人類染色體正課件

1、1879年，F(xiàn)leming首次發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞核中的染色質(zhì)1888年 ，德國解剖學(xué)家Waldeyer提出染色體1909年，Johannsen將遺傳因子定名為“基因” 1926年，Morgan發(fā)表基因論1923年，Painter TS提出2n48，XX (XY)1952年，徐道覺用低滲法處理細(xì)胞制備染色體標(biāo)本1956年，Tjio JH和Levan A證明人類體細(xì)胞染色體數(shù)為2n461人類染色體正10/3/20221879年，F(xiàn)leming首次發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞核中的染色質(zhì)1人類染1960年，制定人類染色體命名體制Denver體制1968年，Q顯帶技術(shù)問世1971年，G顯帶技術(shù)問世1975年，高分辨顯帶技術(shù)出現(xiàn)

2、1969年，建立原位雜交(in situ hybridization) 1986年，建立熒光原位雜交(fluorescence in situ hybridization, FISH) 2人類染色體正10/3/20221960年，制定人類染色體命名體制Denver體制2人類6.1 人類染色體結(jié)構(gòu)6.2 染色體分析技術(shù)6.3 核型識(shí)別和細(xì)胞遺傳學(xué)命名原則3人類染色體正10/3/20226.1 人類染色體結(jié)構(gòu)3人類染色體正10/2/20226.1 人類染色體結(jié)構(gòu)4人類染色體正10/3/20226.1 人類染色體結(jié)構(gòu)4人類染色體正10/2/2022 染色質(zhì)和染色體實(shí)質(zhì)上是同一物質(zhì)在不同細(xì)胞周期、執(zhí)行

3、不同生理功能時(shí)不同的存在形式。 染色質(zhì)：間期核內(nèi)絲狀、線狀物，LM 下不能辨別 染色體：細(xì)胞增殖期，染色質(zhì)組裝成LM下可見的 棒狀或點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)一、染色質(zhì)和染色體 (chromatin & chromosome)5人類染色體正10/3/2022 染色質(zhì)和染色體實(shí)質(zhì)上是同一物質(zhì)在不同細(xì)胞周期 定義：間期細(xì)胞核中伸展開的DNA蛋白質(zhì)纖維。 分類： 常染色質(zhì)(euchromatin) 異染色質(zhì)(heterochromatin) 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)（專性異染色質(zhì)）功能異染色質(zhì)（兼性異染色質(zhì)） 性染色質(zhì)(sex chromatin) ：X染色質(zhì)、Y染色質(zhì)6人類染色體正10/3/2022 定義：間期細(xì)胞核中伸

4、展開的DNA蛋白質(zhì)纖維。染色質(zhì)結(jié)構(gòu)異染常染色質(zhì)與異染色質(zhì)的特性比較特征常染色質(zhì)異染色質(zhì)數(shù)量占染色體的極大部分 占染色體的少部分 分布位于核中央、核仁內(nèi)部 位于核膜內(nèi)表面、核仁外部，形成染色體時(shí)位于染色體的某些特殊部位，如著絲粒區(qū)、端粒、核仁形成區(qū)等。染色正常染色反應(yīng)，染色淺 特有染色反應(yīng)，染色深 復(fù)制正常復(fù)制復(fù)制晚形態(tài)折疊松散，呈疏松狀 折疊緊密，呈凝集狀 組成含單一和重復(fù)DNA序列 結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)含重復(fù)DNA序列；功能異染色質(zhì)含有活性基因 功能能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄 結(jié)構(gòu)異染色不能轉(zhuǎn)錄；功能異染色質(zhì)可有轉(zhuǎn)錄活性 7人類染色體正10/3/2022常染色質(zhì)與異染色質(zhì)的特性比較特征常染色質(zhì)異染色質(zhì)數(shù)量占染色體異

5、染色質(zhì)常染色質(zhì)8人類染色體正10/3/2022異染色質(zhì)常染色質(zhì)8人類染色體正10/2/2022 X染色質(zhì)A、B、C、D、E：分別為含0、1、2、3、4個(gè)X染色質(zhì) 9人類染色體正10/3/2022 X染色質(zhì)A、B、C、D、E：分別為含0、1、2、3、Y染色質(zhì)10人類染色體正10/3/2022Y染色質(zhì)10人類染色體正10/2/2022Lyon假說 失活發(fā)生在胚胎發(fā)育早期（人類晚期囊胚期）；X染色體的失活是隨機(jī)的；失活是完全的；失活是永久的和克隆式繁殖的。 11人類染色體正10/3/2022Lyon假說 失活發(fā)生在胚胎發(fā)育早期（人類晚期囊胚期）；11人類X染色體上約有1/3的基因可能逃避完全失活 1

6、2人類染色體正10/3/2022人類X染色體上約有1/3的基因可能逃避完全失活 12人類染色二、染色體高級結(jié)構(gòu)形成從DNA到染色體的四級結(jié)構(gòu)模型：一級結(jié)構(gòu)：核小體串珠結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)：螺線管三級結(jié)構(gòu)：超螺線管四級結(jié)構(gòu)：染色單體13人類染色體正10/3/2022二、染色體高級結(jié)構(gòu)形成從DNA到染色體的四級結(jié)構(gòu)模型：一級結(jié)核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位，由核心顆粒和連接區(qū)構(gòu)成。核心顆粒是4種組蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2個(gè)分子）組 成的八聚體核心表面圍以長約146bp的DNA雙螺旋所構(gòu)成。連接區(qū)由約60bp的DNA片段和組蛋白H1所構(gòu)成。 14人類染色體正10/3/2022核小體是染色質(zhì)的基本結(jié)

7、構(gòu)單位，由核心顆粒和連接區(qū)構(gòu)成。14人 DNA核小體螺線管超螺線管染色單體壓縮7倍壓縮6倍壓縮40倍壓縮5倍共計(jì)壓縮8400倍染色體四級結(jié)構(gòu)模型 15人類染色體正10/3/2022 DNA核小體螺線管超螺線管染色單體壓縮7倍壓縮6倍壓縮4染色體的袢環(huán)模型 16人類染色體正10/3/2022染色體的袢環(huán)模型 16人類染色體正10/2/2022三、染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)中期染色體的形態(tài)特征 姐妹染色單體(q)(p)姐妹染色單體17人類染色體正10/3/2022三、染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)中期染色體的形態(tài)特征 姐妹染色單體(q)( 姐妹染色單體：中期染色體由兩條染色單體構(gòu)成，彼此互 稱為姐妹染色單體。 著絲粒：將兩條

8、染色單體連在一起，并將染色單體分為短 臂（p）和長臂（q）。 主縊痕：兩條染色單體在著絲粒處凹陷縮窄，稱為主縊痕。 副縊痕（次級縊痕）：有的染色體在長、短臂上還存在縮 窄區(qū)或淺染區(qū)，稱為副縊痕。 隨體：大部分近端著絲粒染色體短臂末端有一球形小體， 借柄部與染色體主體稱為隨體。 核仁形成區(qū)（核仁組織者區(qū)，NOR）：近端著絲粒染色體 隨體和短臂相連的柄部含有rDNA，可轉(zhuǎn)錄形成rRNA，與 核仁形成有關(guān)。 端粒：染色體長、短臂末端的特化部位。18人類染色體正10/3/2022 姐妹染色單體：中期染色體由兩條染色單體構(gòu)成，彼此互18人人類染色體的類型中央著絲粒染色體(metacentric chro

9、mosome)亞中央著絲粒染色體(submetacentric chromosome)近端著絲粒染色體(acrocentric chromosome)1/2-5/85/8-7/87/8-末端19人類染色體正10/3/2022人類染色體的類型中央著絲粒染色體(metacentric c6.2 染色體分析技術(shù)20人類染色體正10/3/202220人類染色體正10/2/2022一、染色體標(biāo)本制備 中期染色體標(biāo)本制備： 選材：外周血T淋巴細(xì)胞 步驟：抗凝血采集 37培養(yǎng)72h 終止培 養(yǎng)前2h加入秋水仙素 收集細(xì)胞 低滲、固 定、滴片 染色體標(biāo)本21人類染色體正10/3/2022一、染色體標(biāo)本制備 中

10、期染色體標(biāo)本制備：21人類染色體正二、染色體顯帶技術(shù)人類染色體非顯帶核型圖 22人類染色體正10/3/2022二、染色體顯帶技術(shù)人類染色體非顯帶核型圖 22人類染色體正1 1968，瑞典細(xì)胞化學(xué)家Caspersson首次應(yīng)用熒光 染料處理染色體標(biāo)本，在熒光顯微鏡下出現(xiàn)寬窄 和亮度不同的熒光帶。 帶(band)：用特殊的染色方法可使染色體在其長 軸上顯出一個(gè)個(gè)明暗交替或染色深淺不同的橫紋。23人類染色體正10/3/2022 1968，瑞典細(xì)胞化學(xué)家Caspersson首次應(yīng)用熒光2Q顯帶（Q banding）：喹吖因(QM) G顯帶（G banding）：胰酶Giemsa R顯帶（R bandi

11、ng）：經(jīng)處理的標(biāo)本GiemsaC顯帶（C banding）：Y染色體、著絲粒、副縊痕T顯帶（T banding） ：染色體末端結(jié)構(gòu)異常N顯帶（N banding）： AgNO3, NOR高分辨染色體顯帶(high resolution banding)人類染色體的顯帶技術(shù) 24人類染色體正10/3/2022Q顯帶（Q banding）：喹吖因(QM) 人類染色體的顯Q-bands25人類染色體正10/3/2022Q-bands25人類染色體正10/2/2022G-bands26人類染色體正10/3/2022G-bands26人類染色體正10/2/2022R-bands27人類染色體正10/3

12、/2022R-bands27人類染色體正10/2/2022C-bands28人類染色體正10/3/2022C-bands28人類染色體正10/2/2022T-bands29人類染色體正10/3/2022T-bands29人類染色體正10/2/2022N-bands30人類染色體正10/3/2022N-bands30人類染色體正10/2/2022高分辨顯帶31人類染色體正10/3/2022高分辨顯帶31人類染色體正10/2/2022三、分子細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù) 熒光原位雜交 (fluorescence in situ hybridization, FISH) 染色體涂染 ( Chromosome Pa

13、inting) 比較基因組雜交 (comparative genomic hybridization, CGH )32人類染色體正10/3/2022三、分子細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù) 熒光原位雜交 染色體涂染 比較基因FISH基本原理：將DNA(或RNA)探針用特殊的報(bào)告分子標(biāo)記，然后將探針直接雜交到染色體或DNA纖維切片上，再用與熒光素分子偶聯(lián)的抗體與探針分子特異性結(jié)合來檢測DNA序列在染色體或DNA纖維切片上的定性、定位、相對定量分析。 33人類染色體正10/3/2022FISH基本原理：將DNA(或RNA)探針用特殊的報(bào)告分子標(biāo)FISH34人類染色體正10/3/2022FISH34人類染色體正10/

14、2/2022X染色體Y染色體13號染色體18號染色體21號染色體FISH35人類染色體正10/3/2022X染色體Y染色體13號染色體18號染色體21號染色體FISHChromosome Painting基本原理：將整條染色體、某條染色體臂 (長臂或短臂) 或者染色體某個(gè)片斷的DNA 制備成探針, 用熒光素標(biāo)記，與變性的中期分裂相染色體進(jìn)行原位雜交，在熒光顯微鏡下觀察熒光素在染色體上標(biāo)記的顏色，從而分析和研究染色體的重組和畸變。 36人類染色體正10/3/2022Chromosome Painting基本原理：將整條染色體Chromosome Painting37人類染色體正10/3/2022

15、Chromosome Painting37人類染色體正10/Chromosome Painting38人類染色體正10/3/2022Chromosome Painting38人類染色體正10/CGH基本原理：用不同的熒光染料分別標(biāo)記不同探針，與正常人的中期染色體進(jìn)行共雜交，雜交后根據(jù)染色體上顯示的熒光顏色及熒光強(qiáng)度的不同，再借助于圖像分析技術(shù)可對染色體拷貝數(shù)量的變化進(jìn)行定量研究。 39人類染色體正10/3/2022CGH基本原理：用不同的熒光染料分別標(biāo)記不同探針，與正常人的6.3 核型識(shí)別和細(xì)胞遺傳學(xué)命名原則40人類染色體正10/3/202240人類染色體正10/2/2022一、非顯帶核型的識(shí)

16、別 1960年丹佛會(huì)議，制定了Denver體制。按照染色 體形態(tài)、相對長度、臂比率、著絲粒位置和隨體 的有無，人類46條染色體分為23對、7個(gè)組(AG)。 核型(karyotype)： 一個(gè)體細(xì)胞中的全部染色體， 按其大小、形態(tài)特征順序排列所構(gòu)成的圖像。 核型的描述：染色體總數(shù)，性染色體組成 核型分析(karyotype analysis)：將待測細(xì)胞的全 部染色體按Denver體制經(jīng)配對、排列，進(jìn)行識(shí)別 和判定的分析過程。41人類染色體正10/3/2022一、非顯帶核型的識(shí)別 1960年丹佛會(huì)議，制定了Denve人類染色體分組與各組染色體形態(tài)特征（非顯帶標(biāo)本）組號染色體號形態(tài)大小著絲粒位置隨

17、體副縊痕A13最大中央著絲粒(1,3)無1號常見亞中央著絲粒(2)B4、5次大亞中央著絲粒無C612, X中等亞中央著絲粒無9號常見D1315中等近端著絲粒有E1618小中央著絲粒(16)無16號常見亞中央著絲粒(17, 18)F19、20次小中央著絲粒無G21、22, Y最小近端著絲粒21, 22有Y無42人類染色體正10/3/2022人類染色體分組與各組染色體形態(tài)特征組號染色體號形態(tài)大小著絲粒人類染色體非顯帶核型圖（46，XY） 43人類染色體正10/3/2022人類染色體非顯帶核型圖（46，XY） 43人類染色體正10/二、顯帶核型的識(shí)別 1971年巴黎國際人類細(xì)胞遺傳學(xué)會(huì)議、1972年

18、 愛丁堡會(huì)議提出區(qū)分每個(gè)染色體區(qū)、帶的標(biāo)準(zhǔn) 系統(tǒng) 人類細(xì)胞遺傳學(xué)命名的國際體制 （An International System for Human Cytogenetics Nomenclature, ISCN）。 染色體的界標(biāo)、區(qū)和帶。 染色體帶的描述： 染色體序號； 臂的 符號 ； 區(qū)的序號； 帶的序號。44人類染色體正10/3/2022二、顯帶核型的識(shí)別 1971年巴黎國際人類細(xì)胞遺傳學(xué)會(huì)議、1 顯帶染色體的界標(biāo)、區(qū)和帶示意圖 界標(biāo)：一恒定而顯著的細(xì) 胞學(xué)特征。帶：通過顯帶技術(shù)使染色 體的某一區(qū)段顯得更 亮(淺)或更暗(深)。區(qū)：處于二個(gè)鄰近界標(biāo)的 中線之間的部分。45人類染色體正10/3/2022 顯帶染色體的界標(biāo)、區(qū)和帶示意圖 界標(biāo)：一恒定而顯著的細(xì)帶：2p13XpXq1 1 2 2 12345678Xq28亞帶：Xq28.1、Xq28.2、Xq28.346人類染色體正10/3/20222p13XpXq1 1 2 2 1Xq28亞帶：Xq