醫學遺傳學/人體染色體

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醫學遺傳學基礎

染色體病
- 人體染色體
- 人體染色體畸變
- 染色體畸變症候群

一、人體染色體數目、結構和形態

人類體細胞具有46條染色體，其中44條（22對）為常染色體，另兩條與性別分化有關，為性染色體。性染色體在女性為XX，在男性為XY。生殖細胞中卵細胞和精子各有23條染色體，分別為22＋X和22＋Y。

染色體在細胞周期中經歷著凝縮（condensation）和舒展的周期性變化。在細胞分裂中期，染色體達到凝縮的高峰，輪廓結構清楚，因而最有利於觀察（圖2-1）。

每一中期染色體都由兩條染色單體構成，它們各含一條DNA雙螺旋鏈。兩條單體僅在著絲粒外互相連接，該處為染色體的縮窄處，故又稱為主縊痕。著絲粒是紡錘絲附著之點，在細胞分裂中染色體的運動密切相關，失去著絲粒的染色體片段通常不能在分裂後期向兩極移動而丟失，著比粒又將染色體橫向地分為兩個臂。圖2-1為中期染色體的模式圖。

根據著絲粒的位置，人類染色體可以分為三種：①近中著絲粒染色體，著絲粒位於或靠近染色體中央，將染色體分為長短相近的兩個臂；②亞中著絲粒染色體，著絲粒偏於一端，將染色體分為長短明顯不同的兩個臂；③端著絲粒染色體，著絲粒靠近一端，人類沒有真正的端著絲粒染色體（圖2-1）。

中期染體模式圖

圖2-1　中期染體模式圖

右圖；人類三種染色體：近中（a）、

亞中（b）、及端（c）著絲粒染色體

二、核型和分組

任何一條染色體重要的形態特徵是著絲料的位置和相對長度。著絲粒將染色體分為短臂（以p表示）和長臂（以q表示）。著絲粒的位置可在顯微鏡下直接觀察，精確測量。

將一個細胞內的染色體按照一定的順序排列起來所構成的圖像稱為該細胞的核型（karyotype）。通常是將顯微鏡攝影得到的染色體照片剪貼而成（圖2-2）。一個細胞的核型一般可代表該個體的核型。核型如用模式圖表示則稱為組型（idiogram）。

一個女性的未顯帶核型

圖2-2　一個女性的未顯帶核型

早期，根據染色體的長度和著絲粒位置將人類染色體順次由1編到22號，並分為A、B、C、D、E、F、G7個組。將X和Y染色體分別歸入C組和G組（圖2-2）。但據此要準確鑒別多數組內染色體的序號是困難的。

1．顯帶染色體　70年代初，瑞典細胞化學家Caspersson首先應用熒光染料喹吖因氮芥（quinacrine mustard）處理染色體標本，發現在熒光顯微鏡下每條染色體出現了寬窄和亮度不同的紋，即熒光帶，而各條染色體有其獨特的帶型，由此可以清楚地鑒別人類的每一條染色體。

用此法顯帶稱Q顯帶。後來發現將染色體標本用熱、鹼、胰酶、尿素、去垢劑或某些鹽溶預先處理，再用Giemsa染料染色，也可以顯示類似帶紋，稱為G顯帶（圖2-3）。用其它方法還可以得到與G帶明暗相反的R帶（reverse bands）和專門顯示著絲粒異染色質的C帶，以及專一顯示染色體的端粒（T顯帶）或核仁組織區　（N帶）和各種帶型。

一個男性G顯帶中中期分裂象

圖2-3 一個男性G顯帶中中期分裂象

顯帶技術不僅解決了染色體的識別問題，由於染色體上能區別許多區和帶，還為深入研究染色體的異常和人類基因定位創造了條件。

顯帶染色體模式圖和命名：為了例於交流，1971年召開的巴黎會議曾制訂了一幅顯帶染色體模式圖並對命名作了詳細的規定（圖2-4）。由圖可見，每條染色體仍以數字編號並分為短臂（p）和長臂(q)，每條臂又分為若干區和帶，次遞以數字表示，如3p14代表3號染色體短臂1區4帶。在此模式圖的基礎

顯帶染色體模式圖（巴黎會議，1971）

圖2-4 顯帶染色體模式圖（巴黎會議，1971）

上以後又制訂了人類細胞遺傳學命名的國際體制（ISCN，1978），並幾經修改。

2．高分辯顯帶染色體巴黎會議模式圖中，一套單位染色體共有332條帶。70年代後期，由於細胞同步化方法的應用和顯帶技術的改進，人們已能得到更長和帶紋更加豐富的染色體，這種染色體稱為高分辯顯帶染色體（high resolution banding）。它能提供染色體及其畸變的更多細節，有助於發現更多細微的染色體異常，使染色體結構畸變的斷點定位更加準確，因而在臨床細胞遺傳學檢查或腫瘤染色體研究以及人類基因定位中被採用。