人类染色体G带观察与核型分析
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人类染色体G带观察与核型分析
一、 实验目的
掌握人类体细胞染色体组型分析的方法
二、 实验原理
○1核型：
染色体组型又称核型，是指将动物、植物、真菌等的某一个体或某一分类群(亚种、种、
属等)的体细胞内的整套染色体，按它们相对恒定的特征排列起来的图像。核型模式图是指
将一个染色体组的全部染色体逐个按其特征绘制下来，再按长短、形态等特征排列起来的图像。核型( karyotype )是指一个细胞内的整套染色体按照一定的顺序排列起来所构成的图像,通常是将显微摄影得到的染色体照片剪贴面成。正常细胞的核型能代表个体的核型。组型( idiogram )是以模式图的方式表示,它是通过对许多细胞染色体的测量取其平均值绘制而成的,是理想的、模式化的染色体组成。它代表了一物种染色体组型的特征,核型的研究对人类医学遗传研究及临床应用,对探讨动植物起源、物种间亲缘关系、鉴定远缘杂种等方面都有重大意义。
○2 带染色技术也称为改良的 iemsa 染色法。因用 iemsa 染色,所以称为 带。它是目前应用最广泛的染色体分带技术之一。染色体标本放到37℃胰酶中是 带显示的一种预处理方式,它可以从染色体上抽取蛋白质特定的成分,从而经 iemsa 染色后获得良好一致的分带类型。 带的形成与 iemsa 染料的组成及染色特性分不开。 iemsa 染料即噻嗪-曙红染料,染色首先取决于两个噻嗪分子同 DNA 的结合,在此基础上它们结合一个曙红分子,其次取决于一个有助于染料沉淀物积累的疏水环境。通过胰前预处理可以使阴性 带区的疏水蛋白被除去或使它们的构型变为更疏水状态。从而造成了染色体蛋白质的差异,这种差异就是明暗相间的染色体 带。
染色体 带技术为染色体遗传病诊断、杂种细胞检定、特殊细胞株标记、染色体的识别等开创了一系列检测方法,大大加速了染色体研究的进展。
○3对任何一个染色体的基本形态学特征来说，重要的参数有3个：描述染色体的三个参数:
1.相对长度：指单个染色体长度与包括X（或Y）染色体在内的单倍染色体总长之比，以百分率表示。(相对长度可以用来表示每条染色体的长度)
相对长度= 每条染色体长度 x100%
（单倍常染色体+X染色体）总长度
2. 臂指数：指长臂同短臂的比率(臂指数可以用来确定臂的长度)
臂指数= 长臂的长度 q x100%
短臂的长度 p
为了更准确地区别亚中部和亚端部着丝粒染色体，1964年 Levan 提出了划分标准:
○1 1.0-1.7之间，为中部着丝粒染色体(M)
○2 1.7-3.0之间，为亚中部着丝粒染色体(SM)
○3 3.0-7.0之间，为压端部着丝粒染色体(ST)
○47.0以上，为端部着丝粒染色体(
3.着丝粒指数:指短臂占该染色体长度的比率，它决定着丝粒的相对位置。（着丝粒指数可以决定着丝粒的相对位置）
按 Levan 划分标准:
○1 50.0-37.5 之间为M
○2 37.5-25.0之间为SM ○3 25.0-12.5之间为ST
○4 12.5-0.0之间为T
人类体细胞正常核型含有46条染色体，相互构成23对。其中22对是男女所共有的常染色体，一对为男女所不同的染色体：男XY，女XX。根据丹佛、伦敦和芝加哥会议提出的标准，即按照染色体的长度依次减小和着丝粒位置及其他特征，把人类染色体分为7个组群，各自特征简括于表7-1
表7-1人类染色体组型
群组号 染色体号 形态大小 着丝粒位置 随体 次缢痕 鉴别程度
A 1-3 最大 m 无 常见1号 可鉴定
B 4-5 次大 sm 无 不易
C 6-12+X 中等 sm 无 常见9号 难鉴定
D 13-15 中等 st 有 常见13号 难鉴定
E 16-18 较小 16m、17sm和18m 无 常见16号 可鉴定
F 19-20 小 m 无 不易
21-22+Y 最小 st 有、Y无 难鉴定
三、 实验仪器、材料
电子显微镜，擦镜纸，香柏油，酒精。
四、实验方法
①在低倍镜观察标本片，寻找染色体分散良好，长度适中、姐妹染色单体清楚的中期分裂进行显微拍摄。
②转到油镜下观察。
③先计数染色体总数，在电脑上拍照。
④选择染色体清晰的相片。在电脑中将染色体逐一剪下，对每个染色体逐一进行测量,包括每条染色体的长度和每个臂的长度。
⑤根据测量数据,计算出每对染色体平均的相对长度、臂指数与着丝粒指数，把相对长度与臂指数相近者配成一对。
⑥ 参照相对长度、臂指数与着丝粒指数的数值,并根据标准顺序,编排出染色体核型图。
五、结果分析
图1：人类染色体G带观察整体图
6.1人类染色体核型图
１ A ３
４ B ５
6 C 12
13 D 15
16 E 18
19 F 20
21 G 22 X Y 表1人类染色体核型（女）特征参数测定结果
群组号 染色体号 长臂长度(cm) 短臂长度(cm) 相对长度（%） 着丝粒指数（%）
A
B
C
D
E
F
G
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23 0.5
0.4
0.5
0.5
0.4
0.5
0.4
0.4
0.4
0.6
0.4
0.4
0.3
0.4
0.4
0.3
0.5
0.2
0.2
0.2
0.3
0.4
0.4 0.3
0.3
0.3
0.２
0.3
0.2
0.２
0.3
0.2
0.3
0.1
0.2
0.2
0.１
0.1
0.1
0.2
0.1
0.1
0.1
0.1
0.2
0.1 6.5%
5.69%
6.5%
5.69%
5.69%
5.69%
4.87%
5.69%
4.87%
7.31%
4.07%
4.87%
4.07%
4.07%
4.07%
3.25%
5.69%
2.44%
2.43%
2.43%
3.25%
4.87%
4.07% 37.5
42.8
37.5
28.5
42.8
28.5
33.3
42.8
33.33
33.33
20.0
33.3
40.00
20.00
20.00
25.00
28.57
33.33
33.33
25．00
33.33
33.33
20.00
六、实验分析
镜下选择染色体分散适度(不过于分散和相互重叠)，染色体长短合适，染色清晰的分裂相，在油镜下观察。本次观察的切片为男性染色体。
1.计数
将一个细胞中的全部染色体按其自然位置划成几个小区，为了防止重数或漏数，可按其镜下形态画出简图然后计数，确定有无数目异常。人类正常体细胞2n=46，其中常染色体22对，性染色体1对，正常男性核型表达为46，XY，女性核型表达为46，XX。
2.观察染色体的形态结构，确认随体
观察染色体的形态结构确认每条染色体的两条染色单体着丝粒、长臂和短臂以及某些染色体短臂端的随体。
3.识别染色体的类型
每条染色体含有2条染色单体，通过着丝粒彼此连接。自着丝粒向两端伸展的染色体结构称染色体臂，染色体臂分为长臂和短臂。根据着丝粒位置的不同，可把人类染色体分为三类：中央着丝粒染色体，长臂与短臂几乎相等；亚中央着丝粒染色体，长臂与短臂能明显区分；近端着丝粒染色体，短臂极短，着丝粒几乎在染色体的顶端。在显微镜下观察染色体的形态结构、次缢痕的位置以及有无结构上的畸变，比如断裂、缺失、重复、易位、倒位、环状、等臂染色体等。
4.判断性别
根据Y染色体有无判断性别。G组染色体为5条(2l，22对+Y)，则为男性。G组为4条(21，22对)，则为女性。可将染色体以不同色彩进行标记，按ISCNl978规定进行配对，描绘于记录本上。习惯上先记述G组，以判断性别，然后再找D，E，F，A，B组，最后分析C组。再逐一细看，观察每一条染色体的结构有无异常。如有结构、数目畸变时，需记录属何种类型畸变以及畸变发生部位染色体号，单臂或双臂。
5.核型照片剪贴
根据ISCN规定的各组及各号染色体的结构特征进行分组、排号，依次找出A，B，D，E，F，C组，最后辨认C组，即在每条染色体旁用铅笔标出其组号；然后将每号染色体剪下，将每组染色体按照大小顺序依次排列；最后，将染色体排在染色体核型分析表的相应位置上。粘贴时，应使染色体的短臂居上、长臂居下，并使着丝粒在一条直线上。剪贴过程要细心，防止丢失染色体。
6.拍照，并进行核型分析。
