1、第五節(jié) 人類染色體和染色體病,一、人類染色體標(biāo)本的制備 1、人類外周血淋巴細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本制備 采血培養(yǎng)秋水仙素處理收集細(xì)胞制片 2、羊水細(xì)胞培養(yǎng)及染色體標(biāo)本制備 羊水抽取在妊娠1620周，對胎兒的染色體疾病產(chǎn)前診斷意義重大。對象：35歲以后分娩、曾生育過異常胎兒、反復(fù)流產(chǎn)、近親結(jié)婚、患遺傳病的婦女 3、骨髓細(xì)胞染色體標(biāo)本制備（白血病患者）,二、 人類染色體與核型,（一） 、人體染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)和形態(tài),染色單體,次縊痕,短臂（p）,長臂（q）,隨體,主縊痕（初級縊痕）,（二）、正常人類染色體核型（Karyotype）,核型（染色體組型）分裂中期細(xì)胞的染色體數(shù)目、大小、形態(tài)等特征就是該細(xì)胞的

2、核型，也代表了一個個體、種、屬的特征 核型分析將待測細(xì)胞的全部染色體按照Denver體制配對、分組、排列，分析與正常核型是否一致 意義：染色體疾病檢測、物種親緣關(guān)系和進(jìn)化 描述：46，XX 46，XY,圖 61 人類染色體核型模式圖（非顯帶染色體）,人類體細(xì)胞的正常核型（Denver體制）,A組 B組 C組 D組 E組 F組 G組,近中著絲粒染色體,中央著絲粒染色體,4 5,近中著絲粒染色體,6 12、X,近中著絲粒染色體,13 15,近端著絲粒染色體、有隨體,近中著絲粒染色體,中央著絲粒染色體,19 20,中央著絲粒染色體,2122、Y,近端著絲粒染色體、有隨體 Y染色體略大、長臂平行伸展、

3、無隨體,正常男性：46，XY,正常女性：46，XX,(三)、染色體的顯帶技術(shù)染色體特殊處理后再經(jīng)過染色，可使染色體在其長軸上顯示一條條明暗（深淺）交替、寬窄不同的帶（band）顯帶染色體,常見帶型的類型和特點 1、Q帶：用芥子喹吖因等熒光染料對標(biāo)本進(jìn)行染色，染色體顯示出亮度、寬窄不一的熒光帶紋 2、G帶：用堿、胰酶等預(yù)處理后再用Giemsa染色，可以顯示出與Q帶相符的帶紋，G帶的深、淺帶紋對應(yīng)Q帶的亮、暗帶紋 3、R帶（反帶）：用鹽溶液預(yù)處理后再用Giemsa染色，所顯示的帶與G帶的深、淺帶紋正好相反。 4、C帶顯示染色體著絲粒及其他部位的異染色質(zhì)、T帶顯示染色體端粒、 N帶顯示NOR,細(xì)胞分

4、裂前中期、晚前期或早前期的細(xì)長染色體可以顯示更多帶紋，一套單倍染色體能顯示550-2000條帶紋高分辨顯帶染色體 常規(guī)顯帶：中期染色體，一套單倍染色體能顯示320條帶 高分辨顯帶染色體的帶紋增多是由于帶紋的細(xì)分，帶亞帶次亞帶,三、性染色質(zhì) 是間期細(xì)胞核中性染色體的異染色質(zhì)部分所顯示出來的一種特殊結(jié)構(gòu) (一) X染色質(zhì)（ Barr小體 ）雌性哺乳類動物上皮等細(xì)胞的間期細(xì)胞核中緊貼核膜內(nèi)緣、染色深的濃縮小體，大小約1m，呈三角、圓形 性染色質(zhì)檢查 可初篩性染色 體病及鑒別性 別,Lyon假說 1、雌性哺乳動物細(xì)胞內(nèi)僅有一條染色體有活性，另一 條在遺傳上是失活的并在間期核中螺旋化、異固縮為X染 色質(zhì)

5、，但其上部分基因仍有活性（人的約1/3有活性） X染色質(zhì)數(shù)目=X染色體數(shù)-1 2、失活發(fā)生在胚胎早期（人胚16天左右 ） 3、X染色體的失活是隨機(jī)的，但也是恒定的 (二) Y染色質(zhì) 正常男性的間期細(xì)胞用熒光染料染色后，在核內(nèi)出現(xiàn)一 強(qiáng)熒光小體Y染色質(zhì)（Y染色體長臂遠(yuǎn)端的異染色質(zhì) 被熒光染料染色后發(fā)出熒光） 男性細(xì)胞Y染色質(zhì)數(shù)=Y染色體數(shù)，女性細(xì)胞中不存在。,Lyon假說示意圖,四、人染色體畸變 染色體畸變?nèi)旧w數(shù)目或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變 自發(fā)（遺傳）、誘發(fā)（化學(xué)、物理、生物、母親高齡生育） 發(fā)生時期； 染色體組、基因組、單倍體和多倍體細(xì)胞、個體,三倍體 多倍體 單倍體,超二倍體（三體型） 亞二倍體（單

6、體 型）,（一）、染色體數(shù)目畸變以二倍體為標(biāo)準(zhǔn)，染色體數(shù)目的增減,雙 雄 受 精,染色體數(shù)目畸變的機(jī)制 1、整倍體產(chǎn)生的機(jī)制 多倍體：含有三個或三個以上染色體組的細(xì)胞或個體。 人的全身細(xì)胞為多倍體是致死的，但肝細(xì)胞、骨髓細(xì)胞等有些是多倍體細(xì)胞 單倍體,雙雌受精,核內(nèi)復(fù)制,在細(xì)胞分裂時，核膜不發(fā)生崩解，或者是染色體復(fù)制兩次或多次，這是核內(nèi)多倍化的原因，在植物細(xì)胞、癌細(xì)胞中常見。,核內(nèi)復(fù)制在有絲分裂和減數(shù)分裂均可發(fā)生,非整倍體產(chǎn)生的機(jī)制 ：主要是由于細(xì)胞分裂時染色體不分離或丟失引起 非整倍體：染色體數(shù)目成單個或幾個的增減 減數(shù)分裂I：同源染色體不分離（較多）,減數(shù)分裂II分裂：姐妹染色單體不分離（

7、較少）,46,嵌合體：個體內(nèi)存在兩種或兩種以上核型的細(xì)胞群,46,(二)、染色體結(jié)構(gòu)畸變 1、染色體結(jié)構(gòu)畸變?nèi)旧w部分片段的缺失、 重復(fù)、重排。染色體結(jié)構(gòu)畸變產(chǎn)生的基礎(chǔ)是斷裂 和（或）斷裂后的重接。 衍生染色體發(fā)生結(jié)構(gòu)重排的染色體,2、染色體結(jié)構(gòu)畸變的類型,1）、缺失（del）末端缺失、中間缺失,含著絲粒的片段保留,2）、重復(fù)（dup）,臂內(nèi)倒位,3）、倒位（inv）,臂間倒位,4）、易位（t）,相互易位,羅伯遜易位,5）、等臂染色體（i）,著絲點橫裂,6）、雙著絲粒染色體(dic),7）、環(huán)狀染色體（r）,（三）、人類染色體畸變核型的描述,染色體結(jié)構(gòu)畸變的表示方法有兩種 1、簡式：在這一方式

8、中，染色體的結(jié)構(gòu)畸變只用斷裂點來表示。 2、繁式： 在這一方式中，對染色體的結(jié)構(gòu)畸變用改變了的染色體的帶紋組成來描述。,簡式：46，XX，del （1）（q21）,畸變 符號,染色體 總數(shù),性染色 體組成,變化染 色體號,斷裂點,繁式：46，XX，del（1）（pterq21：）,畸變 符號,染色體 總數(shù),性染色 體組成,畸變 染色體號,改變了的染色體 帶紋組成,四、 染色體病 染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)畸變引起的疾病，目前已發(fā)現(xiàn)的染色體異常核型達(dá)一萬多種,染色體病達(dá)100多種。 （一）、常染色體病1-22號常染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)畸變引起的疾病，發(fā)病機(jī)制是基因組失衡。 常染色體病的共同特征： 智力低下、發(fā)育

9、遲緩、先天性多發(fā)畸形綜合征,1、21三體綜合征（Down綜合征） 最早發(fā)現(xiàn)、最常見的染色體病。新生兒發(fā)病率1/700，智商25-50，身材矮小四肢粗短，DOWN氏面容：眼距寬、斜視，舌頭伸出、流涎、嘴小唇厚，雙手?jǐn)嗾疲?0%患先心病，平均壽命17歲,DOWN綜合征核型： 游離型：47，XX（XY），+21（約占93%） 95%為母親在形成卵細(xì)胞時染色體不分離，且多發(fā)生在減數(shù) 第一次分裂 易位型：46，XX（XY），14，+t（14；21）（p11；q11） 約占5%，易位可以是新發(fā)生（55%）的也可以是來自雙親之一，可以D/G或G/G易位 易位攜帶者核型： 45，XX（XY），14，一21，+

10、t（14；21）（p11；qll） 嵌合型：46，XX（XY）/47，XX（XY）+21,圖 616 t(14；21)易位攜帶者與正常人婚配后代子女核型分布圖,2、5p-綜合征（ “貓” 叫綜合征）,發(fā)病率為1/50000，在常染色體結(jié)構(gòu)畸變中占首位，少數(shù)可活到成年，臨床表現(xiàn)：在嬰幼兒時期的哭聲似貓叫，頭部畸形，小頭、鼻塌，手足小，腎畸形，腦積水，肌張力亢進(jìn)，智力嚴(yán)重低下。,核型：46, XX(XY), del(5)(5p15),（二）、性染色體病 性染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)畸變引起的疾病，性染色體病占所有染色體病的1/3，總發(fā)病率為1/500。大多數(shù)到青春期第二性征發(fā)育時才顯現(xiàn)出癥狀 共同特征：性征

11、發(fā)育不全或畸形、智力較低。 1、先天性睪丸發(fā)育不全綜合征（Klinefelter綜合征） 發(fā)生率約占男性的1/8001/700，核型：47，XXY,臨床表現(xiàn),陰莖和睪丸小、 胡須少、無/小喉結(jié)、部分伴有尿道下裂和隱睪 ；身材高、四肢修長；1/4患者有乳房發(fā)育；純合體中97%不育大部分患者智力正常或輕度低下。易患糖尿病、甲狀腺疾病、哮喘和乳腺癌。 嵌合型中正常細(xì)胞比例大時，臨床表現(xiàn)輕，可有生育力。核型：46，XY/47，XXY。 本病純合體的產(chǎn)生原因：60%是因為母親在形成卵細(xì)胞時減數(shù)第一次分裂染色體不分離所致，40%來自于父親精子形成過程中XY不分離。,2、先天性卵巢發(fā)育不全綜合征（Turne

12、r綜合征）,核型：45, X 發(fā)病率在為1/5000，臨床表現(xiàn)：子宮、外生殖器和乳房幼稚，身材140m，肘外翻，后發(fā)際低，50%有蹼頸，乳間距寬，輕度智力障礙，多為新發(fā)生，在雙親配子形成過程中X 染色體 不分離，約75%發(fā)生在父方，25%發(fā)生在母方。 嵌合體多數(shù)發(fā)生在受精卵早期卵裂時X染色體的丟失。,3、脆性X染色體綜合征（fragile X syndrome）,脆性X染色體（ fra X ）在Xq27Xq28帶之間的染色體呈細(xì)絲樣，導(dǎo)致其相連的末端呈隨體樣結(jié)構(gòu) ，所致疾病為脆性X染色體綜合征。由于這一細(xì)絲樣部位易發(fā)生斷裂稱脆性部位 臨床表現(xiàn)：中度到重度的智力障礙，大耳，前額突出，下頜大而前突

13、，大睪丸癥 核型：46，fra X（q27）Y,第七節(jié) 群體中的基因,群體或種群（population）生活在某一地區(qū)的、能相互交配的同種個體群。 一、基因頻率與基因型頻率 基因頻率是指群體中某一等位基因的數(shù)量占該基因座位上全部等位基因總數(shù)的百分比，表示該等位基因在該群體中的相對數(shù)量 基因型頻率是指某特定基因型的個體數(shù)量占群體全部個體數(shù)量的百分比。,例：MN血型 在一個地區(qū)調(diào)查747人 M血型 基因型為MM 223人 占31.2% N血型 基因型為NN 129人 占17.3% MN血型 基因型為MN 485人 占51.5% 設(shè)M的基因頻率為p，N的基因頻率為q，pq=1 P=MM十1/2 MN

14、=0.312+0.515/2=0.57 q=NN+1/2MN=0.173+0.515/2=0.43,二、遺傳平衡定律 （HardyWeinberg定律）,D.H.Hardy 英，數(shù)學(xué)家,W.Weinberg 德，內(nèi)科醫(yī)生,HardyWeinberg 定律： 在一個群體中，若1、該群體很大；2、可以隨機(jī)交配；3、沒有自然選擇；4、沒有突變發(fā)生；5、沒有個體的大規(guī)模遷移，則群體中基因頻率和基因型頻率在每一代都保持不變。 假設(shè)一對等位基因A、a A的頻率為p，a的頻率為q，AA的頻率為P，aa的頻率為Q，Aa的頻率為H 則pq=l（pq）21 p22pqq2=l 在遺傳平衡狀態(tài)下：P=p2 Q=p2

15、,H=2pq,例：一個群體 100人，AA 60人，Aa 20人，aa20人，問這是一個遺傳平衡群體嗎？ 基 因 型 數(shù) 量 頻 率 AA 60 0.60 Aa 20 0.20 aa 20 0.20 總計 100 1.0 1、先計算基因型頻率: P=0.6、H=0.2、Q=0.2 2、再計算基因頻率: p=0.600.20/2=0.70 、 q=0.20+0.20/2=0.30 如果是遺傳平衡的群體應(yīng)當(dāng)符合：p2+2pq+q2=1 即：p2=0.49、 2pq=0.42、 q2=0.09 上述群體基因型頻率 P=0.6、H=0.2、Q=0.2，是一個遺傳不平衡的群體,再次隨機(jī)交配,遺傳平衡定律的應(yīng)用 AR：一個群體中白化病的發(fā)病率為1/40000，求致病基因頻率、攜帶者頻率 已知白化病是AR病，按遺傳平衡定律計算： aa=q2=1/4