第四章染色体遗传

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(primaryconstriction))短臂(p)&长臂(q)次缢痕(secondaryconstriction)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(2,4,5,6–12,17,18,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(karyotypeanalysis)：

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(A～G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1～22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(sexchromosome)，XX代表女性，XY代表男性。46，XX46，XY人类染色体分组及形态特征组号染色体号形态大小着丝粒位置随体副缢痕A1～3最大1,3中央着丝粒无1号常见2亚中央着丝粒B4、5次大亚中央着丝粒无C6～12,X中等亚中央着丝粒无9号常见D13～15中等近端着丝粒有E16～18小16中央着丝粒无16号常见17、18亚中央着丝粒F19、20次小中央着丝粒无G21、22、Y最小近端着丝粒21,22有Y无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(bandingpattern)：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。⑴带型种类①一般显带：﹤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)②高分辨显带：﹥500条带G显带G带深带G带浅带着丝粒着色不定带T显带N显带⑵G带的带型识别与命名的国际体制界标区带XpXq12345678Xq282112⑶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。⑷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(chromosomalaberration)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

3n＝692、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)。⑴

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）⑵非整倍体的形成机制减数分裂染色体不分离(meioticnon-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.N＋1N－1N＋1N＋1N－1N－12N＋12N＋12N－12N－1NN2NNNN－1N＋12N2N2N＋12N－1N2NRDⅠ不分离同源染色体不分离

RDⅡ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。2N+1NN＋1NNN＋1N＋12N2N2N＋12N＋1N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(anaphaselag)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。⑴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,XX46,XY/47,XXY46,XY/47,XY＋21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2N2N－12N＋12N2N2N2N2N2N－12N＋147/45Mosaic46/47/45Mosaic有丝分裂不分离——卵裂⑵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,XY45,X/46,XY46,XX/47,XXY2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(derivativechromosome)：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(partialmonosomy)末端缺失中间缺失环状chr末端缺失(terminaldeletion)4q274q134q25中间缺失(interstitial

deletion)2p212q31p21q31环状染色体(ringchromosome，r)2、重复(duplication，dup)

——

部分三体型(partialtrisomy)正位重复倒位重复

3、倒位(inversion，inv)

臂内倒位臂间倒位4q244q13臂内倒位(paracentricinversion)4p144q21臂间倒位(pericentricinversion)4、易位(translocation，t)相互易位罗伯逊易位复杂易位4q2520q12相互易位(reciprocaltranslocation)罗伯逊易位(robertsoniantranslocation)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(dicentricchromosome，dic)6q2211p15（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：1—22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，Downsyndrome)⑴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1/800～1/600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。⑵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2～4％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⑶

发病机制21q22：过氧化物歧化酶基因过氧化物歧化酶H2O22、18三体综合征(Edwardssyndrome)发病率1/4000～1/5000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(Patausyndrome)发病率1/5000～1/21000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-chatsyndrome)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(Klinefeltersyndrome，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

＞180cm：1/200

＞190cm：1/30

＞200cm：1/103、性腺发育不全(Turnersyndrome，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1/2500～1/5000女性临床表现：卵巢呈条索状