遗传学医用 (8)

1、1,第四章 染色体病,2,本章重点内容提示,染色体数目畸变: 三倍体、四倍体、非整倍体及其原因。 结构畸变: 各类型缩写符号、缺失、易位的简式、详式描述；平衡易位携带者，罗氏易位； 三体综合征（21、18、13）中文、英文名称、主要临床症状、核型、发病机制；5p-综合征； 性染色体异常综合征：中文、英文名称、主要临床症状、核型、发病机制； Lyon假说、X染色质、X染色体失活证据、Y染色质、核性别； 脆性X染色体、脆性位点、脆性X染色体综合征,3,第一节 染色体研究方法 一、染色体制备 二、染色体形态学和显带 三、人类细胞遗传学研究进展 第二节 染色体变异与多态 一、长度变异 二、随体 三、副缢痕 四、Q、G和C带的多态 第三节 染色体畸变 一、 数目异常及其产生原因 二、 染色体结构异常 第四节 染色体异常与疾病 一、自发流产 二、出生缺陷 三、常染色体异常综合征 四、性染色体异常综合征,4,直到20世纪50年代，人类对自身染色体的认识才通过对两个错误概念的纠正得到了发展。这两个错误是： 1）认为人类染色体数目为48条； 2）认为哺乳动物的性别是同果蝇一样由常染色体与性染色体数目之比

2、率决定的。,5,由于限于当时的实验材料和技术，对上述的问题认识不足。徐道觉的实验中的偶然发现和Tijo及Levan研究证实，人类染色体不是48条而是46条。随之，确定了X、Y染色体决定性别。 Down 综合征、Turner 综合征和Klinefelter 综合征是由于染色体数目异常。随之，发现染色体结构改变引起疾病。人类开始在细胞遗传学水平认识疾病发生的遗传基础,6,第一节 染色体研究方法,一、常规染色体的制备与分析,7,1） 细 胞 培 养 与 染 色 体 制 备,正常人外周血或细胞 RPMI1640培养基+15%小牛血清=5ml 370C，培养68 hr 加秋水仙素，培养24 hr（抑制细胞分裂） 收集细胞 离心，去上清液（1000rpm/10 min） 低渗处理，0.075 M KCI，370C，25min 预固定，甲醇：冰醋酸=3：1 离心，去上清液（1000rpm/10 min） 重复固定三次 制片，染色，观察，染色体分析,8,9,二、染色体形态学和显带,在染色体狭窄处是着丝粒(centromere,cen), cen将染色体分为短臂(p)和长臂(q)。 染色体形态： 中央着

3、丝粒染色体, cen 位于染色体的1/2处。 亚中着丝粒染色体, cen 位于染色体的5/8处 近端着丝粒染色体, cen 位于染色体的7/8处,10,端粒,Sister chromatids,随体,11,1、核型（Karyotype）分析,将一个体细胞中全套染色体按一定方式排列起来，构成图像。 根据人类细胞遗传学国际命名体制（ISCN），根据染色体的形态、大小和着丝粒的位置将染色体分为七组： A组：13，大 B组：4、5 大 C组：612+X 中 D组：1315 中 E组：1618 ，小， F组：19、20，小 G组：21、22 +Y，最小,12,13,chr.groups: A: 13 B: 4, 5 C: 612, X D: 1315 E : 1618 F : 19, 20 G:21, 22, Y,14,染色体的两端为端粒，是一种蛋白-DNA结构，含有TTAGGG六核苷酸重复延伸序列，保护染色体不被降解，防止染色体末端融合，端粒缩短与细胞的寿命有关。 近端着丝粒染色体（1315，21、22和Y）除Y以外都具有随体，位于短臂末端介细丝连接的球状小体，细丝部位是rDNAgene所在部

4、位，转录rRNA 进而形成核仁。,15,核型的描述,染色体总数，性染色体 正常男性 46 ，XY 正常女性 46 ，XX,16,2、染色体显带技术,染色体显带：经不同的方法处理染色体，经染色后使染色体在纵轴上显示明、暗或着色深、浅相间的横纹即显带（Banding）。 这种带对每一条染色体来说都是独特的，可以区分和确认每一条染色体。,17,显带方法：,G-显带：是最常用的方法。标本经胰蛋白酶处理后，应用Giemsa染色，镜检、分析,显示深染和浅染相间的带纹。,18,46, XY,19,46, XX,20,常规G-banding使每个单倍体（24条染色体）都可以显示350550条带， 每条带大约代表5x10610x106bp的DNA。 每个基因长度不等，从102bp（a珠蛋白基因）2x106bp（抗肌萎缩蛋白基因）。 估计平均每3000bp为一个基因，每条染色体可能代表几个或几百个基因,21,G显带深染带富含AT，富含长分散DNA序列（long interspersed sequence，LINES）是DNA的重复区域，不编码表达基因. G显带浅带，富含GC，含有许多转录基 因。这种DNA

5、在间期核中呈现较为伸展的状态。 除了转录基因之外，它含有短分散DNA序列（short interspersed DNA sequence， SINES）。包括Alu序列。染色体上大多数断裂点和重排被认为是发生在浅染带。,22,G显带,23,G-banging 界标 区和带,24,除G显带外还有： R-显带：反G带 Q-显带：荧光显带，同G显带带纹 T-显带：末端显带 C-显带：着丝粒显带 NOR：特异显示近端着丝粒染色体的核仁 组织区,25,R显带,26,Q-显带：荧光显带，同G显带带纹,27,T-显带：末端显带,28,C-显带：着丝粒显带,29,NOR：特异显示近端着丝粒染色体,30,三、人类细胞遗传学研究进展,（一）染色体高分辨显带 新技术的应用使人们能够观察到前中期染色体，比中期染色体更伸展，这样观察的分辨率更高，可显示550850条带，即高分辨染色体。,31,高分辨显带,32,（二）微细胞遗传学,微细胞遗传学（microcytogenetics）：是运用人类高分辨染色体显带技术，研究染色体细微结构几结构改变后的遗传效应的科学。 高分辨染色体: 550850条带，分辨染色体的细微

6、结构的变化与疾病的相关性。 如：Down 综合征，21-三体，实质主要涉及21q22.3这一微小的关键片段.,33,（三）分子细胞遗传学 、荧光原位杂交 （Fluorescence in situ hybridization，FISH）,FISH是细胞遗传学方法和分子遗传学方法相结合的产物，可以认为是分子细胞遗传学技术。 基本原理：应用Digoxyginin或Biotin标记探针DNA（Nick translation 标记法），变性成单链后与变性后的染色体或细胞核靶DNA杂交。在荧光显微镜下观察并记录结果。,34,FISH,35,应 用,1、基因定位 2、检测染色体的数目和结构异常 3、遗传病的诊断和产前诊断,36,FISH 技术的发展,1、单色FISH 2、多色FISH（24种染色） 3、DNA纤维FISH 4、比较基因组杂交,37,1、单色FISH 21三体FISH,38,单色FISH,基因定位,t （11；19）,39,2、多色FISH （24种染色）,40,染色体涂染,41,第二节 染色体变异与多态性,一、染色体长度上的差异 二、随体 三、副溢痕 四、Q、G、C带多态,42,

7、第三节 染色体畸变,一、 数目异常及产生原因 二倍体 diploid 2n，一个体细胞中染色体数 。 46，XX。46，XY。 整倍体 euploid n或 n 的倍数。 23、46、69 - 非整倍体 aneuploid 不是n 或n的倍数。 增加或减少1条或几条。 三体性 trisomy 某号染色体多一个拷贝。 如21三体，47，XX，+21。 单体性 monosomy 某号染色体少一个拷贝。 如Turner综合征，45，X。,43,三倍体形成原因：双雌受精和双雄受精,44,四倍体形成原因： 核内复制和核内有丝分裂,45,非整倍体 是不分离（non-disjunction）的结果，即在细胞分裂时染色体不能正常分开.,减数I不分离 减数分裂不分离 不分离 减数II不分离 有丝分裂不分离 （卵裂不分离）,46,1、减数分裂不分离,减数分裂I不分离 减数分裂II不分离 减 I不分离 减II不分离 精子 同源三体性 单亲三体型,47,2、有丝分裂不分离（卵裂不分离）,46 46 丢失 46 46 46 45 不分离 46 46 47 45 46 46 45 45 46/47/45 嵌合体

8、46/45,48,二、结构异常,在某种因素的作用下，染色体发生断裂重接，染色体重排，形成特殊结构的染色体。,49,染色体结构异常类型：,1、缺失 deletion-del 2、易位 translocation-t 相互易位 罗伯逊易位 Robertsonian translocation-rob 3、等臂染色体 isochromosome-iso 4、插入 insersion-ins 5、倒位 inversion-inv 6、重复 duplication-dup 7、双着丝粒染色体dicentric chromosome -dic 8、环状染色体 ring chromosome r,50,1、缺失 deletion-del,简式 46,XX/XY,del(1)(q21) 详式 46，XX/XY，del（1）（pterq21:）,51,缺 失,52,2、易位 translocation-t,2q21,5q31,简式 46，XY，t（2；5）（q21；q31） 详式 46，XY，t（2；5）（2pter2q21：5q315qter； 5pter5q31：2q212qter）,53,易 位,

9、54,55,D/D D/G G/G,13,14,罗伯逊易位 Robertsonian translocation-rob,56,57,等臂染色体 isochromosome-iso,58,插入 insertion-ins,59,重复 duplication-dup,60,A B,B A,倒位 inversion-inv,61,倒 位,62,双着丝粒染色体 dicentric chromosome-dic,63,环状染色体(ring chromosome，r),64,环状染色体(ring chromosome，r),65,环状染色体(ring chromosome，r),66,第三节、染色体异常的危害,一、自发流产 在流产儿中进行染色体研究表明，大约50%或更多的自发流产儿有严重的染色体异常。几乎涉及到所有的染色体，但较为集中在某些染色体的改变。如X染色体、13、18、14、和21。 包括三体性、三倍体、四倍体、及单倍体等。,67,二、出生缺陷,染色体异常的第二大临床后果是出生缺陷，染色体的改变不同，临床表现也不尽相同。 但普遍的特点是： 生长发育迟缓（growth retardation）智力低下（mental retardation） 特征性异常体征（specific somatic abnormalities）。,68,三、常染色体异常综合征,1、 Down 综合征 1866年，英国医生Langdon Down 首先描述该病的体征，以其名命名，故

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