医学遗传学人类染色体与染色体病
人类染色体异常与遗传疾病
人类染色体异常与遗传疾病人类染色体异常是指人体细胞染色体数量或结构的异常，这些异常可能导致一些遗传疾病的发生。
这些遗传疾病既可以是染色体异常本身引起的，也可以是染色体异常导致基因表达的改变引起的。
在本文中，我们将探讨人类染色体异常的形成原因，以及其与遗传疾病的关系。
染色体异常的形成原因人类体细胞每个核内都存在23对染色体，共46条染色体。
这些染色体成对出现，分别来自父母双亲。
染色体异常可以分为染色体数量异常和染色体结构异常两种。
染色体数量异常是指细胞染色体数量发生改变，包括染色体数目过多、过少和不整倍体等。
最常见的染色体数量异常是唐氏综合症，患者由于受到了21号染色体三倍体的影响，导致智力发育迟缓、面容异常等一系列症状。
染色体结构异常是指染色体上出现了缺失、重复、倒位、串联等不正常的结构。
染色体结构异常较为复杂，分为交错型和不交错型两种。
交错型染色体异常是指两条染色体上某一部位进行交换，此时往往会导致染色体上的基因排列发生变化，进而导致遗传疾病的发生。
不交错型染色体异常则更加罕见，指染色体上产生了本来不存在的新的结构，这种情况下染色体上的重要基因往往会受到影响。
染色体异常与遗传疾病的关系染色体异常是遗传疾病的重要原因之一，伴随染色体异常而来的遗传疾病也多种多样。
下面我们就对一些常见的染色体异常及其相关遗传疾病进行简要介绍。
1. 唐氏综合症：唐氏综合症是由21号染色体三倍体引起的，患者智力低下、言语受限，同时还伴随着面容异常、身材矮小等症状。
2. 爱德华氏综合症：爱德华氏综合症是由18号染色体三倍体引起的，患者智力低下、面容异常、先天性心脏病等症状表现出来。
3. 织线盘多聚症：织线盘多聚症是由16号或22号染色体的缺失所引起的，导致患者出现短暂性偏瘫、惊厥、运动协调障碍等症状。
4. 米勒-戈列酶缺乏症：米勒-戈列酶缺乏症是由15号染色体的缺失或重复所引起的，这种疾病可能导致胎儿的成长受到阻碍，同时还会引起身体各个器官的缺陷。
《医学遗传学》第四章人类染色体与染色体病
DNA fiber-FISH
3 cosmid from MHC locus 35～40 Kb/cosmid
Development
1. High resolution banding chromosome (HRBC) 2. Microcytogenetics 3. Molecular cytogenetics
Banding Pattern
Band: treated with chemical dyes, the chromosome will appear as a series of alternate dark and light striations.
Q-banding：QM G-banding：pancreatin＋Giemsa R-banding：treated specimen＋Giemsa or Acridine Orange C-banding：Y chromosome, centromere, secondary constriction T-banding：ending of chromosome
Numerical Abnormality
单倍体: 22+X, 22+Y 二倍体: 44+XX, 44+XY
Numerical Abnormality
Variation in chromosome number can take 2 forms:
整倍体: that which involves whole sets (genomes) of chromosomes
Banding pattern（带型）：treated with chemical dyes, 24 types of chromosomes appear its unique striations individually.
《医学遗传学》第四章 人类染色体和染色体病
第四章人类染色体和染色体病The human chromosome and chromosome disease第一节人类染色体的基本特征染色质和染色体人类染色体的数目、结构和形态性染色体和性别决定染色体的研究方法真核生物的基因大部分存在于位于细胞核内的染色体上，故染色体是遗传物质的载体，是人类细胞遗传学的主要研究对象。
通过细胞分裂，遗传物质随着染色体的传递而传递。
一个生物物种的染色体数目、结构、形态是恒定的，构成了生物的遗传特性。
一、染色质和染色体染色质与染色体是遗传物质在细胞周期的不同阶段的不同表现形式。
化学组成相同：(一) 染色质(chromatin)染色质是DNA和蛋白质的复合体。
基本结构单位是核小体。
1．根据核蛋白分子的螺旋化程度及功能状态不同，细胞间期染色质分成两类：常染色质：螺旋程度低，结构松散，具转录活性，常位于细胞核中央。
异染色质：螺旋程度高，结构紧密，不具转录活性，常位于细胞核边缘。
2．异染色质：分为两种结构性异染色质(constitutive heterochromatin)：在各种细胞中总是处于凝缩状态，一般为高度重复的DNA序列。
如着丝粒区，端粒区，次缢痕区等。
兼性异染色质(facultative heterochromatin)：即功能性异染色质，在特定细胞的某一特定发育阶段，由常染色质凝缩转变而成。
如X染色质。
(二) 性染色质性染色质(sex chromatin) 是在间期细胞核中性染色体显示的一种特殊结构。
1. X 染色质(X chromatin)(1)1949年，雌猫神经细胞内凝缩的深染小体―Barr小体。
Barr小体普遍存在于雌性哺乳动物(包括人类)的间期细胞核中，是一条发生遗传学失活的X 染色体，呈异固缩状态(浓染小体)，贴于核膜内侧缘。
(2) Mary Lyon 假说uX染色质的失活发生在胚胎早期(人类在胚胎第十六天)vX染色体的失活是随机的―父方或母方。
3 人类染色体与染色体病
2N
间期细胞
4N
4N
整倍性改变 染 色 体 畸 变 染色体数目畸变
非整倍性改变
染色体结构畸变
2 非整倍体
非整倍体是指一个体细胞内染色体数目比二倍体
增加或减少一条或数条，而不是成倍的增减。染色
体数目少于46条的细胞或个体称亚二倍体，多于46
条的称超二倍体。在亚二倍体中，某对染色体少了
一条（2n-1），称某号染色体的单体。在超二倍体
对这些图形进行染色体数目及形态特征的分析
• 染色体分组 A、B、C、D、E、F、G七组
人类非显带染色体核型描述
正常核型描述: “染色体总数，性染色体组成”
例：46，XX ； 46，XY 异常核型的描述方法不同，例：
45, X：一个体细胞有45条染色体，只有一条X染色体。
47, XXY：一个体细胞中有47条染色体，常染色体正 常，性染色体为XXY。
二倍体(2n=2x)：指含有两个染色体组的细胞或
个体。
多倍体(2n=mx，m为≥3的整数)：指含有三个或
三个以上染色体组的细胞或个体。
（二）、人类染色体的形态结构
• 每一中期染色体都有两条染色单体构成，它们各
含一条DNA双螺旋链。两条单体仅在着丝粒处互相
连接，该处为染色体的缩窄处，又称为主缢痕。
染色体结构畸变
• p
• q •
短臂
长臂
ter
→
末端
从…到…
“+”和“-”当其放在相应的符号之前，表示增加或丢失了
整条染色体，例如：47，XX，+21；当其放在相应符号之后， 则表示染色体长度的增加或减少，例如：46，XY，5p--。
• •
医学遗传学-染色体病ppt课件
q23 q12
der(4)
电镜下观察到的倒位环
臂间倒位
色体
染色体病
1 2 3 4 5 6 7 8 正常配子
1 7 65 4 3 1 7 65 4 3
28 21
82 34 5 678
倒位配子
重复1，缺8 配子
重复8，缺1 配子
后果：倒位携带者配子生成过程中，减Ⅰ时会 形成倒位环，产生不平衡配子，导致婚后不育、 流产、出生倒位携带者
染色体病
人类Q显带核型
染色体病
人类G显带核型
三种显带对比图
Q显带
G显带
G显带-R显带
染色体病
（4） C显带：显示染色体着丝粒和副缢痕的 结构异染色质部分和Y染色体长臂远端区段；
（5） T显带：特异性显示染色体末端区段； （6） N显带：用硝酸银染色显示近端着丝粒
染色体短臂的核仁组织区（NOR），特别是 该技术只染有转录活性的rRNA位点。
+14q21q
染色体病
染色体数目异常
1.整倍性异常及其产生的机制 ① 三倍体（triploid）：体细胞中有三个
染色体组，共69条染色体。 表现：多在胚胎期死亡。 产生机制：双雄受精或双雌受精。
染色体病
三倍体产生的机制 双雄受精(diandry)
23X
23Y 23Y
23X
23Y 23X
23X
概述
染色体病是由于体内、外因素导致的先天 性染色体数目异常或结构畸变而引起的疾 病。
临床上多表现为一组综合征。
染色体病
第1节 染色体畸变
染色体畸变(chromosome aberration)：染 色体发生数目和结构上的异常改变统称为 染色体畸变，包括染色体数目异常和结构 畸变两大类。
人类染色体异常与遗传疾病
人类染色体异常与遗传疾病遗传是人类生命中不可避免的因素之一，而遗传疾病则是遗传因素引起的疾病，不仅会影响病患者的身体健康，还会对其家庭和社会造成负面影响。
深入了解遗传疾病的成因和预防措施，有助于人们更好地面对遗传风险以及保护和改善自己和家人的健康。
人类染色体异常是引起遗传疾病的重要原因，染色体相对较大，其中包含了人类个体的全部基因，是遗传信息的主要承载者。
而在染色体发生异常时，就会引起基因变异，进而导致遗传疾病的出现。
染色体异常的类型很多，其中最常见的是染色体结构异常和染色体数目异常。
染色体结构异常是指在染色体的形态上发生了变化，如片段缺失、重复、倒位、染色体之间的互换等。
其中，最常见的是“巨大片段缺失”综合症和“22q11.2缺失综合症”。
“巨大片段缺失”综合症是一个基因缺失综合症，主要表现为智力低下、行为异常、言语和语言问题等。
它的发病率约为1/4000，是世界上最常见的染色体结构异常之一。
“22q11.2缺失综合症”则是由染色体22上一部分遗传物质的缺失所引起的疾病，其发病率在新生儿中占到了全部遗传疾病的1%~2%。
该疾病的临床表现多样，主要包括心脏缺陷、免疫缺陷和腺体发育异常等，通常需要进行早期诊断和治疗。
染色体数目异常则是指染色体数量的改变，包括染色体缺失、重复和多余，其中最常见的是“唐氏综合症”。
“唐氏综合症”是一种常见的染色体数目异常疾病，其发病率约为每800~1000例新生儿中出现1例。
唐氏综合症的临床表现主要有智力低下、生长迟缓、心脏缺陷、面容特征异常等。
由于该疾病的严重性和后果，在预孕期或妊娠早期就需要进行筛查和检测，并采取相应的干预和治疗。
对于染色体异常和遗传疾病的预防和治疗，遗传咨询是一种非常重要的手段。
通过对个体的家族和个人遗传史的搜集和分析，以及一些先进的遗传检测试剂的使用，遗传咨询师可以给患者和家属提供全面、准确的遗传信息，并制定相应的干预措施，以减少遗传风险并提高生活质量。
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。
遗传学-14临床-染色体病 (2)
q 21
q 31 5号
2号
2号
5号
46，XY， t ( 2 ; 5 ) (q 21 ; q 31)
⑶ 罗伯逊易位 ( 罗氏易位、着丝粒融合）
两条近端着丝粒染色体在着丝粒区断 裂后，两长臂彼此连接成一条染色体
21q 14 号 21号 14q
45, XX, – 14, –21, t ( 14q 21q )
14
21
×
14 14/21 21
携带者
配子
F1
正常 携带者 21三体 21单体 14三体 14单体
6.双着丝粒染色体(dic)：
两条染色体都发生一次断裂末端丢失 后，两个有着丝粒的部分相连接，形成一 条带有两个着丝粒的染色体。
７.插入(ins)：
一条染色体自身发生两处断裂，其中 间的节段转移到另一染色体的一个断裂处 重接。
p q
X
p
p
q q
46, X, i
( Xq )
4.倒位(inv)：
某一染色体中间片段发生两个断裂， 断片倒转180°后重接。
p 21
q 31
（
）
２号 46, XY, inv ( 2 ) ( p 21q 31 )
5.易位(t)：
一条染色体的断片接到另一条染色体上。
⑴ 单方易位（转位）
⑵ 相互易位（平衡易位）：
中间缺失：
q 21 q 23 1号
46, XX, del (1)（q21 q23）
２.环状染色体(r):
染色体的长、短臂同时发生断裂，末端丢失， 有着丝粒的长臂和短臂在断裂处相接成环。 p 21 q 31 2号 46, XY, r ( 2 )( p 21q 31 )
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Acrocentric Submetacentric (13, 14, 15, 21, 22, Y) (2, 4-12, 17, 18, X)
Denver System
The karyotype is a photograph of all of the chromosomes of an individual cell; the term covers the number, relative sizes and structure of the chromosomes.
核型：一个体细胞中的全部染色体，按其大 小、形态特征顺序排列所构成的图像。
Denver System
Chromosome can be distinguished by the relative sizes and the position of the centromere.
Metacentric (1, 3,16, 19, 20)Dark Ages
Painter TS. Studies in mammalian spermatogenesis. II. The spermatogenesis of man. J Exp Zool. 1923; 37: 291-336
Dark Ages Hypotonic Period
Hsu TC. Mammalian chromosomes in vitro. I. The karyotype of man. J Hered. 1952; 43: 167-172 Tjio JH, Levan A. The chromosome number of man. Am J Obstet Gynecol. 1956; 130: 723-724
Denver System
The karyotype is a photograph of all of the chromosomes of an individual cell; the term covers the number, relative sizes and structure of the chromosomes.
Q-banding：QM
Banding Pattern
Band: treated with chemical dyes, the chromosome will appear as a series of alternate dark and light striations.
Banding pattern（带型）：treated with chemical dyes, 24 types of chromosomes appear its unique striations individually.
Banding Pattern
Band: treated with chemical dyes, the chromosome will appear as a series of alternate dark and light striations.
Karyotype analysis: arranging the chromosomes
of a cell into a karyotype, then analysis and compare with Denver system.
Denver System
Banding Pattern
Band（带）: treated with chemical dyes, the chromosome will appear as a series of alternate dark and light striations.
Dark Ages
Hypotonic Period Trisomy Period Banding Era Molecular Era
Pardue ML, et al. Molecular hybridization of radioactive DNA to the DNA of cytological preparations. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1969; 64: 600 - 604 Pinkel D, et al. Cytogenetic analysis using quantitative, high-sensitivity, fluorescence hybridization. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1986; 83: 2934-2938.
Dark Ages
Hypotonic Period Trisomy Period Banding Era
Caspersson T, et al. Differential banding of alkylating fluorochromes in human chromosomes. Exp Cell Res. 1970; 60: 315-319
Dark Ages
Hypotonic Period Trisomy Period
Lejeune J, et al. Etude des chromosomes somatiques de neuf enfants mongoliens. G. R. Acad. Sciences. 1959; 248: 1721-1722 Ford CE, et al. A sex chromosomal anomaly in a case of gonadal dysgenesis (Turner's syndrome). Lancet. 1959; 1: 711-713 Jacob PA, et al. A case of human intersexuality having a possible XXY sex determining mechanism. Nature. 1959; 183: 302-303.