人类染色体

人类染色体人类染色体的数目和结构人类染色体男性染色体46,XY女性染色体46，XX染色质指间期细胞核中遗传物质存在的形式。染色质和染色体之间的关系(同一物质在细胞周期不同时期的不同形态和功能形式)第一节人类染色体的基本特征常染色质和异染色质常染色质：分布较稀疏，处于活跃状态。异染色质：分布较紧密，处于抑制状态。异染色质常染色质异染色质：专性异染色质兼性异染色质X小体（Barrbody)染色体与性别决定人类46条染色体中，44条(22对)为常染色体(autosome)，2条为性染色体(sexchromosome)。人类的染色体－XX为女性；XY为男性。无论有几条X染色体，只要有Y染色体即为男性。Y拟常染色体区，与X同源，可交换。Y特异区，不与X交换。近年研究标明，性别决定区Y(sex-determiningY,SRY)是睾丸决定因子的最佳候选基因。染色质的主要化学组成：DNA、蛋白质、少量的RNA从DNA到染色体的四级结构模型染色体从DNA到染色体的四级结构模型一级结构：核小体串珠结构二级结构：螺线管三级结构：超螺线管四级结构：染色单体核小体的组成核心颗粒连接区八聚体（组蛋白H2A、H2B、H3、H4各2分子）140bpDNA，缠绕1.75圈60bp左右DNA片段+H1组蛋白DNA核小体螺线管超螺线管染色单体压缩7倍压缩6倍压缩40倍压缩5倍共计压缩8400倍参见书P30图3-3单倍体和二倍体单倍体：只有一套基因组/染色体组的细胞/个体。二倍体：具有有两套基因组/染色体组的细胞/个体。二、人类染色体数目、结构和形态在分裂中期维持恒定姐妹染色单体：细胞分裂中期每条染色体均含有2条染色单体，互称姐妹染色单体。同源染色体：一条来自父方，一条来自母方，形态相近，遗传物质组成和功能相似的两条染色体。染色体结构模式图人类中期染色体形态主缢痕：着丝粒所在部位两染色单体缩窄。副缢痕（次级缢痕）：有的染色体在长、短臂上还存在缩窄区或浅染区，称为副缢痕。随体：大部分近端着丝粒染色体短臂末端有一球形小体，借柄部与染色体主体称为随体。NOR：近端着丝粒染色体随体和短臂相连的柄部含有rDNA，可转录形成rRNA,与核仁形成有关，也称核仁组织者区。端粒：在染色单体两端，可产生端粒酶，稳定作用。随着衰老，染色单体两端的端粒（黄色）变短。早衰症，活到15岁，全世界20例染色体研究方法只有活细胞并可以分裂，才能制备染色体。常用制备染色体的材料：外周血、骨髓、胸腹水、活检组织、羊水、组织培养物等。关键步骤：秋水仙素处理；抑制中期分裂相低渗；使细胞膨胀固定；染色体形态固定滴片；分散染色体染色；染色体着色染色体显带Q-;G-;R-;C-;Q-带G-带G-,R-带及模式图染色体号；臂号；区号；带号；(.亚带）1q22人类染色体共分为7组，A~G，X属于C组;Y属于G组。染色体多态(chromosomalpolymorphism)染色体多态性主要表现在：Y长臂远端2/3区域，1、9、16染色体异染色质区和次级缢痕,D、G组的短臂、随体、NOR区。染色体多态可以作为一种遗传标记稳定，孟德尔式遗传，多态。染色体命名人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN,1995)(AnInternationalSystemforHumanCytogeneticNomenclature)p—短臂q—长臂del—缺失dup—重复i—等臂inv—倒位rob—罗氏易位t—易位der—衍生染色体ter—末端46,XX,t(1;2)(p21;q23)染色体总数，性染色体组成，染色体变化染色体号；臂号；区号；带号；(.亚带）染色体表达式举例：47,XY,+21—47条染色体，男性，多一条21号染色体。45,X—45条染色体，女性，少一条X染色体。先天性卵巢发育不全综合证。46,XX,del(6)(p24)—46条染色体，女性，6号染色体短臂2区4带至短臂末端缺失。45,XY,-14,-21,+rob(14;21)(q11;p11)—45条染色体，男性，少一条14号和一条21号染色体，多一条罗氏易位染色体，该染色体为14号长臂1区1带与21号短臂1区1带连接。47,XXY—47条染色体，男性，多一条X染色体，克氏综合证。46,XX,t(5;8)(q23;q24.1)—46条染色体，女性，5号与8号染色体相互易位，染色体断裂点分别为5号长臂2区3带和8号长臂2区4带1亚带。染色体畸变数目畸变—整倍体变化，以23为倍数（3倍体，4倍体）。非整倍体变化，单条增减（单体，多体）。结构畸变—各类染色体断裂、片段丢失和重排。（易位、倒位…）纯合体—只有一种核型的个体。嵌合体—具有两种和两种以上核型的个体。嵌合体表达式：核型/核型/核型….例如：46,XY/47,XXY46,XX/46,XX,t(5;8)(q23;q24.1)/46,XX,del(6)(p24)一、染色体整倍体变化形成单倍体和多倍体1.单倍体n2.多倍体3n4n双雄受精、双雌受精、核内复制、核内有丝分裂是染色体整倍体改变的机制染色体整倍体改变的机制二、染色体非整倍体变化1.单体型2n-12.三体型2n+13.多体型4.嵌合体4624222222242446232323232224减数分裂第一次分裂第二次分裂染色体不分离:数目畸变的纯合体是由于配子形成过程中，减数分裂产生了染色体不分离。染色体非整倍体改变的机制46464646464547数目畸变的嵌合体是由于胚胎发育过程中，有丝分裂产生了染色体不分离。染色体丢失:嵌合体中部分含异常染色体的细胞可能会丢失，如45。有丝分裂缺失(deletion)ABCDEFGABCDEABEFG重复(duplication)ABCDEFGABCDCDEFGABCDEFG倒位(inversion)ABEDCFG二、染色体结构畸变的类型及其产生机制易位(translocation)不同染色体之间片段的交换。罗伯逊易位(Robertsoniantranslocation):近端着丝点染色体的着丝点融合。人类D组（13、14、15）、G组（21、22）和Y染色体为近端着丝点染色体。染色体结构畸变的原因是染色体断裂、丢失、重排。着丝点横裂易位染色体等臂染色体结构畸变导致部分单体和部分三体16161616161号部分三体6号部分单体1号部分单体6号部分三体正常易位携带者易位携带者减数分裂7号染色体与10号染色体易位倒位环正常染色体倒位染色体正常染色体重复1，缺8重复8，缺1倒位染色体四种配子同源染色体四射体易位ABCD四射体形成的18种类型配子，受精后只有一种为正常人（AB,CD)；一种为易位携带者(AD,BC)。其他均含有不平衡染色体。（四射体照片）相互易位染色体在减数分裂时将形成四射体。不等交换发育不同阶段染色体畸变*在配子形成期或受精24小时内的畸变将导致畸变纯合体。*在发育2-4天（卵裂及桑椹胚期）将导致不同比例的嵌合体。*在3胚层分化（3周左右）阶段，某一层染色体畸变将导致由该胚层发育而来的组织器官系统异常。在各组织器官染色体异常嵌合体中，仅依外周血检查不一定能够发现嵌合核型。其他染色体畸变类型第十四章染色体疾病第一节染色体病发病概况目前已发现的染色体异常核型达一万多种。染色体病达100多种。染色体病是由于染色体数目或结构异常而引起的具有一系列临床症状的综合征。染色体病：常染色体病的共同特征：智力低下、发育迟缓、多发畸形。性染色体病的共同特征：性征发育不全或畸形、智力较低。染色体异常的携带者一、常染色体畸变所引起的疾病称为常染色体病常染色体病是由于1-22号常染色体数目或结构异常引起的疾病。男女均发病。共同的发病机制是基因组失衡。常染色体病约占染色体病的2/3单倍体未见报道，三倍体、四倍体及嵌合体多在出生后一周内死亡，个别达2年。流产胚胎中三倍体、四倍体较多见。患者均有“三联征”：21三体综合征18三体综合征13三体综合征5p-综合征第二节常染色体病常染色体异常：人类的染色体异常中，缺少一条染色体的配子通常是没有受精能力的，多一条染色体的配子虽然可以受精而形成三体，但三体个体绝大多数在胚胎或胎儿期死亡而表现为自发性流产。染色体异常自发性流产胎儿的染色体组型和频率自发性流产类型频率（%）常染色体三体5247，+143.747，+154.247，+1616.447，+183.047，+214.747，+225.7其他三体14.345，X18三倍体17四倍体6不平衡易位3其他41、21三体综合征（先天愚型、Down综合征）1866年Down所发现，1959年Lejeune（法国）证实多一条G组染色体，后确定为21号染色体。发病率：1/650或1/1000占小儿染色病的70%~80%临床表现：１、特殊面容—眼距宽、鼻塌平、口半开、流口水、耳廓小、手足短。２、发育不良、肌张力低、关节松弛、新生儿有第三囟门。３、部分患者有特殊肤纹，如通贯手、atd角达64(正常人41)，４、半数患者伴有先天性心脏病，白血病发病率高于正常20倍。男性基本无生育能力，女性少数可有生育能力。大部分寿命不长，少数可达50岁以上。4、先天智力低下。生活自理能力较差。5、性格活泼，喜好模仿。本病最大特点是智力低下。21三体特殊面容21三体综合征（先天愚型）21三体，1岁及16岁的女孩舟舟本名胡一舟，出生下来一个多月，他的父母便发现舟舟不是个正常的婴儿，经医院检查，原来，舟舟比正常人多了一条染色体，第二十一对染色体多出一条，身上总共有二十三对四十七条。这多出的一条染色体使舟舟的智力不可能像正常人一样发展，属于先天智残。虽然是先天智残，但是舟舟却在音乐方面表现出令人惊异的才能。已经指挥了许多著名乐队，请看他的指挥。00.0020.0040.0060.0080.010.012y15-19y20-24y25-29y30y32y35y38y40生育年龄与21-三体发病率的关系21三体的核型照片21-三体的分类：１、纯合型——核型为47,XX(XY),+21大部分的21-三体为纯合型，发病原因95%为母亲发生了染色体不分离，且发生在第一次减数分裂。极少一部分为遗传的，既母亲为21-三体。２、嵌合型——核型为47,XX(XY),+21/46,XX(XY)在胚胎发育中某一时刻发生了染色体不分离，形成嵌合体。嵌合体的临床表现较纯合体轻，发病程度与异常核型细胞比例有关。３、易位型——核型为46,XX(XY),-14,+rob(14;21)易位型可以是D/G易位，也可以是G/G易位。D/G易位型21-三体有45%是由平衡易位携带者遗传而得。55%为新发生的。96%G/G易位型21-三体是新发生的。1421减数分裂D/G平衡易位携带者遗传图解易位型21-三体死胎正常易位携带者死胎死胎成活的胚胎有1/3可能性为21-三体（６种配子）嵌合型核型：46，XY(XX)/47，XY(XX)，+21占3%产生原因：卵裂过程中发生染色体的不分离。按照异常的细胞系所占的比例大小，临床症状有轻有重。易位型核型：46，XY(XX)，-14，+t(14q21q)占5%多余的21号不是单独存在，而是经罗伯逊易位，移致D或G组染色体上。常见D/G易位，如14/21。发生原因：1.由于亲代生殖细胞形成时发生新生的D/G易位，形成异常配子与正常配子相结合的结果。这种再发风险低。2.若双亲有一方为平衡易位携带者，其核型为45，XY(XX)，-14，-21，+t(14q21q)，所生子女中1/3易位型先天愚型，1/3平衡易位携带者，1/3正常儿。21-三体的产前检查１、胎儿染色体检查２、孕妇血清标记物检查由于大多数21－三体的母亲小于35岁，又不可能对所有孕妇做羊水染色体检查，所以检查孕妇血清标记物不失为一种实用的方法。血清标记物为:AFP(甲胎蛋白)UE3(雌三醇)HCG(绒毛膜促性腺激素)检出率为48%~83%。假阳性率为5%。３、引物原位扩增(PRINS)研究表明，导致21-三体症状的21号染色体片段主要是21q22，在此区域内估计有50~100个基因，其中含S