第9章 染色体畸变PPT课件

三体的可能性增加。
染色体畸变的类型和形成机理
45,X（Turner综合征）
发生率 ：在新生女婴中约为1/5000 临床表现 ：典型患者以性发育幼稚、身材矮小（120-140cm左右）、
后发际低、颈蹼、肘外翻为特征。
机制：大多由于X染色体的丢失所致，具有这种核型的个体，多数在胚
胎期流产，少数存活。由于缺少一条X染色体，具有性腺发育不全等临 床症状。
断裂片段移动位置与其他片段相接或者丢失，可 引起染色体结构畸变。
染色体畸变的类型和形成机理
1、缺失
缺失（deletion）
染色体片段的丢失，缺失使位于这个片段的基因也随之发生丢失。
末端缺失（terminal deletion）
染色体的臂发生断裂后，未发生 重接，无着丝粒的片段不能与纺锤丝 相连而丢失。
染色体畸变的类型和形成机理
47,XXY（Klinefelter’s综合征）
发生率 ：在男性人群中的患病率为1/600 临床表现：身材高大、细长、下肢较长。青春期后第二性征发育异常：小
阴茎，小睾丸，胡须、体毛稀少，阴毛呈女性分布，喉结不明显，乳房过度 发育。通常为不育，并因此就诊。
机制：人卵子或精子在发生过程中，要经过减数分裂。若在减数分裂中精
类型：
(1) 串联重复（tandem duplication，顺接重复）：重复片段紧接在固 有的区段之后，而且两者的基因顺序一致。
(2) 倒位串联重复（reverse duplication，反向串联重复，反接重 复）：重复片段接在固有区段之后，但基因顺序正好相反。
(3) 移位重复（displaced duplication）：重复片断插在与固有区段
母与卵母细胞的性染色体未分离，受精后形成的合子就会有额外的X染色体， 形成XXY, 此额外的X染色体，可来自卵子或精子。此外受精卵在卵裂过程中 X不分离，也可出现额外的X染色体。

三、缺失
㈠、缺失的(deficiency)类型： 1.类别 末端缺失：染色体某臂的外端缺失。 中间缺失：染色体某臂的内段缺失。 顶端着丝点染色体：染色体整条臂的丢失。
㈡、缺失的鉴定(细胞学效应）：
⑴.最初细胞质存在无着丝点的断片； ⑵.缺失杂合体中，联会时形成环状或瘤状突起， 但易与重复相混淆。
瘤；不能同缺失杂合体的环或瘤相混淆(染色体长 度不同)。
② 重复区段很短时： 可能不会有环或瘤出现。 果蝇唾液腺染色体：体细胞联会，特别大 （四个二价体的总长达1000微米），其中出现许 多横纹带，可以作为鉴别缺失和重复的标志。
㈡、重复的遗传效应:
1．遗传学效应比缺失缓和，但若重复片段较大，也影 响个体的生活力，甚至死亡。
⑶.当顶端缺失较长时，可在双线期检查缺失杂合 体交叉尚未完全端化的二价体，注意非姐妹染色 单体的未端是否有长短。
㈢ 、缺失的遗传学效应：
1．缺失对个体的生长和发育不利： ①．缺失纯合体很难存活； ②．缺失杂合体的生活力很低； ③．含缺失染色体的配子一般败育；
猫叫综合症（第5号染色体短臂缺失）： 婴儿啼哭如猫叫，一般伴随有小头症和智力迟钝。
(1)、平衡致死系
平衡致死系(或永久杂种) ：这是利用倒位的交 换抑制效应，为了同时保存两个致死基因而设 计建立的果蝇品系。保存一个隐性基因必须
源于染色体上基因排列位置发生变化的有：
(三)倒位(invertion)在同一染色体上某一个片段作 180。的颠倒，造成染色体上基因顺序的重排 (rearrangement)。
(四)易位(translocation)一个染色体臂的一段移接 到另一非同源染色体的臂上的结构变异。最常 见的是相互易位(reciprocal)。

1. 染色体数目异常及产生机制
三倍体（triploid）
整倍性改变 ：染色体数目 四倍体（polyploid）
以染色体组为
单位的增减 。 超二倍（hyperdiploid） 非整倍性改变 ：染色体数目
如：三体（trisomy）
只有少数几条 亚二倍（hypodiploid）
的增减 。
如：单体（monosomy）
改变了的染色体的带纹组成来描述。
简式：46，XX，del （1）（q21）
染色体 总数 性染色 体组成 畸变 符号 变化染 色体号
断裂点
繁式：46，XX，del（1）（pter→q21：）
染色体 性染色 总数 体组成 畸变 畸变 符号 染色体号 改变了的染色体 带纹组成
q21
•染色体结构畸变的类型 二、染色体结构畸变
2N＋1
2N＋1
2N－1
2N－1
M I 分裂：同源染色体不分离
第二次减数分裂不分离
2N N N
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； 正常受精后， 1/2 为 二倍体 ， 1/4 形成超二倍 体 (2n＋ 1) ， 1/4 形成亚二 倍体(2n－1)。
45
46
46
45
45
46
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
定义： 指染色体部分片段的缺失、重复或重排。 产生基础： 染色体断裂和/或断裂后的异常连接
•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

染色体结构畸变的产生机制
断裂及断裂片段的重接是各种染色 体结构畸变产生的基本机制
一、染色体结构畸变的核型描述方法
有简式和详（繁）式两种： ①简式：如46，XX（XY），del（1）（q21） 在简式中，对染色体结构的改变只用断裂点所在的带
来表示。 按国际命名规定，应依次写明染色体总数，性染色体
如图第1号染色体长臂的2区1带发生断裂，其远侧段（q21→qter） 丢失。这条染色体是由短臂的末端至长臂的2区1带所构成。
这种畸变的简式描述为：46，XX（XY），del（1）（q21） 详式描述为：46，XX（XY），del（1）（pter→q21:）
②中间缺失（interstitial deletion）指一条染色体的同一臂上发生了 两次断裂，两个断点之间的片段丢失，其余的两个断片重接。
染色体畸变、自发畸变和诱发畸变概念，染色体 不分离;染色体结构畸变及其产生机制。
染色体畸变 (chromosome aberration )
前言 染色体畸变发生的原因 染色体数目异常及其产生的机制 染色体结构畸形及其产生的机制
染色体畸变的分子细胞生物学效应
前言
染色体畸变（chromosome aberration）是
嵌合体
一个个体内同时存在两种或两种以上核型 的细胞系，这种个体称嵌合体（mosaic）。 如46，XX/47，XXY、 45，X/46，XX、 45，X/47，XYY、 45，XY，-21/46，XY/47，XY，+14等。
嵌合体可以是数目异常之间、结构异常之 间以及数目和结构异常之间的嵌合。
受精卵早期卵裂的有丝分裂不分离 减数分裂时发生染色体不分离
染色体丢失（chromosome lose）

段染色体易位到第4染色体的异染色质区，表现
为红、白两种颜色的斑驳色眼.
二、染色体数目的改动
(一)染色体组及其倍性






染色体组(genome)：来自生物一个配子的全部染
色体称为一个染色体组。
单倍体(haploid):细胞内含有一个完好染色体组的
二倍体〔diploid〕:含有两个染色体组的
三倍体〔triploid〕
〔permanent hybrid 〕 ：利用倒位杂合体的交换抑
制因子效应，以永久的杂合形状，同时保管两个隐
性致死基因的品系。
假设蝇显性基因D(展翅)为隐性致死基因


果蝇第2染色体上的显性基因Cy为隐性致死基因
Cy品系在其第2染色体的左臂存在倒位；右臂也
有很大片段的倒位。
(五)易位(Inversion)
现两份或两次份以上的景象，使其上的基因
串联反复(tandem duplication):反复片段紧接在固有
的区段之后,两者的基因顺序一致.
倒位串联反复(reverse duplication): :反复片段与固
有片段衔接在一同,但反复片段中的基因陈列顺序
相反.
2.反复产生的缘由
倒180o，其上的的基因顺序重排。
1、倒位的类型
臂间倒位(pericentric)：
假设颠倒的片段包括着丝粒在内的倒位
臂内倒位(paracentric)：
假设颠倒的片段不包括着丝粒在内的倒位
2.倒位的细胞学效应





倒位纯合体的减数分裂完全正常，只是原来连锁群
的基因顺序发生了改动，交换值也相应发生改动。
相互易位的纯合体没有明显的细胞学特征，

Overlap of homologues
Simultaneous break
Reunion of homologues
6.2.2.2 重复的细胞学和遗传学效应
1)、染色体重复与正常染色体联会时,在粗线期的染 色体上会出现环状突起。
2)、位置效应(position effect)
➢ 一个基因随着染色体畸变而改变它和邻近基因的 位置关系,从而改变了表型的现象称位置效应。可 能是随位置的改变也改变了和5’端调控元件的关 系和距离,从而影响基因的表达。
非整倍体；整倍体是增加或减少整套的染色体,非整 倍体是增加或减少一条或几条染色体；
6.1 断裂愈合学说(breakage-reunion hypothesis)
➢染色体断裂愈合学说(breakage-reunion hypothesis)是由Stadler (1931,1932), Sax (1938, 1941), Muller (1932,1938,1954),Wolff(1961)及 Evans(1962)相继建立。该学说认为：断裂是自发 产生或者由诱变剂诱发,一般在原来的位置按原来 的方向通过修复而重聚,此现象就称为重建 (restitution)。若经重建改变原来的结构则称为非 重建性愈合；若染色体断裂后的片段(不含着丝点) 丢失,留下游离的断裂端,则称为不愈合。
6.2.1 缺失(deletion)
6.2.1.1 缺失的类型
1)、末端缺失(terminal deletion) 末端发生缺失。由于丢失了端粒,故一般很不稳定,常
和其他染色体断裂片段愈合形成双着丝点染色体或易位； 也可能自身首尾相连,形成环状染色体。双着丝点染色体 在有丝分裂中都可形成断裂融合桥(breakage fusion bridge),由于分裂时桥的断裂点不稳定,可造成新的重复和 缺失。

染色体畸变可以发生在任何时候，从受精卵分裂到胚胎发育过程中，都可能发生染 色体畸变。
染色体畸变可能是由于遗传因素或环境因素引起的，如辐射、化学物质、病毒等。
染色体畸变的类型
染色体数目异常
染色体异常的遗传方式
如唐氏综合征、威廉姆斯综合征等， 是由于染色体数目异常引起的。
包括常染色体显性遗传、常染色体隐 性遗传、性染色体遗传等。
致癌物质
长期接触某些致癌物质，如亚硝胺、 多环芳烃等，会增加染色体畸变的几 率。
生物因素
病毒
某些病毒如巨细胞病毒、风疹病毒等，能引起染色体的畸变。
细菌
某些细菌及其毒素，也可能导致染色体畸变。
遗传因素
遗传疾病
某些遗传疾病，如唐氏综合征、威廉姆斯综合征等，是由于 染色体畸变引起的。
基因突变
某些基因突变可以影响染色体的稳定性，导致染色体畸变。
04
染色体畸变的后果
遗传性疾病
唐氏综合征
由于21号染色体多了一条 ，导致智力低下、生长发 育迟缓等症状。
威廉姆斯综合征
7号染色体片段缺失，表现 为心血管疾病、智力障碍 等。
囊性纤维化
由于CFTR基因突变，导致 肺部和消化道问题。
生长发育异常
先天性畸形
如先天性心脏病、先天性肾脏疾 病等。
身材矮小
03
染色体畸变的表现
数量畸变
染色体数目异常
多一条或少一条染色体，如唐氏综合征（21号染色体多一条）。
染色体片段重复或缺失
染色体上某一片段多出或缺失，如威廉姆斯综合征（7号染色体缺失片段）。
染色体某一段倒转180度 ，如9号染色体臂间倒位 。
易位
染色体某一段交换位置， 如罗伯逊易位（13号染色 体长臂与14号染色体短臂 易位）。

（三）倒位（inv）
①臂内倒位（paracentric inversion）：一条染色体的某一臂上同 时发生了两次断裂，两断点之间的片段旋转180度后重接。
例如1号染色体p22和p34同时发生了断裂，两断点之间的片段倒 转后重接，形成了一条臂内倒位的染色体。
这种畸变的简式描述为：46，XX（XY），inv（1）（p22p34） 详式描述为：46，XX（XY），inv（1）
如图3号染色体长臂上的q21和q31发生断裂和重接，这两断点之间 的片段丢失。
这种畸变的简式描述为：46，XX（XY），del（3）（q21q31）
详式写为46，XX（XY），del（3）（pter→q21::q31→qter）。
46，Y，del(X)(p11.4p21.2) 46，Y，del(X)(pter→p21.2::p11.4→qter)
简式： 46，X，t (X；14)(q24；p12)
详式： 46,t(X;14)(Xpter→Xq24::14p12→14pter； 14qter→14p12::Xq24→Xqter) 31岁，女。继发性闭经。
二、非整倍性改变
一个体细胞的染色体数目增加或减少了一 条或数条，称非整倍体（aneupliod），这 是临床上最常见的染色体畸变类型。
发生非整倍体改变后，会产生亚二倍体 （hypodiploid）、超二倍体 （hyperdiploid）等。
亚二倍体（hypodiploid） 体细胞中染色体数目少了一
组成，然后用一个字母（如t）或三联字符号（如del） 写明重排染色体的类型，其后的第一个括弧内写明染 色体的序号，第二个括弧写明区号、带号以表示断裂 点（即断裂点所在的带)。
简式：46，XX（XY），del（1）（q21） 详式：46，XX（XY），del（1）（pter→q21:）