医学遗传学人类染色体

第一节染色体的形态结构和数目一．人类染色体的形态结构1、Chromatin&chromosome:异同2、常染色质&异染色质3、性染色质1)X染色质、Lyon假说(3点)、剂量补偿效应2)Y染色质(掌握)二、人类染色体：结构、类型(3类)、数目(掌握)第二节染色体研究方法与命名(掌握)一、研究方法——核型分析二、人类的正常核型（一）Denver体制——非显带核型分析（二）人类染色体显带核型主要的显带技术：Q、G、R、C、N、T带、高分辨显带(熟悉)ISCN（三）高分辨显带染色体（熟悉）（四）人类染色体的多态性：常见部位、研究的应用（熟悉）本章内容及要求本文档共71页；当前第1页；编辑于星期一\13点26分1第一节染色体的形态结构和数目本文档共71页；当前第2页；编辑于星期一\13点26分2一．人类染色体的形态结构本文档共71页；当前第3页；编辑于星期一\13点26分3１、Chromatinandchromosome本文档共71页；当前第4页；编辑于星期一\13点26分4Chromatinandchromosome:相同是同一种物质在细胞周期的不同时期中所表现的不同存在形式。由DNA、组蛋白、非组蛋白及RNA等组成的核蛋白复合物。是遗传物质——基因的载体。本文档共71页；当前第5页；编辑于星期一\13点26分5Chromatinandchromosome:不同在间期细胞核中含有伸展（解螺旋）呈细丝状部分、易被碱性染料着色的核蛋白物质称为染色质。在细胞分裂期，核蛋白纤丝经多级螺旋化形成一种有固定形态的复杂的主体结构，称为染色体。本文档共71页；当前第6页；编辑于星期一\13点26分6常染色质(euchromatin)：间期具有转录活性的染色质，呈松散状，染色较浅，着色均匀异染色质(heterochromatin）：细胞间期处于凝缩状态，很少进行转录或无转录活性的染色质，染色深。２、常染色质&异染色质本文档共71页；当前第7页；编辑于星期一\13点26分7二、性染色质(sexchromatin)是在间期细胞核中染色体的异染色质部分显示出来的一种特殊结构。分：X染色质(Xchromatin)Y染色质(Y-chromatin)。本文档共71页；当前第8页；编辑于星期一\13点26分81)X染色质（x-chromatin)

♣女性两条X染色体的基因产物，为什么不比半合子男性的多?♣为什么X连锁的突变基因纯合女性的病情并不比半合子的男性严重?Barr(1949)发现雌猫神经元间期核中有一深染浓缩小体，其他雌性哺乳动物也有(包括人)。称X染色质或巴氏小体(Barrbody)。本文档共71页；当前第9页；编辑于星期一\13点26分9２.X染色体失活假说—Lyon假说①雌性哺乳动物体细胞中，两条X染色体中仅有一条X染色体在遗传上有活性；另一条X染色体在遗传上失活，在间期细胞核中螺旋化而呈异固缩为X染色质；②失活发生在胚胎早期,人类在妊娠第16天③X染色体的失活随机，又是恒定的。本文档共71页；当前第10页；编辑于星期一\13点26分10Lyon假说的证据如人类自毁容貌综合征是由于X染色体上的次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖酰转移酶(HPRT)基因缺乏，是XR遗传病。将基因型为HPRT+／HPRT-的女性（携带者）细胞体外培养，建立细胞克隆，测定酶活性。结果：发现一半细胞克隆产生HPRT，另一半无。本文档共71页；当前第11页；编辑于星期一\13点26分113.X染色体的剂量补偿效应任一细胞只有一条X染色体具活性，其余形成异固缩的X染色质。保证了雌雄两性细胞中X连锁基因产物的数量保持在相同水平。编码的相应酶或其他蛋白质产物的数量接近相等。X染色体总数=1+X染色质数失活X染色体部分基因仍具转录活性。本文档共71页；当前第12页；编辑于星期一\13点26分122)Y染色质(Y-chromatin)正常男性的间期细胞用荧光染料染色后，在细胞核内可出现一个圆形或椭圆形的强荧光小体，直径为0.3um，称为Y染色质。Y染色体总数=Y染色质数本文档共71页；当前第13页；编辑于星期一\13点26分13人性染色质的临床检查：X染色质Y染色质核型1046，XX0146，XY1147，XXY0045，X2148，XXXY0247，XYY本文档共71页；当前第14页；编辑于星期一\13点26分14二、人类染色体Humanchomosome本文档共71页；当前第15页；编辑于星期一\13点26分15(一)人类染色体结构姐妹染色单体(sisterchromatid)着丝粒(centromere)短臂(p)，长臂(q)，端粒（telomere)初级缢痕(primaryconstriction)次级缢痕(secondaryconstriction)随体(satellite)本文档共71页；当前第16页；编辑于星期一\13点26分16染色体上着丝粒的位置是恒定的。根据着丝粒的位置，人类染色体可分为三类：1、近中着丝粒染色体；2、亚中着丝粒染色体；3、近端着丝粒染色体(二)人类染色体的类型本文档共71页；当前第17页；编辑于星期一\13点26分17（三）．人类染色体的数目本文档共71页；当前第18页；编辑于星期一\13点26分18体细胞(Somaticcell)：（2n=46）常染色体（autosome）:22对性染色体（sexchromosome）:一对生殖细胞(germsell):（n=23）染色体组（chromosomeset）：一个生殖细胞（配子）中所含的全部染色体数(n)。基因组（genome）：一个染色体组所包含的全部基因，即一个单倍体细胞所包含的全部遗传信息。本文档共71页；当前第19页；编辑于星期一\13点26分19第二节染色体研究方法与命名本文档共71页；当前第20页；编辑于星期一\13点26分20一、研究方法——核型分析karyotype：指一个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象。karyotypeanalysis：对核型的染色体数目、特征的分析称核型分析。同源染色体（homologouschromosome）：形态、结构、大小和着丝粒位置基本相同，一条来自父方，一条来自母方的一对染色体。非同源染色体：不同对的染色体彼此称谓。本文档共71页；当前第21页；编辑于星期一\13点26分21flowchart本文档共71页；当前第22页；编辑于星期一\13点26分22二、人类的正常核型（一）Denver体制——非显带核型分析1960年，在美国丹佛（Denver）市召开了第一届国际细胞遗传学会议，讨论并确定了细胞内染色体组成的描述体制——Denver体制。分组：7个：ABCDEFG+XXorXY描述：正常男性核型46，XY正常女性核型46，XX本文档共71页；当前第23页；编辑于星期一\13点26分23本文档共71页；当前第24页；编辑于星期一\13点26分24正常人类体细胞核型：分7个组:A→G正常男性:46,XY正常女性:46,XX两性畸形：47,XXYABCDEFGXXY本文档共71页；当前第25页；编辑于星期一\13点26分25(二)人类染色体显带核型GbangXY本文档共71页；当前第26页；编辑于星期一\13点26分26核型描述举例：46，XX：正常女性46，XY：正常男性45，X47，XXY46，XY，+18，-21：69，XXY：45，X/46，XY：本文档共71页；当前第27页；编辑于星期一\13点26分27（二）人类染色体显带核型本文档共71页；当前第28页；编辑于星期一\13点26分28（二）人类染色体显带核型用染色体显带技术，使染色体沿其长轴显出明暗或深浅相间的带纹，而每一号染色体都有其独特的带纹，构成了每条染色体的带型（band）。同源染色体的带型基本相同，不同对的染色体的带型不同。通过显带核型分析，可以准确的识别每一号染色体。本文档共71页；当前第29页；编辑于星期一\13点26分29主要的显带技术：1）Q带；2）G带；3）R带；4）C带；5）N带；6）T带7）高分辨显带本文档共71页；当前第30页；编辑于星期一\13点26分30（1）Q带（Qband）：1968年Caspersson等用荧光染料氮芥喹丫因(Quinacrinemustard,QM)处理染色体后，在荧光显微镜下，发现染色体显示出一条条宽窄和亮度不同的横纹——带（band）。本文档共71页；当前第31页；编辑于星期一\13点26分31（2）G带（Gband）：方法简便，带纹清晰，染色体标本可以长期保存，因此被广泛用于染色体病的诊断和研究。本文档共71页；当前第32页；编辑于星期一\13点26分32图人类G显带染色体本文档共71页；当前第33页；编辑于星期一\13点26分33（3）R带（band）：用盐溶液处理标本后，再用Giemsa染色，显示与G带相反的带，称反带（reverseband）或R带。本文档共71页；当前第34页；编辑于星期一\13点26分34（4）T带（band）：将染色体标本加热处理后，再用Giemsa染色可使染色体末端区段特异性深染，称T带。本文档共71页；当前第35页；编辑于星期一\13点26分35本文档共71页；当前第36页；编辑于星期一\13点26分36（5）C带（band）：用NaOH或Ba(OH)2处理标本后，再用Giemsa染色，可使着丝粒和次缢痕的结构异染色质部分深染，如1、9、16号染色体的次缢痕以及Y染色体长臂远端的1／2—2／3的区段。C显带可用于检测Y染色体、着丝粒区以及次缢痕区的变化。本文档共71页；当前第37页；编辑于星期一\13点26分37ISCN

1978年国际会议制定《人类细胞遗传学命名的国际体制》（InternationalSystemforHumanCytogeneticNomenclature，ISCN）本文档共71页；当前第38页；编辑于星期一\13点26分38ISCN每条染色体根据界标（landmark）划分为若干区(region)，每个区包括若干带(band).界标包括染色体两臂的末端，着丝粒和某些显著的带。两相邻界标之间为区。每一条染色体都是由一系列连贯的带组成，没有非带区。本文档共71页；当前第39页；编辑于星期一\13点26分39描述特定带需要写明4个内容：本文档共71页；当前第40页；编辑于星期一\13点26分40描述特定带需要写明4个内容：①染色体序号；②臂的符号；③区号；④带号。例：1p36表示第1号染色体，短臂，3区，6带。本文档共71页；当前第41页；编辑于星期一\13点26分41（三）高分辨显带染色体中期单倍体的染色体带纹仅320条带。70年代，早中期、前中期、晚前期单倍体的染色体具更长、更多的带纹,可显示550~850条带纹，称为高分辨显带染色体(highresolutionbandingchromosome,HRBC)本文档共71页；当前第42页；编辑于星期一\13点26分42高分辨显带的命名方法在原带之后加小数点，并在小数点之后的数字，称为亚带。例如：原来的1p36带被分为三个亚带，命名为1p31.1、1p31.2、1p31.3，亚带lp31.3再分时，则写为lp31.31、1p31.32、1p31.33，称为次亚带。本文档共71页；当前第43页；编辑于星期一\13点26分431、2、3、4本文档共71页；当前第44页；编辑于星期一\13点26分44（四）人类染色体的多态性在健康人群中存在着各种染色体的恒定微小变异，包括结构、带纹宽窄和着色强度等。按孟德尔方式遗传，通常没有明显表型效应或病理学意义，称为染色体多态性(chromosomalpolymorphisms).本文档共71页；当前第45页；编辑于星期一\13点26分451．染色体多态性的常见部位染色体的长度变异：如Yq远端2/3区段。D组、G组近端着丝粒染色体的短臂、随体及随体柄部次缢痕（OR）。第1、9和16号染色体次缢痕。本文档共71页；当前第46页；编辑于星期一\13点26分462．染色体多态性研究的应用追溯额外染色体或异常染色体的来源。法医中可用以亲子鉴定。可作为一项标记，进行不同种族或民族人群遗传学研究。本文档共71页；当前第47页；编辑于星期一\13点26分47人类细胞遗传学研究进展荧光原位杂交——FISH（fluorescenceinsituhybridization）本文档共71页；当前第48页；编辑于星期一\13点26分48FISH细胞遗传学＋DNA技术结合→FISH新学科——分子细胞遗传学特点：技术稳定操作安全结果迅速空间定位精确本底低一张玻片上能用多种颜色标记本文档共71页；当前第49页；编辑于星期一\13点26分49FISH运用基因组学、分子细胞遗传学方面分裂期染色体DNA序列定位染色质纤维FISH(分辨1kb~1mb)DNA微阵列定量(FISH)——mRNA表达细胞核、细胞质RNA表达比较基因组杂交(CGH,comparativegenomichubridization——分辨几kb。肿瘤研究)光谱核型分析(SKY)多色FISH(mFISH)本文档共71页；当前第50页；编辑于星期一\13点26分50FISH使用材料新标本冰冻标本福尔马林固定石蜡包埋标本培养细胞本文档共71页；当前第51页；编辑于星期一\13点26分51FISH技术流程DNA探针标记样品细胞、DNA制备杂交洗涤检测与扩增复染色和抗褪色显微观察、照相、分析、记录本文档共71页；当前第52页；编辑于星期一\13点26分52FISH与其他学科比较与分子生物学比较——能提供与细胞形态相关的分子信息与肿瘤细胞遗传学比较——得到多种肿瘤组织的染色体铺片、以及间期样本的突变信息WHO已将FISH作为诊断软组织肉瘤和淋巴造血系统肿瘤的手段。本文档共71页；当前第53页；编辑于星期一\13点26分53FISH相关网站本文档共71页；当前第54页；编辑于星期一\13点26分54CGH说明1本文档共71页；当前第55页；编辑于星期一\13点26分55CGH说明本文档共71页；当前第56页；编辑于星期一\13点26分56CGH阵列本文档共71页；当前第57页；编辑于星期一\13点26分57单拷贝探针FISH定位图象1q13.3的cDNA探针检测的双信号本文档共71页；当前第58页；编辑于星期一\13点26分58双荧光标记14号染色体A3种探针B2种探针本文档共71页；当前第59页；编辑于星期一\13点26分59原发性浆细胞瘤细胞红色-6号绿色-15号本文档共71页；当前第60页；编辑于星期一\13点26分60核型光谱分析（SKY）的小鼠染色体本文档共71页；当前第61页；编辑于星