染色体畸变与染色体病之间的区别

新乡医学院生命科学技术系本章节重点染色体数目异常及产生机制染色体结构畸变及产生机制常见染色体病易位型21三体染色体分离特点新乡医学院生命科学技术系第一节人类的正常核型一、正常人类非显带核型PictureofchromosomesOftenarrangedwithautosomesindescendingorderandsexchromosomesseparate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。染色体分组：A、B、C、D、E、F、G七组。Chromosomecanbedistinguishedbytherelativesizesandthepositionofthecentromere.Metacentric(1,3,16,19,20)Submetacentric(2,4-12,17,18,X)Acrocentric(13,14,15,21,22,Y)DenverSystemDenverSystem新乡医学院生命科学技术系第一节人类的正常核型一、正常人类非显带核型二、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。Q带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋Giemsa新乡医学院生命科学技术系第一节人类的正常核型一、正常人类非显带核型二、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。Q带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋GiemsaR带：经处理标本＋Giemsa

或AcridineOrange新乡医学院生命科学技术系第一节人类的正常核型一、正常人类非显带核型二、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。Q带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋GiemsaC带：着丝粒,Y染色体,副缢痕R带：处理标本＋Giemsa

或

AcridineOrange新乡医学院生命科学技术系T带：染色体末端结构异常第一节人类的正常核型一、正常人类非显带核型二、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。Q带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋GiemsaC带：着丝粒,Y染色体,副缢痕R带：处理标本＋Giemsa

或

AcridineOrange新乡医学院生命科学技术系N带：AgNO3＋GiemsaNORT带：染色体末端结构异常第一节人类的正常核型一、正常人类非显带核型二、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。Q带：氮芥喹吖因(QM)G带：胰酶＋GiemsaC带：着丝粒,Y染色体,副缢痕R带：处理标本＋Giemsa

或

AcridineOrange新乡医学院生命科学技术系第一节人类的正常核型一、正常人类非显带核型二、染色体显带与显带核型的识别高分辨显带(highresolutionbanding)10号染色体320、550、850条带阶段的模式图及550、850条带阶段的染色体照片Namingofparts

centromere

telomere

telomereparmàqarm

à9q34.1àheterochromatin

à人类细胞遗传学研究的新进展FISHFISHX染色体Y染色体13号染色体18号染色体21号染色体FISHDNAfiber-FISH3cosmidfromMHClocus35～40Kb/cosmidChromosomePaintingCGHCGH新乡医学院生命科学技术系第一节人类的正常核型界标(landmark)：每条染色体经显带后具有的稳定的、显著形态学特征的标记。包括染色体两臂的末端、着丝粒和某些明显的带。XpXq区(region)1122带(band)123456781.染色体号Xq282.臂的符号3.区的序号4.带的序号GBandingwithGiemsastainRevealsaUniquePatternonEachChromosomeHumanXchromosome新乡医学院生命科学技术系第二节染色体畸变染色体畸变(chromosomalaberration)是指染色体在数目和结构上的改变。染色体数目异常(numericalabnormality)染色体结构畸变(structuralaberration)1.物理因素2.化学因素3.生物因素4.年龄因素5.遗传因素新乡医学院生命科学技术系染色体数目异常一、整倍体(eulpoid)染色体数目成倍增加,导致多倍体(polyploid)。1.三倍体(triploid)指体细胞中有三个染色体组，3n＝69染色体在正常二倍体数目上的增加和减少，称染色体数目异常。新乡医学院生命科学技术系染色体数目异常

一、整倍体(eulpoid)染色体数目成倍增加，导致多倍体(polyploid)。1.三倍体(triploid)指体细胞中有三个染色体组，3n＝692.四倍体(tetraploid)指体细胞中有四个染色体组，4n＝923.形成原因(1)双雄受精(diandry)或双雌受精(digyny)(2)核内复制(endoreduplication)新乡医学院生命科学技术系双倍染色体(diplochromosome)新乡医学院生命科学技术系(3)核内有丝分裂(endomitosis)染色体数目异常

一、整倍体(eulpoid)染色体数目成倍增加，导致多倍体(polyploid)。1.三倍体(triploid)指体细胞中有三个染色体组，3n＝692.四倍体(tetraploid)指体细胞中有四个染色体组，4n＝923.形成原因(1)双雄受精(diandry)或双雌受精(digyny)(2)核内复制(endoreduplication)新乡医学院生命科学技术系染色体数目异常二、非整倍体(aneuploid)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)。新乡医学院生命科学技术系染色体数目异常

二、非整倍体(aneuploid)细胞内个别染色体数的增加或减少，形成非整倍体。1.非整倍体改变的类型(1)单体型(monosomy)：某对染色体减少了一条（2n+1），细胞内染色体总数为45条。(2)三体型(trisomy)：某对染色体增加了一条。(3)多体型(ploysomy)：某对染色体增加了2条或2条以上。(4)复合非整倍体新乡医学院生命科学技术系染色体数目异常二、非整倍体(aneuploid)细胞内个别染色体数的增加或减少形成非整倍体。1.非整倍体改变的类型(1)染色体不分离(non-disjunction)①第一次减数分裂不分离②第二次减数分裂不分离

2.非整倍体改变的形成机制③有丝分裂不分离新乡医学院生命科学技术系染色体数目异常

二、非整倍体(aneuploid)细胞内个别染色体数的增加或减少形成非整倍体。1.非整倍体改变的类型(1)染色体不分离(non-disjunction)2.非整倍体改变的形成机制(2)染色体丢失(loss)或后期延迟(anaphaselag)Nondisjunction

在细胞分裂中，某一对同源染色体或一条染色体的两条姐妹染色单体不能分向两极，而进入同一个子细胞的现象，称为染色体不分离(nondisjunction).新乡医学院生命科学技术系第一次减数分裂不分离2NN染色体不分离发生在减数分裂后期Ⅰ；N＋1N－12N＋12N＋12N－12N－1正常受精后，1/2形成超二倍体(2n＋1)，1/2形成亚二倍体(2n－1)。N＋1N＋1N－1N－1形成的成熟配子中，1/2有(n＋1)条染色体，1/2有(n－1)条染色体；Back新乡医学院生命科学技术系第二次减数分裂不分离2NNNN2N2N2N＋12N－1正常受精后，1/2为二倍体，1/4形成超二倍体(2n＋1)，1/4形成亚二倍体(2n－1)。染色体不分离发生在减数分裂后期Ⅱ；NNN－1N＋1在形成的成熟配子中，1/2有n条染色体，1/4有(n＋1)条染色体，1/4有(n－1)条染色体；新乡医学院生命科学技术系减数分裂不分离(meioticnon-disjunction)初级不分离(primarynon-disjunction)父母均为正常二倍体，只是在生殖细胞形成时，由于减数分裂染色体不分离，导致受精后产生三体型患儿，称为初级不分离。由于父母一方为三体型，其生殖细胞在减数分裂时发生的不分离，称为次级不分离。次级不分离(secondarynon-disjunction)新乡医学院生命科学技术系减数分裂不分离(meioticnon-disjunction)Back2N+1N2N2N2N＋12N＋1正常受精后，1/2为二倍体，1/2形成超二倍体(2n＋1)。NN＋1三体型亲代在减数分裂时，一条染色体移至一极，两条染色体移至另一极；NNN＋1N＋1在形成的成熟配子中，1/2有n条染色体，1/2有(n＋1)条染色体；新乡医学院生命科学技术系有丝分裂不分离(mitoticnon-disjunction)嵌合体：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：发生在受精卵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)。新乡医学院生命科学技术系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。2N2N2N2N2N2N－12N＋146/47/45嵌合体个体2N2N－12N＋147/45嵌合体个体有丝分裂不分离(mitoticnon-disjunction)Back

染色体丢失在减数分裂或有丝分裂中，一对同源染色体或一对姐妹染色单体中的一条没能进入任何一个子细胞中，结果造成其中一个子细胞少了一条染色体，称染色体丢失。例：第二次卵裂中X染色体丢失46,XX45,X46,XX合子（46,XX）（图示两条X染色体）第一次有丝分裂46,XX45,X/46,XXX染色体丢失新乡医学院生命科学技术系染色体结构畸变：指染色体部分片段的缺失、重复或重排等。基础：染色体断裂和/或断裂后的异常连接染色体结构畸变衍生染色体(derivativechromosome)“平衡的”与“不平衡的”Structuralabnormalities染色体结构异常断裂是染色体结构异常的基础,重接错误是结构异常的根本原因。Deletion–ofpartorallofachromosomeInversionDuplication–ofpartorallofachromosomeTranslocation：Reciprocal/Non-reciprocal/Robertsonian新乡医学院生命科学技术系染色体结构畸变的种类1.缺失(deletion)：部分单体型(partialmonosomy)。染色体结构畸变新乡医学院生命科学技术系缺失(deletion，del)末端缺失(terminaldeletion)4q27新乡医学院生命科学技术系4q134q25缺失(deletion，del)中间缺失(interstitialdeletion)Prader-WillichildrenbecomeextremelyobeseOtherfeatures:MentalretardationShortstaturePoorsexualdevelopmentinmalesBehavioralproblems缺失(deletion，

del)是指一条染色体发生断裂后，其断片丢失，造成染色体缺失一段：末端缺失、中间缺失.环状染色体(ringchromosome,

r):当一条染色体的两臂各有一次断裂,有着丝点的两个端彼此重新连接,形成环状染色体(辐射损伤)新乡医学院生命科学技术系染色体结构畸变染色体结构畸变的种类2.重复(duplication)：部分三体型(partialtrisomy)1.缺失(deletion)：部分单体型(partialmonosomy)。新乡医学院生命科学技术系重复(duplication，dup)正位重复倒位重复Duplications

AsegmentofchromosomeisdoubledAsingleunequalcrossoveryields1duplicationand1deletionTheseduplicationsprobablyarisebytheprocessofunequalcrossingoverAnenequalcrossoverwithinduplicatedregionsleadstogreaterduplication新乡医学院生命科学技术系染色体结构畸变3.倒位(inversion)染色体结构畸变的种类2.重复(duplication)：部分三体型(partialtrisomy)1.缺失(deletion)：部分单体型(partialmonosomy)。倒位(inversion,

inv):一条染色体发生两次断裂,断裂段颠倒位置重接,形成倒位。分为臂内倒位和臂间倒位。新乡医学院生命科学技术系倒位(inversion，inv)

臂内倒位(paracentricinversion)4q134q24新乡医学院生命科学技术系臂间倒位(pericentricinversion)4p144q21倒位(inversion，inv)

新乡医学院生命科学技术系倒位(inversion，inv)

新乡医学院生命科学技术系倒位(inversion，inv)

INVERSIONSAninversionresultswhenasegmentofachromosomegetsreoriented180ofromnormal.Thisrequirestwobreaksinthechromosome新乡医学院生命科学技术系4.易位(translocation)染色体结构畸变3.倒位(inversion)染色体结构畸变的种类2.重复(duplication)：部分三体型(partialtrisomy)1.缺失(deletion)：部分单体型(partialmonosomy)。新乡医学院生命科学技术系易位(translocation，t)相互易位(reciprocaltranslocation)4q2520q12新乡医学院生命科学技术系易位(translocation，t)相互易位(reciprocaltranslocation)易位(translocation,

t):两条非同源染色体同时发生断裂,断片交换位置重接,结果形成易位。分为相互易位和罗氏易位等。Aswithinversions,translocationsusuallyinvolvenonetgainorlossofgeneticmaterialMeiosisinabalancedtranslocationheterozygote,withnocrossingoverUsingFISH,translocationsarereadilyapparent,asthenextslideshows.慢性粒细胞白血病t(9;22)新乡医学院生命科学技术系易位(translocation，t)罗伯逊易位(robertsoniantranslocation)新乡医学院生命科学技术系易位(translocation，t)罗伯逊易位(robertsoniantranslocation)新乡医学院生命科学技术系5.环状染色体(ringchromosome)4.易位(translocation)染色体结构畸变3.倒位(inversion)染色体结构畸变的种类2.重复(duplication)：部分三体型(partialtrisomy)1.缺失(deletion)：部分单体型(partialmonosomy)。新乡医学院生命科学技术系环状染色体(ringchromosome，r)2q312p21新乡医学院生命科学技术系p21q312q312p21环状染色体(ringchromosome，r)新乡医学院生命科学技术系环状染色体(ringchromosome，r)新乡医学院生命科学技术系6.等臂染色体(isochromosome)5.环状染色体(ringchromosome)4.易位(translocation)染色体结构畸变3.倒位(inversion)染色体结构畸变的种类2.重复(duplication)：部分三体型(partialtrisomy)1.缺失(deletion)：部分单体型(partialmonosomy)。新乡医学院生命科学技术系等臂染色体(isochromosome，i)新乡医学院生命科学技术系5.等臂染色体（isochromosome，i）;染色体断裂如发生在着丝粒区，使着丝粒横断，则两个臂的姐妹染色体单体分别互相连接，形成两条与短臂或长臂相应的染色体等臂染色体新乡医学院生命科学技术系7.双着丝粒染色体(dicentricchromosome)6.等臂染色体(isochromosome)5.环状染色体(ringchromosome)4.易位(translocation)染色体结构畸变3.倒位(inversion)染色体结构畸变的种类2.重复(duplication)：部分三体型(partialtrisomy)1.缺失(deletion)：部分单体型(partialmonosomy)。新乡医学院生命科学技术系双着丝粒染色体6q2211p15双着丝粒染色体(dicentricchromosome，dic)：两条染色体断裂后，有着丝点的两个片段相连接，即形成一个双着丝粒染色体。新乡医学院生命科学技术系染色体结构畸变染色体结构畸变的传递1.有丝分裂染色体型畸变&染色单体型畸变稳定型染色体畸变&非稳定型染色体畸变2.减数分裂结构杂合体衍生染色体重组染色体(recombinedchromosome)新乡医学院生命科学技术系ABCD四射体易位(translocation，t)相互易位(reciprocaltranslocation)新乡医学院生命科学技术系倒位环(inversionloop)臂间倒位(pericentricinversion)倒位(inversion，inv)

新乡医学院生命科学技术系臂间倒位(pericentricinversion)倒位(inversion，inv)

新乡医学院生命科学技术系臂间倒位(pericentricinversion)倒位(inversion，inv)

倒位环(inversionloop)ThechromosomesassumethischaracteristicloopconfigurationThiscausesnoproblem,unlesscrossingoveroccurswithintheinvertedregionMeiosisinPara-centricHetero-zygoteDicentricandacentricchromosomesproducedMeiosisinPeri-centricHetero-zygoteDuplicationsanddeletions核型分析中常用的符号和术语新乡医学院生命科学技术系第三节染色体病(chromosomedisease)染色体畸变的后果1.自然流产2.先天缺陷3.携带者染色体病(chromosomaldisease):由于染色体结构或数目异常所引起的疾病。分为常染色体异常综合征(autosomalaberrationsyndrome)、性染色体异常综合征(sexchromosomalaberrationsyndrome)和染色体异常携带者(carrierofchromosomalaberration)三类。新乡医学院生命科学技术系常染色体病一、三体综合征1.先天愚形(21三体综合征，Downsyndrome)新乡医学院生命科学技术系主要临床特征：严重智力低下，生长迟缓；枕骨扁平，发际低；眼距宽，外眼角上斜，内眦赘皮；鼻根低平，舌大，腭弓高尖；通贯手，小指内弯，有一指褶纹；男性不育、女性偶有生育能力。发病率1/600～800新生儿。常染色体病一、三体综合征1.先天愚形(21三体综合征，Downsyndrome)新乡医学院生命科学技术系①21三体型：占95％，47,XX(XY),＋21。

由减数分裂时21号染色体不分离所致其发病率随母亲年龄增高而增大。常染色体病一、三体综合征1.先天愚形(21三体综合征，Downsyndrome)新乡医学院生命科学技术系②嵌合型：占2～4％，46/47，＋21

由胚胎期卵裂21号染色体不分离所致。③易位型：46,XX(XY),－14,＋t(14q21q)

由平衡易位携带者亲代传来。亲代核型：45,XX(XY),－14,－21,＋t(14q21q)。①21三体型：占95％，47,XX(XY),＋21。

由减数分裂时21号染色体不分离所致。其发病率随母亲年龄增高而增大。常染色体病一、三体综合征1.先天愚形(21三体综合征，Downsyndrome)新乡医学院生命科学技术系正常14/21平衡易位携带者易位型先天愚形21单体型(流产)14单体型(流产)14三体型(可能致死)新乡医学院生命科学技术系主要临床特征：生长发育障碍小眼，眼距宽，内眦赘皮小口，腭弓窄，唇裂或腭裂先天性心脏病(95％)特殊握拳姿势；摇椅样畸形足发病率1/4,000～5,000活婴男女比例为1:42.18三体综合征(Edwardssyndrome)常染色体病一、三体综合征18三体：Edward综合征核型：47，XX（XY）+1818三体新乡医学院生命科学技术系中枢神经系统严重发育缺陷发育迟缓，严重智力低下小眼或无眼，眼距宽，内眦赘皮唇裂或腭裂预后不佳，45％在出生1月内死亡主要临床特征：发病率1/5,000～21,000。3.13三体综合征(Patausyndrome)常染色体病一、三体综合征核型：47,XX,+13新乡医学院生命科学技术系猫叫样哭声，随年龄增长而消失智力发育迟缓，满月脸眼距宽，外眼角下斜，内眦赘皮腭弓高，下颌小先天性心脏病(50％)主要临床特征：发病率1/50,000常染色体病二、部分三体综合征或部分单体综合征5p－三体综合征(猫叫综合征，Cri-du-chatsyndrome)核型：46,XX(XY),5P－猫叫综合征Cri-du-chatDuetoadeletionofpartoftheshortarmofchromosome5.Features:High-pitchedmewingcryasinfants“Anti-mongoloid”slantoftheeyesMentalretardationDeathbyabout4years.新乡医学院生命科学技术系性染色体病一、先天性睾丸发育不全综合征(Klinefeltersyndrome)1942年，Klinefelter首先描述。1956年，Bradbury发现病人的X染色质呈阳性。1959年，Jacob和Strong证实患者核型为47，XXY。发病率为1/850男性。男性精神发育不全中为1/100，男性不育中为1/10。核型：47，XXY先天性发育不全综合征47，XXY新乡医学院生命科学技术系性染色体病二、XYY综合征1961年，Sandburg首先描述，核型为47，XYY发病率为0.11％男性男性精神病患者中占为3/100身高＞180cm：1/200；＞190cm：1/30；＞200cm：1/10。XYY综合征,47，XYY，父亲YY发生不分离，形成YY精子。

~5%criminalswithviolentandantisocialbehaviorareXYY,butonly0.1%ofmalesinpopulationXYYDoesthissyndromecauseviolentbehavior?Shouldthissyndromebeusedasadefenseincriminaltrials?新乡医学院生命科学技术系三、性腺发育不全(Turner综合征，Turnersyndrome)1938年，Turner首先描述。1954年，发现患者的X染色质呈阴性。1959年，Ford证实患者核型为45，X。发病率为1/2,500～1/5,000女性。性染色体病1.X单体型：45，X三、性腺发育不全(Turner综合征)性染色体病

Turnersyndrome核型：45，X。X染色质、Y染色质均阴性。原因：父亲形成精子过程，XY染色体不分离。45，XFemaleShort,wide-chestedUnderdevelopedbreastsRudimentaryovariesSterileNormalintelligence新乡医学院生命科学技术系2.嵌合型：45,X/46,XX；45,X/47,XXX；45,X/46,XX/47,XXX。3.X等臂染色体：46，X，i(Xq)；46，X，i(Xp)。4.X染色体其他结构畸变：XXp-；XXq-；46，X，r(X)。1.X单体型：45，X。三、性腺发育不全(Turner综合征，Turnersyndrome)性染色体病新乡医学院生命科学技术系1959年，Jacob首先描述，核型为47，XXX。性染色体病四、X三体综合征发病率为1/1,000女性新生儿。女性精神病患者中占为4/1,000。XXX综合征：47，XXX，卵细胞分裂时，X染色体不分离。多数患者性发育正常，可生育，部分患者性发育幼稚，原发性闭经。X愈多智力发育愈差，身体畸形愈重。新乡医学院生命科学技术系脆性部位(fragilesite)Xq27.3——FraX性染色体病五、脆性X染色体(fragileXchromosome，FraX)综合征新乡医学院生命科学技术系性染色体病1969年，Lubs在X连锁的智力低下家庭中发现。五、脆性X染色体(fragileXchromosome，FraX)综合征新乡医学院生命科学技术系1969年，Lubs在X连锁的智力低下家庭中发现。1/1,000的男性带有致病基因，20％不发病。实际发病率为1/1,250～1/1,350。其发病率是仅次于先天愚形的智力低下性疾病。1/3的女性杂合子为轻度智力低下，出现率约1/2,000。性染色体病五、脆性X染色体综合征(fragileXchromosome，FraX)CoarsefacialfeaturesMalformed,largeearsLong,narrowfacesVerylargetesticlesThesiteatwhichthishappensiscalledthefragileXsiteandthegeneinvolvedistheFMR-1geneTheFMR-1geneisinthelongarmoftheXchromosomeatpositionXq27.3Featuresofthedisorder:MentalRetardationAverageIQofaffected malesisabout40BehaviorchangesresemblingautismDelayedlanguageskillsPoorcoordination新乡医学院生命科学技术系FMR-1基因——Xq275'端有一个(CGG)nn＝6～50正常人

60～200前突变(premutation)

200～230全突变(fullmutation)性染色体病五、脆性X染色体综合征(fragile