人类染色体.ppt

1,人类染色体 human chromosome,2,第一节 人类染色体的基本特征,第二节 染色体分组、核型与显带技术,一、染色质和染色体,（一）染色质,1、常染色质与异染色质,2、性染色质,(二）染色体,二、人类染色体的数目、结构和形态,（一）人类染色体的结构,(二）人类染色体的形态,三、性别决定及性染色体,一、染色体的研究方法,（一）染色体标本的制作,（二）染色体显带,二、 染色体分组、核型,3,第一节 人类染色体的基本特征,染色质和染色体实质上是同一物质在不同细胞周期、执行不同生理功能时不同的存在形式。,一、染色质和染色体,4,（一）染色质（chromatin）,定义：间期细胞核中伸展开的DNA蛋白质纤维。 分类： 常染色质（euchromatin） 异染色质（heterochromatin）,5,常染色质(euchromatin)：细胞间期核内纤维折叠盘曲程度小，分散度大，染色较浅且具有转录活性的染色质。,异染色质(heterochromatin)：细胞间期核内纤维折叠盘曲紧密，呈凝集状态，染色较深且没有转录活性的染色质。,1、常染色质与异染色质,6,7,常染色质与异染色质的特性比较,8,异染色质的分类,结构异染色质：在各类细胞的全部发育过程中都处于凝缩状态的染色质。大多位于着丝粒区和端粒区，不具有转录活性 。,兼性异染色质：是指在特定细胞的某一发育阶段所具有的凝缩状态的染色质。,9,2、性染色质（sex chromatin）,X染色质（X chromatin） Y染色质（Y chromatin）,10,1）X染色质（X chromatin） Barr于1949年在雌性猫的神经细胞核 的核膜内缘发现一直径约1um的平凸性的 深染小体，并命名为Barr小体。 Barr小体雌性哺乳动物上皮细胞中 普遍存在。 Barr小体又名X染色质。,11,X chromatin 、X body、 Barr body,12,Lyon假说(Lyon hypothesis),要点： 1、在哺乳动物（包括人类）的正常雌性间期细胞，两条X染色体中的一条是遗传上失活的，形成X染色质； 2、失活发生在胚胎发育早期（人类晚期囊胚期）； 3、X染色体的失活是随机的； 4、失活是不完全的； 5、失活是永久的和克隆式繁殖的。,13,14,男性46,XY，间期细胞核中只有一条具有转录活性的X染色体，所以一般看不到X染色质（发现的比率小于5）。 女性46,XX，间期细胞核中发现X染色质的比率大于80。 48,XXXX的个体，一个细胞核中可能见到的X染色质的数目为413个。 47,XXY的个体，一个细胞核中可能见到的X染色质的数目为211个。,15,X染色质 A、B、C、D、E：分别为含0、1、2、3、4个X染色质,16,人类X染色体上约有1/3的基因可能逃避完全失活,17,2）Y染色质 男性的细胞核中有一条Y染色体，当用荧光染料如盐酸喹丫因（QH）染色后，在中期分裂相中可以看到Y染色体长臂（Yq12）发出强荧光。间期的细胞核用QH染色也可看到一个直径约0.3um的强荧光小体，可能这代表Y染色体长臂的一部分，称之为荧光小体（F body）或Y染色质（Y chromatin）。,18,Y染色质,19,(二）染色体,染色质由无数个重复的核小体亚单位（nucleosome）构成,20,核小体成串如念珠状就是染色质的基本结构,21,核小体是4种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2个分子）组成的八聚体核心表面围以长约146bp的DNA双螺旋所构成的 组蛋白H1位于相邻的两个核小体的连接区DNA表面,22,23,从DNA到染色体水平的压缩过程,24,二、人类染色体的数目、结构和形态,（一）人类染色体的数目 染色体组（chromosome set) 一个正常生殖细胞（配子）中所含的全套染色体称为一个染色体组 基因组（genome） 一个染色体组所含的全部基因,25,中期染色体的形态特征,（二）人类染色体的结构、形态,26,染色体(chromosome),染色单体(chromatid),着丝粒(centromere),短臂(p) & 长臂(q),端粒(telomere),1、人类染色体的结构,27,随体(satellite),次缢痕(secondary constriction),核仁形成区或核仁组织者区（nucleolus organizing region，NOR）,28,根据染色体着丝粒的位置可将染色体分为4种类型 中着丝粒染色体（metacentric chromosome） 亚中着丝粒染色体（submetacentric chromosome） 近端着丝粒染色体（acrocentric chromosome） 端着丝粒染色体（telocentric chromosome）,2、人类染色体的形态,29,人类染色体的3种类型图解,30,31,三、性别决定及性染色体,常染色体（autosome） 性染色体（sex chromosome）,32,Two sex chromosomes of different sizes, X is larger,Females are XX, males are XY,Males determine the sex of the offspring,33,性染色体,34,第二节 染色体分组、核型与显带技术,35,一、染色体的研究方法,（一）染色体标本的制作 （二）染色体显带,36,（一）人类染色体标本制作 以外周血淋巴细胞为例,37,（二）染色体显带（chromosome banding） 在非显带染色体的基础上发展起来的，它能显示染色体本身更细微的结构，有助于准确的识别每一条染色体及诊断染色体异常疾病。 显带染色体是染色体标本经过一定程序处理，并用特定染料染色，使染色体沿其长轴显现明暗或深浅相间的横行带纹，称为染色体带。,38,人类染色体显带技术,Q显带（Q banding） G显带（G banding） R显带（R banding） T显带（T banding） C显带（C banding） N显带 （N banding） 高分辩染色体显带技术,39,1、Q带,氮芥喹丫因（QM），显整条染色体,缺点:条纹带界限不清，很快消失无法长久保存，只能以照片保存下来。,40,2、G带：胰酶Giemsa，显整条染色体,带型G（322-410 bands）,G,缺点：稳定性和重复性 较差,41,3、R带,Giemsa染色，显整条染色体。与G带带型相反（reverse bands）,42,4、C带： NaOH +Giemsa ，Y染色体 着丝粒 副缢痕,43,44,5、T带：热处理+Giemsa，染色体末端结构异常,45,6、N带：AgNO3Giemsa, NOR,46,7、高分辨显带(high resolution banding),47,人类G显带染色体模式图,48,染色体带型,49,染色体带型,50,Denver体制确定正常人核型(karyotype)的基本特点，是识别和分析人类染色体和各类染色体畸变的基础。,丹佛体制,51,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。,52,人类染色体命名国际体制,概念：界标（landmark）、区（region）、 带（band）,53,术语： 界标（landmark):划分染色体区域的特征性标志，具有显著、恒定等特点，如着丝粒、端粒、一些明显得带纹等均可作为界标。 区（region）：两个相邻界标之间的染色体区域。自着丝粒向两端编号。 带（band）：染色体上深色和浅色的部分均为带，带是连续的，染色体上无非带区。在每一区内均独立编号，且遵循自靠近着丝粒的一端为起点端。,54,显带染色体的界标、区和带示意图,55,界标,Xp,Xq,区,带,1,1,2,2,1 2 3 4 5 6 7 8,Xq28,56,描述规则： 描述一特定带时需要写明以下4个内容： 染色体序号；臂的符号；区的序号；带的序号 染色体号/臂名/区号/带号/./亚带号,例子： 7q31：7号染色体长臂3区1带 1p31.3：1号染色体短臂3区1带第3亚带 1p31.32：,57,核型分析中常用的符号和术语,58,核型分析中常用的符号和术语,59,人类1号染色体高分辨带及其与分子标志的关系,60,染色体核型,染色体分组 A、B、C、D、E、F、G七组 核型（karyotype） 一个体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像 将待测细胞的核型进行染色体数目、形态特征的分析，确定其是否与正常核型完全一致，称为核型分析（karyotype analysis）。 核型表达式： 正常男性：46，XY 正常女性：46，XX 先天愚型：47，XY，21,61,核型分析,62,人类染色体分组及形态特征,63,人类染色体非显带核型图,人类染色体非显带核型,64,人类染色体显带核型 1968年瑞典细胞化学家Caspersson等应用荧光染料氮芥喹吖因（quinacrine mustard，QM）处理染色体后，在荧光显微镜下可观察到染色体沿其长轴显示出一条条宽窄和亮度不同的横纹。 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,。,65,在正常健康人群中，存在着各种染色体的恒定的微小变异，包括结构、带纹宽窄和着色强度等。这类恒定而微小的变异是按照孟德尔方式遗传的，通常没有明显的表型效应或病理学意义，称为染色体多态性（chromosomal polymorphism）。,人类染色体的多态性 （chromosomal polymorphism）,66,多态性常见部位：Y染色体的长度变异；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区（NOR）的变异 ； 第1、9和16号染色体次缢痕的变异,67,