第一章储论·教学大细要来1、掌握医学遗传学概念及其研究对象2、掌握遗传病概念及分类3、了解医学遗传学发展概况4、了解人类基因组计划及其医学意义·重点、难点介绍一、医学遗传学概述医学遗传学(medicalgenetics)是运用遗传学的原理和方法研究人类遗传性疾病的病因、病理、诊断、预防和治疗的一门学科,是遗传学的一个重要分支。医学遗传学的研究对象是遗传病,与其它临床学科类似,医学遗传学是研究遗传病的诊断、发病机理、防治及预后,但由于遗传病的特殊性,其研究重点主要在发病机理和预防措施。本课程主要介绍医学遗传学的三个主干分支(医学分子遗传学、医学细胞遗传学和医学群体遗传学)的原理和应用。二、遗传病概念及分类(一)遗传病概念及其特征1.遗传病概念:遗传病(geneticdiseases)是由于遗传物质改变而导致的疾病。遗传物质是存在于细胞内的、决定特定性状的基因。2.遗传病的特征:1)在有血缘关系的个体间,由于遗传继承,有一定的发病比例:在无血缘关系的个体间,尽管属于同一家庭,但无发病者;2)有特定的发病年龄和病程:3)同卵双生发病一致率远高于异卵双生。(二)遗传病与下列疾病的关系:1.先天性疾病(congenitaldiseases):出生前即已形成的畸形或疾病。先天性疾病可以是遗传病,例如先天愚型是由于染色体异常引起的,出生时即可检测到临床症状,是先天性疾病:但先天性疾病又不都是遗传病,有些先天性疾病是由于孕妇在孕期受到外界致畸因素的作用而导致胚胎发育异常,但并没有引起遗传物质的改变,因而不是遗传病。2.后天性疾病(acquireddiseases):出生后逐渐形成的疾病。后天性疾病也可以是遗传病,有些遗传病患者尽管在受精卵形成时就得到了异常的遗传物质,但要到一定年龄才表现出临床症状,如假性肥大型肌营养不良症患者通常要到4-5岁才出现临床症状。因此,先天性疾病不一定都是遗传病,后天性疾病不一定不是遗传病。3.家族性疾病(familialdiseases):表现出家族聚集现象的疾病,即在一个家庭中出现一个以上患者。由于遗传病的遗传性,通常能观察到家族聚集现象:但家族性疾病并不都是遗传病,因为同一家庭成员生活环境相同,因此,可以因为相同环境因素的影响而患相同疾病。如由于缺碘引起的甲状腺功能低下。4.散发性疾病(sporadicdiseases):无家族聚集性的疾病,即在家系中只出现一名惠者。尽管遗传病具有遗传性,但由于特定遗传病在子代当中有一定的发病比例,加之遗传病患者可以是由于新发生的遗传物质改变所致,所以遗传病也可以是散发性疾病。因此,家族性疾病不一定都是遗传病,散发性疾病不一定不是遗传病。(三)遗传病分类:经典医学遗传学将遗传病分为染色体病、单基因病和多基因病三大类。现代医学遗传学将遗传病分为染色体病、单基因病、多基因病、线粒体遗传病和体细胞
第一章 绪论 ⚫ 教学大纲要求 1、 掌握医学遗传学概念及其研究对象 2、 掌握遗传病概念及分类 3、 了解医学遗传学发展概况 4、 了解人类基因组计划及其医学意义 ⚫ 重点、难点介绍 一、医学遗传学概述 医学遗传学(medical genetics)是运用遗传学的原理和方法研究人类遗传性疾病的病 因、病理、诊断、预防和治疗的一门学科,是遗传学的一个重要分支。医学遗传学的研究对 象是遗传病,与其它临床学科类似,医学遗传学是研究遗传病的诊断、发病机理、防治及预 后,但由于遗传病的特殊性,其研究重点主要在发病机理和预防措施。本课程主要介绍医学 遗传学的三个主干分支(医学分子遗传学、医学细胞遗传学和医学群体遗传学)的原理和应 用。 二、遗传病概念及分类 (一)遗传病概念及其特征 1. 遗传病概念: 遗传病(genetic diseases)是由于遗传物质改变而导致的疾病。遗传物质是存在于细胞 内的、决定特定性状的基因。 2.遗传病的特征: 1) 在有血缘关系的个体间,由于遗传继承,有一定的发病比例;在无血缘关系的个体 间,尽管属于同一家庭,但无发病者; 2) 有特定的发病年龄和病程; 3) 同卵双生发病一致率远高于异卵双生。 (二)遗传病与下列疾病的关系: 1. 先天性疾病(congenital diseases):出生前即已形成的畸形或疾病。先天性疾病 可以是遗传病,例如先天愚型是由于染色体异常引起的,出生时即可检测到临床症状,是先 天性疾病;但先天性疾病又不都是遗传病,有些先天性疾病是由于孕妇在孕期受到外界致畸 因素的作用而导致胚胎发育异常,但并没有引起遗传物质的改变,因而不是遗传病。 2.后天性疾病(acquired diseases):出生后逐渐形成的疾病。后天性疾病也可以是 遗传病,有些遗传病患者尽管在受精卵形成时就得到了异常的遗传物质,但要到一定年龄才 表现出临床症状,如假性肥大型肌营养不良症患者通常要到 4-5 岁才出现临床症状。 因此,先天性疾病不一定都是遗传病, 后天性疾病不一定不是遗传病。 3.家族性疾病(familial diseases):表现出家族聚集现象的疾病,即在一个家庭中 出现一个以上患者。由于遗传病的遗传性,通常能观察到家族聚集现象;但家族性疾病并不 都是遗传病,因为同一家庭成员生活环境相同,因此,可以因为相同环境因素的影响而患相 同疾病。如由于缺碘引起的甲状腺功能低下。 4.散发性疾病(sporadic diseases):无家族聚集性的疾病,即在家系中只出现一名 患者。尽管遗传病具有遗传性,但由于特定遗传病在子代当中有一定的发病比例,加之遗传 病患者可以是由于新发生的遗传物质改变所致,所以遗传病也可以是散发性疾病。 因此,家族性疾病不一定都是遗传病,散发性疾病不一定不是遗传病。 (三)遗传病分类:经典医学遗传学将遗传病分为染色体病、单基因病和多基因病三大 类。现代医学遗传学将遗传病分为染色体病、单基因病、多基因病、线粒体遗传病和体细胞
遗传病5类。1·染色体病(chromosomaldisorders):由于染色体数目或结构异常所引起的疾病,如先天愚型。2·单基因病(singlegenedisorders):由于单个基因突变所引起的疾病。这类疾病的遗传符合Mendel遗传规律。单基因病又可根据致病基因所在的染色体及致病基因的性质分为:1)常染色体显性遗传病(autosomaldominantdiseases,AD):致病基因位于常染色体上,致病基因为显性基因;2)常染色体隐性遗传病(autosomalrecessivediseases,AR):致病基因位于常染色体上,致病基因为隐性基因;3)X-连锁显性遗传病(X-linkeddominantdisorders,XD):致病基因位于x染色体上,致病基因为显性基因:4)X-连锁隐性遗传病(x-linkedrecessivedisorders,XR):致病基因位于x染色体上,致病基因为隐性基因;5)Y连锁遗传病(Y-linkeddiseases):致病基因位于Y染色体上。3·多基因遗传病(polygenicdiseases):由多个微效基因与环境因素共同作用所引起的疾病。4·线粒体遗传病(mitochondrialdiseases):由于线粒体基因突变所引起的疾病,呈母系传递。5·体细胞遗传病(somaticcellgeneticdisorders):由于体细胞遗传物质改变所引起的疾病。1
1 遗传病 5 类。 1·染色体病(chromosomal disorders):由于染色体数目或结构异常所引起的疾病, 如先天愚型。 2·单基因病(single gene disorders):由于单个基因突变所引起的疾病。这类疾病 的遗传符合 Mendel 遗传规律。单基因病又可根据致病基因所在的染色体及致病基因的性质 分为: 1) 常染色体显性遗传病(autosomal dominant diseases,AD):致病基因位于常染色 体上,致病基因为显性基因; 2) 常染色体隐性遗传病(autosomal recessive diseases,AR):致病基因位于常染色 体上,致病基因为隐性基因; 3) X-连锁显性遗传病(X-linked dominant disorders,XD):致病基因位于 X 染色体 上,致病基因为显性基因; 4) X-连锁隐性遗传病(X-linked recessive disorders,XR):致病基因位于 X 染色 体上,致病基因为隐性基因; 5) Y 连锁遗传病(Y-linked diseases):致病基因位于 Y 染色体上。 3·多基因遗传病(polygenic diseases):由多个微效基因与环境因素共同作用所引起 的疾病。 4·线粒体遗传病(mitochondrial diseases):由于线粒体基因突变所引起的疾病,呈 母系传递。 5·体细胞遗传病(somatic cell genetic disorders):由于体细胞遗传物质改变所引 起的疾病
第二章人类染色体·教学大纲要求1、掌握人类染色质的组成和结构2、掌握人类染色质与染色体的对应关系3、掌握细胞分裂中的染色体行为4、掌握人类染色体的结构和分组5、掌握人类染色体带型概念及命名原则6、掌握G、Q和R带型的特点及其临床应用,了解其它带型的特点及临床应用7、了解人类染色体多态及其应用·重点、难点介绍一、人类染色质的组成及结构(一)染色质的概念:细胞核内能被碱性染料染色的物质,称为染色质(chromatin)。染色质可以分为常染色质(euchromatin)和异染色质(heterochromatin)两大类:常染色质呈较松散状态,它们均匀地分布在整个细胞核内,染色较浅,具有转录活性;异染色质在整个细胞周期都处于高度螺旋化状态,在细胞核中形成染色较深的团块,存在于异染色质中的基因是没有转录活性的。在人类有两类异染色质,一类是兼性异染色质(facultativeheterochromatin),另一类为结构异染色质(constitutiveheterochromatin)。兼性异染色质义称功能性异染色质,在特定细胞或在特定发育阶段呈凝缩状态而失去功能,在另一发育阶段时义松散状态而恢复功能,如X染色质。结构异染色质总是呈凝缩状态,所含DNA一般为高度重复序列,没有转录活性,常见于着丝粒、端粒区、Y染色体长臂远端2/3区段和次缢痕区等。(二)染色质组成:染色质由DNA、组蛋白(histone)、非组蛋白和少量RNA组成。DNA与组蛋白的重量比比较稳定,接近于1:1,非组蛋白的种类及含量随不同细胞而异。组蛋白为碱性蛋白,含有大量的碱性氨基酸。组成人类染色质的组蛋白共有5种,分别称为H1、H2A、H2B、H3和H4,它们在进化中高度保守。组蛋白的功能与染色质的结构构成有关。(三)染色质结构:染色质是间期核中遗传物质的存在形式,由许多重复的结构单位组成,这些结构单位称为核小体(nucleosome)。核小体是由一条DNA双链分子串联起来,形似一串念珠。每个核小体分为核心部和连接区二部分。核心部是由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各二个分子形成的组蛋白八聚体及围绕在八聚体周围的DNA组成,这段DNA约146bp,绕八聚体外围1.75圈。两个核心部之间的DNA链称为连接区。这段DNA的长度变异较大,组蛋白HI位于连接区DNA表面。(四)核小体包装成染色质与染色体由直径为2nm的双链DNA分子形成直径为10nm核小体细丝后,DNA的长度已压缩了7倍。核小体进一步螺旋化,形成外径为30nm的染色质纤维(螺线管),其长度为DNA的1/42。当细胞进入分裂期,染色质进一步螺旋折叠,形成染色体。中期染色体长度约为DNA长度的10"。二、细胞分裂过程中的染色体行为(一)有丝分裂(mitosis):有丝分裂是体细胞增殖方式,分为间期和分裂期,分裂期又分为前、中、后和末四个时期。在细胞周期中染色体发生一系列变化:在间期,DNA进行复制,进入分裂期染色质螺旋折叠形成染色体,在中期染色体由两条姊妹染色单体构成,两条姊妹染色单体以着丝粒相连;进入分裂后期,每条染色体的着丝粒纵裂,染色单体分开,分别移向两极。因此,经过一次有丝分裂过程,DNA复制一次,细胞分裂一次,染色体也分2
2 第二章 人类染色体 ⚫ 教学大纲要求 1、掌握人类染色质的组成和结构 2、掌握人类染色质与染色体的对应关系 3、掌握细胞分裂中的染色体行为 4、掌握人类染色体的结构和分组 5、掌握人类染色体带型概念及命名原则 6、掌握 G、Q 和 R 带型的特点及其临床应用,了解其它带型的特点及临床应用 7、了解人类染色体多态及其应用 ⚫ 重点、难点介绍 一、人类染色质的组成及结构 (一)染色质的概念:细胞核内能被碱性染料染色的物质,称为染色质(chromatin)。 染色质可以分为常染色质(euchromatin)和异染色质(heterochromatin)两大类:常染色 质呈较松散状态,它们均匀地分布在整个细胞核内,染色较浅,具有转录活性;异染色质在 整个细胞周期都处于高度螺旋化状态,在细胞核中形成染色较深的团块,存在于异染色质中 的基因是没有转录活性的。在人类有两类异染色质,一类是兼性异染色质(facultative heterochromatin),另一类为结构异染色质(constitutive heterochromatin)。兼性异染 色质又称功能性异染色质,在特定细胞或在特定发育阶段呈凝缩状态而失去功能,在另一发 育阶段时又呈松散状态而恢复功能,如 X 染色质。结构异染色质总是呈凝缩状态,所含 DNA 一般为高度重复序列,没有转录活性,常见于着丝粒、端粒区、Y 染色体长臂远端 2/3 区段 和次缢痕区等。 (二)染色质组成:染色质由 DNA、组蛋白(histone)、非组蛋白和少量 RNA 组成。DNA 与组蛋白的重量比比较稳定,接近于 1∶1,非组蛋白的种类及含量随不同细胞而异。 组蛋白为碱性蛋白,含有大量的碱性氨基酸。组成人类染色质的组蛋白共有 5 种,分别 称为 H1、H2A、H2B、H3 和 H4,它们在进化中高度保守。组蛋白的功能与染色质的结构构成 有关。 (三)染色质结构: 染色质是间期核中遗传物质的存在形式,由许多重复的结构单位组成,这些结构单位称 为核小体(nucleosome)。核小体是由一条 DNA 双链分子串联起来,形似一串念珠。每个核 小体分为核心部和连接区二部分。核心部是由组蛋白 H2A、H2B、H3 和 H4 各二个分子形成的 组蛋白八聚体及围绕在八聚体周围的 DNA 组成,这段 DNA 约 146bp,绕八聚体外围 1.75 圈。 两个核心部之间的 DNA 链称为连接区。这段 DNA 的长度变异较大,组蛋白 H1 位于连接区 DNA 表面。 (四)核小体包装成染色质与染色体 由直径为 2nm 的双链 DNA 分子形成直径为 10nm 核小体细丝后,DNA 的长度已压缩了 7 倍。核小体进一步螺旋化,形成外径为 30nm 的染色质纤维(螺线管),其长度为 DNA 的 1/42。 当细胞进入分裂期,染色质进一步螺旋折叠,形成染色体。中期染色体长度约为 DNA 长度的 10-5。 二、细胞分裂过程中的染色体行为 (一)有丝分裂(mitosis):有丝分裂是体细胞增殖方式,分为间期和分裂期,分裂期 又分为前、中、后和末四个时期。在细胞周期中染色体发生一系列变化:在间期,DNA 进行 复制,进入分裂期染色质螺旋折叠形成染色体,在中期染色体由两条姊妹染色单体构成,两 条姊妹染色单体以着丝粒相连;进入分裂后期,每条染色体的着丝粒纵裂,染色单体分开, 分别移向两极。因此,经过一次有丝分裂过程,DNA 复制一次,细胞分裂一次,染色体也分
裂一次,并平均分配到两个子细胞中。这样保证了新的子细胞具有与母细胞相同的全套遗传物质,从而保证了所有细胞的染色体数目恒定。(二)减数分裂(meiosis):是生殖细胞发生过程中的一种特殊分裂方式,DNA复制一次,细胞连续分裂两次,因此,由一个细胞形成4个子细胞,子细胞的遗传物质是母细胞的一半。减数分裂由两次连续分裂构成:1、减数分裂I:在第一次减数分裂的间期,DNA进行复制:第一次减数分裂前期非常复杂,分细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。在偶线期同源染色体进行配对,同源染色体配对的结果,每对染色体形成一个紧密相伴的二价体,在人类细胞中形成23个二价体;每个二价体都是由两条同源染色体组成,每一同源染色体含两条复制而来的姐妹染色单体,两条姐妹染色单体由着丝粒相连。这样,每个二价体由四条染色单体组成,称为四分体。在粗线期,同源染色体间的非姐妹染色单体发生片段交换(crossing-over):在第一次减数分裂后期,三价体中的两条同源染色体彼此分开,分别向两极移动。每一极只获得每对同源染色体的一条。每条同源染色体由两条姐妹染色单体组成。2、减数分裂II:间期很短,不进行DNA复制,在第二次减数分裂中期,着丝粒纵裂,两条姊妹染色单体分开,分别移向细胞两极。三、细胞分裂中期染色体形态结构及分类:中期染色体由两条姊妹染色单体组成,两条姊妹染色单体通过着丝粒相连,着丝粒处凹陷缩窄,因此也称为主缢痕(primaryconstriction)。着丝粒将染色体分为上、下两部分,上部分称为短臂(shortarm,p),下部分称为长臂(longarm,q)。根据着丝粒位置,人类中期染色体可分为三种类型:中央着丝粒染色体(metacentricchromosome)的着丝粒位于染色体中部,染色体长臂和短臂长度相等或近似相等:亚中着丝粒染色体(submetacentricchromosome)着丝粒偏向一端,染色体两臂不等,短臂短于长臂;近端着丝粒染色体(acrocentricchromosome)的着丝粒靠近染色体的一端。在有些中期染色体的长、短臂上可见凹陷缩窄区,称为次缢痕(secondaryconstriction);人类近端着丝粒染色体的短臂末端可见球状结构,称为随体(satellite)。随体柄部为缩窄的次痕,与核仁形成有关,称为核仁形成区。中期分裂细胞中含有46条染色体,可构成23对,1-22对为男女共有,称为常染色体(autosomes);另一对则男女不同,女性为两条X染色体,男性为一条X染色体和一条Y染色体,X和Y染色体称为性染色体(sexchromosomes)。四、人类染色体核型和组型:(一)染色体核型(karyotype)1、概念:是一个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。2、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。(二)人类染色体分组:根据着丝粒位置和染色体大小,将22对常染色体由大到小依次命名为1至22号,并将人类染色体分为7组,分别用大写字母A-G表示。A组:包括1-3号染色体,1号和3号为中央着丝粒染色体,2号为亚中着丝粒染色体:B组:包括4-5号染色体,均为亚中着丝粒染色体;C组:包括6-12号和X染色体,均为亚中着丝粒染色体,X染色体大小界于7号和8号染色体之间;D组:包括13-15号染色体,为近端着丝粒染色体,可以有随体:E组:包括16-18号染色体,16号为中央着丝粒染色体,17和18号为亚中着丝粒染色3
3 裂一次,并平均分配到两个子细胞中。这样保证了新的子细胞具有与母细胞相同的全套遗传 物质,从而保证了所有细胞的染色体数目恒定。 (二)减数分裂(meiosis):是生殖细胞发生过程中的一种特殊分裂方式,DNA 复制一 次,细胞连续分裂两次,因此,由一个细胞形成 4 个子细胞,子细胞的遗传物质是母细胞的 一半。减数分裂由两次连续分裂构成: 1、减数分裂 I:在第一次减数分裂的间期,DNA 进行复制;第一次减数分裂前期非常复 杂,分细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。在偶线期同源染色体进行配对,同源染 色体配对的结果,每对染色体形成一个紧密相伴的二价体,在人类细胞中形成 23 个二价体; 每个二价体都是由两条同源染色体组成,每一同源染色体含两条复制而来的姐妹染色单体, 两条姐妹染色单体由着丝粒相连。这样,每个二价体由四条染色单体组成,称为四分体。在 粗线期,同源染色体间的非姐妹染色单体发生片段交换(crossing-over);在第一次减数分 裂后期,二价体中的两条同源染色体彼此分开,分别向两极移动。每一极只获得每对同源染 色体的一条。每条同源染色体由两条姐妹染色单体组成。 2、减数分裂 II:间期很短,不进行 DNA 复制,在第二次减数分裂中期,着丝粒纵裂, 两条姊妹染色单体分开,分别移向细胞两极。 三、细胞分裂中期染色体形态结构及分类: 中期染色体由两条姊妹染色单体组成,两条姊妹染色单体通过着丝粒相连,着丝粒处凹 陷缩窄,因此也称为主缢痕(primary constriction)。着丝粒将染色体分为上、下两部分, 上部分称为短臂(short arm, p),下部分称为长臂(long arm,q)。根据着丝粒位置,人 类中期染色体可分为三种类型:中央着丝粒染色体(metacentric chromosome)的着丝粒位 于染色体中部,染色体长臂和短臂长度相等或近似相等;亚中着丝粒染色体(submetacentric chromosome)着丝粒偏向一端,染色体两臂不等,短臂短于长臂;近端着丝粒染色体 (acrocentric chromosome)的着丝粒靠近染色体的一端。在有些中期染色体的长、短臂上 可见凹陷缩窄区,称为次缢痕(secondary constriction);人类近端着丝粒染色体的短臂 末端可见球状结构,称为随体(satellite)。随体柄部为缩窄的次缢痕,与核仁形成有关, 称为核仁形成区。 中期分裂细胞中含有 46 条染色体,可构成 23 对,1-22 对为男女共有,称为常染色体 (autosomes);另一对则男女不同,女性为两条 X 染色体,男性为一条 X 染色体和一条 Y 染 色体,X 和 Y 染色体称为性染色体(sex chromosomes)。 四、人类染色体核型和组型: (一)染色体核型(karyotype) 1、 概念:是一个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。 2、 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。 (二)人类染色体分组:根据着丝粒位置和染色体大小,将 22 对常染色体由大到小依 次命名为 1 至 22 号,并将人类染色体分为 7 组,分别用大写字母 A-G 表示。 A 组:包括 1-3 号染色体,1 号和 3 号为中央着丝粒染色体,2 号为亚中着丝粒染色体; B 组:包括 4-5 号染色体,均为亚中着丝粒染色体; C 组:包括 6-12 号和 X 染色体,均为亚中着丝粒染色体,X 染色体大小界于 7 号和 8 号 染色体之间; D 组:包括 13-15 号染色体,为近端着丝粒染色体,可以有随体; E 组:包括 16-18 号染色体,16 号为中央着丝粒染色体,17 和 18 号为亚中着丝粒染色
体;F组:包括19-20号染色体,为中央着丝粒染色体:G组:包括21-22号和Y染色体,为近端着丝粒染色体,21、22号染色体可以有随体。Y染色体的大小变异较大,大于21和22号染色体,其长臂常常平行靠拢。五、人类染色体带型用各种染色体显带技术,使染色体沿其长轴显示出明暗或深浅相间的带纹,而每一号染色体都有其独特的带纹,这就构成了每条染色体的带型。(一)带型命名原则:1971年在巴黎召开的人类细胞遗传学会议上提出了区分每个显带染色体区、带的标准系统。1978年的国际会议上,制定了《人类细胞遗传学命名的国际体制(aninternationalsysntemforhumancytogeneticnomenclature,ISCN)》,提出了统一的符号和术语。每条显带染色体根据ISCN规定的界标(landmark)分为若干个区(region),每个区又包括若干带(band)。界标包括染色体两臂的末端、着丝粒和某些明显恒定的带。两相邻界标之间为区。每条染色体都是由一系列连贯的带组成,没有非带区。区和带的命名原则包括:1、长、短臂分别命名区,各区分别命名带:2、用数字命名,从着丝粒向远端依次编号,靠近着丝粒的两个带分别为长、短臂的1区1带:3、做为界标的带为远端区第1带。带型描述包括4部分:染色体序号,臂符,区号和带号,各部分之间无分隔符。如1p13表示1号染色体短臂1区3带。(二)常见带型的类型、特点及临床应用1、Q带(Qbanding):Q显带是用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。Q显带技术是最早建立的显带技术,它在观察染色体多态方面有重要的用途。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(Gbanding):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,所显示的带纹称为G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。3、R显带(Rbanding):所显示的带纹与G带的深、浅带带纹正好相反,故称为R带(reversedband)。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(Cbanding):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(Tbanding):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(Nbanding):专门显示核仁组织区的显带技术。7、高分辨显带(high-resolutionbanding):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。这种显带技术称为高分辨显带技术。8、SCE(sisterchromatidexchange)显示方法:5-溴脱氧尿嘧啶核苷(5-bromodeoxy-uridine,BrdU)是脱氧胸腺嘧啶核苷的类似物,在DNA链的复制过程中,可替代胸腺嘧啶。由于DNA的半保留复制,当细胞在含有BrdU的培养液中经过两个分裂周期后,两条姊妹染色单体的DNA链在化学组成上出现差别,即一条染色单体的DNA双链中有一条链掺入了BrdU,另一条则为原来的模板,不含BrdU;而另一条染色单体的两条DNA链中的4
4 体; F 组:包括 19-20 号染色体,为中央着丝粒染色体; G 组:包括 21-22 号和 Y 染色体,为近端着丝粒染色体,21、22 号染色体可以有随体。 Y 染色体的大小变异较大,大于 21 和 22 号染色体,其长臂常常平行靠拢。 五、人类染色体带型 用各种染色体显带技术,使染色体沿其长轴显示出明暗或深浅相间的带纹,而每一号染 色体都有其独特的带纹,这就构成了每条染色体的带型。 (一)带型命名原则: 1971 年在巴黎召开的人类细胞遗传学会议上提出了区分每个显带染色体区、带的标准 系统。1978 年的国际会议上,制定了《人类细胞遗传学命名的国际体制(an international sysntem for human cytogenetic nomenclature, ISCN)》,提出了统一的符号和术语。 每条显带染色体根据 ISCN 规定的界标(landmark)分为若干个区(region),每个区又 包括若干带(band)。界标包括染色体两臂的末端、着丝粒和某些明显恒定的带。两相邻界 标之间为区。每条染色体都是由一系列连贯的带组成,没有非带区。 区和带的命名原则包括:1、长、短臂分别命名区,各区分别命名带;2、用数字命名, 从着丝粒向远端依次编号,靠近着丝粒的两个带分别为长、短臂的 1 区 1 带;3、做为界标 的带为远端区第 1 带。 带型描述包括 4 部分:染色体序号,臂符,区号和带号,各部分之间无分隔符。如 1p13 表示 1 号染色体短臂 1 区 3 带。 (二) 常见带型的类型、特点及临床应用 1、 Q 带(Q banding): Q 显带是用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。Q 显带技术是最早建立的显带技术,它在观察染色体多态方面有重要的用途。 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,所显示 的带纹称为 G 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。 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、 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。这种显带技术称为高分辨显带技术。 8、SCE(sister chromatid exchange)显示方法: 5- 溴脱氧尿嘧啶核苷( 5- bromodeoxy-uridine,BrdU)是脱氧胸腺嘧啶核苷的类似物,在 DNA 链的复制过程中,可替 代胸腺嘧啶。由于 DNA 的半保留复制,当细胞在含有 BrdU 的培养液中经过两个分裂周期后, 两条姊妹染色单体的 DNA 链在化学组成上出现差别,即一条染色单体的 DNA 双链中有一条 链掺入了 BrdU,另一条则为原来的模板,不含 BrdU;而另一条染色单体的两条 DNA 链中的