染色体遗传.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,医学遗传学,（,Medical Genetics,）,郭玉萍,染色体遗传,（,P28,59,）,本章主要内容,正常人类染色体,染色体数目和结构畸变,染色体疾病,一、人类染色体,(chromosome),（一）,染色体的结构、类型、数目,2,条染色单体,(chromatid),着丝粒,(centromere),(,主缢痕,primary constriction,),短臂,(p)&,长臂,(q),次缢痕,(secondary constriction),随体,(satellite),端粒,(telomere),1,、染色体的结构：,中部着丝粒染色体,(1,3,16,19,20),亚中部着丝粒染色体,(2,4,5,6-12,17,18,X),近端着丝粒染色体,(13,14,15,21,22,Y),2,、染色体的类型,随体柄（,rRNA,基因，核仁组织者，,NOR),随体,体细胞,：,46,条,23,对（,2n,）,3,、染色体的数目,生殖细胞,：,性原细胞（卵原细胞和精原细胞）：,2n,初级性母细胞（初级卵母细胞和初级精母细胞）：,2n,次级性母细胞（次级卵母细胞和次级精母细胞）：,n,（,23,条染色体）,配子细胞（卵子和精子）：,n,（,23,条染色单体）,2N,46,N,23,N,23,N,23,N,23,N,23,N,23,RD,RD,配 子,次级性母细胞,初级性母细胞,同源染色体分离,姐妹染色单体分离,（二）,染色体的核型分析,1,、核型和核型分析的定义,核型,(,karyotype,),：,一个体细胞中的所有染色体按其大小形态等特点有规律依次排列而成的图像,.,核型分析,(,karyotype analysis,),：,将待测细胞的全套染色体按照,Denver,体制配对、排列，分析确定其是否正常的过程,.,（分析识别染色体过程）,2,、核型分析的种类,染色体非显带核型分析,（,常规核型分析,）,染色体显带核型分析,染色体非显带核型分析,（常规核型分析）,根据国际,Denver,体制,（,ISCN,）将人类体细胞的,46,条染色体,按其相对长度（大小）和着丝粒位置分为,23,对,，,7,个组,(,A,G,组,),其中,22,对为男女共有,，称,常染色体,(,autosome,chromosome,),，以其长度递减和着丝粒位置依次编为,1,22,号,；另,1,对,X,和,Y,染色体,与性别形成有关，随性别而异，称,为,性染色体,(,sex chromosome,),，,46,XX,代表正常,女性,，,46,XY,代,表正常,男性,。,识别染色体的依据：大小、,着丝粒类型,常规核型分析的目的：染色体,配对、分组、性别确定,。,46,，,XX,46,，,XY,人类染色体分组及形态特征,组号,染色体号,形态大小,着丝粒位置,随体,副缢痕,A,1,3,最大,1,3,中央着丝粒,无,1,号常见,2,亚中央着丝粒,B,4,、,5,次大,亚中央着丝粒,无,C,6,12,X,中等,亚中央着丝粒,无,9,号常见,D,13,15,中等,近端着丝粒,有,E,16,18,小,16,中央着丝粒,无,16,号常见,17,、,18,亚中央着丝粒,F,19,、,20,次小,中央着丝粒,无,G,21,、,22,、,Y,最小,近端着丝粒,21,22,有,Y,无,染色体显带核型分析,显带核型分析,是用特殊的染色方法使染色体臂上显示出,一条条明暗交替或深浅交替的横纹,(,带,),的核型分析方法。,带型,(,banding pattern,),是指应用显带技术将人类,24,种,染色体（,22,条常染色体、,X,和,Y,染色体）显示出的各自,特异的带纹的总和。,关于,显带核型分析和,带型的定义,带型种类,一般显带：,500,条带纹,Q,带：,明暗交替的带纹。,辨别染色体,。,G,带：,深浅交替的带纹。,辨别染色体,。,常用方法,。,R,带：,Q,带或,G,带的反带。,辨别染色体,。,C,带：,Y,染色体、着丝粒、副缢痕。,观察染色体上述部位,。,T,带：,端粒,(,末端,),。,观察端粒,。,N,带：,随体,(NOR),。,观察随体结构,。,高分辨显带：,500,条带,G,显带,G,带深带,G,带浅,带,着丝粒,着色不定带,T,显带,N,显带,高分辨显带,G,带带型的识别与命名的国际体制,按,臂,、,区,、,带,三级逐级划分及编号,一级,臂,的划分及编号：区分短臂和长臂分别表示为,p,和,q,二级,区,的划分及编号：分别在短臂和长臂划分几个区并依次编号为,1,、,2,、,3,、,n,区,三级,带,的划分及编号：每个区分布有数目不等的深浅交替的带纹分别表示为,1,、,2,、,3,、,n,带,带纹的,命名,及,表示,方法,染色体序号,臂的符号,区号,带号,如：,Xq28,表示,X,染色体的长臂的,2,区,8,带,。,二、染色体畸变,(chromosomal aberration),染色体数目异常,整倍体异常：单倍体、多倍体,非整倍体异常：单体型、三体型、多体型,嵌合体异常,染色体结构畸变,缺失,倒位,易位,重复,等臂染色体,等,(,一,),染色体数目异常,染色体组,：人类的配子细胞即精子或卵子各自含有的一套,完整的染色体。,chr,数目,23,。,单倍体,：含有一个染色体组的细胞或个体。,chr,数目,23,，,“,n,”,表示。如人类,配子细胞,（,精子或卵子,）。,二倍体,：含有两个染色体组的细胞或个体。,chr,数目,46,，,“,2n,”,表示。如人类,体细胞,。,类型,：,整倍体异常,（,单倍体、多倍体,）、,非整倍体异常,（,单体型、,三体型、多体型等,）、,嵌合体异常,1,、整倍体,(euploid),异常,体细胞内染色体数目成组的增减。,形成,单倍体,(,n,),、,多倍体,(,3n,),。,单倍体仅见于配子细胞。,多倍体中以,三倍体为主,且多见于,自然流产,胚胎。,形成机制有,双雄受精,(diandry),或,双雌受精,(digyny),等,3n,69,2,、非整倍体,(aneuploid),异常,体细胞内个别染色体数目的增减。,形成,超二倍体,(hyperdiploid),（染色体数目,2n,）、,亚二倍体,(hypodiploid),（染色体数目,2n,),。,非整倍体的常见类型,单体型,(monosomy),：,亚二倍体，,45,条，,2n-1,性染色体如,45,X,三体型,(trisomy),超二倍体，,47,条，,2n+1,性染色体如,47,XXY,或,47,XXX,常染色体如,47,XX(XY)+21,多体型,(ploysomy),：,性染色体如,48,XXXX,（超雌）,48,XYYY,（超雄）,非整倍体的形成机制,减数分裂,染色体不分离,（,主要,）,减数分裂,染色体丢失,减数分裂染色体不分离,(meiotic non-disjunction),父母均为正常,2n,（,常见,）,双亲之一即父亲或母亲在配子形成过程中减数分裂时，,发生了染色体不分离。,可以发生在,第一次分裂时同源染色体不分离,，也可以发生,在,第二次分裂时姐妹染色单体不分离,。,产生的异常配子受精后形成,三体型,或,单体型,合子,.,N,1,N,1,N,1,N,1,N,1,N,1,2N,1,2N,1,2N,1,2N,1,N,N,2N,N,N,N,1,N,1,2N,2N,2N,1,2N,1,N,2N,RD,不分离,同源染色体不分离,RD,不分离,姐妹染色单体不分离,三体型,单体型,三体型,单体型,正常核型,（假设父母均为正常,2n,、父亲分裂正常母亲减数分裂形成卵子过程中染色体不分离）,减数分裂染色体不分离,配子,合子,父母一方为三体型,（,罕见,）,其生殖细胞在减数分裂时发生的不分离。,产生的异常配子受精后仅,形成,三体型,合子。,2N+1,N,N,1,N,N,N,1,N,1,2N,2N,2N,1,2N,1,N,三体型,正常核型,（假设母亲为三体型且减数分裂形成卵子过程中染色体不分离、父亲核型及分裂正常）,减数分裂染色体不分离,配子,合子,减数分裂时，由于某种原因（如纺锤丝或着丝粒功能障碍,或者染色体行动迟缓），导致某条染色体在分裂后期和末,期不能跟随其他染色体一起进入子细胞核而滞留在细胞质,中直至分解消失。,产生的异常配子受精后仅形成,单体型,合子,.,减数分裂染色体丢失,(loss,),N,N,N,N,N,1,N,N,2N,2N,2N,2N,1,减数分裂染色体丢失,2N,正常核型,单体型,配子,合子,嵌合体,(,mosaic,),的定义,体内同时存在两种或两种以上不同核型细胞系的个体,3,、嵌合体（型）异常,同源嵌合体,（,复合非整倍体,）,异源嵌合体,嵌合体的类型,同源嵌合体,（,复合非整倍体,）,定义,体内不同核型的细胞系起源于同一受精卵的个体,45,X/46,XX,46,XY/47,XXY,46,XY/47,XY,21,受精卵的,有丝分裂（,卵裂,）,染色体不分离（,主要,）,早期卵裂,（,除外第一次和晚期的前几次,）,时,发生姐妹染色单体不分离,不同的,嵌合体个体中,各细胞系的,类型,和,数量,的比例不同,，取决,于发生染色体不分离的,卵裂时间,的,早晚,。,受精卵的,有丝分裂,染色体丢失,形成机制,2N,2N,1,2N,1,2N,2N,2N,47/45 Mosaic,第一次不分离,46/47/45 Mosaic,第二次不分离,受精卵,有丝分裂,（,卵裂,）染色体,不分离,2N,2N,2N,2N,2N,2N,1,2N,1,2N,2N,2N,2N,2N,2N,2N,2N,2N,2N,2N,1,2N,1,46/47/45 Mosaic,第三次不分离,2N,2N,1,2N,2N,2N,2N,2N,2N,2N,1,2N,46/45 Mosaic,46/45 Mosaic,受精卵,有丝分裂,（,卵裂,）,丢失,丢失,丢失,异源嵌合体,定义,体内不同核型的细胞系起源于,2,个或以上受精卵的个体,形成,“,真两性畸形,”,46,XX/46,XY,45,X/46,XY,46,XX/47,XXY,(,二,),染色体结构畸变,定义,：指染色体部分片段的缺失、重复或重排。,基础,：染色体断裂和,/,或断裂后的异常连接。,衍生染色体,(derivative chromosome,，,der),：,染色体断裂后形成的新畸变染色体。,分为,“,平衡的,”,与,“,不平衡的,”,类型,：缺失、重复、倒位、易位、等臂染色体等,1,、缺失,(deletion,，,del),部分单体型,(partial monosomy),末端缺失,中间缺失,环状,chr,染色体丢失部分片段,的畸变类型,末端缺失,(terminal deletion),4q27,4q13,4q25,中间缺失,(interstitial,deletion),2p21,2q31,p21,q31,环状染色体,(ring chromosome,，,r),2,、重复,(duplication,，,dup),部分三体型,(partial trisomy),正位重复,倒位重复,染色体增加部分片段,的畸变类型,3,、等臂染色体,(isochromosome,，,i),i(p),i(q),4,、倒位,(inversion,，,inv),臂内倒位,臂间倒位,染色体发生两次断裂，断片颠倒,180,度在原位重接,的畸变类型,4q24,4q13,臂内倒位,(paracentric inversion),4p14,4q21,臂间倒位,(pericentric inversion),倒位携带者,具有倒位染色体但表型正常的个体。,（倒位染色体,携带者）,5,、易位,(translocation,，,t),相互易位,（,rcp,）,罗伯逊易位,（,rob,）,复杂易位,单方易位,两条或两条以上染色体发生断裂，交换或转移片段位置重接,的畸变类型,4q25,20q12,相互易位,(reciprocal translocation,rcp),罗伯逊易位的特点,：,两个近端着丝粒染色体之间,断裂点在着丝粒附近：,t,（,p11,，,q11,）,t,（,p11,，,p11,）,t,（,q11,，,q11,）,p,丢失，,q,连接。,罗伯逊易位,(robertsonian translocation,，,rob),平衡易位及平衡易位携带者,平衡易位,：,仅有位置的改变而没有明显的染色体片段,的增减，通常不会引起明显的遗传学效应,的易位。也叫,原发性易位,。,平衡易位携带者：,具有平衡易位染色体但表型正常的,个体。,（三）染色体畸变的遗传学效应,1,、,形成,携带者,表现,自然流产,的效应,主要见于平衡衍生染色体的结构畸变（倒位、易位）,携带者（,倒位携带者,和,易位携带者,）。,2,、,形成,染色体病患者,表现,先天缺陷或疾病,的效应,主要见于某些染色体数目异常形成的,单体型,和,三体型,以及不平衡衍生染色体的结构畸变（缺失、重复等）,形成的,部分单体型,和,部分三体型,。,三、染色体病,常染色体病,：,1,22,号常染色体异常引起,性染色体病,：,x,或,y,性染色体异常引起,（一）常染色体病,临床特征：,多发畸形,生长发育迟缓,智力低下,皮纹改变,先天性心脏病,1,、先天愚形,(21,三体综合征，,Down syndrome),临床表现,三大特征：,严重智力低下,、,50%,伴有先心,、,大多有皮纹改变,其他表现：,发病率,1/800,1/600,新生儿；生长发育迟缓；,特殊面容（眼距宽，外眼角上斜、鼻根低平，,舌大）；男性不育、女性偶有生育能力。,类型及形成机制,完全型,21,三体,易位型,21,三体,嵌合型,21,三体,完全型,（,游离型,）：,占,95,47,XX(XY),21,减数分裂,时,21,号染色体不分离（主要为女性母亲）,发病率随母亲年龄增高而增大,再发风险低,嵌合型,：,占,2,4,46/47,XX(XY),21,早期,卵裂,时,21,号染色体不分离,再发风险低,易位型,：,患者核型：,46,XX(XY),D,（,13,14,15,）,rob(Dq21q),46,XX(XY),G,（,21,22,）,rob(Gq21q),由,平衡易位携带者亲代传来,或,新产生的畸变,携带者核型：,45,XX(XY),D,21,rob(Dq21q),45,XX(XY),G,21,rob(Gq21q),再发风险较高,正常核型,正常个体,易位携带者表型正常,易位型,21,三体,患者,21,单体,流产,14,单体,流产,易位型,14,三体,流产,母亲为,14/21,易位携带者：,45,XX,14,21,rob(14q21q),父亲,正常个体,母亲,携带者,卵子,精子,受精卵,母亲为,21/21,易位携带者：,45,XX,21,21,rob(21q21q),父亲,正常个体,母亲,携带者,卵子,精子,易位型,21,三体,患者,21,单体,流产,受精卵,2,、,18,三体综合征,(Edwards syndrome),发病率,1/4000,1/5000,活婴,男女比例为,1:4,生长发育障碍,小眼，眼距宽，内眦赘皮,小口，腭弓窄，唇裂或腭裂,先天性心脏病,(95,),特殊握拳姿势；摇椅样畸形足,3,、,13,三体综合征,(Patau syndrome),发病率,1/5000,1/21000,中枢神经系统严重发育缺陷,发育迟缓，严重智力低下,小眼或无眼，眼距宽，内眦赘皮,唇裂或腭裂,预后不佳，,45,在出生,1,月内死亡,4,、,5p,综合征,(,猫叫综合征，,Cri-du-chat syndrome),发病率,1/50000,猫叫样哭声，随年龄增长而消失,智力发育迟缓，满月脸,眼距宽，外眼角下斜，内眦赘皮,腭弓高，下颌小,先天性心脏病,(50,),（二）性染色体病,性发育不全,（性腺、生殖器官、第二性征）,两性畸形,1,、先天性睾丸发育不全综合征,(Klinefelter syndrome,，克氏综合症,),1942,年，,Klinefelter,首先描述,1959,年，,患者核型为,47,XXY,或,46,XY/47,XXY,发病率,：普通男性群体约为,1/850,男性精神发育不全患者中约为,1/100,男性,“,无精子症,”,不育患者中约为,1/10,临床表现：,睾丸小，无精子，无生育；胡须和喉结等,第二性征不明显，皮肤女性化。身材瘦高。,2,、性腺发育不全,(Turner syndrome,，特纳综合征,),1938,年，,Turner,首先描述,1954,年，,发现患者的,X,染色质呈阴性,1959,年，,Ford,证实患者核型为,45,X,发病率：,1/2500,1/5000,女性,临床表现：,卵巢呈条索状，无卵子，不生育；幼稚子宫；,原发闭经，乳房不发育等第二性征不明显。,身材矮小，肘外翻，蹼颈等。,类型,单体型,：,45,，,X,嵌合型,：,45,X/46,XX,症状较轻,X,等臂染色体,：,46,X,i(xq),身材矮小,46,X,i(xp),身材正常,X,部分缺失,：,46,X,del(xp),身材矮小,46,X,del(xq),身材正常,本章重点,染色体核型分析,染色体数目异常和结构畸变的主要类型及其产生机制,常见染色体病,名词概念,(,包括英文单词）,核型,(,karyotype,),核型分析,(,karyotype analysis,),染色体组,嵌合体,(,mosaic,),同源嵌合体,异源嵌合体,衍生染色体,(,derivative chromosome,，,der,),倒位,(,inversion,，,inv,),等臂染色体,(,isochromosome,，,i,),平衡易位,平衡易位携带者,本章复习题,先天性睾丸发育不全综合征,(,Klinefelter syndrome,，,克氏综合症,),性腺发育不全,(,Turner syndrome,，,特纳综合征,),着丝粒,(,centromere,),主缢痕,(,primary constriction,),短臂,(p)&,长臂,(q),次缢痕,(,secondary constriction,),随体,(,satellite,),端粒,(,telomere,),思考题,1,、根据染色体的改变，先天愚型可分为几种类型？不同类型形成的机制及再发风险如何？,2,、一对表型正常的夫妻，生育了一个先天愚型的孩子，前来遗传咨询，请问你对此如何处理和解决？,3,、分析下列案例的发病原因，确定能否再次生育。,一对表型正常的夫妇生育一个,47,，,XY,，,+21,的小孩；,一对表型正常的夫妇生育一个,46,，,XY,，,-14,，,+t,（,14q,，,21q,）的小孩；,一对表型正常的夫妇生育一个,46,，,XY,，,-21,，,+t,（,21q,，,21q,）的小孩；,4,、染色体畸变的遗传学效应有哪些？,谢谢,!,