染色体与染色体畸变

人类染色体HumanChromosome,染色体（chromosome）,人类体细胞是二倍体：2n=46配子为单倍体：n=23,是遗传物质(基因)的载体由DNA和蛋白质等构成，具有储存和传递遗传信息的作用。,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,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）,常染色质与异染色质的特性比较,染色体,染色质由无数个重复的核小体亚单位（nucleosome）构成的核小体是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,从DNA到染色体水平的压缩过程,从DNA到染色体水平的压缩过程,性染色体（sexchromosome）,性别决定,有Y染色体男性无Y染色体女性,TDF（睾丸决定因子）基因是决定男性的起始因子,性分化,人类孕期第6周末，性腺的髓质或皮质开始分化,性染色体（sexchromosome）,性染色体进化,X染色体大约有20003000个基因Y染色体仅有几十个基因,X染色质（Xchromatin）Y染色质（Ychromatin）,性染色质（sexchromatin）,X和Y染色体在间期细胞核中的异染色质部分显示出来的一种特殊结构,X染色质（Xchromatin）,形态：正常女性间期细胞核中核膜内缘大小约1um的浓染染色质块,来源：失活的X染色体,数目：X染色体数1,临床应用：作为快速性别鉴定的手段之一,X染色质A、B、C、D、E：分别含0、1、2、3、4个X染色质,Lyon假说：1961年MaryLyon提出,失活发生在胚胎发育早期（15-16天，约5000个细胞）；X染色体的失活是随机的；失活是完全的；失活是永久的和克隆式繁殖的。,进一步研究补充：结构异常的X染色体优先失活；如与常染色体发生易位，则另一条正常X染色体优先失活失活X染色体上的有些基因逃避了失活在生殖细胞发生的过程中，失活的X染色体恢复活性,人类X染色体上约有1/3的基因可能逃避完全失活,Y染色质（Ychromatin）,形态：男性间期细胞用荧光染料染色后在核内出现的强荧光小体,来源：Y染色体长臂远端部分异染色质,数目：Y染色体数,临床应用：性别鉴定,人类染色体的数目、结构和形态,染色体组（chromosomeset)：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,人类染色体的数目：2n=46条,中期染色体的形态特征,染色体的结构、形态,染色体分组、核型与显带技术,染色体制备,任何组织的分裂期的有核细胞都可以用于染色体研究，最常用的是血淋巴细胞,人类核型分组与各组染色体形态特征（非显带标本）,近端,人类的正常核型,正常人类非显带核型,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,染色体显带与显带核型的识别,1968年，瑞典细胞化学家Caspersson,带型(bandingpattern)：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。,人类的正常核型,正常人类非显带核型,人类的染色体显带核型,Q带：氮芥喹吖因(QM),Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶Giemsa,人类的染色体显带核型,Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶Giemsa,R带：经盐溶液处理的标本Giemsa或QM,人类的染色体显带核型,Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶Giemsa,C带：着丝粒,人类的染色体显带核型,R带：经盐溶液处理的标本Giemsa或QM,Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶Giemsa,C带：Y染色体,T带：经加热处理的标本Giemsa染色体末端深染，用于分析端粒,人类的染色体显带核型,R带：经处理的标本Giemsa或QM,Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶Giemsa,C带：Y染色体着丝粒副缢痕,T带：染色体末端结构异常,N带：AgNO3染色,显示NOR,人类的染色体显带核型,R带：经处理的标本Giemsa或QM,高分辨显带(highresolutionbanding),染色体显带与显带核型的识别,人类的正常核型,正常人类非显带核型,1968年，瑞典细胞化学家Caspersson,高分辨显带(highresolutionbanding),染色体显带与显带核型的识别,人类的正常核型,正常人类非显带核型,1968年，瑞典细胞化学家Caspersson,分子细胞遗传学(Molecularcytogenetics),分子细胞遗传学,染色体涂染技术(ChromosomePainting),分子细胞遗传学,染色体涂染技术(ChromosomePainting),人类染色体命名国际体制,描述一特定带时需要写明以下4个内容：,界标（landmark）、区（region）、带（band）,染色体序号；臂的符号；区的序号；带的序号,1972年制定人类细胞遗传学命名的国际体制(ISCN)：,显带染色体的界标、区和带示意图,界标,Xp,Xq,区,带,1,1,2,2,12345678,Xq28,染色体带命名的国际体制,核型分析中常用的符号和术语,核型分析中常用的符号和术语,染色体畸变chromosomeaberration,染色体畸变,体细胞或生殖细胞内染色体发生的异常改变。,染色体数目异常(numericalabnormality),染色体结构畸变(structuralaberration),染色体畸变发生的原因,化学因素：药物,自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）,抗肿瘤药物环磷酰胺、氮芥、白硝安（马利兰）、甲氨喋呤、阿糖胞苷等抗癌药物可导致染色体畸变保胎及预防妊娠反应的药物,染色体畸变发生的原因,许多化学合成的农药可以引起人类细胞染色体畸变。某些有机磷农药也可使染色体畸变率增高，如敌百虫类农药。,自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）化学因素：药物、农药,染色体畸变发生的原因,苯、甲苯、铝、砷、二硫化碳等，都可以导致染色体畸变。,自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）化学因素：药物、农药、工业毒物,染色体畸变发生的原因,食品的防腐剂和色素等添加剂中所含的化学物质也可以使人类染色体发生畸变，如硝基呋喃基糖酰胺AF-2、环己基糖精等。,自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）化学因素：药物、农药、工业毒物、食品添加剂,染色体畸变发生的原因,电离辐射,自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）化学因素：药物、农药、工业毒物、食品添加剂物理因素：射线,染色体畸变发生的原因,风疹病毒、麻疹病毒和巨细胞病毒等,自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）化学因素：药物、农药、工业毒物、食品添加剂物理因素：射线生物因素：生物类毒素、病毒等,染色体畸变发生的原因,自发畸变（spontaneousaberration）诱发畸变（inducedaberration）化学因素：药物、农药、工业毒物、食品添加剂物理因素：射线生物因素：生物类毒素、病毒等母亲年龄,Down综合征与母亲年龄,整倍体改变（euploid）染色体数目畸变非整倍体改变（aneupliod）,染色体数目异常及其产生机制,染色体数目异常,整倍体(euploid),染色体数目成倍增加，导致多倍体(polyploid)。,三倍体(triploid)：3n69,染色体数目异常,整倍体(euploid),三极纺锤体,三倍体(triploid)：3n69,染色体数目异常,整倍体(euploid),四倍体(tetraploid)：4n92,形成原因,双雄受精(diandry)或双雌受精(digyny),三倍体(triploid)：3n69,染色体数目异常,整倍体(euploid),双雄受精和双雌受精,四倍体(tetraploid)：4n92,形成原因,双雄受精(diandry)或双雌受精(digyny),核内复制(endoreduplication),三倍体(triploid)：3n69,染色体数目异常,整倍体(euploid),双倍染色体(diplochromosome),细胞内个别染色体数的增加或减少，形成非整倍体。,体细胞染色体数目少于二倍体(46条)时称为亚二倍体(hypodiploid)，体细胞染色体数目多于二倍体时称为超二倍体(hyperdiploid)。,染色体数目异常,非整倍体(aneuploid),非整倍体改变的类型,单体型(monosomy),染色体数目异常,非整倍体(aneuploid),单体型-45,x,非整倍体改变的类型,单体型(monosomy),三体型(trisomy),染色体数目异常,非整倍体(aneuploid),三体型21三体,非整倍体改变的类型,单体型(monosomy),三体型(trisomy),多体型(ploysomy),染色体数目异常,非整倍体(aneuploid),染色体不分离(non-disjunction),减数分裂不分离(meioticnon-disjunction),形成机制,非整倍体改变的类型,染色体数目异常,非整倍体(aneuploid),减数分裂中染色体不分离a减数分裂I同源染色体不分离；b减数分裂II姐妹染色单体不分离,有丝分裂不分离(mitoticnon-disjunction),染色体不分离(non-disjunction),减数分裂不分离(meioticnon-disjunction),形成机制,非整倍体改变的类型,染色体数目异常,非整倍体(aneuploid),有丝分裂不分离,嵌合体(mosaic)指体内同时存在染色体数目不同的两种或两种以上细胞系的个体。,有丝分裂不分离(mitoticnon-disjunction)是指发生在受精卵早期卵裂或体细胞有丝分裂过程中的姐妹染色单体不分离，即可形成嵌合体(mosaic)。,嵌合体个体中各细胞系的类型和数量的比例，取决于发生染色体不分离的卵裂时间的早晚。,有丝分裂不分离,47/45Mosaic,46/47/45Mosaic,染色体丢失(loss),染色体不分离(non-disjunction),形成机制,非整倍体改变的类型,染色体数目异常,非整倍体(aneuploid),非整倍体的描述方法：染色体总数，性染色体组成，（）畸变染色体序号,例如：47，XY，1845，XX，2245，X或45，X0,染色体畸变,染色体数目异常(numericalabnormality),染色体结构畸变(structuralaberration),染色体结构畸变：指染色体部分片段的缺失或重排。,基础：染色体断裂和/或断裂后的异常连接,染色体结构畸变,缺失部分单体型(partialmonosomy),染色体结构畸变的种类,缺失(deletion，del),末端缺失(terminaldeletion),缺失(deletion，del),末端缺失(terminaldeletion),缺失(deletion，del),中间缺失(interstitialdeletion),4q13,缺失(deletion，del),中间缺失(interstitialdeletion),4q13,重复部分三体型(partialtrisomy),缺失部分单体型(partialmonosomy),染色体结构畸变的种类,重复(duplication，dup),正位重复,倒位重复,倒位(inversion),重复部分三体型(partialtrisomy),缺失部分单体型(partialmonosomy),染色体结构畸变的种类,倒位(inversion，inv),4q13,臂内倒位(paracentricinversion),4p14,倒位(inversion，inv),臂间倒位(pericentricinversion),倒位(inversion，inv),倒位(inversion，inv),易位(translocation),倒位(inversion),重复部分三体型(partialtrisomy),缺失部分单体型(partialmonosomy),染色体结构畸变的种类,易位(translocation，t),相互易位(reciprocaltranslocation),易位(translocation，t),相互易位(reciprocaltranslocation),易位(translocation，t),相互易位(reciprocaltranslocation),易位(translocation，t),罗伯逊易位(robertsoniantranslocation),易位(translocation，t),罗伯逊易位(robertsoniantranslocation),易位(translocation，t),插入易位,两条非同源染色体同时发生断裂，但只有其中一条染色体的片段插入到另一条染色体的非末端部位。,环状染色体(ring