1、第八章 人类染色体与染色体病,本章重点内容提示,人类正常染色体的形态结构，分组特征染色体数目畸变和结构畸变类型常见染色体病的核型表达,一、染色体形态学和显带,在染色体狭窄处是着丝粒(centromere,cen), cen将染色体分为短臂(p)和长臂(q)。 染色体形态： 中央着丝粒染色体, cen 位于染色体的1/2处。 亚中着丝粒染色体, cen 位于染色体的5/8处 近端着丝粒染色体, cen 位于染色体的7/8处,端粒,Sister chromatids,随体,1、核型（Karyotype）分析,将一个体细胞中全套染色体按一定方式排列起来，构成图像。根据人类细胞遗传学国际命名体制（IS
2、CN），根据染色体的形态、大小和着丝粒的位置将染色体分为七组：A组：13，大 B组：4、5 大C组：612+X 中 D组：1315 中E组：1618 ，小， F组：19、20，小G组：21、22 +Y，最小,chr.groups: A: 13 B: 4, 5 C: 612, X D: 1315 E : 1618 F : 19, 20 G:21, 22, Y,染色体的两端为端粒，是一种蛋白-DNA结构，含有TTAGGG六核苷酸重复延伸序列，保护染色体不被降解，防止染色体末端融合，端粒缩短与细胞的寿命有关。近端着丝粒染色体（1315，21、22和Y）除Y以外都具有随体，位于短臂末端介细丝连接的球状
3、小体，细丝部位是rDNAgene所在部位，转录rRNA 进而形成核仁。,核型的描述,染色体总数，性染色体 正常男性 46 ，XY 正常女性 46 ，XX,2、染色体显带技术,染色体显带：经不同的方法处理染色体，经染色后使染色体在纵轴上显示明、暗或着色深、浅相间的横纹即显带（Banding）。这种带对每一条染色体来说都是独特的，可以区分和确认每一条染色体。,显带方法：,G-显带：是最常用的方法。标本经胰蛋白酶处理后，应用Giemsa染色，镜检、分析,显示深染和浅染相间的带纹。,46, XY,46, XX,常规G-banding使每个单倍体（24条染色体）都可以显示350550条带， 每条带大约代
4、表5x10610x106bp的DNA。每个基因长度不等，从102bp（a珠蛋白基因）2x106bp（抗肌萎缩蛋白基因）。估计平均每3000bp为一个基因，每条染色体可能代表几个或几百个基因,G显带深染带富含AT，富含长分散DNA序列（long interspersed sequence，LINES）是DNA的重复区域，不编码表达基因. G显带浅带，富含GC，含有许多转录基 因。这种DNA在间期核中呈现较为伸展的状态。 除了转录基因之外，它含有短分散DNA序列（short interspersed DNA sequence， SINES）。包括Alu序列。染色体上大多数断裂点和重排被认为是发生在
5、浅染带。,G显带,界标 区和带,除G显带外还有：R-显带：反G带 Q-显带：荧光显带，同G显带带纹 T-显带：末端显带 C-显带：着丝粒显带NOR：特异显示近端着丝粒染色体的核仁 组织区,R显带,Q-显带：荧光显带，同G显带带纹,T-显带：末端显带,C-显带：着丝粒显带,NOR：特异显示近端着丝粒染色体,三、人类细胞遗传学研究进展,（一）染色体高分辨显带新技术的应用使人们能够观察到前中期染色体，比中期染色体更伸展，这样观察的分辨率更高，可显示550850条带，即高分辨染色体。,高分辨显带,性染色体与X染色体失活,X染色质 X-chromatin,1949年，加拿大细胞学家Barr等人，在雌猫神
6、经原细胞核中发现一种浓缩小体，但在雄猫中看不到这种结构。进一步研究发现，除猫以外，其它雌性哺乳动物（包括人类）也同样存在这种显示性别差异的结构，称为Barr小体，既X染色质。正常女性的间期细胞核中紧贴核膜内缘有一个染色较深，约为1微米大小的椭圆形小体，既X染色质。,正常女性有两条X染色体，男性只有一条X染色体（和一条Y），X染色体有数量差异。那么，位于X染色体上的基因产物是否存在差异昵？为什么只有女性才有X染色质而男性没有？为什么某一种X连锁的突变基因纯合子女性的病情并不比半合子的男性严重？ 1961年，英国的遗传学家Mrry Lyon等四人，根据各自的实验提出了X染色体失活假说，后称为Lyo
7、n 假说，来解释上述问题。,莱昂（Lyon）假说,X失活发生在胚胎生命早期 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莱昂化-嵌合体,也就是说在女性细胞中的两条X染色体只有一条有活性，另一条无转录活性，在间期细胞核异固缩而失活。这样男女X连锁基因产物量保持相同水平，这种效应称为剂量补偿。,Y染色质 Y-chromatin,正常男性的间期细胞用荧光染料染色后，在细胞核内显示一个直径约为0.3微米的强荧光小体，称为Y染色质。Y染色质是Y染色体长臂末端部分异染色质区,被荧光染料着色所发出的荧光。这是Y染色体特有的，女性细胞中不存在。Y染色质数目=Y染色体数目。间期核Y染色质检测： 男性：
8、46，XY Y染色质为阳性 女性：46，XX Y染色质为阴性 X、Y染色质在鉴别一个人的性别上有作用，这种间期细胞核中染色质的性别差异，称为核性别（nuclear sex）,一、人类正常核型,核型（Karyotype）是一个物种所特有的染色体数目和每一条染色体所特有的形态特征 。,核型分析（Karyotype analysis） 通常将体细胞有丝分裂中期的全部染色体按照国际上统一的标准进行编号、分组，并对其数目、形态结构特征进行描述称核型分析。,图 61 人类染色体核型模式图（非显带）,表61 人类非显带染色体核型分组及形态特征（Denver体制）,正常核型的描述方法：先写染色体总数，再写性染
9、色体构成，两者之间用逗号隔开。,正常女性核型：46，XX； 正常男性核型：46，XY。,（二）染色体显带技术和带命名的国际体制,1. 染色体显带技术,2.高分辨显带,3.染色体带命名的国际体制,1. 染色体显带技术,图 62 人类显带染色体模式图（巴黎会议，1971）,Q带：氮芥喹吖因(QM),1. 染色体显带技术,Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶等Giemsa,1. 染色体显带技术,Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶Giemsa,R带：经处理的标本Giemsa或荧光染料,1. 染色体显带技术,Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶等Giemsa,R带: 经处理的标本Giemsa或荧光染料
10、,C带：Y染色体 着丝粒 副缢痕,1. 染色体显带技术,Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶Giemsa,R带: 经处理的标本Giemsa or Acridine Orange,C带：Y染色体 着丝粒 副缢痕,T带：染色体末端结构异常,1. 染色体显带技术,Q带：氮芥喹吖因(QM),G带：胰酶Giemsa,经处理的标本Giemsa or Acridine Orange,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：AgNO3Giemsa, NOR,1. 染色体显带技术,制备早中期、前中期或晚前期的染色体标本，这些细长的染色体可以显示更多的带纹，使一套单倍染色体的带纹数可达到4
11、00条、550条、850条，甚至1000多条 。,2高分辨显带(high resolution banding),人 类 染 色 体 高 分 辨 显 带 核 型 图,图 6-3 10号染色体320、550、850条带纹的模式图及550、850条带阶段的染色体照片,界标,2p,2q,1,1,2,2,2p16,3染色体带命名的国际体制,6 5 4 3 2 1,3,区,带,3染色体带命名的国际体制,10q23,10q23.3,10q23.33,二、性染色质,性染色质（sex chromatin）：是间期细胞核中性染色体的异染色质部分所显示出来的一种特殊结构。,人类性染色质包括X染色质（X-chromatin）和Y染色质（Y-chromatin）。,（一）X染色质,位于正常女性个体间期细胞核核膜内缘，为碱性染料浓染的染色质块，呈圆形、椭圆形或三角形，其平均直径约1m。,图 6-4 人类口腔上皮细胞（示X染色质）,Lyon假说：,1女性体细胞中的两条X染色体只有一条有活性，另一条在遗传上是失活的,2失活发生在胚胎早期,3X染色体的失活是随机的,图 65 Lyon假说示意图,（二）Y 染色质,Y染色质:是指正常男性的间期细胞用荧光染料染色后，在细胞核内出现的直径约为0.3m左右的圆形或卵圆形强荧光小体，或称Y小体 。,图 6-4 人类口腔上皮细胞（示Y染色质）,
