遗传学07-染色体遗传

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1、自然流产(携带者):
见于平衡衍生染色体的结构畸变(倒位、易位)。
2、先天缺陷或疾病(染色体病患者):
见于染色体数目异常和不平衡衍生染色体的结构畸变 (缺失、重复等)。
三、染色体病
常染色体病:1—22号常染色体引起 性染色体病:x或y性染色体引起
(一)常染色体病
多发畸形 生长发育迟缓 智力低下 皮纹改变 先天性心脏病
正常核型 三体型 单体型
❖ 父母一方为三体型(罕见) 其生殖细胞在减数分裂时发生的不分离。 形成三体型患儿。
减数分裂染色体不分离
(假设母亲为三体型个体且减数分裂形成卵子过程中染色体不分离)
2N+1
N
N+1
N
N
N+1 N+1 N
2N
2N 2N+1 2N+1
正常核型 三体型
② 减数分裂染色体丢失(loss)
二、染色体畸变
(chromosomal aberration)
染色体数目异常
整倍体异常:单倍体、多倍体 非整倍体异常:单体型、三体型、多体型、嵌合型
染色体结构畸变
缺失 倒位 易位 重复 双着丝粒染色体 等
(一) 染色体数目异常
染色体组:指人类的配子细胞即精子或卵子各自含有的一套 完整的染色体。chr数目23。
近端着丝粒 16中央着丝粒 17、18亚中央着丝粒
随体 无
无 无 有 无
副缢痕 1号常见
9号常见 16号常见
F
19、20
G 21、22、Y
次小 最小
中央着丝粒 近端着丝粒
无 21, 22有 Y无
⑵ 染色体显带核型分析
① 关于显带核型分析和带型的定义
显带核型分析是用特殊的染色方法使染色体臂上显示出 一条条明暗交替或深浅交替的横纹(带)的核型分析方法。
1、先天愚形(21三体综合征,Down syndrome)
⑴ 临床表现
三大特征:严重智力低下、50%伴有先心、大多有皮纹改

其他表现:发病率1/800~1/600新生儿;生长发育迟缓;
特殊面容(眼距宽,外眼角上斜、鼻根低平, 舌大);男性不育、女性偶有生育能力。
⑵ 类型及形成机制
完全型21三体 易位型21三体 嵌合型21三体
减数分裂时,由于某种原因(如纺锤丝或着丝粒功能障碍 或者染色体行动迟缓),导致某条染色体在分裂后期和末 期不能跟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。 形成单体型.
减数分裂染色体丢失
2N
N
N
N
N
N
N
N-1
2N
2N
2N 2N-1
正常核型
单体型
3、嵌合体(型)(mosaic)
⑴ 嵌合体的定义
超二倍体,47条 性染色体如47,XXY或47,XXX 常染色体如47,XX(XY)+21
多体型(ploysomy):
性染色体如48,XXXX(超雌) 48,XYYY(超雄)
⑵ 非整倍体的形成机制
① 减数分裂染色体不分离(meiotic non-disjunction)
❖ 父母均为正常2n(常见) 双亲之一即父亲或母亲在配子形成过程中减数分裂时, 发生了染色体不分离。 可以发生在第一次分裂时同源染色体不分离,也可以发 生在第二次分裂时姐妹染色单体不分离。 形成三体型或单体型.
体内同时存在两种或两种以上不同核型细胞系的个体
⑵ 嵌合体的类型
① 同源嵌合体(复合非整倍体)
❖ 定义 体内不同核型的细胞系起源于同一受精卵。
45,X/46,XX 46,XY/47,XXY 46,XY/47,XY+21
❖ 形成机制
• 受精卵的有丝分裂(卵裂)染色体不分离 早期卵裂(除外第一次的前几次)时发生姐妹染色单体不分离。 不同的嵌合体个体中各细胞系的类型和数量的比例不同, 取决于发生染色体不分离的卵裂时间的早晚。
与 性别形成有关,随性别而异,称为性染色体(sex chromosome),XX代表女性,XY代表男性。
46,XX
46,XY
人类染色体分组及形态特征
组号 A
染色体号 1~3
B
4、5
C 6~12, X
D 13~15
E
16~18
形态大小 最大
次大 中等 中等

着丝粒位置 1,3中央着丝粒 2亚中央着丝粒 亚中央着丝粒 亚中央着丝粒
N
N
RDⅡ
N
N
N
N
(二)染色体的核型分析
1、核型和核型分析的定义
核型(karyotype) :
一个体细胞中的所有染色体按其大小形态等特点排列而 成的图像即核型.
核型分析(karyotype analysis):
将待测细胞的全套染色体按照Denver体制配对、排列, 分析确定其是否正常的过程,称为核型分析.
减数分裂染色体不分离
(假设父母均为正常2n且母亲减数分裂形成卵子过程中染色体不分离)
RDⅠ不分离 同源染色体不分离
RDⅡ不分离 姐妹染色单体不分离
2N
2N
N+1
N-1
N
N
N+1 N+1 N-1 N-1
N
N
N
N+1 N-1
2N+1 2N+1 2N-1 2N-1
三体型
单体型
2N
2N 2N+1 2N-1
• 发病率1/4000~1/5000 活婴 • 男女比例为 1 : 4 • 生长发育障碍 • 小眼,眼距宽,内眦赘皮 • 小口,腭弓窄,唇裂或腭裂 • 先天性心脏病(95%) • 特殊握拳姿势;摇椅样畸形足
3、13三体综合征(Patau syndrome)
• 发病率1/5000~1/21000 • 中枢神经系统严重发育缺陷 • 发育迟缓,严重智力低下 • 小眼或无眼,眼距宽,内眦赘皮 • 唇裂或腭裂 • 预后不佳,45%在出生1月内死亡
• 受精卵的有丝分裂染色体丢失
受精卵有丝分裂(卵裂)染色体不分离
2N
47/45 Mosaic
2N+1 2N-1
2N 2N
2N
2N
2N 2N
2N
46/47/45 Mosaic
2N
2N 2N 2N 2N 2N 2N 2N+1 2N-1
2N 2N
2N
2N+1 2N
2N-1
46/47/45 Mosaic
受精卵有丝分裂(卵裂)染色体丢失
高分辨显带: ﹥500条带
G显带
G带深带 G带浅带 着丝粒 着色不定带
T显带
N显带
③ G带的带型识别与命名的国际体制
臂、区、带逐级划分及编号
Xq28
2
Xp
1
1Hale Waihona Puke Baidu
1
2 3
Xq
4
5
2
6
7
8
④ 带纹的表示方法
染色体序号 臂的符号 区号 带号
如:Xq28表示X染色体的长臂的2区8带。
染色体断裂后形成的新畸变染色体。 分为“平衡的”与“不平衡的”
1、缺失(deletion,del) —— 部分单体型(partial monosomy)
末端缺失 中间缺失 环状chr
❖ 末端缺失(terminal deletion)
4q27
❖ 中间缺失(interstitial deletion)
医学遗传学
(Medical Genetics)
染色体遗传
(P28–59)
本章主要内容
❖ 正常人类染色体 ❖ 染色体数目和结构畸变 ❖ 染色体疾病
一、人类染色体
(chromosome)
(一)染色体的基本形态结构
1、染色体的结构:
2条染色单体(chromatid)
着丝粒(centromere)(主缢痕(primary constriction))
2N 2N
2N-1
46/45 Mosaic
② 异源嵌合体
❖ 定义 体内不同核型的细胞系起源于2个或以上的受精卵
46,XX/46,XY 45,X/46,XY 46,XX/47,XXY
(二) 染色体结构畸变
定义:指染色体部分片段的缺失、重复或重排。 基础:染色体断裂和/或断裂后的异常连接。 衍生染色体(derivative chromosome,der):
3n=69
2、非整倍体(aneuploid)异常
体细胞内个别染色体数目的增减。 形成超二倍体(hyperdiploid)(染色体数目>2n)、 亚二倍体(hypodiploid)(染色体数目<2n) 。
⑴ 非整倍体的常见类型
单体型(monosomy):
亚二倍体,45条 性染色体如45,X
三体型(trisomy)
短臂(p) & 长臂(q) 次缢痕(secondary constriction) 随体(satellite) 端粒(telomere)
2、染色体的类型
随体
随体柄(rRNA基因, 核仁组织者,NOR)
中部着丝粒染色体 (1,3,16,19,20)
亚中部着丝粒染色体
近端着丝粒染色体
(2,4,5,6–12,17,18,X) (13,14,15,21,22,Y)
① 完全型(游离型):
• 占95% • 47,XX(XY),+21 • 减数分裂时21号染色体不分离 • 发病率随母亲年龄增高而增大 • 再发风险低
② 嵌合型:
• 占2~4 % • 46/47,+21 • 早期卵裂时21号染色体不分离 • 再发风险低
③ 易位型:
• 患者核型:46,XX(XY),-D(13,14,15),+
2、核型分析的方法
⑴ 染色体非显带核型分析(常规核型分析)
根据国际Denver体制(ISCN)将人类体细胞的46条染色 体
按其相对长度和着丝粒位置分为23对,7个组(A~G组)。 其中22对为男女共有,称常染色体(autosome),以其长
度 递减和着丝粒位置依次编为1~22号;另1对X和Y染色体
4q13 4q25
❖ 环状染色体(ring chromosome,r)
2p21
p21 q31
2q31
2、重复(duplication,dup)
—— 部分三体型(partial trisomy)
正位重复
倒位重复
3、等臂染色体(isochromosome,i)
i(p) i(q)
4、倒位(inversion,inv)
4q25
20q12
❖ 罗伯逊易位(robertsonian translocation,rob)
❖ 平衡易位及平衡易位携带者
平衡易位:仅有位置的改变而没有明显的染色体片段 的增减,通常不会引起明显的遗传学效应 的易位。也叫原发性易位。
平衡易位携带者:具有平衡易位染色体但表型正常的 个体。
(三)染色体异常的后果
3、染色体的数量
体细胞:46条23对(2n) 生殖细胞:
性原细胞(卵原细胞和精原细胞):2n 初级性母细胞(初级卵母细胞和初级精母细胞):2n 次级性母细胞(次级卵母细胞和次级精母细胞):n(23条染色体) 配子细胞(精子和卵子 ): n(23条染色单体)
初级性母细胞 次级性母细胞 配子
2N
RDⅠ
rob(Dq21q) 46,XX(XY),-G(21,22),+rob(Gq21q)
• 由平衡易位携带者亲代传来 • 携带者核型:45,XX(XY),-D,-21,+rob(Dq21q)
45,XX(XY),-G,-21,+rob(Gq21q)
• 再发风险较高
母亲为14/21易位携带者: 45,XX,-14,-21,+rob(14q21q)
父亲 正常个体
母亲 携带者
卵 子
精 子
受 精 卵
正常核型 易位携带者 易位型21三 正常个体 表型正常 体
21单体 14单体 易位型14三
流产
流产 体
母亲为21/21易位携带者:45,XX,-21,-21,+rob(21q21q)
父亲 正常个体
母亲 携带者
卵子
精子
易位型21三 体
21单体 流产
2、18三体综合征(Edwards syndrome)
臂内倒位 臂间倒位
❖ 臂内倒位(paracentric inversion)
4q13 4q24
❖ 臂间倒位(pericentric inversion)
4p14 4q21
5、易位(translocation,t)
相互易位(rcp) 罗伯逊易位(rob) 复杂易位 单方易位
❖ 相互易位(reciprocal translocation,rcp)
带型(banding pattern)是指应用显带技术将人类24种 染色体(22条常染色体、X和Y染色体)显示出的各自 特异的带纹的总和。
② 带型种类
一般显带: ﹤500条带纹
Q带:明暗交替的带纹。辨别染色体。 G带:深浅交替的带纹。辨别染色体。常用方法。 R带:Q带或G带的反带。辨别染色体。 C带:Y染色体、着丝粒、副缢痕。观察染色体上述部位。 T带:端粒(末端)。观察端粒。 N带:随体(NOR)。观察随体结构。
单倍体:含有一个染色体组的细胞或个体。chr数目23,“n” 表示。如人类配子细胞(精子或卵子)。
二倍体:含有两个染色体组的细胞或个体。chr数目46, “2n” 表示。如人类体细胞。
1、整倍体(euploid)异常
体细胞内染色体数目成组的增减。 形成单倍体(n)、多倍体(≥3n) 。 单倍体仅见于配子细胞。 多倍体中以三倍体为主且多见于自然流产胚胎。 形成机制有双雄受精(diandry)或双雌受精(digyny)等
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