医学遗传学章染色体病

第七章染色体病

学习要求

掌握：核型、核型分析、染色体组、染色体病。

染色体畸变概念、类型和机理。

染色体畸变描述方法和规则(简式、繁式)。

染色体病的主要核型:(21三体/13三体/18三体/45,X/46,XXY)。

熟悉：染色体形态结构、类型、分组。

了解：染色体畸变的传递和。1整理课件

染色体是遗传物质的载体，染色体结构、数目改变会引发疾病。对正常染色体、染色体核型、染色体畸变等知识的熟悉和了解是医学生必需的。通过核型分析、性染色质检查等，可以从不同角度了解人类染色体与疾病的关系。2整理课件

第一节人类正常染色体结构、类型

一、中期染色体形态结构主缢痕次缢痕着丝粒短臂（p）长臂（q）随体端粒动粒着丝粒次缢痕纺锤丝3整理课件

二、染色体类型生物染色体四种类型1/2~5/86/8~7/88/8

近中部近端部端部pqpq人类无中部着丝粒近中着丝粒近端着丝粒1号2号14号着丝粒在染色体上的位置中部4整理课件

三、人类正常核型

(一)Denver(丹弗)体制

1960(Denver)~1995共8次国际会议制订“人类细胞遗传学国际命名体制”(AnInternationalSyst-emforHumanCytogeneticNomenclature;ISCN)。

国际上统一了染色体命名符号和编写术语体系。常染色体：1-22性染色体：X、Y23对

Denver体制依染色体大小、着丝粒位置等进行了人类染色体的编号、分组，制订了识别标准。5整理课件

核型式：

核型的描述格式；如；男-46,XY；女-46,XX。

核型：一个细胞全部染色体排列构成的图型。

核型分析：

对待测细胞染色体按丹佛体制进行配对、排列和判定分析的过程。

组型：

人类染色体按丹佛体制制作的模式化标准图象。6整理课件

（二）非显带染色体的核型及识别

常规方法制得的中期染色体标本。依Denver体制：

人类常染色体从大→小编序1-22；

依大小、着丝粒位置分7组(A/B/C/D/E/F/G)，

性染色体-X、Y。

染色体经配对、分组排列成图形-核型。

分析结果：核型式书写；

正常核型：女-46,XX、男-46,XY。7整理课件人类染色体大小排序8整理课件人类染色体组主要特点组染色体序号主要特征次缢痕随体A组B组C组D组E组F组G组

123

亚中着丝粒

中部着丝粒14————5

亚中着丝粒

6————12、6>X>7

亚中着丝粒9大小13——14——15

近端着丝粒

有或无161718

亚中着丝粒

中部着丝粒

1619————20

中部着丝粒21————22、Y

近端着丝粒

有或无

1、人类染色体分组9整理课件

46,XX

46,XY10整理课件（1）45,X（2）47,XXY

（3）46,XY,+18,-21

（4）69,XXY（5）46,XY/45,X（6）46,XY,1q+（7)

45,XX,-D,-G,+t(Dq;Gq)（8)

46,XX,-D,+t(Dq;Gq)2、非显带染色体描述规则—核型式①染色体总数

②性染色体组成

③组别、臂符号

④畸变类型11整理课件（三）显带染色体的描述规则

1、染色体显带技术特殊技术、方法处理，染色体沿长轴显出明暗或深浅相间的带纹称染色体带。每一序号染色体的独特带纹称带型。

①

Q显带(Qbanding)

用荧光染料(氮芥喹吖因；QM)处理染色体后，荧光显微镜下显示的宽窄、亮度不同的横纹。

Q带特征明显，效果稳定，但荧光持续时间短，标本不能长期保存。12整理课件显带模式图13整理课件XY14整理课件Q-带(荧光带)15整理课件②G带（Gbanding）

染色体标本用碱、胰蛋白酶处理，吉母萨(Giemsa)染色，染色体呈现深浅相间的横纹，称G带。带型与Q带相同。

G带方法简便，带纹清晰，标本可长期保存，广泛用于染色体病的诊断和研究。

G带深染带，富含AT和长分散序列，是DNA的重复区域，一般不编码基因。

G带浅染带，富含GC和较多结构基因。16整理课件ABCDEFG17整理课件ABCDEFGXYG带18整理课件2、显带染色体的描述规则

依ISCN规定，显带染色体长、短臂分别划区，每区内再分带。区界标：染色体两臂显著的带、末端及着丝粒。

着丝粒区定为10；短臂-p10、长臂-q10。

界标带：定为远端区的第一带。

区内带连贯组成，无非带区。P10q1019整理课件

显带染色体定位描述

①染色体序号②

臂的符号③区序号④带序号如：1p36

pq321123464321

52131212123541213241P361号染色体短臂3区6带20整理课件显带核型书写规则

1.染色体总数

2.

性染色体组成

3.

染色体序号

4.

染色体臂号

5.

区序号

6.

带序号

7.

重组染色体（衍生染色体）21整理课件

部分染色体分析常用的规定符号符号术语

意义符号术语意义A-G

分组编号1-22

染色体序号

→从….到….+或-

整条或片段增减/

表示嵌合体?

情况不明1:

断裂

::

断裂与重接

cne

着丝粒

chr

染色体ct

染色单体del

缺失

der

衍生染色体dic

双着丝粒染色体dmin

双微体dup

重复

e

交换end

核内复制f

断片fem

女性fra

脆性部位

g

裂隙inv

倒位

ins

插入mal

男性p

短臂

ph

费城染色体

q

长臂

r

环状染色体ter

末端

rac重组染色体

t

易位22整理课件简式:46,XY,del(1)(q21)

繁式:46,XY,del(1)(pter→q21:)末端缺失中间缺失简式:

46,XX,del(1)(q21;q31)

繁式:

46,XX,del(1)(pter→q21::q31→qter)相互易位简式:

46,XY,t(2;5)(q21;q31)繁式:

46,XY,t(2;5)(2pter→2q21::5q31→5qter;举例：

5pter→5q31::2q21→2qter)23整理课件等臂染色体简式:46,X,i(Xq)

繁式:46,X,i(X)(qter→cen→qter)

环状染色体简式:46,XY,r(2)(p21;q31)

繁式:46,XY,r(2)(p21→cen→q31)

24整理课件

Q、G显带外的其它带：♣

R-带：反G带(着色深浅与G带相反)♣

T-带：末端显带(端粒带)♣

C-带：着丝粒显带(着丝粒带)♣

N-带(NOR)：特异显示核仁形成区

(13、14、15、21、22)

研究目的不同，可用不同显带方法。25整理课件T-显带(端粒带)26整理课件C-显带(着丝粒带)27整理课件R显带(G-反带)28整理课件描述显带技术的密码

技术/染料不同的显带,常用1~3个字母组成的密码书写；-

第1字母示带型；第2字母示技术；第3字母示染料。密码名称技术和染料密码名称技术和染料Q-------Q带QF------荧光显示QFQ---喹丫因染色,荧光显示QFH----33258染色,荧光显示G------G带GF-----胰酶处理GTG----胰酶处理,吉姆萨染色GAG----乙酸盐处理,Giemsa染色R------R带(反带)RF-----荧光显示

C----C带;着丝粒(centromere)ЖBrdU=5-溴脱氧尿苷RFA---丫啶橙染色,荧光显示

RHG---吉姆萨染色,加热处理RBG---吉姆萨染色,BrdU处理RBA---丫啶橙染色,BrdU处理T-----T带(末端)TH----加热处理THG---吉姆萨染色,加热处理THA---喹丫因染色,加热处理29整理课件

一条常规带内又显示出的带称亚带；

亚带

常规带1~22+X+Y可分出320条带。特殊方法处理细胞，可得到更细长染色体，显示出更多带。

1~22+X+Y可分出440~850~1000~10000条带。321321次亚带63、高分辨染色体描述规则

如1p36的6带又分1、2、3条带；

写为；1p36.1、1p36.2、1p36.3

亚带内再显示出的带称次亚带。

如亚带3又分出1、2、3条带；写为；1p36.31、1p36.32、1p36.3330整理课件高分辨G显带31整理课件46,XY46,XX32整理课件染色体检查报告格式XX46,XX33整理课件第二节染色体多态性

染色体多态性:

正常健康人群中存在的一些恒定的染色体微小差异(变异)。如随体、次缢痕、带纹宽窄、着色等。这些变异是遗传的且发生频率较高，但一般不引起机体明显的性状差异和疾病。特定变异有个体、民族和种族差异。34整理课件染色体多态的特征①差异集中在特定染色体的一定部位，都是含有高度重复DNA的异染色质区，通常仅涉及一对同源染色体中的一个。②一般无明显的临床表型或病理学意义。③差异在个体中恒定，并按孟德尔方式遗传。④有个体和种族差异。在亲权鉴定、基因定位和人类遗传性状分析的研究上有重要价值。35整理课件

一、染色体长度(异染色质区；h±)多态1、两条同源染色体在长度上存着真实的差异，多无遗传效应，称染色体长度多态。

有报道；Y染色体长度的变异与不良生产史、智力低下有一定的相关性？（Ｐ80）2、Y染色体长度多态：

大Y：Y≥18，记作Yq+

小Y：Y≤22，记作Yq-1qh+inv(9)(p11q13)9qh+36整理课件1、人类13、14、15和21、22号染色体短臂随体的形态、大小、数目、有无及随体柄(stk)长度存在变异。2、随体区变异一般不会引发临床症状。

二、随体(S)多态性37整理课件21Pstk+21cenh+异染色质-h±随体柄-stk38整理课件

D组染色体的多态性fra39整理课件1、定义：因染色体浓缩程度低而形成一个相对解旋区，该部位缢缩致长度增加、易断裂。2、部位：主要在于1、9、16和Y染色体q上及近端着丝粒染色体短臂stk处。3、后果：

可造成同源染色体配对困难而产生不平衡配子，形成非整倍体的合子而引发流产。

三、副缢痕多态性40整理课件1、在Q、G、C带标本上，可见不同个体间染色体的同一带的大小、形态存在恒定变异。2、C带有广泛多态性，其大小和位置的变化在

个体、民族、种族呈不同的多态类型。3、G带的多态性表现在带的深浅和宽窄；

①着丝粒区；

②D、G组的短臂随体区；

③1、9、16的次缢痕区；

④

Y的q区。

四、带的多态性(Q、G、C)41整理课件

五、脆性位点(部位；Fra)P81表7-5

染色体易发生断裂的部位。

断裂点稳定，按孟德尔方式呈共显性遗传。

脆性位点描述式中文说明fra(10)(q25.2)10号染色体上fra(10)(q25.1);fra(10)(q25.5)fra(16)(q22.1)16号染色体上42整理课件畸变

数目结构整倍性改变非整倍性改变单倍体多倍体亚二倍体超二倍体假二倍体缺失(del)倒位(inv)易位(t)重复(dup)第三节染色体畸变(异常)

染色体的结构和数目的改变。等臂染色体(i)环状染色体(r)43整理课件

一、染色体畸变发生的原因1、自发畸变：无明显诱因的自然发生。2、诱发畸变：因各种不同人为因素引发。①物理因素：射线(Χαβγ)、高热辐射等。自然空间的射线因剂量极微，影响不大。大量电离辐射对人类具极大潜在危害。如核爆炸后放射性尘埃、医疗用射线，工业放射性物质污染都可引起畸变。

畸变率随射线剂量的增高而增高；最常见畸变有断裂、缺失、双着丝粒、易位、不分离等。

44整理课件

长期射线治疗或放射工作者，因微小剂量射线不断积累，可致染色体畸变率增高。实验证明，射线作用生殖细胞；受照射卵细胞中染色体不分离频率明显高于未受照射组。有报道，受过电离辐射的母亲生育21三体患儿的风险明显增高。45整理课件②化学因素：药物(5BrDU、抗癌药、抗生素)等，

农药，工业毒物，食品添加剂等。

③生物因素：致染色体畸变的机制；

A、侵染细胞后产生的类毒素的作用。霉菌毒素具一定致癌和致染色体畸变作用，如杂色曲霉素、黄曲霉素、棒曲霉素等。

B、病毒核酸的插入引起染色体畸变。

病毒感染细胞(风疹病毒、乙肝病毒、麻疹病毒、巨细胞病毒)时，影响细胞DNA复制过程，可引发多种染色体畸变。46整理课件④年龄因素：

随母亲年龄增大生育三体机率升高。高龄母亲(>35岁)生三体子女的风险较高，女性年龄越大，生21三体儿的危险性越高。

原因与生殖细胞老化及合子所处宫内环境有关。生殖细胞在母体停留的时间越长，受各种因素影响的机会越多，减数分裂时易发生染色体不分离。

⑤遗传因素：

易位、倒位、脆性染色体携带者。47整理课件

人类单倍体仅见于生殖细胞(n=23)。

2n基础上增加一个n(3n=69)称三倍体。

2n基础上增加两个n(4n=92)称四倍体。

3n以上的统称多倍体。

二、染色体数目的畸变

1、整倍性改变人生殖细胞一套染色体称一个染色体组(23)。含一个染色体组的细胞称单倍体(n)

人体细胞二个染色体组称二倍体(2n=46)。

以2n为标准,以n为基数增减称整倍性改变。48整理课件12345678910111213141516171819202122X流产胚胎三倍体细胞(3n=69)49整理课件四倍体细胞50整理课件

2、非整倍性改变

以2n为标准，以条为基数的增减。

亚二倍体、假二倍体、超二倍体等。

（1）亚二倍体

某序号的染色体少了一条或几条(35-45)。

细胞染色体总数少于正常二倍体称亚二倍体。

细胞的某序号染色体仅一条,称该序号单体。如；45,XY,-21；称21单体。

细胞两个以上序号的染色体发生数目改变称复合非整倍体；如45,X,+15,-13。51整理课件45,X52整理课件

（2）超二倍体(三体型或多体型)

某序号染色体多一条或几条称超二倍体。某序号染色体多一条称三体型(2n+1)。

某序号染色体增加两条以上称多体型(2n+n)。性染色体多体常见。47,XX(Y),+21

47,XX(Y),+18

47,XYY、47,XXX

48,XXXX、

48,XXYY等。53整理课件

（3)假二倍体

不同序号的染色体增、减的数目相等，染色体总数仍是二倍体数(46)称假二倍体。46,XY,-15,+21

46,X,+2146,XY,-14,+t(14q;21q)

（易位型先天愚型）

54整理课件

三、染色体结构畸变

1、缺失(del):

染色体断裂后断片的丢失。

①末端缺失:46,XX,del(1)(pter→q21:)

染色体末端断裂后，无着丝粒的片段多丢失。55整理课件

②中间缺失:

染色体两次断裂后重接，两断点之间断片丢失。

46,XX,del(1)(pter→q21::q41→qter)

56整理课件

2、倒位(inv)(臂间、臂内)①臂间倒位

长、短臂各自断裂后，断片倒转1800重接。

46,XX,inv(4)(pter→p15::q21→p15::q21→ter)

染色体断裂后，断片旋转1800后重接。

12345612543657整理课件臂间倒位123456712345673412435673434344358整理课件

②臂内倒位染色体臂内断裂，断片转1800后重接。

46,inv(1)(pter→q21::q41→q21::q41→qter)

染色体倒位无遗传物质缺失，一般无临床症状。

带有倒位染色体表型正常的个体称携带者。

携带者生育时多常发生习惯性流产(2次以上)。

12365412345659整理课件1234567臂内倒位12345675656565656566560整理课件臂间倒位(inversion)

61整理课件1号染色体臂间倒位62整理课件减数分裂时倒位染色体为保证同源片段的联会而形成倒位圈(环)63整理课件臂间倒位臂内倒位同源片段联会交换64整理课件3、易位(translocation)：

染色体断裂的断片错误接到另一条染色体上。单向易位、相互易位、罗伯逊易位。①单向易位(转位)

一条染色体的

断片转移连接到另一染色体上。46,XY,t(2;5)2pter→q21::5q31→5qter)65整理课件

②相互易位

不同序号的2条染色体的断片相互交换连接。

46,XY,t(2;5)(2pter→2q21::5q31→5qter;5pter→5q31::2q21→2qter)相互易位25566整理课件14142121142114/21③罗伯逊易位(着丝粒融合)

近端着丝粒染色体在着丝粒处断裂后，长臂或短臂在着丝粒处融合连接。

45,XX,der(14;21)(15qter→14q10::21q10→21qter)(15qter→one→21qter)67整理课件

罗氏易位的携带者一般表型正常；

核型：45,XX,-14,-21,+t(14q→one→21q)

在形成生殖细胞时会发生特殊的联会和分离。（四射体照片）68整理课件69整理课件45,XX,der(13;14)(13qter→13q10::14q10→14qter)70整理课件123456712345674、插入(insertion；中间易位

）1234567123456712345675123467

染色体两处断裂，断裂点之间的断片转移到

另一染色体的断裂处插入连接。

46,XX,ins(2;4)(2pter→q21::q31→qter;4pter→q31::2q21→2q31::4q31→qter)71整理课件5、重复(dup）

同源染色体或姐妹染色体间断片单向易位；相同片段在一条染色体上出现两次或两次以上。正位重复和倒位重复倒位重复76正位重复72整理课件6、等臂染色体(i)：

着丝粒横裂，长短臂各自形成两臂相等的染色体。

简式：46,X,i(X)(q)或46,X,i(X)(p)

详式：46,X,i(X)(qter→one→qter)46,X,i(X)(pter→one→pter)横裂73整理课件等臂染色体的形成横裂74整理课件7、环状染色体(r)

P、q末端各自断裂，两断端连接成染色体环。p21q312q312p21简式

46,XY,r(2)(p21q31)详式

46,XY,r(2)(::p21→one→q31::)cen75整理课件环状染色体76整理课件环状染色体77整理课件环状染色体78整理课件

8、双着丝粒染色体(dic)：

两条染色体断裂后，带有着丝粒的两个片段相互连接，形成有2个着丝粒的染色体。

79整理课件双着丝粒染色体(dic)11p15简式:45,XY,dic(6;11)(q22;p15)详式:45,XY,dic(6;11)(6pter→6q22::11p15→11qter)cencencencen6q2280整理课件

三、染色体畸变的机理

1、结构畸变的机理断裂正确连接---修复

错误连接---易位、插入、倒位缺失---------无着丝粒片段丢失

异常重接形成的各种结构异常的染色体称衍生染色体(重组；重排)。81整理课件

2、染色体数目畸变的机理

双雌受精、双雄受精、核内复制和细胞分裂时染色体的不分离及丢失。

（1)整倍性改变

原因：双雌受精、双雄受精、核内复制。

在人类；以n(23)为基数的增减。

如；配子-n=23；体细胞2n=46、

69(3n)、92(4n)等。82整理课件①双雌受精(三倍体)

极体+卵子+精子→三倍体合子。

卵细胞生成的第二次减数分裂时，次级卵母细胞形成的第二极体未排出，应分给第二极体的染色体组仍留在卵子(2n)中。

极体(n)+卵子(n)+精子(n)→合子(3n=69)极体雄原核雌原核透明带卵细胞膜透明冠83整理课件

②双雄受精(三倍体)

两精子与一个卵子结合，形成3n的合子。

偶然的两精子(2n)同时进入一个卵细胞(n)，合子含三个染色体组(3n=69),即三倍体。

84整理课件

③核内复制和核内有丝分裂(4n)

核内复制：

DNA复制2次，细胞分裂一次，形成

4n细胞。四条染色单体

核内有丝分裂：细胞内DNA复制(2n→4n)后，核膜没有破裂，细胞无法分裂。85整理课件

（2）非整倍性改变的机理

细胞分裂时发生染色体不分离或丢失(遗失)。

有丝分裂期姐妹染色单体不分离，两条姐妹染色体进入同一子细胞，则一个子细胞为亚二倍体；

另一个为超二倍体。【见后图】

如卵裂时不分离，则形成嵌合体。

如；第一次卵裂时不分离：47/45

；

第二次卵裂时不分离：47/45/46。

①不分离86整理课件2n+12n-1

卵裂时不分离*受精第一次时发生,形成嵌合体。

如；47/45。*胚发的2-4天内，导致不同核型比例的嵌合体。如；46/47/45。*在3胚层分化(3周左右)期发生,

导致组织、器官或系统异常。如；46/47/45。47/4587整理课件

减数分裂时同源或姐妹染色体不分离，

形成n+1(24)和n-1(22)配子。n+1n+1n-1n-1

nnn+1n-1Ⅰ不分离Ⅱ不分离减数分裂不分离242422222323242288整理课件②丢失(遗失)

2n2n-1有丝分裂

nnn-1n-1

nnnn-1减数分裂

细胞分裂时，染色体遗留在了细胞质中，最终分解消失。

是亚二倍体和嵌合体形成的主要原因。如45,X、

46/45嵌合体。89整理课件

四、姐妹染色单体交换(SCE)

两条染色单体(姐妹染色体)发生片段的互换。

两条染色单体对等片段基因的数量和性质是完全相同的，所以发生对等片段的交换后，基因的数量和性质都没改变。常用于毒理遗传学的研究。常规交换90整理课件SCE91整理课件

1、方法：

2、姐妹染色单体出现染色差异的机理：

细胞在加5-溴脱氧尿苷(BrdU)的培养液中培养，特殊处理后，Giemsa染色。

在细胞培养第一个周期DNA复制过程中，培养液中的BrdU可替代脱氧胸腺嘧啶核苷(T)掺入到DNA单链中，结果两个子代DNA双链中各有一条链含BrdU，这时两条染色单体仍都是深染的。

经第二个周期，DNA又复制一次，结果一条DNA仅一条单链含有BrdU，而另一条DNA的两条链均以BrdU代替了T。染色时前者深染，后者着色浅。92整理课件亲代DNAF1DNA

浅染深染BrdUB