第四章 染色体分带命名法及多态性

第四章 染色体分带命名法及多态性 第一节 命名符号和缩写术语 在1960年丹佛会议上，主要根据染色体的长度和着丝粒的位置，将人类的46条染色体编为1-22号和XY，这样，22对+XY则代表男性的染色体组成，22对+XY则代表女性的染色体组成; 在1963年伦敦会议上，主要确认了按形态将染色体分为A-G七个组的分类法 在1966年芝加哥会议上提出了描述人类染色体组成及其异常的命名体制。 1968年在瑞典工作的Caspersson等发表了第一张用二盐酸喹吖因染色的植物染色体的荧光显带照片，并迅速将这一研究扩展到人类染色体。 于1971年9月在巴黎召开了第四届国际人类细胞遗传学会议，制定了人类显带染色体的命名体制和模式图。 1977年在斯德哥尔摩开会，将历届会议有关人类染色体命名法的统一为“人类染色体命名的国际体制”;缩写为“ISCN”(1978)。 , 1977年在斯德哥尔摩开会，将历届会议有关人类染色体命名法的报告统一为“人类 染色体命名的国际体制”;缩写为“ISCN”(1978)。 , 70年代中期，以Dutrillaux(1975)，Yunis(1976)为代表的一些科学家，选择适当 的时期向细胞培养物中加入有关药物，阻抑细胞于S期，然后解除阻抑，获得早期 有丝分裂细胞，使染色体显现的带纹成倍增加。人类细胞遗传学命名委员会于1981 年5月在巴黎召开会议，制定了人类细胞遗传学高分辨率显带染色体命名的国际体 制。 第二节:非显带染色体的命名 正常核型和染色体畸变 1. 正常核型: 46,XX—正常女性,46条染色体,二条X染色体 46,XY—正常男性,46条染色体,一条X染色体和一条Y染色体 2. 染色体数目畸变 45,x—45条染色体,一条x性染色体。 47,xxY—47条染色体,性染色体xxY。 45,xx, -c—45条染色体,丢失了一条C组染色体。 48,xxY,+G—48条染色体,性染色体为xxY,多一条G组染色体。 47,xY+21—47条染色体,性染色体为xY,多一条21号染色体。 46,xY,+18,-21—46条染色体,性染色体为xY,多一条18号染色体,丢失了一条21号染色体。 45,xx,-,8—45条染色体,性染色体为xx,丢失了一条染色体,可能是第8号。 非整倍体变化一般用2n表示二倍体的染色体数，而(2n+1)和(2n-1)则分别表示三倍体和单体。详细表示法: 47，xY+21—多一条21号染色体。 46，xY+18，-21—多一条18号染色体，少一条21号染色体。 例:三倍体变化: 69，xxY;—69条染色体,性染色体为xxY，多了一倍的染色体。 70，xxY，+G—70条染色体，性染色体为xxY，多了一倍染色体，多了一条G染色体。 四倍体变化依次类推命名 嵌合体或异源嵌合体(来自不同合子的细胞系)中: 不同细胞系的染色体“组成”按数目次序列出，并用斜线分开，例如:mos45，X/46 xY---具有两个细胞系的嵌合体。一个细胞系有45条染色体，有一条x染色体;另一个细胞系有46条染色体，性染色体为xY。 Chimares(chi46, xx/46, xY)具有xx和xY细胞系的异源嵌合体。 在一般情况下，三联字mos和chi只用于任一报告的最初描述中，之后可用简单的核型表示。 3. 染色体结构畸变 在描述复杂的结构畸变时，首报时应写全，以后则用缩写，只要在完整符号之后立即明确含义即可。 46,x Y,19+—46条染色体的男性核型,1号染色体的长臂有增加 47,x Y,+14P—47条染色体的男性核型,包括一条额外的14号染色体，其短臂的长度有增加 臂间倒位 用一括号加写p+q-或p-q+，括号前加缩写inv例如，inv(Dp+q-)。D组一染色体发生臂间倒位。 易位 用字母t表示，所涉及的染色体放在括号内。 例如,46,x Y,t(BP-;Dq+)或46,x Y+(BP+;Dq-),及在B组某号染色体的短臂与D组染色体的长臂之间有平衡的相互易位。 46，x ，t(x q+; 16 p-)，既女性的一条x染色体长臂与一条16号染色体短臂之间有平衡的相互易位。 46，x，t(x q+; 16 p-)，既女性的一条x染色体长臂与一条16号染色体短臂之间有平衡的相互易位。 46，x，t(Y p+;16 p-)既男性的Y染色体短臂与一条16号染色体短臂之间有平衡的相互易位。 45，x x，-D，-G，+ t(D qG q)，既具有45条染色体，性染色体为x x，一条D组和一条G组染色体通过着丝粒融合而成为一条易位染色体，由于仅有一个着丝粒，故分号可省略。 46，x x，-D，-G，+ t(D p G p)，既在一条D组和G组染色体间发生了相互易位，所形成的一条小染色体是t(D p G p)。 如果已经知道特定的染色体是从母亲或父亲传递而来的，就可用缩写词mat或pat表示。 例如:倘若父亲是一个平衡的相互易位者，既46，x Y，t(B p-;D q+);而他的畸形的儿子继承了两条异常染色体中的一条，那么这个儿子的核型可写成: 46，x Y，B p- pat或46，x Y，D q+ pat。 若这个儿子继承了易位中的二条染色体，其核型可表达为46，x Y，t(B p-;D q)pat， 既与父亲是一个平衡的相互易位者。 环状染色体—用字母r表示 例如:46，xx，r(16)，既具有46条染色体，包括一条环形16号染色体的女性。 等臂染色体—用字母i表示 例如:46，x，I(16)，既具有46条染色体的女性，包括一条x染色体长臂的等臂染色体 双着丝粒染色体 用dic表示。如:46，x，dic(Y)，既具有46条染色体，含有一条双着丝粒的Y染色体。 第三节 显带染色体的命名 染色体带 1、界标、带和区的定义 染色体标本经过某种特殊的处理或特异的染色后，其上显示出一系列连续的明、暗或深、浅不同的带纹，谓之带(band)。 为了命名的方便;以着丝粒，末端和两臂上所显出的某些显著的带作为界标(band mark)。 2. 界标和带的模式图: 参阅《人类染色体》一书P18，P148-P149(表6-3) 注意:如果整个染色体或染色体臂被略去，这表明该染色体两个臂或有关的那个臂上， 从着丝粒到染色体臂的末端之间只有一个区。 3. 界标和带的再分 随着技术的发展，作为界标的带和一个普通的带都可能被再划分为亚带和次亚带。其命名法是在原来带名之后加一个小数点，接着依着丝粒到臂端的次序将亚带或次亚带编号。 ?、染色体结构的变化 1. 染色体重排 t(18)，inv(2)，用一个字和三联字符号表示重排(既结构发生了改变)的染色体。把这种变化中涉及的染色体号数，放在识别重排类型的符号后面的括号内。 T(x:3)，t(z;5)，两个或两个以上的染色体发生了变化，则用分号(;)将它们的符号分开;如果重排染色体中的一个是性染色体，那就把它放在前面。 a. 易位 用符号t表示 , Yob:罗泊逊易位，tan:串联易位, Yep:相互易位，dic:双着丝粒染色体的易位 b. 三断裂重排 三断裂重排的结果是染色体片段发生移位(shift)、插入和转位(transposition)。 dir ins表示正位插入，inv ins表示颠位插入 断裂重排时，染色体断裂处有时发生在两个连续的带上， 例:则断裂用两个染色带的号数表示，中间用“或”字分开，如:1q23或24，表示断裂发生 在第1号染色体长臂的2区3带或4带上。 1p1:表示断裂位于1个区，不能肯定到一个特点带上，就只写区号。 1q2或3:断裂点位于2区或3区。 对于每一类型重排均列出简式表达，随后列出繁式表达然后加以简要说明 a 等臂染色体 46,x,i(xq)—简式; 46,x,i(x)(qter—cen—qter)—繁式 b 末端缺失 46，xx，del(1) (q21) 简式 46，xx，del(1) (pter—q21:) 繁式 c 中间缺失 46，xx，del(1)(q21 931) 46，xx，del(1)(pter—921::931—pter) d 臂内倒位 46，xY，inv(2)(p13p24) 46，xY，inv(2)(pter—p13::p24::p13—qter) e 臂间倒位 46，xY，inv(2)(p21 q31) 46，x Y，inv(2)(pter—p21::q31—p21::q31—qter) f 染色体片段的重复 46，x x，inv dup(2)(p23—p14) 46，x x，inv dup(2)(pter—p23::p14—p23::p23—qter g 环状染色体 46，x Y，Y(2)(p21 q31) 46，x Y，Y(2)(p21—q31) h 双着丝粒的染色体 46，x，dic(Y) (q12) 46, x, dic(Y)(pter—q12::q12—pter)或 46，x，dic(Y)(p11) 46，x，dic(Y) (qter—p11:: p11—qter) i 相互易位 46，xY，t(z: 5) (q21; q31) 46，xY，t(z: 5) (2pter—2q21:: 5q31—5qter; 5pter—5q31:: 2q21—2qter) j 罗泊逊易位 45，xx，t(13;14) (p11;q11) 45，xx，t(13;14) (13qter—13p11:: 14q11—14qter) k 整臂易位 46，xY，t(z;3)(2p3p;2q3q) 46，xY，(z;3)(2pter—cen—3pter;2qter—cen—3qter) l 一个染色体内的正位插入 46，xY，dir ins(z) (p13q21q31) 46，xY，dir ins(z) (pter—p13::q31—q21::p13—q21::q31—qter) m 一个染色体内的颠倒插入 46，xY，inv, ins (z) (p13q31q21) 46，xY，inv, ins (z) (pter—p13::q21—q31::p13—q21— ::q31—qter) o两个染色体之间的颠倒插入 46，xY, inv ins (5; z) (p14; q32q22) 46，xY, inv ins (5; z) (5pter—5p14:: 2q22—2q32:: 5p14—5pter; 2pter—2q22:: 2q32—2qter) 第四节 染色体结构的多态性 生物的染色体数目是恒定的。除了受到不良条件的刺激，会发生数目变化以外，数目一般是保持恒定的。 在正常动物群中，经常可以见到各种染色体形态的微小变异，诸如结构和带纹着色强度的差异等。这种微小的变异(minor variants)称为染色体和多态性(polymorphism)或异态性(heteromorphism)。 染色体的多态性主要表现在:两条同源染色体的形态或着色方面的不同。 多态性的一般特征和常见部位 一、一般特征 1.它们是按照孟德尔式遗传的，在个体中是恒定的，在群体中是变异的。 2.它们是集中地表现在某些染色体的一定部位。这些部位都是含有高度重复DNA的结构异染色质(constitutive heterochromatin)所在之处。 3.通常不具有明显的表型或病理学意义。否则，传统即称为染色体异常，以示区别于染色体的变异。 二、多态性的常见部位和形式 在人类染色体中，含有高度重复DNA的结构异染色质的分布是不均匀的，它集中于着丝粒、随体、次缢痕和Y染色体长臂远侧段。因此，人类染色体的异态性也集中地现在在这些部位。 1.近端着丝粒染色体(D和G组(人))的短臂和随体区。表现在短臂和随体区(实际上为短臂的次缢痕)的增长或缩短;随体的有无、增长或重复(双随体)以及这些结构的荧光强度和其它着色性的变异。 2.人类染色体的1、9、16号染色体次缢痕区表现为次缢痕区的有无或增长。着色性能的变异、易脆性和臂间倒位等。 3.一些常染色体，主要是3号和4号着丝粒异染色质的大小和荧光强度的变异。 4.Y染色体长臂远侧2/3的长度和着色生的变异。 多态性的描述和常用研究技术 一、非显带染色本的次缢痕或随体的变异的描述 次缢痕(即阴性染色区)长度或随体大小的增减，均可与其他结构改变而引起的长度增 减相区别，其表示方法是将h或s定在臂的符号和“+”和“—”号之间。 例:46，XY, 169h +指有46条染色体的男性核型，16号染色体长臂的次缢痕长度增加。 46，XY, 21s +指有46条染色体的男性核型，21号染色体的随体增大。 二、显带染色体的多态区的变异描述 简式表达:如1q9h+和13s+仍可使用，但在必要时要加上所用的技术的名称。 例:1qh+(CBG), 21s(QFQ) CBG——C带，氢氧化钡，Giemsa;QFQ——Q带，荧光，喹吖因;Q——Q带;QF——Q带，荧光;QFH——Q带，荧光， Hoechst ;33258G——G带;GT——G带，胰酶;GTG——G带，胰酶，Giemsa ;C——C带， CB——C带，氢氧化钡;CBG——C带，氢氧化钡，Giemsa;R——R带;RFA——R带，荧我，吖啶橙;RF——R一带，荧光， RHG——R带，热处理，Giemsa;RB——R带，Brdu;RBA——R带，Brdu，吖啶橙;RBG——R带，Brdu，Giemsa 繁式表达规则 : 在染色体号数前加上变异一词的缩写Var却表示多态染色体，例:Var(13)，可变区的其它情况则通过括号内的符号按下列顺序来表示:1 .染色体可变结构的位置以带纹号或字符表示，如:cen, h, s等，其后加一逗号。2，使用的显带技术。3，表示可变区的大小和染色强度的数字，数字越大表示可变区越大或染色愈强，O表示大小和强度未能定量。描述大小与描述强度的数字的大小必须相等 表:用数字描述可变区的大小和强度 大小 强度 Q带: 1(很小 1阴性(无或无几荧光) 2(小的 2 弱的 3(中等 3 中等 4(大的 4 强的 5(很大 5 辉煌 C带: 1(很小 0 强度不能确定 (同上) 三、研究多态性的技术 , 1.氮芥喹吖因荧光,带技术(,,,) , 2.,显带技术(,,,) , 3.,iemsa—,, , 4.吖啶橙荧光,带技术(,,,) , 5.核仁组织区染色(,,,) 群体中多态性的频率及应用 频率:不同生物群体，其每条染色体的多态性频率不同，但是现在人上已比较详细，而动物上报道的不多。 应用: 1.用以鉴别额外或异常染色体的来源。 2.作亲子鉴定 3.作为可遗传染色体的形态标记 4.用于基因定位