染色体与染色体畸变

人类染色体HumanChromosome染色体（chromosome）人类体细胞是二倍体：2n=46配子为单倍体：n=23是遗传物质(基因)的载体由DNA和蛋白质等构成，具有储存和传递遗传信息的作用。人类染色体的基本特征染色质和染色体实质上是同一物质在不同细胞周期、执行不同生理功能时不同的存在形式。一、染色质和染色体染色质（chromatin）定义：间期细胞核中伸展开的DNA蛋白质纤维。分类：常染色质（euchromatin）异染色质（heterochromatin）常染色质与异染色质的特性比较特征常染色质异染色质数量和分布一般占染色体的极大部分一般占染色体的少部分,位于着丝粒区、端粒、核仁形成区，染色体的中间、末端及整个染色体臂染色反应正常染色反应特有染色反应DNA复制正常复制晚复制凝缩程度折叠疏松折叠紧密固缩行为间期解螺旋，分裂时形成螺旋，分裂中期达到高峰异固缩组成特性含单一和重复序列，能进行转录结构异染色质含重复和非重复DNA，不能转录；功能异染色质含有活动基因，有转录活性化学性质无差别无差别染色体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表面从DNA到染色体水平的压缩过程从DNA到染色体水平的压缩过程性染色体（sexchromosome）性别决定有Y染色体－男性无Y染色体－女性TDF（睾丸决定因子）基因是决定男性的起始因子性分化人类孕期第6周末，性腺的髓质或皮质开始分化性染色体（sexchromosome）性染色体进化X染色体大约有2000－3000个基因Y染色体仅有几十个基因X染色质（Xchromatin）Y染色质（Ychromatin）性染色质（sexchromatin）X和Y染色体在间期细胞核中的异染色质部分显示出来的一种特殊结构X染色质（Xchromatin）形态：正常女性间期细胞核中核膜内缘大小约1um的浓染染色质块来源：失活的X染色体数目：X染色体数－1临床应用：作为快速性别鉴定的手段之一X染色质A、B、C、D、E：分别含0、1、2、3、4个X染色质Lyon假说：1961年MaryLyon提出失活发生在胚胎发育早期（15-16天，约5000个细胞）；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。进一步研究补充：结构异常的X染色体优先失活；如与常染色体发生易位，则另一条正常X染色体优先失活失活X染色体上的有些基因逃避了失活在生殖细胞发生的过程中，失活的X染色体恢复活性人类X染色体上约有1/3的基因可能逃避完全失活Y染色质（Ychromatin）形态：男性间期细胞用荧光染料染色后在核内出现的强荧光小体来源：Y染色体长臂远端部分异染色质数目：Y染色体数临床应用：性别鉴定人类染色体的数目、结构和形态染色体组（chromosomeset)：一个正常生殖细胞（配子）中所含的全套染色体称为一个染色体组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、形态染色体分组、核型与显带技术染色体制备任何组织的分裂期的有核细胞都可以用于染色体研究，最常用的是血淋巴细胞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D13~15中等近端有难鉴别E16~18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无难鉴别人类的正常核型正常人类非显带核型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染色体显带与显带核型的识别1968年，瑞典细胞化学家Caspersson带型(bandingpattern)：应用显带技术，将人类24种染色体显示出的各自特异的带纹。人类的正常核型正常人类非显带核型人类的染色体显带核型Q带：氮芥喹吖因(QM)Q带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋Giemsa人类的染色体显带核型G带深带G带浅带着丝粒着色不定带Q带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋GiemsaR带：经盐溶液处理的标本＋Giemsa或QM人类的染色体显带核型Q带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋GiemsaC带：着丝粒人类的染色体显带核型R带：经盐溶液处理的标本＋Giemsa或QMQ带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋GiemsaC带：Y染色体T带：经加热处理的标本＋Giemsa染色体末端深染，用于分析端粒人类的染色体显带核型R带：经处理的标本＋Giemsa或QMQ带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋GiemsaC带：Y染色体着丝粒副缢痕T带：染色体末端结构异常N带：AgNO3染色,显示NOR人类的染色体显带核型R带：经处理的标本＋Giemsa或QM高分辨显带(highresolutionbanding)染色体显带与显带核型的识别人类的正常核型正常人类非显带核型1968年，瑞典细胞化学家Caspersson高分辨显带(highresolutionbanding)染色体显带与显带核型的识别人类的正常核型正常人类非显带核型1968年，瑞典细胞化学家Caspersson分子细胞遗传学(Molecularcytogenetics)分子细胞遗传学染色体涂染技术(ChromosomePainting)分子细胞遗传学染色体涂染技术(ChromosomePainting)人类染色体命名国际体制描述一特定带时需要写明以下4个内容：界标（landmark）、区（region）、带（band）染色体序号；臂的符号；区的序号；带的序号1972年制定《人类细胞遗传学命名的国际体制》(ISCN)：显带染色体的界标、区和带示意图界标XpXq区带112212345678Xq28染色体带命名的国际体制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染色体畸变chromosomeaberration染色体畸变体细胞或生殖细胞内染色体发生的异常改变。染色体数目异常(numericalabnormality)染色体结构畸变(structuralaberration)染色体畸变发生的原因化学因素：药物自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）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保胎及预防妊娠反应的药物染色体畸变发生的原因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。自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）化学因素：药物、农药染色体畸变发生的原因苯、甲苯、铝、砷、二硫化碳等，都可以导致染色体畸变。自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）化学因素：药物、农药、工业毒物染色体畸变发生的原因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。自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）化学因素：药物、农药、工业毒物、食品添加剂染色体畸变发生的原因电离辐射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：射线染色体畸变发生的原因风疹病毒、麻疹病毒和巨细胞病毒等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Down综合征与母亲年龄整倍体改变（euploid）染色体数目畸变非整倍体改变（aneupliod）染色体数目异常及其产生机制染色体数目异常整倍体(euploid)染色体数目成倍增加，导致多倍体(polyploid)。三倍体(triploid)：3n＝69染色体数目异常整倍体(euploid)三极纺锤体三倍体(triploid)：3n＝69染色体数目异常整倍体(euploid)四倍体(tetraploid)：4n＝92形成原因双雄受精(diandry)或双雌受精(digyny)三倍体(triploid)：3n＝69染色体数目异常整倍体(euploid)双雄受精和双雌受精四倍体(tetraploid)：4n＝92形成原因双雄受精(diandry)或双雌受精(digyny)核内复制(endoreduplication)三倍体(triploid)：3n＝69染色体数目异常整倍体(euploid)双倍染色体(diplochromosome)细胞内个别染色体数的增加或减少，形成非整倍体。体细胞染色体数目少于二倍体(46条)时称为亚二倍体(hypodiploid)，体细胞染色体数目多于二倍体时称为超二倍体(hyperdiploid)。染色体数目异常非整倍体(aneuploid)非整倍体改变的类型单体型(monosomy)染色体数目异常非整倍体(aneuploid)单体型--45,x非整倍体改变的类型单体型(monosomy)三体型(trisomy)染色体数目异常非整倍体(aneuploid)三体型——21三体非整倍体改变的类型单体型(monosomy)三体型(trisomy)多体型(ploysomy)染色体数目异常非整倍体(aneuploid)染色体不分离(non-disjunction)减数分裂不分离(meioticnon-disjunction)形成机制非整倍体改变的类型染色体数目异常非整倍体(aneuploid)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有丝分裂不分离(mitoticnon-disjunction)染色体不分离(non-disjunction)减数分裂不分离(meioticnon-disjunction)形成机制非整倍体改变的类型染色体数目异常非整倍体(aneuploid)有丝分裂不分离嵌合体(mosaic)指体内同时存在染色体数目不同的两种或两种以上细胞系的个体。有丝分裂不分离(mitoticnon-di