染色体异常和疾病PPT课件.ppt
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1、染色体异常和疾病本章重点本章重点1 1、中期染色体的形态及分类、中期染色体的形态及分类2 2、核型及、核型及3 3、染色体显带核型的描述、染色体显带核型的描述4 4、染色体数目异常的类型及形成机制染色体数目异常的类型及形成机制5 5、染色体结构畸变的类型、染色体结构畸变的类型6、第一节第一节人类正常染色体人类正常染色体人类染色体按照着丝粒的位置,分为三种类型人类染色体按照着丝粒的位置,分为三种类型:1/25/85/87/87/8 中中部部亚亚中中部部近近端端部部 末端处末端处中央着丝粒中央着丝粒染色体染色体亚中着丝粒亚中着丝粒染色体染色体近端着丝粒近端着丝粒染色体染色体正常男性:正常男性:46
2、,XY正常女性:正常女性:46,XX(2)三体型(trisomy): 常见多指(趾),手指弯曲变形、通贯手,马蹄内翻足。发生与母亲年龄增大有关核型有多种类型,不同核型的患者其临床表现有一定差异。倒位(inversion,inv)组号 染色体号 形态大小 着丝粒位置 随 体 次缢痕 鉴别程度1963,在英国伦敦;46 45CB CD如合并口服司坦唑醇(stanozolol,康力龙),每日2550gkg,则效果更显著。性腺发育不全、两性畸形、生育力下降或者智力低下等。G 2122+Y 最小 近端着丝粒 有部分单体型(partial monosomy)简式:46,xy,del(4)(q27)受精卵卵
3、裂染色体不分离由于无遗传物质的丢失,表型一般无影响,故称倒位携带者。精子形成过程中,YY不分离临床表现较常染色体病轻。二条染色体分别发生一次断裂后,二个具有着丝粒的染色体的两臂断端相连接,即可形成一条双着丝粒染色体。易于兴奋,易感到欲望不满足,厌学,自我克制力差,易产生攻击和反社会行为。1960,在美国丹佛,在美国丹佛(Denver );1963,在英国伦,在英国伦敦;敦;1966,在美国芝加哥,召开三次人类细胞遗,在美国芝加哥,召开三次人类细胞遗传学的国际会议:制定和修订了描述有丝分裂中传学的国际会议:制定和修订了描述有丝分裂中人类染色体的一套标准命名系统人类染色体的一套标准命名系统 Den
4、ver体制体制(DenverDenver体制)体制)主要依据:染色体大小、着丝粒位置。主要依据:染色体大小、着丝粒位置。(二)、非显带染色体核型及识别(二)、非显带染色体核型及识别组号组号 染色体号染色体号 形态大小形态大小 着丝粒位置着丝粒位置 随随 体体 次缢痕次缢痕 鉴别程度鉴别程度 A 13 最大最大 中央着丝粒中央着丝粒 无无 常见常见 1 可鉴别可鉴别 B 45 次大次大 亚中着丝粒亚中着丝粒 无无 C 612+X 中等中等 亚中着丝粒亚中着丝粒 无无 常见常见 9 难鉴别难鉴别 D 1315 中等中等 近端着丝粒近端着丝粒 有有 偶见偶见13 难鉴别难鉴别 E 1618 小小 中
5、央着丝粒中央着丝粒 无无 常见常见16 F 1920 次小次小 中央着丝粒中央着丝粒 无无 G 2122+Y 最小最小 近端着丝粒近端着丝粒 有有 染色体总数,性染色体染色体总数,性染色体 核型的描述:核型的描述:1、染色体显带技术、染色体显带技术Q-Q-显带:荧光显带,同显带:荧光显带,同G G显带带纹显带带纹所显示的带纹与所显示的带纹与G带的深、浅带带纹正好相反,故称带的深、浅带带纹正好相反,故称为为R带(带(reversed band)。)。 R显带显带 C-显带:着丝粒显带显带:着丝粒显带特异显示近端着丝粒染色体 N带(带(NOR):):染色体显带核型的命名染色体显带核型的命名1p12
6、1号染色体号染色体界标、区、带命名示意图界标、区、带命名示意图 1971年巴黎会议公布人类细年巴黎会议公布人类细胞遗传学命名的国际体制胞遗传学命名的国际体制(InternationalSystem for CytogeneticNomenclature, ISCN)以染色体上的某些明显而以染色体上的某些明显而稳定的标志将染色体臂分稳定的标志将染色体臂分成区成区(region),区再分成,区再分成带带(band)。1q321q32环状染色体(ring chromosome,r)1954年,发现患者的 X 染色质呈阴性(hyperdiploid)精子发生 中XY不分离倒位(inversion,in
7、v)染色体臂间倒位是常见的染色体异常之一,在人群中发生的概率约1%-2%,其中最常见的是9号染色体臂间倒位。AD CD(1)细胞遗传学检测具有fraX 染色体;一部分患者有智力低下,一些患者还有精神异常及患精神分裂症倾向。约40%患者性腺一侧为卵巢,另一侧为睾丸;7、双着丝粒染色体dicentric chromosome(dic)性染色体X或Y发生数目或结构异常所引起的疾病(一)、唐氏综合征 (先天愚形,21三体综合征,Down syndrome)患者体内兼有男女两种性腺者,称为真两性畸形。AD AB CB指甲发育不全,手指弓形纹过多,约IIIIIIIIIIIIIIIIIII一条染色体的长短臂
8、同时各发生一次断裂后,两断端彼此重新连接。(hyperdiploid)是发现最早、最常见、也是最重要的染色体病AB第二节第二节染色体畸变染色体畸变整倍体异常整倍体异常非整倍体异常非整倍体异常体细胞中染色体数目以体细胞中染色体数目以n为基数成倍地增为基数成倍地增加或减少,形成多倍体或单倍体。加或减少,形成多倍体或单倍体。染色体数目加倍后的草莓染色体数目加倍后的草莓(上上)野生状态下的草莓野生状态下的草莓(下下)无籽西瓜无籽西瓜(三倍体西瓜)四倍体葡萄四倍体葡萄二倍体葡萄二倍体葡萄 三倍体易于流产的原因:胚胎发育的三倍体易于流产的原因:胚胎发育的有丝分裂中,形成三极纺锤体,染色体有丝分裂中,形成三
9、极纺锤体,染色体在中、后期分布、分配紊乱在中、后期分布、分配紊乱, ,子细胞中子细胞中染色体数目异常,严重干扰胚胎的正常染色体数目异常,严重干扰胚胎的正常发育。发育。46 4546/45 嵌合体中度智力低下,语言障碍,性情孤僻,四大一低的特征(大头、大耳、大下颌、 大睾丸、低智商)一般为男性发病,女性携带者可有轻度智力低下。(hypodiploid)核型与遗传学 :本病是5p15缺失引起( 80为单纯缺失)性征发育不全或畸形、智力较低。指甲发育不全,手指弓形纹过多,约核型与遗传学 :本病是5p15缺失引起( 80为单纯缺失)(二)非整倍体异常及其产生机制1960年由Patau首先描述此病,又称
10、为13三体综合征。(1)47,XX(XY),+13, 80指体细胞中有4个染色体组,减数分裂(同源染色体分离)是指发生于受精卵的卵裂早期或在体细胞的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)。A B C D E F约40%患者性腺一侧为卵巢,另一侧为睾丸;性腺发育不全、两性畸形、生育力下降或者智力低下等。一部分患者有智力低下,一些患者还有精神异常及患精神分裂症倾向。(一)、先天性睾丸发育不全症(Klinefelter Syndrome)CB CD AD一条染色体的长短臂同时各发生一次断裂后,两断端彼此重新连接。是指发生于受精卵的卵裂早期或在体细胞的有丝分裂过程中的姐妹染
11、色单体不分离,即可形成嵌合体(mosaic)。例:第二次卵裂中X染色体丢失5、环状染色体 ring chromosome (r)行动迟缓、发生后期延迟95%,中国新生儿中发率为0.1961年,Sandburg首先描述1、三倍体(triploid)三体型(trisomy)(XY),+13 , 5%(hyperdiploid)一、人类中期染色体形态结构性发育幼稚,外生殖器和乳房幼稚型,乳间距宽, 性腺为纤维条索状,无滤泡,子宫、不育。约40%患者性腺一侧为卵巢,另一侧为睾丸;约20患者有先天性心脏病。肘外翻,上眼睑下垂,后16三体IIIIIIIIIIIIIIIIIII例:第二次卵裂中X染色体丢失(
12、5) 45,X / 46,XY型:迄今只有迄今只有10余例胎儿活到临产前和出生时的报告。余例胎儿活到临产前和出生时的报告。核型有:核型有:69,XXX; 69,XXY;69,XYY 及二倍体及二倍体/三倍体三倍体症状:智力低下,身体发育障碍、多发的畸形、外症状:智力低下,身体发育障碍、多发的畸形、外生殖器畸形。生命力低下,多在生后一周内死生殖器畸形。生命力低下,多在生后一周内死亡。亡。 核内复制核内复制 核内有丝分裂核内有丝分裂第一次复制第二次复制核内复制(连续复制两次):核内复制(连续复制两次):4n=42n=2肿瘤细胞肿瘤细胞 较常见较常见核内有丝分裂(核没有消失)核内有丝分裂(核没有消失
13、)2n=24n=4复制姐妹染色单体分离而核膜未消失是临床上最常见是临床上最常见的染色体畸变类型。的染色体畸变类型。46条条常染色体单体型个体常染色体单体型个体一般难以存活,在流一般难以存活,在流产儿和死婴中常见产儿和死婴中常见。临床上只能见到临床上只能见到x染染色体单体型的个体色体单体型的个体45,X(2)惟有惟有17号未见报道号未见报道绝大多数见于流产胚胎绝大多数见于流产胚胎或胎儿;少数存活,但或胎儿;少数存活,但寿命短、伴严重畸形寿命短、伴严重畸形2121三体综合征三体综合征先天愚型先天愚型如:如:48,XXXX 49,XXXXX如:如:48,XX,+21,+2246,XX,-21,+16
14、一般与细胞有丝分裂或减数分裂时染一般与细胞有丝分裂或减数分裂时染色体分离机制异常有关。色体分离机制异常有关。染色体不分离染色体不分离染色体丢失染色体丢失(1)染色体不分离)染色体不分离减数分裂不分离减数分裂不分离有丝分裂不分离有丝分裂不分离细胞分裂时,细胞分裂时,某些染色体没某些染色体没按正常的机制按正常的机制分离,从而造分离,从而造成两个子细胞成两个子细胞中染色体数目中染色体数目的不等分配。的不等分配。单体型单体型三体型三体型造成嵌合体出现造成嵌合体出现臂间倒位(pericentric inversion)组号 染色体号 形态大小 着丝粒位置 随 体 次缢痕 鉴别程度繁式:46,XX,del
15、(4)(pterq13:q25qter)常染色体三体(总计)1971年巴黎会议公布人类细胞遗传学命名的国际体制(InternationalSystem for CytogeneticNomenclature, ISCN)患者的平均寿命约为30岁。8 7 6 5 4 3 2 81966,在美国芝加哥,召开三次人类细胞遗传学的国际会议:制定和修订了描述有丝分裂中人类染色体的一套标准命名系统 Denver体制(Robertsonian translocation, rob;Klinefelter syndrome少数患者有4至5条X染色体,一般X染色体越多,智力损害和发育畸形愈严重。(一)、染色体结
16、构异常类型:睾丸女性化综合征,又称雄激素不敏感综合征,雄激素受体基因(Xq11-q12)突变所致,为XR遗传。分为平衡的畸变 和不平衡的畸变1、中期染色体的形态及分类最常见的是三体型,其中21三体和性染色体三体最多;6、等臂染色体 isochromosome(i)如果父母表型正常,但在形成生殖细胞(减数分裂)时发生不分离,这是一种新发生的染色体数目异常,叫初级不分离。减II不分离46 45(hyperdiploid)例:第二次卵裂中X染色体不分离减数分裂减数分裂(同源染色体分离)(同源染色体分离)减数分裂减数分裂(姐妹染色单体分离)(姐妹染色单体分离)精子(卵子)精子(卵子)精(卵)原细胞精(
17、卵)原细胞生殖细胞形成过程(示减数分裂)生殖细胞形成过程(示减数分裂)l减数分裂减数分裂I I不分离不分离 减数分裂减数分裂IIII不分离不分离l减减 I I不分离不分离 l l 减减IIII不分离不分离 n+1n+1n-1n-1n+1n-1nn减数分裂不分离减数分裂不分离2N2NN NN N1 1N N1 12N2N1 12N2N1 12N2N1 12N2N1 1N N1 1N N1 1N N1 1N N1 12N2N2N2N2N2N1 12N2N1 1N NN NN NN NN N1 1N N1 12N2N减数分裂不分离减数分裂不分离2N+12N+1N N2N2N2N2N2N2N1 12N
18、2N1 1N NN N1 1N NN NN N1 1N N1 1次级不分离次级不分离初级不分离初级不分离 次级不分离次级不分离次次发生于受精卵的卵裂早期或在体细胞发生于受精卵的卵裂早期或在体细胞的有丝分裂过程中的有丝分裂过程中2N2N2N2N2N2N2N2N2N2N2N2N1 12N2N1 12N2N2N2N1 12N2N1 147/4546/47/45有丝分裂不分离有丝分裂不分离 46 丢失丢失 46 45 46 46 45 45 46/45 嵌合体嵌合体在减数分裂或有在减数分裂或有丝分裂中,一对丝分裂中,一对同源染色体或一同源染色体或一对姐妹染色单体对姐妹染色单体中的一条没能进中的一条没能
19、进入任何一个子细入任何一个子细胞中,结果造成胞中,结果造成其中一个子细胞其中一个子细胞少了一条染色体,少了一条染色体,称染色体丢失。称染色体丢失。染色体丢失可导致亚二倍体染色体丢失可导致亚二倍体受精卵核型:45,X/ /46,XX着丝粒未与纺锤丝相连46X X中期后期46X XX 4545,X46,XX行动迟缓、发生后期延迟X X 染色体丢失发生在减数分裂中染色体丢失发生在减数分裂中MIMI分裂同源染色体丢失分裂同源染色体丢失MIIMII分裂姐妹染色单体丢失分裂姐妹染色单体丢失 464646后期迟滞所致染色体丢失与嵌合体后期迟滞所致染色体丢失与嵌合体形成形成4545454646染色体丢失发生在
20、早期卵裂过程中,导染色体丢失发生在早期卵裂过程中,导致嵌合体致嵌合体嵌合体嵌合体 (mosaic)由两种或多种不同核型的细胞系所组由两种或多种不同核型的细胞系所组成的个体成的个体例:例:46,XX / 47,XX,+21 45,X / 46,XX / 47,XXX产生机理:产生机理:受精卵卵裂染色体不分离受精卵卵裂染色体不分离受精卵卵裂染色体丢失受精卵卵裂染色体丢失例:第二次卵裂中第二次卵裂中X染色体不分离染色体不分离47, XXX45, X45, X / 46, XX / 47, XXX合子(46, XX)(图示两条X染色体)第一次有丝分裂第二次有丝分裂后期染色体不分离46, XX46, X
21、X例:第二次卵裂中例:第二次卵裂中X X染色体丢失染色体丢失46, XX45, X46, XX合子(46, XX)(图示两条X染色体)第一次有丝分裂46, XX45, X / 46, XXX染色体丢失分为平衡的畸变分为平衡的畸变 和不平衡的畸变和不平衡的畸变(一)、染色体结构异常类型:(一)、染色体结构异常类型:1、缺失、缺失 deletion(del)3、易位、易位 translocation(t)4、插入、插入 insersion(ins)2、倒位、倒位 inversion(inv)7、双着丝粒染色体、双着丝粒染色体dicentric chromosome(dic)6、等臂染色体、等臂染色
22、体 isochromosome(i)5、环状染色体、环状染色体 ring chromosome (r)1、缺失、缺失 deletion(del)染色体断裂后,断片不再与断端相接,造染色体断裂后,断片不再与断端相接,造成染色体片段丢失。成染色体片段丢失。123456751234671234567中中 间间 缺缺 失失 末末 端端 缺缺 失失 简式:简式:46,xy,del(4)()(46,xy,del(4)()(pter qter p1号染色体界标、区、带命名示意图其余:48,XXXY;48,XXYY;49,XXXXY等(三)、染色体畸变的后果:7、双着丝粒染色体dicentric chromo
23、some(dic)46部分单体型(partial monosomy)患者免疫功能缺陷、易患先天性心脏病;XXY 47,XXY由于无遗传物质的丢失,表型一般无影响,故称倒位携带者。2、倒位 inversion(inv)邻 位2: AB AD由于细胞分裂后期时着丝粒产生错误的横裂。生殖细胞形成过程(示减数分裂)睾丸女性化综合征,又称雄激素不敏感综合征,雄激素受体基因(Xq11-q12)突变所致,为XR遗传。指体细胞中有3个染色体组,3n69临床上只能看到性染色体多体型的个体。IIIIIIIIIIII图注:嵌合型18三体患者(46,XY/47,XY,+18)及其母亲。染色体臂间倒位是常见的染色体异常
24、之一,在人群中发生的概率约1%-2%,其中最常见的是9号染色体臂间倒位。患者身材高,四肢长;核型与遗传学 :本病是5p15缺失引起( 80为单纯缺失) 简式:简式:46,XX,del(4)()(q13q25) 繁式:繁式:46,XX,del(4)()(pterq13:q25qter) 2、倒位、倒位 inversion(inv) 一条染色体发生两次断裂,两断裂点中间一条染色体发生两次断裂,两断裂点中间片段旋转片段旋转180重接,重接,造成染色体上基因顺序造成染色体上基因顺序的重排。的重排。臂内倒位臂内倒位臂间倒位臂间倒位臂内倒位臂内倒位臂间倒位臂间倒位由于无遗传物质的丢失,表型一般无影响,由于
25、无遗传物质的丢失,表型一般无影响,故称倒位携带者。但其配子在同源染色体故称倒位携带者。但其配子在同源染色体配对时会形成倒位环,如发生交换,可形配对时会形成倒位环,如发生交换,可形成有缺失或重复的配子。成有缺失或重复的配子。倒位环倒位环(inversion loop)倒位环倒位环(inversion loop) 染色体臂间倒位是常见的染色体异常之一,在人染色体臂间倒位是常见的染色体异常之一,在人群中发生的概率约群中发生的概率约1%-2%,其中最常见的是,其中最常见的是9号染色号染色体臂间倒位。已有报道亚洲人群中,体臂间倒位。已有报道亚洲人群中,9号染色体臂间号染色体臂间倒位在新加坡胎儿中发生率为
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