医学遗传学教案(2)

（一）X染色体失活

女性细胞中含有两条X染色体，而男性细胞中只含有一条X染色体，但女性X染色体基因的产物并不比男性多。对此，英国遗传学家Mary Lyon在1961年首先提出了“X失活假说”，或称为“Lyon假说”，其要点是：

1） 在间期细胞中，女性的两条X染色体中，只有一条X染色体有转录活性，

另一条X染色体无转录活性，呈固缩状，形成X染色质。这样，在含有XX的细胞和XY的细胞中，其X染色体基因产物的量基本相等，此称为剂量补偿。不论细胞内有几条X染色体，只有一条X染色体是具有转录活性的，其余的X染色体均失活形成X染色质。

2） 失活发生在胚胎发育早期。

3） 失活是随机的，即失活的X染色体可以来自父方也可以来自母方，但一

个细胞中的某条X染色体一旦失活，由该细胞增殖而来的所有子细胞都具有相同的失活X染色体。

X染色体的失活在遗传上和临床上有三个意义：

1） 剂量补偿：由于只有一条X染色体有活性，故男女X染色体基因产物的

量相同。

2） 杂合子表型的变异：由于X染色体失活是随机的，因此，在杂合子的女

性中具有活性的某一特征等位基因的比例就可能是不同的，结果显示出不同的表型。

3） 嵌合型：由于女性X染色体中有一条失活，所以在每一细胞中特定位点

上的两个等位基因只有一个表达。结果杂合子表现为只表达两个等位基因之一的细胞嵌合分布。在小鼠中，X染色体上带有白色和黑色毛色基因的个体表现为白色和黑色镶嵌现象。

Lyon假说可以解释许多遗传现象，但经典的Lyon假说不能解释何以XO的Turner综合征患者会有各种异常；又何以多X患者还会有各种异常，而且X染色体越多症状越严重。可见为保证正常的发育，至少在胚胎发育的某一时期需要双份X染色体基因。近几年的研究结果对Lyon假说可以作如下补充：

1、局部失活：并非所以X染色体基因都失活，例如：位于X染色体短臂末端的基因在Y染色体上有相同的基因，该区称为拟常染色体区，存在于PAR的基

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因不失活。另外，在X染色体长、短臂上都有一些基因不失活，如Xg血型基因，STS（类固醇硫酸酯酶）基因等。

2、非随机失活：1）正常的两条X染色体在胚胎外膜中父方的X染色体优先失活；2）当X染色体存在缺失时，缺失的X染色体优先失活；3）当X与常染色体平衡易位时，正常的X染色体优先失活。

3、在生殖细胞发生过程中，失活X染色体恢复活性。 （二）X染色质

1、形态：正常女性间期细胞的核膜边缘大小约1um的浓染染色质块。 2、来源：失活的X染色体 3、数目：X染色体数-1

4、临床应用：作为快速性别鉴定的手段之一。 （三）Y染色质

1、形态：男性间期细胞被荧光染料染色后在细胞核内出现的强荧光小体。 2、来源：Y染色体长臂远端部分异染色质。 3、数目：与Y染色体数相同。 4、临床应用：快速性别鉴定。 （四）性别决定与性分化 1、性别决定基因 2、性分化

性分化包括许多受遗传因素调节的发育步骤。性腺、生殖管道和外生殖器均从未分化的原始状态而来。在人类孕期第6周末，在胚胎的原基生殖细胞迁移形成初期未分化的性腺，此期的性腺可分为内部的髓质和外部的皮质。

小结

一、人类染色质的组成及结构 二、细胞分裂过程中的染色体行为

三、细胞分裂中期染色体形态结构及分类： 四、人类染色体核型和组型：

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第三章 人类染色体畸变

授课时数：2学时 教学目标

1、掌握人类染色体数目畸变的类型 2、掌握三体和单体发生机制

3、掌握常见结构畸变的发生机制及描述方式 教学重难点

1、人类染色体数目畸变的类型 2、三体和单体发生机制 授课内容

第三章 人类染色体畸变 一、染色体数目畸变

正常生殖细胞中的染色体称为一个染色体组（n），在人类n=23。正常体细胞含有两个染色体组，称为二倍体（2n）。正常二倍体在数量上（整组或整条）的增加或减少，称为染色体数目畸变。其中整组染色体的增减称为整倍性变异，个别染色体数目的增加或减少称为非整倍性变异。

（一）整倍性变异

多倍体：如果体细胞的染色体不是由两个染色体组，而是由两个以上染色体组组成，称为多倍体。

1、三倍体：细胞中有三个染色体组，核型为69，XXX或69，XXY或69，XYY。 三倍体的形成原因一般认为可能是由于：1）双雄受精，即同时有两个精子与卵子受精，可形成69，XXX、69，XXY和69，XYY三种类型的受精卵；2）双雌受精，即第二次减数分裂时，次级卵母细胞由于某种原因未形成第二极体，因此，原来应分给第二极体的那一组染色体仍留在卵子内，这样的卵子与一个精子受精后，即可形成核型为69，XXY或69，XXX的受精卵。

2、四倍体（：细胞内具有4个染色体组，临床上更罕见。

四倍体形成的原因，一是核内复制，一是核内有丝分裂。核内复制是指在一次细胞分裂中，染色体不是复制一次，而是复制两次，每条染色体形成四条染色单体。这时染色体两两平行排列在一起，其后经过正常的分裂中期、后期和末期，

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形成的两个子细胞均为四倍体细胞。核内有丝分裂是体细胞染色体正常复制一次，但至分裂中期时核膜仍未破裂消失，也无纺锤丝形成和无后期和末期的胞质分裂，结果细胞内的染色体不是二倍体而成为四倍体。

（二）非整倍性变异

1、 亚二倍体：体细胞内染色体数目少于46条。最常见的亚二倍体是单体

（monosomy），即某号染色体只有一条。如21单体的细胞内只有一条第21号染色体，核型表示为：45，XX，-21或45，XY，-21。

2、 超二倍体：细胞内染色体数目大于46条。最常见的超二倍体是三体，

即某号染色体有三条。如21三体的体细胞内含有三条21号染色体，核型表示为：47，XX，+21或47，XY，+21。

3、 非整倍体形成机理： 非整倍体的产生原因多数是在细胞分裂时，由于染

色体不分离、丢失而引起的。

1） 染色体不分离：在细胞分裂进入中、后期时，如果某一对同源染色体或

两姐妹染色单体未分别移向两极，却同时进入一个子细胞核中，结果细胞分裂后形成的两个子细胞中，一个染色体数目增多，另一个则染色体数目减少。这一过程即称染色体不分离。染色体不分离可发生于配子形成时的减数分裂过程中，称减数分裂不分离，也可发生于体细胞有丝分裂过程中，称有丝分裂不分离。

减数分离不分离：减数分裂包括两次分裂。如果后期I发生染色体不分离，所形成的成熟配子中，1/2将有n+1条染色体，1/2将有n-1条染色体，这种染色体异常的配子与正常配子受精，可产生三体（2n+1）和单体（2n-1）。如果后期II发生不分离，所形成的成熟配子中，1/2将有n条染色体，1/4将有n+1条染色体，1/4将有n-1条染色体。受精后，1/2将为二倍体（2n），1/4将为三体（2n+1），1/4将为单体（2n-1）。

有丝分裂不分离：受精卵在胚胎发育的早期阶段──卵裂期的细胞分裂中，如果发生某一染色体的姐妹染色单体不分离，将导致嵌合体的产生。嵌合体）是指一个个体同时存在两种或两种以上核型的细胞系。

嵌合体个体中各细胞系的类型和数量比例，取决于发生染色体不分离的时期。如果染色体不分离发生在受精卵的第一次卵裂时期，则将形成一个细胞系为超二倍体（47）和一个细胞系为亚二倍体（45）的嵌合体。如果染色体不分离发生在

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第二次卵裂以后，将形成三个细胞系的嵌合体（47/46/45嵌合体），而且染色体不分离发生的时期越晚，正常二倍体细胞所占比例越大，异常细胞系比例就越小，临床症状就相对较轻

2）染色体丢失：染色体丢失是细胞分裂时在中、后期过程中，某一染色体的着丝粒未与纺锤丝相连，不能被牵引至某一极参与新细胞核的形成；或某一染色体在向一极移动时，由于某种原因引致行动迟缓，发生后期延迟，也不能参与新细胞核的形成，滞留在细胞质中，最后分解消失，结果某一细胞即丢失了一条染色体而成为亚二倍体。

二、染色体结构畸变

（一）染色体结构畸变产生基础

导致染色体发生结构畸变的基础是断裂及断裂后的重接。如果一条染色体发生了断裂，随后在原位重接，称为愈合或重建，将不引起遗传效应。如果染色体发生断裂后，未在原位重接，这就引起染色体结构畸变。

（二）染色体结构畸变的描述方法：染色体结构畸变的表示方法有两种 1、简式：在这一方式中，染色体的结构畸变只用断裂点来表示。 2、繁式： 在这一方式中，对染色体的结构畸变用改变了的染色体的带纹组成来描述。

（三）常见的染色体结构畸变 1、末端缺失 2、中间缺失

3、环状染色体，在中、后期就会形成带有两个着丝粒的大的环状染色体。因后期着丝粒向不同的方向迁移，染色体环就会被拉断。如果断裂是不对称的，则两个子细胞中某些区段或是丢失或是重复。

4、相互易位 5、罗伯逊易位。

6、臂内倒位：某一染色体臂内发生两次断裂后，所形成的中间片段旋转180度后重接。如2号染色体短臂上的1区3带和2区4带处分别断裂，此二带之间的片段旋转180度后重接，尽管没有带的增加或减少，但带的顺序发生了改变。

7、臂间倒位：一条染色体的长臂和短臂各发生一处断裂后，断裂点之间的

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