人類染色體組型分析

1、1,遺傳學(xué)實驗,張愛玲2016.09,2,遺傳學(xué)實驗,遺傳學(xué)實驗要求 （1）按時上課，不遲到早退 （2）分小組做實驗 （3）按照要求撰寫和上交實驗報告 （4）根據(jù)實驗需要，可能占用課余時間，合理分配 （5）實驗完畢，值日生打掃衛(wèi)生，清理臺面,3,遺傳學(xué)實驗報告撰寫內(nèi)容（見實驗報告紙）,目的（簡要）原理、意義（簡要）主要實驗步驟（簡要）實驗結(jié)果與分析實驗中存在的問題及解決辦法。,4,遺傳學(xué)實驗,遺傳

2、學(xué)實驗內(nèi)容 1 人染色體組型分析 3 （第7周） 2 人體X染色質(zhì)的觀察 3 （第8周） 3 減數(shù)分裂細胞標(biāo)本的觀察 3 （第9周） 4 動物骨髓細胞染色體制片與觀察 5 （第10周） 5 果蠅生活史

3、 3 （第11周） 6 果蠅唾液腺染色體標(biāo)本制備 3 （第11周） 7 植物葉片DNA提取與檢測/基因頻率的計算 4 （第11周）,5,遺傳學(xué)實驗一 人類染色體組型分析,6,對于你,你知道染色體組型分析嗎？你了解哪些相關(guān)內(nèi)容？,7,1 實驗?zāi)康模?掌握染色體組型分

4、析的各種數(shù)據(jù)指標(biāo)學(xué)習(xí)染色體組型分析的基本方法,8,2 實驗原理,核型（Karyotype） ：又稱染色體組型，是指將動物、植物、真菌等的某一個體或某一分類群（亞種、種、屬等）的體細胞內(nèi)的整套染色體，按照一定的順序排列起來的圖像。核型模式圖：指將一個染色體組的全部染色體逐個按其特征繪制下來，再按長短、形態(tài)等特征排列起來的圖像。代表了一個物種的染色體組型特征,9,2 實驗原理,染色體組型分析：是鑒別染色體進行配對分類的基木技術(shù)，是在對

5、染色體進行測量計算的基礎(chǔ)上, 進行分組、排隊、配對, 并進行形態(tài)分析的過程。,10,3 染色體核型分析的意義：,◆ 不同物種的染色體都有各自特定的形態(tài)結(jié)構(gòu)（包括染色體的長度、著絲點位置、臂比、隨體大小等）特征，而且這種形態(tài)特征是相對穩(wěn)定的。 因此，染色體核型分析是生物種質(zhì)資源遺傳性研究的重要內(nèi)容，在動植物分類和生物進化研究中也得到廣泛的應(yīng)用；,11,一個有趣的例子：人類與黑猩猩、大猩猩、猩猩的親緣關(guān)系。 人類

6、（Homo sapiens）染色體2n=46；黑猩猩2n=48；大猩猩2n=48；猩猩2n=48。 人類的染色體核型與黑猩猩最相似，而和猩猩的差異最大。黑猩猩雖比人類多了2條染色體，但經(jīng)G帶比較發(fā)現(xiàn)人類2號染色體可能是黑猩猩兩條染色體著絲粒融合的產(chǎn)物，并且有臂間多次倒位，其余的染色體都有很強的同源性，表明人類和黑猩猩的親緣關(guān)系較近。,12,◆ 對于高危人群的孕婦，羊水細胞染色體分析是能夠確診胎兒是否有染色體病的檢查

7、方法，對避免患兒出生有著具有十分重要的意義?！?新生兒進行染色體核型分析，可以對染色體存在異常的某些患兒及早采取干預(yù)措施?！?疾病診斷：腫瘤細胞的核型分析已被應(yīng)用于腫瘤的臨床診斷、預(yù)后及藥物療效的觀察。絕大多數(shù)慢性粒細胞性白血病人的骨髓細胞中都可以發(fā)現(xiàn)有一個小的特殊染色體(在慢性粒細胞白血病中，約90%以上CML患者有一種異常染色體，即第22 號染色體的一條長臂缺失，缺失部分易位到9號染色體之一長臂末端。即t（9q+，22

8、q －）。,3 染色體核型分析的意義,13,4 核型分析的內(nèi)容：,數(shù)目 （2n=？）長度 （絕對長度、相對長度）臂比著絲粒位置 （M\SM\ST\T）隨體與次縊痕的數(shù)目、大小和位置帶型分析,,染色體的特征（有絲分裂中期最為顯著）,14,各類常用實驗生物和人細胞染色體數(shù)目與DNA含量,,15,染色體長度：,絕對長度通常在放大的照片或圖象上以微米（μm）進行測量，然后按下式換算： 染色體絕對長度 = 放大的染

9、色體長度（μm）× 1000 / 放大倍數(shù) 染色體相對長度 =（染色體長度/染色體組總長度）× 100%,16,絕對長度不大穩(wěn)定，這是因為預(yù)處理條件和染色體的縮短程度難以完全相同，即使同一個體的不同細胞的染色體，縮短程度也常常不同。因此，絕對長度只有在染色體大小差異明顯的種或?qū)匍g的比較才有價值。,染色體長度：,,對于染色體大小差異不明顯的材料間的比較，常常以相對長度作為量度染色體的標(biāo)準。染色體相對長度是

10、以百分比表示，通常采用Levan（1964）的公式計算： 染色體相對長度 =（染色體長度/染色體組總長度）× 100% 由于相對長度排除了因技術(shù)原因引起的染色體短縮程度不同所產(chǎn)生的差異，因此，相對長度值是一個較穩(wěn)定的可比較的數(shù)值。而絕對長度則往往只記錄變異范圍。,17,18,不同屬、種，以及不同變種之間，因染色體變異，會引起同源染色體長臂與短臂不一樣，這通常用染色體臂比來進行比較。通用公式如下： 染色

11、體臂比 = 長臂（L）/短臂（S）由于染色體長臂和短臂不一，就表現(xiàn)出著絲點位置不同。,臂比,19,著絲粒位置（ M\SM\ST\T ）,著絲粒指數(shù)=短臂長度/該染色體總長*100 M：中著絲粒，50-37.5 SM：亞中著絲粒，37.5-25 ST：亞端著絲粒，25-12.5 T：端著絲粒，12.5-0,20,,21,5 染色體組型分析原則,著絲粒類型相同，相對長度相近的分一組 同一組的按染色體長短順序配對排列，短臂向上

12、各指數(shù)相同的染色體配為一對 可根據(jù)隨體的有無進行配對,22,染色體數(shù)目異常： 首先是書寫染色體總數(shù)，加一個逗號，接著寫出性染色體的組成，然后寫出染色體的異常。 “＋”和“－”號當(dāng)其放在相應(yīng)的符號之前，表示增加或丟失了整條染色體；當(dāng)其放在相應(yīng)符號之后，則表示染色體長度的增加或減少。 例如：47，XX，＋21為一個女性先天愚型的核型，有一條額外的21號染色體； 46，XY，5p-表示一個5號染色體

13、短臂長度減少的男性核型。,6 組型/核型描述方法,23,下列統(tǒng)一的命名符號： A-G 染色體組的名稱； 1-22 染色體編號 X,Y 性染色體 del 缺失； der 結(jié)構(gòu)重排的染色體 dup 重復(fù)； inv 倒位 t 易位 +/- 在染色體符號前表示染色體數(shù)目增加或減少，在染色體符號后表示染

14、色體多出或缺少一部分,6 核型描述方法,24,6 實驗用品,毫米尺、剪刀、膠水、計算器、白紙人染色體放大照片,,,28,7 實驗步驟,(1) 計數(shù)，沿邊緣剪下染色體，編號(2) 初步目測配對，分組(3) 測量長度，計算相對長度、著絲粒指數(shù)、 臂比，相同的染色體間配對(4) 將配對好的染色體排列并粘貼在紙上，染色體短臂向上，每一組下面畫一橫線，在兩端注明起止號，并在橫線下的中部寫明A-G組號，染色體從大到小編為1-22號，性

15、染色體單獨列為一組,29,染色體普通染色圖,30,31,染色體帶型分析,32,帶型,借助細胞學(xué)的特殊處理程序，使染色體顯現(xiàn)出深淺不同的染色帶。染色帶的數(shù)目、部位、寬窄和著色深淺均具有相對穩(wěn)定性，所以每一條染色體都有固定的分帶模式，即稱帶型。,33,帶型分析,34,染色體位置（有助于描述基因的位置）,記述一特定帶時，需要寫明4個內(nèi)容：染色體號，長短臂，區(qū)的號序和帶的號序。按順序?qū)?，不用間隔或加標(biāo)點。如果某一帶被再細分，在原帶號數(shù)后加一

16、小數(shù)點，編號原則仍按從著絲粒往臂端序貫編號。如1p21.2代表1號染色體短臂2區(qū)1帶第2亞帶,35,人染色體G-帶核型,36,男性G顯帶中期分裂相,37,人類Q核型（Q帶與G帶相似）,38,人類C帶核型（顯示著絲粒異染色質(zhì)）,39,40,人染色體光譜核型分析,41,,DAPI4’,6-二聯(lián)脒-2-吲哚苯,FITC異硫氰酸酯,TRITC硫氰酸四甲基羅丹明,人染色體不同熒光素染色結(jié)果,42,人類全著絲粒探針 （pan-centr

17、omeric，Green) 和全端粒探針 （pan-telomeric， Red),43,染色體著絲粒熒光（FISH技術(shù)）,44,認識染色體畸形,45,46,常見染色體變異導(dǎo)致的疾病,唐氏綜合癥，核型為47，xx（xy），+21表型特征：智力低下、張口伸舌（又稱伸舌樣癡呆）、鼻梁低平、眼裂上斜等。在普通人群中的發(fā)病率是1/700----1/600，現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)對于這種先天愚型患兒無能為力。,,47,常見染色體變異導(dǎo)致的疾病,18三體

18、綜合征：核型是47，xx，（xy），+18嚴重畸形，出生不久死亡，宮內(nèi)發(fā)育遲緩，羊水過多，平均出生體重僅2000多克，頭長、枕凸，眼距寬、眼球小，嘴小，頸短，皮膚松弛。手呈特殊握拳狀，搖椅足，智力嚴重低下 。,發(fā)病率為1/25000，女性多余男性。發(fā)病率與母親年齡有關(guān)。 45%患兒在一個月內(nèi)死亡，90% 患兒在六個月內(nèi)死。,48,常見染色體變異導(dǎo)致的疾病,13-三體綜合征（ Patau綜合征）,臨床表現(xiàn)：發(fā)育畸形，較21-三體

19、和18-三體更嚴重。小頭、兔唇、腭裂、小眼、多指（趾）、宮內(nèi)發(fā)育遲緩、出生體重輕、低耳位、搖椅足、智力嚴重低下等。,49,常見染色體變異導(dǎo)致的疾病,Turner綜合癥，又稱x單體綜合征：核型為45，x。表現(xiàn)為女性外表，性器官及第二性征發(fā)育不良、頸蹼（頸兩側(cè)與肩呈蹼狀連成一片）、肘外翻、身材矮小、輕度智力低下。也稱先天性卵巢發(fā)育不全癥。,50,常見染色體變異導(dǎo)致的疾病,XYY綜合征1961年Sandburg首次報道，核型為47, XY

20、Y，發(fā)病原因為父親減數(shù)分裂產(chǎn)生了Y染色體不分離。臨床表現(xiàn)：表型一般正常，身材高大，偶見尿道下裂、睪丸發(fā)育不良、生育力下降，但大多數(shù)可以生育。具有攻擊傾向和反社會行為。在監(jiān)獄中調(diào)查發(fā)現(xiàn)本病患者較多。,51,常見染色體變異導(dǎo)致的疾病,多X綜合征1959年Jacob首先發(fā)現(xiàn)一例47, XXX女性，稱為“超雌”。臨床表現(xiàn)：大多數(shù)正常，可生育，少數(shù)卵巢功能低下、原發(fā)或繼發(fā)閉經(jīng)、乳房發(fā)育不良，1/3患者患有先天性心臟病，部分有精神障礙。2/3

21、患者智力稍低。,,52,常見染色體變異導(dǎo)致的疾病,貓叫綜合征（cat cry syndrome）：Lejeune等在1963年首先報導(dǎo)了3例，患兒的哭聲似貓叫，故得名。由于5號染色體短臂缺失（5P-）所致，因而又稱5P-綜合征，發(fā)病率約為1/50000，女性多于男性，并有生長和智力發(fā)育不全。,53,常見染色體變異導(dǎo)致的疾病,脆性X染色體綜合征（fragile X syndrome）1969年，Lubs在X連鎖的智力低下家庭中發(fā)現(xiàn)。

22、男性發(fā)病率1/1000—1/1500，智力低下10%—20%，大睪丸、長臉、大頭、大耳、前額突出，下頜大而前突，嘴大唇厚發(fā)音障礙。 核型：46，fra X（q27） Y。,54,脆性X染色體病人特殊容貌,55,其它脆性染色體病毛細血管擴張性共濟失調(diào)癥（ataxia teleangiectatica）Bloom綜合征（面部紅斑侏儒綜合征 ）著色性干皮癥（xeroderma pigmentosa）Fanconi貧血（先天性血細胞

23、減少癥 ）病人的染色體裂隙和斷裂發(fā)生率增高。,常見染色體變異導(dǎo)致的疾病,56,染色體異常遺傳病特點：,造成遺傳物質(zhì)較大的改變往往造成較嚴重的后果,57,遺傳疾病的篩查,58,基因測序檢測染色體21三體、18三體、13三體,讓千萬家庭遠離遺傳出生缺陷,2014年7月，國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）首次批準第二代基因測序診斷產(chǎn)品上市，華大基因成為CFDA批準的首個高通量測序診斷產(chǎn)品提供機構(gòu)。,2014年2月14日，國家食品藥品

24、監(jiān)督管理總局和國家衛(wèi)生計生委聯(lián)合出臺《關(guān)于加強臨床使用基因測序相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)管理的通知》，叫停所有基因測序技術(shù)，在業(yè)內(nèi)引起不小震動。,59,基因測序檢測單基因病,6種單基因疾病（地中海貧血、先天性耳聾、楓糖尿病、腎上腺皮質(zhì)增生、魚鱗病、假肥大性肌營養(yǎng)不良DMD）的可以通過無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測,華大基因現(xiàn)在已經(jīng)可以通過單基因遺傳病檢測技術(shù)，檢測10大系統(tǒng)中的336種基因遺傳病，包括650種疾病亞型，1000多個基因,60,人類基因組測序計劃的

25、完成,人類基因組信息的共享,基因檢測與核型分析,基因檢測可以一步到位，但是花費高 核型分析是經(jīng)典的遺傳學(xué)檢測方法（染色體易位等可以通過顯帶方式檢測出）,61,62,作業(yè),將給定的人染色體進行組型分析（包括必要的指數(shù)描述、分組、性別等染色體號）。,,,66,作業(yè),請描述下列公式的意義： 45，XY, der (14;21) (q21;q14) 47，XY, +21 46，XY，5p- 46，XX,