法胰酶吉姆萨法 (G(G banding)banding)逆相吉姆萨法逆相吉姆萨法 (R banding) (R banding) 二二 人类染色体核型人类染色体核型人类染色体显带技术人类染色体显带技术人类染色体显带技术人类染色体显带技术nQ显带（Q banding） nG显带（G banding） nR显带（R banding） nT显带（T banding） nC显带（C banding） nN显带 n高分辩染色体显带技术 带型：带型： 对每
6、一条染色体来说显带都是独特的，可以区分和对每一条染色体来说显带都是独特的，可以区分和确认每一条染色体。确认每一条染色体。人类染色体显带技术人类染色体显带技术G-G-显带：显带：人类染色体显带技术人类染色体显带技术 显带染色体的界标、区和带示意图显带染色体的界标、区和带示意图 人类人类G G显带染色体模式图显带染色体模式图 高分辨染色体带型高分辨染色体带型染色体带型染色体带型C C显带核型图显带核型图 在显带染色体标本上，每条染色体都由一系列在显带染色体标本上，每条染色体都由一系列连续的带纹构成连续的带纹构成。 （1 1）界标（）界标（land-markland-mark）界标是每界标是每条染色
7、体上稳定的、有显著形态学条染色体上稳定的、有显著形态学特征的部位。包括染色体两臂的末特征的部位。包括染色体两臂的末端、着丝粒和某些明显的深染带或端、着丝粒和某些明显的深染带或浅染带。浅染带。 （2 2）区）区 两个相邻界标之间的染色两个相邻界标之间的染色体区域。体区域。（3 3）带）带 分布于染色体的整个区域，分布于染色体的整个区域，明暗相间、深浅交替。明暗相间、深浅交替。染色体带命名的国际体制染色体带命名的国际体制染色体序号染色体序号臂的符号臂的符号区号区号该带的序号该带的序号 描述一特定带时，需要写明四项内容描述一特定带时，需要写明四项内容 ：这些内容按顺序书写，这些内容按顺序书写，不用间
8、隔，不加标点。不用间隔，不加标点。如如2p232p23表示第表示第2 2号染色体，号染色体，短臂，短臂，2 2区，区，3 3带。带。 人类染色体显带技术人类染色体显带技术 核型分析中常用的符号和术语核型分析中常用的符号和术语符号术语意 义符号术语意 义A-G染色体组的名称1-22常染色体序号从到+或-在染色体和组号前表示染色体或组内染色体增加或减少；在染色体臂或结构后面，表示这个臂或结构的增加或减少/表示嵌合体？染色体分类或情况不明： 断裂：断裂与重接ace无着丝粒断片（见f）cen着丝粒chi异源嵌合体chr染色体ct染色单体del缺失der衍生染色体dic双着丝粒dir正位dis远侧dmi
9、n双微体dup重复e交换end（核）内复制f断片fem女性fra脆性部位g裂隙h副缢痕i等臂染色体ins插入inv倒位mal男性mar标记染色体mat母源的min微小体mn众数mos嵌合体p短臂pat父源的ph费城染色体pro近侧psu假q长臂qr四射体r环状染色体rcp相互易位rea重排rac重组染色体rob罗伯逊易位s随体tan串联易位ter末端tr三射体tri三着丝粒var可变区核型分析中常用的符号和术语核型分析中常用的符号和术语三三 性染色质（性染色质（sex chromatinsex chromatin） nX染色质（X chromatin）nY染色质（Y chromatin）性染色
10、质性染色质LyonLyon假说假说 n失活发生在胚胎发育早期（人类晚期囊胚期）；nX染色体的失活是随机的；n失活是完全的；n失活是永久的和克隆式繁殖的。 人类X染色体上约有1/3的基因可能逃避完全失活 Y Y染色质染色质三、性别决定及性染色体三、性别决定及性染色体性别决定性别决定第二节第二节 染色体畸变染色体畸变n染色体畸变发生的原因n染色体数目异常及其产生的机制n染色体结构畸形及其产生的机制n染色体畸变染色体畸变n是指体细胞或生殖细胞内染色体发生的异常改变。 数目畸变n染色体畸变染色体畸变 结构畸变 一一 染色体畸变的概念染色体畸变的概念二二 染色体畸变发生的原因染色体畸变发生的原因n自发畸
11、变自发畸变（spontaneous aberration） n诱发畸变诱发畸变（induced aberration） 化学因素：药物、农药、工业毒物、食品添加剂 物理因素：射线 生物因素：生物类毒素 、病毒等 母亲年龄 遗传因素一、化学因素一、化学因素药物药物n抗肿瘤药物 环磷酰胺、氮芥、白硝安（马利兰）、甲氨喋呤、阿糖胞苷等抗癌药物可导致染色体畸变n保胎及预防妊娠反映的药物n抗痉挛药物 苯妥英钠可引起人淋巴细胞多倍体细胞数增高 n农药农药 许多化学合成的农药可以引起人类细胞染色体畸变。某些有机磷农药也可使染色体畸变率增高，如敌百虫类农药。 n工业毒物工业毒物 苯、甲苯、铝、砷、二硫化碳、氯
12、丁二稀、氯乙烯单体等，都可以导致染色体畸变。n食品添加剂 食品的防腐剂和色素等添加剂中所含的化学物质也可以使人类染色体发生畸变，如硝基呋喃基糖酰胺AF-2、环己基糖精等。二、物理因素二、物理因素n电离辐射n电磁辐射三、生物因素三、生物因素n生物类毒素生物类毒素 杂色曲霉素、黄米霉素、棒曲霉素等n病毒病毒 风疹病毒、乙肝病毒、麻疹病毒和巨细胞病毒等四、母亲年龄四、母亲年龄 DownDown综合征与母亲年龄综合征与母亲年龄三三 染色体畸变的类型染色体畸变的类型 整倍体改变（euploid）染色体数目畸变染色体数目畸变 非整倍体改变（aneupliod） 数目畸变数目畸变 n 三倍体三倍体（trip
13、loid） 患者的体细胞具有3个染色体组，每对染色体都增加了一条，染色体总数为69（3n）n 四倍体四倍体（tetraploid） 患者的体细胞具有4个染色体组，每对染色体都增加了一条，染色体总数为92（4n）整倍体的改变整倍体的改变整倍体改变的机制整倍体改变的机制n双雄受精n双雌受精n核内复制整倍体形成原因整倍体形成原因整倍体整倍体双雄受精和双雌受精双雄受精和双雌受精 n亚二倍体亚二倍体（hypodiploid） 体细胞中染色体数目少了一条或数条 单体型单体型（monosomy） 某对染色体少了一条（2n-1），即细胞内染色体数目为45 二、非整倍体二、非整倍体 单体型单体型45,x45,x
14、n超二倍体（超二倍体（hyperdiploidhyperdiploid） 体细胞中染色体数目多了一条或数条 三体型三体型（trisomy） 某对染色体多了一条（2n+1），即细胞内染色体数目为47 三体型三体型2121三体三体非整倍体改变非整倍体改变的机制的机制n染色体不分离染色体不分离（non-disjunction） 受精卵早期卵裂的有丝分裂不分离 减数分裂时发生染色体不分离 n染色体丢失染色体丢失（chromosomelose） 减数分裂中染色体不分离减数分裂中染色体不分离a a 减数分裂减数分裂I I同源染色体不分离；同源染色体不分离；b b 减数分裂减数分裂IIII姐妹染色单体不分离
15、姐妹染色单体不分离 定义：由两种或多种不同核型的细胞系所组成的个体定义：由两种或多种不同核型的细胞系所组成的个体 例：例：46,XX / 47,XX,+21 45,X / 46,XX / 47,XXX产生机理：产生机理：（1）受精卵受精卵卵裂染色体不分离卵裂染色体不分离（2）受精卵受精卵卵裂染色体丢失卵裂染色体丢失47, XXX45, X45, X / 46, XX / 47, XXX合子（合子（46, XX46, XX）（图示两条（图示两条X X染色体染色体）第一次有丝分裂第二次有丝分裂后期染色体不分离46, XX46, XX 46, XX45, X46, XX合子（合子（46,46,XXX
16、X）（图示两条X染色体）第一次有丝分裂46, XX45, X / 46, XXX染色体丢失第二次卵裂中X染色体丢失染色体结构畸变及其产生机制染色体结构畸变及其产生机制染色体结构畸变类型染色体结构畸变类型n缺失（缺失（deletion） 末端缺失、中间缺失n重复重复（duplication） n倒位（倒位（inversion） 臂内倒位、臂间倒位n易位（易位（translocation） 相互易位、罗伯逊易位 、插入易位n环状染色体环状染色体 （ringchromosome） n双着丝粒染色体（双着丝粒染色体（dicentric chromosome）n等臂染色体（等臂染色体（isochromo
17、some） n插入插入 （insertion） 染色体结构畸变染色体结构畸变难点难点 末端缺失末端缺失 q 21号号简式：简式：46,XX,del(1)(q21)46,XX,del(1)(q21)繁式：繁式：46,XX,del(1)(pter46,XX,del(1)(pterq21:q21:）缺失（缺失（deldel） 中间缺失中间缺失1号q 21q 23简式：简式：46,XX,del(1)(q21q23)46,XX,del(1)(q21q23)繁式：繁式：46,XX,del(1)(pter46,XX,del(1)(pterq21:q23q21:q23 qterqter）重复（重复（dupdu
18、p）同一染色体某一区段含两份或两份以上的同样片段。（发生在两条同源染色体或两条姐妹染色单体上) 2号号 2号号重复重复 简式：简式：46,XY,dup(1)(q22q25)46,XY,dup(1)(q22q25) 繁式：繁式：46,XY,dup(1)(pterq25:q2246,XY,dup(1)(pterq25:q22 qterqter) )倒位（倒位（invinv）臂内倒位臂内倒位 臂间倒位臂间倒位p 21q31某一染色体中间片段发生两个断裂，断片倒某一染色体中间片段发生两个断裂，断片倒转转180后重接。后重接。易位（易位（t t）相互易位（平衡易位）相互易位（平衡易位）两条两条非同源染色
19、体非同源染色体发生断裂后，交换无着丝粒发生断裂后，交换无着丝粒断片重接。断片重接。2号 q215号q 312号5号易位（易位（t t）罗伯逊易位罗伯逊易位14 号21号21q14q21q14q插入（插入（ins）一条染色体的某一中间片段插入到一条染色体的某一中间片段插入到另一条染色体中另一条染色体中正位插入正位插入倒位插入倒位插入等臂染色体等臂染色体 (i)(i)：一条染色体的两臂的形态和遗传相同，并借一或两个着丝粒相连Xpqppqq环状染色体环状染色体(r):(r):p 21q 312号号染色体长短臂发生断裂后，有着丝粒的断端相接成环简式：简式：46,XY,r(2)(p21q31)46,XY
20、,r(2)(p21q31)繁式：繁式：46,XY,r(2)(:p2146,XY,r(2)(:p21q31:)q31:)双着丝粒染色体（双着丝粒染色体（dicdic）具两个着丝粒的染色体具两个着丝粒的染色体染色体结构畸变的产生机制染色体结构畸变的产生机制 断裂及断裂片段的重接是各种染色体结构畸变产生的基本机制缺失缺失a a：末端缺失；：末端缺失；b b：中间缺失：中间缺失倒位倒位a a：臂内倒位染色体图解；：臂内倒位染色体图解；b b：臂间倒位染色体图解：臂间倒位染色体图解 染色体相互易位图解染色体相互易位图解 罗伯逊易位罗伯逊易位 环状染色体环状染色体 双着丝粒染色体双着丝粒染色体 等臂染色体等臂染色体 A A：短臂等臂染色体；：短臂等臂染色体；B B：长臂等臂染色体：长臂等臂染色体 The End
