第二十二染色體畸變

1、第二十二章 染色體畸變 畸變畸變（chromosome aberrations） 第一節(jié)第一節(jié) 斷裂愈合和交換學(xué)說(shuō)斷裂愈合和交換學(xué)說(shuō)（breakage- reunion hypothesis） 重建（restitution） （1）缺失（deletion或deficiency） （2）重復(fù) (duplication) （3）倒位（inversion） （4）易位（translocation） 結(jié)構(gòu)雜合體結(jié)構(gòu)雜合體（structral heterozygote） 結(jié)構(gòu)純合體結(jié)構(gòu)純合體(structral homozygote)。 染色體結(jié)構(gòu)變異能導(dǎo)致4種遺傳效應(yīng)： (1) 染色體重排染色體重排（

2、chromosomal rearrangements） （2）核型的改變核型的改變 （3）形成新的連鎖群形成新的連鎖群 （4）減少或增加染色體上的遺傳物質(zhì)減少或增加染色體上的遺傳物質(zhì) 第二節(jié)第二節(jié) 染色體結(jié)構(gòu)的改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)的改變 缺失（缺失（deletion） 1.末端缺失末端缺失（terminal deletion） 雙著稱點(diǎn)染色體雙著稱點(diǎn)染色體 環(huán)狀染色體環(huán)狀染色體（ring chromosome） 斷裂融合橋斷裂融合橋（breakage fusion bridge） 2. 中間缺失中間缺失（interstitial deletion） 1 (a)末端缺失 斷裂 1 2 3 丟失 1 2

3、 3 4 5 6 末端缺失 自我連接 斷裂融合橋 雙著絲粒染色體環(huán)狀染色體 平衡易位 2 (b) 中部缺失 1 2 3 丟失 1 2 3 斷裂 1 3 2 中部缺失 圖 22-1 染色體缺失的類型及異常染色體的形成 產(chǎn)生缺失的原因： 1.染色體損傷后產(chǎn)生斷裂（末端缺失）或非重建性愈合（中間缺失）會(huì)直接產(chǎn)生缺失或形成環(huán)狀染色體，經(jīng)斷裂融合橋而產(chǎn)生缺失和重復(fù) 2.染色體紐結(jié) 3.不等交換：（unequal crossing over） 4.轉(zhuǎn)座因子可以引起染色體的缺失和倒位 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 紐結(jié) 1 斷裂 重接 圖 22-2 染色體紐結(jié)產(chǎn)生中間缺失 （三）缺失的遺傳

4、效應(yīng) 1.致死或出現(xiàn)異常 貓叫綜合征貓叫綜合征（cri-du-chat syndrome,或cat cry syndrome）是lejeune等在1963年首先報(bào)導(dǎo)了三例，患兒的哭聲似貓叫，故得名。它是由于5號(hào)染色體短臂缺失（5p-）所致,因而又稱5p- 綜合征，發(fā)病率約為1/5萬(wàn)，女性多于男性，并有生長(zhǎng)和智能發(fā)育不全。 2.擬顯性（pseudo-dominante） (四)缺失的應(yīng)用： x+xn xwy 紅眼 白眼 + n w 紅眼 白眼 缺刻翅 正常翅x+xw xw xn x+ y xny + w n + n 紅眼 白眼 紅眼 死亡正常翅 缺刻翅 正常翅 圖 22-7 缺失引起白眼基因的擬

5、顯性表達(dá) 二二 重復(fù)重復(fù) (一) 重復(fù)的類型 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 3 4 5 6 順接重復(fù) 1 2 3 4 4 3 5 6 反接重復(fù) 1 3 4 2 3 4 5 6 異臂重復(fù) 1 2 3 4 a b 5 6 移位重復(fù) 圖 22- 重復(fù)的類型 (二)重復(fù)的產(chǎn)生 1.斷裂-融合橋的形成： 2.染色體紐結(jié)： 3.不等交換： 4.非同源性重組 5.易位的產(chǎn)物 6.轉(zhuǎn)座效應(yīng) 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 3 4 1 2 4 .位置效應(yīng)位置效應(yīng)（position effect） 穩(wěn)定位置效應(yīng)穩(wěn)定位置效應(yīng)（stable position effect）， s s型位置效應(yīng)型

6、位置效應(yīng) 花斑位置效應(yīng)花斑位置效應(yīng)（variegated position effect） v v型位置效應(yīng)型位置效應(yīng)果蠅眼色的花斑效應(yīng)三三 . . 倒位倒位(一) 倒位的類型 臂內(nèi)倒位臂內(nèi)倒位（pracentric inversion） 臂間倒位臂間倒位（pericentric inversion）(二) 倒位的產(chǎn)生 (1) 染色體紐結(jié)、斷裂和重接 (2) 轉(zhuǎn)座因子可引起染色體倒位 (3) 自發(fā)倒位: 沙門(mén)氏細(xì)菌的相轉(zhuǎn)變 mu噬菌體的g片段的倒位1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 紐結(jié) 1 斷裂重接 2 4 31 2 3 4 1 2 3 4 4 2 4 2 3 3 圖 22-2

7、染色體紐結(jié)產(chǎn)生倒位 (二)倒位遺傳效應(yīng) 1.產(chǎn)生倒位環(huán)，抑制倒位區(qū)內(nèi)的重組，形 成假連鎖假連鎖 2.引起基因重排 (三)倒位的應(yīng)用 1.clb clb 技術(shù) 2.保存帶有致死基因的品系平衡致死 品系（balanced lethal system） 蠣殼翅（beaded ,bd） c l b + + + ? ? c l b + + + c l b + + + 棒眼 非棒眼 死亡 野生型 c l b ? + + + + + + c l b ? 棒眼 非棒眼 死亡 可顯現(xiàn)隱性突變 可供下次檢測(cè)用 和致死突變 圖 22-14 用果蠅進(jìn)行檢測(cè)隱性突變和致死突變的 clb 技術(shù) bd + + l + l

8、bd + bd + bd + + l + l bd + + l bd + + l 死亡 蠣殼翅 蠣殼翅 死亡 圖 22-15 平衡致死品系的產(chǎn)生。bd 為顯性性狀(蠣殼翅)， 但 僅純合時(shí)方致死。 四四 易位易位 (一) 易位的類型 1.相互易位相互易位（reciprocal translocation） 對(duì)稱型 非對(duì)稱型 2.2.單向易位單向易位（simple translocation） 3.3.羅伯遜易位羅伯遜易位（robertsonian translocation） 著絲粒融合著絲粒融合或整臂融合（whole-arm fusion） 4.移位移位（shift translocatio

9、n） (a) 1 2 4 5 3 1 2 3 4 5 1 3 2 4 5 (b) 1 2 3 4 1 2 4 a b c d a b c 3 d 圖 22-17 移位(a)染色體內(nèi)移位；(b)染色體間移位。 圖 22- 羅伯遜易位 (二) 易位的產(chǎn)生 1.斷裂非重建性愈合 2. 轉(zhuǎn)座因子的作用 (三) 遺傳效應(yīng) 1.位置效應(yīng) 花斑位置效應(yīng)花斑位置效應(yīng) 導(dǎo)致癌基因（oncogene）的活化 假連鎖現(xiàn)象 導(dǎo)致人類家族性染色體異常 a b a b 易位 a b a b 減數(shù)分裂 “十” 字配對(duì) a b a b 交互分離 鄰近分離 a b a b a a a b a b a b a b b b 產(chǎn)生的

10、配子是正常的和平衡 產(chǎn)生的配子都有缺失和重復(fù)，是不可育的。這些重組的類型 a-b 易位的，可存活 。a,b 或 a-b,a-a,b-b 都是不能存活的。 a，b 同在一個(gè)配子中。 圖 22-19 相互易位在減數(shù)分裂中形成了“十”字配對(duì)和四體環(huán)，不同分離的結(jié)果產(chǎn)生了假連鎖 7 9p 7 p+ 9 鄰近分離 交互分離 平衡易位親本 產(chǎn)生配子 合子 正常親本 產(chǎn)生配子 未發(fā)現(xiàn) 9p 7p+ 正常 7p+ 9p 部分單體部分三體，弱智 正常人平衡易位，攜帶者 圖 22-20 單向平衡易位的個(gè)體和正常人結(jié)婚，可能生育四種不同的后代 第三節(jié)第三節(jié) 染色體畸變的鑒別染色體畸變的鑒別一一. 多線染色體（多線染

11、色體（ploytene chromosome)的觀察的觀察二二. 染色體帶型的比較染色體帶型的比較三三. 用微鋪展法制備聯(lián)會(huì)復(fù)合體用微鋪展法制備聯(lián)會(huì)復(fù)合體 用微鋪展法制備聯(lián)會(huì)復(fù)合體用微鋪展法制備聯(lián)會(huì)復(fù)合體第四節(jié)第四節(jié) 染色體數(shù)目的改變?nèi)旧w數(shù)目的改變 一. 整倍體（enpeoid） 一倍體(monoploid number(x) 單倍體(haploid) 二倍體（diploid） 三倍體（triploid） 四倍體（tetraploie） 多倍體（ployploid) 同源多倍體（autopolyploids） 異源多倍體（allopolyploids）煙草2倍體，4倍體和8倍體葉片表皮細(xì)胞的

12、比較2倍體和4倍體葡萄的比較 二 非整倍體非整倍體 二倍體又可稱為 雙體雙體（disomy） （2n） 缺體缺體（nullisomy) 2n-2，又稱為零體零體 單體單體（monosomy）2n-1, ） 三體（三體（trisomytrisomy），），2n+1） （1）21-三體即down氏綜合征; （2）18-三體，即edward綜合征; （3）13-三體，即patau綜合征; 雙三體（double trisomy）,2n+1+1 羅伯遜易位 減數(shù)分裂 羅伯遜易位親本 產(chǎn)生配子 合子 正常親本 產(chǎn)生配子正常配子 21-三體 21-單體 14-三體 表型正常的 14-單體 攜帶者 正常個(gè)體

13、圖 22-2 人類 21，14 染色體羅伯遜易位的個(gè)體其減數(shù)分裂有三種分離的方式，當(dāng)和正常人婚配可能 產(chǎn)生 21-三體，21-單體，14 三體，14 單體，攜帶者和正常人，形成了家族性染色體異常。 表 22-2 母親年齡和 21-三體發(fā)生率的關(guān)系母親的年齡21-三體發(fā)生率291/300030-341/60035-391/28040-441/7045-491/40 母親年齡的頻率分布（） 40 正常群體 down s 綜合征 30 患兒的母親 20 10 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 母親的年齡 圖 22- down s 綜合征患兒的母親的年齡頻率分布和 正常人群年齡

14、頻率分布的比較 t.turgidum aabb 7+7 aa t.monococcum (2n=28) (2n=14) 14+7 7+7 7+7 t.aestivum (2n=42) 14 aabbdd 14 7+7 7+7 t.searsii bb 14 dd t.taus (2n=14) (2n=14) 圖 22-38 小麥屬(tyiticum)中，幾種野生小麥和普通小麥的染色體組分析 2 個(gè)二價(jià)體 1 個(gè)四價(jià)體 單價(jià)體 + 三價(jià)體 圖 22-34 同源多倍體減數(shù)分裂時(shí) 4 條同源染色體可能的配對(duì)形式及分離 傘花山羊(a.umbellulata) 二粒小麥(t.dicoccoides) c

15、c aabb 不育雜種 abc 染色體加倍 普通小麥 (t.aestivum) 異源多倍體 aabbdd aabbcc 雜種 普通小麥 aa bb c d 回交 aa bb dd 配子 配子 某些配子：a b d +幾條 c 染色體 a b d 選擇： aa bb dd + 抗性染色體 誘變 小麥 aa bb dd 經(jīng)照射后的花粉 選育成抗性 aa bb dd 染色體上含抗性基 圖 22-37 e.r.sears 培育具有抗銹病小麥的技術(shù)路線 培養(yǎng)成單粒小麥 一種野生二倍體小麥 一種野生二倍體小麥 aa (t.monococcum) 可能 ( t.searsii ) aa bb a b (2) 一種野生四倍體小麥 (t.turgidum) aa bb 一種野生二倍體小麥 經(jīng)一萬(wàn)年栽培成二粒小麥 dd aa bb a b d (2 約 8 千年前) 六倍體小麥 (t.aestivum) aa bb dd 圖 22-33 現(xiàn)在的六培體小麥可能的演化途徑 (引自 griffiths a.j.f.et alan introduction to genetic analysis5th ed. 1993, fig.9.12.) 花椰菜(2n=18) (b.oleracea) n=9 n=9 阿比西尼亞芥菜(2n