人类染色体

人类染色体与染色体病humanchromosome＆chromosomaldisorder第一节人类染色体人类染色体基本特征染色体分组、核型与显带染色体（chromosome）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H4连接DNAH3H4H3H2BH2BH1核小体染色体的组成H2AH2AH4H3H3H4H2BH2BH2AH2AH1一人类染色体的数目、结构和形态染色体染色质由无数个重复的核小体亚单位（nucleosome）构成的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组蛋白H1位于相邻的两个核小体的连接区DNA表面染色体数目具有种族特异性，人类的正常体细胞中，染色体数目为46条即23对，其中1～22对染色体男女均有，称为常染色体，另一对染色体与性别有关，称为性染色体。染色体的数目人类的正常生殖细胞所含的全部染色体称为一个染色体组，（卵子为22+X，精子为22+X或22+Y。）用n表示。人类正常体细胞中含有两个染色体组，称之为二倍体，用2n表示。一人类染色体的数目、结构和形态人类染色体的数目：2n=46条中期染色体的形态特征染色体的结构、形态根据人类染色体着丝粒的位置可将染色体分为3种类型中着丝粒染色体（metacentricchromosome）亚中着丝粒染色体（submetacentricchromosome）近端着丝粒染色体（acrocentricchromosome）人类染色体的3种类型图解一人类染色体的数目、结构和形态二人类染色体核型丹佛体制染色体分组A、B、C、D、E、F、G七组核型（karyotype）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）组号染色体号大小着丝粒位置次溢痕随体可鉴别程度A1~3最大中（1、3号）亚中（2号）1号常见可鉴别B4~5次大亚中难鉴别C6~12、X中等亚中9号常见难鉴别E17~18小中（16号）亚中（17、18号）16号可鉴别，17、18难鉴别F19~20次小中难鉴别G21~22、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的描述异常核型：45,X47,XXY47,XY,+2169,XXY正常核型：男性46,XY女性46,XX二人类染色体核型1971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：着丝粒区异染色质法(Cbanding)喹吖因荧光法(Qbanding)胰酶吉姆萨法(Gbanding)逆相吉姆萨法(Rbanding)二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Q显带（Qbanding）G显带（Gbanding）R显带（Rbanding）T显带（Tbanding）C显带（Cbanding）N显带高分辩染色体显带技术带型：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。人类染色体显带技术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。优点：长期保存、光学显微镜下观察，是目前进行染色体分析的常规带型。G-显带：人类染色体显带技术显带染色体的界标、区和带示意图人类G显带染色体模式图高分辨染色体带型染色体带型C显带核型图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。（1）界标（land-mark）界标是每条染色体上稳定的、有显著形态学特征的部位。包括染色体两臂的末端、着丝粒和某些明显的深染带或浅染带。（2）区两个相邻界标之间的染色体区域。（3）带分布于染色体的整个区域，明暗相间、深浅交替。染色体带命名的国际体制①染色体序号②臂的符号③区号④该带的序号描述一特定带时，需要写明四项内容：这些内容按顺序书写，不用间隔，不加标点。如2p23表示第2号染色体，短臂，2区，3带。人类染色体显带技术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dmin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三性染色质（sexchromatin）X染色质（Xchromatin）Y染色质（Ychromatin）性染色质（1）X染色质正常女性个体在间期细胞核膜内缘，可见一个被碱性染料浓染的染色质，呈圆形或椭圆形。存在于间期细胞核内，包括X染色质、Y染色质。Lyon假说失活发生在胚胎发育早期（人类晚期囊胚期）；X染色体的失活是随机的；失活是完全的；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染色质三、性别决定及性染色体性别决定第二节染色体畸变染色体畸变发生的原因染色体数目异常及其产生的机制染色体结构畸形及其产生的机制染色体畸变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染色体畸变结构畸变一染色体畸变的概念二染色体畸变发生的原因自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）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、化学因素药物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保胎及预防妊娠反映的药物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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。工业毒物苯、甲苯、铝、砷、二硫化碳、氯丁二稀、氯乙烯单体等，都可以导致染色体畸变。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电离辐射电磁辐射三、生物因素生物类毒素杂色曲霉素、黄米霉素、棒曲霉素等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Down综合征与母亲年龄三染色体畸变的类型整倍体改变（euploid）染色体数目畸变非整倍体改变（aneupliod）数目畸变三倍体（triploid）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）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改变的机制双雄受精双雌受精核内复制双雄受精：受精时两个精子同时进入一个卵子中双雌受精：减数分裂时，本应分给极体的那组染色体仍留在卵子内，形成二倍体的异常卵子，该卵子与正常精子受精。这两种情况都将形成三倍体受精卵。整倍体形成原因整倍体双雄受精和双雌受精亚二倍体（hypodiploid）体细胞中染色体数目少了一条或数条单体型（monosomy）某对染色体少了一条（2n-1），即细胞内染色体数目为45二、非整倍体单体型——45,x超二倍体（hyperdiploid）体细胞中染色体数目多了一条或数条三体型（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——21三体非整倍体改变的机制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染色体丢失（chromosomelose）减数分裂中染色体不分离a减数分裂I同源染色体不分离；b减数分裂II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例：46,XX/47,XX,+2145,X/46,XX/47,XXX产生机理：（1）受精卵卵裂染色体不分离（2）受精卵卵裂染色体丢失嵌合体47,XXX45,X45,X/46,XX/47,XXX合子（46,XX）（图示两条X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第二次卵裂中X染色体不分离46,XX45,X46,XX合子（46,XX）（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类型缺失（deletion）末端缺失、中间缺失重复（duplication）倒位（inversion）臂内倒位、臂间倒位易位（translocation）相互易位、罗伯逊易位、插入易位环状染色体（ringchromosome）双着丝粒染色体（dicentricchromosome）等臂染色体（isochromosome）插入（insertion）染色体结构畸变难点指染色体发生断裂后经非正常连接而形成染色体结构异常。二、染色体结构畸变缺失（del）末端缺失染色体臂的丢失q21１号简式：46,XX,del(1)(q21)繁式：46,XX,del(1)(pter→q21:）二、染色体结构畸变缺失（del）中间缺失1号q21q23简式：46,XX,del(1)(q21q23)繁式：46,XX,del(1)(pter→q21::q23→qter）染色体臂的丢失二、染色体结构畸变重复（dup）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2号重复简式：46,XY,dup(1)(q22q25)繁式：46,XY,dup(1)(pter→q25::q22→qter)二、染色体结构畸变倒位（inv）臂内倒位臂间倒位p21q31简式：46,XY,inv(2)(p21q31)繁式：46,XY,inv(2)(pter→p21::q31→p21::q31→qter)某一染色体中间片段发生两个断裂，断片倒转180°后重接。二、染色体结构畸变易位（t）相互易位（平衡易位）两条非同源染色体发生断裂后，交换无着丝粒断片重接。2号q215号q31简式：46,XY,t(2;5)(q21;q31)繁式：46,XY,t(2;5)(2pter→2q21::5q31→5qter;5pter→5q31::2q21→2qter)2号5号二、染色体结构畸变易位（t）罗伯逊易位两条近端着丝粒染色体，在着丝粒处或其附近断裂后形成两条衍生染色体。14号21号21q14q简式：45,XX,der(14;21)(q10；q10)繁式：45,XX,der(14;21)(14qter→14q10::21q10→21qter）21q14q二、染色体结构畸变插入（ins）一条染色体的某一中间片段插入到另一条染色体中简式：46,XY,ins(2)(p13q21q31)繁式：46,XY,ins(2)(pter→p13::q31→q21::p13→q21::q31→qter)等臂染色体(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简式：46,X,i(X)(q10)繁式：46,X,i(X)(qter→q10::q10→qter)二、染色体结构畸变环状染色体(r):p21q312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：46,XY,r(2)(p21q31)繁式：46,XY,r(2)(::p21→q31::)二、染色体结构畸变双着丝粒染色体（dic）具两个着丝粒的染色体二、