人类正常染色体和染色体畸变
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医学遗传学-人类染色体畸变
臂内倒位(paracentric inversion)
4q13
4q24
倒位(inversion，inv)
臂间倒位(pericentric inversion)
4p14
4q21
倒位(inversion，inv)
倒位(inversion，inv)
简式：46，XX，inv（1）（p22p34） 详式：46，XX，inv（1）（pter→p34 : : p22p34 : : p22→qter）
易位(translocation，t)
罗伯逊易位(robertsonian translocation)
3 、 倒位(inversion,inv):一条染色体发生两处断
裂, ,断裂片段旋转180后重新接上称为倒位.
倒位
a：臂内倒位染色体图解；b：臂间倒位染色体图解
倒位(inversion，inv)
6q22
11p15
5 、 双着丝粒染色体 (dicentric chromosome, dic）
是指两条染色体同 时各发生一次断裂后，
两个含有着丝粒的染色
体的断端相互连接，即 形成一条含有两个着丝 粒的染色体。
等臂染色体(isochromosome，i)
等臂染色体(isochromosome，i)
但有时会出现异常的重接，染色
体断裂后未在原位重接，亦即断片 移动位置后与其它片段相接或丢失， 结果导致染色体的结构畸变，又称 为染色体重排chromosome
rearrangement。
染色体结构畸变类型
缺失（deletion） 末端缺失、中间缺失 重复（duplication） 倒位（inversion）
（图示两条X染色体）
第一次有丝分裂
4q13
4q24
倒位(inversion，inv)
臂间倒位(pericentric inversion)
4p14
4q21
倒位(inversion，inv)
倒位(inversion，inv)
简式：46，XX，inv（1）（p22p34） 详式：46，XX，inv（1）（pter→p34 : : p22p34 : : p22→qter）
易位(translocation，t)
罗伯逊易位(robertsonian translocation)
3 、 倒位(inversion,inv):一条染色体发生两处断
裂, ,断裂片段旋转180后重新接上称为倒位.
倒位
a：臂内倒位染色体图解；b：臂间倒位染色体图解
倒位(inversion，inv)
6q22
11p15
5 、 双着丝粒染色体 (dicentric chromosome, dic）
是指两条染色体同 时各发生一次断裂后，
两个含有着丝粒的染色
体的断端相互连接，即 形成一条含有两个着丝 粒的染色体。
等臂染色体(isochromosome，i)
等臂染色体(isochromosome，i)
但有时会出现异常的重接，染色
体断裂后未在原位重接，亦即断片 移动位置后与其它片段相接或丢失， 结果导致染色体的结构畸变，又称 为染色体重排chromosome
rearrangement。
染色体结构畸变类型
缺失（deletion） 末端缺失、中间缺失 重复（duplication） 倒位（inversion）
（图示两条X染色体）
第一次有丝分裂
20081027第六章-染色体畸变
电离辐射的特征
辐射 类型
质量 (U)
电荷 (e)
能量(MeV) 空气射 程(cm)
来源 举例
α
4
2+
100
100 239钚、212钋
β
5.5×10-4
1-，1+， 0
0-100 (max)
102 90锶，氚
n
1
0 0.025eV-100
235铀裂变
γ
0
0
100
104 60钴、192铱
X
0
0
-50
X球管、加速器
Q带：用quinacrine mustard 染色，紫外灯下显色；
C带：显示出着丝粒异染色 质；
R带：显示出富含GC碱基 对的DNA部分。
常见染色体带型类型 1、 Q带（Q banding）： 荧光染料：芥子喹吖因 （QM）或盐酸喹吖因 （QH） 缺点：Q带保存时间短，需荧光显微镜 2、G显带（G banding）： 预处理：热、碱、蛋白酶 染色：Giemsa染色 特点：可以显示出与Q带相似的带纹。 优点：G带标本可长期保存，光学显微镜观察
1.重复 (duplication)
(1)概念 重复是指染色体的片
段出现多个拷贝。 重复往往可改变基因
剂量，可能造成表 型的显著改变。
（2）类别
顺接重复(tandem duplication)
染色体某区段按照自己染色体的正常直线顺序重复。
ab. cdef→ab.cdcdef 反接重复 (reverse duplication)
染色体某区段按照自己染色体的反向直线顺序重复。
ab. cdef→ab.cdeedf
(3) 细胞学效应
abcd e f
第六章人类染色体与染色体病
C组 包括6～12号七对染色体和X染色体。为中等大小的亚 中着丝粒染色体，其中第6、7、8、11和X染色体的着丝粒略靠 近中央，短臂相对较长，第9、10、12号染色体短臂相对较短， X染色体大小介于第7和第8号之间。第9号染色体长臂上常有一 明显的次缢痕。 D组 包括13～15号三对染色体。为中等大小的近端着丝粒 染色体，短臂上常有随体。 E组 包括16～18号三对染色体。体积较小，其中第16号为 较小的中央着丝粒染色体，其长臂有时可出现次缢痕。第17、 18号染色体为最小的亚中着丝粒染色体。 F组 包括19～20号两对染色体。为最小的中央着丝粒染色 体。 G组 包括21～22号和Y染色体。为最小的近端着丝粒染色 体，其中2l、22号染色体常具有随体。Y染色体无随体，其两 长臂平行靠拢。
以二倍体为标准，如果体细胞染色体数目超出或少 于2n=46，称为染色体数目畸变。它包括整倍性改变和非 整倍性改变两种形式细胞发生。 (一)整倍性改变 整倍性改变的核型描述方法是：写出此细胞中染色 体的总数，数目后加逗号，然后写出性染色体的组成，如 69，XXY等。
体细胞中染色体数目在二倍体的基础上，以染色体组为单位成组地 增加或减少，称为整倍性改变。整个染色体组减少可形成单倍体，在人 类单倍体个体尚未见报道；整个染色体组增加可形成三倍体、四倍体等 多倍体。 以人为例，三倍体细胞含3个 染色体组，染色体总数为69，四倍 体细胞含有4个染色体组，染色体 总数为92。在人类全身三倍性是致 死的，在流产胎儿中较常见，也是 流产的重要原因之一。 全身四倍体罕见，四倍体以 上未见报道。在自然流产的胎儿中， 多倍体约占22%；在肿瘤等组织中， 常见多倍体细胞。
三倍体核型
多倍体的形成机制是： 1.双雄受精和双雌受精 双雄受精是指受精时两个精 子同时进入一个卵子中；双雌受精指减数分裂时，本应分 给极体的那组染色体仍留在卵子内，形成二倍体的异常卵 子，该卵子与正常精子受精。这两种情况都将形成三倍体 受精卵。 2.核内复制 核内复制是指细胞在一次分裂过程中， 染色体复制二次或二次以上，结果导致核内多倍化现象。 核内复制在体细胞与生殖细胞内均可发生。发生在受精卵 的第一次卵裂，可形成四倍体；发生在生殖细胞形成时， 可形成二倍体的生殖细胞，当与正常的单倍体生殖细胞受 精后，可产生三倍体的受精卵。
染色体畸变率参考范围
染色体畸变率参考范围染色体畸变率是指在染色体复制和分裂过程中发生的染色体结构或数量异常的情况的频率。
正常情况下，人类体细胞应该具有46条染色体，其中包括23对。
然而，染色体畸变率是一个相对值，不同个体之间会有一定的差异。
染色体畸变可以分为两类：数量性畸变和结构性畸变。
数量性畸变是指染色体数量的异常，主要包括染色体缺失和染色体多余。
结构性畸变是指染色体结构的异常，主要包括染色体片段缺失、重复、倒位和易位等。
染色体畸变率受多种因素的影响，包括环境因素和遗传因素。
环境因素包括暴露于放射线、化学物质和病毒等致突变物质的影响。
遗传因素包括个体的遗传背景和突变修复系统的功能等。
染色体畸变率的参考范围在不同研究中可能会有所差异，但一般认为正常人群的染色体畸变率应该较低。
根据一些研究的结果，染色体畸变率在健康人群中大约为0.1%至0.5%。
这意味着在100个细胞中，可能会有0.1至0.5个细胞出现染色体数量或结构的异常。
然而，染色体畸变率在某些特定情况下可能会显著增加。
例如，某些遗传疾病患者的染色体畸变率可能较高，这与其基因突变或突变修复系统功能异常有关。
此外，某些疾病的发生和发展也与染色体畸变有关，如某些癌症和先天性畸形等。
在这些情况下，染色体畸变率的增加可能与遗传和环境因素的相互作用有关。
为了评估染色体畸变率，科学家通常会使用细胞遗传学技术，如染色体核型分析和FISH（荧光原位杂交）等。
这些技术可以观察染色体的数量和结构，以确定是否存在染色体畸变。
此外，还可以利用分子遗传学技术，如DNA测序和PCR（聚合酶链反应），来检测染色体上的具体基因突变。
染色体畸变率的评估对于了解染色体异常与疾病之间的关系具有重要意义。
通过研究染色体畸变率的变化，可以揭示疾病的致病机制和发展过程，为疾病的预防和治疗提供理论依据。
此外，染色体畸变率的评估还可以帮助进行遗传咨询和筛查，以指导个体的生殖决策。
染色体畸变率是染色体结构或数量异常的频率。
染色体畸变医学标识
人体染色体畸变的各种医学标识一、染色体的数目畸变正常人的体细胞具有46条染色体（2n），配子细胞（精子和卵）具有23条染色（n）,前者称为二倍体，后者称为单位体。
染色偏离正常数目称为染色体数目异常或数目畸变。
1．多倍体和多倍性体细胞染色体倍数超过2倍，即是3n=69,4n=92等时，这些细胞称为多倍体细胞，而这种状态称为多倍性（polyploidy）。
在人类，全身三倍性是致死的，因而极为罕见，但三倍性在流产胎儿中较常见，是流产的重要原因之一。
全身三倍性可能是由于参加受精卵细胞为二倍体而非单倍体，或由于双精子受精所致。
全身四倍性更多罕。
但四倍体和其它高倍细胞在一些组织发肝、子宫内膜、骨髓细胞、瘤组织和培养细胞中并不罕见。
其产生的原因是，如果细胞在分裂之前再复制一次，或由于纺锤体的缺陷或缺如，细胞未能分裂，都会使染色体数目倍增。
2．异倍性或非整倍性（aneupoloidy）细胞的染色体数不是23的整倍时，称为异倍体细胞，如细胞具有44，45，48，67，90条染色体时都是异倍体细胞，44和45略少于46，故可称为亚二倍体；47，48略多于46，称为超二倍体。
同理，67可称为亚三倍体等。
异倍体细胞在肿瘤组织十分常见。
发生的原因是染色的丢失，某些染色体的核内复制（endoredplication）或染色体的不分离。
3．三体性和单体性体细胞在减数分裂时如发生某号染色不分离，则导致该染色体增多一条（三体性，trisomy）或减少一条（单体性，monosomy）。
除21、13、18、和22三体性外，其它三体性多导致流产（嵌合状态者除外，如嵌合性的8、9、10号三体性等）。
性染色体三体性常见一些。
常染色体的单体性严重破坏基因平衡，因而是致死的。
但X染色体单体的女性还可见于儿童或成人。
（表2－1）表2－1 1863例染色体异常的自发流产儿中各种异常的频率染色体数目异常的机理：在细胞分裂时，如果某一染色体的两条单体在分开后的期不能正常地分开而同时进入某一子细胞，则必然导致该子细胞增多一条染色体而另一子细胞缺少一条染色体，这称为染色体不分离（nondisjunction）。
医学遗传学章染色体病1
染色体是遗传物质的载体，染色体结构、数目 改变 会引发疾病。
对正常染色体、染色体核型、染色体畸变等知 识的熟悉和了解是医学生必需的。
通过核型分析、性染色质检查等，可以从不同 角度了解人类染色体与疾病的关系。
第一节 人类正常染色体结构、类型
一、中期染色体形态结构
着丝粒 随体
次缢痕
着丝粒
短臂 （p） 动粒
分析结果：核型式书写； 正常核型：女-46,XX、 男-46,XY。
人类染色体大小排序
1、人类染色体分组
组
大 A组
B组 C组
D组 E组 F组
小 G组
人类染色体组主要特点Fra bibliotek染色体序号
1
3
2
4 ————5
6 ————12、6>X>7
13 ——14 ——15
16
17
18
19 ————20
21————22、Y
G带深染带，富含AT和长分散序列，是DNA 的重复区域，一般不编码基因。
G带浅染带，富含GC和较多结构基因。
A
D F
B C
E G
G带
A
D F
B
C
E
G
XY
2、显带染色体的描述规则
依ISCN规定，显带染色体长、短臂分别划区， 每区内再分带。 区界标：染色体两臂显著的带、末端及着丝粒。
着丝粒区定为10；短臂-p10、长臂-q10。 界标带：定为远端区的第一带。
③生物因素：致染色体畸变的机制； A、侵染细胞后产生的类毒素的作用。 霉菌毒素具一定致癌和致染色体畸变作用， 如杂色曲霉素、黄曲霉素、棒曲霉素 等。 B、病毒核酸的插入引起染色体畸变。 病毒感染细胞(风疹病毒、乙肝病毒、麻疹病 毒、巨细胞病毒)时，影响细胞DNA复制过程， 可引发多种染色体畸变。
对正常染色体、染色体核型、染色体畸变等知 识的熟悉和了解是医学生必需的。
通过核型分析、性染色质检查等，可以从不同 角度了解人类染色体与疾病的关系。
第一节 人类正常染色体结构、类型
一、中期染色体形态结构
着丝粒 随体
次缢痕
着丝粒
短臂 （p） 动粒
分析结果：核型式书写； 正常核型：女-46,XX、 男-46,XY。
人类染色体大小排序
1、人类染色体分组
组
大 A组
B组 C组
D组 E组 F组
小 G组
人类染色体组主要特点Fra bibliotek染色体序号
1
3
2
4 ————5
6 ————12、6>X>7
13 ——14 ——15
16
17
18
19 ————20
21————22、Y
G带深染带，富含AT和长分散序列，是DNA 的重复区域，一般不编码基因。
G带浅染带，富含GC和较多结构基因。
A
D F
B C
E G
G带
A
D F
B
C
E
G
XY
2、显带染色体的描述规则
依ISCN规定，显带染色体长、短臂分别划区， 每区内再分带。 区界标：染色体两臂显著的带、末端及着丝粒。
着丝粒区定为10；短臂-p10、长臂-q10。 界标带：定为远端区的第一带。
③生物因素：致染色体畸变的机制； A、侵染细胞后产生的类毒素的作用。 霉菌毒素具一定致癌和致染色体畸变作用， 如杂色曲霉素、黄曲霉素、棒曲霉素 等。 B、病毒核酸的插入引起染色体畸变。 病毒感染细胞(风疹病毒、乙肝病毒、麻疹病 毒、巨细胞病毒)时，影响细胞DNA复制过程， 可引发多种染色体畸变。
人类的染色体119p
（四）Denver体制
正常人类非显带核型
（五）正常人类显带核型
• G带：胰酶＋Giemsa • Q带：氮芥喹吖因(QM) • R带：经处理的标本＋Giemsa or Acridine Orange • C带：Y染色体 着丝粒 副缢痕 • T带：染色体末端结构异常 • N带：AgNO3＋Giemsa, 随体和NOR
染色体显带核型的识别
• 人类细胞中每条染色体 是由一系列连续的带纹 组成的，没有非带区。 • 每条显带染色体根据 ISCN规定的界标划分 为若干个区和带。
染色体显带核型的识别
• 界标（landmark）：是染 色体上划分区的标志，通 常是指染色体上具有稳定 而又显著的形态学特征的 结构。 • 包括：①染色体长、短臂 的末端；②着丝粒；③长、 短臂上某些显著的染色体 带（深带或浅带）。
易位型（约占5%） • 核型：46，XX（XY），-14，+t（14；21） （p11；q11） • 原因： • 由于新的突变形成； • 亲代遗传而来，即患者的双亲之一是平衡易 位携带者。平衡易位携带者的核型为45，XX
（XY），-14，-21,+t(14；21)（p11；q11）
• 嵌合型（约占2.5%） • 核型： 46，XX（XY）/47，XX（XY），+21 • 原因：正常的受精卵在胚胎发育早期的卵 裂过程中，发生21号染色体的不分离，形 成46/47/45细胞系的嵌合体。
（一）X染色质
1、X染色质（X小体）：位于正常女性个体 间期细胞核核膜内缘，为碱性染料浓染的 染色质块，呈圆形、椭圆形或三角形，其 平均直径约1μm。
2、Lyon假说 （1）女性细胞中的两条X染色体只有一条有 转录活性，另一条无转录活性，在间期细 胞核中呈异固缩状态，形成X染色质。 （2）X染色体的失活是随机的。 （3）失活发生在胚胎早期，大约在人胚第16 天。
染色体畸变
第一节 染色体畸变
染色体的数目变化或结构改变统称为染色 体畸变（chromosomal aberration）。 不同的畸变类型、不同的细胞内以及不同 时期发生的畸变可能引起的后果不同。
在精子、卵子、受精卵或卵裂早期发生畸 变往往可导致流产、死胎或染色体病； 而体细胞中发生的染色体畸变则与肿瘤的 发生有关。
多倍体胎儿夭折的原因：
主要是胚胎细胞有丝 分裂时形成了三级或四 级纺锤体，染色体数目 不等地分散在三个或四 个赤道面上，导致分裂 后期及子细胞内染色体 不规则分布，最终导致 染色体数目异常，严重 地干扰了胚胎或胎儿的 正常发育而导致流产。
多倍体的形成机制： 三倍体发生的机制 双雄受精：可形成三种核型的受精卵； 双雌受精：可形成二种核型的受精卵。 四倍体发生的机制 核内复制（连续复制两次） 核内有丝分裂（核没有消失）
环状染色体(ring chromosome，r)
2p21
2q31
环状染色体(ring chromosome，r)
2p21
p21 q31
2q31
环状染色体(ring chromosome，r)
环状染色体(ring chromosome，r)
染色体结构畸变的种类
缺失 —— 部分单体型(partial monosomy)
1、非整倍体的类型
（1）单体型(monosomy) 少一条染色体导致某对染色体只有一条， 为某染色体单体型。 绝大多数单体型在胚胎早期流产。仅仅是 少数的 X单体型可以存活。 （2）三体型(trisomy) 多一条导致某对染色体成为三条，为某染 色体三体型。 多数的三体型早期流产，仅13三体、18三 体、21三体、22三体和X三体可以存活。
重复 —— 部分三体型(partial trisomy) 倒位(inversion) 易位(translocation) 环状染色体(ring chromosome) 等臂染色体(isochromosome)
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二、人类染色体的核型
1、核型（karyotype）和组型（idiogram）
一个体细胞根中据的一全个部群染体色中体正，常个体许多细胞的
2按、其核大型小特、点核形型态分特析征，顺综序合排绘列制而成的模式化核 所构国成际的图会型像议图。制。在定组完标型全准是正命一常个的名物系种统的染色体组成。 情况下，一个19细60胞的丹核佛型一般 可代表该个体19的63核型伦。敦
﹡染色体不分离(nondisjunction)
﹡染色体丢失(chromosome loss)
或染色体后期迟滞(anaphase lag)
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（二）、染色体结构畸变(structural aberration)
1、缺失（del）
中间缺失 末端缺失
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5、染色体带纹描述
（1）染色体序号 （2）染色体臂 （3）区 （4）带 （5）亚带
1q13 7p11 2q21.2
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1q32
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三、染色体的多态性及应用 （chromosomal polymorphism)
二、染色体畸变的类型
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（一）、染色体数目畸变(numerical aberration) 1、整倍性改变 （1）单倍体（haploid) 染色体组 （2）多倍体(polyploid) 产生原因：
a 双雄受精（diandry） b 双雌受精（digyny） c 核内复制（endoreduplication） d 核内有丝分裂（endomitosis)
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2、非整倍性改变
﹡ 超二倍体(hyperdiploid)
（1）单体 (monos﹡omy亚)二倍2n体-1(hypodiploid) （2）三体(trisom﹡y)假二倍2n体+1(pseudodipoid) （3）多体(polysomy) 2n+2（2以上）
非整倍体形成原因：
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三、嵌合体(mosaic) 概念: 一个个体同时存在两种或两种以上不同
核型的细胞系称为嵌合体。
形成原因:(卵裂中)染色体不分离或染色体丢失
描述方式：46，XX / 47，XX，+21 45，X / 47，XXY
嵌
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合体形
成
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亚中（17，18）
F 19~20 次小 中
G 21~22；Y 最小 近端
（21，22）有
（Y）无
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4、显带染色体及染色体带的命名
Q显带 G显带
＊显带技术
C显带 R 显带等
2、重复（dup）
3、倒位（inv）
臂间倒位 臂内倒位
4、易位（t）
衍生染色体
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（1）相互易位 （2）罗伯逊易位（rob）
平衡易位：当相互易位仅涉及位置的 改变而不影响染色体片段的增减时称～。 这种个体常无任何临床症状，这样的个体 称平衡易位携带者。
5、双着丝粒染色体（dic） 6、环状染色体（r） 7、等臂染色体 ( i )
＊带型
各号染色体显现的独特带纹
及特征
＊ 显界带标命（名l恒（（an定12））dI而mS染着C显a色丝Nr著k体粒（的）长形1、、9态7短区学8臂）特、的点带末，端包括
（3）长、短臂上某些显著的染色
体带。
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1q32
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四、性染色质（sex chromatin)
1、X染色质（X小体 Barr小体） （1）形态
（2） Lyon假说
（3）数目 X染色质数=X染色体数-1
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2、Y染色质 （1）形态
男性间期细胞经荧光染料染色
后，在细胞核中可见一个强荧 光小体，它有Y染色体长臂区段 所形成。
1966 芝加哥
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人类核型分组与各组染色体形态特征
组 染色体号 大小 着丝粒位置 次缢痕 随体
A 1~3
最大 中（1，3） 1号常见
亚中（2）
B 4 ~5
次大 亚中
C 6~12；X 中等 亚中
9号常见
D 13~15 中等 近端
有
E 16~18
小 中（16） 16号常见
（四）、异常染色体核型描述方法
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1、数目异常核型的描述 69，XXY 92，XXXX 47，XX，+21 47，XY，+18 45，XY，－21 45，X0 或45，X 47，XXY 46，XX/47，XX，+13
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（2）数目 Y染色质数=Y染色体数
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小结
掌握： 染色体组、二倍体、核型的概念 人类染色体核型特点、 Lyon假 说
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染色体畸变
（ chromosome aberration)
一、染色体畸变的原因
物理因素 电离辐射 化学因素 药物、农药、工业毒物、食品添加剂 生物因素 生物类毒素、病毒 母亲年龄 ＞35
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一、人类染色体的形态结构、类
型和数目
1、形态结构
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2、类型和数目
染色体组、基因组(genome)、单倍体(haploid)、 二倍体(diploid)
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1
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1、随在染体正色区常体变健 的异康 形人 态群 结中 构存 、在 带着 纹一 宽对度同和源着 2、次色缢强痕度变等异有恒定而微小变异，此变 3、Y异的染按表色照型体孟 效变德 应异尔 或遗 病传 理， 学通 意常 义没 。有明显
应用：（1）追溯额外染色体或异常染色体的来源
（2）法医中亲权鉴定
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