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第九章染色体畸变 |
| 第一节 染色体结构变异 | |
| 第二节 染色体数目的改变 |
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第九章染色体畸变 |
| 第一节 染色体结构变异 | |
| 第二节 染色体数目的改变 |
第一节 染色体结构变异
一.染色体结构变异的类型
起因于染色体上基因数目变化的有:
(一) 缺失
染色体丢失了一个片段，使之位于这个片段上的基因也随之发生丢失。
(二) 重复 一个染色体上某一片段出现两份或两份以上的现象，使位于这些片段上的基因多了一份或几份。
起因于染色体上基因排列位置发生变化的有:
(三) 倒位 在同一染色体上某一片段180°的颠倒造成染色体上基因顺序的重排。
(四) 易位 一个染色体臂的一段接到另一非同源染色体的臂上的结构变化。
二.缺失
按染色体断裂的数量和位置可分为末端缺失和中间缺失。
(一)末端缺失 在染色体的长臂或短臂接近末端的一个节段发生一次断裂，造能够该染色体缺失远侧节段的现象。如果同一染色体的两臂同时发生了断裂，而余下的两臂断裂重接，便可形成环状染色体，又称着丝粒环，在肿瘤细胞中常见。
(二)中间缺失 在染色体的着丝粒一侧的短臂或长臂内发生两处断裂，产生3个节段，中间片段脱离后，近侧段(离着丝粒近)和远侧段(离着丝粒远)的断面彼此连接，形成一条有中央缺失的衍生染色体。
缺失的细胞学和遗传学效应
三.重复
染色体的某一片段在同意染色体上出现不止一次的现象称为重复。
(一)串联重复
重复片段紧接在固有的区段之后，两者的基因顺序一致。重复片段可以在染色体端部，也可以在中央，又称倒位串联重复。
(二)倒位串联重复
重复片段与固有片段衔接在一起，但重复片段中的基因排列序列相反。
重复的细胞学和遗传学效应
染色体重复与正常染色体联会时，在粗线期的染色体或唾腺染色体上会出现一个环状突起。重复的遗传学效应比缺失缓和，但若重复片段较大，也会影响个体的生活力，甚至死亡。重复可产生特定的表现效应，例如黑腹果蝇X染色体上的棒眼（Bar，B）基因。
四.倒位
一个染色体上同时出现两处断裂，中间的片段倒转180°重新连接起来随之使这一片段上的基因排列的顺序颠倒。
如果颠倒的片段包括在着丝粒在内的倒位为臂间倒位(左)，不包括着丝粒的倒位称为臂内倒位(右)。
倒位的细胞学和遗传学效应
臂间倒位和臂内倒位都以纯和状态和杂合状态存在。倒位纯合体的减数分裂完全正常，知识原来连锁群的饿基因顺序发生了改变，交换值也相应发生改变。倒位杂合体在减数分裂同源染色体联会是，因倒位片段的大小而形成不同的配对图象。
五.易位
易位是指非同源染色体之间的节段的转移所引起的染色体的重排。
相互易位 最常见的、研究最多的一种易位。两个非同源染色体中，各产生一个断裂，它们之间相互交换由断裂形成的片段。
单向易位 一条染色体的断片插入到另一条非同源染色体的非末端区段当中，实际上就是一种转座。同一染色体内插入需要有3处、断裂。其某条染色体在两处发生断裂，其中段插入同一染色体的同一臂内，也可插入不同臂内的饿一个断裂处，并借断面相互连接成一条衍生染色体。
整臂易位 两条非同源染色体之间整个(或几乎整个)臂的转移或交换，称为整臂易位。它包括：非近端着丝粒的染色体都在着丝粒区发生断裂，接着整臂易位，形成两条近端着丝粒染色体；近端着丝粒染色体和非近端着丝粒染色体之间的整臂易位。
易位的细胞学和遗传学效应
细胞学效应
相互易位的纯合体在减数分裂时配对正常，可以从一个细胞世代传到另一个细胞世代。易位杂合体，在粗线期由于同源部分的紧密配对出现富有特征性的十字形图象。随分裂的进行，十字形图案逐渐放开形成一个环形或双环形的“8”字形。减数分裂后期，染色体走向两极时表现不同的分离方式。
1.相邻分离-1 在具有环形图象细胞中，s、t的染色体与带t、w的两条邻近的染色体走向同一极，另两条邻近的染色体走向另一极，于是每一个配子分别带有正常染色体和易位的染色体，在此情况下，每个配子都有重复和缺失
。这类配子称不平衡配子。一般是致死的。
2.相邻分离-2
带s、t的染色体与带s、v 的两条邻近的染色体走向一极，期于的走向另一极，每个配子同样也带有正常染色体和易位的染色体。这类配子同样是具有重复和缺失的不平衡配子。
3.相间分离 在双环“8”字形的细胞中，两条非邻近的染色体走向一极，其他走向一极。也就是两条正常染色体走向一极，两条易位了的染色体走向另一极。所形成的配子具有完整的染色体组。
遗传学效应
1.假连锁 两对染色体上原来不连锁的基因，若靠近易位断点，由于相互易位杂合体总以相间分离方式产生可育配子，使非同源染色体上的基因间的自由组合受到严重限制，出现假连锁现象。
2.在肿瘤的分子生物学研究中。发现染色体畸变与致癌基因的表达有关。
3.易位造成花斑型位置效应。
一.染色体组与染色体倍性
染色体组(n)：一个正常配子中所包含的染色体的数，也指一个配子带有的全部基因
单倍体(n)：细胞核中含有一个完整染色体组
二倍体(2n)：细胞核中含有两个染色体组
多倍体：细胞核中含有两个以上染色体组
倍数性改变：染色体数目的变化是以染色体组为单位而增减
非倍数性改变：染色体数目的变化不是完整的倍数改变。通常以二倍体染色体数作为标准，在此基础上增减个别几条染色体。
四.人类染色体数目异常和疾病
个别染色体的数目和形态变化，与某些先天性疾病有着因果关系。
罗伯逊易位 又称着丝粒融合，是整臂易位的一种特殊方式。只发生在两条近端着丝粒的非同源染色体之间，各自其着丝粒区发生断裂，两者的长臂进行着丝粒融合形成一条大的亚中着丝粒的新的染色体，两者的短臂也可能彼此连接成一条小的染色体，含很少的基因，一般在细胞分裂的过程中消失，导致染色体数目减少，但染色体臂数不变。
二.整倍体
整倍体是指染色体数目变异呈成套数目的改变，改变后的染色体数目是整倍数的。
(一)二倍体与单倍体
(二)多倍体
同源多倍体
具有3个以上相同染色体组的细胞或个体。通常有一个体、同一纯种的染色体数目加倍而成。
产生机制：体细胞有丝分裂中，染色体已经复制而细胞不分裂；减数分裂中产生未减数的配子，两个未减数的配子受精发育成为四倍体。人工诱发多倍体主要是通过体细胞的染色体加倍，常采用秋水仙素。
异源多倍体
两个或两个以上的不相同的物种杂交，杂种经染色体加倍形成的多倍体。
三.非整倍体
非整倍体是整倍体中缺少或额外增加一条或几条染色体的变异类型。一般是由于减数分裂是一对同源染色体不分离或提前分离而形成n-1或n+1的配子，由这些配子和正常结合，或由它们相互结合便产生各种非整倍体。
双体(2n)：正常的2n个体，包括二倍体和偶数异源多倍体。
单体(2n-1)：双体中缺一条染色体，使其中的某一对染色体变为一条
缺体(2n-2)：双体缺了一对同源染色体
双单体(2n-1-1)：双体缺两条非同源染色体
三体(2n+1)：双体多一条染色体，使某一对同源染色体变为三条
四体(2n+2)：某一对同源染色体变成四条同源染色体
双三体(2n+1+1)：多两条非同源染色体
先天愚型(21三体综合征) 患儿具有特殊的颅面部畸形，头颅小而圆，枕骨扁平，眼小而眼距过宽，两眼外侧高而内侧低，脸圆，鼻扁平，口半张，舌常伸出口外，舌有龟裂，低耳位，常为通贯手，发育迟缓，智力低下，平均寿命很短，大约到10岁时已有1/3患者死亡。病因是因为多了一条小的第21号染色体。
Patau综合征(13三体综合征) 具有额外的13号染色体，记作47，XX或XY，+13，发病率约为1/5000。患者中女性明显多于男性，患儿的畸形和其他临床特征比21三体要严重，小头、兔唇和(或)腭裂、先天性心脏病、严重智力迟钝。90﹪在出生后6个月内死亡。
Edwards综合征 由于有额外的18染色体（E组)所致核型为47，XX或XY，+18。另有8﹪—10﹪的病例为48，XXX或XXY，+18，双重非整倍性。这类患儿不仅有额外的18号染色体，还有一条额外的X染色体。它会导致严重的畸形，在出生后不久死亡，平均年龄仅为71天。因为其畸形几乎遍及所有的器官系统，此外95﹪的患儿有先天性心脏病，是婴儿致死的重要原因。