遺傳的細胞學基礎（遺傳學基礎課件）

染色質(zhì)與染色體染色質(zhì)的分類、分子結(jié)構(gòu)Lyon假說、臨床意義人類染色體ChromatinAndChromosome第二章基因與染色體第一節(jié)染色質(zhì)與染色體GeneAndChromosome

間期細胞核內(nèi)均勻著色的物質(zhì)，化學本質(zhì)是DNA和蛋白質(zhì)。有利于遺傳信息的復制和表達細胞分裂期細胞核中被堿性染料染成蘭色的棒狀小體；有利于遺傳物質(zhì)的平均分配。染色質(zhì)染色體問題1：染色質(zhì)與染色體是同一種物質(zhì)嗎？同一種物質(zhì)在細胞不同時期的兩種表現(xiàn)形式。一、染色質(zhì)與染色體二、染色質(zhì)的主要化學組成DNA化學組成組蛋白非組蛋白RNA組蛋白是帶正電荷的堿性蛋白，H1有種屬和組織特異性，H2A、H2B、H3、H4無種屬和組織特異性。問題2：細胞中的長約2米的DNA鏈是如何壓縮到只有幾微米的細胞核中？四級結(jié)構(gòu)模型袢環(huán)模型兩種學說核小體是基本結(jié)構(gòu)單位三、染色質(zhì)包裝（分子組成）1.染色質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)

1一級結(jié)構(gòu)-----核小體2二級結(jié)構(gòu)-----螺旋管3三級結(jié)構(gòu)---超螺旋管4四級結(jié)構(gòu)---染色單體（1）核小體（nucleosome）——一級結(jié)構(gòu)

200bp的堿基對和組蛋白組成。球狀組蛋白核心H4DNA雙螺旋(140-160bp、1.75圈）H3H4H3H2AH2AH2BH2BH4H3H3H4H2AH2AH2BH2B10nm連接DNA（50-60bp）H1H1核小體核心部連接部DNA分子：140bp組蛋白:八聚體組蛋白H1DNA分子：50—60bp核小體10nm

（2）螺旋管——二級結(jié)構(gòu)

內(nèi)10nm

外30nm組蛋白6個核小體纏繞一圈形成的中空性管，

外30nm;內(nèi)10nm,組蛋白H1位于螺旋管內(nèi)側(cè),是螺線管形成和穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。（3）超螺旋管--三級結(jié)構(gòu)是由螺旋管進一步盤曲而形成直徑0.4微米。（4）染色單體--四級結(jié)構(gòu)進一步折疊又被壓縮了5-6倍。DNA分子長度壓縮總計：

7×6×40×5=1/8400~1/10000）染色單體著絲點著絲點絲DNA核小體螺線管超螺線管染色單體壓縮7倍壓縮6倍壓縮40倍壓縮5倍共計壓縮8400倍2.袢環(huán)結(jié)構(gòu)模型學說螺線管折疊成袢環(huán)沿染色體縱軸伸出放射環(huán)非組蛋白支架上18個袢環(huán)形成微帶106個微帶構(gòu)成染色單體袢環(huán)模型（loopmodel）染色體支架（非組蛋白）袢環(huán)（

30nm螺旋管）總長520nm30000~100000萬個bp123456789101112131415161718微帶一條染色單體約有106個微帶。染色單體著絲點著絲點絲

三、染色質(zhì)的類型二者區(qū)別異染色質(zhì)（濃縮染色質(zhì)、非功能性染色質(zhì)）螺旋化程度高呈凝集狀、染色深、功能上不很活躍、重復順序DNA、復制時間晚。組成型、兼性異染色質(zhì)02常染色質(zhì)（伸展染色質(zhì)、功能性染色質(zhì)）螺旋化程度低呈松散狀、染色淺、有轉(zhuǎn)錄功能、單一順序DNA。011.常染色質(zhì)與異染色質(zhì)

指各類細胞的全部發(fā)育過程中都處于凝縮狀態(tài)的染色質(zhì)。大多位于著絲粒區(qū)和端粒區(qū)，不具有轉(zhuǎn)錄活性。結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)1指在特定細胞的某一發(fā)育階段所具有的凝縮狀態(tài)的染色質(zhì)。

兼性異染色質(zhì)22.異染色質(zhì)的分類3.X染色質(zhì)（1）X染色質(zhì)的概念（X-chromatin）正常女性間期細胞核中緊貼核膜內(nèi)緣有一個染色較深，大小為1um的橢圓形小體。（2）Lyon假說的內(nèi)容問題1.為什么只有一條X染色體的男性與有兩條X染色體的女性X連鎖性狀的表現(xiàn)無不同?

雌性哺乳動物體細胞有一條X染色體有活性，另一條X失活。不論一個細胞中有幾個X染色體，只有一個不失活，其余的都失活并以巴氏小體形式出現(xiàn)。劑量補償效應：X連鎖基因產(chǎn)物的量在男女兩性上是相同的。（3）Lyon假說的內(nèi)容問題2.黑黃色貓產(chǎn)生的原因?

失活的隨機性：可以是父源的，也可是母源性。失活的恒定性：某一細胞的一條X染色體失活，則其后代子細胞都是這一條X染色體失活。問題3.失活發(fā)生的時間?

失活發(fā)生在人胚的第16天。Lyon假說內(nèi)容雌性哺乳動物體細胞有一條X染色體有活性，另一條X失活。失活的隨機性：可以是父源的，也可是母源性。失活的恒定性：某一細胞的一條X染色體失活，則其后代子細胞都是這一條X染色體失活失活發(fā)生在人胚的第16天。（3）X染色質(zhì)的臨床意義劑量補償效應X染色質(zhì)=X染色體–1臨床上有助于性別診斷和性染色體疾病的診斷分組討論問題4.

45，X、47,XXY、47,XXX此三種核型的個體有幾條失活的染色體？與46,XX的個體相比是否正常？（4）X染色質(zhì)異常的典型病例病例分析：有一20歲女性患者，生長發(fā)育遲緩約10余年，無月經(jīng)、無乳房發(fā)育，身高140厘米，前來就診。問題1.作為未來的醫(yī)生如何與患者進行溝通？問題2.患者可能患的是哪一種疾?。?5，X無X染色質(zhì)身材矮小、后發(fā)際低第二性征發(fā)育不良外生殖器幼稚（4）X染色質(zhì)異常的典型病例Turner綜合征染色質(zhì)與染色體染色質(zhì)的分類、分子結(jié)構(gòu)Lyon假說、臨床意義人類染色體1.形態(tài)結(jié)構(gòu)：（1）染色體和染色單體（2）短臂p（3）長臂q （4）著絲粒—主縊痕（5）端粒（6）次縊痕（7）隨體一、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、類型和數(shù)目第二節(jié)人類染色體010203中央著絲粒染色體亞中央著絲粒染色體近端著絲粒染色體2.染色體類型（1）核型：一個體細胞中全部染色體，按大小形態(tài)特征順序排列成的圖像。

（2）核型分析：對核型圖像進行數(shù)目、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征的分析，是判斷染色體疾病的基礎。3.人類染色體的正常核型核型分析二、丹佛體制Denver體制將人類體細胞的46條染色體按其相對長度和著絲粒位置分為23對，7個組(A～G組)。其中22對為男女共有，稱常染色體(autosome)，以其長度遞減和著絲粒位置依次編為1～22號；另一對與性別形成有關(guān)，隨性別而異，稱為性染色體(sexchromosome)。XX代表女性，XY代表男性。核型的書寫：46，XY或46，XX人類染色體分組及形態(tài)特征組號染色體號形態(tài)大小著絲粒位置隨體副縊痕A1～3最大中央著絲粒(1,3)無1號常見亞中央著絲粒(2)B4、5次大亞中央著絲粒無C6～12,X中等亞中央著絲粒無9號常見D13～15中等近端著絲粒有E16～18小中央著絲粒無16號常見亞中央著絲粒F19、20次小中央著絲粒無G21、22、Y最小近端著絲粒21,22有Y無

分類染色體處理方法及應用G顯帶胰酶處理，Giemsa深帶淺帶Q顯帶氮芥奎丫因熒光亮帶暗帶R顯帶鹽溶液處理，Giemsa—反帶，與G帶和Q帶相反T顯帶加熱后Giemsa染色—末端帶，對端粒染色C顯帶NaOH處理，Giemsa—顯示異染色質(zhì)部分N顯帶AgNO3——染核仁組織者區(qū)的酸性蛋白三、人類染色體顯帶技術(shù)

Q-帶G-帶G-,R-帶及模式圖染色體顯帶

Q-;G-;R-;C-;界標區(qū)帶描述一定帶:1p35

高分辨顯帶顯帶核型實驗一

人類X染色質(zhì)的制備與觀察一、實驗目的實驗一人類X染色質(zhì)的制備與觀察《遺傳學基礎》掌握制備和觀察人類X染色質(zhì)標本的方法?！哆z傳學基礎》有關(guān)女性細胞中一條X染色體隨機失活的

Lyon假說。實驗一人類X染色質(zhì)的制備與觀察二、實驗原理《遺傳學基礎》1.實驗材料：人口腔上皮細胞2.器材和儀器：顯微鏡（油鏡）、牙簽、鑷子、載玻片、蓋玻片、吸水紙3.試劑：固定液（3份甲醇：1份冰醋酸），蒸餾水，水解液（1NHCL），染色液（1％甲苯胺蘭）實驗一人類X染色質(zhì)的制備與觀察三、實驗用品（一）X染色質(zhì)標本制備實驗一人類X染色質(zhì)的制備與觀察四、實驗內(nèi)容涑口、刮取口腔粘膜2、涂片3、固定15min漂洗4、水解10min漂洗5、染色20min6、鏡檢

沖洗

1、取材《遺傳學基礎》《遺傳學基礎》實驗一人類X染色質(zhì)的制備與觀察四、實驗內(nèi)容X染色質(zhì)的判定標準：1.核膜清晰，核無缺損和皺褶。2.染色適度，核內(nèi)唯一的濃染小體位于核膜內(nèi)側(cè)緣。3.X染色質(zhì)大小約1μm左右，形狀有三角形、橢圓、扁平形等。4.女性體細胞中X染色質(zhì)出現(xiàn)率平均10％以上，男性中罕見。

（二）X染色質(zhì)標本觀察《遺傳學基礎》實驗一人類X染色質(zhì)的制備與觀察五、作業(yè)

1.觀察100個女性可數(shù)細胞，計數(shù)染色質(zhì)出現(xiàn)率。2.選繪2-3個具有典型的X染色質(zhì)的細胞，展示X染色質(zhì)的形態(tài)部位（標明各部分結(jié)構(gòu)）。染色質(zhì)與染色體染色質(zhì)的分類、分子結(jié)構(gòu)Lyon假說、臨床意義人類染色體第三節(jié)細胞分裂細胞周期：細胞從一次有絲分裂結(jié)束開始，下一次有絲分裂結(jié)束為止所經(jīng)歷的全過程。G0期細胞周期間期有絲裂期（M期）DNA合成前期（G1期）DNA合成期（S期）DNA合成后期（G2期）前期中期后期末期細胞周期中的細胞G1期G2期S期M期間期前期中期后期末期一、有絲分裂﹝體細胞的增殖方式﹞二、減數(shù)分裂定義：生殖細胞在形成過程中特殊的分裂方式，細胞連續(xù)分裂兩次，DNA只復制一次，結(jié)果產(chǎn)生染色體數(shù)目減半的生殖細胞（配子：精子或卵子）。減數(shù)分裂第一次減數(shù)分裂第二次減數(shù)分裂前期中期后期末期前期中期后期末期細線期偶線期粗線期雙線期終變期（一）減數(shù)分裂I間期細線期偶線期1.同源染色體配對聯(lián)會2.二價體形成粗線期1.二價體

四分體2.非姐妹染色單體之間出現(xiàn)交換。雙線期1.聯(lián)會復合體消失2.同源染色體某些部分分離-交叉終變期中期I后期I1.同源染色體分離（四分體

二分體）2.非同源染色體隨機組合末期I同源染色體：大小形態(tài)相同、結(jié)構(gòu)相似，一條來自父親一條來自母親，上面載有等位基因的一對染色體。（二）減數(shù)分裂II中期II后期II1.姐妹染色單體分離（二分體

單分體）2.非姐妹染色單體隨機組合。末期II前期II減數(shù)分裂的生物學意義1.維持了遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定（體細胞2n=46，生殖細胞配子：精子和卵子n=23，受精后受精卵為2n=46）2.是遺傳學三大定律的細胞學基礎（分離律、自由組合律、連鎖互換律）3.是遺傳和變異的細胞學基礎（同源染色體上的非姐妹染色單體的交換；非同源染色體以及非同源染色體之間的非姐妹染色單體的自由組合。）有絲分裂

減數(shù)分裂細胞類型

DNA復制細胞分裂次數(shù)子細胞數(shù)目染色體數(shù)目前期Ⅰ后期Ⅰ中期Ⅰ

一次

一次一次二次子細胞二個子細胞四個減半不變無聯(lián)會、互換有聯(lián)會、互換體細胞生殖細胞重點：染色質(zhì)的分類、分子結(jié)構(gòu)、Lyon假說。難點：Lyon假說及研究進展。

染色質(zhì)與染色體分類、分子結(jié)構(gòu)

Lyon假說人類染色體總結(jié)本節(jié)主要內(nèi)容:1.染色單