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1、染色体畸变（一）龙志高2染色体畸变的概念n n染色体畸变染色体畸变是指体细胞或生殖细胞内染色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体发生的异常改变，其实质是染色体或染 色体节段上色体节段上基因群的数量增减或位置的转基因群的数量增减或位置的转 移移，染色体畸变可导致染色体异常综合征，染色体畸变可导致染色体异常综合征 或染色体病。或染色体病。n n染色体畸变的发生率染色体畸变的发生率流产胚胎流产胚胎 50% 50% 死产婴儿死产婴儿 8 8死亡新生儿死亡新生儿 6 6 新生活婴新生活婴 5-105-10一般人群一般人群 5 5 3Annu. Rev. Genomics H
2、um. Genet. 2006.7:407424染色体畸变发生的原因n n自发畸变自发畸变（spontaneous aberrationspontaneous aberration） n n诱发畸变诱发畸变（induced aberrationinduced aberration）化学因素化学因素：药物、农药（敌百虫类有机磷农药）：药物、农药（敌百虫类有机磷农药） 、工业毒物（苯、铅、砷等）、工业毒物（苯、铅、砷等） 、食品添加剂、食品添加剂 物理因素物理因素：射线（：射线（X X、 、 、 ） 生物因素生物因素：生物类毒素、病毒等生物类毒素、病毒等 遗传因素遗传因素：染色体畸变患者和携带者：
3、染色体畸变患者和携带者母亲年龄母亲年龄：母亲年龄越大，生育：母亲年龄越大，生育2121三体可能性越大三体可能性越大5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缺失倒位重复非整倍性改变整倍性改变易位单倍体 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 双着丝粒染色体插入6染色体数目异常7染色体数目异常-整倍性改变整倍体（euploid）染色体的数目变化是单倍体（染色体的数目变化是单倍体（n n）的整倍数，即以）的整倍数，即以n n为基数，整倍地增为基数，整倍地增 加或减少。加或减少。三倍体（triploid）患者的体细胞具有患者的体细胞具有3 3
4、个染色体组，个染色体组，每对染色体都增加了一条，每对染色体都增加了一条，染色体总数为染色体总数为6969（3n3n）四倍体（tetraploid） 患者的体细胞具有患者的体细胞具有4 4个染色体组，个染色体组，每对染色体都增加了两条，每对染色体都增加了两条，染色体总数为染色体总数为9292（4n4n）8三倍体核型三倍体核型9染色体数目异常-非整倍性改变n n纯合体（纯合体（homozygotehomozygote）体内所有细胞系核型均相同的个体。体内所有细胞系核型均相同的个体。n n嵌合体（嵌合体（mosaicmosaic）与开米拉（）与开米拉（chimaerachimaera）体内同时存在两
5、种或两种以上核型的细胞系的个体内同时存在两种或两种以上核型的细胞系的个 体，可以是数目异常之间、结构异常之间以及数体，可以是数目异常之间、结构异常之间以及数 目和结构异常之间的嵌合，不同核型的细胞系来目和结构异常之间的嵌合，不同核型的细胞系来 源于源于同一个合子同一个合子者称者称嵌合体嵌合体，不同核型的细胞系，不同核型的细胞系 来源于来源于一个以上合子一个以上合子者称者称开米拉开米拉。10染色体数目异常-整倍性改变n n在人类中已知有三倍体和四倍体的个体，但只有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，存活者多为极少数三倍体的个体能存活到出生，存活者多为 2n
6、/3n2n/3n的嵌合体。的嵌合体。n n四倍体比三倍体更为罕见，往往是四倍体和二倍四倍体比三倍体更为罕见，往往是四倍体和二倍 体（体（4n/2n4n/2n）的嵌合体，或在流产的胚胎中发现。）的嵌合体，或在流产的胚胎中发现。n n有调查资料表明，在自发流产的胎儿中，有染色有调查资料表明，在自发流产的胎儿中，有染色 体畸变的占体畸变的占42%42%。其中，三倍体占。其中，三倍体占18%18%，四倍体占，四倍体占 5%5%，可见在流产的胎儿中三倍体是常见的类型。，可见在流产的胎儿中三倍体是常见的类型。n n共同临床特征：共同临床特征：智力、生长发育障碍，内外生殖智力、生长发育障碍，内外生殖 器发育
7、不良器发育不良11染色体数目异常-整倍性改变的机制n n双雄受精双雄受精：一个正常卵子二个正常精子，产生：一个正常卵子二个正常精子，产生 一个三倍体的合子。一个三倍体的合子。n n双雌受精双雌受精：一个二倍体的异常卵子一个正常的：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。精子，产生一个三倍体的合子。n n核内复制核内复制: : DNADNA复制两次，细胞仅分裂一次，是肿复制两次，细胞仅分裂一次，是肿 瘤细胞常见的染色体异常特征之一。瘤细胞常见的染色体异常特征之一。 n n核内有丝分裂核内有丝分裂: :分裂中期细胞未能进入后期和末期分裂中期细胞未能进入后期和末期 ，即，即DNA
8、DNA复制一次而细胞未分裂。复制一次而细胞未分裂。12双雄受精和双雌受精双雄受精和双雌受精13染色体数目异常-非整倍性改变非整倍体（aneuploid）亚二倍体亚二倍体（hypodiploidhypodiploid） 体细胞中染色体数目少了一条或数条。体细胞中染色体数目少了一条或数条。单体型单体型（monosomymonosomy）某对染色体少了一条（某对染色体少了一条（2n-12n-1），细胞内染色体），细胞内染色体 数目为数目为4545，临床上常见的有，临床上常见的有2121号、号、2222号和号和X X染色体染色体 的单体型。的单体型。14染色体数目异常-非整倍性改变超二倍体超二倍体（h
9、yperdiploidhyperdiploid） 体细胞中染色体数目多了一条或数条。体细胞中染色体数目多了一条或数条。 三体型三体型（trisomytrisomy） 某对染色体多了一条（某对染色体多了一条（2n+12n+1），细胞内染色体数目为），细胞内染色体数目为4747 ，如，如2121三体。三体。 假二倍体（假二倍体（pseudodiploidpseudodiploid）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，而增加和减少的染色体数目相等，结果染色体
10、总数不变，还是二倍 体数（体数（4646条），但不是正常的二倍体核型。例如条），但不是正常的二倍体核型。例如46,XX +2,-546,XX +2,-515Peter J. Russell, iGenetics: Copyright Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings.染色体数目异常-非整倍性改变缺体型16染色体数目异常-非整倍性改变的产生机制n n染色体不分离染色体不分离（non-disjunctionnon-disjunction）减数分裂时发生染色体不分离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
11、受精卵早期卵裂的有丝分裂不分离 n n染色体丢失染色体丢失（chromosome losschromosome loss）17a a 减数分裂减数分裂I I同源染色体不分离；同源染色体不分离； b b 减数分裂减数分裂IIII姐妹染色单体不分离姐妹染色单体不分离 结果产生数目畸变的结果产生数目畸变的纯合体纯合体减数分裂时发生染色体不分离减数分裂时发生染色体不分离1846464646464547有丝分裂时发生染色体不分离有丝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，结果产生数目畸变的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嵌合体19染色体数目异常-非整倍性改变的机制n
12、 n染色体丢失（染色体丢失（chromosome losschromosome loss）又称又称染色体分裂后期延滞（染色体分裂后期延滞（anaphase laganaphase lag），在，在 细胞有丝分裂过程中，某一染色体未与纺锤丝相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。染色体的丢失而形成亚二倍体。染色体丢失染色体丢失也是嵌合体形成的一种方式。也是嵌合体形成的一种方式。20染色体数目异
13、常-非整倍体临床综合征n45, X（ TurnerTurner综合征综合征 ）n n发生率发生率 在新生女婴中约为在新生女婴中约为1/50001/5000 n n临床表现临床表现 典型患者以性发育幼稚、身材矮小（典型患者以性发育幼稚、身材矮小（ 120-140cm120-140cm左右）、后发际低、颈蹼、肘外翻为特左右）、后发际低、颈蹼、肘外翻为特 征。征。n n大多由于大多由于X X染色体的丢失所致，具有这种核型的个染色体的丢失所致，具有这种核型的个 体，多数在胚胎期流产，少数存活。由于缺少一体，多数在胚胎期流产，少数存活。由于缺少一 条条X X染色体，具有性腺发育不全等临床症状。染色体，具
14、有性腺发育不全等临床症状。21颈蹼后发际低身材矮小22TurnerTurner综合征患者的核型综合征患者的核型23染色体数目异常-非整倍体临床综合征n n47, XX +21 47, XX +21 或或 47, XX +2147, XX +21Down Down综合征综合征 或或 2121三体三体发生率发生率 新生儿的新生儿的DSDS发生率约为发生率约为1/10001/10002/10002/1000 表型特征表型特征 主要表现为主要表现为智力低下、发育迟缓和特智力低下、发育迟缓和特 殊面容殊面容发病率与母亲生育年龄相关：随着生育年龄增大发病率与母亲生育年龄相关：随着生育年龄增大 ，胎儿为，胎
15、儿为2121三体的可能性增加。三体的可能性增加。24GeneticsEncyclopedias，Richard Robinson2526n n18661866年年DownDown记载该病；记载该病；n n19591959年年LejeuneLejeune证明其与一个额外的证明其与一个额外的G G组染色体相关，以后组染色体相关，以后 多数作者认为该类患者的多数作者认为该类患者的2121号染色体有三条；号染色体有三条；n n19651965年年YunisYunis等用放射自显影方法证明该类患者的等用放射自显影方法证明该类患者的G G组中小组中小 的染色体的染色体( (即即2222号号) )有三条；有三条；n n19711971年巴黎会议为了既改正以前有关年巴黎会议为了既改正以前有关2121三体型是三体型是G G组中大组中大 号染色体有号染色体有3 3条的错误认识，又照顾已有资料中把先天愚条的错误认识，又照顾已有资料中把先天愚 型当为型当为2121号染色体三体型的习惯，特将染色体丹佛号染色体三体型的习惯，特将染色体丹佛 (Denver)(Denver)体制中的体制中的2121和和2222号染色体的编号作了颠倒，即将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其中较小的那对染色体排为2121号，较大的那对染色体排为号，较大的那对染色体排为 2222号。号。27染色体结
