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1、09 人类染色体 human chromosome,人类染色体,前言 人类染色体基本特征 染色体分组、核型与显带,前言,染色体（chromosome） 是遗传物质(基因)的载体。它由DNA和蛋白质等构成，具有储存和传递遗传信息的作用。,染色体研究的历史,1888年：Waldeyer提出染色体的概念 1956年：Tjio和 Leven确定了人类体细胞染色体数目为46条 1958年：Lejeune 发现Down综合征为21号染色体三体 1960年Nowell发现了慢性粒细胞白血病患者的Ph小体，Patau等与Edwards等描述了13三体和18三体综合症 1963年：Lejeune等发现染色体缺失
2、综合症，即猫叫综合症 196465年：Schrooeder等，German等分别在Fanconi贫血和Bloom综合症病人中发现染色体不稳定性增加 1968-1970年：建立了染色体分带技术 1975年：Yunis建立了高分辩显带技术 80年代末，分子细胞遗传学技术应用，如FISH技术。,人类染色体的基本特征,染色质和染色体实质上是同一物质在不同细胞周期、执行不同生理功能时不同的存在形式。,一、染色质和染色体,染色质（chromatin）,定义：间期细胞核中伸展开的DNA蛋白质纤维。 分类： 常染色质（euchromatin） 异染色质（heterochromatin）,常染色质与异染色质的特
3、性比较,性染色质（sex chromatin）,间期细胞核中显示的特殊结构 X染色质（X chromatin） Y染色质（Y chromatin）,X染色质 A、B、C、D、E：分别为含0、1、2、3、4个X染色质,Lyon假说,失活发生在胚胎发育早期（人类晚期囊胚期）； X染色体的失活是随机的； 失活是完全的； 失活是永久的和克隆式繁殖的。,用Lyon假说解释一些临床现象：,如：X连锁的眼白化病(albinism,ocular,type I)患者中，男性半合子缺少视网膜上皮色素，苍白的眼底，而女性杂合子有不规则的视网膜色素，有色素的斑和缺少色素的斑，眼底出现点状外表,用Lyon假说解释一些临
4、床现象：,无汗腺外胚层发育不全症（ectodermal dysplasia）：一种罕见的X连锁疾病。男性患者表现牙齿缺失，毛发稀少，及汗腺缺失。在许多女性杂合子中可识别存在有汗腺和无汗腺斑片区。,X失活假说的补充:,局部失活:失活中心在Xq13，其大部分基因是失活的，但并非全部失活 。 非随机失活：X染色体结构异常、X与常染色体平衡易位,人类X染色体上约有1/3的基因可能逃避完全失活,Y染色质,染色体,染色质由无数个重复的核小体亚单位（nucleosome）构成的 核小体是4种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2个分子）组成的八聚体核心表面围以长约146bp的DNA双螺旋所构成的 组蛋白H1
5、位于相邻的两个核小体的连接区DNA表面,从DNA到染色体水平的压缩过程,从DNA到染色体水平的压缩过程,从DNA到染色体水平的压缩过程,二、人类染色体的数目、结构和形态,染色体组（chromosome set) 一个正常生殖细胞（配子）中所含的全套染色体称为一个染色体组 基因组（genome） 一个染色体组所含的全部基因,人类染色体的数目 ：2n=46条,中期染色体的形态特征,染色体的结构、形态,根据人类染色体着丝粒的位置可将染色体分为3种类型 中着丝粒染色体（metacentric chromosome） 亚中着丝粒染色体（submetacentric chromosome） 近端着丝粒染色
6、体（acrocentric chromosome）,人类染色体的3种类型图解,端粒,Sister chromatids,随体,三、性别决定及性染色体,人类性别是由细胞中的性染色体（sex chromosome)决定的 睾丸决定因子（testisdetermining factor，TDF） 性别决定区域Y（sexdetermining region Y，SRY）,性别决定,Contains over 200 genes Contains over 50 million base pairs, of which approximately 50% have been determined,Yp1
7、1.3,SRY (which stands for sex-determining region Y gene) is found on the Y chromosome. In the cell, it binds to other DNA and in doing so distorts it dramatically out of shape.,Azoospermia factor (无精子症因子,AZF) refers to one of several proteins or their genes, which are coded from the AZF region on th
8、e human male Yq11,23.Deletions in this region are associated with inability to produce sperm.,Bin1b Bin1b既是一个天然抗菌肽，又与生育相关.是与附睾内在防御系统相关的基因，启动精子的运动能力。,张永莲院士,染色体分组、核型与显带技术,一、染色体研究方法 （一) 染色体标本的制备,1） 细 胞 培 养 与 染 色 体 制 备,正常人外周血或细胞 RPMI1640培养基+15%小牛血清=5ml 370C，培养68 hr 加秋水仙素，培养24 hr（抑制细胞分裂） 收集细胞 离心，去上清液（100
9、0rpm/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,二、染色体核型 （一）非显带核型 非显带核型 （染色体分组）A、B、C、D、E、F、G七组 核型（karyotype） 一个体细胞中的全部染色体，按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像,人类核型分组与各组染色体形态特征（非显带标本）,人类染色体非显带核型图,（二）显带核型,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
10、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。,G显带（G banding） Q显带（Q banding）荧光显带，同G显带带纹 R显带（R banding）反G带 T显带（T banding）末端显带 C显带（C banding）着丝粒显带 N显带 特异显示随体及核仁形成区 高分辩染色体显带技术,G显带,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5x10610x106bp的DNA。 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）。 估计平均每3000bp为一个基因，每条染色体可能代表几个或几
11、百个基因,中期染色体的形态、带型（G显带）,人类G显带染色体模式图,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。 除了转录基因之外，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被认为是发生在浅染带。,Q显带,R显带,T-显带：末端显带,C-显带：着丝粒显带,NOR：特异显示随体及核仁形成区,高分辩显带技术,高分辨染色体带型,（四）人类染色体的多态性 常见部位 Y染色体的长度变异； D组、G组近端着丝粒染色体的短臂、随体及随体柄部次缢痕区（NOR）的变异 ； 第1、9和16号染色体次缢痕的变异,三、人类染色体命名国际体制,界标（landmark）、区（region）、带（band） 描述一特定带时需要写明以下4个内容： 染色体序号； 臂的符号； 区的序号； 带的序号,显带染色体的界标、区和带示意图,核型分析中常用的符号和术语,核型分析中常用的符号和术语,The End,
