第六章 人类染色体和染色体病 第一节 人类染色体研究的常用技术 一、人类染色体标本的制备1、人类外周淋巴细胞培养及染色体标本制备采血→接种→培养→秋水仙素处理→收集细胞→低渗→固定→制片→染色→观察2、羊水细胞培养及染色体标本制备抽羊水最佳时间妊娠16—20周3、骨髓细胞染色体标本制备二、染色体的显带技术用特殊的染色方法可使染色体在其长轴上显出一个个明暗交替或染色深浅不同的横纹——带（band） Q带：用芥子喹吖因（QM）或盐酸喹吖因（QH）等荧光染料所显示的带，称为Q带G带：用Giemsa染色法所显示的带，称为G带高分辨显带技术（high resolution banding technique），使对染色体的分析达到了亚带（subband）的水平这就使我们能够确认那些更为微小的染色体结构改变了第二节 人类染色体形态与核型特征一 、人体染色体数目、结构和形态 染色单体次缢痕短臂（ p）长臂（ q）随体常染色质区异染色质区主缢痕（初级缢痕）染色体的两端为端粒，是一种蛋白-DNA结构，含有TTAGGG六核苷酸重复延伸序列，保护染色体不被降解，防止染色体末端融合，端粒缩短与细胞的寿命有关近端着丝粒染色体（13～15，21、22和Y）除Y以外都具有随体，位于短臂末端介细丝连接的球状小体，细丝部位是rDNAgene所在部位，转录rRNA 进而形成核仁。
染色体的四种类型：1/2~5/8中央着丝粒染色体5/8~7/8亚中着丝粒染色体近端着丝粒染色体中 部亚 中 部近 端 部端 部7/8——末端处二、正常人类染色体核型核型：一个体细胞（somatic cell）中的全部染色体称为核型（Karyotype） 确切的说核型是指是一个体细胞内的全部染色体按其大小和形态特征排列所构成的图像对这种图像进行分析称为核型分析 核型描述：按国际标准，正常核型的描述包括两部分：第一部分为染色体总数，第二部分为性染色体组成，两者之间用“，”隔开如正常男性的核型为46，XY异常核型的描述除包括以上两部分外，还包括畸变情况，也是用“，”与前面部分隔开 人类体细胞的正常核型（Denver体制 ）组 染色体号 主要特征A组B组 C组D组E组F组G组 123亚中着丝粒染色体中央着丝粒染色体4 —— 5亚中着丝粒染色体、无随体6 ——12、X亚中着丝粒染色体大小13 ——15近端着丝粒染色体、有随体16 1718亚中着丝粒染色体中央着丝粒染色体19 ——20中央着丝粒染色体21——22、Y近端着丝粒染色体、有随体Y染色体略大、长臂平行伸展、无随体正常男性：46，XY正常女性：46，XX显带染色体：用特殊的染色方法使染色体沿其长轴显示出明暗交替或染色深浅不同的横纹——带。
pq321 123464 3 2 1 52 1 3 12121 2 3 541 2 1 32 41p31常见带型的类型、特点及临床应用1、Q带（Q banding）：Q显带用芥子喹吖因（QM）或盐酸喹吖因（QH）等荧光染料对染色体标本进行染色，然后在荧光显微镜下进行观察但Q带保存时间短，而且需要在荧光显微镜下进行观察，因而，限制了Q显带技术的应用2、G显带（G banding）：染色体标本用 热、碱、蛋白酶等预处理后，再用Giemsa 染色，可以显示出与Q带相似的带纹在 光学显微镜下，可见Q带亮带相应的部位 ，被Giemsa染成深带，而Q带暗带相应的 部位被Giemsa染成浅带这种显带技术称 为G显带G显带克服了Q显带的缺点，G带 标本可长期保存，而且可在光学显微镜下 观察，因而得到了广泛的应用，是目前进 行染色体分析的常规带型常规G-banding使每个单倍体（24条染色体）都可以显示350~550条带， 每条带大约代表5×106~10×106bp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百个基因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3、R显带（R banding）：所显示的带纹与G带的深、浅带带纹正好相反，故称为R带（reversed band）G带浅带如果发生异常，不易发现和识别，而R显带技术可以将G带浅带显示出易于识别的深带，所以R显带对分析染色体G带浅带部位的结构改变有重要作用4、C显带（C banding）：专门显示着 丝粒的显带技术C显带也可使第1、9 、16号和Y染色体长臂的异染色质区染 色因而，C带可用来分析染色体这些 部位的改变5、T显带（T banding）：专门显示染 色体端粒的显带技术，用来分析染色 体端粒6、N显带（N banding）：专门显示核 仁组织区的显带技术７、SCE（sister chromatid exchange）显示方法：5-BrdU→T5-BrdU三、人类细胞遗传学研究进展１、 染色体高分辨显带染色体高分辨显带高分辨显带（high-resolution banding）：分 裂中期一套单倍染色体一般显示320条带。
70 年代后期，采用细胞同步化方法和改进的显带 技术，获得细胞分裂前中期、晚前期或早前期 的分裂相，可以得到带纹更多的染色体，能显 示550-850条带，甚至2000条带以上高分辨 显带技术，对染色体的分析达到了亚带（ subband）的水平使我们能够确认那些更为 微小的染色体结构改变了 高分辨显带２、微细胞遗传学 微细胞遗传学（microcytogenetics）：是运用人类高分辨染色体显带技术，研究 染色体细微结构几结构改变后的遗传效 应的科学 高分辨染色体: 550～850条带，分辨染色体的细微结构的变化与疾病的相关性 如：Down 综合征，21-三体，实质主要 涉及21q22.3这一微小的关键片段.３、分子细胞遗传学 １）荧光原位杂交 （Fluorescence in situ hybridization，FISH） Ø FISH是细胞遗传学方法和分子遗传学方法相结合的产物，可以认为是分子细胞遗传学 技术 Ø 基本原理：应用Digoxyginin或Biotin标记探 针DNA（Nick translation 标记法），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。
FISH荧光标记的DNA探（200-500kb）应 用1、基因定位2、检测染色体的数目和结构异常3、遗传病的诊断和产前诊断FISH 技术的发展1、单色FISH2、多色FISH（24种染色）3、DNA纤维FISH4、比较基因组杂交1 1、单色、单色FISHFISH21三体FISH单色FISH基因定位t （11；19）2、多色FISH （（2424种染色）种染色）染色体涂染第三节 人体染色体畸变染色体畸变(chromosome aberration)：是指染色体数目或结构发生改变一、染色体的数目畸变（一）染色体数目畸变的类型 ：染色体数目以染色体组为单位的增减 染色体数目只有少数几条的增减 三倍体（triploid）多倍体（polyploid）单倍体（haploid） 超二倍体（hyperdiploid）三体（trisomy）亚二倍体（hypodiploid）单体（monosomy） 整倍性改变 非整倍性改变(二)染色体数目畸变的机制 1、 多倍体产生的机制 （1）双雄受精(diandry)23X23Y 23X69XXY23X23Y 23Y69XYY23X23X 23X69XXX（2）双雌受精(digyny) 69XXY23X 23X23Y69XXX23X 23X23X（3）核内复制（endoreplication） 四倍体形成原因：核内复制和核内有丝分裂 2、非整倍体产生的机制主要是由于细胞分裂时染色体不分离或丢失引起。
MI分裂同源染色体不分离: MII分裂姐妹染色单体不分离:464646464646后期迟迟滞所致染色体遗遗失与嵌合体形成图图解 4545464647454646有丝分裂不分离与嵌合体形成图解嵌合体（mosaic）：一个个体存在两种或两种以上染色体数目不同的细胞群 二、染色体结构畸变 （一）染色体结构畸变产生的基础染色体结构畸变的基础首先是断裂（breakage）及断裂后的重接（reunion）发生结构重排（rearrangement）的染色体称为衍生染色体 畸变时间:染色体型畸变(chromosome-type aberration)：断裂发生在染色体复制之前（C1或S期） 染色单体型畸变(chromatid-type aberration)：断裂发生在染色体复制之后 （晚S期或C2期） （二）染色体结构畸变的类型 1、缺失（interstitial deletion,del） 12 34567512 346712 3456712 3456712 345672、重复（duplication,dup） 12 3456712 3456712 34567512 346712 34567臂内倒位（paracentric inversion）3、倒位（inversion,inv） 12 3456756565656565665臂间倒位（pericentric inversion）12 3456712 34567341243567343434341234 567812345 6781 2 3 4 5 6 7 81 7 6 5 4 3 2 81 2 3 4 5 6 7 81 7 6 5 4 3 2 81 7 6 5 4 3 2 18 7 6 5 4 3 2 8倒位环正常染色体重复1，缺8重复8，缺1倒位染色体四种配子RAB12 345674、易位（translocation,t）相互易位（reciprocal translocation） RAB12 345677 BRAB123R罗伯逊易位（Robertsonian translocation）RAB123RRRABABABABABBA（四射体照片）相互易位染色体在减数分裂时将形成四射体。
易位四射体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相互易位形成的18种类型配子ABCD对 位： AB CDAD CB 邻 位1： AB CBAD CD 邻 位2： AB ADCB CD*AB AB*CD CD*CB CB*AD AD 3：l： AB CB CDADCB CD ADAB3：l： CD AD ABCBA。