TheHumanKaryotype

人類基因組生物科學

Thereare44autosomesand2sexchromosomesinthehumangenome,foratotalof46.KaryotypesarepicturesofhomologouschromosomeslineduptogetherduringMetaphaseIofmeiosis.Thechromosomemicrographsarethenarrangedbysizeandpastedontoasheet.

人類基因組中共有46條染色體，其中常色體44條，性染色體2條。核型就是對細胞有絲分裂中期同源染色體排列在一起組成的形態(tài)的描述。染色體的顯微圖像是按大小一張接著一張排列的。1.Humanchromosomalabnormalities1.人類非正常染色體Acommonabnormalityiscausedbynondisjunction,thefailureofreplicatedchromosomestosegregateduringAnaphaseⅡ.Agametelackingachromosomecannotproduceaviableembryo.Occasionallyagametewithn+1chromosomescanproduceaviableembryo.

一般非正常染色體是由于細胞分裂后期復制后的染色體無法分離造成的。缺少一條染色體的配子是無法形成正常胚胎的。然而配子若多了一條染色體有時也可以形成胚胎。

在人體中，不分離現(xiàn)象通常與人類第21條染色體有關，它常會伴隨一種大家都知道的叫做先天愚型的疾病，也可叫做21三體綜合征。先天愚型患者輕者性情溫順，重者神經(jīng)發(fā)育遲緩，體型矮胖，會有因舌頭太大而導致的語言功能障礙。若能活到中年，極有可能會患有阿爾茨海默病。95%的該病患者是由于人體第21條染色體分離造成的。也有個別病例是由于父母一方的細胞內(nèi)染色體置換造成的。我們要明白，置換是指一條染色體轉移到另一條非同源染色體上。盡管有25%的病例是由于父親額外多出一條染色體造成的，但先天愚型發(fā)生概率會隨母親懷孕年齡的增長而提高。先天愚型患者

Sex-chromosomeabnormalitiesmayalsobecausedbynondisjunctionofoneormoresexchromosomes.Anycombination(uptoXXXXY)producesmaleness.MaleswithmorethanoneXareusuallyunderdevelopedandsterile.XXXandXOwomenareknown,althoughinmostcasestheyaresterile.WhatmeioticdifficultiesmightapersonwithDown’ssyndromeorextrasex-chromosomesface?

非正常性染色體可能也是由于一條或多條性染色體分離造成的，任意XY組型的染色體均為雄性。含有多條染色體的雄性通常發(fā)育不良，沒有生殖能力。我們知道大多數(shù)組型為XXX和XO的女性患者也是不育的。有著先天愚型疾病或者多出一條性染色體的患者的細胞減數(shù)分裂時將會遇到什么樣的障礙呢？

通過簡單的羊膜穿刺技術可以在產(chǎn)前檢測出胎兒的非正常染色體。就是把一個小針頭插入到胎兒周圍的羊膜里。（胎兒就是稱第一個妊娠三個月未出生小孩的專業(yè)用語。檢測所提取的細胞是胎兒所丟棄的，然而它們依然很重要。比如在嬰兒染色體組型確定后，像可以致先天愚型的重要染色體，可以用這種細胞對這類染色體進行檢測。

Albinism,thelackofpigmentationinskin,hair,andeyes,idalsoaMendelianhumantrait.Homozygousrecessive(aa)individualsmakenopigments,andsohaveface,hair,andeyesthatarewhitetoyellow.Forheterozygousparentswithnormalpigmentation(Aa),twodifferenttypesofgametesmaybeproduced:Aora.Fromsuchacross1/4ofthechildrencouldbealbinos.Thebrownpigmentmelanincannotbemadebyalbinos.Severalmutationsmaycausealbinism:1)thelackofoneoranotherenzymealongthemelanin-producingpathway;2)theinabilityoftheenzymetoenterthepigmentcellsandconverttheaminoacidtyrosineintomelanin.白化病患者

Phenylketonuria(PKU)isrecessivelyinheriteddisorderwhosesuffererslacktheabilitytosynthesizeanenzymetoconverttheaminoacidphenylalanineintotyrosine.Individualshomozygousrecessiveforthisallelehaveabuildupofphenylalanineandabnormalbreakdownproductsintheurineandblood.Thebreakdownproductscanbeharmfultodevelopingnervoussystemsandleadtomentalretardation.1in15,000infantssuffersfromthisproblem.PKUhomozygotesarenowroutinelytestedforinmoststates.IfyoulookcloselyataproductcontainingNutra-sweetartificialsweetener,youwillseeawarningtoPKUsuffererssincephenylalanineisoneoftheaminoacidsinthesweetener.PKUsuffererssincephenylalanineisoneoftheaminoacidsinthesweetener.PKUsufferersareplacedonadietlowinphenylalanine,enoughformetabolicneedsbutnotenoughtocausethebuildupofharmfulintermediates.

苯丙酮尿癥也是一種隱性遺傳病，患者體內(nèi)缺乏一種能將苯丙氨酸轉化成酪氨酸是酶。含有這種等位隱形純和基因的個體體內(nèi)會積累苯丙氨酸，在患者的尿液和血液中含有該物質(zhì)的分解產(chǎn)物。該產(chǎn)物能阻礙神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育，從而引起神經(jīng)發(fā)育遲緩。15000名嬰兒中就有1名嬰兒患有此種遺傳病。多數(shù)情況下，引起該種疾病的隱形純和基因可以被常規(guī)檢測出來。當你仔細觀察一款含有紐特健康糖的人工合成的甜味劑的包裝說明時，你會發(fā)現(xiàn)有一個關于苯丙酮尿患者慎用的友情提示。苯丙酮尿癥患者一定要注意飲食中苯丙氨酸含量要盡可能少，而身體新陳代謝所需要的物質(zhì)要充足，但是那些其中間代謝產(chǎn)物的積累對身體產(chǎn)生危害的物質(zhì)就不能食用那么多了。苯丙酮尿癥患者

Tay-SachsDiseaseisanautosomalrecessiveresultingindegenerationofthenervoussystem.Symptomsmanifestafterbirth.Childrenhomozygousrecessiveforthisallelerarelysurvivepastfiveyearsofage.SuffererslacktheabilitytomaketheenzymeN-acetyl-hexosaminidase,whichbreaksdowntheGM2gangliosidelipid.Thislipidaccumulatesinlysosomesinbraincells,eventuallykillingthebraincells.Althoughrareinthegeneralpopulation(1in300,000births),itwas(untilrecently)higher(1in3600births)amongJewsofeasterncentralEuropeandescent.Onein28AmericanJewsisthoughttobeacarrier,since90%oftheAmericanJewishpopulationemigratedfromthoseareasinEurope.MostTay-SachsbabiesbornintheUSareborntonon-Jewishparents,whodidnotundergotestingprogramsthatmostUSJewishprospectiveparentshad.

Sickle-cellanemiaisanautosomalrecessive.NinepercentofUSblacksareheterozygous,while0.2%arehomozygousrecessive.Therecessiveallelecausesasingleaminoacidsubstitutioninthebetachainsofhemoglobin.Whenoxygenconcentrationislow,sicklingofcellsoccurs.Heterozygotesmakeenough“goodbeta-chainhemoglobin”thattheydonotsufferaslongasoxygenconcentrationsremainhigh,suchasatsea-level.

鐮刀形細胞貧血癥是一種常染色體隱性遺傳病。美國黑人中有9%是雜合基因，而0.2%是隱形純和基因。這種隱性基因會在血紅蛋白β~鏈中引起單個氨基酸的替換。當氧濃度變低時，血紅細胞就會變成鐮刀狀。而具有雜合基因的人體內(nèi)血紅蛋白的β~鏈是正常的，只要氧濃度維持較高濃度水平，他們就不會發(fā)病。

Huntington’sdisease(alsoreferredtoasWoody

Guthrie’sdisease,afterthefolksingerwhodiedinthe1960s)isanautosomaldominantresult

inprogressivedestructionofbraincells.Ifaparenthas

the

disease,50%ofthechildrenwillhaveit(unlessthatparentwashomozygousdominant,inwhichcaseallchildrenwouldhave

the

disease).

The

disease

usually

does

notmanifestuntilafterage30,althoughsomeinstancesofearlyonsetphenomenonarereportedamongindividualsintheirtwenties.

亨丁頓舞蹈癥（自從20世紀60年代以為民歌歌手去世后也被稱作伍迪格思里氏?。┦且环N腦細胞不斷遭到破壞的常染色體顯性遺傳病。如果父母雙方有一方患有這種疾病，則其孩子患有同樣疾病的可能性為50%。當然，如果其父（母）親是純和顯性基因，那么在這種情況下，所有孩子都會患有這種疾病。通