细胞遗传学-染色体畸变(一)

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染色体数目异常-非整倍性改变的机制

染色体丢失（chromosome loss） 又称染色体分裂后期延滞（anaphase lag），在 细胞有丝分裂过程中，某一染色体未与纺锤丝相 连，不能移向两极参与新细胞的形成；或者在移 向两极时行动迟缓，滞留在细胞质中，造成该条 染色体的丢失而形成亚二倍体。 染色体丢失也是嵌合体形成的一种方式。
37
染色体结构畸变-相互易位携带者经减数分裂产生不同配子
相间分离
邻位分离
Peter J. Russell, iGenetics: Copyright © Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.
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非同源染色体间相互易位携带者 减数分裂时形成的四射体结构
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染色体数目异常-非整倍体临床综合征


45, X（ Turner综合征 ）
发生率 在新生女婴中约为1/5000 临床表现 典型患者以性发育幼稚、身材矮小 （120-140cm左右）、后发际低、颈蹼、肘外翻为 特征。 大多由于X染色体的丢失所致，具有这种核型的个 体，多数在胚胎期流产，少数存活。由于缺少一 条X染色体，具有性腺发育不全等临床症状。
CD AD AB
CB AD AB CB CD
47, XX 或 XY, +der(2) t(2;5)(q21;q31)
45, XX 或 XY, der(5) t(2;5)(q21;q31), -2 47, XX 或 XY, +der(2), +der(5) t(2;5)(q21;q31),-5 45, XX 或 XY, -2
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Genetics—Encyclopedias，Richard Robinson
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1866年Down记载该病； 1959年Lejeune证明其与一个额外的G组染色体相关，以后 多数作者认为该类患者的21号染色体有三条； 1965年Yunis等用放射自显影方法证明该类患者的G组中小 的染色体(即22号)有三条； 1971年巴黎会议为了既改正以前有关21三体型是G组中大 号染色体有3条的错误认识，又照顾已有资料中把先天愚 型当为21号染色体三体型的习惯，特将染色体丹佛 (Denver)体制中的21和22号染色体的编号作了颠倒，即将 其中较小的那对染色体排为21号，较大的那对染色体排为 22号。

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后发际低
身材矮小
颈蹼
21
Turner综合征患者的核型
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染色体数目异常-非整倍体临床综合征

47, XX +21 或 47, XX +21
Down综合征 或 21三体 发生率 新生儿的DS发生率约为1/1000～2/1000 表型特征 主要表现为智力低下、发育迟缓和特 殊面容 发病率与母亲生育年龄相关：随着生育年龄增大， 胎儿为21三体的可能性增加。

2
Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 2006.7:407–42
3
染色体畸变发生的原因
自发畸变（spontaneous aberration） 诱发畸变（induced aberration）


化学因素：药物、农药（敌百虫类有机磷农药） 、 工业毒物（苯、铅、砷等） 、食品添加剂 物理因素：射线（X、α、 β 、γ） 生物因素：生物类毒素、病毒等 遗传因素：染色体畸变患者和携带者 母亲年龄：母亲年龄越大，生育21三体可能性越大
减数分裂时发生染色体不分离 受精卵早期卵裂的有丝分裂不分离

染色体丢失（chromosome loss）
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减数分裂时发生染色体不分离
a 减数分裂I同源染色体不分离； b 减数分裂II姐妹染色单体不分离 结果产生数目畸变的纯合体
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有丝分裂时发生染色体不分离
46
46
46
47
45
46
46
受精卵早期卵裂的有丝分裂不分离，结果产生数目畸变的嵌合体
（四射体照片）
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染色体分离后配子类型 AB CB
与正常配子可能形成的合子核型 46, XX 或 XY, der(5)t(2;5)(q21;q31)
AD CD
AB CD AD CB AB AD CB CD AB AB* CD CD* CB CB* AD AD*
46, XX 或 XY, der(2)t(2;5)(q21;q31)
断裂片段移动位置与其他片段相接或者丢失，可引起染 色体结构畸变。
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常见染色体畸变类型
An Introduction to Genetic Analysis，Anthony J.F. Griffiths，p482
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染色体结构畸变-缺失
缺失（deletion） 染色体片段的丢失，缺失使位于这个片段的基因 也随之发生丢失。 末端缺失（terminal deletion） 染色体的臂发生断裂后，未发生重接，无着丝粒 的片段不能与纺锤丝相连而丢失。 中间缺失（interstitial deletion） 一条染色体的同一臂上发生了两次断裂，两个断 点之间的片段丢失，其余的两个断片重接。
46, XX 或 XY 46, XX 或 XY, der(2), der(5), t(2;5)(q21;q31) 46, XX 或 XY, der(2) t(2;5)(q21;q31), -5 46, XX 或 XY, der(5) t(2;5)(q21;q31),-2 46, XX 或 XY, +2, -5 46, XX 或 XY, -2, +5 46, XX 或 XY, 2 der(5) t(2;5)(q21;q31), -2, -5 46, XX 或 XY, 2 der(2) t(2;5)(q21;q31) ,-2, -5
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染色体数目异常-整倍性改变的机制



双雄受精：一个正常卵子＋二个正常精子，产生 一个三倍体的合子。 双雌受精：一个二倍体的异常卵子＋一个正常的 精子，产生一个三倍体的合子。 核内复制: DNA复制两次，细胞仅分裂一次，是肿 瘤细胞常见的染色体异常特征之一。 核内有丝分裂:分裂中期细胞未能进入后期和末期， 即DNA复制一次而细胞未分裂。
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染色体结构畸变
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染色体结构畸变-基本机制


染色体在各种原因诱导下发生断裂，然后 断裂片段重接。断裂及断裂片段的重接是 各种染色体结构畸变产生的基本机制。 重合（reunion）
断裂的片段在原来的位置上重新接合，染色体恢复正常， 不引起遗传效应。

染色体重排（chromosomal rearrangement）
AB CB CD
AD CB CD AD AB
47, XX 或 XY, +der(5) t(2;5)(q21;q31)
45, XX 或 XY, der(2) t(2;5)(q21;q31), -5 47, XX 或 XY, +der(2), +der(5), t(2;5)(q21;q31), -2 45, XX 或 XY, -5
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缺失 a：末端缺失；b：中间缺失
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染色体结构畸变-重复


重复（duplication） 一个染色体上某一片段增加了一份以上的 现象，使这些片段的基因多了一份或几份。 原因
同源染色体之间的不等交换 染色单体之间的不等交换 染色体片段的插入等
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染色体结构畸变-易位



易位 translocation 两条染色体同时发生一次断裂和变位重接，形成 两条结构重排的染色体 复杂易位 3条或3条以上染色体同时发生一次断裂和变位重 接，形成具有结构重排的染色体 常见的易位类型： 相互易位 整臂易位 插入易位
超二倍体（hyperdiploid）
体细胞中染色体数目多了一条或数条。 三体型（trisomy）
某对染色体多了一条（2n+1），细胞内染色体数目为47， 如21三体。
假二倍体（pseudodiploid）
细胞中某些号的染色体数目发生了异常，其中有的增加，有的减少， 而增加和减少的染色体数目相等，结果染色体总数不变，还是二倍体 数（46条），但不是正常的二倍体核型。例如46,XX +2,-5
4
染色体畸变的分类
染色体畸变
染色体数目异常
染色体结构畸变
整倍性改变
非整倍性改变
缺失
重复
易位
插入
倒位
单倍体 三倍体 四倍体
亚二倍体 超二倍体 单体型 三体型
移位 转位 环状染色体 等臂染色体 双着丝粒染色体
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染色体数目异常
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染色体数目异常-整倍性改变
பைடு நூலகம்
整倍体（euploid）
染色体的数目变化是单倍体（n）的整倍数，即以n为基数，整倍地增 加或减少。
染色体畸变（一）
龙志高
longzhigao@
染色体畸变的概念

染色体畸变是指体细胞或生殖细胞内染色
体发生的异常改变，其实质是染色体或染 色体节段上基因群的数量增减或位置的转 移，染色体畸变可导致染色体异常综合征 或染色体病。 染色体畸变的发生率
流产胚胎 死亡新生儿 一般人群 50% 6‰ 5‰ 死产婴儿 新生活婴 8‰ 5-10‰
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染色体数目异常-整倍性改变



在人类中已知有三倍体和四倍体的个体，但只有 极少数三倍体的个体能存活到出生，存活者多为 2n/3n的嵌合体。 四倍体比三倍体更为罕见，往往是四倍体和二倍 体（4n/2n）的嵌合体，或在流产的胚胎中发现。 有调查资料表明，在自发流产的胎儿中，有染色 体畸变的占42%。其中，三倍体占18%，四倍体占 5%，可见在流产的胎儿中三倍体是常见的类型。 共同临床特征：智力、生长发育障碍，内外生殖 器发育不良