人类染色体和染色体病精选PPT.ppt

关于人类染色体和染色体病第1页，讲稿共86张，创作于星期一第一节第一节人类染色体人类染色体一、人类染色体的特征和类型一、人类染色体的特征和类型 染色体的形态、结构特征在细胞周染色体的形态、结构特征在细胞周染色体的形态、结构特征在细胞周染色体的形态、结构特征在细胞周期中，以细胞分裂中期最为典型，称为期中，以细胞分裂中期最为典型，称为期中，以细胞分裂中期最为典型，称为期中，以细胞分裂中期最为典型，称为中期染色体。中期染色体。中期染色体。中期染色体。如何获得中期染色体如何获得中期染色体如何获得中期染色体如何获得中期染色体?第2页，讲稿共86张，创作于星期一细胞培养与染色体制备 正常人外周血或细胞正常人外周血或细胞 RPMI1640RPMI1640培养基培养基+15%+15%小牛血清小牛血清=5ml=5ml 37370 0C C，培养，培养68 hr68 hr 加秋水仙素，培养加秋水仙素，培养2 24 hr4 hr（抑制细胞分裂）（抑制细胞分裂）收集细胞收集细胞 离心，去上清液（离心，去上清液（1000rpm/10 min1000rpm/10 min）低渗处理，低渗处理，0.075 M KCI0.075 M KCI，37370 0C C，25min25min 预固定，甲醇：冰醋酸预固定，甲醇：冰醋酸=3=3：1 1 离心，去上清液（离心，去上清液（1000rpm/10 min1000rpm/10 min）重复固定三次重复固定三次 制片，染色，观察，染色体分析制片，染色，观察，染色体分析第3页，讲稿共86张，创作于星期一 每一个中期染色体均由两条染色单体构成，每一条染色单体由一个DNADNA分子螺旋而成。两条染色单体互称为姐妹两条染色单体互称为姐妹染色单体。两条染色单体染色单体。两条染色单体通过一个着丝粒彼此连接。通过一个着丝粒彼此连接。着丝粒将染色体分为两臂，着丝粒将染色体分为两臂，长臂（长臂（q q）和短臂（p）。第4页，讲稿共86张，创作于星期一人类染色体形态中央着丝粒染色体中央着丝粒染色体,着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的1/21/2处。处。亚中着丝粒染色体亚中着丝粒染色体,着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的5/85/8处处处处近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体,着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的7/87/87/87/8处处处处第5页，讲稿共86张，创作于星期一二、人类的正常核型二、人类的正常核型核型（核型（KaryotypeKaryotypeKaryotypeKaryotype）将一个体细胞中全套染色体按一定方式排列将一个体细胞中全套染色体按一定方式排列将一个体细胞中全套染色体按一定方式排列将一个体细胞中全套染色体按一定方式排列起来，构成图像。起来，构成图像。起来，构成图像。起来，构成图像。根据人类细胞遗传学国际命名体制根据人类细胞遗传学国际命名体制根据人类细胞遗传学国际命名体制根据人类细胞遗传学国际命名体制（ISCNISCN），依据染色体的形态、大小和着丝），依据染色体的形态、大小和着丝粒的位置，将染色体分为七组：粒的位置，将染色体分为七组：第6页，讲稿共86张，创作于星期一核型（核型（KaryotypeKaryotype）分析）分析 组别组别 染色体编号染色体编号 大小大小 着丝粒位置着丝粒位置 A 1A 13 3 最大最大 中、亚中中、亚中 B 4B 4、5 5 大大 亚中亚中 C 6C 612+X 12+X 中中 亚中亚中 D 13D 1315 15 中中 近端近端 E 16E 1618 18 较小较小 中、亚中中、亚中 F 19F 19、20 20 小小 中中 G 21G 21、22+Y22+Y，最小最小 近端近端第7页，讲稿共86张，创作于星期一核型的描述核型的描述 染色体总数，性染色体染色体总数，性染色体正常男性正常男性 4646 ，XY XY 正常女性正常女性 46 46 ，XXXX第8页，讲稿共86张，创作于星期一46,XY第9页，讲稿共86张，创作于星期一46,XX第10页，讲稿共86张，创作于星期一2、染色体显带v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）。v 这种带对每一条染色体来说都是独特的，可以区分和确认每一条染色体。第11页，讲稿共86张，创作于星期一显带方法：G-G-显显 带带：是最常用的方法。标本经胰蛋白酶处理后，应用GiemsaGiemsa染染色色，镜镜 检检、分分 析析,显示深染和浅染相间的带纹。第12页，讲稿共86张，创作于星期一R-banding反G带，因其恰好与G带着色深浅相反第13页，讲稿共86张，创作于星期一 除G G显带、R-显带外还有：显带外还有：Q-显带：荧光显带，同显带：荧光显带，同G显带带纹。显带带纹。T-T-显带：末端显带，C-显带：着丝粒显带。显带：着丝粒显带。新技术的应用使人们能够观察到前中期染色体，比中期染色体更伸展，这样观察的分辨率更高，可显示550850条带，即条带，即高分辨高分辨染色体。染色体。第14页，讲稿共86张，创作于星期一显带染色体识别G-banging 界标、区和带如：2p13第15页，讲稿共86张，创作于星期一l 常规G-banding使每个单倍体（24条染色体）都可以显示350550条带，每条带大约代表5x10610 x106bp的DNA。l 每个基因长度不等，从102bp（a珠蛋白基因）2x106bp（抗肌萎缩蛋白基因）。l 估计平均每3000bp为一个基因，每条染色体可能代表几个或几百个基因第16页，讲稿共86张，创作于星期一 G G显带深染带富含显带深染带富含ATAT，富含长分散，富含长分散DNADNA序序列，是列，是DNADNA的重复区域，不编码表达基因，的重复区域，不编码表达基因，G G显带浅带，富含显带浅带，富含GCGC，含有许多转录基因。，含有许多转录基因。这种这种DNADNA在间期核中呈现较为伸展的状态。在间期核中呈现较为伸展的状态。除了转录基因之外，它含有短分散除了转录基因之外，它含有短分散DNADNA序列。序列。包括包括AluAlu序列。染色体上大多数断裂点和重序列。染色体上大多数断裂点和重排被认为是发生在浅染带。排被认为是发生在浅染带。第17页，讲稿共86张，创作于星期一新技术的应用使人们能够观察到前中期染色体，比中期染色体更伸展，这样观察的分辨率更高，可显示550-850条带，即高分辨染色体。第18页，讲稿共86张，创作于星期一第19页，讲稿共86张，创作于星期一第二节、染色体畸变染色体畸变（染色体畸变（chromosomeaberration）在某些内部或外界因素的影响下，染色体数目和结构可能发生改变，这种改变称为染色体畸变。第20页，讲稿共86张，创作于星期一（一）染色体数目异常(numerical abnormality)细胞内整个染色体组或整条染色体数量上的增减称为染色体数目异常。1、分类：、分类：（1）整倍体异常 （2）非整倍体异常第21页，讲稿共86张，创作于星期一整倍体异常（euploid）细胞内整个染色体组数目的增加或减少，形成整倍性的改变。单倍体（n）：见于正常成熟配子（精子和卵子）多倍体（n3n）：见于自然流产的胎儿中，是人类自然流产的重要原因。第22页，讲稿共86张，创作于星期一非整倍体异常指体细胞中个别染色体数目增加或减少了一条或几条，为最常见的染色体异常。亚二倍体:在2n基础上减少一条或数条染色体。（单体型单体型2n-1）超二倍体:比二倍体（2n）多一条或数条染色体。（三体型三体型2n+1或多体型或多体型2n+n）第23页，讲稿共86张，创作于星期一2、染色体数目异常的机理（1）整倍体异常）整倍体异常 三倍体形成的原因：双雄受精(diandry)双雌受精(digyny)四倍体形成的原因：核内复制(endoreduplication)核内有丝分裂(endomitosis)第24页，讲稿共86张，创作于星期一第25页，讲稿共86张，创作于星期一23X23Y23X69XXY23X23Y23Y69XYY23X23X23X69XXX双雄受精双雄受精第26页，讲稿共86张，创作于星期一69XXY23X23X23Y69XXX23X23X23X双雌受精双雌受精第27页，讲稿共86张，创作于星期一（2）非整倍体异常）非整倍体异常 染色体不分离 染色体丢失 第28页，讲稿共86张，创作于星期一染色体不分离有丝分裂或减数分裂时，如果一对姐妹染色单体或同源染色体彼此没有分离，而是同时进入一个子细胞，称为不分离(nondisjunction)。第29页，讲稿共86张，创作于星期一有丝分裂不分离(mitotic non-disjunction)(mitotic non-disjunction)是指发生在受精卵或体细胞有丝分裂过程中的姐妹染色单体不分离，即可形成嵌合体(mosaic)。第30页，讲稿共86张，创作于星期一减数分裂不分离第31页，讲稿共86张，创作于星期一第32页，讲稿共86张，创作于星期一第33页，讲稿共86张，创作于星期一染色体丢失又叫染色体分裂后期延滞。在细胞分裂时，由于纺锤丝或着丝粒功能障碍或染色体行动迟缓，使某条染色体在分裂后末期未能随其它染色体一起进入任何一个子细胞而滞留于细胞质直到分解消失，从而导致某一个子细胞中少了一条染色体，称染色体丢失(chromosome lose)。第34页，讲稿共86张，创作于星期一464646464546 后期后期迟迟滞所致染色体滞所致染色体遗遗失与嵌合体形成失与嵌合体形成图图解解 45454546464747454646有有丝丝分分裂裂不不分分离离与与嵌嵌合合体体形形成成图图解解嵌合体（嵌合体（mosaicmosaic）：一个个体存在两种或两种以上染色体数目不同的细胞群。第35页，讲稿共86张，创作于星期一3、嵌合体及其发生的机理（1）嵌合体的概念 含有两种或两种以上不同核型细胞系的个体，称为嵌合体（嵌合体（mosaic）。例：46,XX/47,XXY;45,X/46,XX。（2）发生机理 有丝分裂不分离 染色体丢失 第36页，讲稿共86张，创作于星期一（二）染色体结构畸变(construct abnormality)染色体结构畸变：指染色体部分片段的缺失、重复或重排。实质上是指染色体上遗传物质的增减或位置改变。染色体结构畸变的根本原因：染色体断裂（breakage）及断裂后的重排。第37页，讲稿共86张，创作于星期一染色体结构畸变的类型 缺失（deletion，del）重复（duplication，dup）倒位（inversion，inv）易位（translocation，t）第38页，讲稿共86张，创作于星期一1.缺失(deletion，del)末端缺失(terminal deletion)中间缺失(interstitial deletion)第39页，讲稿共86张，创作于星期一123456751234671234567第40页，讲稿共86张，创作于星期一2.重复(duplication，dup)一条染色体上某一相同节段具有两份或两份以上称为重复。它往往是两同源染色体之间的染色体片断不等交换的结果。第41页，讲稿共86张，创作于星期一3.倒位(inversion，inv)指一条染色体同时发生两次断裂，其断片位置发生颠倒后再重接，分臂内倒位和臂间倒位。第42页，讲稿共86张，创作于星期一1234567123456756565656565665臂内倒位（臂内倒位（paracentricinversion）第43页，讲稿共86张，创作于星期一1234567123456734124356734343434臂间倒位（臂间倒位（pericentricinversion）第44页，讲稿共86张，创作于星期一4.易位(translocation，t)指两条非同源染色体同时发生断裂后，其断片发生交换。分为相互易位和罗伯逊易位。平衡易位：相互易位仅涉及位置的改变而不造成染色体片段的增减。第45页，讲稿共86张，创作于星期一相互易位相互易位第46页，讲稿共86张，创作于星期一RAB1234567RAB12345677B相互易位（相互易位（reciprocaltranslocation）第47页，讲稿共86张，创作于星期一罗伯逊易位罗伯逊易位第48页，讲稿共86张，创作于星期一RAB123RRAB123RRRABABABABABBA罗伯逊易位罗伯逊易位（Robertsoniantranslocation）第49页，讲稿共86张，创作于星期一5.环状染色体(ring chromosome，r)第50页，讲稿共86张，创作于星期一环状染色体（环状染色体（ringchromosome，r）第51页，讲稿共86张，创作于星期一6.等臂染色体(isochromosome，i)第52页，讲稿共86张，创作于星期一p pq q等臂染色体（等臂染色体（isochromosome,I）p pq q着丝点横裂着丝点横裂ppqq第53页，讲稿共86张，创作于星期一7.双着丝粒染色体(dicentric chromosome，dic)第54页，讲稿共86张，创作于星期一双着丝粒染色体双着丝粒染色体(dicentricchromosome,dic)第55页，讲稿共86张，创作于星期一8.插入（insertion,ins）RAB1234567RAB1234567B567第56页，讲稿共86张，创作于星期一123456712345671234567123456712345675123467插入（插入（insertion,ins）第57页，讲稿共86张，创作于星期一第三节、染色体病 染色体病染色体病：是指由于染色体数目异常或结构畸变所导致的疾病。第58页，讲稿共86张，创作于星期一1、常染色体异常综合征是指第122号常染色体数目或结构异常所引起的疾病。临床症状包括：智力低下、生长发育迟缓及特征性异常体征等。（1）先天愚型 （2）5p综合征 第59页，讲稿共86张，创作于星期一（1）先天愚型先天愚型又称作21三体综合征、Down综合征，是人类中最常见的一种染色体病。第60页，讲稿共86张，创作于星期一新生儿中的发病率为新生儿中的发病率为1/8001/600。第61页，讲稿共86张，创作于星期一第62页，讲稿共86张，创作于星期一约50%的患者有先天性心脏病。患者寿命较短，50的患儿在5岁以前死亡，平均寿命16.2岁。第63页，讲稿共86张，创作于星期一核型特征 21三体型（约占三体型（约占92.5%）核型：核型：4747，XXXX（XY），+21原因：父母之一配子发生时减数分裂过程中出现不分离的结果，大多数是母亲卵子形成过程中发生了21号染色体不分离（95%）；父亲精子形成中发生21不分离而致该病约占5%5%。其发病率随母亲年龄增高而增大。第64页，讲稿共86张，创作于星期一21三体型三体型第65页，讲稿共86张，创作于星期一易位型（约占易位型（约占5%）核型：46，XX（XY），-14，+t（14；21）（p11；q11）原因：由于新的突变形成；亲代遗传而来，即患者的双亲之一是平衡易位携带者。平衡易位携带者的核型为4545，XXXX（XYXY），），-14-14，-21,+t(14-21,+t(14；21)21)（p11p11；q11q11）第66页，讲稿共86张，创作于星期一嵌合型（约占嵌合型（约占2.5%）核型：46，XX（XY）/47，XX（XY），+21 原因：正常的受精卵在胚胎发育早期的卵裂过程中，发生21号染色体的不分离，形成46/47/45细胞系的嵌合体。第67页，讲稿共86张，创作于星期一（2）5p综合征又称猫叫综合征。发病率及临床特征：发病率及临床特征：该病的群该病的群体发病率约体发病率约1/500001/50000猫叫样哭声，随年龄增长而消失猫叫样哭声，随年龄增长而消失智力发育迟缓，满月脸智力发育迟缓，满月脸眼距宽，外眼角下斜，内眦赘皮眼距宽，外眼角下斜，内眦赘皮腭弓高，下颌小腭弓高，下颌小先天性心脏病(50(50)第68页，讲稿共86张，创作于星期一第69页，讲稿共86张，创作于星期一第70页，讲稿共86张，创作于星期一核型：46，XX（XY），del（5）（p15）主要发病原因：5号染色体短臂部分缺失，缺失的片段大小不一，但均包括5p14或5p15，说明5p14或5p15是本病发生的关键片段。第71页，讲稿共86张，创作于星期一第72页，讲稿共86张，创作于星期一第73页，讲稿共86张，创作于星期一2、性染色体异常综合征人类性染色体即X或Y染色体发生数目或结构异常所引起的疾病。共有的临床特点：性发育不全或两性畸形，智力低下等。第74页，讲稿共86张，创作于星期一（1）Klinefelter综合征先也称先天性睾丸发育不全症或小睾丸症，先也称先天性睾丸发育不全症或小睾丸症，19431943年由年由KlinefelterKlinefelter首次描述。首次描述。核型：核型：47,XXY 47,XXY 少数少数46,XY/47,XXY46,XY/47,XXY病因：亲代减数分裂时发生了性染色体不分离，染色体不分病因：亲代减数分裂时发生了性染色体不分离，染色体不分离大多发生在减离大多发生在减；约；约60%60%由母方、由母方、40%40%由父方染色体不分离由父方染色体不分离造成。造成。第75页，讲稿共86张，创作于星期一第76页，讲稿共86张，创作于星期一第77页，讲稿共86张，创作于星期一第78页，讲稿共86张，创作于星期一（2）Turner综合征先天性卵巢发育不全综合症。是Turner在1936年首先描述的。核型：45,X 少数45,X/46,XX原因：父亲精子发生过程的减数过程中出现XY染色体不分离，形成异常精子（24，XY和22，O），22，O精子同23，X卵细胞结合后形成核型为45，X的个体。第79页，讲稿共86张，创作于星期一第80页，讲稿共86张，创作于星期一第81页，讲稿共86张，创作于星期一第82页，讲稿共86张，创作于星期一（3）XYY综合征1961年Sandburg首次报道，发病率为1/900，核型为47,XYY，发病原因为父亲减数分裂产生了Y染色体不分离。临床表现临床表现：表型一般正常，身材高大，偶见尿道下裂、睾丸发育不良、生育力下降，但大多数可以生育。具有攻击倾向和反社会行为。在监狱中调查发现本病患者较多。第83页，讲稿共86张，创作于星期一第84页，讲稿共86张，创作于星期一（4）多X综合征Jacob首先发现一例47,XXX女性，称为“超雌”。发病率在女婴中为1/1000。临床表现：大多数正常，可生育，少数卵巢功能低下、原发或继发闭经、乳房发育不良，1/3患者患有先天性心脏病，部分有精神障碍。2/3患者智力稍低。X染色体越多智力越低，畸形也越重。第85页，讲稿共86张，创作于星期一感谢大家观看第86页，讲稿共86张，创作于星期一