人类染色体正课件.ppt

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1、1879年，Fleming首次发现了细胞核中的染色质1888年 ，德国解剖学家Waldeyer提出染色体1909年，Johannsen将遗传因子定名为“基因” 1926年，Morgan发表基因论1923年，Painter TS提出2n48，XX (XY)1952年，徐道觉用低渗法处理细胞制备染色体标本1956年，Tjio JH和Levan A证明人类体细胞染色体数为2n46,1,人类染色体正,12/31/2022,1879年，Fleming首次发现了细胞核中的染色质1人类染,1960年，制定人类染色体命名体制Denver体制1968年，Q显带技术问世1971年，G显带技术问世1975年，高分辨

2、显带技术出现1969年，建立原位杂交(in situ hybridization) 1986年，建立荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH),2,人类染色体正,12/31/2022,1960年，制定人类染色体命名体制Denver体制2人类,6.1 人类染色体结构6.2 染色体分析技术6.3 核型识别和细胞遗传学命名原则,3,人类染色体正,12/31/2022,6.1 人类染色体结构3人类染色体正10/2/2022,6.1 人类染色体结构,4,人类染色体正,12/31/2022,6.1 人类染色体结构4人类染色体正10/2/2022,染色质

3、和染色体实质上是同一物质在不同细胞周期、执行不同生理功能时不同的存在形式。 染色质：间期核内丝状、线状物，LM 下不能辨别 染色体：细胞增殖期，染色质组装成LM下可见的 棒状或点状结构,一、染色质和染色体 (chromatin & chromosome),5,人类染色体正,12/31/2022,染色质和染色体实质上是同一物质在不同细胞周期,定义：间期细胞核中伸展开的DNA蛋白质纤维。 分类： 常染色质(euchromatin) 异染色质(heterochromatin),染色质,结构异染色质（专性异染色质）,功能异染色质（兼性异染色质）,性染色质(sex chromatin) ：X染色质、Y染

4、色质,6,人类染色体正,12/31/2022,定义：间期细胞核中伸展开的DNA蛋白质纤维。染色质结构异染,常染色质与异染色质的特性比较,7,人类染色体正,12/31/2022,常染色质与异染色质的特性比较特征常染色质异染色质数量占染色体,异染色质,常染色质,8,人类染色体正,12/31/2022,异染色质常染色质8人类染色体正10/2/2022,X染色质A、B、C、D、E：分别为含0、1、2、3、4个X染色质,9,人类染色体正,12/31/2022,X染色质A、B、C、D、E：分别为含0、1、2、3、,Y染色质,10,人类染色体正,12/31/2022,Y染色质10人类染色体正10/2/202

5、2,Lyon假说,失活发生在胚胎发育早期（人类晚期囊胚期）；X染色体的失活是随机的；失活是完全的；失活是永久的和克隆式繁殖的。,11,人类染色体正,12/31/2022,Lyon假说 失活发生在胚胎发育早期（人类晚期囊胚期）；11,人类X染色体上约有1/3的基因可能逃避完全失活,12,人类染色体正,12/31/2022,人类X染色体上约有1/3的基因可能逃避完全失活 12人类染色,二、染色体高级结构形成,从DNA到染色体的四级结构模型：,一级结构：核小体串珠结构二级结构：螺线管三级结构：超螺线管四级结构：染色单体,13,人类染色体正,12/31/2022,二、染色体高级结构形成从DNA到染色体

6、的四级结构模型：一级结,核小体是染色质的基本结构单位，由核心颗粒和连接区构成。核心颗粒是4种组蛋白（H2A、H2B、H3、H4各2个分子）组 成的八聚体核心表面围以长约146bp的DNA双螺旋所构成。连接区由约60bp的DNA片段和组蛋白H1所构成。,14,人类染色体正,12/31/2022,核小体是染色质的基本结构单位，由核心颗粒和连接区构成。14人,DNA,核小体,螺线管,超螺线管,染色单体,压缩7倍,压缩6倍,压缩40倍,压缩5倍,共计压缩8400倍,染色体四级结构模型,15,人类染色体正,12/31/2022,DNA核小体螺线管超螺线管染色单体压缩7倍压缩6倍压缩4,染色体的袢环模型,

7、16,人类染色体正,12/31/2022,染色体的袢环模型 16人类染色体正10/2/2022,三、染色体形态结构,中期染色体的形态特征,姐妹染色单体,(q),(p),姐妹染色单体,17,人类染色体正,12/31/2022,三、染色体形态结构中期染色体的形态特征 姐妹染色单体(q)(,姐妹染色单体：中期染色体由两条染色单体构成，彼此互 称为姐妹染色单体。 着丝粒：将两条染色单体连在一起，并将染色单体分为短 臂（p）和长臂（q）。 主缢痕：两条染色单体在着丝粒处凹陷缩窄，称为主缢痕。 副缢痕（次级缢痕）：有的染色体在长、短臂上还存在缩 窄区或浅染区，称为副缢痕。 随体：大部分近端着丝粒染色体短臂

8、末端有一球形小体， 借柄部与染色体主体称为随体。 核仁形成区（核仁组织者区，NOR）：近端着丝粒染色体 随体和短臂相连的柄部含有rDNA，可转录形成rRNA，与 核仁形成有关。 端粒：染色体长、短臂末端的特化部位。,18,人类染色体正,12/31/2022,姐妹染色单体：中期染色体由两条染色单体构成，彼此互18人,人类染色体的类型,中央着丝粒染色体(metacentric chromosome)亚中央着丝粒染色体(submetacentric chromosome)近端着丝粒染色体(acrocentric chromosome),1/2-5/8,5/8-7/8,7/8-末端,19,人类染色体正

9、,12/31/2022,人类染色体的类型中央着丝粒染色体(metacentric c,6.2 染色体分析技术,20,人类染色体正,12/31/2022,20人类染色体正10/2/2022,一、染色体标本制备,中期染色体标本制备： 选材：外周血T淋巴细胞 步骤：抗凝血采集 37培养72h 终止培 养前2h加入秋水仙素 收集细胞 低渗、固 定、滴片 染色体标本,21,人类染色体正,12/31/2022,一、染色体标本制备 中期染色体标本制备：21人类染色体正,二、染色体显带技术,人类染色体非显带核型图,22,人类染色体正,12/31/2022,二、染色体显带技术人类染色体非显带核型图 22人类染色

10、体正1,1968，瑞典细胞化学家Caspersson首次应用荧光 染料处理染色体标本，在荧光显微镜下出现宽窄 和亮度不同的荧光带。 带(band)：用特殊的染色方法可使染色体在其长 轴上显出一个个明暗交替或染色深浅不同的横纹。,23,人类染色体正,12/31/2022,1968，瑞典细胞化学家Caspersson首次应用荧光2,Q显带（Q banding）：喹吖因(QM) G显带（G banding）：胰酶Giemsa R显带（R banding）：经处理的标本GiemsaC显带（C banding）：Y染色体、着丝粒、副缢痕T显带（T banding） ：染色体末端结构异常N显带（N ban

11、ding）： AgNO3, NOR高分辨染色体显带(high resolution banding),人类染色体的显带技术,24,人类染色体正,12/31/2022,Q显带（Q banding）：喹吖因(QM) 人类染色体的显,Q-bands,25,人类染色体正,12/31/2022,Q-bands25人类染色体正10/2/2022,G-bands,26,人类染色体正,12/31/2022,G-bands26人类染色体正10/2/2022,R-bands,27,人类染色体正,12/31/2022,R-bands27人类染色体正10/2/2022,C-bands,28,人类染色体正,12/31/

12、2022,C-bands28人类染色体正10/2/2022,T-bands,29,人类染色体正,12/31/2022,T-bands29人类染色体正10/2/2022,N-bands,30,人类染色体正,12/31/2022,N-bands30人类染色体正10/2/2022,高分辨显带,31,人类染色体正,12/31/2022,高分辨显带31人类染色体正10/2/2022,三、分子细胞遗传学技术,荧光原位杂交 (fluorescence in situ hybridization, FISH),染色体涂染 ( Chromosome Painting),比较基因组杂交 (comparative

13、genomic hybridization, CGH ),32,人类染色体正,12/31/2022,三、分子细胞遗传学技术 荧光原位杂交 染色体涂染 比较基因,FISH,基本原理：将DNA(或RNA)探针用特殊的报告分子标记，然后将探针直接杂交到染色体或DNA纤维切片上，再用与荧光素分子偶联的抗体与探针分子特异性结合来检测DNA序列在染色体或DNA纤维切片上的定性、定位、相对定量分析。,33,人类染色体正,12/31/2022,FISH基本原理：将DNA(或RNA)探针用特殊的报告分子标,FISH,34,人类染色体正,12/31/2022,FISH34人类染色体正10/2/2022,FISH,

14、35,人类染色体正,12/31/2022,X染色体Y染色体13号染色体18号染色体21号染色体FISH,Chromosome Painting,基本原理：将整条染色体、某条染色体臂 (长臂或短臂) 或者染色体某个片断的DNA 制备成探针, 用荧光素标记，与变性的中期分裂相染色体进行原位杂交，在荧光显微镜下观察荧光素在染色体上标记的颜色，从而分析和研究染色体的重组和畸变。,36,人类染色体正,12/31/2022,Chromosome Painting基本原理：将整条染色体,Chromosome Painting,37,人类染色体正,12/31/2022,Chromosome Painting3

15、7人类染色体正10/,Chromosome Painting,38,人类染色体正,12/31/2022,Chromosome Painting38人类染色体正10/,CGH,基本原理：用不同的荧光染料分别标记不同探针，与正常人的中期染色体进行共杂交，杂交后根据染色体上显示的荧光颜色及荧光强度的不同，再借助于图像分析技术可对染色体拷贝数量的变化进行定量研究。,39,人类染色体正,12/31/2022,CGH基本原理：用不同的荧光染料分别标记不同探针，与正常人的,6.3 核型识别和细胞遗传学命名原则,40,人类染色体正,12/31/2022,40人类染色体正10/2/2022,一、非显带核型的识别

16、,1960年丹佛会议，制定了Denver体制。按照染色 体形态、相对长度、臂比率、着丝粒位置和随体 的有无，人类46条染色体分为23对、7个组(AG)。 核型(karyotype)： 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。 核型的描述：染色体总数，性染色体组成 核型分析(karyotype analysis)：将待测细胞的全 部染色体按Denver体制经配对、排列，进行识别 和判定的分析过程。,41,人类染色体正,12/31/2022,一、非显带核型的识别 1960年丹佛会议，制定了Denve,人类染色体分组与各组染色体形态特征（非显带标本）,42,人类染色体正,

17、12/31/2022,人类染色体分组与各组染色体形态特征组号染色体号形态大小着丝粒,人类染色体非显带核型图（46，XY）,43,人类染色体正,12/31/2022,人类染色体非显带核型图（46，XY） 43人类染色体正10/,二、显带核型的识别,1971年巴黎国际人类细胞遗传学会议、1972年 爱丁堡会议提出区分每个染色体区、带的标准 系统 人类细胞遗传学命名的国际体制 （An International System for Human Cytogenetics Nomenclature, ISCN）。 染色体的界标、区和带。 染色体带的描述： 染色体序号； 臂的 符号 ； 区的序号； 带的

18、序号。,44,人类染色体正,12/31/2022,二、显带核型的识别 1971年巴黎国际人类细胞遗传学会议、1,显带染色体的界标、区和带示意图,界标：一恒定而显著的细 胞学特征。,带：通过显带技术使染色 体的某一区段显得更 亮(浅)或更暗(深)。,区：处于二个邻近界标的 中线之间的部分。,45,人类染色体正,12/31/2022,显带染色体的界标、区和带示意图 界标：一恒定而显著的细带：,2p13,Xq28,亚带：Xq28.1、Xq28.2、Xq28.3,46,人类染色体正,12/31/2022,2p13XpXq1 1 2 2 1Xq28亚带：Xq28.1,人类G显带染色体核型图（46，XY）,47,人类染色体正,12/31/2022,人类G显带染色体核型图（46，XY） 47人类染色体正10/,核型分析中常用的符号和术语,48,人类染色体正,12/31/2022,符号术语意 义符号术语意 义A-G染色体组的名称,核型分析中常用的符号和术语,49,人类染色体正,12/31/2022,fra脆性部位g裂隙h副缢痕i等臂染色体ins插入inv倒位,The End,50,人类染色体正,12/31/2022,The End50人类染色体正10/2/2022,