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1、六章人类染色体和染色体病 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节第一节人类染色体人类染色体一、人类染色体的特征和类型一、人类染色体的特征和类型一、人类染色体的特征和类型一、人类染色体的特征和类型染色体的形态、结构特征在细胞染色体的形态、结构特征在细胞染色体的形态、结构特征在细胞染色体的形态、结构特征在细胞周期中，以细胞分裂中期最为典型，周期中，以细胞分裂中期最为典型，周期中，以细胞分裂中期最为典型，周期中，以细胞分裂中期最为典型，称为中期染色体。称为
2、中期染色体。称为中期染色体。称为中期染色体。如何获得如何获得如何获得如何获得中期染色体中期染色体中期染色体中期染色体?2 2细胞细胞培养培养与染与染色体色体制备制备正常人外周血或细胞正常人外周血或细胞正常人外周血或细胞正常人外周血或细胞 RPMI1640 RPMI1640 RPMI1640 RPMI1640培养基培养基培养基培养基+15%+15%+15%+15%小牛血清小牛血清小牛血清小牛血清=5ml=5ml=5ml=5ml 373737370 0 0 0C C C C，培养，培养，培养，培养68 hr68 hr68 hr68 hr 加秋水仙素，培养加秋水仙素，培养加秋水仙素，培养加秋水仙素，
3、培养2 2 2 24 hr4 hr4 hr4 hr（抑制细胞分裂）（抑制细胞分裂）（抑制细胞分裂）（抑制细胞分裂）收集细胞收集细胞收集细胞收集细胞 离心，去上清液（离心，去上清液（离心，去上清液（离心，去上清液（1000rpm/10 min1000rpm/10 min1000rpm/10 min1000rpm/10 min）低渗处理，低渗处理，低渗处理，低渗处理，0.075 M KCI0.075 M KCI0.075 M KCI0.075 M KCI，373737370 0 0 0C C C C，25min25min25min25min 预固定，甲醇：冰醋酸预固定，甲醇：冰醋酸预固定，甲醇：冰
4、醋酸预固定，甲醇：冰醋酸=3=3=3=3：1 1 1 1 离心，去上清液（离心，去上清液（离心，去上清液（离心，去上清液（1000rpm/10 min1000rpm/10 min1000rpm/10 min1000rpm/10 min）重复固定三次重复固定三次重复固定三次重复固定三次 制片，染色，观察，染色体分析制片，染色，观察，染色体分析制片，染色，观察，染色体分析制片，染色，观察，染色体分析3 3每一个中期染色体均每一个中期染色体均每一个中期染色体均每一个中期染色体均由两条染色单体构成，由两条染色单体构成，由两条染色单体构成，由两条染色单体构成，每一条染色单体由一个每一条染色单体由一个每一
5、条染色单体由一个每一条染色单体由一个DNADNADNADNA分子螺旋而成。分子螺旋而成。分子螺旋而成。分子螺旋而成。两条染色单体互称两条染色单体互称两条染色单体互称两条染色单体互称为姐妹染色单体。两条为姐妹染色单体。两条为姐妹染色单体。两条为姐妹染色单体。两条染色单体通过一个着丝染色单体通过一个着丝染色单体通过一个着丝染色单体通过一个着丝粒彼此连接。着丝粒将粒彼此连接。着丝粒将粒彼此连接。着丝粒将粒彼此连接。着丝粒将染色体分为两臂，长臂染色体分为两臂，长臂染色体分为两臂，长臂染色体分为两臂，长臂（q q q q）和短臂（）和短臂（）和短臂（）和短臂（p p p p）。）。）。）。4 4人类染色
6、体形态l l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,着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的1/21/21/21/2处。处。处。处。l l亚中着丝粒染色体亚中着丝粒染色体亚中着丝粒染色体亚中着丝粒染色体,着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的5/85/85/85/8处处处处l l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,着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的着丝粒位于染色体的7/87/87/87/8处处处处5 5二、人类的正常核型核型（核型（核型（核型（Karyo
7、typeKaryotypeKaryotypeKaryotype）将一个体细胞中全套染色体按一定方将一个体细胞中全套染色体按一定方将一个体细胞中全套染色体按一定方将一个体细胞中全套染色体按一定方式排列起来，构成图像。式排列起来，构成图像。式排列起来，构成图像。式排列起来，构成图像。根据人类细胞遗传学国际命名体制根据人类细胞遗传学国际命名体制根据人类细胞遗传学国际命名体制根据人类细胞遗传学国际命名体制（ISCNISCNISCNISCN），依据染色体的形态、大小和），依据染色体的形态、大小和），依据染色体的形态、大小和），依据染色体的形态、大小和着丝粒的位置，将染色体分为七组：着丝粒的位置，将染色体
8、分为七组：着丝粒的位置，将染色体分为七组：着丝粒的位置，将染色体分为七组：6 6核型（核型（KaryotypeKaryotype）分析）分析组别组别组别组别 染色体编号染色体编号染色体编号染色体编号 大小大小大小大小 着丝粒位置着丝粒位置着丝粒位置着丝粒位置 A 1 A 1 A 1 A 13 3 3 3 最大最大最大最大 中、亚中中、亚中中、亚中中、亚中 B 4 B 4 B 4 B 4、5 5 5 5 大大大大 亚中亚中亚中亚中 C 6 C 6 C 6 C 612+X 12+X 12+X 12+X 中中中中 亚中亚中亚中亚中 D 13 D 13 D 13 D 1315 15 15 15 中中中
9、中 近端近端近端近端 E 16 E 16 E 16 E 1618 18 18 18 较小较小较小较小 中、亚中中、亚中中、亚中中、亚中 F 19 F 19 F 19 F 19、20 20 20 20 小小小小 中中中中 G 21 G 21 G 21 G 21、22+Y22+Y22+Y22+Y，最小最小最小最小 近端近端近端近端7 7核型的描述核型的描述 染色体总数，性染色体染色体总数，性染色体正常男性正常男性 46 46 ，XY XY 正常女性正常女性 46 46 ，XXXX8 846,XY9 946,XX10102、染色体显带、染色体显带vv染染色色体体显显带带：经经不不同同的的方方法法处处
10、理理染染色色体体，经经染染色色后后使使染染色色体体在在纵纵轴轴上上显显示示明明、暗暗或或着着 色色 深深、浅浅 相相 间间 的的 横横 纹纹 即即 显显 带带（BandingBanding）。）。vv 这这种种带带对对每每一一条条染染色色体体来来说说都都是是独独特特的的，可以区分和确认每一条染色体。可以区分和确认每一条染色体。1111显带方法显带方法：l lG-G-G-G-显显显显带带带带：是是是是最最最最常常常常用用用用的的的的方方方方法法法法。标标标标本本本本经经经经胰胰胰胰蛋蛋蛋蛋白白白白酶酶酶酶处处处处理理理理后后后后，应应应应用用用用GiemsaGiemsaGiemsaGiemsa染
11、染染染 色色色色，镜镜镜镜检检检检、分分分分析析析析,显显显显示示示示深深深深染染染染和和和和浅浅浅浅染染染染相相相相间间间间的的的的带纹。带纹。带纹。带纹。1212R-banding反G带，因其恰好与G带着色深浅相反1313l l除除G显带、显带、R-显带外还有：显带外还有：l lQ-显带：荧光显带，同显带：荧光显带，同G显带带纹。显带带纹。l lT-显带：末端显带，显带：末端显带，l lC-显带：着丝粒显带。显带：着丝粒显带。l l新技术的应用使人们能够观察到前中期新技术的应用使人们能够观察到前中期染色体，比中期染色体更伸展，这样观染色体，比中期染色体更伸展，这样观察的分辨率更高，可显示察
12、的分辨率更高，可显示550850条带，条带，即即高分辨高分辨染色体。染色体。1414显带染色体识别显带染色体识别G-banging G-banging 界标、区和界标、区和带带如：如：2p132p131515l l常常规规G-bandingG-banding使使每每个个单单倍倍体体（2424条条染染色色体体）都都可可以以显显示示350350550550条条带带，每每条条带带大大约约代代表表5x105x106 610 x1010 x106 6bpbp的的DNADNA。l l 每每个个基基因因长长度度不不等等，从从10102 2bpbp（a a珠珠蛋蛋白白基基因因）2x102x106 6bpbp（
13、抗抗肌肌萎萎缩缩蛋白基因）。蛋白基因）。l l 估估计计平平均均每每3000bp3000bp为为一一个个基基因因，每每条条染染色色体体可可能能代代表表几几个个或或几几百百个个基基因因1616l lG G显带深染带富含显带深染带富含ATAT，富含长分散，富含长分散DNADNA序列，是序列，是DNADNA的重复区域，不编码表的重复区域，不编码表达基因，达基因，G G显带浅带，富含显带浅带，富含GCGC，含有许，含有许多转录基因。这种多转录基因。这种DNADNA在间期核中呈现在间期核中呈现较为伸展的状态。除了转录基因之外，较为伸展的状态。除了转录基因之外，它含有短分散它含有短分散DNADNA序列。包
14、括序列。包括AluAlu序列。序列。染色体上大多数断裂点和重排被认为是染色体上大多数断裂点和重排被认为是发生在浅染带。发生在浅染带。1717l l新技术的应用使人们能够观察到新技术的应用使人们能够观察到前中期染色体，比中期染色体更伸展，前中期染色体，比中期染色体更伸展，这样观察的分辨率更高，可显示这样观察的分辨率更高，可显示550850条带，即条带，即高分辨高分辨染色体。染色体。1818三、人类细胞遗传学研究进展三、人类细胞遗传学研究进展l l荧光原位杂交（荧光原位杂交（Fluorescence in situ Fluorescence in situ hybridizationhybridi
15、zation，FISHFISH）FISH FISH是细胞遗传学方法和分子遗传学方法相结合的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。产物，可以认为是分子细胞遗传学技术。基本原理基本原理：应用：应用Digoxingenin Digoxingenin 或或Biotin Biotin 标记探针标记探针DNADNA（Nick translation Nick translation 标记法标记法），变性成单链后与），变性成单链后与变性后的染色体或细胞核靶变性后的染色体或细胞核靶DNADNA杂交。在荧光显微镜杂交。在荧光显微镜下观察并记录结果。下观察并记录结果。1919应应 用用1 1、基因定位、基因定位2 2、检测染色体的数目和结构异常、检测染色体的数目和结构异常3 3、遗传病的诊断和产前诊断、遗传病的诊断和产前诊断2020FISH FISH 技术的发展技术的发展1 1、单色、单色FISHFISH 2 2、多色、多色FISHFISH（2424种染色）种染色）3 3、DNADNA纤维纤维FISHFISH 4 4、比较基因组杂交、比较基因组杂交21211、单色单色FISH22222、多色多色FISH（24种染色）种染色）2323