第四章 染色体遗传ppt课件.ppt

,第四章 染色体遗传,本章主要内容 正常人类染色体 染色体数目和结构畸变 染色体疾病,本章重点 染色体非显带及显带核型分析 染色体数目异常及其产生机制 染色体结构畸变及其产生机制 常见染色体病,一、人类染色体 (chromosome),（一）染色体的基本形态结构,2条染色单体(chromatid) 着丝粒(centromere)(主缢痕(primary constriction) 短臂(p) & 长臂(q) 次缢痕(secondary constriction) 随体(satellite) 端粒(telomere),1、染色体的形态：,中部着丝粒染色体 (1,3,16,19,20),亚中部着丝粒染色体 (2,4,5,612,17,18,X),近端着丝粒染色体 (13,14,15,21,22,Y),2、染色体的类型,体细胞：46条23对（2n）,3、染色体的数量,生殖细胞： 性原细胞（卵原细胞和精原细胞）： 46条23对（2n） 初级性母细胞（初级卵母细胞和初级精母细胞）：2n 次级性母细胞（次级卵母细胞和次级精母细胞）：n 配子细胞（精子和卵子）：23条（n）,（二）染色体的核型分析,核型(karyotype) ： 一个体细胞中的所有染色体按其大小形态等特点排列而成的一个图像即核型. 核型分析(karyotype analysis)： 将待测细胞的全套染色体按照Denver体制配对、排列，分析确定其是否正常的过程，称为核型分析.,1、染色体非显带核型分析（常规核型分析）,常规核型分析根据国际丹佛体制（Denver体制）将 人类体细胞的46条染色体按其相对长度和着丝粒位置 分为23对，7个组(AG组)。其中22对为男女共有， 称常染色体(autosome)，以其长度递减和着丝粒位置 依次编为122号；另1对X和Y染色体与性别形成有 关，随性别而异，称为性染色体(sex chromosome)， XX代表女性，XY代表男性。,46，XX,46，XY,人类染色体分组及形态特征,2、染色体显带核型分析,显带核型分析： 是用特殊的染色方法使染色体臂上显示出一条条明暗交替或深浅交替的横纹带的核型分析方法。,带型(banding pattern)： 是应用显带技术将人类24种染色体（22条常染色体、X和Y染色体）显示出的各自特异的带纹。, 带型种类, 一般显带： 500条带纹 Q带：明暗交替的带纹 G带：深浅交替的带纹 R带：Q带或G带的反带 C带：Y染色体、着丝粒、副缢痕 T带：端粒(末端) N带：随体(NOR), 高分辨显带： 500条带,G显带,T显带,N显带, G带的带型识别与命名的国际体制,界标,区,带,Xp,Xq,1 2 3 4 5 6 7 8,Xq28,2,1,1,2, 带纹的表示方法,染色体序号 臂的符号 区号 带号 如：Xq28表示X染色体的长臂的2区8带。, 显带核型分析的意义,准确认识每一条染色体 准确判断染色体结构异常 有利于对肿瘤机制的探讨和研究 有利于基因定位,二、染色体畸变 (chromosomal aberration),chr数目异常 整倍体异常：单倍体、多倍体 非整倍体异常：单体型、三体型、多体型、嵌合型,chr结构畸变 缺失 倒位 易位 重复 双着丝粒染色体 等,染色体畸变的类型,染色体畸变的原因,自发畸变 自发产生或看不出明显诱因产生的染色体畸变。,诱发畸变 因各种不同因素引起的染色体畸变。 物理因素 化学因素 生物因素 年龄因素 遗传因素,(一) 染色体数目异常,染色体组：指人类的配子细胞即精子或卵子各含有一套完整 的染色体。chr数目23。 单倍体：含有一个染色体组的细胞或个体。chr数目23，“n” 表示。人类仅见于精子或卵子。 二倍体：含有两个染色体组的细胞或个体。chr数目46，“2n” 表示。如人类体细胞。,1、整倍体(euploid)异常,体细胞内染色体数目成组的增减。 形成单倍体(n)、三倍体(3n)、多倍体(4n) 。 单倍体仅见于配子细胞。 三倍体及多倍体多见于自然流产胚胎。 形成机制：双雄受精(diandry)或双雌受精(digyny)等,3n69,2、非整倍体(aneuploid)异常,体细胞内个别染色体数目的增减。 形成超二倍体(hyperdiploid)（染色体数目2n）、 亚二倍体(hypodiploid)（染色体数目2n) 。, 非整倍体的常见类型,单体型(monosomy)： 亚二倍体，45条（2n-1） 性染色体如45,X 三体型(trisomy) 超二倍体，47条（2n+1） 性染色体如47,XXY或47,XXX 常染色体如47,XX(XY)+21 多体型(ploysomy)： 性染色体如48,XXXX（超雌） 48,XYYY（超雄）, 非整倍体的形成机制,减数分裂染色体不分离(meiotic non-disjunction),父母均为正常2n 双亲之一即父亲或母亲在配子形成过程中减数分裂时， 发生了染色体不分离。 可以发生在第一次分裂时同源染色体不分离，也可以发 生在第二次分裂时姐妹染色单体不分离。 形成三体型或单体型.,RD不分离 同源染色体不分离,RD不分离 姐妹染色单体不分离,三体型,单体型,三体型,单体型,正常核型,父母一方为三体型 其生殖细胞在减数分裂时发生的不分离。 形成三体型患儿。,三体型,正常核型,减数分裂时，由于某种原因（如纺锤丝或着丝粒功能障碍 或者染色体行动迟缓），导致某条染色体在分裂后期和末 期不能跟随其他染色体一起进入子细胞核而滞留在细胞质 中直至分解消失。 形成单体型.,减数分裂染色体丢失(loss)后期延迟(anaphase lag),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。,3、嵌合体(mosaic),分为同源嵌合体和异源嵌合体。, 同源嵌合体（复合非整倍体）,定义,体内不同核型的细胞群起源于同一合子。 45,X/46,XX 46,XY/47,XXY 46,XY/47,XY21,有丝分裂染色体不分离 在受精卵的有丝分裂过程中（卵裂）发生姐妹染色单体不分离。 嵌合体个体中各细胞系的类型和数量的比例，取决于发生染色体不分离的卵裂时间的早晚。,有丝分裂染色体丢失（后期延迟）,形成机制,47/45 Mosaic,46/47/45 Mosaic,有丝分裂不分离卵裂, 异源嵌合体,定义,体内不同核型的细胞群起源于2个或以上的合子。 46,XX/46,XY 45,X/46,XY 46,XX/47,XXY,2个成熟卵子分别与X精子和Y精子受精所形成的2个胚胎由于 某种原因融合成一体。 1个卵子分裂（孤雌分裂）为2个细胞分别与x精子和y精子受 精所形成的2个胚胎由于某种原因融合成一体。 1个卵子和1个极体分别与x精子和y精子受精后所形成的2个 胚胎由于某种原因融合成一体。,形成机制,(二) 染色体结构畸变,定义：指染色体部分片段的缺失、重复或重排。 基础：染色体断裂和/或断裂后的异常连接。 衍生染色体(derivative chromosome)： 染色体断裂后形成的新畸变染色体。 “平衡的”与“不平衡的”,1、缺失(deletion，del) 部分单体型(partial monosomy),末端缺失 中间缺失 环状chr,末端缺失(terminal deletion),4q13,中间缺失(interstitial deletion),环状染色体(ring chromosome，r),2、重复(duplication，dup) 部分三体型(partial trisomy),正位重复,倒位重复,3、倒位(inversion，inv),臂内倒位 臂间倒位,4q13,臂内倒位(paracentric inversion),4p14,臂间倒位(pericentric inversion),4、易位(translocation，t),相互易位 罗伯逊易位 复杂易位,相互易位(reciprocal translocation),罗伯逊易位(robertsonian translocation),平衡易位及平衡易位携带者 平衡易位：仅有位置的改变而没有明显的染色体片段 的增减，通常不会引起明显的遗传学效应 的易位。也叫原发性易位。 平衡易位携带者：具有平衡易位染色体但表型正常的 个体。,5、等臂染色体(isochromosome，i),6、双着丝粒染色体(dicentric chromosome，dic),（三）染色体异常的后果,自然流产（携带者） 先天缺陷或疾病（染色体病患者）,三、染色体病,定义 由于染色体数目和结构异常而引起的疾病。,分类 常染色体病：122号常染色体引起 性染色体病：x或y性染色体引起,（一）常染色体病,多发畸形 生长发育迟缓 智力低下 皮纹改变 先天性心脏病,1、先天愚形(21三体综合征，Down syndrome), 临床表现,三大特征：严重智力低下、50%伴有先心、大多有皮纹改变,其他表现：发病率1/8001/600新生儿；生长发育迟缓； 特殊面容（眼距宽，外眼角上斜、鼻根低平， 舌大）；通贯手、小指内弯、一指褶纹；男性 不育、女性偶有生育能力。, 类型及形成机制,完全型21三体 易位型21三体 嵌合型21三体,完全型：,占95 47,XX(XY),21 减数分裂时21号染色体不分离 发病率随母亲年龄增高而增大,嵌合型：,占24 46/47,21 早期卵裂时21号染色体不分离,易位型：,46,XX(XY),14,t(14q21q) 由平衡易位携带者亲代传来 携带者核型：45,XX(XY),14,21,t (14q21q),正常核型,21三体型携带者,易位型21三体,21单体,14单体,14三体型携带者, 发病机制,21q22：,过氧化物歧化酶基因,过氧化物歧化酶,H2O2,2、18三体综合征(Edwards syndrome),发病率1/40001/5000 活婴 男女比例为 1 : 4 生长发育障碍 小眼，眼距宽，内眦赘皮 小口，腭弓窄，唇裂或腭裂 先天性心脏病(95) 特殊握拳姿势；摇椅样畸形足,3、13三体综合征(Patau syndrome),发病率1/50001/21000 中枢神经系统严重发育缺陷 发育迟缓，严重智力低下 小眼或无眼，眼距宽，内眦赘皮 唇裂或腭裂 预后不佳，45在出生1月内死亡,4、5p综合征(猫叫综合征，Cri-du-chat syndrome),发病率1/50000 猫叫样哭声，随年龄增长而消失 智力发育迟缓，满月脸 眼距宽，外眼角下斜，内眦赘皮 腭弓高，下颌小 先天性心脏病(50),（二）性染色体病,性发育不全（性腺、生殖器官、第二性征） 两性畸形,1、先天性睾丸发育不全综合征 (Klinefelter syndrome，克氏综合症),1942年，Klinefelter首先描述 1959年，患者核型为47,XXY或46,XY/47,XXY 发病率为1/850男性 男性精神发育不全患者中为 1/100 男性不育患者中为1/10 临床表现：睾丸小；无胡须和喉结，皮肤女性化， 第二性征不明显，无精子，无生育。 身材瘦高。,2、XYY综合征,1961年，Sandburg首先描述 核型为 47,XYY 发病率为 0.11男性 男性精神病患者中约为 3/100 180 cm：1/200 190 cm：1/30 200 cm：1/10,3、性腺发育不全 (Turner syndrome，特纳综合征),1938年，Turner首先描述 1954年，发现患者的X染色质呈阴性 1959年，Ford证实患者核型为45,X 发病率为1/25001/5000女性 临床表现：卵巢呈条索状；幼稚子宫；原发闭经， 乳房不发育等第二性征不明显。无卵子， 不生育。身材矮小，肘外翻，蹼颈等。,类型,单体型：45，X,嵌合型：45,X/46,XX 症状较轻,X等臂染色体：46,X,i(xq) 身材矮小 46,X,i(xp) 身材正常,X部分缺失：46,X,del(xp)身材矮小 46,X,del(xq)身材正常,4、X三体综合征,1959年，Jacob首先描述，核型为 47，XXX 发病率为 1/1000 女性新生儿 女性精神病患者