群体遗传染色体病ppt课件

第 五 节 人 类 染 色 体 和 染 色 体 病 一 、 人 类 染 色 体 标 本 的 制 备1、 人 类 外 周 血 淋 巴 细 胞 培 养 及 染 色 体 标 本 制 备采 血 培 养 秋 水 仙 素 处 理 收 集 细 胞 制 片2、 羊 水 细 胞 培 养 及 染 色 体 标 本 制 备羊 水 抽 取 在 妊 娠 16 20周 ， 对 胎 儿 的 染 色 体 疾 病 产 前 诊 断意 义 重 大 。 对 象 ： 35岁 以 后 分 娩 、 曾 生 育 过 异 常 胎 儿 、 反复 流 产 、 近 亲 结 婚 、 患 遗 传 病 的 妇 女3、 骨 髓 细 胞 染 色 体 标 本 制 备 （ 白 血 病 患 者 ） 二 、 人 类 染 色 体 与 核 型 （ 一 ） 、 人 体 染 色 体 数 目 、 结 构 和 形 态 染 色 单 体 次 缢 痕短 臂（ p）长 臂（ q） 随 体主 缢 痕 （ 初 级 缢 痕 ） （ 二 ） 、 正 常 人 类 染 色 体 核 型 （ Karyotype） 核 型 （ 染 色 体 组 型 ） 分 裂 中 期 细 胞 的 染 色 体 数目 、 大 小 、 形 态 等 特 征 就 是 该 细 胞 的 核 型 ， 也 代 表了 一 个 个 体 、 种 、 属 的 特 征核 型 分 析 将 待 测 细 胞 的 全 部 染 色 体 按 照 Denver体 制 配 对 、 分 组 、 排 列 ， 分 析 与 正 常 核 型 是 否 一 致意 义 ： 染 色 体 疾 病 检 测 、 物 种 亲 缘 关 系 和 进 化描 述 ： 46， XX 46， XY 图 6 1 人 类 染 色 体 核 型 模 式 图 （ 非 显 带 染 色 体 ） 人 类 体 细 胞 的 正 常 核 型 （ Denver体 制 ） 组 染 色 体 号 主 要 特 征A组B组 C组D组E组F组G组 1 2 3 近 中 着 丝 粒 染 色 体 中 央 着 丝 粒 染 色 体 4 5 近 中 着 丝 粒 染 色 体6 12、 X 近 中 着 丝 粒 染 色 体大小 13 15 近 端 着 丝 粒 染 色 体 、 有 随 体1617 18 近 中 着 丝 粒 染 色 体 中 央 着 丝 粒 染 色 体19 20 中 央 着 丝 粒 染 色 体2122、 Y 近 端 着 丝 粒 染 色 体 、 有 随 体 Y染 色 体 略 大 、 长 臂 平 行 伸 展 、 无 随 体 正 常 男 性 ： 46， XY正 常 女 性 ： 46， XX (三 )、 染 色 体 的 显 带 技 术 染 色 体 特 殊 处 理 后 再 经 过 染 色 ，可 使 染 色 体 在 其 长 轴 上 显 示 一 条 条 明 暗 （ 深 浅 ） 交 替 、 宽 窄 不 同的 带 （ band） 显 带 染 色 体 常 见 带 型 的 类 型 和 特 点1、 Q带 ： 用 芥 子 喹 吖 因 等 荧 光 染 料 对 标 本 进 行染 色 ， 染 色 体 显 示 出 亮 度 、 宽 窄 不 一 的 荧 光 带纹2、 G带 ： 用 碱 、 胰 酶 等 预 处 理 后 再 用 Giemsa染色 ， 可 以 显 示 出 与 Q带 相 符 的 带 纹 ， G带 的 深 、浅 带 纹 对 应 Q带 的 亮 、 暗 带 纹3、 R带 （ 反 带 ） ： 用 盐 溶 液 预 处 理 后 再 用Giemsa染 色 ， 所 显 示 的 带 与 G带 的 深 、 浅 带 纹 正好 相 反 。4、 C带 显 示 染 色 体 着 丝 粒 及 其 他 部 位 的 异 染 色质 、 T带 显 示 染 色 体 端 粒 、 N带 显 示 NOR 细 胞 分 裂 前 中 期 、 晚 前 期 或 早 前 期 的 细 长 染色 体 可 以 显 示 更 多 带 纹 ， 一 套 单 倍 染 色 体 能 显 示550-2000条 带 纹 高 分 辨 显 带 染 色 体常 规 显 带 ： 中 期 染 色 体 ， 一 套 单 倍 染 色 体 能 显 示320条 带高 分 辨 显 带 染 色 体 的 带 纹 增 多 是 由 于 带 纹 的 细 分 ，带 亚 带 次 亚 带 三 、 性 染 色 质 是 间 期 细 胞 核 中 性 染 色 体 的 异 染 色 质 部 分 所 显示 出 来 的 一 种 特 殊 结 构(一 ) X染 色 质 （ Barr小 体 ） 雌 性 哺 乳 类 动物 上 皮 等 细 胞 的 间 期 细 胞 核 中 紧 贴 核 膜 内 缘 、 染色 深 的 浓 缩 小 体 ， 大 小 约 1m， 呈 三 角 、 圆 形性 染 色 质 检 查可 初 筛 性 染 色体 病 及 鉴 别 性别 Lyon假 说1、 雌 性 哺 乳 动 物 细 胞 内 仅 有 一 条 染 色 体 有 活 性 ， 另 一条 在 遗 传 上 是 失 活 的 并 在 间 期 核 中 螺 旋 化 、 异 固 缩 为 X染色 质 ， 但 其 上 部 分 基 因 仍 有 活 性 （ 人 的 约 1/3有 活 性 ） X染 色 质 数 目 =X染 色 体 数 -12、 失 活 发 生 在 胚 胎 早 期 （ 人 胚 16天 左 右 ）3、 X染 色 体 的 失 活 是 随 机 的 ， 但 也 是 恒 定 的Y染 色 质 Lyon假 说 示 意 图 四 、 人 染 色 体 畸 变染 色 体 畸 变 染 色 体 数 目 或 结 构 发 生 改 变自 发 （ 遗 传 ） 、 诱 发 （ 化 学 、 物 理 、 生 物 、 母 亲 高 龄 生 育 ）发 生 时 期 ；染 色 体 组 、 基 因 组 、 单 倍 体 和 多 倍 体 细 胞 、 个 体 三 倍 体多 倍 体单 倍 体超 二 倍 体 （ 三 体 型 ） 亚 二 倍 体 （ 单 体 型 ）整 倍 性 改 变 非 整 倍 性 改 变（ 一 ） 、 染 色 体 数 目 畸 变 以 二 倍 体 为 标 准 ，染 色 体 数 目 的 增 减 23X 23Y23X 69XXY23X 23Y23Y 69XYY23X 23X23X 69XXX双雄受精染 色 体 数 目 畸 变 的 机 制1、 整 倍 体 产 生 的 机 制多 倍 体 ： 含 有 三 个 或 三 个 以 上 染 色 体 组 的 细 胞 或 个 体 。 人 的 全 身 细 胞 为 多 倍 体 是 致 死 的 ， 但 肝 细 胞 、 骨 髓 细 胞等 有 些 是 多 倍 体 细 胞单 倍 体 双 雌 受 精 69XXY23X23X 23Y 69XXX23X23X 23X 核 内 复 制 在 细 胞 分 裂 时 ， 核 膜 不 发 生 崩 解 ， 或 者 是 染 色 体 复 制 两 次 或 多 次 ， 这 是 核 内 多 倍 化 的 原 因 ， 在 植 物 细 胞 、 癌 细 胞 中 常 见 。 核 内 复 制在 有 丝 分裂 和 减 数分 裂 均 可发 生 非 整 倍 体 产 生 的 机 制 ： 主 要 是 由 于 细 胞 分 裂 时 染 色 体不 分 离 或 丢 失 引 起非 整 倍 体 ： 染 色 体 数 目 成 单 个 或 几 个 的 增 减减 数 分 裂 I： 同 源 染 色 体 不 分 离 （ 较 多 ） 减 数 分 裂 II分 裂 ： 姐 妹 染 色 单 体 不 分 离 （ 较 少 ） 4646 46嵌 合 体 ： 个 体 内 存 在 两 种 或 两 种 以 上 核 型 的 细 胞 群 4645 46 后 期 延 迟 所 致 染 色 体 遗 失 与 嵌 合 体 形 成 图 解 45 45 46 4647 45 46 46有 丝 分 裂 不 分 离 与 嵌 合 体 形 成 图 解 (二 )、 染 色 体 结 构 畸 变 1、 染 色 体 结 构 畸 变 染 色 体 部 分 片 段 的 缺 失 、重 复 、 重 排 。 染 色 体 结 构 畸 变 产 生 的 基 础 是 断 裂和 （ 或 ） 断 裂 后 的 重 接 。衍 生 染 色 体 发 生 结 构 重 排 的 染 色 体 2、 染 色 体 结 构 畸 变 的 类 型 1） 、 缺 失 （ del） 末 端 缺 失 、 中 间 缺 失 123456 7 5123467 1234567含 着 丝 粒 的片 段 保 留 1234567 12345672） 、 重 复 （ dup） 1234567 1234567 675 67 1234567臂 内 倒 位3） 、 倒 位 （ inv） 1234567 56 56 56 56 56 5 665 臂 间 倒 位 12345671234567 344334 34 34 34 RAB12345674） 、 易 位 （ t）相 互 易 位 RAB1234567 7B RAB123R罗 伯 逊 易 位RAB123R RR A BA BA BA BBA p pq q5） 、 等 臂 染 色 体 （ i） p pq q 着 丝 点 横 裂 pp qq 6） 、 双 着 丝 粒 染 色 体 (dic) 7） 、 环 状 染 色 体 （ r） （ 三 ） 、 人 类 染 色 体 畸 变 核 型 的 描 述 染 色 体 结 构 畸 变 的 表 示 方 法 有 两 种 1、 简 式 ： 在 这 一 方 式 中 ， 染 色 体 的 结 构 畸 变 只 用 断 裂 点来 表 示 。2、 繁 式 ： 在 这 一 方 式 中 ， 对 染 色 体 的 结 构 畸 变 用 改 变了 的 染 色 体 的 带 纹 组 成 来 描 述 。简 式 ： 46， XX， del （ 1） （ q21） 畸 变符 号染 色 体总 数 性 染 色体 组 成 变 化 染色 体 号 断 裂 点繁 式 ： 46， XX， del（ 1） （ pterq21： ）畸 变符 号染 色 体总 数 性 染 色体 组 成 畸 变染 色 体 号 改 变 了 的 染 色 体带 纹 组 成 q21 四 、 染 色 体 病 染 色 体 数 目 或 结 构 畸 变 引 起 的疾 病 ， 目 前 已 发 现 的 染 色 体 异 常 核 型 达 一 万 多 种 ,染 色 体 病 达 100多 种 。（ 一 ） 、 常 染 色 体 病 1-22号 常 染 色 体 数 目 或 结构 畸 变 引 起 的 疾 病 ， 发 病 机 制 是 基 因 组 失 衡 。常 染 色 体 病 的 共 同 特 征 ：智 力 低 下 、 发 育 迟 缓 、 先 天 性 多 发 畸 形 综 合 征 1、 21三 体 综 合 征 （ Down综 合 征 ） 最 早 发 现 、 最 常 见 的 染 色 体 病 。 新 生 儿 发 病 率 1/700， 智 商25-50， 身 材 矮 小 四 肢 粗 短 ， DOWN氏 面 容 ： 眼 距 宽 、 斜 视 ， 舌 头 伸出 、 流 涎 、 嘴 小 唇 厚 ， 双 手 断 掌 ， 50%患 先 心 病 ， 平 均 寿 命 17岁 DOWN综 合 征 核 型 ：游 离 型 ： 47， XX（ XY） ， +21（ 约 占 93%） 95%为 母 亲 在 形 成 卵 细 胞 时 染 色 体 不 分 离 ， 且 多 发 生 在 减 数 第 一 次 分 裂易 位 型 ： 46， XX（ XY） ， 14， +t（ 14； 21） （ p11； q11） 约 占 5%， 易 位 可 以 是 新 发 生 （ 55%） 的 也 可 以 是 来 自 双 亲 之一 ， 可 以 D/G或 G/G易 位易 位 携 带 者 核 型 ： 45， XX（ XY） ， 14， 一 21， +t（ 14； 21） （ p11； qll）嵌 合 型 ： 46， XX（ XY） /47， XX（ XY） +21 生 育 年 龄 与 21三 体 型 发 病 率 的 关 系Y15-19 Y20-24 Y25-29 Y30 Y32 Y35 Y38 Y40 0.0120.010.0080.0060.0040.002 图 616 t(14； 21)易 位 携 带 者 与 正 常 人 婚 配 后 代 子 女 核 型 分 布 图 2、 5p-综 合 征 （ “猫 ” 叫 综 合 征 ） 发 病 率 为 1/50000， 在 常 染 色 体 结 构 畸 变 中 占 首位 ， 少 数 可 活 到 成 年 ， 临 床 表 现 ： 在 婴 幼 儿 时 期的 哭 声 似 猫 叫 ， 头 部 畸 形 ， 小 头 、 鼻 塌 ， 手 足 小 ，肾 畸 形 ， 脑 积 水 ， 肌 张 力 亢 进 ， 智 力 严 重 低 下 。核 型 ： 46, XX(XY), del(5)(5p15) （ 二 ） 、 性 染 色 体 病 性 染 色 体 数 目 或 结 构 畸变 引 起 的 疾 病 ， 性 染 色 体 病 占 所 有 染 色 体 病 的 1/3，总 发 病 率 为 1/500。 大 多 数 到 青 春 期 第 二 性 征 发 育时 才 显 现 出 症 状共 同 特 征 ： 性 征 发 育 不 全 或 畸 形 、 智 力 较 低 。1、 先 天 性 睾 丸 发 育 不 全 综 合 征 （ Klinefelter综 合 征 ）发 生 率 约 占 男 性 的 1/800 1/700， 核 型 ： 47， XXY 临 床 表 现 阴 茎 和 睾 丸 小 、 胡 须 少 、 无 /小 喉 结 、 部分 伴 有 尿 道 下 裂 和 隐 睾 ； 身 材 高 、 四 肢 修长 ； 1/4患 者 有 乳 房 发 育 ； 纯 合 体 中 97%不 育大 部 分 患 者 智 力 正 常 或 轻 度 低 下 。 易 患 糖 尿病 、 甲 状 腺 疾 病 、 哮 喘 和 乳 腺 癌 。 嵌 合 型 中 正 常 细 胞 比 例 大 时 ， 临 床 表 现轻 ， 可 有 生 育 力 。 核 型 ： 46， XY/47， XXY。 本 病 纯 合 体 的 产 生 原 因 ： 60%是 因 为 母 亲 在形 成 卵 细 胞 时 减 数 第 一 次 分 裂 染 色 体 不 分 离所 致 ， 40%来 自 于 父 亲 精 子 形 成 过 程 中 XY不分 离 。 2、 先 天 性 卵 巢 发 育 不 全 综 合 征 （ Turner综 合 征 ） 核 型 ： 45, X 发 病 率 在 为 1/5000， 临 床 表 现 ： 子 宫 、外 生 殖 器 和 乳 房 幼 稚 ， 身 材 140m， 肘 外 翻 ， 后 发 际 低 ，50%有 蹼 颈 ， 乳 间 距 宽 ， 轻 度 智 力 障 碍 ， 多 为 新 发 生 ， 在双 亲 配 子 形 成 过 程 中 X染 色 体 不 分 离 ， 约 75%发 生 在 父 方 ， 25%发 生 在 母 方 。嵌 合 体 多 数 发 生 在 受 精 卵 早 期 卵 裂 时 X染 色 体 的 丢 失 。 3、 脆 性 X染 色 体 综 合 征 （ fragile X syndrome）脆 性 X染 色 体 （ fra X ） 在 Xq27 Xq28带 之 间的 染 色 体 呈 细 丝 样 ， 导 致 其 相 连 的 末 端 呈 随 体 样 结 构 ，所 致 疾 病 为 脆 性 X染 色 体 综 合 征 。 由 于 这 一 细 丝 样 部位 易 发 生 断 裂 称 脆 性 部 位临 床 表 现 ： 中 度 到 重 度 的 智 力 障 碍 ， 大 耳 ， 前 额 突 出 ，下 颌 大 而 前 突 ， 大 睾 丸 症核 型 ： 46， fra X（ q27） Y 第 七 节 群 体 中 的 基 因 群 体 或 种 群 （ population） 生 活 在 某 一 地 区 的 、能 相 互 交 配 的 同 种 个 体 群 。一 、 基 因 频 率 与 基 因 型 频 率 基 因 频 率 是 指 群 体 中 某 一 等 位 基 因 的 数 量 占该 基 因 座 位 上 全 部 等 位 基 因 总 数 的 百 分 比 ， 表 示 该等 位 基 因 在 该 群 体 中 的 相 对 数 量 基 因 型 频 率 是 指 某 特 定 基 因 型 的 个 体 数 量 占群 体 全 部 个 体 数 量 的 百 分 比 。 例 ： MN血 型在 一 个 地 区 调 查 747人M血 型 基 因 型 为 MM 223人 占 31.2%N血 型 基 因 型 为 NN 129人 占 17.3%MN血 型 基 因 型 为 MN 485人 占 51.5%设 M的 基 因 频 率 为 p， N的 基 因 频 率 为 q， p q=1 P=MM十 1/2 MN=0.312+0.515/2=0.57 q=NN+1/2MN=0.173+0.515/2=0.43 二 、 遗 传 平 衡 定 律（ Hardy Weinberg定 律 ） Hardy Weinberg 定 律 ：在 一 个 群 体 中 ， 若 1、 该 群 体 很 大 ； 2、 可 以 随 机交 配 ； 3、 没 有 自 然 选 择 ； 4、 没 有 突 变 发 生 ； 5、没 有 个 体 的 大 规 模 迁 移 ， 则 群 体 中 基 因 频 率 和 基因 型 频 率 在 每 一 代 都 保 持 不 变 。假 设 一 对 等 位 基 因 A、 aA的 频 率 为 p， a的 频 率 为 q， AA的 频 率 为 P， aa的频 率 为 Q， Aa的 频 率 为 H则 p q=l （ p q） 2 1 p2 2pq q2=l在 遗 传 平 衡 状 态 下 ： P=p 2 Q=p2 H=2pq 例 ： 一 个 群 体 100人 ， AA 60人 ， Aa 20人 ， aa20人 ， 问这 是 一 个 遗 传 平 衡 群 体 吗 ？ 基 因 型 数 量 频 率 AA 60 0.60 Aa 20 0.20 aa 20 0.20 总 计 100 1.01、 先 计 算 基 因 型 频 率 : P=0.6、 H=0.2、 Q=0.22、 再 计 算 基 因 频 率 : p=0.60 0.20/2=0.70 、 q=0.20+0.20/2=0.30 如 果 是 遗 传 平 衡 的 群 体 应 当 符 合 ： p 2+2pq+q2=1 即 ： p2=0.49、 2pq=0.42、 q2=0.09上 述 群 体 基 因 型 频 率 P=0.6、 H=0.2、 Q=0.2， 是 一 个 遗 传不 平 衡 的 群 体 随 机 交 配 一 代 ， F1基 因 型 AA： Aa： aa的 比 例 变 化 F1 精 子 A （ 0.70） a (0.30) 卵 子 A(0.70） AA(0.49) Aa (0.21) a(0.30) Aa (0.21) aa (0.09)即 P=p12=0.49， H=2p1q1=0.42， Q=q12=0.09达 到 了 遗 传 平 衡 状 态 再 次 随 机 交 配 F2基 因 型 AA： Aa： aa的 比 例 变 化 F2 精 子 A （ 0.70） a (0.30)卵 子 A(0.70） AA(0.49) Aa (0.21) a(0.30) Aa (0.21) aa (0.09)即 P=p22=0.49， H=2p2q2=0.42， Q=q22=0.09以 后 各 代 都 将 保 持 这 个 基 因 频 率 和 基 因 型 频 率 ， 不 再发 生 变 化 。因 此 ， 一 个 遗 传 不 平 衡 的 群 体 ， 只 要 是 进 行 随 机 交 配 ，一 代 以 后 即 可 达 到 遗 传 平 衡 遗 传 平 衡 定 律 的 应 用AR： 一 个 群 体 中 白 化 病 的 发 病 率 为 1/40000， 求 致病 基 因 频 率 、 携 带 者 频 率已 知 白 化 病 是 AR病 ， 按 遗 传 平 衡 定 律 计 算 ：aa=q2=1/40000a=q=1/40000 =1/200p=1- q =1-0.005=0.995 1Aa=2pq=2 1 1/2001/100致 病 基 因 a的 频 率 为 1/200， 携 带 者 的 频 率 约 为 1/100 XR：男 性 发 病 率 =致 病 基 因 频 率 女 性 的 发 病 率 = (致 病 基 因 频 率 ) 2 例 ： 红 绿 色 盲 在 男 性 中 占 7% 致 病 基 因 频 率 q=0.07女 性 红 绿 色 盲 发 病 率 预 期 应 为 q2=(0.07)2=0.0049，这 与 实 际 观 察 到 的 数 值 0.5%是 很 相 近 的 ， 女 性 携 带者 频 率 2pq=2 0.07 0.93=0.1302