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医学遗传学 Medical Genetics 邓代千 Email : daiqiand@163.com 牡丹江医学院生物教研室. 染色体畸变. 一 染色体数目异常. 二 染色体结构畸变. 本 章 小 结. 第二节 染色体畸变. 1. 物理因素 : 射线. 2. 化学因素 :药物、农药、工业毒物、 食品添加剂. 3. 生物因素 :生物类毒素 、病毒等. 4. 母亲年龄. 三倍体( triploid ). 整倍性改变. 四倍体( polyploid ). 数目异常. 超二倍体 ( hyperdiploid )
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医学遗传学Medical Genetics邓代千Email:daiqiand@163.com牡丹江医学院生物教研室
染色体畸变 一 染色体数目异常 二 染色体结构畸变 本 章 小 结
第二节 染色体畸变 1.物理因素:射线 2.化学因素:药物、农药、工业毒物、 食品添加剂 3.生物因素:生物类毒素 、病毒等 4.母亲年龄
三倍体(triploid) 整倍性改变 四倍体(polyploid) 数目异常 超二倍体 (hyperdiploid) 例:三体(trisomy) 非整倍性改变 亚二倍体 (hypodiploid) 例:单体(monosomy) 一、染色体数目异常(numerical abnormality)
(一)整倍体(eulpoid) 染色体数目以染色体组为单位的增加,形成多倍体(polyploid)。 1. 三倍体(triploid) : (1) 核型 3n = 69 69,XXY ;69,XYY ;69,XXX
23,X 23,X 23,X 23,X 23,Y 23,X 69,XXY 69,XXX (2)三倍体产生的机制:双雌受精 双雄受精 双雌受精(digyny)
23,X 23,X 23,X 23,Y 23,X 23,Y 23,Y 23,X 23,X 69,XXY 69,XYY 69,XXX 双雄受精(diandry)
三倍体在有丝分裂的时候核内形成三极纺锤体,导致染色体中期、后期的分布和分配的紊乱,子细胞中染色体数目异常,严重干扰胚胎的发育,导致流产。三倍体在有丝分裂的时候核内形成三极纺锤体,导致染色体中期、后期的分布和分配的紊乱,子细胞中染色体数目异常,严重干扰胚胎的发育,导致流产。 所以三倍体(69, XXX 69, XXY 69, XYY)在流产的胎儿较常见 • 已报道的三倍体(3n及3n/2n)的主要症状: • 智力与身体发育障碍、畸形; • 男性尿道下裂,分叉阴囊等。
2、四倍体(tetraploid) (1)4n=92 92,XXXX 等 ② 核内有丝分裂(endomitosis) 染色体复制一次,到分裂中期,核膜未破裂消失,无纺锤丝形成,无胞质分裂。 (2)形成原因: ①核内复制: 染色体不是复制一次,而是二次。
(二)非整倍体(aneuploid) 在二倍体染色体数的基础上,细胞内个别染色体数的增加或减少,形成非整倍体。 亚二倍体:体细胞染色体数目少于二倍体。 某对染色体减少一条,形成该染色体单体 超二倍体:体细胞染色体数目多于二倍体。 某对染色体增加一条,形成该染色体三体
1. 非整倍体改变的类型 (1) 亚二倍体: 单体型(monosomy):45,X
(2)超二倍体: 三体型(trisomy): 除17号外 18三体
先天性睾丸发育不全综合征 (Klinefelter syndrome) 核型:47,XXY
1/2超二倍体 第一次分裂不分离 1/2亚二倍体 减数分裂不分离 1/2正常二倍体 第二次分 裂不分离 1/4亚二倍体 染色体不分离 (non-disjunction) 1/4超二倍体 第一次卵裂 有丝分裂不分离 超二倍体 染色体丢失(loss) 嵌合体 2.非整倍体改变的形成机制 正常二倍体 染色体丢失发生在常染色体
2N N+1 N-1 N+1 N+1 N N-1 N-1 2N+1 2N-1 2N-1 2N+1 ① 减数分裂不分离 第一次减数分裂不分离 染色体不分离发生在减数分裂后期Ⅰ; 形成的成熟配子中,1/2有(n+1)条染色体,1/2有(n-1)条染色体; 1/2 (2n+1),1/2 (2n-1)
2N N N N+1 N-1 N N N 2N 2N 2N+1 2N-1 第二次减数分裂不分离 染色体不分离发生在减数分裂后期Ⅱ: 在形成的成熟配子中,1/2有n条染色体,1/4有(n+1)条染色体,1/4有(n-1)条染色体。 1/2 2n,1/4 (2n+1),1/4 (2n-1)
2N+1 N N+1 N N N+1 N+1 N 2N 2N 2N+1 2N+1 三体型减数分裂不分离 染色体不分离发生时,一条染色体移至一极,两条染色体移至另一极。 在形成的成熟配子中,1/2有n条染色体,1/2有(n+1)条染色体; 1/2 2n ,1/2 (2n+1)
②有丝分裂不分离(mitotic non-disjunction) 有丝分裂不分离: 发生在受精卵或体细胞有丝分裂过程中的姐妹染色单体不分离,即可形成嵌合体(mosaic)。 嵌合体: 指体内同时存在染色体数目不同的两种或两种以上细胞系的个体。
2N 2N 2N 2N 2N-1 2N+1 2N 2N 2N+1 2N-1 有丝分裂不分离(mitotic non-disjunction) 嵌合体个体中各细胞系的类型和数量的比例,取决于发生染色体不分离的卵裂时间的早晚。 47/45 嵌合体个体 46/47/45 嵌合体个体
(2) 染色体丢失(loss) 纺锤丝与着丝粒未连接 细胞分裂过程中 染色体行动迟缓 染色体丢失所形成的嵌合体在临床上所见的只有46,XY/45,X 或46,XX/45,X 两种细胞系,而无第三种嵌合体病例。
46 46 46 46 46 46 47 45 46 46 46 46 45 46 有丝分裂不分离与嵌合体形成图解 染色体丢失与嵌合体 形成 图解
二、染色体结构畸变(structural aberration) 染色体结构畸变: 指染色体部分片段的缺失、重复或重排。 基础:染色体断裂/或断裂后的异常连接
q21 (一)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:染色体的结构畸变只用断裂点来表示 2、繁式: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:) 性染色 体组成 畸变 符号 变化染 色体号 染色体 总数 断裂点 繁式:46,XX,del (1)(pter→q21:) 畸变染色体号 改变后的染色带纹组成 染色体 总数 性染色 体组成 畸变 符号
4q27 (二)染色体结构畸变 1.缺失(deletion ,del)—部分单体型 末端缺失:46,XX,del(4)(q27) 46,XX,del(4)(pter →q27:)
4q25 缺失(deletion,del) 中间缺失(interstitial deletion) 4q13
1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 5 6 5 5 5 5 5 6 6 6 6 7 6 7 7 7 7 7 2、重复(duplication,dup) 正位重复 倒位重复
倒位(inversion,inv) 臂内倒位(paracentric inversion) 4q13 4q24 4q24 4q13 46,XY,inv (4)(q13q24) 46,XY,inv (4)(pter → q13 ::q24 → q13::q24 → qter )
倒位(inversion,inv) 臂间倒位(pericentric inversion) 4p14 4q21 4p14 4q21
4 5 4 5 3 3 正常染色体 6 6 1 7 6 5 4 3 2 8 重复1,缺8 2 7 2 1 7 8 1 7 6 5 4 3 2 1 四种配子 重复8,缺1 1 7 6 5 4 3 2 8 1 8 8 7 6 5 4 3 2 8 倒位染色体 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 倒位环
倒位(inversion,inv) 臂间倒位(pericentric inversion)
20q12 4q25 易位(translocation,t) 相互易位(reciprocal translocation) → 46,XY,t(4,20)(q25;q12) 46,XY,t(4,20)(4pter→4q25::20q12→20qter; 20pter→20q12::4q25→4qter)
易位(translocation,t) 相互易位(reciprocal translocation)
易位(translocation,t) 相互易位(reciprocal translocation)
易位(translocation,t) 相互易位(reciprocal translocation) B A C 四射体 D 四射体
易位 B A C 四射体 (四射体照片) D 相互易位染色体在减数分裂时将形成四射体 四射体形成的18种类型配子,受精后只有一种为正常人(AB, CD);一种为易位携带者(AD, BC)。其他均含有不平衡染色体。
B A C D 相互易位形成的18种类型配子 对 位: AB CD AD CB 邻 位1: AB CB AD CD 邻 位2: AB AD CB CD *AB AB *CD CD *CB CB *AD AD 3 : l: AB CB CD AD CB CD AD AB 3: l:CD AD AB CB AD AB CB CD * 在着丝粒与互换点之间发生交换
易位(translocation,t) 罗伯逊易位(robertsonian translocation) 45,XX,-14,-21,+t(14;21)(p11;q11)
易位(translocation,t) 罗伯逊易位(robertsonian translocation)
2p21 2q31 环状染色体(ring chromosome,r) 46,XY,r(2)(p21q31)
等臂染色体(isochromosome,i) 46,X,I(Xq)
6q22 11p15 双着丝粒染色体(dicentric chromosome,dic) 45,XX,dic(6;11)(q22;p15)
发育不同阶段染色体畸变 * 在配子形成期或受精24小时内的畸变将导致畸变纯合体。 * 在发育2-4天(卵裂及桑椹胚期)将导致不同比例的嵌合体。 * 在3胚层分化(3周左右)阶段,某一层染色体畸变将导致由该胚层发育而来的组织器官系统异常。 在各组织器官染色体异常嵌合体中,仅依外周血检查不一定能够发现嵌合核型。