第六章人類染色體和染色體病優選第六章人類染色體和染色體病細胞培養與染色體制備

正常人外周血或細胞

RPMI1640培養基+15%小牛血清=5ml370C，培養68hr

加秋水仙素，培養2～4hr（抑制細胞分裂）收集細胞離心，去上清液（1000rpm/10min）低滲處理，0.075MKCI，370C，25min

預固定，甲醇：冰醋酸=3：1

離心，去上清液（1000rpm/10min）重復固定三次制片，染色，觀察，染色體分析

每一個中期染色體均由兩條染色單體構成，每一條染色單體由一個DNA分子螺旋而成。兩條染色單體互稱為姐妹染色單體。兩條染色單體通過一個著絲粒彼此連接。著絲粒將染色體分為兩臂，長臂（q）和短臂（p）。人類染色體形態

中央著絲粒染色體,著絲粒位于染色體的1/2處。亞中著絲粒染色體,著絲粒位于染色體的5/8處近端著絲粒染色體,著絲粒位于染色體的7/8處二、人類的正常核型核型（Karyotype）

將一個體細胞中全套染色體按一定方式排列起來，構成圖像。根據人類細胞遺傳學國際命名體制（ISCN），依據染色體的形態、大小和著絲粒的位置，將染色體分為七組：核型（Karyotype）分析

組別染色體編號大小著絲粒位置

A1～3最大中、亞中

B4、5大亞中

C6～12+X中亞中

D13～15中近端

E16～18較小中、亞中

F19、20小中

G21、22+Y，最小近端核型的描述

染色體總數，性染色體正常男性46

，XY正常女性46，XX46,XY46,XX2、染色體顯帶染色體顯帶：經不同的方法處理染色體，經染色后使染色體在縱軸上顯示明、暗或著色深、淺相間的橫紋即顯帶（Banding）。這種帶對每一條染色體來說都是獨特的，可以區分和確認每一條染色體。顯帶方法：G-顯帶：是最常用的方法。標本經胰蛋白酶處理后，應用Giemsa染色，鏡檢、分析,顯示深染和淺染相間的帶紋。R-banding

反G帶，因其恰好與G帶著色深淺相反

除G顯帶、R-顯帶外還有：Q-顯帶：熒光顯帶，同G顯帶帶紋。T-顯帶：末端顯帶，C-顯帶：著絲粒顯帶。新技術的應用使人們能夠觀察到前中期染色體，比中期染色體更伸展，這樣觀察的分辨率更高，可顯示550~850條帶，即高分辨染色體。顯帶染色體識別G-banging界標、區和帶如：2p13

常規G-banding使每個單倍體（24條染色體）都可以顯示350～550條帶，每條帶大約代表5x106～10x106bp的DNA。每個基因長度不等，從102bp（a珠蛋白基因）～2x106bp（抗肌萎縮蛋白基因）。估計平均每3000bp為一個基因，每條染色體可能代表幾個或幾百個基因

G顯帶深染帶富含AT，富含長分散DNA序列，是DNA的重復區域，不編碼表達基因，G顯帶淺帶，富含GC，含有許多轉錄基因。這種DNA在間期核中呈現較為伸展的狀態。除了轉錄基因之外，它含有短分散DNA序列。包括Alu序列。染色體上大多數斷裂點和重排被認為是發生在淺染帶。

新技術的應用使人們能夠觀察到前中期染色體，比中期染色體更伸展，這樣觀察的分辨率更高，可顯示550-850條帶，即高分辨染色體。第二節、染色體畸變染色體畸變（chromosomeaberration）在某些內部或外界因素的影響下，染色體數目和結構可能發生改變，這種改變稱為染色體畸變。（一）染色體數目異常

(numericalabnormality)

細胞內整個染色體組或整條染色體數量上的增減稱為染色體數目異常。1、分類：（1）整倍體異常（2）非整倍體異常整倍體異常（euploid）細胞內整個染色體組數目的增加或減少，形成整倍性的改變。①單倍體（n）：見于正常成熟配子（精子和卵子）②多倍體（n≥3n）：見于自然流產的胎兒中，是人類自然流產的重要原因。非整倍體異常指體細胞中個別染色體數目增加或減少了一條或幾條，為最常見的染色體異常。①亞二倍體:在2n基礎上減少一條或數條染色體。（單體型2n-1）②超二倍體:比二倍體（2n）多一條或數條染色體。（三體型2n+1或多體型2n+n）2、染色體數目異常的機理（1）整倍體異常

三倍體形成的原因：①雙雄受精(diandry)②雙雌受精(digyny)

四倍體形成的原因：①核內復制(endoreduplication)②核內有絲分裂(endomitosis)兩條染色單體通過一個著絲粒彼此連接。缺失（deletion，del）（1）Klinefelter綜合征第六章人類染色體和染色體病估計平均每3000bp為一個基因，每條染色體可能代表幾個或幾百個基因常規G-banding使每個單倍體（24條染色體）都可以顯示350～550條帶，每條帶大約代表5x106～10x106bp的DNA。核型（Karyotype）少數46,XY/47,XXY細胞內整個染色體組數目的增加或減少，形成整倍性的改變。原因：父母之一配子發生時減數分裂過程中出現不分離的結果，大多數是母親卵子形成過程中發生了21號染色體不分離（95%）；①亞二倍體:在2n基礎上減少一條或數條染色體。四倍體形成的原因：親代遺傳而來，即患者的雙親之一是平衡易位攜帶者。離心，去上清液（1000rpm/10min）正常女性46，XX23X23Y23X69XXY23X23Y23Y69XYY23X23X23X69XXX雙雄受精69XXY23X23X23Y69XXX23X23X23X雙雌受精（2）非整倍體異常①染色體不分離②染色體丟失

染色體不分離有絲分裂或減數分裂時，如果一對姐妹染色單體或同源染色體彼此沒有分離，而是同時進入一個子細胞，稱為不分離(nondisjunction)。有絲分裂不分離(mitoticnon-disjunction)是指發生在受精卵或體細胞有絲分裂過程中的姐妹染色單體不分離，即可形成嵌合體(mosaic)。減數分裂不分離染色體丟失又叫染色體分裂后期延滯。在細胞分裂時，由于紡錘絲或著絲粒功能障礙或染色體行動遲緩，使某條染色體在分裂后末期未能隨其它染色體一起進入任何一個子細胞而滯留于細胞質直到分解消失，從而導致某一個子細胞中少了一條染色體，稱染色體丟失(chromosomelose)。464646464546

后期遲滯所致染色體遺失與嵌合體形成圖解4545464647454646有絲分裂不分離與嵌合體形成圖解嵌合體（mosaic）：一個個體存在兩種或兩種以上染色體數目不同的細胞群。3、嵌合體及其發生的機理（1）嵌合體的概念含有兩種或兩種以上不同核型細胞系的個體，稱為嵌合體（mosaic）。例：46,XX/47,XXY;45,X/46,XX。（2）發生機理①有絲分裂不分離②染色體丟失（二）染色體結構畸變

(constructabnormality)染色體結構畸變：指染色體部分片段的缺失、重復或重排。實質上是指染色體上遺傳物質的增減或位置改變。染色體結構畸變的根本原因：染色體斷裂（breakage）及斷裂后的重排。染色體結構畸變的類型

缺失（deletion，del）重復（duplication，dup）倒位（inversion，inv）易位（translocation，t）1.缺失(deletion，del)

末端缺失(terminaldeletion)

中間缺失(interstitialdeletion)1234567512346712345672.重復(duplication，dup)一條染色體上某一相同節段具有兩份或兩份以上稱為重復。它往往是兩同源染色體之間的染色體片斷不等交換的結果。3.倒位(inversion，inv)指一條染色體同時發生兩次斷裂，其斷片位置發生顛倒后再重接，分臂內倒位和臂間倒位。1234567123456756565656565665臂內倒位（paracentricinversion）1234567123456734124356734343434臂間倒位（pericentricinversion）4.易位(translocation，t)指兩條非同源染色體同時發生斷裂后，其斷片發生交換。分為相互易位和羅伯遜易位。平衡易位：相互易位僅涉及位置的改變而不造成染色體片段的增減。相互易位RAB1234567RAB12345677B相互易位（reciprocaltranslocation）②超二倍體:比二倍體（2n）多一條或數條染色體。除G顯帶、R-顯帶外還有：等臂染色體(isochromosome，i)中央著絲粒染色體,著絲粒位于染色體的1/2處。核型：47,XXY常規G-banding使每個單倍體（24條染色體）都可以顯示350～550條帶，每條帶大約代表5x106～10x106bp的DNA。父親精子形成中發生21不分離而致該病約占5%。②染色體丟失G顯帶深染帶富含AT，富含長分散DNA序列，是DNA的重復區域，不編碼表達基因，G顯帶淺帶，富含GC，含有許多轉錄基因。中間缺失(interstitialdeletion)平衡易位：相互易位僅涉及位置的改變而不造成染色體片段的增減。（2）非整倍體異常細胞內整個染色體組數目的增加或減少，形成整倍性的改變。染色體畸變（chromosomeaberration）在某些內部或外界因素的影響下，染色體數目和結構可能發生改變，這種改變稱為染色體畸變。E16～18較小中、亞中羅伯遜易位RAB123RRAB123RRRABABABABABBA羅伯遜易位（Robertsoniantranslocation）5.環狀染色體(ringchromosome，r)環狀染色體（ringchromosome，r）6.等臂染色體(isochromosome，i)ppqq等臂染色體（isochromosome,I）ppqq著絲點橫裂ppqq7.雙著絲粒染色體

(dicentricchromosome，dic)雙著絲粒染色體(dicentricchromosome,dic)8.插入（insertion,ins）RAB1234567RAB1234567B567123456712345671234567123456712345675123467插入（insertion,ins）第三節、染色體病

染色體病：是指由于染色體數目異常或結構畸變所導致的疾病。1、常染色體異常綜合征是指第1～22號常染色體數目或結構異常所引起的疾病。臨床癥狀包括：智力低下、生長發育遲緩及特征性異常體征等。（1）先天愚型（2）5p－綜合征（1）先天愚型先天愚型又稱作21三體綜合征、Down綜合征，是人類中最常見的一種染色體病。新生兒中的發病率為1/800～1/600。約50%的患者有先天性心臟病。患者壽命較短，50％的患兒在5歲以前死亡，平均壽命16.2歲。核型特征21三體型（約占92.5%）核型：47，XX（XY），+21原因：父母之一配子發生時減數分裂過程中出現不分離的結果，大多數是母親卵子形成過程中發生了21號染色體不分離（95%）；父親精子形成中發生21不分離而致該病約占5%。其發病率隨母親年齡增高而增大。21三體型易位型（約占5%）

核型：46，XX（XY），-14，+t（14；21）（p11；q11）原因：由于新的突變形成；親代遺傳而來，即患者的雙親之一是平衡易位攜帶者。平衡易位攜帶者的核型為45，XX（XY），-14，-21,+t(14；21)（p11；q11）嵌合型（約占2.5%）核型：

46，XX（XY）/47，XX（XY），+21

原因：正常的受精卵在胚胎發育早期的卵裂過程中，發生21號染色體的不分離，形成46/47/45細胞系的嵌合體。（2）5p－綜合征又稱貓叫綜合征。發病率及臨床特征：該病的群體發病率約1