染色体遗传新.ppt

第二章 染色体畸变与疾病,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,一、人类染色体,染色体(chromosome) 染色单体(chromatid) 着丝粒(centromere) 主缢痕(primary constriction) 次缢痕(secondary constriction) 短臂(p) & 长臂(q) 随体(satellite) 端粒(telomere),（一）染色体的基本形态结构,（二）染色体的类型,随体,随体柄 （核仁组织者）,（三）染色体的数量,体细胞：46条 精子和卵子细胞：23条,（四）染色体的核型分析,1、核型和核型分析的定义 核型：一个体细胞中的全部染色体即构成其核型 (karyotype) 。 核型分析：将待测细胞的全套染色体按照Denver 体制配对、排列后，分析确定其是否 与正常核型的异同，称为核型分析 (karyotype analysis)。,显带技术可显示出染色体的整体结构的是： G 显带、Q显带、R 显带。,2、核型分析的种类,常规核型分析（非显带核型分析） 显带核型分析,补充：,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；另一对与性别形成有关，随性别而异，称 为性染色体(sex chromosome)。XX代表女性，XY代 表男性。,（1）常规核型分析,人类染色体分组及形态特征,1968年，瑞典细胞化学家Caspersson 用特殊的染色方法使染色体臂上显示出一条条明 暗交替或深浅不一的横纹带。 带型(banding pattern)：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。,（2）显带核型分析,一般显带： 500条带纹 Q带：氮芥喹吖因(QM) G带：胰酶Giemsa R带：经处理的标本Giemsa或QM 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：AgNO3Giemsa, NOR,显带类型：,高分辨显带： 500条带 染色体处于不同时期显出的带纹数不同。 中中期：300500 早中期：500550 晚中期：550850 早前期：8501000,染色体带命名的国际体制,界标,带,区,Xq28,1 2 3 4 5 6 7 8,2,1,1,2,Xp,Xq, 染色体序号 臂的符号 区号 带号 如：Xq27表示X染色体的长臂的2区7带。,带的表达方法,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,显带核型分析的意义,二、染色体畸变,chr数目改变,整倍体异常 非整倍体异常,单倍体 多倍体,单体型 三体型 多体型 嵌合体,chr结构畸变,缺失 倒位 易位 重复 双着丝粒染色体,(一) 染色体数目改变,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。在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。,染色体数目成倍增加。 类型：单倍体（n）、 三倍体（3n） (triploid) 多倍体（4n） (polyploid) 形成原因：双雄受精(diandry)或双雌受精(digyny) 核内复制(endoreduplication) 多倍体的遗传学效应：自然流产。主要发现在自然 流产的胎儿中（25%）。,1、整倍体(euploid)异常,3n69,三极纺锤体, 发生在精原细胞或卵原细胞的增殖过程中 有丝分裂 4n(92条chr)的性母细胞 2n(46条chr)的精子或卵子 3n的合子细胞 发生在受精卵的第一次有丝分裂 卵裂 4n的体细胞,RD,受精,细胞内个别染色体数的增加或减少。 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)。,2、非整倍体(aneuploid)异常,非整倍体改变的类型：,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） 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。 如45,X/46,XX；46,XY/47,XXY,形成机制：,染色体不分离(non-disjunction),RD时染色体不分离 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。,初级不分离(primary non-disjunction) 父母均为正常二倍体，只是在生殖细胞形成时，由于减数分裂染色体不分离，导致受精后产生三体型患儿。,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,次级不分离(secondary non-disjunction)： 由于父母一方为三体型，其生殖细胞在减数分裂时发生的不分离。,有丝分裂不分离 是指发生在受精卵或体细胞有丝分裂过程中的姐妹 染色单体不分离，即可形成嵌合体。 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。,47/45 Mosaic,46/47/45 Mosaic,染色体丢失(loss)（后期延迟(anaphase lag)） 减数分裂或有丝分裂时，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。,3、嵌合体类型, 同源嵌合体 体内不同chr数目(核型）的细胞群起源于同一合子。 产生原因： a、受精卵头几次卵裂时chr不分离 b、受精卵头几次卵裂时chr丢失后期延迟, 异源嵌合体 体内不同核型的细胞群起源于2个或以上的合子。 产生的原因： a、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。 b、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。 c、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。,(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。,末端缺失 中间缺失 环状chr,1、缺失(deletion，del) 部分单体型(partial monosomy),末端缺失(terminal deletion),中间缺失(interstitial deletion),4q13,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,臂内倒位(paracentric inversion),4q13,臂间倒位(pericentric inversion),4p14,4、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 先天缺陷 携带者,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chr病：122号常chr引起 性chr病：x或y 性chr引起,临床特征： 多发畸形 生长发育迟缓 智力低下 皮纹改变 先天性心脏病,（一）常染色体病,先天愚形(21三体综合征，Down syndrome),1、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,发病率1/8001/600新生儿；严重智力低下；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,完全型21三体 易位型21三体 嵌合型21三体,2、类型,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),21q22： 过氧化物歧化酶gene,H2O2,过氧化物歧化酶,3、发病机理：,18三体综合征(Edwards syndrome),发病率1/4 0001/5 000 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,13三体综合征(Patau syndrome),发病率1/5 0001/21 000 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,5p综合征 (猫叫综合征，Cri-du-chat syndrome),发病率1/50 000 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,临床特征： 性发育不全 两性畸形,先天性睾丸发育不全综合征 (Klinefelter syndrome或克氏综合症),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 男性精神发育不全中为 1/100 男性不育中为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。,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1/2 5001/5 000女性 临床表现：幼稚子宫 ， 卵巢呈条索状 ；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。,X单体型：45，X 嵌合型：45,X/46,XX 症状较轻 X等臂染色体 部分缺失,46,X,i(xq) 身材矮小 46 ,Xi(xp) 身材正常,46,X,del(xp)身材矮小 46,X,del(xq)身材正常,XYY综合征,1961年，Sandburg首先描述 核型为 47，XYY 发病率为 0.11男性 男性精神病患者中占为 3/100 180 cm：1/200 190 cm：1/30 200 cm：1/10,X三体综合征,1959年，Jacob首先描述，核型为 47，XXX 发病率为 1/1 000 女性新生儿 女性精神病患者中占为 4/1 000,脆性X染色体(Fra X)综合征,1969年，Lubs在X连锁的智力低下家庭中发现 1/1 000的男性带有致病基因，20不发病 实际发病率为 1/1 250 1/