第七章-染色体畸变A-2012

null第七章 染色体畸变 Chapter 7 Chromosomal aberration*第七章 染色体畸变 Chapter 7 Chromosomal aberration深圳大学生命科学学院 王 娟 二零一二年四月 null染色单体次缢痕短臂（p）长臂（q）随体异染色质区主缢痕（初级缢痕）常染色质区次缢痕是指原缢痕以外的缢痕，核仁缢痕与核仁的形成有关。其他的次缢痕称为伸缩性缢痕、小缢痕等，这些主要在前期到前中期出现，一般认为是染色质缓慢凝缩的部分。随体是染色体的核型分析的重要指标nullnull*染色体变异： 染色体形态、结构和数目变化必将导致细胞内基因组成及其排列顺序变化。 结构变异(Structural Change) ——染色体重排(rearrangement). 数目变异(Numerical Change).本章主要内容*本章主要内容7.1 染色体结构变异 缺失重复倒位易位染色体结构变异的机制转座因子与染色体结构变异整倍体非整倍体人类常见染色体数目变异染色体组7.2 染色体数目变异 单倍体多倍体亚倍体超倍体重点掌握各变异的类型、机制、识别特征、遗传效应null*7.1 染色体结构变异 Chromosomal Structural Change(结构变异的形式) 一、缺失(deficiency) 二、重复(duplication) 三、倒位(inversion) 四、易位(translocation)最早在黑腹果蝇中发现null*多色荧光可检测染色体结构的改变null*结构变异的形成：断裂—重接使染色体产生折断的因素： 自然：温度剧变、营养生理条件异常、遗传因素等； 人为：物理射线与化学药剂处理等。 染色体折断的结果： 正确重接：重新愈合，恢复原状； 错误重接：产生结构变异； 保持断头：产生结构变异。 结构变异的基本类型：缺失、重复、倒位、易位。 类型、形成与特点； 细胞学特征与鉴定； 遗传效应。null*该部分相关术语： 缺失杂合体 缺失纯合体 中间缺失 末端缺失染色体上部分片段的丢失。 原因：断裂后没有重接。一、缺失(deficiency)null*一次断裂后没重接，无着丝粒片段丢失。（1）末端缺失（terminal deletion）1. 缺失的类型该类型较少见null环状染色体（ring chromosome，r） 同一条染色体双末端缺失形成环状染色体null双着丝粒染色体(dicentric chromosome,dic) 断裂融合桥：双着丝粒染色体分裂后期，由于纺垂丝牵引，引起染色体桥不同部位断裂。两条染色体末端缺失形成双着丝粒染色体端粒功能失调与染色体断裂-融合-桥周期在头颈部鳞状细胞癌的研究 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，出现融合桥的细胞占22％。 （2） 中间缺失（intercalary deletion）*（2） 中间缺失（intercalary deletion）两次断裂后两个断点重接，无着丝粒的中间片段丢失。该类型常见缺失环（deletion loop）*缺失环（deletion loop）中间缺失后，减数分裂联会的时候能形成缺失环（互补环）。为何出现缺失环？减数分裂联会时的缺失环*减数分裂联会时的缺失环果蝇唾腺染色体的缺失圈2. 缺失的遗传效应*2. 缺失的遗传效应（1）致死缺失的片段太大，或同源染色体都发生了缺失，往往造成无法存活。（2）异常表型小片段的缺失虽不致死，但造成表型异常。例如人类的猫叫综合征（cat cry syndrome / cri-du-chat syndrome）1963年Jerome LeJeune首先报道此病。null*哭声像猫叫，智力底下，发育迟缓，小头，满月形脸，眼距宽，耳位底，常伴有先天性心脏病。1964年证实是第5号染色体短臂部分缺失。概率五万分之一（3）拟显性（pseudo-dominant）*（3）拟显性（pseudo-dominant）一条染色体上的显性基因缺失，导致同源染色体上的隐性等位基因（非致死）表现效应。Aaa表现A的性状表现a的性状null*缺失的遗传效应缺失区段上基因丢失导致： 基因所决定、控制的生物功能丧失或异常； 基因间相互作用关系破坏； 基因排列位置关系改变。 缺失对生物个体危害程度的影响因素： 缺失区段的大小； 缺失区段所含基因的多少； 缺失基因的重要程度； 染色体倍性水平。缺失纯合体： 致死或半致死。 缺失杂合体： 缺失区段较长时，生活力差、配子(尤其是花粉)败育或竞争不过正常配子； 缺失区段较小时，可能会造成假显性现象或其它异常现象。null*3. 缺失的应用常用来研究基因的功能、调控元件的部位、蛋白质的结合位点等。例如寻找E. coli的复制起始区。null*4 缺失的细胞学鉴定无着丝粒断片: 最初发生缺失的细胞在分裂时可见无着丝粒断片。 缺失环(环形或瘤形突出)； 中间缺失杂合体偶线期和粗线期出现； 二价体末端突出: 顶端缺失杂合体粗线期、双线期，交叉未完全端化的二价体末端不等长。 注意： 较小的缺失往往并不表现出明显的细胞学特征； 缺失纯合体减数分裂过程也不表现明显的细胞学特征。null*二、重复(duplication)重复：一条染色体上某部分出现两份或两份以上。 该部分相关术语： 重复染色体； 重复杂合体(duplication heterozygote)； 重复纯合体(duplication homozygote) 。null*1. 重复的类型（1）顺接重复（tandem duplication）重复的片段上的基因顺序与原先相同。ABCDEABCDECD顺接重复（2）反接重复（reverse duplication）*（2）反接重复（reverse duplication）重复的片段上的基因顺序与原先相反。ABCDEABCDECD反接重复null*（3）替位重复（dispalced duplication）重复区段出现在其它染色体上。RSTUVABCDEDC替位重复null*2. 重复产生的原因主要是由于染色体不等交换（unequal exchange）造成的。3. 重复的遗传效应*（1）多拷贝基因（gene redundancy）如：rRNA基因单个基因不足以满 足细胞代谢的需要。E. coli: 5-10 copies; Droshophila: 130 copies3. 重复的遗传效应（2）异常的表型效应*（2）异常的表型效应如：果蝇的Bar eye（X-连锁显性）1920年，Alfred H. Sturtvent和Thomas H. Morgan发现了这种突变。① 表型与基因型正常野生型： 复眼椭圆形，由约800小眼构成。B+/B+ 纯合体Bar眼：B/B 长棒状，由约70小眼组成。② Bar眼的原因*② Bar眼的原因10年后, Calvin Bridges和Herman J. Muller比较野生型和Bar眼果蝇的多线染色体，发现Bar眼是由于16A区重复造成的。null*重度榜眼纯合榜眼杂合榜眼纯合正常异常行为？（3）重复在进化中的作用*（3）重复在进化中的作用重复是新基因的产生的关键。1970年，Susumo Ohno在他的专著Evolution by Gene Duplication中提出：如：（肌钙蛋白）基因家族（gene family）中某些成员的产生。null*大鼠的两种肌钙蛋白null*大鼠的两种肌钙蛋白W、X、Z 三外显子基因序列重复null*4.重复的细胞学鉴定重复圈(重复区段联会时被排挤)； 染色体末端不配对突出； 若为重复纯合体，则形成的二价体比正常的长。 注意： 1. 重复圈与缺失圈的区分； 2. 当重复区段很短； 3. 重复纯合体。null*5.重复的遗传效应重复对个体综合表现的影响： 重复区段内的基因重复，影响基因间的平衡关系； 会影响个体的生活力(影响的程度与重复区段的大小有关)。 剂量效应(dosage effect)： 果蝇眼色遗传的剂量效应，红色(V+)对朱红(V)为显性； 杂合体(V+V)表现为红色； 但(V+VV)的表现型却为朱红色。 位置效应(position effect)： 果蝇眼面大小遗传的位置效应； 位置效应的意义。null*三、倒位(inversion)倒位指一条染色体同时发生两次断裂，其断片位置发生颠倒后再重接。null*三、倒位(inversion)1.倒位的类别 臂内倒位(paracentric inversion)； 臂间倒位(pericentic inversion)。 相关术语 倒位染色体 倒位杂合体(inversion heterozygote) 倒位纯合体(inversion homozygote)null*臂内倒位（paracentric inversion）null*臂间倒位（pericentric inversion）臂内倒位与臂间倒位的区别：倒位区段内含不含着丝粒。null*2. 倒位的形成 同一条染色体内的交叉、切割与重接null*3.倒位的细胞学鉴定倒位杂合体减数分裂前期 倒位区段过长 倒位区段较短时—倒位圈 臂内倒位杂合体 后期 I 桥和染色体断片 倒位圈内的交换 臂间倒位 臂内倒位 注意：区分倒位圈与缺失、重复圈的结构差异 倒位纯合体无明显细胞学特征null*倒位杂合体的联会倒位圈是2条同源染色体同时突出形成的，与缺失圈、重复圈不同。null*臂内倒位杂合体的交换双着丝粒桥随机断裂null*臂内倒位形成的“后期 I 桥”null*臂间倒位的倒位圈null*臂间倒位杂合体的交换null*4. 倒位的遗传效应（1）倒位改变了基因在染色体上的排列： 基因间距离关系发生改变； 可能引起倒位区段基因的位置效应； 倒位杂合体的基因间交换值降低： 倒位圈的结构影响联会复合体的正常形成；null*4.倒位的遗传效应 （2）倒位杂合体的部分不育现象： 倒位圈内发生交换后，产生的交换型配子(50%)含重复缺失染色单体，这类配子是不育的; 只有部分孢母细胞在减数分裂时倒位圈内会发生非姊妹染色单体间的交换； 倒位点可以当作一个显性基因位点看待，其性状表现就是倒位杂合体部分不育。 （3）倒位是物种进化的重要因素之一。 倒位可能导致新物种的产生。null*四、易位(translocation) 1.易位的类别 相互易位(reciprocal translocation) 简单易位(simple translocation)(转移) 整臂易位（whole-arm translocation ） 相关术语 易位染色体 易位杂合体(translocation heterozygote) 易位纯合体(translocation homozygote)易位：染色体上的断片位置发生了变化。null*相互易位（reciprocal translocation） 非同源染色体之间相互交换了染色体片段。荧光标记后相互易位的证据*荧光标记后相互易位的证据null*一条染色体的片段转移到另一条染色体上。单向易位（简单易位） 共需几次断裂？null*整臂易位（whole-arm translocation） 两条非同源染色体之间整个臂之间的易位，结果产生2个不同的新染色体。其中一种特殊形式称为罗伯逊易位（Robertsonian translocation）null罗伯逊易位（Robertsonian translocation）发生于近端着丝粒染色体之间的特殊易位方式。 短臂粘接成一条小染色体（往往丢失）着丝粒融合是动物核型进化的普遍形式。2. 易位产生的原因*2. 易位产生的原因染色体断裂后交换重接。null*3.易位的细胞学鉴定易位纯合体与简单易位 相互易位杂合体： 粗线期形成罕见的十字形配对 细胞学图 终变期的四体环或四体链 十字形配对结构发生交叉端化后所形成的大环结构(常用○4表示)，或链状结构(用C4表示) 中期I的8字形或圆环形 十字形配对结构的交替式和相邻式分离null*易位杂合体粗线期十字形配对null*易位杂合体的联会和分离邻近分离交替分离4. 易位的遗传学效应*4. 易位的遗传学效应（1）导致基因异常表达慢性粒细胞白血病（CML）的费城染色体（Ph染色体），是9和22号染色体易位后形成的小染色体。医院诊断慢性骨髓性白血病的特异性标志染色体。 导致bcr-abl 基因融合。甚至激活癌基因。null*费城染色体Burkitt’s 淋巴瘤(lymphoma)*Burkitt’s 淋巴瘤(lymphoma)Burkitt’s 淋巴瘤中8和14易位使c-myc 基因被置于抗体基因的增强子附近。null*4. 易位的遗传学效应*（2）假连锁现象： 两对染色体上原来不连锁的基因，若靠近易位结合点，则使原来基因的组合受限制，出现假连锁。 （3）连锁关系改变： 一般易位基因总量不变，而引起连锁关系变化，基因间连锁关系和位置效应变化，基因重组值降低，十字形结构影响联会复合体中交换的正常形成。 （4）易位与生物进化和新物种形成 相互易位纯合体可以保存形成的新的连锁群关系 易位可能导致染色体融合，引起染色体数目变异 4. 易位的遗传学效应THANK YOU!THANK YOU!