染色体畸变的遗传分析
SCGE和染色体畸变分析用于遗传毒性检测的比较
ｇｏ ｐ（ ｒｕ Ｐ＜Ｏ ０ ， ．５ Ｐ＜ ０ Ｏ ， ． ｌ Ｐ＜ ０ Ｏ ） ｕ ｈ ｅｕ ｎｙｏ ｂｒ ｔ ｎ ｃｌｉ ２ｍｇ ｋ ． １ ，ｂｔｔｅｆ ｑ ｅｃ ｆ ｅ ａｉ ｅ ／ ｇＭＭＣ ｇｏｐＷａ ｈｇ ｅ ｈｎｉ ｃｎｒｌ ｒ ａ ｏ ｌｎ ｒｕ Ｓ ｉｈｒｔａ ｔ ｎｏ ｏ ｇｏ ｐ（ ｒｕ Ｐ＜Ｏ Ｏ ） Ｃ ｎ 、 １ ． ｏ ｄ￣ｉ Ｓ Ｅ ｉｍｏｅｓｎｉｖ ｔ ｔ ｇｇｎ ｔ ｘｃ ｙ ｏ ｎ ０３ ｒ ｓ ｔ ｅｉ ｄ ｅ ｉ ｅｅｉｔ ｉｔ． ｓ ｅ ｉ ｎｅ ｃ ｎ ｃｏ ｉ
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关 键 词 ： 单 细 胞 凝 胶 电泳 ； 染 色 体 畸 变 ； 遗 传 毒 性 文 献标 识 码 ： Ａ
ａ ｅｒ ｔ ｎ ｏ ｅｅｔ ｇｇｎ ｔ ｏ ｉｉ ｂ ｒ ａ ｉ ｓｆ ｒ ｄ ｔｃ ｉ ｅ ｅ ｉ ｘ ｃｔ ｏ ｎ ｃｔ ｙ
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Ｚ ＮＧ Ｘｎｗａｇ Ａ ＨＡ ｉ ｎ ，Ｙ ＮＧ ｉ —ｉ ｉ ｈｎ －ａ（ ｅｔｏ ｙｄ ＇ｏｙ ａｄ Ｇ ｎｔ ｓ ｈ ｎｃ Ｍｅｉ ｌＵ ｉｅ ｉ ， Ｔ ｉｕｎ ． Ｊ ｎｙ，Ｄｄ Ｓ ｅｇｊ Ｄ ｐ ｆ Ｃ ｔ ｏ ｇ ｎ ｅｅ ｃ，Ｓ ａ ｘ ｄｃ ｎｖｒ ｔ ａ ｉ ｍｌ ｉ ｉ ａ ｓｙ ａｙ ａ Ｄｏ ０ ， ｈｎ ３ Ｄ 】 Ｃ ｉａ） Ａ ｓ ａ ｔ Ｏｂ ｃｉ Ｔｏ咖 ｐ ｒ ｔｅｓｎｉｖ ｙｏ ｎ ｌｃｌ ｅｅ ｃｒｐ ｏｅｉ Ｓ Ｇ ）ａｄｃｒｍｏｏ ｅ ａ ｏｓ（ Ａ）ｎｄ — ｂｔ ｃ： ｒ ｊ ｔｅ ｅ ｖ ａｅ ｈ ｓ ｉｔ ｆｉｇｅ ｅ ｌ ｌ ｔ ｈ ｒ ｓ（Ｃ Ｅ ｎ ｈｏ ｓｍｅａ ｒ ｔ ｎ Ｃ ｉ ｅ ｅ ｔｉ ｓ ｌ ｅ ｏ ｇ ｓ ｂ ｒｉ
遗传学第九章 染色体畸变的遗传学分析9.4 习题
第九章染色体畸变的遗传学分析一、填空题1、果蝇棒眼基因B是显性，它的主要效应是使果蝇的小眼数目减少，当基因型为B/B时，小眼数为840个；基因型为BB/BB时，小眼数为68个，基因型为BBB/B时，小眼数为45个，该统计结果说明重复会产生和等遗传效应。
2、自然条件下，多倍体主要通过配子受精结合形成，而人工创造多倍体则是采用生物、化学或物理方法使的染色体数加倍。
3、三体通常由表示，它产生和配子。
4、相互易位杂合体在减数分裂后期Ⅰ会出现或型。
前者称为分离，后者称为分离。
结果前者形成的配子育，后者形成的配子育。
5、易位和交换都是_______，不同的是交换属于正常现象，发生在_______之间，而易位属于异常的染色体畸变，发生在_______之间。
6、染色体结构变异的遗传学效应为：_______，_______，_______等。
7、在诱导多倍体时，最常用的染色体加倍剂有_______，它能使染色体加倍的原因是_______。
8、人类染色体畸变包括_______和_______两大类。
9、按染色体断点的数量和位置可将染色体缺失分为_______和_______。
10、由于同源四倍体主要进行_______染色体分离，因此其育性高于同源三倍体。
11、基因的表现型因其所在位置不同而不同的现象称（），因基因出现的次数不同而不同现象称（）。
12、倒位杂合体联会时在倒位区段内形成的“倒位圈”是由（）形成的，而缺失杂合体和重复杂合体的环或瘤是由（）形成的。
13、染色体结构变异主要有四种类型，在减数分裂前期Ⅰ染色体联会时缺失，重复和倒位都能形成瘤或环。
形成缺失环的是（）染色体，形成重复环的是（）染色体，形成倒位环的是（）染色体。
而相互易位则联会成（）结构。
14、染色体结构变异中，假显性现象是由（）而引起的，臂内倒位杂合体在减数分裂前期Ⅰ交换而导致后期Ⅰ出现（），易位杂合体在联会时呈（）形象。
15、染色体abc.defgh发生结构变异成为abfed.cgh，这种结构变异称为（）。
染色体畸变的遗传分析、基因突变与DNA损伤修复.doc
染色体畸变的遗传分析、基因突变与DNA损伤修复(总分：96.89，做题时间：90分钟)一、简答题li{list-style-typ(总题数：3，分数：97.00)果蝇的一条染色体上，正常基因的排列顺序为123·456789，中间的点代表着丝粒，染色体异常的果蝇有如下结构：(a)123·476589 (b)123·46789 (c)1654·32789 (d)123·4566789（分数：14.00）(1).请对以上各种染色体结构变异进行命名。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ (2).请问(a)和(b)的结构变异的遗传学效应是什么？（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ (3).列举遗传学上以及细胞学上的特征，用以识别和区分缺失、重复、倒位和易位。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ (4).阅读全书或其他参考资料，思考造成染色体结构变异的机制(或原因)有哪些。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ (5).两个基因P、Bz通常相距36cM，却在某植物染色体的同一臂上。
在这36cM的区域内，大约有1/4的长度是一个臂内倒位，但这个倒位不包括这两个基因座。
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。
染色体畸变遗传分析讲课文档
evolution
第八页，共119页。
>Inherited traits are determined by genes including wide- and
mutant type defined as functional DNA segments.
用分区进行发现畸变、染色体作图与基因定位.
果蝇唾腺染色体上的缺失环
黑腹果蝇唾腺X染色体部分分区
第二十二页，共119页。
二、染色体结构变异的类型及其机制
1、染色体结构变异的类型
§（1）缺失（deletion）
§（2）重复 (duplication)
§（3）倒位（inversion）
基因数目
变化
基因数目
Ø 缺失杂合体(deficiency
heterozygote)
Ø 缺失纯合体(deficiency
homozygote)
第二十八页，共119页。
3、缺失产生的原因
（1 ）染色体损伤后产生断裂（末
端缺失）或非重建性愈合（中间
缺失）会直接产生缺失；
末端缺失染色体和双着丝粒染色体
经断裂融合桥而产生新的缺失（和
分裂间期核中可见唾腺染色体。
唾腺染色体的结构与功能特点：
1、巨大而伸展
核内复制（特化有丝分裂）1,000～30,000拷贝的染色质丝(S+G)
；
5μm宽，2,000μm长，比普通中期染色体大约100～150倍，
又称为多线染色体（实质是间期染色质），普通光镜下可见。
第十七页，共119页。
2、体细胞联会
黑猩猩与人(30亿碱基对)序列相
染色体畸变的遗传分析
的、巨大的染色体。
5 精品课件
果蝇唾腺染色体的产生
n 果蝇幼虫(三龄)的 唾腺发育到一定阶 段，细胞不再分裂， 停留在间期，构成 一个永久间期系统。 但核内染色体却在 不断复制。
6 精品课件
果蝇唾腺染色体的特点
1.巨大而伸展 n间期细胞的染色质螺旋化程度低，处于充分伸展 状态，使染色体变得相当巨大，是其它体细胞中 期染色体长度的100～200倍，因此也称巨型染色 体，又称多线染色体。
20 精品课件
(2) 遗传学效应
缺失的遗传效应取决于缺失片段的长短 n缺失致死：缺失片段大小不同，遗传学效应不同。 大片段缺失甚至在杂合状态下也是致死的。X染 色体的缺失则是半合子致死。
21 精品课件
②假显性：如果缺失的部分包括显性基因，则 缺失对应的隐性基因得以表现。
22 精品课件
假显性现象
体上任何致死基因都可以用Cy来平衡。
2020/8/9
51
精品课件
51
例：选择星状眼的隐性致死基因(S)与其平衡: v (S/+)：星状眼，(S/S)：隐性致死 v 卷翅果蝇与待保留致死基因(S)果蝇杂交
Cy ＋ ＋S
Cy ＋
×
＋S
Cy ＋
Cy ＋
＋S
Cy ＋
＋S
＋S
死亡
保存
死亡
52 精品课件
易 位(T)
染色体结构变异的类型
Types of changes in chromosome structure
n 缺失 Deletion n 重复 Duplication n 倒位 Inversion n 易位 Translocation
遗传学10 第10章 染色体畸变和突变(第一节)
• 出生时观察到6/1000的可见缺陷；
• 大约11%的不孕不育和6%的智力缺陷。
本部分将讨论染色体畸变的类型、 机制和遗传学效应及其应用。
本部分内容
染色体结构畸变
重复（duplication） 46, XY, dup(4)(q13）
缺失 (deletion) 倒位 (inversion) 46, XX, del(4)(q27） 46, XX, inv(4)(q13::q24)
(四) 疏松环
幼虫发育不同时期，基因在行使其特殊功能时出现的特殊形态 的泡状结构，称为puff，即染色体疏松结构。
疏松环是DNA纤丝 从正常包装状态解旋 松疏的结果，是基因 活跃转录的足迹 。 果蝇3次蜕皮，3次 大量转录蜕皮激素形 成3个疏松环，留下转 录足迹。
二、染色体结构变异的类型和机制
缺 失
1964年证实是第5号染色体短臂部分缺失。
核型：46,XY,5p猫叫样哭声，随年龄增长而消失
智力发育迟缓 眼距宽，外眼角下斜
腭弓高，下颌小
先天性心脏病(50％)
缺失例4：染色体缺失与肿瘤
1）染色体区段的缺失导致原癌基因表达调控区的 丢失，引起原癌基因的过度表达和激活（功能获得 性突变），导致癌基因的形成和肿瘤发生； 如：Burkitt’s 淋巴瘤中c-myc因负调控序列缺失 而过度表达。 2）染色体区段的缺失导致肿瘤抑制基因本身的丢 失（功能丧失性突变），诱导肿瘤发生； 如：视网膜母细胞瘤中的Rb基因的丢失。
易位 (translocation) 46, XY,t(4; 20)(q25; q12）
6 东北师范大学
一、唾腺染色体是遗传分析的理想材料
果蝇唾腺染色体
(salivary gland chromosome)：双翅 目昆虫幼虫消化道、 唾液腺细胞有丝分裂 间期染色体，有4特点， 是染色体结构变异及 分子遗传研究的好材 料。
染色体畸变描述方法
染色体畸变描述方法染色体畸变是指染色体在结构和数量上的异常变化。
染色体是由DNA和蛋白质组成的遗传物质，位于细胞的细胞核中，负责传递遗传信息。
染色体畸变会导致遗传信息的错误传递，造成生物个体在遗传特征上的异常表现。
染色体畸变可以分为结构性畸变和数目性畸变两种类型。
结构性畸变是指染色体的结构发生改变，主要包括染色体缺失、重复、倒位、转位等。
染色体缺失指的是染色体上部分基因丢失或缺失，导致相关基因功能的缺失。
染色体重复是指染色体上的某一段基因序列出现重复，导致基因过度表达。
染色体倒位是指染色体上的一段基因序列发生颠倒，导致基因的排列顺序发生变化。
染色体转位是指染色体上的一段基因序列与其他染色体上的基因序列互相交换位置，导致基因的排列顺序发生变化。
数目性畸变是指染色体的数量发生变化，主要包括染色体增多和减少。
染色体增多是指染色体的数量超过正常数量，称为三体或多体，如唐氏综合征患者就是由于21号染色体的三体畸变导致的。
染色体减少是指染色体的数量少于正常数量，称为单体或缺失，如性染色体单体畸变可导致性别异常。
染色体畸变的产生原因多种多样，包括遗传因素、环境因素和突变。
遗传因素指的是染色体畸变与遗传相关的基因突变有关，这些基因突变可以是从父母遗传而来，也可以是自发发生的。
环境因素指的是外界环境对染色体稳定性的影响，如辐射、化学物质等。
突变是指基因组中的一个或多个基因突然发生的、具有遗传意义的改变，突变可以引发染色体畸变。
染色体畸变对个体的健康和发育具有重要影响。
染色体畸变可能会导致一系列的遗传疾病和畸形，如唐氏综合征、爱德华氏综合征、克里格尔综合征等。
这些疾病往往伴随着智力低下、身体畸形、内脏功能异常等，给患者和家庭带来巨大的痛苦和负担。
此外，染色体畸变还会导致不育、习惯性流产等生育问题，给患者的生活和家庭带来重大困扰。
针对染色体畸变，医学领域提出了一系列的诊断和治疗方法。
常见的诊断方法包括羊水穿刺、绒毛活检、胚胎染色体核型分析等，通过分析细胞的染色体核型来检测染色体畸变。
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一、染色体畸变
1、定义：染色体的结构与数目变异通常称为染色体畸变（chromosomal aberration ）。
2、影响染色体畸变的因素
①外因：如X-射线等。
②内因：如原癌基因的表达。
3、染色体畸变的种类：当染色体在不同的区段发生断裂后，在同一条染色体内或不同的染色体之间以不同的方式发生粘合时，可出现以下四种畸变：缺失、重复、倒位、易位。
二、研究染色体畸变的实验材料-
——果蝇唾液腺染色体
㈠有横纹结构
功能：
①鉴别染色体，染色体的宽窄、稀疏不同
尤其是端部具有特征性的横纹结构，可以准确鉴别每条染色体；
②具有物种特异性；
③横纹结构的线性排列能代表基因的线性排列；
④具有显见的Puff结构——核蛋白解离，环散开，是DNA 活跃转录区。
㈡具有体联会：在有丝分裂过程中出现的同源染色体配对现象。
㈢X-2L-2R-3L-3R-4
①X-端着丝粒染色体
②2R-3R
③2L-3L
④4-点状染色体
一、缺失
㈠缺失（deficiency）定义：染色体缺失某个片段，使之位于该片段上的基因也随之丢失。
缺失和重复经常相伴而生。
（二）缺失类别
①末端缺失：染色体某臂的外端缺失。
②中间缺失：染色体某臂的内段缺失。
缺失还有具有缺失纯合体和缺失杂合体。
1、假显性：对于杂合体中，如果携带着显性等位基因的染色体区段缺失，则隐性等位基因得以实现其表型效应。
2、对生物的发育和配子的生活力有不利的影响——影响程度取决于缺失基因在个体发育中的重要性和缺失的多少。
例如，猫叫综合症——第五号染色体缺失
猫叫综合症—第五号染色体缺失婴儿啼哭如猫叫，一般伴随有小头症和智力迟钝。
发病率约为1/50000，女性多于男性，通常在婴儿期和幼儿期夭折。
3、缺失的基因改变了基因间在遗传上的图距，因而改变了基因间重组率发生变化。
4、基因定位，尤其是一些抑癌基因的定位。
1、重复（duplication)定义：染色体多了与自己相同的某一区段。
2．类别:
重复环：由重复染色体形成的。
串联重复：某区段按照自己在染色体上的正常顺序重复。
反向重复：某区段在重复时颠倒了自己在染色体上的正常直线顺序。
①剂量效应：同一基因型对表型的作用随基因数目的增多呈一定的累加增长细胞内某基因出现的次数越多表型效应越显著。
②位置效应：基因的表现型效应因其所在的染色体的位置不同而有一定程度的改变的现象。
例如：果蝇棒眼遗传
“b”代表一个16区A段
“B”代表两个16区A段
则“Bb”是三个16区A段
B//B雌蝇和Bb//b蝇的16区A段有4个重复，然而，B//B为小眼数为68个左右，Bb//b却只有45个。
果蝇眼面大小遗传的位置效应：重复区的位置不同，表型效应也不同。
1、倒位(inversion)概念：染色体某一区段颠倒了正常顺序。
2、分类
臂内倒位：倒位区段发生在染色体的某一臂上。
臂间倒位：倒位发生在着丝粒两端。
臂间倒位杂合体产生缺失和重复。
臂内杂合体产生双着丝粒染色单体，出现后期Ⅰ桥
①倒位区段适中时--形成倒位圈，如图A
②倒位区段较短时--形成倒位环，它是由正常的基因共同形成的，如图B
③倒位区段很长时--反向配对如图C
4、倒位的遗传学效应
①倒位杂合体往往高度不孕或胎儿畸形。
②交换抑制：无论臂间或臂内的杂合体，由于倒位圈内非姐妹染色单体间发生一次单交换，而交换的产物都带有缺失或重复，不能形成有功能的配子，因而似乎交换被抑制了，这种现象称为抑制作用。
③倒位抑制了基因重组是染色体进化的一个重要因素。
④平衡致死系：永久以杂合状态存在同时保存两个致死基因的品系，称之为永久杂种。
隐性致死基因：纯合状态时致死，杂合状态时存活。
1、易位概念
易位(translocation)：一条染色体B的一端移接在另一个非同源染色体结构上的变异。
注意：易位与交换的区别
①交换发生在同源染色体的非姐妹染色单体之间
②易位可以在个体发育的任何时期，
而交换发生在粗线期。
2、分类
简单易位：某一染色体的一个区段转移到另一非同源染色体上，例如转座。
相互易位：两条非同源染色体，各产生一个断裂，相互交换片段。
罗伯逊式：针对端粒染色体，在着丝点处发生融合，形成中端染色体。
人类14/21染色体间的罗伯逊易位
相互易位杂合体在偶线期和粗线期形成“十”字形联会图像。
3、易位的遗传效应
1．导致植物的半不育性
①相邻分离（50%）：所有配子都有染色体重复、缺失。
②相间分离（50%）：配子的染色体无缺失和重复。
交替式分离产生的可育配子有两种：一种含两个正常染色体，一种含两个易位染色体。
交替式分离，形成平衡配子，全可育。
相邻式分离，形成不平衡配子，全不育。
2、假连锁：在两对非同源染色体上的基因由于相互易位的杂合体总是以相间分离的方式产生可育配子，非同源染色体的基因的自由组合受到严重抑制，原来不连锁的基因表现完全连锁现象。
例:果蝇第2和第3染色体易位杂合子两对基因的遗传：
bw+-红眼，bw-褐眼，位于第2染色体
e+-灰体，e-黑檀体，位于第3染色体
3、花斑型位置效应
①基因位置的改变引起某种表型改变的遗传效应通称为位置效应。
②果蝇的花斑型位置效应与异染色质的影响有关。
果蝇的第4染色体主要由异染色质组成。
处于常染色质区的基因，因易位而转移到染色体的异染色质区或其附近，引起这一基因的异染色质化，使其作用受到抑制，表现出不稳定的表型效应，导致功能异常，甚至丧失。
例如：果蝇的红眼基因W+易位易位到第4染色体的异染色质位置。
由于红眼基因w＋所在的常染色质片段与第4染色体的异染色质区易位，这一染色体的重排影响了红眼基因的正常表达，在某些细胞中表现为花斑型。