第七章 染色体病-4h

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三倍体形成原因：双雌受精和双雄受精
69,XXX
23，X
69,XXX
23，X
69,XYY
A.69,XXX的形成
A.69,XXX的形成
B.69,XYY的形成
69,XXY
69,XXY
B.69,XXY的形成
C.69,XXY的形成
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四倍体：体细胞中有四个染色体组。
形成原因：核内复制（染色体复制2次，细胞分裂1次） 核内有丝分裂（染色体正常复制1次，细胞未分裂）
生在浅染带。
20
21
46,XY
22
46,XX
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G显带核型
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（3）其他显带技术： R显带：反 G 带。能够将染色体末端显示为易于识别 的深带，对于研究染色体末端缺失或重排 特别有用 C显带：亦称着丝粒显带。特异显示着丝粒和副缢痕 处的组成型异染色质，并使Y染色体长臂末端着色。
N显带：特异显示近端着丝粒染色体的核仁组织区。
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G-banding 界标 区和带 描述内容 染色体号
臂的符号
区的号 带的号
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三、人类细胞遗传学技术的进展
1. 染色体高分辨显带
常规G显带中用于分析的染色体源于分裂中期细胞，因高 度螺旋化而缩短，每套单倍体仅可显示约320条带。
高分辨显带：应用细胞分裂同步化等技术，可从早中期、 前中期或晚前期细胞获得更长、带纹更丰富的染色体，每 套单倍体染色体呈现出550～850条或更多带纹。这些带 纹是由320条带细分而成的亚带或次亚带，有助于发现更 细微的异常，并使染色体断裂的定位更精确。
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8
二、染色体形态学和显带技术
1.染色体形态学及非显带核型的识别 1）染色体形态： 在染色体狭窄处是着丝粒(centromere,cen), 将染色体分为短臂(p)和长臂(q)。 中央着丝粒染色体, cen 位于染色体的1/2处； 亚中着丝粒染色体, cen 位于染色体的5/8处；
近端着丝粒染色体, cen 位于染色体的7/8处。
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基因定位
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（2）DNA纤维荧光原位杂交：
首先在载玻片上制备DNA纤维，然后进行FISH。与 常规FISH相比，其优点是精度高。用于人类基因组物理 图谱绘制，染色质结构分析等。 （3）染色体涂染： 用荧光染料标记整条染色体或特定染色体区段的 DNA ，若同时使用不同颜色标记的探针进行涂染，可 将同一核型中的染色体染成不同颜色，清晰显示易位所 形成的衍生染色体、乃至于更复杂的染色体重排的来源。 对于分析隐型或复杂型易位、肿瘤细胞的核型、基因定 位等具有重要价值。
基本原理： 应用Digoxyginin或Biotin标记探针DNA，变性成 单链后，与变性后的染色体或细胞核靶DNA杂交。在 荧光显微镜下观察并记录结果。
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FISH
荧光标记的DNA 探（200-500kb）
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应用： 基因定位 基因扩增
检测染色体的数目和结构异常，进行遗传病的 诊断和产前诊断。
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R显带：染色体末端
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C显带：着丝粒显带
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N显带：特异显示近端着丝粒染色体
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2）显带染色体的描述
相关术语：
界标（land mark)：每条染色体上稳定存在并具有显著 形态学特征的指标，如着丝粒、端粒、某些恒定存在 的带等。
区（region): 两个相邻界标之间的区域。 带（band)：染色体均由一系列序贯的带组成。
第四章
染色体病
中国医科大学
基础医学院医学遗传学教研室
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本章重点内容提示
• 染色体数目畸变: 三倍体、四倍体、非整倍体及其原因； • 结构畸变： 各类型缩写符号；缺失、易位的简式、详式描述；平衡易 位携带者，罗氏易位； • 三体综合征（21、18、13）中文、英文名称、主要临床 表现、核型、发病机制；5p-综合征； • 性染色体异常综合征：中文、英文名称、主要临床表现、 核型、发病机制； • Lyon假说、X染色质、X染色体失活证据、Y染色质、核 性别； • 脆性X染色体、脆性位点、脆性X染色体综合征
三体（ trisomy）：某号染色体多一个拷贝。在人类染色 体数目畸变中最常见。如21三体：47，XX，+21。
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形成原因：不分离；丢失
1）不分离（non-disjunction）：即在细胞分裂时染色体 不能正常分开； 减数I不分离
减数分裂不分离
不分离 有丝分裂不分离 （卵裂不分离） 减数II不分离
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1）主要的几种显带技术
（1）Q显带（Q banding） 1968年瑞典细胞化学家Caspersson 等首先应用荧光 染料氮芥喹因（quinacrine mustard, QM）处理染色体后， 在荧光显微镜下可见每条染色体呈现明暗相间、宽窄不 同的带纹，称为Q带。 优点：性能稳定，显带效果好； 缺点：荧光衰退较快，需及时观察、分析或照像保存。
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G显带深染带，富含AT，富含长分散DNA序列（long
interspersed sequence，LINES）是DNA的重复区域，不编
码表达基因。
G显带浅带，富含GC，含有许多转录基 因。这种 DNA在间期核中呈现较为伸展的状态。 除转录基因外，它 含有短分散DNA序列（short interspersed DNA sequence， SINES）。包括Alu序列。染色体上大多数断裂点和重排发
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第三节
一、数目异常 二、结构畸变
染色体畸变
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一、 数目异常及产生原因
人类等二倍体生物的精子或卵子所含的全部染色体 称为一个染色体组。精子或卵子为单倍体。 一个体细胞中染色体数为46条，为二倍体：2n。 体细 胞染色体数目偏离46条，即为染色体数目异常
1. 整倍体异常：
体细胞中染色体成组地增加，形成整倍体异常。
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2. 非整倍体 （aneuploid ）
体细胞中染色体在46条基础上增、减1条或几条，分别称 为超或亚二倍体，是临床上最常见的染色体数目异常。
单体（ monosomy ）： 某号染色体少一个拷贝。 如Turner综合征，45，X，是人类最常见的染色体单体综 征；对于常染色体而言，即便最小的21，22号的单体也 难以存活。
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目前已报道的人类染色体异常已超过10000种，染色体 异常综合征超过100种。 约50%的早期流产胎儿具有染色体异常；
人类新生儿中染色体异常的发生率为0.5%-1%；
人群中外表正常但携带异常染色体的比例为0.25%-0.47%。
染色体病已成为较常见且危害严重的疾病。因此，认 识正常染色体的特征及其研究的主要技术、染色体异常的 类型及机理、进而掌握染色体病的特征、发生机理以及诊 断和咨询原则，对医学生而言意义重大。
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减数分裂I不分离
减数分裂II不分离
精子
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（2）有丝分裂不分离（卵裂不分离）
卵裂不分离 ：受精卵在卵裂初期发生姐妹染色单体不分离。
可产生由两种或三种细胞系构成的 嵌合型个体（如 47/45 或 46/47/45）。 嵌合体：含有不同核型细胞系的个体称为嵌合体。 体内细胞系的类型和比例取决于染色体不分离发生的早晚，发 生越晚，正常的二倍体细胞所占的比例越大，临床症状也越轻。反 之亦然。
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高分辨显带
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微细胞遗传学（microcytogenetics）：是运用人
类高分辨染色体显带技术，研究染色体细微结构及其改 变后的遗传效应的科学。 如：Down 综合征 即21-三体，实质主要涉及 21q22.3这一微小的关键片段。
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2.分子细胞遗传学
（1）荧光原位杂交
（Fluorescence in situ hybridization，FISH） FISH将细胞遗传学和分子遗传学方法相结合，是 分子细胞遗传学技术。
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端粒 Sister chromatids 随体
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端 粒 ： 位 于 染 色 体 的 两 端 是 一 种 蛋 白 -DNA 结 构 ， 含 有
TTAGGG六核苷酸重复延伸序列，其长短与细胞的寿命有关。
作用：保护染色体不被降解；防止染色体末端融合，。
随体：位于近端着丝粒染色体（13～15，21、22）短臂末 端介细丝连接的球状小体。细丝部位是rDNA基因所在部位， 转录rRNA进而形成核仁。
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第一节
一、常规染色体的制备
染色体研究方法
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正 常 人 外 周 血 或 细 胞
RPMI1640培养基+15%小牛血清+植物血凝素=5ml
370C，培养68 hr
加秋水仙素，培养2~4 hr（抑制细胞分裂） 收集细胞 离心，去上清液（1000rpm/10 min） 低渗处理，0.075 M KCI，370C，25min 预固定，甲醇：冰醋酸=3：1 离心，去上清液（1000rpm/10 min） 重复固定三次 制片，染色，观察，染色体分析
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染色体是基因的载体，平均每条染色体包含上 千个基因。染色体数目和结构的稳定是维持遗传稳 定性的基础。
染色体异常可造成许多基因的增减，严重者可 造成死胎或流产。能存活到出生的可发生多器官、 系统受累的染色体病（亦称染色体异常综合征）， 或成为外表正常但携带异常染色体的平衡易位携带 者，其携带的异常染色体会影响后代。
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2）非显带核型（Karyotype）的识别 核型：将一个体细胞中全套染色体按一定方式排列起来所构 成的图像。 1960年在美国丹佛召开首届国际细胞遗传学会议，讨论 并确定了正常人核型的基本特征，即丹佛体制。 将人类染色 体按照大小和着丝粒位置分为 23对，7个组。1-22对为常染色 体，剩余一对与性别决定有关，为性染色体，X,Y。 A组：1~3 C组：6~12+X 大 中 B组：4、5 大 D组：13~15 中
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（ 1 ）减数分裂不分离：在减数分裂中染色体不分离。 减Ⅰ不分离：成熟配子中， 1/2 含 n ＋ 1 条染色体； 另 1/2 含 n-1 条染色体。正常受精后，胚胎中， 1/2 为 超二倍体（2n+1），1/2为亚二倍体（2n-1）。
减Ⅱ不分离：成熟配子中： 1/2 为正常（ n ）； 1/4含n+1条染色体，1/4含n-1条染色体。正常受精后， 胚胎中1/2为正常二倍体，1/4为超二倍体（2n+1）， 1/4为亚二倍体（2n-1）。
E组：16~18
小
F组：19、20 小
G组：21、22 +Y 最小
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核型的描述
染色体总数， 性染色体 正常男性 ： 46 ，XY 正常女性 ： 46 ，XX 对标本的染色体进行检查分析，称为核型分析。
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2、染色体显带技术
简单的 Giemsa 染色将全部染色体染成同一种颜色，采 用该技术，仅能较准确地甄别少数几条染色体，更无法 发现染色体的结构畸变，学者们建立了染色体显带技术。 染色体显带：经不同的方法处理染色体，经染色后使 染色体在纵轴上显示明、暗或着色深、浅相间的横纹即 显带（Banding）。 这种带对每一条染色体都是独特的，可区分和确认每 一条染色体。
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Q-显带：荧光显带
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（2）G-显带（G banding） 将染色体标本先用胰酶或热、碱等预处理后再行 Giemsa 染色，可获得深浅相间的带纹，称为 G 显带 , 其带 纹与Q带相似。 在光学显微镜下， Q显带所显示的亮带染成深色，而 暗带则染成浅色。 优点：方法简单，带纹清晰，标本可长期保存，用普通显 微镜即可分析。 最常用的染色体显带技术。42源自第二节 染色体变异与多态性
一 、概念： 染色体多态性：正常人群中染色体形态的微小变异。
二、染色体多态的类型 1. 染色体长度的差异 2. 随体：出现率、大小、形态等 3. 副缢痕：有无、宽窄等 4. Q、G、C带多态：带的宽窄、形态等
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三、染色体多态的特点及意义：
1. 以孟德尔方式传递，在家系中具有恒定性； 2. 集中于富含高度重复DNA的组成型异染色质中； 3. 一般没有明显的异常或病理学意义，但在遗传分析、 基因定位、亲权鉴定和人类学研究上具有重要价值。 1968年，Donahue等在一个家系中发现Duffy血型与 1号染色体副缢痕变长相关，将该血型基因（Fy）定位 于1q。Fy亦成为首个被定位的人类常染色体基因。
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染色体涂染（单一颜色）
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染色体涂染 （24种颜色）
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（4）比较基因组杂交： 从染色体整体或带水平对不同基因组DNA序列拷贝 数的差异进行检测和定位 。 用于研究常规显带分析不易澄清的肿瘤相关染色体 改变如双微体、标记染色体等， 并可精确检测染色体 三体、单体或片段拷贝数变化等异常，实现对先天畸形、 自然流产等疾病的诊断。 （5）基因芯片检测CNV(拷贝数变异)，微缺失，微重复