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1、 基因与疾病 费嘉费嘉 周羽竝周羽竝 指导书：指导书：基因与疾病讲义汇编基因与疾病讲义汇编 教材科购买教材科购买参考书：参考书： 生物化学（第六版）周爱儒主编生物化学（第六版）周爱儒主编 2004 2004，5 5 基因与疾病入门基因与疾病入门 陈胜湘陈胜湘 编著编著 2003 2003，7 7 是基因在致病吗？（美）菲利普是基因在致病吗？（美）菲利普RR赖利著赖利著 王学峰王学峰 吕洋翻译吕洋翻译20062006，6 6 遗传咨询遗传咨询 李巍李巍 何蕴韶何蕴韶 编著编著 2003 2003，4 4 成绩计算：成绩计算： 10 10平时平时 30 30 综述讨论综述讨论 60 60期末考试期
2、末考试基因yu疾病周周周周 教学的主要内容教学的主要内容教学的主要内容教学的主要内容教教教教师师1 , 1 , 2 2 2 2 第一章第一章第一章第一章 基因基因基因基因遗传遗传基基基基础础，人人人人类类染色体与染色体病基染色体与染色体病基染色体与染色体病基染色体与染色体病基础础周羽竝周羽竝周羽竝周羽竝3,4,53,4,5 第二章第二章第二章第二章 遗传遗传方式方式方式方式6 6 第四章第四章第四章第四章 基因基因基因基因组计组计划与疾病划与疾病划与疾病划与疾病7,87,8 第五章第五章第五章第五章 基因基因基因基因诊诊断基因治断基因治断基因治断基因治疗疗 第五章第五章第五章第五章 基因基因基
3、因基因诊诊断基因治断基因治断基因治断基因治疗疗9 9“五一五一五一五一”放假放假放假放假10,11,12,1310,11,12,13第三章第三章第三章第三章 基因与疾病基因与疾病基因与疾病基因与疾病 总论总论费费嘉嘉嘉嘉常染色体疾病常染色体疾病常染色体疾病常染色体疾病1414性染色体、性染色体、性染色体、性染色体、线线粒体疾病粒体疾病粒体疾病粒体疾病1515多基因疾病多基因疾病多基因疾病多基因疾病1616基因不基因不基因不基因不稳稳定与定与定与定与肿肿瘤瘤瘤瘤基因yu疾病第一章第一章 基因的基因的遗传基基础人人类染色体与染色体病基染色体与染色体病基础基因yu疾病基因的遗传基础基因的遗传基础一、
4、一、一、一、核酸核酸核酸核酸nucleic acid)nucleic acid)nucleic acid)nucleic acid)的分子结构的分子结构的分子结构的分子结构核酸是遗传信息的载体。核酸是遗传信息的载体。核酸是遗传信息的载体。核酸是遗传信息的载体。 DNA DNA DNA DNA和和和和RNARNARNARNA两大类两大类两大类两大类 由嘌呤碱或嘧啶碱由嘌呤碱或嘧啶碱由嘌呤碱或嘧啶碱由嘌呤碱或嘧啶碱( ( ( (统称统称统称统称碱基碱基碱基碱基) ) ) )、戊糖戊糖戊糖戊糖和和和和磷酸磷酸磷酸磷酸组成。组成。组成。组成。 DNA DNA DNA DNA：含：含：含：含A A A
5、A、G G G G、T T T T、C C C C； RNA RNA RNA RNA：含：含：含：含A A A A、G G G G、U U U U、C C C C。 戊糖：戊糖：戊糖：戊糖：DNADNADNADNA为为为为D D D D一脱氧核糖，一脱氧核糖，一脱氧核糖，一脱氧核糖， RNA RNA RNA RNA为为为为D D D D一核糖。一核糖。一核糖。一核糖。 碱基与戊糖相连形成核苷碱基与戊糖相连形成核苷碱基与戊糖相连形成核苷碱基与戊糖相连形成核苷(nucleoside)(nucleoside)(nucleoside)(nucleoside)，其戊糖侧链再与磷酸分子结合形成核苷酸其戊糖
6、侧链再与磷酸分子结合形成核苷酸其戊糖侧链再与磷酸分子结合形成核苷酸其戊糖侧链再与磷酸分子结合形成核苷酸(nucleotide)(nucleotide)(nucleotide)(nucleotide)。DNADNADNADNA或或或或RNARNARNARNA分子多聚核苷酸链，分子多聚核苷酸链，分子多聚核苷酸链，分子多聚核苷酸链， 核苷酸以核苷酸以核苷酸以核苷酸以3333，5555一磷酸二酯键一磷酸二酯键一磷酸二酯键一磷酸二酯键相连。相连。相连。相连。 保留一个保留一个保留一个保留一个5555游离磷酸基团游离磷酸基团游离磷酸基团游离磷酸基团( ( ( (称为称为称为称为5555端端端端) ) )
7、)和和和和3333游离羟基游离羟基游离羟基游离羟基( ( ( (称为称为称为称为3333端端端端) ) ) )。 基因yu疾病（Watson-CrickWatson-CrickWatson-CrickWatson-Crick）DNADNADNADNA双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构双螺旋结构(1953)(1953)(1953)(1953)。 基本内容：基本内容：基本内容：基本内容： 两股方向相反的两股方向相反的两股方向相反的两股方向相反的DNADNADNADNA链相互缠绕链相互缠绕链相互缠绕链相互缠绕形成双螺旋结构形成双螺旋结构形成双螺旋结构形成双螺旋结构(double helix)(doubl
8、e helix)(double helix)(double helix)，戊糖和磷酸组成螺旋的骨架位于外戊糖和磷酸组成螺旋的骨架位于外戊糖和磷酸组成螺旋的骨架位于外戊糖和磷酸组成螺旋的骨架位于外侧，碱基位于内侧，按侧，碱基位于内侧，按侧，碱基位于内侧，按侧，碱基位于内侧，按A A A AT T T T、GCGCGCGC的碱基配对原则相互以氢键相连。的碱基配对原则相互以氢键相连。的碱基配对原则相互以氢键相连。的碱基配对原则相互以氢键相连。 RNA RNA分类：分类： 信使信使信使信使RNA(mRNA)RNA(mRNA)RNA(mRNA)RNA(mRNA)、 转运转运转运转运RNA(tRNA)RN
9、A(tRNA)RNA(tRNA)RNA(tRNA)、 核糖体核糖体核糖体核糖体RNA(rRNA)RNA(rRNA)RNA(rRNA)RNA(rRNA) 基因yu疾病 每个核小体是在由组蛋白组成八聚体每个核小体是在由组蛋白组成八聚体每个核小体是在由组蛋白组成八聚体每个核小体是在由组蛋白组成八聚体(H2A(H2A(H2A(H2A、H2BH2BH2BH2B、H3H3H3H3、H4H4H4H4各各各各2 2 2 2分子分子分子分子) ) ) ) ，外面盘绕，外面盘绕，外面盘绕，外面盘绕1 1 1 175757575圈圈圈圈DNA(DNA(DNA(DNA(约约约约140 bp)140 bp)140 bp
10、)140 bp)，两个核小体之间以，两个核小体之间以，两个核小体之间以，两个核小体之间以60 bp60 bp60 bp60 bp的的的的DNADNADNADNA双螺旋与双螺旋与双螺旋与双螺旋与组蛋白组蛋白组蛋白组蛋白HlHlHlHl形成的细丝相连，每形成的细丝相连，每形成的细丝相连，每形成的细丝相连，每6 6 6 6个核小体绕成一圈个核小体绕成一圈个核小体绕成一圈个核小体绕成一圈形成空心螺线管。形成空心螺线管。形成空心螺线管。形成空心螺线管。 以此为基础，再进一步折叠和多级螺旋化形以此为基础，再进一步折叠和多级螺旋化形以此为基础，再进一步折叠和多级螺旋化形以此为基础，再进一步折叠和多级螺旋化形
11、成在长度上被压缩了近万倍的中期染色单体。成在长度上被压缩了近万倍的中期染色单体。成在长度上被压缩了近万倍的中期染色单体。成在长度上被压缩了近万倍的中期染色单体。 染色体是细胞核的基本物质。组染色体是细胞核的基本物质。组成染色体的基本物质是成染色体的基本物质是DNA分子。分子。一个一个DNA分子组成一条染色体。分子组成一条染色体。 染色体的基本结构单位核小体染色体的基本结构单位核小体(nucleosome)基因yu疾病二二、基因基因的概念的概念 “ “基因基因基因基因”(gene) ”(gene) 的概念于的概念于的概念于的概念于18991899年由丹麦遗传学家约翰年由丹麦遗传学家约翰年由丹麦遗
12、传学家约翰年由丹麦遗传学家约翰逊首次提出，以代替早年孟德尔提出的逊首次提出，以代替早年孟德尔提出的逊首次提出，以代替早年孟德尔提出的逊首次提出，以代替早年孟德尔提出的“ “遗传因子遗传因子遗传因子遗传因子” ”的概的概的概的概念。念。念。念。 从现代生物学角度，从现代生物学角度，从现代生物学角度，从现代生物学角度，基因基因基因基因： 是是是是DNADNA或或或或RNARNA分子中特定的核苷酸序列，是遗传信息的分子中特定的核苷酸序列，是遗传信息的分子中特定的核苷酸序列，是遗传信息的分子中特定的核苷酸序列，是遗传信息的载体和遗传物质的最小功能单位。载体和遗传物质的最小功能单位。载体和遗传物质的最小
13、功能单位。载体和遗传物质的最小功能单位。 对于编码蛋白质的结构基因来说，基因是决定一条多肽对于编码蛋白质的结构基因来说，基因是决定一条多肽对于编码蛋白质的结构基因来说，基因是决定一条多肽对于编码蛋白质的结构基因来说，基因是决定一条多肽链的链的链的链的DNADNA片段。片段。片段。片段。 基因yu疾病 根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为：根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为：根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为：根据其是否具有转录和翻译功能可以把基因分为： 第一类第一类第一类第一类: :编码蛋白质的基因编码蛋白质的基因编码蛋白质的基因编码蛋白质的基因，它具有转录和翻译，它具有
14、转录和翻译，它具有转录和翻译，它具有转录和翻译功能，包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码功能，包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码功能，包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码功能，包括编码酶和结构蛋白的结构基因以及编码阻遏蛋白的调节基因；阻遏蛋白的调节基因；阻遏蛋白的调节基因；阻遏蛋白的调节基因； 第二类第二类第二类第二类: :只有转录功能而没有翻译功能的基因只有转录功能而没有翻译功能的基因只有转录功能而没有翻译功能的基因只有转录功能而没有翻译功能的基因，包括包括包括包括tRNAtRNA基因和基因和基因和基因和rRNArRNA基因；基因；基因；基因； 第三类第三类第三类第三类: :不转录的
15、基因，它对基因表达起调节控不转录的基因，它对基因表达起调节控不转录的基因，它对基因表达起调节控不转录的基因，它对基因表达起调节控制作用制作用制作用制作用，包括启动基因和操纵基因（统称为控制基，包括启动基因和操纵基因（统称为控制基，包括启动基因和操纵基因（统称为控制基，包括启动基因和操纵基因（统称为控制基因）。因）。因）。因）。基因yu疾病三、基因的结构和功能三、基因的结构和功能 不同基因的大小各异，小的不同基因的大小各异，小的不同基因的大小各异，小的不同基因的大小各异，小的100100碱基对碱基对碱基对碱基对(base pair(base pair，bp)bp)，大的有几百万，大的有几百万，大
16、的有几百万，大的有几百万bpbp。 一个表达基因含编码区和非编码区。一个表达基因含编码区和非编码区。一个表达基因含编码区和非编码区。一个表达基因含编码区和非编码区。 编码区编码区编码区编码区( (被分隔成不同的区段被分隔成不同的区段被分隔成不同的区段被分隔成不同的区段) )称为外显子称为外显子称为外显子称为外显子(exon)(exon)。 非编码区非编码区非编码区非编码区: : 外显子之间的序列称为内含子外显子之间的序列称为内含子外显子之间的序列称为内含子外显子之间的序列称为内含子(intron)(intron)(加工中被剪切加工中被剪切加工中被剪切加工中被剪切) ) 。 非编码区还包括非编码
17、区还包括非编码区还包括非编码区还包括55和和和和33端的序列，通常含转录调控和加工序列，如启动子、增端的序列，通常含转录调控和加工序列，如启动子、增端的序列，通常含转录调控和加工序列，如启动子、增端的序列，通常含转录调控和加工序列，如启动子、增强子、强子、强子、强子、mRNAmRNA多聚多聚多聚多聚A A加尾信号等。加尾信号等。加尾信号等。加尾信号等。 发现特定的外显子剪切增强子发现特定的外显子剪切增强子发现特定的外显子剪切增强子发现特定的外显子剪切增强子(exonic splicing enhancer(exonic splicing enhancer，ESE)ESE)参与剪切过参与剪切过参
18、与剪切过参与剪切过程。程。程。程。 基因yu疾病 基因作为遗传的基本要素，遵循遗传规律代代基因作为遗传的基本要素，遵循遗传规律代代基因作为遗传的基本要素，遵循遗传规律代代基因作为遗传的基本要素，遵循遗传规律代代相传。相传。相传。相传。 基因控制生物性状的遗传是非常复杂的基因控制生物性状的遗传是非常复杂的基因控制生物性状的遗传是非常复杂的基因控制生物性状的遗传是非常复杂的. . 基因yu疾病四、遗传信息的传递四、遗传信息的传递中心法则中心法则中心法则中心法则: : 细胞分裂前，细胞分裂前，细胞分裂前，细胞分裂前，DNADNA以半保留复制以半保留复制以半保留复制以半保留复制形式将形式将形式将形式将
19、DNADNA复制后，使遗传信复制后，使遗传信复制后，使遗传信复制后，使遗传信息由亲代细胞传递到子代细胞。息由亲代细胞传递到子代细胞。息由亲代细胞传递到子代细胞。息由亲代细胞传递到子代细胞。转录转录转录转录: :按碱基配对原则将按碱基配对原则将按碱基配对原则将按碱基配对原则将DNADNA分子分子分子分子遗传信息拷贝到遗传信息拷贝到遗传信息拷贝到遗传信息拷贝到mRNAmRNA中。中。中。中。翻译翻译翻译翻译:mRNA:mRNA分子中的遗传信息根据分子中的遗传信息根据分子中的遗传信息根据分子中的遗传信息根据遗传密码规律指导多肽链的合遗传密码规律指导多肽链的合遗传密码规律指导多肽链的合遗传密码规律指导
20、多肽链的合成成成成 起始密码子与终止密码子之起始密码子与终止密码子之起始密码子与终止密码子之起始密码子与终止密码子之间的所有密码子构成所编码多间的所有密码子构成所编码多间的所有密码子构成所编码多间的所有密码子构成所编码多肽链的开放阅读框肽链的开放阅读框肽链的开放阅读框肽链的开放阅读框 (open reading frame (open reading frame，ORF)ORF)。此外，此外，此外，此外，(RNA(RNA病毒病毒病毒病毒) )通过逆转录成为通过逆转录成为通过逆转录成为通过逆转录成为DNADNA，再按上述中心法则实现，再按上述中心法则实现，再按上述中心法则实现，再按上述中心法则实
21、现遗传信息由遗传信息由遗传信息由遗传信息由DNADNA到蛋白质的转到蛋白质的转到蛋白质的转到蛋白质的转化。化。化。化。基因yu疾病五、基因突变五、基因突变 （一）概念（一）概念（一）概念（一）概念 突变突变突变突变(mutation)(mutation)： 指遗传物质指遗传物质指遗传物质指遗传物质( (染色体或基因染色体或基因染色体或基因染色体或基因) )受理化因素的影响或受理化因素的影响或受理化因素的影响或受理化因素的影响或在在在在DNADNA复制、细胞分裂过程中发生的可遗传的变异。复制、细胞分裂过程中发生的可遗传的变异。复制、细胞分裂过程中发生的可遗传的变异。复制、细胞分裂过程中发生的可遗
22、传的变异。 这种变异通常改变了基因的这种变异通常改变了基因的这种变异通常改变了基因的这种变异通常改变了基因的DNADNA序列或染色体的序列或染色体的序列或染色体的序列或染色体的结构或数目。染色体结构或数目的突变又称染色体结构或数目。染色体结构或数目的突变又称染色体结构或数目。染色体结构或数目的突变又称染色体结构或数目。染色体结构或数目的突变又称染色体畸变，导致染色体病。畸变，导致染色体病。畸变，导致染色体病。畸变，导致染色体病。 狭义的基因突变狭义的基因突变狭义的基因突变狭义的基因突变： 指个别基因的结构所发生的变异。指个别基因的结构所发生的变异。指个别基因的结构所发生的变异。指个别基因的结构
23、所发生的变异。 可表现为基因中某一位点碱基的改变（可表现为基因中某一位点碱基的改变（可表现为基因中某一位点碱基的改变（可表现为基因中某一位点碱基的改变（点突变点突变点突变点突变point mutation) point mutation) 或或或或基因大片段序列的改变基因大片段序列的改变基因大片段序列的改变基因大片段序列的改变(gross (gross mutation)mutation)。 基因yu疾病 突变基因突变基因突变基因突变基因(mutant)(mutant)与野生型基因与野生型基因与野生型基因与野生型基因(wildtype)(wildtype)位位位位于染色体的同一位点，可视作等位
24、基因于染色体的同一位点，可视作等位基因于染色体的同一位点，可视作等位基因于染色体的同一位点，可视作等位基因(allele)(allele)，组成组成组成组成该个体的基因型该个体的基因型该个体的基因型该个体的基因型(genotype)(genotype)。其所产生的突变。其所产生的突变。其所产生的突变。其所产生的突变效应，称为效应，称为效应，称为效应，称为表现型表现型表现型表现型(phenotype)(phenotype)，可得到新的性状，可得到新的性状，可得到新的性状，可得到新的性状(trait)(trait)或疾病特征。或疾病特征。或疾病特征。或疾病特征。 突变基因与野生型基因同时存在的突变
25、基因与野生型基因同时存在的突变基因与野生型基因同时存在的突变基因与野生型基因同时存在的杂合体杂合体杂合体杂合体(heterozygote)(heterozygote)中，突变基因的性状能中，突变基因的性状能中，突变基因的性状能中，突变基因的性状能表现出来表现出来表现出来表现出来，称为称为称为称为显性遗传显性遗传显性遗传显性遗传(dominance)(dominance)； 突变基因的性状只有在突变基因的性状只有在突变基因的性状只有在突变基因的性状只有在纯合体纯合体纯合体纯合体（homozygote)homozygote)中才表现出来，称之为中才表现出来，称之为中才表现出来，称之为中才表现出来，
26、称之为隐性遗传隐性遗传隐性遗传隐性遗传(recessive)(recessive)。基因yu疾病基因突变可发生于个体发育的任何阶段。基因突变可发生于个体发育的任何阶段。基因突变可发生于个体发育的任何阶段。基因突变可发生于个体发育的任何阶段。体细胞突变体细胞突变体细胞突变体细胞突变(somatic mutation)(somatic mutation)：体细胞：体细胞：体细胞：体细胞生殖细胞突变生殖细胞突变生殖细胞突变生殖细胞突变(germline mutation)(germline mutation)：生殖细胞：生殖细胞：生殖细胞：生殖细胞 体细胞突变仅在其子代细胞中传递，不遗传给体细胞突变
27、仅在其子代细胞中传递，不遗传给体细胞突变仅在其子代细胞中传递，不遗传给体细胞突变仅在其子代细胞中传递，不遗传给后代。（多数肿瘤的发生由体细胞突变引起）后代。（多数肿瘤的发生由体细胞突变引起）后代。（多数肿瘤的发生由体细胞突变引起）后代。（多数肿瘤的发生由体细胞突变引起） 生殖细胞的基因突变遗传给下一代。生殖细胞的基因突变遗传给下一代。生殖细胞的基因突变遗传给下一代。生殖细胞的基因突变遗传给下一代。 因此，在英文词汇中，可遗传的疾病，即生因此，在英文词汇中，可遗传的疾病，即生因此，在英文词汇中，可遗传的疾病，即生因此，在英文词汇中，可遗传的疾病，即生殖细胞突变所致疾病被称作殖细胞突变所致疾病被称
28、作殖细胞突变所致疾病被称作殖细胞突变所致疾病被称作inherited diseaseinherited disease或或或或hereditary diseasehereditary disease，与一般所指的，与一般所指的，与一般所指的，与一般所指的genetic genetic diseasedisease有明显区别。后者实际上包括体细胞突有明显区别。后者实际上包括体细胞突有明显区别。后者实际上包括体细胞突有明显区别。后者实际上包括体细胞突变和生殖细胞突变所致疾病，但现行中文译名均变和生殖细胞突变所致疾病，但现行中文译名均变和生殖细胞突变所致疾病，但现行中文译名均变和生殖细胞突变所致疾病
29、，但现行中文译名均为为为为“ “遗传病遗传病遗传病遗传病” ”，字面上没有区别。，字面上没有区别。，字面上没有区别。，字面上没有区别。基因yu疾病 遗传性疾病遗传性疾病(基因病基因病)大致分为以下几类：大致分为以下几类： 单基因病、多基因病、染色体病、体细单基因病、多基因病、染色体病、体细胞遗传病、线粒体遗传病。胞遗传病、线粒体遗传病。基因yu疾病基因yu疾病（二）基因突变的分类及其效应1.1.1.1.分类分类分类分类 （1 1 1 1）点突变）点突变）点突变）点突变 ()()()()错义突变错义突变错义突变错义突变 (missense mutation) (missense mutation
30、) (missense mutation) (missense mutation) 是因是因是因是因碱基置换碱基置换碱基置换碱基置换改变改变改变改变了密码子的编码性质，而编码出与野生型蛋白质不同了密码子的编码性质，而编码出与野生型蛋白质不同了密码子的编码性质，而编码出与野生型蛋白质不同了密码子的编码性质，而编码出与野生型蛋白质不同AAAAAAAA序列的蛋序列的蛋序列的蛋序列的蛋白质。这种突变通常发生在密码子的第一和第二个碱基。白质。这种突变通常发生在密码子的第一和第二个碱基。白质。这种突变通常发生在密码子的第一和第二个碱基。白质。这种突变通常发生在密码子的第一和第二个碱基。 密码子第三个碱基的
31、改变很少引起所编码密码子第三个碱基的改变很少引起所编码密码子第三个碱基的改变很少引起所编码密码子第三个碱基的改变很少引起所编码AAAAAAAA的不同，这种的不同，这种的不同，这种的不同，这种不引起编码氨基酸改变的基因突变又称为同义突变不引起编码氨基酸改变的基因突变又称为同义突变不引起编码氨基酸改变的基因突变又称为同义突变不引起编码氨基酸改变的基因突变又称为同义突变(samesense (samesense (samesense (samesense mutation)mutation)mutation)mutation)或或或或沉默突变沉默突变沉默突变沉默突变(silent mutation)
32、(silent mutation)(silent mutation)(silent mutation)。 ()()()()无义突变无义突变无义突变无义突变 (nonsense mutation) (nonsense mutation) (nonsense mutation) (nonsense mutation) 是因是因是因是因碱基置换碱基置换碱基置换碱基置换将密码子将密码子将密码子将密码子变成终止密码子，导致蛋白质的合成提前结束。这种突变所得到变成终止密码子，导致蛋白质的合成提前结束。这种突变所得到变成终止密码子，导致蛋白质的合成提前结束。这种突变所得到变成终止密码子，导致蛋白质的合成提前
33、结束。这种突变所得到的的的的mRNAmRNAmRNAmRNA较不稳定，合成的蛋白质常因缺少较不稳定，合成的蛋白质常因缺少较不稳定，合成的蛋白质常因缺少较不稳定，合成的蛋白质常因缺少C C C C一末端而无功能，引一末端而无功能，引一末端而无功能，引一末端而无功能，引起较严重的症状。起较严重的症状。起较严重的症状。起较严重的症状。 () () () ()移码突变移码突变移码突变移码突变(frameshift mutation) (frameshift mutation) (frameshift mutation) (frameshift mutation) 是由于一个或几个碱是由于一个或几个碱是
34、由于一个或几个碱是由于一个或几个碱基基基基( ( ( (不是不是不是不是3 3 3 3个或个或个或个或3 3 3 3的倍数的倍数的倍数的倍数) ) ) )的的的的插入或缺失插入或缺失插入或缺失插入或缺失，导致整个阅读框架，导致整个阅读框架，导致整个阅读框架，导致整个阅读框架(ORF)(ORF)(ORF)(ORF)的改变，使得所编码的蛋白质在突变点以后的序列与野生型完全的改变，使得所编码的蛋白质在突变点以后的序列与野生型完全的改变，使得所编码的蛋白质在突变点以后的序列与野生型完全的改变，使得所编码的蛋白质在突变点以后的序列与野生型完全不同，甚至提早出现终止密码子。这类蛋白质通常失去正常生物不同，
35、甚至提早出现终止密码子。这类蛋白质通常失去正常生物不同，甚至提早出现终止密码子。这类蛋白质通常失去正常生物不同，甚至提早出现终止密码子。这类蛋白质通常失去正常生物学功能。学功能。学功能。学功能。 基因yu疾病 ()()延长突变延长突变延长突变延长突变 (elongation mutation) (elongation mutation) 是因是因是因是因碱基置换碱基置换碱基置换碱基置换或或或或移码突变移码突变移码突变移码突变，使原来的终止密码子变成某个氨基酸的密码子，使原来的终止密码子变成某个氨基酸的密码子，使原来的终止密码子变成某个氨基酸的密码子，使原来的终止密码子变成某个氨基酸的密码子，而
36、使肽链合成延续下去，直到下一个终止密码子出现，又而使肽链合成延续下去，直到下一个终止密码子出现，又而使肽链合成延续下去，直到下一个终止密码子出现，又而使肽链合成延续下去，直到下一个终止密码子出现，又称为终止密码突变。如中国人群常见的一种点突变型称为终止密码突变。如中国人群常见的一种点突变型称为终止密码突变。如中国人群常见的一种点突变型称为终止密码突变。如中国人群常见的一种点突变型a a地中地中地中地中海贫血、海贫血、海贫血、海贫血、HbCS(constant spring)HbCS(constant spring)。 () ()拼接突变拼接突变拼接突变拼接突变 (splicing mutati
37、on) (splicing mutation) 是因是因是因是因mRNAmRNA剪切加工剪切加工剪切加工剪切加工时，内含子两端拼接识别序列时，内含子两端拼接识别序列时，内含子两端拼接识别序列时，内含子两端拼接识别序列(GTAG)(GTAG)或外显子拼接增强或外显子拼接增强或外显子拼接增强或外显子拼接增强子子子子(ESE)(ESE)的突变，导致正常的外显子拼接错误，常引起大片的突变，导致正常的外显子拼接错误，常引起大片的突变，导致正常的外显子拼接错误，常引起大片的突变，导致正常的外显子拼接错误，常引起大片段的缺失或插入，而改变了所编码蛋白质的性质。另一种段的缺失或插入，而改变了所编码蛋白质的性质
38、。另一种段的缺失或插入，而改变了所编码蛋白质的性质。另一种段的缺失或插入，而改变了所编码蛋白质的性质。另一种常见的拼接突变发生在内含子中间序列的点突变，产生一常见的拼接突变发生在内含子中间序列的点突变，产生一常见的拼接突变发生在内含子中间序列的点突变，产生一常见的拼接突变发生在内含子中间序列的点突变，产生一个可被识别的拼接信号，又称个可被识别的拼接信号，又称个可被识别的拼接信号，又称个可被识别的拼接信号，又称隐含拼接突变隐含拼接突变隐含拼接突变隐含拼接突变(cryptic (cryptic splicing mutation)splicing mutation)。 () ()转录加工突变转录加
39、工突变转录加工突变转录加工突变 是因是因是因是因mRNAmRNA转录启动子、增强子、沉默转录启动子、增强子、沉默转录启动子、增强子、沉默转录启动子、增强子、沉默子子子子(silencer)(silencer)、位点控制区、位点控制区、位点控制区、位点控制区(LCR)(LCR)、多聚腺苷酸加尾信号等、多聚腺苷酸加尾信号等、多聚腺苷酸加尾信号等、多聚腺苷酸加尾信号等的突变，导致的突变，导致的突变，导致的突变，导致mRNAmRNA不能正常转录或加工，仅出现少量或不能正常转录或加工，仅出现少量或不能正常转录或加工，仅出现少量或不能正常转录或加工，仅出现少量或完全缺乏具生物学功能的转录产物。完全缺乏具生
40、物学功能的转录产物。完全缺乏具生物学功能的转录产物。完全缺乏具生物学功能的转录产物。基因yu疾病（2）大片段突变）大片段突变 包括缺失包括缺失包括缺失包括缺失(deletion)(deletion)、插入、插入、插入、插入(insertion)(insertion)和重排和重排和重排和重排(rearrangement)(rearrangement)等。等。等。等。 这类突变导致基因结构的显著变化，所编码的蛋这类突变导致基因结构的显著变化，所编码的蛋这类突变导致基因结构的显著变化，所编码的蛋这类突变导致基因结构的显著变化，所编码的蛋白质也因此失去正常生物学功能。白质也因此失去正常生物学功能。白质
41、也因此失去正常生物学功能。白质也因此失去正常生物学功能。 引起大片段基因突变的原因有拼接突变、转座子引起大片段基因突变的原因有拼接突变、转座子引起大片段基因突变的原因有拼接突变、转座子引起大片段基因突变的原因有拼接突变、转座子插入插入插入插入(transposonal insertion)(transposonal insertion)、染色体错配与、染色体错配与、染色体错配与、染色体错配与不等交换等。不等交换等。不等交换等。不等交换等。 转座子实际上是一种可移动的基因，可从染色体转座子实际上是一种可移动的基因，可从染色体转座子实际上是一种可移动的基因，可从染色体转座子实际上是一种可移动的基因
42、，可从染色体的一个位点移到另一个位点，或从一个复制子移的一个位点移到另一个位点，或从一个复制子移的一个位点移到另一个位点，或从一个复制子移的一个位点移到另一个位点，或从一个复制子移到另一个复制子。已报道到另一个复制子。已报道到另一个复制子。已报道到另一个复制子。已报道3030多种基因因转座子的多种基因因转座子的多种基因因转座子的多种基因因转座子的插入突变而导致相应的疾病。插入突变而导致相应的疾病。插入突变而导致相应的疾病。插入突变而导致相应的疾病。 基因yu疾病近年来一类被称作近年来一类被称作近年来一类被称作近年来一类被称作动态突变动态突变动态突变动态突变(dynamic mutation)(
43、dynamic mutation)的的的的现象引起临床遗传学家的关注。现象引起临床遗传学家的关注。现象引起临床遗传学家的关注。现象引起临床遗传学家的关注。 有些短串联重复序列有些短串联重复序列有些短串联重复序列有些短串联重复序列(short tandem repeat(short tandem repeat，STR)STR)，尤其是三核苷酸重复，位于基因的编码或非，尤其是三核苷酸重复，位于基因的编码或非，尤其是三核苷酸重复，位于基因的编码或非，尤其是三核苷酸重复，位于基因的编码或非编码序列中，它们的重复次数在一代代传递过程中编码序列中，它们的重复次数在一代代传递过程中编码序列中，它们的重复次数
44、在一代代传递过程中编码序列中，它们的重复次数在一代代传递过程中会发生明显变化，从而导致某些遗传病的发生。如会发生明显变化，从而导致某些遗传病的发生。如会发生明显变化，从而导致某些遗传病的发生。如会发生明显变化，从而导致某些遗传病的发生。如脆性脆性脆性脆性x x综合征、强直性肌营养不良、综合征、强直性肌营养不良、综合征、强直性肌营养不良、综合征、强直性肌营养不良、HuntingtonHuntington病病病病等。等。等。等。 基因组印迹和单亲二体导致的非经典孟德尔遗基因组印迹和单亲二体导致的非经典孟德尔遗基因组印迹和单亲二体导致的非经典孟德尔遗基因组印迹和单亲二体导致的非经典孟德尔遗传现象，可
45、作为基因突变的特例，见后章节详述。传现象，可作为基因突变的特例，见后章节详述。传现象，可作为基因突变的特例，见后章节详述。传现象，可作为基因突变的特例，见后章节详述。基因yu疾病2基因突变的后果 （1 1）有利突变）有利突变）有利突变）有利突变 突变给个体的生育或生存带来一定好处。突变给个体的生育或生存带来一定好处。突变给个体的生育或生存带来一定好处。突变给个体的生育或生存带来一定好处。 （2 2）中性突变）中性突变）中性突变）中性突变 突变对个体不产生可察觉的效应。突变对个体不产生可察觉的效应。突变对个体不产生可察觉的效应。突变对个体不产生可察觉的效应。 （3 3）遗传多态现象）遗传多态现象
46、）遗传多态现象）遗传多态现象 指的是突变对个体虽无危害，但是引起指的是突变对个体虽无危害，但是引起指的是突变对个体虽无危害，但是引起指的是突变对个体虽无危害，但是引起个体差异的重要原因。个体差异的重要原因。个体差异的重要原因。个体差异的重要原因。 这种差异可体现在这种差异可体现在这种差异可体现在这种差异可体现在DNADNA、mRNAmRNA、蛋白质、染色体等不、蛋白质、染色体等不、蛋白质、染色体等不、蛋白质、染色体等不同水平，分别称为同水平，分别称为同水平，分别称为同水平，分别称为DNADNA多态性、转录本多态性、蛋白质多态多态性、转录本多态性、蛋白质多态多态性、转录本多态性、蛋白质多态多态性
47、、转录本多态性、蛋白质多态性和染色体多态性等。性和染色体多态性等。性和染色体多态性等。性和染色体多态性等。 可以此作为基因定位、个人身份鉴定、药物反应性、疾可以此作为基因定位、个人身份鉴定、药物反应性、疾可以此作为基因定位、个人身份鉴定、药物反应性、疾可以此作为基因定位、个人身份鉴定、药物反应性、疾病易感性、器官移植等的重要依据病易感性、器官移植等的重要依据病易感性、器官移植等的重要依据病易感性、器官移植等的重要依据. . （4 4）导致遗传病突变通常导致蛋白质无功能，又称零突变）导致遗传病突变通常导致蛋白质无功能，又称零突变）导致遗传病突变通常导致蛋白质无功能，又称零突变）导致遗传病突变通常
48、导致蛋白质无功能，又称零突变(null mutation)(null mutation)。 截至截至截至截至20022002年年年年4 4月止，已明确超过月止，已明确超过月止，已明确超过月止，已明确超过1 2001 200个基因的突变可个基因的突变可个基因的突变可个基因的突变可导致疾病效应：导致疾病效应：导致疾病效应：导致疾病效应： （5 5）致死突变）致死突变）致死突变）致死突变 突变导致死胎、流产或死产：突变导致死胎、流产或死产：突变导致死胎、流产或死产：突变导致死胎、流产或死产：基因yu疾病3.诱变剂和诱变剂和DNA修复修复自发突变自发突变自发突变自发突变: :突变的发生可因突变的发生可
49、因突变的发生可因突变的发生可因DNADNA复制中碱基的错误掺入引起复制中碱基的错误掺入引起复制中碱基的错误掺入引起复制中碱基的错误掺入引起, ,这这这这种出错的概率很低种出错的概率很低种出错的概率很低种出错的概率很低.(.(细菌细菌细菌细菌1/101/101010bpbp，高等生物高些，高等生物高些，高等生物高些，高等生物高些) )理化因子称为诱变剂理化因子称为诱变剂理化因子称为诱变剂理化因子称为诱变剂(mutagen)(mutagen)，导致核酸错误配对：，导致核酸错误配对：，导致核酸错误配对：，导致核酸错误配对： 理化因子（化学诱变剂理化因子（化学诱变剂理化因子（化学诱变剂理化因子（化学诱
50、变剂/ /物理诱变剂）物理诱变剂）物理诱变剂）物理诱变剂）基因突变频率基因突变频率基因突变频率基因突变频率: : 指该基因突变个体占观察个体总数的比例，指该基因突变个体占观察个体总数的比例，指该基因突变个体占观察个体总数的比例，指该基因突变个体占观察个体总数的比例， 通常用突变数代百万个配子来表示。通常用突变数代百万个配子来表示。通常用突变数代百万个配子来表示。通常用突变数代百万个配子来表示。 按每个基因平均突变频率来估计，每个人出生时要从其父按每个基因平均突变频率来估计，每个人出生时要从其父按每个基因平均突变频率来估计，每个人出生时要从其父按每个基因平均突变频率来估计，每个人出生时要从其父方
51、或母方接受方或母方接受方或母方接受方或母方接受1 13 3个新的突变基因。个新的突变基因。个新的突变基因。个新的突变基因。 基因yu疾病DNA修复：修复： 尽管存在许多诱变剂的影响，体内尽管存在许多诱变剂的影响，体内尽管存在许多诱变剂的影响，体内尽管存在许多诱变剂的影响，体内DNADNA序列仍然高度序列仍然高度序列仍然高度序列仍然高度保守，主要由于保守，主要由于保守，主要由于保守，主要由于DNADNA损伤后有一系列损伤后有一系列损伤后有一系列损伤后有一系列DNADNA修复机制来确修复机制来确修复机制来确修复机制来确保保保保DNADNA的准确和完整性。的准确和完整性。的准确和完整性。的准确和完整
52、性。 DNA DNA修复主要包括切除修复、直接修复、错配修复等修复主要包括切除修复、直接修复、错配修复等修复主要包括切除修复、直接修复、错配修复等修复主要包括切除修复、直接修复、错配修复等系统。系统。系统。系统。 如果机体的如果机体的如果机体的如果机体的DNADNA修复功能缺陷，则可导致细胞死亡或修复功能缺陷，则可导致细胞死亡或修复功能缺陷，则可导致细胞死亡或修复功能缺陷，则可导致细胞死亡或基因突变的发生。如着色性干皮病是一种常染色体隐性遗基因突变的发生。如着色性干皮病是一种常染色体隐性遗基因突变的发生。如着色性干皮病是一种常染色体隐性遗基因突变的发生。如着色性干皮病是一种常染色体隐性遗传皮肤
53、病，是由于缺乏传皮肤病，是由于缺乏传皮肤病，是由于缺乏传皮肤病，是由于缺乏DNADNA修复酶修复酶修复酶修复酶( (主要为核酸内切酶主要为核酸内切酶主要为核酸内切酶主要为核酸内切酶) )而而而而引起相应的症状。有趣的是，基因突变具有可逆性的特征，引起相应的症状。有趣的是，基因突变具有可逆性的特征，引起相应的症状。有趣的是，基因突变具有可逆性的特征，引起相应的症状。有趣的是，基因突变具有可逆性的特征，称为回复突变。这对该基因在群体中的遗传平衡很重要，称为回复突变。这对该基因在群体中的遗传平衡很重要，称为回复突变。这对该基因在群体中的遗传平衡很重要，称为回复突变。这对该基因在群体中的遗传平衡很重要
54、，同时在一定程度上减低了突变发生率。同时在一定程度上减低了突变发生率。同时在一定程度上减低了突变发生率。同时在一定程度上减低了突变发生率。基因yu疾病六、细胞周期与有丝分裂六、细胞周期与有丝分裂 细胞周期细胞周期细胞周期细胞周期(cell cycle)(cell cycle)： 是指两次细胞分裂之间的周期。是指两次细胞分裂之间的周期。是指两次细胞分裂之间的周期。是指两次细胞分裂之间的周期。 在此期间，细胞必须复制其内容在此期间，细胞必须复制其内容在此期间，细胞必须复制其内容在此期间，细胞必须复制其内容物并等量分配到两个子代细胞中，物并等量分配到两个子代细胞中，物并等量分配到两个子代细胞中，物并
55、等量分配到两个子代细胞中，遗传信息也随遗传信息也随遗传信息也随遗传信息也随DNADNA的复制和细胞分的复制和细胞分的复制和细胞分的复制和细胞分裂从亲代细胞流向子代细胞。裂从亲代细胞流向子代细胞。裂从亲代细胞流向子代细胞。裂从亲代细胞流向子代细胞。 细胞周期可分为细胞周期可分为细胞周期可分为细胞周期可分为: : G1 G1、S S、G2G2、MM期期期期4 4个阶段。个阶段。个阶段。个阶段。 S S期即合成期，期即合成期，期即合成期，期即合成期，DNADNA的复制在该的复制在该的复制在该的复制在该期完成；期完成；期完成；期完成； M M期即有丝分裂期，细胞在此阶段期即有丝分裂期，细胞在此阶段期即
56、有丝分裂期，细胞在此阶段期即有丝分裂期，细胞在此阶段一分为二；一分为二；一分为二；一分为二； 位于位于位于位于S S和和和和MM期之间的两个阶段分别称期之间的两个阶段分别称期之间的两个阶段分别称期之间的两个阶段分别称为为为为G1G1和和和和G2G2期，分别为期，分别为期，分别为期，分别为S S期和期和期和期和MM期做期做期做期做准备。准备。准备。准备。 细胞周期的长短因细胞类型而异。细胞周期的长短因细胞类型而异。细胞周期的长短因细胞类型而异。细胞周期的长短因细胞类型而异。 G1 G1、S S、G2G2期统称为间期期统称为间期期统称为间期期统称为间期(interphase)(interphase
57、)， 不分裂的细胞停留在该期。不分裂的细胞停留在该期。不分裂的细胞停留在该期。不分裂的细胞停留在该期。基因yu疾病细胞有丝分裂细胞有丝分裂(mitosis)过程分为四期：过程分为四期：过程分为四期：过程分为四期： 前期前期前期前期(prophase)(prophase)、 中期中期中期中期(meta-phase)(meta-phase)、 后期后期后期后期(anaphase)(anaphase) 末期末期末期末期(telophase)(telophase)。 分裂细胞离开分裂细胞离开分裂细胞离开分裂细胞离开G2G2期后进入有丝分裂的期后进入有丝分裂的期后进入有丝分裂的期后进入有丝分裂的前期，染
58、色质开始浓缩，形成姐妹染色体，前期，染色质开始浓缩，形成姐妹染色体，前期，染色质开始浓缩，形成姐妹染色体，前期，染色质开始浓缩，形成姐妹染色体，核膜破裂。核膜破裂。核膜破裂。核膜破裂。 进入中期后核膜和核仁消失，染色体通进入中期后核膜和核仁消失，染色体通进入中期后核膜和核仁消失，染色体通进入中期后核膜和核仁消失，染色体通过附着于着丝粒的纺锤丝排列于细胞的赤过附着于着丝粒的纺锤丝排列于细胞的赤过附着于着丝粒的纺锤丝排列于细胞的赤过附着于着丝粒的纺锤丝排列于细胞的赤道板。道板。道板。道板。 随着着丝粒的分离，细胞进入后期，姐随着着丝粒的分离，细胞进入后期，姐随着着丝粒的分离，细胞进入后期，姐随着着
59、丝粒的分离，细胞进入后期，姐妹染色体分离，分布于细胞两极，核膜开妹染色体分离，分布于细胞两极，核膜开妹染色体分离，分布于细胞两极，核膜开妹染色体分离，分布于细胞两极，核膜开始围绕染色质形成，至细胞出现双核时，始围绕染色质形成，至细胞出现双核时，始围绕染色质形成，至细胞出现双核时，始围绕染色质形成，至细胞出现双核时，即进入末期，细胞沿赤道板形成缢环，最即进入末期，细胞沿赤道板形成缢环，最即进入末期，细胞沿赤道板形成缢环，最即进入末期，细胞沿赤道板形成缢环，最终分裂成两个子代细胞，各自含有与亲代终分裂成两个子代细胞，各自含有与亲代终分裂成两个子代细胞，各自含有与亲代终分裂成两个子代细胞，各自含有与
60、亲代细胞完全一样的染色体组成。细胞完全一样的染色体组成。细胞完全一样的染色体组成。细胞完全一样的染色体组成。基因yu疾病细胞周期调控机制复杂，涉及信号细胞周期调控机制复杂，涉及信号细胞周期调控机制复杂，涉及信号细胞周期调控机制复杂，涉及信号传导系统和多个细胞关卡传导系统和多个细胞关卡传导系统和多个细胞关卡传导系统和多个细胞关卡(checkpoint)(checkpoint)的调控。的调控。的调控。的调控。 细胞受生长因子刺激后，通过细胞受生长因子刺激后，通过细胞受生长因子刺激后，通过细胞受生长因子刺激后，通过信号传导系统产生一系列效应分子，信号传导系统产生一系列效应分子，信号传导系统产生一系列
61、效应分子，信号传导系统产生一系列效应分子，引起基因的表达，促进细胞生长和引起基因的表达，促进细胞生长和引起基因的表达，促进细胞生长和引起基因的表达，促进细胞生长和分裂。分裂。分裂。分裂。 细胞关卡控制细胞周期的进程，细胞关卡控制细胞周期的进程，细胞关卡控制细胞周期的进程，细胞关卡控制细胞周期的进程， 两个主要的细胞关卡出现在两个主要的细胞关卡出现在两个主要的细胞关卡出现在两个主要的细胞关卡出现在G1SG1S和和和和G2MG2M的交界处。的交界处。的交界处。的交界处。 当当当当DNADNA受到损伤后，未修复的受到损伤后，未修复的受到损伤后，未修复的受到损伤后，未修复的DNADNA难以通过难以通过
62、难以通过难以通过G1SG1S的关卡进入的关卡进入的关卡进入的关卡进入S S期；同样，当期；同样，当期；同样，当期；同样，当DNADNA复制未完成时，复制未完成时，复制未完成时，复制未完成时，难以通过难以通过难以通过难以通过G2MG2M的关卡进入的关卡进入的关卡进入的关卡进入MM期。期。期。期。 基因yu疾病 细胞关卡的调控中最重要的参与者为一系列激细胞关卡的调控中最重要的参与者为一系列激细胞关卡的调控中最重要的参与者为一系列激细胞关卡的调控中最重要的参与者为一系列激酶，能使靶蛋白质发生磷酸化。这些激酶与周期酶，能使靶蛋白质发生磷酸化。这些激酶与周期酶，能使靶蛋白质发生磷酸化。这些激酶与周期酶，
63、能使靶蛋白质发生磷酸化。这些激酶与周期蛋白蛋白蛋白蛋白(cyclin)(cyclin)结合后表现出酶活性，同时又受到结合后表现出酶活性，同时又受到结合后表现出酶活性，同时又受到结合后表现出酶活性，同时又受到一系列抑制物的控制。一系列抑制物的控制。一系列抑制物的控制。一系列抑制物的控制。 细胞正是在一系列严格调控机制的控制下完成细胞正是在一系列严格调控机制的控制下完成细胞正是在一系列严格调控机制的控制下完成细胞正是在一系列严格调控机制的控制下完成一个细胞周期，同时保证遗传信息传递的精确性。一个细胞周期，同时保证遗传信息传递的精确性。一个细胞周期，同时保证遗传信息传递的精确性。一个细胞周期，同时保
64、证遗传信息传递的精确性。 当信号传导系统的基因发生突变时，常常导当信号传导系统的基因发生突变时，常常导当信号传导系统的基因发生突变时，常常导当信号传导系统的基因发生突变时，常常导致细胞生长失控，从而导致肿瘤的发生，即所谓致细胞生长失控，从而导致肿瘤的发生，即所谓致细胞生长失控，从而导致肿瘤的发生，即所谓致细胞生长失控，从而导致肿瘤的发生，即所谓的癌基因；的癌基因；的癌基因；的癌基因； 当控制细胞关卡的基因发生突变时，不能抑制当控制细胞关卡的基因发生突变时，不能抑制当控制细胞关卡的基因发生突变时，不能抑制当控制细胞关卡的基因发生突变时，不能抑制细胞的生长，也可导致肿瘤的发生。细胞的生长，也可导致
65、肿瘤的发生。细胞的生长，也可导致肿瘤的发生。细胞的生长，也可导致肿瘤的发生。基因yu疾病七、减数分裂、配子形成与受精七、减数分裂、配子形成与受精（一）减数分裂（一）减数分裂（一）减数分裂（一）减数分裂I I和减数分裂和减数分裂和减数分裂和减数分裂 减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂(meiosis)(meiosis)： 两次两次两次两次(I(I和和和和)连续的分裂过程，连续的分裂过程，连续的分裂过程，连续的分裂过程， 两次分裂之间不发生两次分裂之间不发生两次分裂之间不发生两次分裂之间不发生DNADNA的复制，产生的复制，产生的复制，产生的复制，产生4 4个子代细胞；个子代细胞；个子代细胞；个子代
66、细胞； 每个细胞含亲代细胞染色体数目的一半，称每个细胞含亲代细胞染色体数目的一半，称每个细胞含亲代细胞染色体数目的一半，称每个细胞含亲代细胞染色体数目的一半，称单倍体单倍体单倍体单倍体(haploid)(haploid)。 分前期、中期、后期和末期分前期、中期、后期和末期分前期、中期、后期和末期分前期、中期、后期和末期4 4个阶段。个阶段。个阶段。个阶段。 基因yu疾病 间期细胞进入间期细胞进入间期细胞进入间期细胞进入前期前期前期前期I I，发生，发生，发生，发生同源同源同源同源染色体的联会染色体的联会染色体的联会染色体的联会(synapsis):(synapsis): 配对的姐妹染色体之间配
67、对的姐妹染色体之间配对的姐妹染色体之间配对的姐妹染色体之间DNADNA双链断裂，遗传物质发生相双链断裂，遗传物质发生相双链断裂，遗传物质发生相双链断裂，遗传物质发生相互交换，再重新连接互交换，再重新连接互交换，再重新连接互交换，再重新连接; ; 中期中期中期中期I I的染色体分布于赤道板，的染色体分布于赤道板，的染色体分布于赤道板，的染色体分布于赤道板，与纺锤丝相连与纺锤丝相连与纺锤丝相连与纺锤丝相连; ; 进入后期进入后期进入后期进入后期I I，两套染色体各自，两套染色体各自，两套染色体各自，两套染色体各自移向两极移向两极移向两极移向两极( (不依赖纺锤丝牵拉）；不依赖纺锤丝牵拉）；不依赖纺
68、锤丝牵拉）；不依赖纺锤丝牵拉）； 末期末期末期末期I I，被核膜包绕形成两个核，被核膜包绕形成两个核，被核膜包绕形成两个核，被核膜包绕形成两个核，每个核所含染色体数目为母细胞每个核所含染色体数目为母细胞每个核所含染色体数目为母细胞每个核所含染色体数目为母细胞的一半。的一半。的一半。的一半。 末期末期末期末期I I的细胞分裂后不久即直接的细胞分裂后不久即直接的细胞分裂后不久即直接的细胞分裂后不久即直接进入进入进入进入减数分裂前期减数分裂前期减数分裂前期减数分裂前期，此期间，此期间，此期间，此期间未未未未发生发生发生发生DNADNA复制复制复制复制。 减数分裂减数分裂减数分裂减数分裂与有丝分裂过程
69、与有丝分裂过程与有丝分裂过程与有丝分裂过程相似，细胞又被一分为二，最终相似，细胞又被一分为二，最终相似，细胞又被一分为二，最终相似，细胞又被一分为二，最终形成形成形成形成单倍体细胞。单倍体细胞。单倍体细胞。单倍体细胞。基因yu疾病基因yu疾病基因yu疾病基因yu疾病基因yu疾病（二）配子（二）配子(精子、卵子精子、卵子)形成形成 人类的减数分裂仅发生在卵巢和睾丸的生殖人类的减数分裂仅发生在卵巢和睾丸的生殖人类的减数分裂仅发生在卵巢和睾丸的生殖人类的减数分裂仅发生在卵巢和睾丸的生殖细胞，形成配子细胞，形成配子细胞，形成配子细胞，形成配子(gamete)(gamete)，即精子和卵子。，即精子和卵
70、子。，即精子和卵子。，即精子和卵子。基因yu疾病精子的发生首先是生殖细胞经过许多次的有丝分裂，形成精子的发生首先是生殖细胞经过许多次的有丝分裂，形成精子的发生首先是生殖细胞经过许多次的有丝分裂，形成精子的发生首先是生殖细胞经过许多次的有丝分裂，形成精原细胞，精原细胞进一步分化为初级精母细胞。精原细胞，精原细胞进一步分化为初级精母细胞。精原细胞，精原细胞进一步分化为初级精母细胞。精原细胞，精原细胞进一步分化为初级精母细胞。这种细胞经减数分裂这种细胞经减数分裂这种细胞经减数分裂这种细胞经减数分裂I I后得到两个次级精母细胞，各自再后得到两个次级精母细胞，各自再后得到两个次级精母细胞，各自再后得到两
71、个次级精母细胞，各自再经减数分裂经减数分裂经减数分裂经减数分裂得到得到得到得到2 2个精细胞，再分化成带尾的精子，共个精细胞，再分化成带尾的精子，共个精细胞，再分化成带尾的精子，共个精细胞，再分化成带尾的精子，共4 4个。每个精子含个。每个精子含个。每个精子含个。每个精子含2323条染色体，并可区分为条染色体，并可区分为条染色体，并可区分为条染色体，并可区分为x x精子和精子和精子和精子和Y Y精子。精子。精子。精子。基因yu疾病卵子的发生（与精子相似），只是初级卵母细胞经减数分卵子的发生（与精子相似），只是初级卵母细胞经减数分卵子的发生（与精子相似），只是初级卵母细胞经减数分卵子的发生（与精
72、子相似），只是初级卵母细胞经减数分裂裂裂裂I I后，后，后，后，胞浆不等分配胞浆不等分配胞浆不等分配胞浆不等分配，得到一个次级卵母细胞和一个小，得到一个次级卵母细胞和一个小，得到一个次级卵母细胞和一个小，得到一个次级卵母细胞和一个小很多的第一极体。很多的第一极体。很多的第一极体。很多的第一极体。 两者再经减数分裂两者再经减数分裂两者再经减数分裂两者再经减数分裂，次级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞次级卵母细胞因胞浆不等分配直因胞浆不等分配直因胞浆不等分配直因胞浆不等分配直接产生一个卵子和一个第二极体，而接产生一个卵子和一个第二极体，而接产生一个卵子和一个第二极体，而接产生一个卵子和一个第二极体
73、，而第一极体第一极体第一极体第一极体分裂成分裂成分裂成分裂成2 2个个个个第二极体。第二极体。第二极体。第二极体。 初级卵母细胞经减数分裂后得到初级卵母细胞经减数分裂后得到初级卵母细胞经减数分裂后得到初级卵母细胞经减数分裂后得到1 1个卵子和个卵子和个卵子和个卵子和3 3个第二极个第二极个第二极个第二极体，它们都含体，它们都含体，它们都含体，它们都含2323条染色体，仅条染色体，仅条染色体，仅条染色体，仅卵子可以将遗传信息传给后卵子可以将遗传信息传给后卵子可以将遗传信息传给后卵子可以将遗传信息传给后代。代。代。代。 基因yu疾病 卵子发生与精子发生卵子发生与精子发生卵子发生与精子发生卵子发生与
74、精子发生减数分裂的时间的不同减数分裂的时间的不同减数分裂的时间的不同减数分裂的时间的不同 （重要区别）（重要区别）（重要区别）（重要区别） 精子的发生过程在精子的发生过程在精子的发生过程在精子的发生过程在青春期青春期青春期青春期后连续进行。后连续进行。后连续进行。后连续进行。 卵子发生中，所有的初级卵母细胞形成于卵子发生中，所有的初级卵母细胞形成于卵子发生中，所有的初级卵母细胞形成于卵子发生中，所有的初级卵母细胞形成于胎儿胎儿胎儿胎儿期期期期的卵巢中，直到青春期前一直停留在减数分裂的卵巢中，直到青春期前一直停留在减数分裂的卵巢中，直到青春期前一直停留在减数分裂的卵巢中，直到青春期前一直停留在减
75、数分裂前期前期前期前期I I。 每个月经周期排卵时才完成一个初级卵母细每个月经周期排卵时才完成一个初级卵母细每个月经周期排卵时才完成一个初级卵母细每个月经周期排卵时才完成一个初级卵母细胞的减数分裂胞的减数分裂胞的减数分裂胞的减数分裂I I，受精后再完成减数分裂，受精后再完成减数分裂，受精后再完成减数分裂，受精后再完成减数分裂。 由于停留在减数分裂前期由于停留在减数分裂前期由于停留在减数分裂前期由于停留在减数分裂前期I I的初级卵母细胞可长的初级卵母细胞可长的初级卵母细胞可长的初级卵母细胞可长达达达达4545年之久年之久年之久年之久( (因个体生育期而异因个体生育期而异因个体生育期而异因个体生育
76、期而异) )，因此卵子较精，因此卵子较精，因此卵子较精，因此卵子较精子更易发生基因突变，这是高龄孕妇易生育遗传子更易发生基因突变，这是高龄孕妇易生育遗传子更易发生基因突变，这是高龄孕妇易生育遗传子更易发生基因突变，这是高龄孕妇易生育遗传病患儿的重要原因。病患儿的重要原因。病患儿的重要原因。病患儿的重要原因。基因yu疾病值得注意：值得注意：值得注意：值得注意： 减数分裂过程中，来自父母双方的染色体发生了减数分裂过程中，来自父母双方的染色体发生了减数分裂过程中，来自父母双方的染色体发生了减数分裂过程中，来自父母双方的染色体发生了两次交换两次交换两次交换两次交换：一：一：一：一次是前期次是前期次是前
77、期次是前期I I中联会后的交换；另一次是后期中联会后的交换；另一次是后期中联会后的交换；另一次是后期中联会后的交换；另一次是后期I I中，父源和母源的染色中，父源和母源的染色中，父源和母源的染色中，父源和母源的染色体随机组合后，移向两极，使子代细胞含有重组后父母双方的遗传体随机组合后，移向两极，使子代细胞含有重组后父母双方的遗传体随机组合后，移向两极，使子代细胞含有重组后父母双方的遗传体随机组合后，移向两极，使子代细胞含有重组后父母双方的遗传信息。信息。信息。信息。 这使得生殖细胞的遗传信息并非拷贝单一亲代，从而保证了生这使得生殖细胞的遗传信息并非拷贝单一亲代，从而保证了生这使得生殖细胞的遗传
78、信息并非拷贝单一亲代，从而保证了生这使得生殖细胞的遗传信息并非拷贝单一亲代，从而保证了生物多样性物多样性物多样性物多样性. .基因yu疾病基因yu疾病（三）生殖与受精（三）生殖与受精 生殖分为无性繁殖和有性繁殖两类生殖分为无性繁殖和有性繁殖两类生殖分为无性繁殖和有性繁殖两类生殖分为无性繁殖和有性繁殖两类. . 无性繁殖的后代遗传上与亲代完全相同，俗称克隆无性繁殖的后代遗传上与亲代完全相同，俗称克隆无性繁殖的后代遗传上与亲代完全相同，俗称克隆无性繁殖的后代遗传上与亲代完全相同，俗称克隆(clone)(clone)。 人类的生育属于有性繁殖。合子染色体数目通过累加精子和卵子人类的生育属于有性繁殖。
79、合子染色体数目通过累加精子和卵子人类的生育属于有性繁殖。合子染色体数目通过累加精子和卵子人类的生育属于有性繁殖。合子染色体数目通过累加精子和卵子的染色体，变成的染色体，变成的染色体，变成的染色体，变成4646条，含有来自父母双方的遗传信息。条，含有来自父母双方的遗传信息。条，含有来自父母双方的遗传信息。条，含有来自父母双方的遗传信息。 受精和胚胎发育是一个复杂的生命现象，日益兴起的生殖医学使受精和胚胎发育是一个复杂的生命现象，日益兴起的生殖医学使受精和胚胎发育是一个复杂的生命现象，日益兴起的生殖医学使受精和胚胎发育是一个复杂的生命现象，日益兴起的生殖医学使人们对于人类的生殖之谜的认识和病理发育
80、即出生缺陷有了更深入的人们对于人类的生殖之谜的认识和病理发育即出生缺陷有了更深入的人们对于人类的生殖之谜的认识和病理发育即出生缺陷有了更深入的人们对于人类的生殖之谜的认识和病理发育即出生缺陷有了更深入的了解。了解。了解。了解。 在动物身上，通过对体外授精和胚胎发育过程的认识，将受精卵的在动物身上，通过对体外授精和胚胎发育过程的认识，将受精卵的在动物身上，通过对体外授精和胚胎发育过程的认识，将受精卵的在动物身上，通过对体外授精和胚胎发育过程的认识，将受精卵的胞核剔除后，移人体细胞的胞核，可在哺乳动物中完成无性生殖的过胞核剔除后，移人体细胞的胞核，可在哺乳动物中完成无性生殖的过胞核剔除后，移人体细
81、胞的胞核，可在哺乳动物中完成无性生殖的过胞核剔除后，移人体细胞的胞核，可在哺乳动物中完成无性生殖的过程，这就是程，这就是程，这就是程，这就是19971997年曾轰动全球的克隆羊年曾轰动全球的克隆羊年曾轰动全球的克隆羊年曾轰动全球的克隆羊“ “多莉多莉多莉多莉” ”的现代科学史话。的现代科学史话。的现代科学史话。的现代科学史话。 这种技术应用于人体，使得这种技术应用于人体，使得这种技术应用于人体，使得这种技术应用于人体，使得“ “克隆人克隆人克隆人克隆人 在技术上成为可能，在技术上成为可能，在技术上成为可能，在技术上成为可能，由此引发了由此引发了由此引发了由此引发了“ “生殖性克隆生殖性克隆生殖
82、性克隆生殖性克隆” ”和和和和“ “治疗性克隆治疗性克隆治疗性克隆治疗性克隆” ”的广泛伦理学争论和相的广泛伦理学争论和相的广泛伦理学争论和相的广泛伦理学争论和相关法规的制定关法规的制定关法规的制定关法规的制定. . 基因yu疾病第二节第二节第二节第二节 人类细胞遗传学国际命名体制人类细胞遗传学国际命名体制人类细胞遗传学国际命名体制人类细胞遗传学国际命名体制国际人类细胞遗传学命名委员会国际人类细胞遗传学命名委员会国际人类细胞遗传学命名委员会国际人类细胞遗传学命名委员会ISCNISCN(International Standing Committee On Human (Internationa
83、l Standing Committee On Human Cytogenetic Nomenclature) Cytogenetic Nomenclature) 在丹佛在丹佛在丹佛在丹佛(1960(1960年年年年) )、伦敦、伦敦、伦敦、伦敦(1963(1963年年年年) )、芝加哥、芝加哥、芝加哥、芝加哥(1966(1966年年年年) )和巴和巴和巴和巴黎黎黎黎(1970(1970年年年年) )召开了国际会议，统一了细胞遗传学的命名原召开了国际会议，统一了细胞遗传学的命名原召开了国际会议，统一了细胞遗传学的命名原召开了国际会议，统一了细胞遗传学的命名原则则则则. . 1978 1978年
84、第一次出版了年第一次出版了年第一次出版了年第一次出版了人类细胞遗传学国际命名体制人类细胞遗传学国际命名体制人类细胞遗传学国际命名体制人类细胞遗传学国际命名体制(An International System for Human Cytogenetic (An International System for Human Cytogenetic Nomenclature)Nomenclature)， 规定了正常及异常核型的命名格式和原则。规定了正常及异常核型的命名格式和原则。规定了正常及异常核型的命名格式和原则。规定了正常及异常核型的命名格式和原则。 这一体制的确立有利于细胞遗传学在世界各地的交
85、流。这一体制的确立有利于细胞遗传学在世界各地的交流。这一体制的确立有利于细胞遗传学在世界各地的交流。这一体制的确立有利于细胞遗传学在世界各地的交流。 ISCN ISCN专家委员会先后在专家委员会先后在专家委员会先后在专家委员会先后在198l198l、19851985、19901990和和和和19951995年，年，年，年，对人类染色体命名规则进一步修改并出版了新的版本。对人类染色体命名规则进一步修改并出版了新的版本。对人类染色体命名规则进一步修改并出版了新的版本。对人类染色体命名规则进一步修改并出版了新的版本。 其中的其中的其中的其中的19811981年版是人类高分辨带的命名体制年版是人类高分
86、辨带的命名体制年版是人类高分辨带的命名体制年版是人类高分辨带的命名体制; ; 1991 1991年版是肿瘤细胞遗传学的命名体制。年版是肿瘤细胞遗传学的命名体制。年版是肿瘤细胞遗传学的命名体制。年版是肿瘤细胞遗传学的命名体制。 基因yu疾病 分子遗传学命名原则和格式首次于分子遗传学命名原则和格式首次于分子遗传学命名原则和格式首次于分子遗传学命名原则和格式首次于19951995年版年版年版年版发表发表发表发表。 其内容包括：其内容包括：其内容包括：其内容包括： 正常染色体；正常染色体；正常染色体；正常染色体； 符号和缩写术语；符号和缩写术语；符号和缩写术语；符号和缩写术语； 核型命名；核型命名；核
87、型命名；核型命名； 不能确定的染色体或带的命名；不能确定的染色体或带的命名；不能确定的染色体或带的命名；不能确定的染色体或带的命名； 核型中染色体异常的排列顺序；核型中染色体异常的排列顺序；核型中染色体异常的排列顺序；核型中染色体异常的排列顺序； 染色体数目异常；染色体数目异常；染色体数目异常；染色体数目异常； 染色体的结构重排；染色体断裂；染色体的结构重排；染色体断裂；染色体的结构重排；染色体断裂；染色体的结构重排；染色体断裂；肿瘤染色体；减数分裂染色体；原位杂交等标准命名体制。肿瘤染色体；减数分裂染色体；原位杂交等标准命名体制。肿瘤染色体；减数分裂染色体；原位杂交等标准命名体制。肿瘤染色体
88、；减数分裂染色体；原位杂交等标准命名体制。 ISCN ISCN提供了描述正常和异常核型的标准，以提供了描述正常和异常核型的标准，以提供了描述正常和异常核型的标准，以提供了描述正常和异常核型的标准，以避免诊断上的混乱，有效地推动了临床细胞遗传避免诊断上的混乱，有效地推动了临床细胞遗传避免诊断上的混乱，有效地推动了临床细胞遗传避免诊断上的混乱，有效地推动了临床细胞遗传学的发展。学的发展。学的发展。学的发展。 基因yu疾病 对于染色体显带方法，按照对于染色体显带方法，按照对于染色体显带方法，按照对于染色体显带方法，按照ISCN(1995ISCN(1995年年年年) )的命名体制，一的命名体制，一的命
89、名体制，一的命名体制，一般从染色体着丝粒开始沿染色体般从染色体着丝粒开始沿染色体般从染色体着丝粒开始沿染色体般从染色体着丝粒开始沿染色体的臂向远端开始标记区和带。的臂向远端开始标记区和带。的臂向远端开始标记区和带。的臂向远端开始标记区和带。 命名某个区带顺序：命名某个区带顺序：命名某个区带顺序：命名某个区带顺序： 染色体号；染色体号；染色体号；染色体号； 臂的符号臂的符号臂的符号臂的符号(p(p（短）或（短）或（短）或（短）或q q（长）（长）（长）（长）) )； 区号；区号；区号；区号； 位于该区内的带号；位于该区内的带号；位于该区内的带号；位于该区内的带号； 带号后以小数点分隔出亚带号。带
90、号后以小数点分隔出亚带号。带号后以小数点分隔出亚带号。带号后以小数点分隔出亚带号。 例如例如例如例如10p24.210p24.2表示：表示：表示：表示： 10 10号染色体短臂号染色体短臂号染色体短臂号染色体短臂2 2区区区区4 4带带带带2 2亚带。亚带。亚带。亚带。应该掌握书写和阅读这种格式的本应该掌握书写和阅读这种格式的本应该掌握书写和阅读这种格式的本应该掌握书写和阅读这种格式的本领。领。领。领。基因yu疾病基因yu疾病基因yu疾病第三节第三节 正常人类染色体核型正常人类染色体核型一、核型与染色体的解剖结构一、核型与染色体的解剖结构一、核型与染色体的解剖结构一、核型与染色体的解剖结构 核
91、型核型核型核型(karyotype):(karyotype): 一个细胞内全套染色体的形态特点及其数目。一个细胞内全套染色体的形态特点及其数目。一个细胞内全套染色体的形态特点及其数目。一个细胞内全套染色体的形态特点及其数目。 核型分析核型分析核型分析核型分析(karyotyping):(karyotyping): 分析细胞核型的全过程。分析细胞核型的全过程。分析细胞核型的全过程。分析细胞核型的全过程。 其表示方法依照上节所述的国际命名体制。其表示方法依照上节所述的国际命名体制。其表示方法依照上节所述的国际命名体制。其表示方法依照上节所述的国际命名体制。 直到直到直到直到19561956年，美籍
92、华人年，美籍华人年，美籍华人年，美籍华人TjioTjio等证实正常人类体细胞所等证实正常人类体细胞所等证实正常人类体细胞所等证实正常人类体细胞所含染色体数目为含染色体数目为含染色体数目为含染色体数目为4646条，人的体细胞为二倍体条，人的体细胞为二倍体条，人的体细胞为二倍体条，人的体细胞为二倍体(2 n)(2 n)，共，共，共，共2323对。对。对。对。 常染色体常染色体常染色体常染色体(autosomal chromosome)22(autosomal chromosome)22对；对；对；对； 性染色体性染色体性染色体性染色体(sex chromosome)1(sex chromosome
93、)1对（对（对（对（x x和和和和Y Y）。）。）。）。 配子为单倍体配子为单倍体配子为单倍体配子为单倍体(1 n)(1 n)，含，含，含，含2323条染色体。条染色体。条染色体。条染色体。 基因yu疾病 染色体的解剖结构染色体的解剖结构: 长臂、短臂、着丝粒和长臂、短臂、着丝粒和端粒端粒4个主要部分，个别染个主要部分，个别染色体还有随体结构。色体还有随体结构。 染色体臂是构成染色体的染色体臂是构成染色体的主体结构，基本上含有所有主体结构，基本上含有所有遗传信息。遗传信息。 根据其长短分为长臂和根据其长短分为长臂和短臂，分别以短臂，分别以q和和P表示。表示。 经特殊染料处理后，染经特殊染料处理
94、后，染色体臂可呈现深浅不一的条色体臂可呈现深浅不一的条带。带。基因yu疾病 着丝粒着丝粒着丝粒着丝粒，又称初级缢痕，又称初级缢痕，又称初级缢痕，又称初级缢痕: :位于染色体长、位于染色体长、位于染色体长、位于染色体长、短臂之间的部分。短臂之间的部分。短臂之间的部分。短臂之间的部分。 其分子组成主要为其分子组成主要为其分子组成主要为其分子组成主要为 重复重复重复重复DNADNA。不同的染色体上着丝粒所含的不同的染色体上着丝粒所含的不同的染色体上着丝粒所含的不同的染色体上着丝粒所含的 重复重复重复重复DNADNA不同。不同。不同。不同。 着丝粒在细胞分裂时对染色体的分着丝粒在细胞分裂时对染色体的分
95、着丝粒在细胞分裂时对染色体的分着丝粒在细胞分裂时对染色体的分离和移动起重要作用。一般不显色。离和移动起重要作用。一般不显色。离和移动起重要作用。一般不显色。离和移动起重要作用。一般不显色。 根据着丝粒所处的位置，将染色体根据着丝粒所处的位置，将染色体根据着丝粒所处的位置，将染色体根据着丝粒所处的位置，将染色体分为分为分为分为中央着丝粒染色体中央着丝粒染色体中央着丝粒染色体中央着丝粒染色体(1(13 3号染色体号染色体号染色体号染色体) )、近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体近端着丝粒染色体(13(131515号以及号以及号以及号以及2l2l、2222号染色体号染色体号染色体号染色
96、体) )和和和和亚中央着丝粒染色亚中央着丝粒染色亚中央着丝粒染色亚中央着丝粒染色体体体体( (上两类以外的所有染色体上两类以外的所有染色体上两类以外的所有染色体上两类以外的所有染色体) )。 近端着丝粒染色体通常在其短臂末端附有随体近端着丝粒染色体通常在其短臂末端附有随体(satellite)的的球状结构。随体与着丝粒之间的连接部分称为蒂，主要由转录球状结构。随体与着丝粒之间的连接部分称为蒂，主要由转录18S和和28S的的rRNA基因组成。基因组成。 端粒端粒(telomere)：位于染色体两末端的结构。：位于染色体两末端的结构。 其分子组成是特殊的其分子组成是特殊的(TTAGGG)的多次重复
97、序列，长度可达的多次重复序列，长度可达1015 kb。其长短与端粒酶的活性有关。其长短与端粒酶的活性有关。 端粒酶活性的丧失是细胞衰老的原因之一。肿瘤细胞中的端粒酶活性的丧失是细胞衰老的原因之一。肿瘤细胞中的端粒酶活性改变，导致端粒延长。端粒酶活性改变，导致端粒延长。基因yu疾病 常染色体按照由长到短的顺序，分别标记为常染色体按照由长到短的顺序，分别标记为1到到22号染色体，号染色体，并分为并分为A到到G 7组。含组。含Y染色体的为男性，不含染色体的为男性，不含Y染色体的为女性。染色体的为女性。 二倍体中每一编号染色体都是成对出现，称之为同源染色体，二倍体中每一编号染色体都是成对出现，称之为同
98、源染色体，分别来自父方和母方，其形态、大小基本一致，但分别来自父方和母方，其形态、大小基本一致，但DNA水平有所差水平有所差异。异。基因yu疾病 间期细胞核中，间期细胞核中， 由于女性两条由于女性两条x x染色体中的一条处于失活状态染色体中的一条处于失活状态而形成一种特殊的深染块状物，称之为而形成一种特殊的深染块状物，称之为x x染色质，染色质，或或x x小体、性染色质、小体、性染色质、BarrBarr小体小体等。等。 男性的男性的Y Y染色体长臂因富含重复染色体长臂因富含重复DNADNA序列，使序列，使着色较深，故又称着色较深，故又称Y Y染色质染色质或或Y Y小体小体。染色体核型的表示方法
99、： 先列出染色体总数，接着是逗号，然后是男性先列出染色体总数，接着是逗号，然后是男性先列出染色体总数，接着是逗号，然后是男性先列出染色体总数，接着是逗号，然后是男性(XY)(XY)或女或女或女或女性性性性(XX)(XX)的表示方式及染色体组成，之间用逗号分开。的表示方式及染色体组成，之间用逗号分开。的表示方式及染色体组成，之间用逗号分开。的表示方式及染色体组成，之间用逗号分开。基因yu疾病基因yu疾病二、染色体显带技术与二、染色体显带技术与FISH技术技术 标准染色体显带和高级染色体显带。近年来随着分子细胞遗传标准染色体显带和高级染色体显带。近年来随着分子细胞遗传标准染色体显带和高级染色体显带
100、。近年来随着分子细胞遗传标准染色体显带和高级染色体显带。近年来随着分子细胞遗传学技术的发展，荧光原位杂交技术学技术的发展，荧光原位杂交技术学技术的发展，荧光原位杂交技术学技术的发展，荧光原位杂交技术(FISH)(FISH)也被广泛用于染色体也被广泛用于染色体也被广泛用于染色体也被广泛用于染色体病的诊断。病的诊断。病的诊断。病的诊断。 ( (一一一一) )标准染色体显带技术标准染色体显带技术标准染色体显带技术标准染色体显带技术 1 1QQ显带显带显带显带 喹吖因喹吖因喹吖因喹吖因(quinacrine)(quinacrine)染色方法。显带明亮区富含染色方法。显带明亮区富含染色方法。显带明亮区富
101、含染色方法。显带明亮区富含ATAT区域；显带黯淡区富含区域；显带黯淡区富含区域；显带黯淡区富含区域；显带黯淡区富含GCGC区。区。区。区。 2 2G G显带显带显带显带 吉姆萨染料吉姆萨染料吉姆萨染料吉姆萨染料(Giemsa)(Giemsa)染色方法。染色之前，染色染色方法。染色之前，染色染色方法。染色之前，染色染色方法。染色之前，染色体胰蛋白酶对参与组成染色体的蛋白质进行消化，经染色后显体胰蛋白酶对参与组成染色体的蛋白质进行消化，经染色后显体胰蛋白酶对参与组成染色体的蛋白质进行消化，经染色后显体胰蛋白酶对参与组成染色体的蛋白质进行消化，经染色后显示出深浅不同的条带。示出深浅不同的条带。示出深
102、浅不同的条带。示出深浅不同的条带。G G带的带型与带的带型与带的带型与带的带型与QQ带的带型基本一致。保存带的带型基本一致。保存带的带型基本一致。保存带的带型基本一致。保存久，只需光镜。久，只需光镜。久，只需光镜。久，只需光镜。 3 3R R显带显带显带显带 或称反带或称反带或称反带或称反带 明亮的明亮的明亮的明亮的R R带相当于带相当于带相当于带相当于G G浅带，黯淡的浅带，黯淡的浅带，黯淡的浅带，黯淡的R R带相带相带相带相当于当于当于当于G G深带。深带。深带。深带。R R带的技术要求比较高，且不易控制带型一致性。带的技术要求比较高，且不易控制带型一致性。带的技术要求比较高，且不易控制带
103、型一致性。带的技术要求比较高，且不易控制带型一致性。 基因yu疾病 4 4 4 4C C C C显带显带显带显带 对结构性异染色质进行染色。各染对结构性异染色质进行染色。各染对结构性异染色质进行染色。各染对结构性异染色质进行染色。各染色体着丝粒的两侧都含丰富的结构性异染色质，色体着丝粒的两侧都含丰富的结构性异染色质，色体着丝粒的两侧都含丰富的结构性异染色质，色体着丝粒的两侧都含丰富的结构性异染色质，故故故故c c c c带染色阳性。带染色阳性。带染色阳性。带染色阳性。 第第第第l l l l、9 9 9 9、16161616号染色体着丝粒附近由高度重号染色体着丝粒附近由高度重号染色体着丝粒附近
104、由高度重号染色体着丝粒附近由高度重复的结构性异染色质复的结构性异染色质复的结构性异染色质复的结构性异染色质DNADNADNADNA组成，故经组成，故经组成，故经组成，故经C C C C带技术处理带技术处理带技术处理带技术处理后，这些区域深度染色，后，这些区域深度染色，后，这些区域深度染色，后，这些区域深度染色，C C C C带也明显大。含常染色带也明显大。含常染色带也明显大。含常染色带也明显大。含常染色质的其他染色体区域则浅度染色或不染色。质的其他染色体区域则浅度染色或不染色。质的其他染色体区域则浅度染色或不染色。质的其他染色体区域则浅度染色或不染色。 通过通过通过通过C C C C带技术，可
105、以评估细小的而来源不明的带技术，可以评估细小的而来源不明的带技术，可以评估细小的而来源不明的带技术，可以评估细小的而来源不明的标志染色体的临床意义。标志染色体的临床意义。标志染色体的临床意义。标志染色体的临床意义。 Y Y Y Y染色体长臂远段由丰富的结构性异染色质构染色体长臂远段由丰富的结构性异染色质构染色体长臂远段由丰富的结构性异染色质构染色体长臂远段由丰富的结构性异染色质构成，因此也呈成，因此也呈成，因此也呈成，因此也呈c c c c带染色阳性，其染色阳性区域的大带染色阳性，其染色阳性区域的大带染色阳性，其染色阳性区域的大带染色阳性，其染色阳性区域的大小在不同个体间差别很大。小在不同个体
106、间差别很大。小在不同个体间差别很大。小在不同个体间差别很大。 5 5 5 5T T T T显带显带显带显带 专门显示端粒的显色方法。专门显示端粒的显色方法。专门显示端粒的显色方法。专门显示端粒的显色方法。基因yu疾病 ( (二二二二) )高级染色体显带技术高级染色体显带技术高级染色体显带技术高级染色体显带技术 1 1高分辨显带高分辨显带高分辨显带高分辨显带 可增加染色体带的数目。可增加染色体带的数目。可增加染色体带的数目。可增加染色体带的数目。 高分辨显带方法有多种，高分辨显带方法有多种，高分辨显带方法有多种，高分辨显带方法有多种， 最常用的是使培养中的细胞分裂同步化、去同步化，然最常用的是使
107、培养中的细胞分裂同步化、去同步化，然最常用的是使培养中的细胞分裂同步化、去同步化，然最常用的是使培养中的细胞分裂同步化、去同步化，然后通过短时间、低浓度的秋水仙素处理，以得到后早期或后通过短时间、低浓度的秋水仙素处理，以得到后早期或后通过短时间、低浓度的秋水仙素处理，以得到后早期或后通过短时间、低浓度的秋水仙素处理，以得到后早期或早中期细胞分裂相。早中期细胞分裂相。早中期细胞分裂相。早中期细胞分裂相。 经过特殊处理的高分辨显带方法，例如复制显带法经过特殊处理的高分辨显带方法，例如复制显带法经过特殊处理的高分辨显带方法，例如复制显带法经过特殊处理的高分辨显带方法，例如复制显带法(replicat
108、ion banding)(replication banding)所得到的染色体带水平可高达所得到的染色体带水平可高达所得到的染色体带水平可高达所得到的染色体带水平可高达l l 400400条或更多。应用高分辨显带方法，可以把微小的结构条或更多。应用高分辨显带方法，可以把微小的结构条或更多。应用高分辨显带方法，可以把微小的结构条或更多。应用高分辨显带方法，可以把微小的结构性染色体畸变诊断出来。性染色体畸变诊断出来。性染色体畸变诊断出来。性染色体畸变诊断出来。 2 2核仁组织区银染法核仁组织区银染法核仁组织区银染法核仁组织区银染法(AgNOR) (AgNOR) 用硝酸银溶液选择性地对位于近端着丝
109、粒染色体短臂上用硝酸银溶液选择性地对位于近端着丝粒染色体短臂上用硝酸银溶液选择性地对位于近端着丝粒染色体短臂上用硝酸银溶液选择性地对位于近端着丝粒染色体短臂上的蛋白质进行染色。凡是的蛋白质进行染色。凡是的蛋白质进行染色。凡是的蛋白质进行染色。凡是AgNORAgNOR染色阳性染色阳性染色阳性染色阳性( (呈黑色呈黑色呈黑色呈黑色) )的，的，的，的，表明该区的表明该区的表明该区的表明该区的18S18S和和和和28S rRNA28S rRNA具有活性。正常个体的每个具有活性。正常个体的每个具有活性。正常个体的每个具有活性。正常个体的每个中期细胞所含的中期细胞所含的中期细胞所含的中期细胞所含的NOR
110、NOR数目通常是数目通常是数目通常是数目通常是5 51010。 基因yu疾病( (三三三三) )分子细胞遗传学技术分子细胞遗传学技术分子细胞遗传学技术分子细胞遗传学技术 分子细胞遗传学分子细胞遗传学分子细胞遗传学分子细胞遗传学(molecular cytogenetics)(molecular cytogenetics)是是是是2020世纪世纪世纪世纪9090年年年年代以来发展起来的一门学科，是传统细胞遗传学与分子遗传代以来发展起来的一门学科，是传统细胞遗传学与分子遗传代以来发展起来的一门学科，是传统细胞遗传学与分子遗传代以来发展起来的一门学科，是传统细胞遗传学与分子遗传学相结合的学科。学相结
111、合的学科。学相结合的学科。学相结合的学科。分子细胞遗传学技术始于荧光原位杂交分子细胞遗传学技术始于荧光原位杂交分子细胞遗传学技术始于荧光原位杂交分子细胞遗传学技术始于荧光原位杂交(FISH)(FISH)。由最初的单色由最初的单色由最初的单色由最初的单色FISHFISH发展到现在的多色发展到现在的多色发展到现在的多色发展到现在的多色FISH:FISH: 多重多重多重多重FISH(multiplex FISHFISH(multiplex FISH，或，或，或，或MFISH)MFISH)、 SKY(spectral karyotyping) SKY(spectral karyotyping)、 Rx
112、FISH( RxFISH(又称种间彩色显带，又称种间彩色显带，又称种间彩色显带，又称种间彩色显带， cross species colorbanding) cross species colorbanding) 新近报道的新近报道的新近报道的新近报道的CCKCCK技术技术技术技术(color(color一一一一changing karyotyping)changing karyotyping)。 FISH FISH一般能将小至一般能将小至一般能将小至一般能将小至3 Mb3 Mb大小的染色体缺失检测出来，从而大小的染色体缺失检测出来，从而大小的染色体缺失检测出来，从而大小的染色体缺失检测出来，从
113、而迅速发展为对染色体病，特别是像迅速发展为对染色体病，特别是像迅速发展为对染色体病，特别是像迅速发展为对染色体病，特别是像PraderwilliPraderwilli综合征一综合征一综合征一综合征一类的微小缺失综合征的主要诊断方法。类的微小缺失综合征的主要诊断方法。类的微小缺失综合征的主要诊断方法。类的微小缺失综合征的主要诊断方法。目前应用目前应用目前应用目前应用FISHFISH技术检测的染色体微缺失综合征在技术检测的染色体微缺失综合征在技术检测的染色体微缺失综合征在技术检测的染色体微缺失综合征在2020种左右。种左右。种左右。种左右。基因yu疾病FISH基因yu疾病三、染色体多态性三、染色体
114、多态性 (chromosome polymorphism) (chromosome polymorphism)： 染色体结构和着色强度在不同的个体中，表现出细微的非病理性染色体结构和着色强度在不同的个体中，表现出细微的非病理性染色体结构和着色强度在不同的个体中，表现出细微的非病理性染色体结构和着色强度在不同的个体中，表现出细微的非病理性的差别。的差别。的差别。的差别。 其本质是由于其本质是由于其本质是由于其本质是由于DNADNA水平的变化所致。水平的变化所致。水平的变化所致。水平的变化所致。 染色体多态性可按孟德尔遗传方式向子代传递。这种多态性可染色体多态性可按孟德尔遗传方式向子代传递。这种多
115、态性可染色体多态性可按孟德尔遗传方式向子代传递。这种多态性可染色体多态性可按孟德尔遗传方式向子代传递。这种多态性可用于亲缘关系鉴别或骨髓移植后嵌合度的判断。用于亲缘关系鉴别或骨髓移植后嵌合度的判断。用于亲缘关系鉴别或骨髓移植后嵌合度的判断。用于亲缘关系鉴别或骨髓移植后嵌合度的判断。常见的染色体多态性包括以下几种。常见的染色体多态性包括以下几种。常见的染色体多态性包括以下几种。常见的染色体多态性包括以下几种。 ( (一一一一) )随体多态性随体多态性随体多态性随体多态性 不同个体中近端着丝粒所含的随体数目和大小有所不同。不同个体中近端着丝粒所含的随体数目和大小有所不同。不同个体中近端着丝粒所含的
116、随体数目和大小有所不同。不同个体中近端着丝粒所含的随体数目和大小有所不同。 ( (二二二二) )倒位结构多态性倒位结构多态性倒位结构多态性倒位结构多态性 在黑种人中，常见一种在黑种人中，常见一种在黑种人中，常见一种在黑种人中，常见一种9 9号染色体的臂间倒位，约占人群的号染色体的臂间倒位，约占人群的号染色体的臂间倒位，约占人群的号染色体的臂间倒位，约占人群的1010，未发现相应的病理学意义。未发现相应的病理学意义。未发现相应的病理学意义。未发现相应的病理学意义。 还发现一些其他染色体上的倒位属于良性的染色体变异。还发现一些其他染色体上的倒位属于良性的染色体变异。还发现一些其他染色体上的倒位属于
117、良性的染色体变异。还发现一些其他染色体上的倒位属于良性的染色体变异。 ( (三三三三) )染色多态性染色多态性染色多态性染色多态性 染色体着丝粒附近含异染色质的区域，可通过特殊的染色显带染色体着丝粒附近含异染色质的区域，可通过特殊的染色显带染色体着丝粒附近含异染色质的区域，可通过特殊的染色显带染色体着丝粒附近含异染色质的区域，可通过特殊的染色显带(c(c显显显显带带带带) )出来。该区域的大小在不同个体中有差别，尤其是第出来。该区域的大小在不同个体中有差别，尤其是第出来。该区域的大小在不同个体中有差别，尤其是第出来。该区域的大小在不同个体中有差别，尤其是第1 1、9 9、1616号号号号和和和和Y Y染色体。染色体。染色体。染色体。基因yu疾病基因yu疾病
