医学遗传学：第四章 染色体

2023/4/31/52第四章染色体第一节染色质与染色体第二节染色体在细胞分裂中的行为第三节生殖细胞的发生第四节正常核型第五节分子细胞遗传学（自学）2023/4/32/521.掌握X染色质的概念,Lyon假说要点及意义;2.掌握人类染色体核型描述方法、性染色体组成及分组特征。3.掌握减数分裂的概念、过程和意义4.熟悉G显带染色体的国际命名方法。5.了解各类分子细胞遗传学技术的原理和方法学习大纲染色体的形成与染色质螺旋化常染色质与异染色质性染色质第一节

染色质与染色体2023/4/34/52一、染色体的形成与染色质螺旋化分裂间期染色质染色体分裂期DNA组蛋白RNA非组蛋白组成2023/4/35/52二、常染色质与异染色质染色质类型：（一）常染色质（二）异染色质2023/4/36/52异染色质：两类结构异染色质(constitutiveheterochromatin)：在各种细胞中总是处于凝缩状态，如着丝粒区，端粒区，次缢痕区等高度重复DNA序列。兼性异染色质(facultativeheterochromatin)：即功能性异染色质,在特定细胞的特定发育阶段,由常染色质凝缩转变而成,如X染色质。2023/4/37/52三、性染色质性染色质(sexchromatin)

是在间期细胞核中性染色体显示的一种特殊结构。X染色质(Xchromatin)Y染色质(Ychromatin)人类性染色质2023/4/38/52

1949年观察到雌猫神经细胞内的深染小体。X染色质：Barrbody的本质是一条发生遗传学失活的X染色体，在间期细胞核中形成的异固缩结构，贴于核膜内侧缘。（一）Xchromatin1.Barr

body2023/4/39/52X染色体失活与剂量补偿效应：哺乳类体细胞仅保留一条X染色体有转录活性，其余失活成X染色质。失活随机性：父或母。失活早期性：人类约胚胎第16天，5000～6000细胞时期开始失活。失活永久性和克隆式繁殖。2.MaryLyon假说2023/4/310/523.X染色质随机失活的分子机制X染色体上存在逃避失活X染色体上存在失活调控中心2023/4/311/52逃避失活的X连锁基因数目：＞15％。

X连锁基因的逃避失活使X染色体数目异常的个体有别于正常个体。47，XXY47，XXX45，XO46，XY46，XX46，XX不同于不同于不同于X染色体上存在逃避失活2023/4/312/52

失活中心(Xinactivecenter，XIC)：X染色体上的特异性失活位点,Xq13。线索与证据：小鼠：X染色体缺失XIC时，不失活。人类：常染色体插入XIC时，失活。X染色体上存在失活调控中心2023/4/313/52XIC产物：编码X染色体失活特异转录子(Xinactivespecifictranscripts,

XIST)—核RNA(17kb)，抑制同一DNA分子上的基因活性。调控机制：XIST启动子的甲基化与去甲基化可调控失活与活化。2023/4/314/52X失活启动模型a)失活前，XistRNA

不稳定，并被阻遏因子抑制与染色体结合。b)

失活时，XistRNA转录活性增强、结构稳定，阻遏因子释放。c)

稳定的XistRNA逐渐覆盖于整条X染色体上。d)X基因沉默。e)

染色质修饰(如组蛋白去乙酰化等)使X染色体高度螺旋化。2023/4/315/52用荧光染料对间期细胞染色，正常男性细胞核内有一个强荧光小体，φ0.3μm，是Y染色体长臂远端的异染色质区，称Y染色质。男性特有，数目与男性细胞内Y染色体数目相同。（二）Ychromatin2023/4/316/52第二节

染色体在细胞分裂中的行为一、细胞增殖周期（自学）二、染色体在有丝分裂中的行为（自学）三、染色体在减数分裂中的行为2023/4/317/52三、减数分裂减数分裂：即DNA复制一次，细胞连续分裂两次，一个母细胞形成4个子细胞，每个子细胞的染色体数目比母细胞减少一半。由于是配子发生的成熟期进行的分裂方式，也称成熟分裂。减数分裂Ⅰ减数分裂Ⅱ2023/4/318/52⒈减数分裂Ⅰ

①细线期：②偶线期：同源染色体联会→联会复合体③粗线期：非姐妹染色单体间遗传物质互换。④双线期：同源染色体相互分离→交叉。⑤终变期：交叉端化，核仁核膜消失。前期Ⅰ2023/4/319/52中期Ⅰ：同源染色体并列排列在赤道板。后期Ⅰ：同源染色体移向两极。末期Ⅰ：两个子细胞形成。每个子细胞只含有同源染色体的其中一条。2023/4/320/52⒉减数分裂Ⅱ2023/4/321/52第三节

生殖细胞的发生一、生殖细胞的发生二、受精作用2023/4/322/52一、生殖细胞的发生（一）精子发生（二）卵子发生2023/4/323/52二、受精作用2023/4/324/52第四节正常核型一、染色体形态二、核型分析2023/4/325/52染色体是基因的载体，有恒定的数目、形态和结构—构成物种的遗传标志，保证遗传稳定。染色体组：真核生物生殖细胞含有的全套染色体，其中包含的全部基因为一个基因组。单倍体(n)：含一个染色体组的细胞。二倍体(2n)：含二个染色体组的细胞。2023/4/326/52一、染色体的形态(一)染色体形态(中期染色体)：染色单体(chromatid)主缢痕(primaryconstriction)：着丝粒(centromere)动粒(kinetochore)短臂(p，petite)、长臂(q)次缢痕(secondaryconstriction)端粒(telomere)

随体(satellite)：核仁组织区。2023/4/327/52分类方法：将染色体全长分成8等份，根据着丝粒位置分成4类：中着丝粒染色体：1/2~5/8近中着丝粒染色体：5/8~7/8近端着丝粒染色体：7/8~末端端着丝粒染色体：末端(二)染色体的类型2023/4/328/52二、核型分析1888年Waldeyer(德)提出染色体的名称。1923年Painter提出人类染色体为2n=48。1956年华裔学者蒋有兴(JoeHinTjio)观察到人类染色体数目为2n=46。揭开了细胞遗传学研究的篇章2023/4/329/52核型与核型分析核型(karyotype)：一个体细胞全部染色体构成的图像。核型分析(karyotyping)：将待测细胞染色体进行数目、形态特征的分析过程称核型分析。2023/4/330/52常规染色体制片方法：取材(静脉血)→培养(PHA)→秋水仙素处理→收获→低渗处理→固定→制片。染色体非显带标本：染色体制片→Giemsa染色→均一紫色→分析。（一）非显带核型2023/4/331/52难以精确识别染色体的序号。难以发现和确定染色体的结构异常。1.非显带染色体特点如何描述？2023/4/332/521960年、1963年、1966年分别在丹佛、伦敦和芝加哥召开3次人类细胞遗传学国际会议，制定并修改人类染色体国际命名体制。包括人类染色体数目、性染色体、分组、核型的描述作了统一规定。2.非显带核型的命名2023/4/333/52人类体细胞染色体：2n=46.常染色体：男女共有的染色体的22对染色体，按长度递减的顺序编为1~22号。性染色体：1对，男女有别，男性为XY，女性为XX。同源染色体2023/4/334/52分组：23对染色体依据长度递减顺序和着丝粒位置等划分为7个组：A、B、C、D、E、F、G。X列入C组，Y列入G组.描述：非显带核型的描述包括两部分内容：正常男性：46,XY；正常女性：46,XX染色体总数，性染色体组成逗号隔开2023/4/335/52染色体数目异常疾病的发现与研究：1959年Lejeune发现了第一例染色体病患者—21三体型先天愚。陆续发现：Klinefelter综合征：47，XXY；Turner综合征：45，XO。2023/4/336/521968年，Caspersson(细胞化学家,瑞典)在荧光显微镜下观察到经荧光染料染色的染色体沿长轴显示宽窄、亮度不同的带纹—染色体的带(band)—Q带。（二）显带核型2023/4/337/52染色体显带技术：经一定处理和染色方法，染色体延长轴显示明暗(深浅)不同、宽窄相间的带纹的技术。这些带纹称染色体带(band)。

经显带技术处理的染色体称显带染色体。1.染色体显带技术2023/4/338/52染色体显带的机理：阳性带：易着色，富含AT；贫基因。阴性带：不易着色，富含GC；富基因。2023/4/339/52G带：胰酶处理，Giemsa染色；R带：盐溶液处理，Giemsa染色—显示的带纹与G带相反，称R(reverse)带；C带：NaOH处理，Giemsa染色—显示着丝粒和次缢痕的异染色质区。T带：热处理，Giemsa染色—显示端粒。2.常用的显带技术2023/4/340/52G带C带Q带T带胰酶处理荧光染料加热处理NaOH处理临床最广泛应用G显带2023/4/341/52染色体显带方法使每条染色体都显示独特而恒定的带纹,构成染色体的带型.可准确识别每号染色体；可鉴定染色体结构改变。如何识别？如何描述？3.G显带染色体的识别2023/4/342/52人类G显带染色体模式图2023/4/343/52显带染色体的国际命名体制显带染色体识别与命名:依据国际人类细胞遗传学命名委员会(ISCN)(1978)标准。AnInternationalSystemforHumanCytogeneticNomenclature,ISCN2023/4/344/52核型分析中常用符号和术语符号术语意义符号术语意义cen着丝粒chr染色体dic双着丝粒染色体del缺失dup重复fra脆性位点i等臂染色体Inv倒位Mos嵌合体p短臂q长臂Rob罗伯逊易位r环rep相互易位2023/4/345/52常用染色体简写术语应用举例核型描述：染色体总数，性染色体，异常染色体(简写术语)47,XY,+21：21三体核型46,XY,－18,+21：少18号，多21号46,XX,del(5p)Mos45,X/46,XY:45,X和46,XY的嵌合体2023/4/346/52G带染色体标本识别专用术语深带：Giemsa深染带。浅带：Giemsa不着色或浅染带近侧段、远侧段：以着丝粒为参照点界标：每一条染色体上具有重要意义的、稳定的、有显著形态学特征的标志。如：端粒、着丝粒及某些带。2023/4/347/52界标对染色体的划分：臂：端粒与着丝粒之间。p;q区：p或q每相邻界标之间。区号：自着丝粒→端粒排序.着丝粒分别归属于p和q的1区。带：每一区内以着色强度区分相邻带。带号：自