染色体畸变
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染色体畸变
Chromosome Aberration
教学要求
1、掌握染色体畸变的概念、类型及产生机制；异 常核型的描述方法。
2、熟悉异常染色体携带者的概念；嵌合体的概念；
倒位；重复。
3、了解表型正常个体的染色体变异多态性。
染色体畸变的概念
染色体畸变(chromosome aberration)是指 染色体在数目上和结构上的异常改变,包括染 色体数目畸变和结构畸变两大类。 由于染色体畸变往往导致基因群的增减和位 置的转移，扰乱遗传物质或基因间的平衡， 故染色体畸变是染色体病产生的基础。 物理因素、化学因素和生物因素可诱发染色 体畸变的发生。
易位的形成
相互易位
（reciprocal translocation，rcp ）
46，XY，t （2；5） （q21；q31）
46，XY，t （2；5） （2pter→ 2q21 ∷5q31→ 5qter； 5pter→ 5q31∷2q21 → 2qter）
转位和整臂易位
转位（transposition）也称为单方易位，是 指两条染色体各发生一处断裂，其中只有一 条染色体的断片重接到另一条染色体的断端， 另一片段丢失。 整臂易位（whole-arm translocation）是指 两条非近端着丝粒染色体在近着丝粒处发生 断裂，相互交换长臂和短臂后重接形成的易 位。
染色体结构畸变产生的基础
许多物理、化学和生物因子可以引起染色体断裂。 染色体也能自发断裂，断裂端被认为具有“粘性”， 即易与其它断端接合或重连。一次断裂产生的两个 粘性末端通常重连而修复如初。但有时出现非正常 的重连，结果导致多种染色体结构异常。 染色体断裂和变位重接是染色体结构畸变产生的基 础。 染色体结构畸变可分为两大类型：即染色体型和单 体型。 染色体结构畸变又可分为稳定型和非稳定型两大类。
双雄受精（diandry）
两个精子同时进入同 一个卵子，形成三倍 体合子。在其含有的 三组染色体中，两组 来自父方精子，一组 来自母方的卵子。 双雄受精是三倍体产 生的可能原因之一。
双雌受精（digyny）
在卵子发生中，卵母细胞减 数分裂时未形成极体，原来 应分配给极体的一组染色体 仍留在卵内，形成含两组染 色体的二倍体卵子，其与精 子结合后形成三倍体合子。
相互易位
（reciprocal translocation，rcp ）
两条染色体发生断裂后相互交换无着丝粒断片形成 两条新的衍生染色体为相互易位。 相互易位是在各号染色体间都可发生，新生儿的发 生频率约1~2／1000。 相互易位仅有位置的改变，没有可见的染色体片段 的增减时称为平衡易位。它通常没有明显的遗传效 应。 平衡易位的携带者与正常人婚后生育的子女中，有 可能得到一条衍生异常染色体，导致某一易位节段 的增多（部分三体性）或减少（部分单体性），并 产生相应的效应。
1863例染色体异常的 自发流产儿中各种异常的频率
染色体异常类型 三体性 45，X 三倍性 四倍性 其它（主要是易位） 频率（％） 52 18 17 6 7
染色体数目异常的机理
整倍体异常发生的机理
§双雄受精 §双雌受精 §核内复制
非整倍体异常发生的机理
§染色体不分离 §染色体丢失
嵌合体及其形成机理
非整倍性异常
体细胞在二倍体的基础上增加或减少一条或 数条染色体而不是成倍的增减即导致非整倍 性异常。 比二倍体少一条或数条者为亚二倍体（hypodiploid）。比二倍体多一条或数条者为超 二倍体（hyperdiploid） 主要包括单体型、三体型和多体型等。
非整倍性异常
单体型（monosomy）：为缺少一条染色体的亚二 倍体（2n-1）。常染色体的单体性严重破坏基因平 衡，因而是致死的。X染色体单体的女性还可见于 儿童或成人。 三体型（trisomy）：细胞中某号染色体多出一条 （2n+1）的个体。除21、13、18、和22三体性外， 其它三体性多导致流产（嵌合状态者除外）。性染 色体三体性常见一些。 多体型（polysomy）：指某号染色体具有4条或4 条以上其细胞中的染色体可达48或更多。临床上可 见性染色体的多体型个体。
减数分裂染色体不分离
减数分裂染色体不分离
染色体不分离
（chromosome non-disjunction）
合子细胞最初是正常的，但在以后的某次有 丝分裂时发生不分离，这也能导致染色数目 异常。这种异常细胞如能存活和继续分裂， 将构成异常的细胞系，并与正常细胞系并存。
有丝分裂染色体不分离
次级不分离
罗氏易位
（Robertsonian translocation）
45，XX，t（13；14） （p11；q11） 45，XX，t（13；14） （13qter→13p11 ∷14q11→14qter）
插入（insertion，ins）
Fra Baidu bibliotek
某一染色体的臂内发生两处断裂所形成的某中间节 段转移到另一条染色体的断裂处重接称为插入。 只有发生了三次断裂时插入才有可能 。 如果插入节段区带的顺序在插入新位置后与染色体 区带编号的方向一致，称为正位插入（direct insertion）。插入的节段如果区带顺序颠倒，称为 倒位插入（inverted insertion）。 插入如发生在同源染色体间，则导致一条染色体中 发生重复，而另一条同源染色体中发生同一节段的 缺失。
体细胞的染色体数目在二倍体的基础上成倍地增加 或减少即导致整倍性异常。 理论上可能的整倍性异常包括单倍体（n）、三倍 体（3n）和四倍体（4n）及以上的多倍体。 除了精子和卵子为单倍体外，未发现单倍体胎儿。 在人类，全身三倍性是致死的，因而极为罕见，但 三倍性在流产胎儿中较常见，是流产的重要原因之 一。四倍体及多倍体在临床上更为罕见。
在细胞减数分裂或有丝分裂时，如果某一同 源染色体或两条姐妹染色单体在分裂后期不 能正常地分开而同时进入某一子细胞，则必 然导致某子细胞增多一条染色体而另一子细 胞缺少一条染色体，这称为染色体不分离。
染色体不分离
（chromosome non-disjunction）
不分离如发生在减数分裂，所形成的异常配 子与正常配子结合后，就会出现合子细胞中 某一染色体的三体性或单体性。不分离可以 发生在第一次减数分裂， 也可以发生在第二 次减数分开。不分离产生的异常配子在受精 后导致合子染色体异常，由异常合子分裂得 来的全身细胞都具有该种异常。
染色体畸变的类型
染色体数目异常的类型
正常人的体细胞具有46条染色体（2n），配 子细胞（精子和卵）具有23条染色 （n）,前 者称为二倍体，后者称为单倍体。 染色偏离正常数目称为染色体数目异常或数 目畸变。 染色体数目异常的类型包括：整倍性异常和 非整倍性异常两大类。
整倍性异常
()
； / t ter →
括号内为结构异常的染色体
重排中用于分开染色体 嵌合体中用于分开不同的细胞系 易位 末端 从．．．．到
染色体结构畸变的表示方法
ISCN规定，染色体结构畸变可用简式（简化 体系）和详式（详细体系）描述。 简式描述内容：1.染色体总数，2.性染色体 组成，3.畸变的类型符号（4.受累染色体的 序号）（5.断裂点的区带号） 详式描述内容： 1.染色体总数，2.性染色体 组成，3.畸变的类型符号（4.受累染色体的 序号）（5.畸变染色体带的组成）
重复（duplication，dup）
46，XX，inv dup
（2）（pter→p23
∷p14→p23
∷p23→qter）
重复的细胞学特征
a b c d e f a b c d e f e d
重复杂合体及其联会
易位（translocation，t）
某个染色体发生断裂后形成的断片转移到另一个染 色体上或染色体片段位置的改变称为易位。它伴有 基因位置的改变。 易位发生在一条染色体内时称为移位（shift）或染 色体内易位（intrachromosomal translocation）。 易位发生在两条同源或非同源染色体之间时称为染 色体间易位（interchromosomal translocation）。 其可分为相互易位（reciprocal translocation， rcp ）和转位（transposition） 。
缺失（deletion，del）
染色体某处发生断裂后其断片 丢失所形成的染色体结构畸变 称缺失（deletion,del）。包 括末端缺失（terminal deletion）和中间缺失（intercalary deletion）两种类型。
缺失的形成
末端缺失
简式描述： 46，XX，del （1） （q21） 详式描述：
常见的染色体结构畸变
缺失（deletion，del） 倒位（inversion，inv） 重复（duplication，dup） 易位（translocation，t） 插入（insertion，ins）
双着丝粒染色体（dicentric chromosome，dic） 环状染色体（ring chromosome，r） 等臂染色体（isochromosome，i）
人类染色体及其畸变的命名符号
符号 ace cen del der dic dup 含义 无着丝粒片段 着丝粒 缺失 衍生染色体 双着丝粒染色体 重复 符号 r rcp rea rob ： ∷ 含义 环状染色体 相互易位 重排 罗氏易位 断裂 断裂后重接
h
i ins inv p q
次缢痕
等臂染色体 插入 倒位 短臂 长臂
46，XX，del （1） （pter→ q21∶）
中间缺失
46，XX，del （1） （q21q23） 46，XX，del （1） （pter →q21∷q31→ qter ）
倒位（inversion, inv）
染色体发生两次断裂后形成的片 段倒转180度重新接合形成的结 构畸变，称为倒位。如果倒位发 生在同一臂内，称为臂内倒位 （paracentric inversion）;如 果两次断裂分别发生在长臂和短 臂，则称为臂间倒位（pericentric inversion）。
三体型的患者在产生精子和卵子过程中，由 于某号染色体有3条，在减数分裂时，将有1 条进入一个子细胞，另两条往往不分离同时 进入另一子细胞。会形成染色体数为n的正常 配子和n＋1的异常配子。 三体型的父亲或母亲在形成配子时的减数分 裂过程中所发生的不分离称为次级不分离。
染色体丢失（chromosome loss）
在细胞分裂过程中由于纺锤 丝或着丝粒功能障碍或染色 体行动迟缓，使得某一染色 体在分裂的后期和末期不能 随其他染色体一起进入子细 胞核而滞留在细胞质中直至 分解消失，结果某一子细胞 缺少一条染色体。
嵌合体及其形成机理
具有染色体组 成不同的两种 或两种以上细 胞系的个体称 为嵌合体 （mosaic）。
罗氏易位
（Robertsonian translocation）
是相互易位的一种特殊形式。由两条近端着 丝粒染色体（D／D，D／G，G／G）在着丝 粒处或其附近断裂后通过着丝粒融合形成两 条衍生染色体。一条由两者的长臂构成，几 乎具有全部遗传物质；而另一条由两者的短 臂构成，由两个短臂构成的小染色体。由于 缺乏着丝粒或因几乎全由异染色质组成，故 常丢失。它的存在与否不引起表型异常。
臂间倒位
46，XY，inv（2） （p21q31）
46，XY，inv（2） （pter→ p21∷q31→ p21∷q31→ qter ）
重复（duplication，dup）
染色体上个别区段多出一份的畸 变类型，称为重复。它是同源染 色体之间的节段不等交换、单方 易位或插入的结果。某染色体中 重复的节段与原节段方向一致称 为正位重复（direct duplication）。重复的节段与原节段方 向相反的称为倒位重复（inverted duplication）。
核内复制（endoreduplication）
细胞有丝分裂之前，染色体复制了两次，结 果每条染色体包含四条染色单体。整个细胞 变成了四倍体。这种现象称为核内复制。 发生了核内复制的细胞分裂后形成的子细胞 均为四倍体。 核内复制是三倍体和四倍体形成的可能原因 之一。
染色体不分离
（chromosome non-disjunction）
Chromosome Aberration
教学要求
1、掌握染色体畸变的概念、类型及产生机制；异 常核型的描述方法。
2、熟悉异常染色体携带者的概念；嵌合体的概念；
倒位；重复。
3、了解表型正常个体的染色体变异多态性。
染色体畸变的概念
染色体畸变(chromosome aberration)是指 染色体在数目上和结构上的异常改变,包括染 色体数目畸变和结构畸变两大类。 由于染色体畸变往往导致基因群的增减和位 置的转移，扰乱遗传物质或基因间的平衡， 故染色体畸变是染色体病产生的基础。 物理因素、化学因素和生物因素可诱发染色 体畸变的发生。
易位的形成
相互易位
（reciprocal translocation，rcp ）
46，XY，t （2；5） （q21；q31）
46，XY，t （2；5） （2pter→ 2q21 ∷5q31→ 5qter； 5pter→ 5q31∷2q21 → 2qter）
转位和整臂易位
转位（transposition）也称为单方易位，是 指两条染色体各发生一处断裂，其中只有一 条染色体的断片重接到另一条染色体的断端， 另一片段丢失。 整臂易位（whole-arm translocation）是指 两条非近端着丝粒染色体在近着丝粒处发生 断裂，相互交换长臂和短臂后重接形成的易 位。
染色体结构畸变产生的基础
许多物理、化学和生物因子可以引起染色体断裂。 染色体也能自发断裂，断裂端被认为具有“粘性”， 即易与其它断端接合或重连。一次断裂产生的两个 粘性末端通常重连而修复如初。但有时出现非正常 的重连，结果导致多种染色体结构异常。 染色体断裂和变位重接是染色体结构畸变产生的基 础。 染色体结构畸变可分为两大类型：即染色体型和单 体型。 染色体结构畸变又可分为稳定型和非稳定型两大类。
双雄受精（diandry）
两个精子同时进入同 一个卵子，形成三倍 体合子。在其含有的 三组染色体中，两组 来自父方精子，一组 来自母方的卵子。 双雄受精是三倍体产 生的可能原因之一。
双雌受精（digyny）
在卵子发生中，卵母细胞减 数分裂时未形成极体，原来 应分配给极体的一组染色体 仍留在卵内，形成含两组染 色体的二倍体卵子，其与精 子结合后形成三倍体合子。
相互易位
（reciprocal translocation，rcp ）
两条染色体发生断裂后相互交换无着丝粒断片形成 两条新的衍生染色体为相互易位。 相互易位是在各号染色体间都可发生，新生儿的发 生频率约1~2／1000。 相互易位仅有位置的改变，没有可见的染色体片段 的增减时称为平衡易位。它通常没有明显的遗传效 应。 平衡易位的携带者与正常人婚后生育的子女中，有 可能得到一条衍生异常染色体，导致某一易位节段 的增多（部分三体性）或减少（部分单体性），并 产生相应的效应。
1863例染色体异常的 自发流产儿中各种异常的频率
染色体异常类型 三体性 45，X 三倍性 四倍性 其它（主要是易位） 频率（％） 52 18 17 6 7
染色体数目异常的机理
整倍体异常发生的机理
§双雄受精 §双雌受精 §核内复制
非整倍体异常发生的机理
§染色体不分离 §染色体丢失
嵌合体及其形成机理
非整倍性异常
体细胞在二倍体的基础上增加或减少一条或 数条染色体而不是成倍的增减即导致非整倍 性异常。 比二倍体少一条或数条者为亚二倍体（hypodiploid）。比二倍体多一条或数条者为超 二倍体（hyperdiploid） 主要包括单体型、三体型和多体型等。
非整倍性异常
单体型（monosomy）：为缺少一条染色体的亚二 倍体（2n-1）。常染色体的单体性严重破坏基因平 衡，因而是致死的。X染色体单体的女性还可见于 儿童或成人。 三体型（trisomy）：细胞中某号染色体多出一条 （2n+1）的个体。除21、13、18、和22三体性外， 其它三体性多导致流产（嵌合状态者除外）。性染 色体三体性常见一些。 多体型（polysomy）：指某号染色体具有4条或4 条以上其细胞中的染色体可达48或更多。临床上可 见性染色体的多体型个体。
减数分裂染色体不分离
减数分裂染色体不分离
染色体不分离
（chromosome non-disjunction）
合子细胞最初是正常的，但在以后的某次有 丝分裂时发生不分离，这也能导致染色数目 异常。这种异常细胞如能存活和继续分裂， 将构成异常的细胞系，并与正常细胞系并存。
有丝分裂染色体不分离
次级不分离
罗氏易位
（Robertsonian translocation）
45，XX，t（13；14） （p11；q11） 45，XX，t（13；14） （13qter→13p11 ∷14q11→14qter）
插入（insertion，ins）
Fra Baidu bibliotek
某一染色体的臂内发生两处断裂所形成的某中间节 段转移到另一条染色体的断裂处重接称为插入。 只有发生了三次断裂时插入才有可能 。 如果插入节段区带的顺序在插入新位置后与染色体 区带编号的方向一致，称为正位插入（direct insertion）。插入的节段如果区带顺序颠倒，称为 倒位插入（inverted insertion）。 插入如发生在同源染色体间，则导致一条染色体中 发生重复，而另一条同源染色体中发生同一节段的 缺失。
体细胞的染色体数目在二倍体的基础上成倍地增加 或减少即导致整倍性异常。 理论上可能的整倍性异常包括单倍体（n）、三倍 体（3n）和四倍体（4n）及以上的多倍体。 除了精子和卵子为单倍体外，未发现单倍体胎儿。 在人类，全身三倍性是致死的，因而极为罕见，但 三倍性在流产胎儿中较常见，是流产的重要原因之 一。四倍体及多倍体在临床上更为罕见。
在细胞减数分裂或有丝分裂时，如果某一同 源染色体或两条姐妹染色单体在分裂后期不 能正常地分开而同时进入某一子细胞，则必 然导致某子细胞增多一条染色体而另一子细 胞缺少一条染色体，这称为染色体不分离。
染色体不分离
（chromosome non-disjunction）
不分离如发生在减数分裂，所形成的异常配 子与正常配子结合后，就会出现合子细胞中 某一染色体的三体性或单体性。不分离可以 发生在第一次减数分裂， 也可以发生在第二 次减数分开。不分离产生的异常配子在受精 后导致合子染色体异常，由异常合子分裂得 来的全身细胞都具有该种异常。
染色体畸变的类型
染色体数目异常的类型
正常人的体细胞具有46条染色体（2n），配 子细胞（精子和卵）具有23条染色 （n）,前 者称为二倍体，后者称为单倍体。 染色偏离正常数目称为染色体数目异常或数 目畸变。 染色体数目异常的类型包括：整倍性异常和 非整倍性异常两大类。
整倍性异常
()
； / t ter →
括号内为结构异常的染色体
重排中用于分开染色体 嵌合体中用于分开不同的细胞系 易位 末端 从．．．．到
染色体结构畸变的表示方法
ISCN规定，染色体结构畸变可用简式（简化 体系）和详式（详细体系）描述。 简式描述内容：1.染色体总数，2.性染色体 组成，3.畸变的类型符号（4.受累染色体的 序号）（5.断裂点的区带号） 详式描述内容： 1.染色体总数，2.性染色体 组成，3.畸变的类型符号（4.受累染色体的 序号）（5.畸变染色体带的组成）
重复（duplication，dup）
46，XX，inv dup
（2）（pter→p23
∷p14→p23
∷p23→qter）
重复的细胞学特征
a b c d e f a b c d e f e d
重复杂合体及其联会
易位（translocation，t）
某个染色体发生断裂后形成的断片转移到另一个染 色体上或染色体片段位置的改变称为易位。它伴有 基因位置的改变。 易位发生在一条染色体内时称为移位（shift）或染 色体内易位（intrachromosomal translocation）。 易位发生在两条同源或非同源染色体之间时称为染 色体间易位（interchromosomal translocation）。 其可分为相互易位（reciprocal translocation， rcp ）和转位（transposition） 。
缺失（deletion，del）
染色体某处发生断裂后其断片 丢失所形成的染色体结构畸变 称缺失（deletion,del）。包 括末端缺失（terminal deletion）和中间缺失（intercalary deletion）两种类型。
缺失的形成
末端缺失
简式描述： 46，XX，del （1） （q21） 详式描述：
常见的染色体结构畸变
缺失（deletion，del） 倒位（inversion，inv） 重复（duplication，dup） 易位（translocation，t） 插入（insertion，ins）
双着丝粒染色体（dicentric chromosome，dic） 环状染色体（ring chromosome，r） 等臂染色体（isochromosome，i）
人类染色体及其畸变的命名符号
符号 ace cen del der dic dup 含义 无着丝粒片段 着丝粒 缺失 衍生染色体 双着丝粒染色体 重复 符号 r rcp rea rob ： ∷ 含义 环状染色体 相互易位 重排 罗氏易位 断裂 断裂后重接
h
i ins inv p q
次缢痕
等臂染色体 插入 倒位 短臂 长臂
46，XX，del （1） （pter→ q21∶）
中间缺失
46，XX，del （1） （q21q23） 46，XX，del （1） （pter →q21∷q31→ qter ）
倒位（inversion, inv）
染色体发生两次断裂后形成的片 段倒转180度重新接合形成的结 构畸变，称为倒位。如果倒位发 生在同一臂内，称为臂内倒位 （paracentric inversion）;如 果两次断裂分别发生在长臂和短 臂，则称为臂间倒位（pericentric inversion）。
三体型的患者在产生精子和卵子过程中，由 于某号染色体有3条，在减数分裂时，将有1 条进入一个子细胞，另两条往往不分离同时 进入另一子细胞。会形成染色体数为n的正常 配子和n＋1的异常配子。 三体型的父亲或母亲在形成配子时的减数分 裂过程中所发生的不分离称为次级不分离。
染色体丢失（chromosome loss）
在细胞分裂过程中由于纺锤 丝或着丝粒功能障碍或染色 体行动迟缓，使得某一染色 体在分裂的后期和末期不能 随其他染色体一起进入子细 胞核而滞留在细胞质中直至 分解消失，结果某一子细胞 缺少一条染色体。
嵌合体及其形成机理
具有染色体组 成不同的两种 或两种以上细 胞系的个体称 为嵌合体 （mosaic）。
罗氏易位
（Robertsonian translocation）
是相互易位的一种特殊形式。由两条近端着 丝粒染色体（D／D，D／G，G／G）在着丝 粒处或其附近断裂后通过着丝粒融合形成两 条衍生染色体。一条由两者的长臂构成，几 乎具有全部遗传物质；而另一条由两者的短 臂构成，由两个短臂构成的小染色体。由于 缺乏着丝粒或因几乎全由异染色质组成，故 常丢失。它的存在与否不引起表型异常。
臂间倒位
46，XY，inv（2） （p21q31）
46，XY，inv（2） （pter→ p21∷q31→ p21∷q31→ qter ）
重复（duplication，dup）
染色体上个别区段多出一份的畸 变类型，称为重复。它是同源染 色体之间的节段不等交换、单方 易位或插入的结果。某染色体中 重复的节段与原节段方向一致称 为正位重复（direct duplication）。重复的节段与原节段方 向相反的称为倒位重复（inverted duplication）。
核内复制（endoreduplication）
细胞有丝分裂之前，染色体复制了两次，结 果每条染色体包含四条染色单体。整个细胞 变成了四倍体。这种现象称为核内复制。 发生了核内复制的细胞分裂后形成的子细胞 均为四倍体。 核内复制是三倍体和四倍体形成的可能原因 之一。
染色体不分离
（chromosome non-disjunction）