染色體畸變結(jié)構(gòu)改變培訓(xùn)課件

1、染色體畸變結(jié)構(gòu)改變?nèi)旧w畸變結(jié)構(gòu)改變A karyotype （核型） is a photograph of the chromosomes at metaphase, when they are most easily seen.In a karyotype, the chromosomes are arranged by pairs: alterations in chromosome size (structure) or number are seen here.染色體畸變結(jié)構(gòu)改變2A karyotype （核型） is a photograNormal Human KaryotypeA

2、 normal human cell contains 46 chromosomes: 22 pairs of autosomes（常染色體）, and two sex chromosomes.染色體畸變結(jié)構(gòu)改變3Normal Human KaryotypeA normalChromosomal AbnormalitiesChromosomal abnormalities can be of two types. (1) Structural(結(jié)構(gòu)) abnormalities are caused by breaks in the chromosome being incorrectly r

3、epaired. “Ends” of broken chromosomes are very unstable in a cell. (2) Numerical(數(shù)目) abnormalities are caused by gain or loss of chromosomes.染色體畸變結(jié)構(gòu)改變4Chromosomal AbnormalitiesChromCommon Structural Abnormalities(1) Deletions (缺失)：loss of genetic material(2) Inversions (倒位): no change in the amount

4、of genetic material染色體畸變結(jié)構(gòu)改變5Common Structural AbnormalitieCommon Structural Abnormalities(3) Duplications(重復(fù)): gain of genetic material(4) Translocation(易位): no change in the amount of genetic material (if balanced)染色體畸變結(jié)構(gòu)改變6Common Structural Abnormalitie(一) Deletions 頂端缺失(Terminal Deletions )：指缺失的

5、區(qū)段位于染色體某臂的外端。 中間缺失(Interstitial Deletions )：指缺失的區(qū)段位于染色體某臂的中間。 染色體畸變結(jié)構(gòu)改變7(一) Deletions 染色體畸變結(jié)構(gòu)改變7染色體畸變結(jié)構(gòu)改變8染色體畸變結(jié)構(gòu)改變8(1)無著絲粒斷片：最初發(fā)生缺失的細胞在分裂時可見落后染色體無著絲粒斷片，(2)頂端缺失 有絲分裂出現(xiàn)因斷裂融合雙著絲粒染色體后期染色體橋。 減數(shù)分裂聯(lián)會時，有未配對的游離區(qū)段。(3)中間缺失 減數(shù)分裂染色體聯(lián)會時形成缺失環(huán)。注意：較小的缺失往往并不表現(xiàn)出明顯的細胞學(xué)特征；缺失純合體減數(shù)分裂過程也無明顯的細胞學(xué)特征。缺失的細胞學(xué)鑒定染色體畸變結(jié)構(gòu)改變9(1)無著絲粒

6、斷片：最初發(fā)生缺失的細胞在分裂時可見落后染色體缺失的細胞學(xué)特征染色體畸變結(jié)構(gòu)改變10缺失的細胞學(xué)特征染色體畸變結(jié)構(gòu)改變10斷裂(breakage)融合(fusion)橋(bridge)頂端缺失的形成(斷裂)復(fù)制姊妹染色單體頂端斷頭連接(融合)有絲分裂后期橋(橋)新的斷裂染色體畸變結(jié)構(gòu)改變11斷裂(breakage)融合(fusion)橋(brid玉米缺失雜合體粗線期缺失環(huán)染色體畸變結(jié)構(gòu)改變12玉米缺失雜合體粗線期缺失環(huán)染色體畸變結(jié)構(gòu)改變12果蠅唾腺染色體的缺失環(huán)染色體畸變結(jié)構(gòu)改變13果蠅唾腺染色體的缺失環(huán)染色體畸變結(jié)構(gòu)改變13(1)缺失的后果 打破了基因的連鎖平衡，破壞了基因間的互作關(guān)系，基因

7、所控制的生物功能或性狀可能喪失或異常。(2)缺失的危害程度 取決于缺失區(qū)段的大小、缺失區(qū)段所含基因的多少、缺失基因的重要程度、染色體倍性水平。 缺失純合體致死或半致死 缺失雜合體缺失區(qū)段較長時，生活力差、配子(尤其是花粉)敗育或育性降低；缺失區(qū)段較小時，可能會造成假顯性現(xiàn)象或其它異?，F(xiàn)象(貓叫綜合癥)。 缺失的遺傳學(xué)效應(yīng)染色體畸變結(jié)構(gòu)改變14(1)缺失的后果 缺失的遺傳學(xué)效應(yīng)染色體畸變結(jié)構(gòu)改變1缺失雜合體的假顯性現(xiàn)象染色體畸變結(jié)構(gòu)改變15缺失雜合體的假顯性現(xiàn)象染色體畸變結(jié)構(gòu)改變15Micro Deletions（教材下冊p8 ）Some genetic syndromes are caused

8、 by very small deletions in the chromosome in human.These syndromes have been useful in locating genes involved in specific processes.“Cri du Chat” (cry of the cat) is caused by a small deletion at the tip of chromosome 5 in human.染色體畸變結(jié)構(gòu)改變16Micro Deletions（教材下冊p8 ）Some g1 in 50000 newborns5p Syndro

9、me (Cat Cry syndrome)CharacteristicsRound, moon-shaped face“Cry of the cat”Varying degrees of mental retardationLow set ears染色體畸變結(jié)構(gòu)改變171 in 50000 newborns5p Syndrom染色體畸變結(jié)構(gòu)改變18染色體畸變結(jié)構(gòu)改變18染色體畸變結(jié)構(gòu)改變19染色體畸變結(jié)構(gòu)改變19Cri du chat syndrome 染色體畸變結(jié)構(gòu)改變20Cri du chat syndrome 染色體畸變結(jié)構(gòu)改變(二)Duplication的細胞學(xué)特征a b c d e

10、f g e f g a b c d e f染色體畸變結(jié)構(gòu)改變21(二)Duplication的細胞學(xué)特征a b 重復(fù)的遺傳學(xué)效應(yīng)重復(fù)對基因平衡的影響：擾亂了生物體本身基因固有的平衡體系，影響了個體的生活力。有害程度：取決于重復(fù)區(qū)段基因數(shù)量的多少及其重要性，與缺失相比，有害性相對較小，但若重復(fù)區(qū)段過長，往往使個體致死。對育性的影響：重復(fù)雜合體一般敗育，重復(fù)純合體會產(chǎn)生“劑量效應(yīng)(dosage effect)”。染色體畸變結(jié)構(gòu)改變22 重復(fù)的遺傳學(xué)效應(yīng)重復(fù)對基因平衡的影響：擾亂了生物體本身基因果蠅復(fù)眼的小眼組成數(shù)目的劑量效應(yīng)Duplication may be caused by unequal

11、crossover in meiosis.染色體畸變結(jié)構(gòu)改變23果蠅復(fù)眼的小眼組成數(shù)目的劑量效應(yīng)Duplication ma（三）Inversion(1)臂內(nèi)倒位(Paracentric inversion)：指倒位發(fā)生在染色體的某一臂內(nèi)，又稱為一側(cè)倒位。 (2)臂間倒位(Pericentic inversion)：指倒位發(fā)生在兩臂之間（含著絲粒），又稱為兩側(cè)倒位。 染色體畸變結(jié)構(gòu)改變24（三）Inversion(1)臂內(nèi)倒位(Paracentri染色體畸變結(jié)構(gòu)改變25染色體畸變結(jié)構(gòu)改變25Inversion Loop Inversions do not change the genetic

12、content of a cell, however they have consequences for meiotic products (gametes)Top: diagram of inversion loopBottom: EM micrograph of inversion loop during meiosis in a mouse cell染色體畸變結(jié)構(gòu)改變26Inversion Loop Inversions do nInversion Loop （倒位環(huán)）Chromosomes with inverted regions can form “inversion loops

13、” when pairing occurs during meiosis.染色體畸變結(jié)構(gòu)改變27Inversion Loop （倒位環(huán)）ChromosomeParacentric Inversion Crossover A crossover involving a paracentric inversion (when the centromere is not in the inverted region) produces altered chromosomes. One product has no centromere (acentric), one has two centrome

14、res (dicentric).染色體畸變結(jié)構(gòu)改變28Paracentric Inversion CrossovePericentric Inversion Crossover A crossover involving a pericentric inversion (when the centromere is in the inverted region) produces altered chromosomes. One product has gained genetic material (a duplication), one has lost genetic material

15、(a deletion).染色體畸變結(jié)構(gòu)改變29Pericentric Inversion CrossoveDicentric Chromosomes are UnstableDicentric chromosomes can be formed from crossovers involving inversions, or in mitotic cells by “healing” of broken ends.Dicentrics undergo a cyclic “breakage-fusion-bridge” during repeated cell divisions.染色體畸變結(jié)

16、構(gòu)改變30Dicentric Chromosomes are Unst 倒位的細胞學(xué)鑒定細胞學(xué)特征 同源染色體聯(lián)會時： 倒位區(qū)段過長倒過來，其余游離 倒位區(qū)段較短正常部分配對，其余不配對 倒位區(qū)段適中形成倒位環(huán)注意:區(qū)分倒位環(huán)與缺失、重復(fù)環(huán)的結(jié)構(gòu)差異, 倒位純合體無明顯細胞學(xué)特征染色體畸變結(jié)構(gòu)改變31 倒位的細胞學(xué)鑒定細胞學(xué)特征染色體畸變結(jié)構(gòu)改變31染色體畸變結(jié)構(gòu)改變培訓(xùn)課件 倒位的遺傳效應(yīng)（2）對育性的影響：倒位雜合體倒位環(huán)內(nèi)發(fā)生交換后，產(chǎn)生的交換型配子(50%)含重復(fù)缺失染色單體，這類配子不育。所以倒位雜合體部分不育。倒位純合的同源染色體聯(lián)會完全正常，但會產(chǎn)生“位置效應(yīng)”。倒位雜合體通過自

17、交（自群繁育），可能產(chǎn)生倒位純合體后代，這些倒位純合體后代與其原來的物種不能受精，形成生殖隔離，產(chǎn)生新的變種，促進了生物進化.自學(xué)）染色體畸變結(jié)構(gòu)改變33 倒位的遺傳效應(yīng)（2）對育性的影響：倒位雜合體倒位環(huán)內(nèi)發(fā)生交(四)Translocation(1)簡單易位(Simple translocation)(單向)：指一個染色體上的某一區(qū)段轉(zhuǎn)移到了另一非同源染色體上的現(xiàn)象，故又稱為轉(zhuǎn)移。(2)相互易位(reciprocal translocation)：指兩個非同源染色體都被折斷，兩個斷片交換重接到兩條被折斷的非同源染色體上的現(xiàn)象。 染色體畸變結(jié)構(gòu)改變34(四)Translocation(1)簡單

18、易位(SimpleWhen a part of one chromosome is relocated to another chromosome, the result is called a translocationIf parts of two chromosomes “trade places” so no genetic material is lost, it is called a reciprocal (or balanced) translocation染色體畸變結(jié)構(gòu)改變35When a part of one chromosome 相互易位的細胞學(xué)鑒定(1)相互易位雜合體

19、 同源染色體聯(lián)會時粗線期呈十字形配對終變期呈四體環(huán)（十字形配對結(jié)構(gòu)發(fā)生交叉端化后所形成的大環(huán)結(jié)構(gòu)，用4表示)或四體鏈（十字形配對結(jié)構(gòu)發(fā)生交叉端化后所形成的鏈狀結(jié)構(gòu)用C4表示)中期I呈8字形或圓環(huán)形（十字形配對結(jié)構(gòu)的交替式分離和相鄰式分離） 交替式分離:產(chǎn)生不育配子。相鄰式分離：產(chǎn)生可育配子(2)相互易位純合體：同源染色體聯(lián)會一切正常。染色體畸變結(jié)構(gòu)改變36 相互易位的細胞學(xué)鑒定(1)相互易位雜合體染色體畸變結(jié)構(gòu)改變Balanced Translocations Pair “Oddly” during MeiosisThe translocated portion of the chromoso

20、me pairs with its normal homologue in meiotic tetradsAltered segregation affects the gametes: this can be a cause of reduced fertility染色體畸變結(jié)構(gòu)改變37Balanced Translocations Pair “Depending on the segregation pattern in a single meiotic division, all of the gametes may have normal DNA content (but half h

21、ave the translocation), or all of the gametes may be defective (have duplication and deletion)Balanced Translocations can Yield Altered Genetic Content in Gametes染色體畸變結(jié)構(gòu)改變38Depending on the segregation p易位雜合體的聯(lián)會和分離染色體畸變結(jié)構(gòu)改變39易位雜合體的聯(lián)會和分離染色體畸變結(jié)構(gòu)改變39果蠅巨染色體易位圖染色體畸變結(jié)構(gòu)改變40果蠅巨染色體易位圖染色體畸變結(jié)構(gòu)改變40易位的遺傳學(xué)效應(yīng)（1）降低

22、了連鎖基因間的重組率易位改變了基因間的連鎖關(guān)系，抑制了正常連鎖群的重組；聯(lián)會的緊密程度降低。（2）易位雜合體半不育出現(xiàn)假連鎖現(xiàn)象因易位改變了基因間的連鎖關(guān)系，使本應(yīng)獨立遺傳的基因出現(xiàn)連鎖假連鎖。染色體畸變結(jié)構(gòu)改變41易位的遺傳學(xué)效應(yīng)（1）降低了連鎖基因間的重組率易位改變了1960年，Nowell 慢性粒細胞白血病(CML)核型：有“標(biāo)記性染色體”Ph染色體血液學(xué)特征 染色體畸變結(jié)構(gòu)改變421960年，Nowell 慢性粒細胞白血病(CML)核Ph染色體1960年，首先在美國費城的CML患者骨髓和外周血淋巴細胞中，發(fā)現(xiàn)一個很小的異常的近端著絲粒染色體，小于G組染色體(21、22、Y)T(9;22) (22pter22q11:9q349qter) 1973年，Rowley 采用顯帶技術(shù)證實Ph染色體der(22)(9; 22) (q34; q11.2)染色體畸變結(jié)構(gòu)改變43Ph染色體1960年，首先在美國費城的CML患者骨髓和外周血理論意義：首次證實了一種染色體畸變與一種特異性腫瘤的關(guān)系，為Boveri提出的“腫瘤染色體理論”提供了實驗證據(jù), 是腫瘤遺傳