细胞遗传学简介PPT课件.ppt

细胞遗传学 1 细胞遗传学是细胞学与遗传学相结合的一门学科 主要是研究在生理和病理状态下 染色体的解剖结构和数量的变化引起的疾病 染色体分析也是较早应用于医学遗传病诊断的辅助手段 全军医学检验中心 由先天性染色体数目或结构异常而引起的具有一系列临床症状的综合征称为染色体病或染色体异常综合征 全军医学检验中心 进行染色体分析的指征 1 多发的先天性畸型 特殊面容 智力障碍和生长发育迟缓 2 不明原因的反复流产 尤其是妊娠三个月内流产 3 曾生育过发育缺陷的孩子 4 高龄产妇 B超发现胎儿发育畸型 孕妇 35岁 5 不明原因不孕不育 6 环境致畸物质接触史 7 性分化疾病8 血液恶性肿瘤 全军医学检验中心 染色体解剖结构 全军医学检验中心 全军医学检验中心 1 着丝粒 次缢痕 位于染色体长 短臂之间 是染色体运动器官 细胞分裂时调节染色体分离和移动 具有染色体特异性 a中央着丝粒染色体着丝粒基本位于染色体中部 1号3号 16号 19号 20号染色体 b亚中央着丝粒染色体着丝粒偏于染色体一侧 2号 4 5号 C组6 12号 E组17 18号 X Y染色体 c近端着丝粒染色体染色体短臂十分短 着丝粒靠近染色体的一端 D组13 15号 G组21 22号染色体 全军医学检验中心 2 随体位于近端着丝粒染色体的短臂末端 随体与着丝粒之间的连结称为蒂 柄 可能与细胞分裂活性有关 3 端粒位于染色体末端 能保持染色体恒定 端粒长度的缩短与体细胞的老化有关 4 染色体臂是构成染色体解剖结构的主体 遗传信息都位于染色体臂上 分为短臂 长臂 分别用p和q来表示 全军医学检验中心 经过特殊处理和染色 染色体显示出深浅不同的条纹 称为染色体带 染色体带的排列称为带型 以明显的带条为界标 可把染色体分为几个区 每个区包括若干带 根据国际命名法 不同的区和带以序号命名 从着丝粒两侧开始向两臂末端依次编区 带 高分辨技术还可染色体上一些带分为若干亚带 全军医学检验中心 临床细胞遗传学应用中 常常用单倍体基因组各染色体所含条带数目总和来判断染色体的长短 有丝分裂中期G带一般为350 550条左右 高分辨技术所得到的染色体的带水平超过800条 全军医学检验中心 为了便于交流和统一 1960年在美国丹佛召开的第一届国际细胞遗传学会议 讨论并确定正常人核型的基本特点即 Denver 体制 1972年爱丁堡会议公布了人类细胞遗传学命名的国际体制 ISCN 提出了区分每个显示染色体区 带的标准 11 1981年在巴黎召开的国际会议上议定 人类细胞遗传学命名的国际体制 提出了一个命名符号和缩写术语体系 统一使用 全军医学检验中心 全军医学检验中心 描述一条染色体特定带时 包括4个内容 1染色体号2臂号3区号4带号如1p31表示第一号染色体短臂3区1带 全军医学检验中心 正常人体细胞有23对染色体 1 22为常染色体 X Y为性染色体 描述染色体核型时 首先列出染色体总数 然后是性染色体的组成 接着列出染色体数目或形态的异常 全军医学检验中心 女性正常染色体为46 XX 男性正常染色体为46 XY 47 XXY表示一名男性有47条染色体 其中有两条X染色体和一条Y染色体 46 XY t 11 15 p11 q13 则表示一名男性有46条染色体 11号染色体短臂1区1带与15号染色体长臂1区3带相互易位 46 XY 18 der表示一名男性有46条染色体 但缺少一条18号染色体 多了一条衍生染色体 全军医学检验中心 全军医学检验中心 46 XY 46 XY 全军医学检验中心 第二节染色体病理 全军医学检验中心 染色体病理主要是研究染色体畸变的发生及其致病的机理 染色体畸变既可导致基因或基因组剂量和结构的改变 也可以破坏基因的正常表达 从而引起疾病的发生 全军医学检验中心 染色体异常是导致生育缺陷的重要原因之一 染色体异常携带者是带有染色体结构异常而表型正常的个体 结婚生育在配子形成过程中 同源染色体配对和交换将产生各种异常配子 通过受精可生育染色体异常患儿 因此及时查出染色体异常携带者 做好产前诊断 是避免染色体异常畸形儿出生的有效措施 全军医学检验中心 染色体畸变1 数目异常2 结构异常 全军医学检验中心 正常人成熟的配子细胞 精子 卵子 含有22条常染色体和一条X Y 染色体 即22 X或22 Y 称为单倍体 精 卵结合后形成的受精卵则含有二个染色体组 称二倍体 每对染色体中 一条来源于父亲 一条来源于母亲 正常人的体细胞中 97 以上的分裂相是二倍体 全军医学检验中心 染色体数目异常 全军医学检验中心 整倍体染色体数目是单倍体整数倍的核型 三倍或三倍以上称为多倍体 三倍体该体细胞中有三个染色体组 有69条染色体 四倍体该患者的体细胞具有四个染色组 有92条染色体 全军医学检验中心 非整倍体指体细胞中染色体数目与单倍体相比不成整倍数改变 包括亚二倍体和超二倍体 亚二倍体染色体数目少于二倍体数 缺失一条的那对染色体将构成单体型 超二倍体染色体数目多于二倍体数 即同源染色体不是二条 而是三条 四条 全军医学检验中心 单体指体细胞中某号染色体呈单条出现 X染色体单体 三体指体细胞中某号染色体数目呈三条出现的染色体组成 21三体 多体指体细胞中某号染色体 除Y染色体外 的数目呈三条以上 最常见的是性染色体多体 48 XXXY 48 XXXX 若某条染色体的短臂或长臂多了或少了一段染色体 使染色体的某个片段发生重复或缺失 这种现象称为某染色体某臂的部份三体或部份单体 全军医学检验中心 染色体数目异常的机理 染色体减数分裂不分离和有丝分裂不分离是染色体数目异常形成的重要机理 全军医学检验中心 二 染色体结构畸变 姊妹染色单体或同源染色体之间通常发生遗传物质的互换使基因组合多样化 构成遗传多样性 但非同源染色体之间遗传物质交换 则可导致染色体结构的畸变 29 许多物理 化学的和生物的因子可以引起染色体断裂 这些因子称为致断因子 断裂的末端被认为具有 粘性 极易与其它断端重新接合或重接 如果断裂产生的两个粘性末端在原位重接后修复如初 这种现象称为重接 一般不引起遗传效应 但如果染色体发生断裂后未发生原位重接 将导致多种染色体结构异常 此现象称为染色体重排 结构异常的染色体称为畸变染色体 全军医学检验中心 临床上常见的染色体结构畸变有 1 缺失 末端缺失 中间缺失 2 易位 相互易位 罗伯逊易位 3 倒位 臂间倒位 臂内倒位 4 环状染色体5 标记染色体6 等臂染色体7 双着丝粒染色体8 衍生染色体9 隐蔽性重排 全军医学检验中心 末端缺失一条染色体的臂发生断裂后 未发生重接 而形成一条末端缺失的染色体和一个无着丝粒的断片 由于无着丝粒的断片不能与纺锤丝相连 在分裂后期不能向两极移动而滞留在细胞质中 经一次细胞分裂后丢失 全军医学检验中心 全军医学检验中心 中间缺失一条染色体同一臂内发生二次断裂后 两个断裂点之间的片断丢失 然后近侧断端与远侧断端重接形成中间缺失的染色体 全军医学检验中心 全军医学检验中心 倒位即染色体内部的染色体重排 当某条染色体同时发生两处断裂 断裂之间的片断上下颠倒又在原来断裂位置与染色体再接形成倒位 分臂间倒位和臂内倒位两种形式 全军医学检验中心 臂内倒位若两处断裂都发生在着丝粒同一侧 称旁着粒倒位或臂内倒位 全军医学检验中心 全军医学检验中心 臂间倒位若两断裂点分别位于着丝粒两侧 称周着丝粒倒位或臂间倒位 全军医学检验中心 全军医学检验中心 产生4种配子 1种正常 1种携带者 1种缺失 1种重复 全军医学检验中心 全军医学检验中心 46 XX rec 3 dup 3p p21q27 prt 全军医学检验中心 46 XYinv 3 p21q27 全军医学检验中心 环状染色体一条染色体的长 短臂的远端同时发生一次断裂后 部分基因或片段丢失 含有着丝粒片断的长 短臂的断端相接 即形成环状染色体 全军医学检验中心 46 XY r 16 p13q24 全军医学检验中心 是两条染色体 通常是非同源染色体 之间发生染色体片断的交换 没有发生遗传物质的丢失或增加的易位称为平衡易位 反之称为非平衡易位 易位 全军医学检验中心 两条不同染色体发生断裂后形成相互交换 并在断裂的位置重接 形成两条衍生染色体 即称相互易位 相互易位 全军医学检验中心 全军医学检验中心 46 XX t 8 11 22 q22 q21 p13 全军医学检验中心 平衡易位将引起染色体片断位置的改变 但若没有造成染色体物质的丢失或增加 通常不引起明显的遗传效应 故称为平衡易位 患者表型是正常的 然而平衡易位的携带者可形成具有不平衡的染色体组配子 他与正常人结婚后生育的子女中 产生染色体不平衡的后代的风险明显增加 全军医学检验中心 平衡易位染色体在减数分裂过程中 将形成四射体 分别为两条染色体断裂位点远端 近端粒处 为其中一条染色体断裂点近端 近着丝粒处 全军医学检验中心 产生18种配子 1种正常 1种携带者 其余16种均为不平衡配子 全军医学检验中心 46 XX t 13 18 p10 q10 inv 9 p13q13 1例反复流产患者 全军医学检验中心 46 XY der 13 18 q10 p10 inv 9 p13q13 mat 羊水细胞培养胎儿染色体异常 全军医学检验中心 是发生在D组和G组近端着丝粒染色体之间的一种特殊易位形式 它们发生断裂后 便在着丝粒处相连接 故又称为着丝粒融合 由短臂重接形成的衍生染色体通常在细胞分裂过程中丢失 核型只有45条染色体 这种融合在分子水平上来说是不平衡的 因为核糖体RNA丰富的储备使这些短臂的丢失不产生严重的后果 临床上表型是正常的 但可能由于具有活性的NOR数量减少 引起不育 罗伯逊易位 全军医学检验中心 形成机理 在减数分裂粗线期 与罗氏易位有关的二条染色体形成特殊的四价体 可产生6种不同的配子 全军医学检验中心 产生6种配子 1种正常 1种携带者 其余4种均为不平衡配子 全军医学检验中心 全军医学检验中心 45 XY der 13 14 p10 q10 全军医学检验中心 等臂染色体 等臂染色体是着丝粒分裂异常所致 正常姐妹染色单体分裂是着丝粒进行纵裂 形成两条具有长 短臂的染色单体 如果染色体在着丝粒区发生横裂 就将形成二条只有长臂或短臂的等臂染色体 最常见的有原发性闭经女性患者染色体核型46 X i Xq 长臂等臂 46 X i Xp 短臂等臂 全军医学检验中心 全军医学检验中心 全军医学检验中心 衍生染色体 是一种包括两条或两条以上染色体的重排或者由于一条染色体内的多种畸变而产生的结构重排的染色体 用der表示 全军医学检验中心 46 XY 13 t 9 22 der 13 全军医学检验中心 第三节临床常见的染色体病 全军医学检验中心 常染色体异常综合征 常染色体异常综合征是指第1 22号常染色体发生数目或结构异常而引起的疾病 67 1 Down综合征是最先得到公认 最常见的严重染色体疾病之一 由于21号染色体多余了一个拷贝 故称21三体综合征 染色体不分离是该病的遗传病理基础 关键区域21q22 22 近50 100个基因的过量表达 产生特征性的Down临床表型 包括智力发育障碍 特殊面容 眼距宽 眼裂小 眼角上斜 伸舌 贯通掌和肌张力低下 40 患者有先天性心脏病 易发白血病 白内障 甲状腺功能低下和早衰 给社会和家庭带来严重的负担 全军医学检验中心 21三体包括四种类型 1 单纯21三体型或称游离三体型92 5 2 罗伯逊易位型4 6 3 镶嵌体型2 7 4 其他型0 2 全军医学检验中心 全军医学检验中心 2 其它常染色体三体综合征 如13三体 18三体 8三体综合征 胚胎期常伴有羊水过多 脑发育缺陷 颅面部畸型 唇裂 生长缓慢 室间隔缺损 摇椅足等 多数孕早期死亡 3 部份单体综合征 如5p部份单体综合征 出生时面圆如满月状 后逐渐消瘦为长脸 常伴有先天性心脏病和智力低下等 患儿因哭声象猫叫 又称为猫叫综合症 患者的核型为46 XX del 5p 是微缺失综合症中最常见的类型 全军医学检验中心 全军医学检验中心 性染色体异常综合征是指性染色体X或Y发生数目和结构异常而引起的疾病 全军医学检验中心 Klinefelter综合征以青春期睾丸发育不良为特征 在男性不育症中约占10 患者表型为男性 身材高大 四肢细长 睾丸不发育 小睾丸或隐睾 睾丸活检可见玻璃样变性和无精子生成 胡须 阴毛稀少或缺如 无喉结 偶有男性巨乳和身体比例异常 患者睾酮水平较低 雌激素水平近似女性 X染色质阳性 常见染色体核型是47 XXY 偶见48 XXXY 46 XY 47 XXY等 多为减数分裂 期染色体不分离 全军医学检验中心 全军医学检验中心 XYY综合症本病是由于父亲的精子在第二次减数分裂时发生了Y染色体不分离 发病率1 1000 监狱和精神病院中男性病人发病率明显升高 患者有生育能力 身材高大 性情爆燥 智力低下并具有较强的对抗性性格 可能行为异常与多余的这条染色体有关 全军医学检验中心 全军医学检验中心 Turner综合症又称性腺发育不全综合症 常见染色体核型45 X X染色质检查阴性 主要临床症状 身材矮小 通常不超过150cm 原发性闭经 乳房不发育 子宫小 外生殖器发育不良 成年后仍保持幼稚状态 常伴有颈蹼 肘提携角增大 心血管及肾脏畸型 活产女婴中