正常染色体

正常染色体 ISCN1995 正常染色体 2 正常染色体 2.1 前言 人类染色体是以几届国际会议的结果予以命名的 (1960的Denver会议， 1963年的伦敦会议， 1966年的芝加哥会议， 1975年巴黎会议， 1977年 Stockholm会议， 1994年Memphis会议)。这份，综合了当代命名，整理 并代替了前述的ISCN推荐报告， ISCN委员会推荐这套命名体制引用于其 他物种。 2.2 染色体数目和形态 2.2.1 非显带技术 在核型的组成中，常染色体依照长度递减的顺序用数字1到22命名，性染 色体用X和Y示。当用不显带的技术染色时，依照染色体大小递增的顺序和 着丝粒的位置，可将其分为七组很易区别的染色体组。 A组:包括1-3号染色体，为大的中着丝粒染色体，根据大小和着丝粒的位置彼 此易于区别。 B组:包括4号、5号染色体，为大的亚中着丝粒染色体。 C组:包括6,12号和X染色体，为中等大小的亚中着丝粒染色体，X染色体代 表了这组染色体中较长的染色体。 D组:包括13,15号染色体，为中等大小的带有随体的近端着丝粒染色体。 E组:包括16,18号染色体，为较短的中着丝粒或亚中着丝粒染色体。 F组:包括19、20号染色体，为短的中着丝粒染色体。 G组:包括21、22和Y染色体， 21和22为短的带随体的近端着丝粒染色体, Y染色体无随体。 在伦敦会议上就各组染色体前的字母描述达成了一致。在单个细胞中， 并不是所有D组和G组染色体的短臂上都要显示出随体，这些结构的数目和大 小是多种多样的。 可用以下参数来描述非显带染色体: (1) 每条染色体的长度，可用每条染 色体占正常单倍体总长度的百分比来表示。 (2) 染色体臂的比例，可用较长的 臂相对于较短的臂的长度比例来表示。 (3) 着丝点指数，即用较短的臂对整条 6 ISCN1995 正常染色体 染色体长度的比例来表示。后面的两个指数密切相关。 2.2.2显带技术 根据报道，有多种技术可产生中期染色体的带型。 带型的定义是:运用一种或多种显带技术，使得染色体某个区域和附近的片 段比较起来，显得深染或浅染，从而这个明显和周围区别的区域就命名为带。用 一种方法深染的带用另一种方法染色时，可能为浅染。染色体可被视为由一系列 深染和浅染的带组成。从而在定义上看，没有“中间带”。 首先发表的染色体显带的方法是使用芥子喹吖因或二盐酸喹吖因产生荧光 性带型模式的方法，这种方法被命名为Q显带方法，所产生的带为Q带。每条 染色体的Q显带数目是以Caspersson等 (1971) 的Q显带模式为基础的。使用 吉姆萨染料混合物作为染色的试剂，可在染色体上产生几乎一致的带型模式，这 种技术通常被命名为G显带方法，产生的带为G带。某些显带技术染色的带的 密度和那些用G显带方法染色的带型密度相反，即反式显带方法，所染色的带 称为R带。 显带技术一般分为两大类: (1) 那些产生沿整条染色体分布的带的方法， 如G、 Q、 R显带方法，包括那些显示DNA复制模式的技术。 (2) 显示特 殊染色体结构并且只限于有限数目带的显带(表?)，这些方法包括了显示结构 性异染色质(C显带方法)、端粒带型 (T显带方法) 和核仁组织者区(NOR), 描述显带技术的代码列于表?。 使用不同的C显带法获得的带型模式并不能确认体细胞中的每一条染色体， 正如表I中所列举的那样，这种显带方法仅用于识别特殊的染色体。 1 、9 、 16 和Y染色体的C显带模式在形态学上变化多端。近端着丝粒染色体的短臂区在 使用Q、 G、 R、 C、 T和NOR显带方法时也显示了大小、染色密度的不同。 在某些特殊染色体上，这些变异是可遗传的。 7 ISCN1995 正常染色体 表? 各种技术染色的特殊带 染色体 技术 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 X Y C cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen cen qhv qhv pv pv pv qhv pv pv q12v G11 qhv cenv q11 p11 qhv q11 pv pv pv p11 q11 pv pv q12v R或T p36 p37 p16 p15 p22 q24 q34 q26 p15 p13 p12v p12v p12v p13 q13 p12v p12v q35 q13 q34 q32 q24 q13 q22 q11 q13 NOR p12v p12v p12v p12v p12v bQ cenv cenv p11v p11v p11v p11v p11v q12v p13v p13v p13v p13v p13v cenv DA-D qhv qhv p11v q12v AP? a cen= centromere(着丝粒), h = heterochromatin(异染色质), v = variable(可变), p = short arm(短臂), q = long arm(长臂) b Only the brilliant and variable Q-bands have been considered(仅限于明亮，可变的Q带) c DA-DAPI = Distamycin A and 4-6-diamidino-2-phenvlindole(达达哌) 8 ISCN1995 正常染色体 表? 显带技术代码表 在1、2、3、4个字母的代码中，第1个字母代表显带类型，第2个字母代 表一般技术，第3个字母代表染色方法。 Q Q带 QF 荧光Q带 QFQ 喹吖因荧光Q带 QFH Hoechst33258荧光Q带 G G带 GT 胰酶G带 GTG 胰酶-吉姆萨G带 GAG 醋酸盐-吉姆萨G带 C C带 CB 氢氧化钡C带 CBG 氢氧化钡-吉姆萨C带 R R带 RF 荧光R带 RFA 吖啶橙荧光R带 RH 加热R带 RHG 加热-吉姆萨R带 RB BrdUR带 RBG BrdU-吉姆萨R带 RBA BrdU-吖啶橙R带 2.2.3 X、Y染色质 在间期核中极易识别失活的X染色体以及Y染色体长臂的异染色质区，对 于这两种结构，可分别用X染色质(巴氏小体、性染色质、 X小体)和Y染色质 (Y小体)来表示。 2.3染色区带命名 2.3.1染色体界标，区和带的定义与鉴别 9 ISCN1995 正常染色体 完整的人类体细胞的每条染色体都由一系列连续的带组成,中间没有不显带 的区域,正如前面所定义的,一条带是染色体中的一个区域,这个区域根据其染 色密度的深浅,很容易与附近的区域加以区别.染色体的带分布于其臂的不同区，区用特殊的界标来界定。在识别染色体时，这些界标一般定义为连续的和独特的形态特征。界标包括染色体臂的末端、着丝粒和某些特殊的带，这些带和区从着丝粒向外用数字标记。区是位于一条染色体相近的两个界标间的区域。 带型模式的最初报告是在1971年巴黎会议上提出的，它是以Q、 G、 R 显带技术所染色的不同细胞的带型模式为基础的。使用这些显带方法获得的带型模式使得大家充分同意用一张图宋代表这三种技术。带的命名是根据它们的中点位置，而不是边缘位置。为了把染色体分成自然的、容易辨认的形态上的区域，在确定哪些区将成为界标时，必须要考虑密度这个因素。在描绘模式图时可当成界标的区带在表?中列出。 2.3.2区、带、亚带的命名 一般从着丝粒开始沿着染色体的臂向远端开始标记区和带。 “p和q”分别用于定义染色体的短臂和长臂，着丝粒区定义为10，着丝粒向着短臂的部分 定义为p10,面向长臂的部分定义为q10。着丝粒附近的两个区各定义为,更远的区定义为2，依次类推。作为界标的带一般认为属于该界标远端的区，并且该带常被标定为该区的1号带。 在定义一个特定的带时，需要下列四个条件: (1)染色体号， (2)臂 的符号， (3)区号， (4)该带在所属区的带号。这些条件需要连续列出，中 间不要有空余和间段，例如1p31表示1号染色体短臂3区1带。 当我们把现存的带再分为亚带时，在原定义的带后加上一个小数点，再加 上亚带的标号，亚带从着丝粒向外依次标记。举例说1p31再分为三条相等或者 不相等的亚带，亚带被命名为1p31.1、1p32.2和1p31.3，1p31.1靠近着丝粒， 1p31.3远离着丝粒。如果亚带再予以分割，则只附加数字，但中间不间以停顿。 如1p31.1可进一步分割为1p31.11，1p31.12等。尽管在理论上，一条带在任何时候均可分割为任意数目的新带，但通常一条带只分割为三条亚带。 10 ISCN1995 正常染色体 表? 将染色体分成区的界标带 表中未列的染色体或染色体臂的每个臂只一个区，通过着丝粒和染色体臂的末端来定界。 染色体 a编号 臂 区数 界标 1 p 3 近端中密度带(21)中间中密度带(31) q 4 近端浅带(21)至远端可变区，中间深带(31)，远端中密度带(41) 2 p 2 中间浅带(21) q 3 近端浅带(21)，远端浅带(31) 3 p 2 中间浅带(21) q 2 中间浅带(21) 4 q 3 近端浅带(21),远端浅带(31) 5 q 3 中间中密度带(21),远端浅带(31) 6 p 2 中间浅带(21) q 2 中间浅带(21) 7 p 2 远端中密度(21) q 3 近端中密度带(21),中间中密度带(31) 8 p 2 中间浅带(21) q 2 中间中密度带(21) 9 p 2 中间深带(21) q 3 中间中密度带(21)，远端中间密度带(31) 10 q 2 近端深带(21) 11 q 2 中间浅带(21) 12 q 2 中间中密度带(21) 13 q 3 中间深带(21),远端深带(31) 14 q 3 近端深带(21)，远端中密度带(31) 15 q 2 中间深带(21) 16 q 2 中间中密度带(21) 17 q 2 近端浅带(21) 18 q 2 中间浅带(21) 21 q 2 中间深带(21) X p 2 近端中密度带(21) q 2 近端中密度带(21) a( 括号内的数为图1显示的区和带数 11 ISCN1995 正常染色体 2.4高分辨显带 由于识别了更多的带，所以需要扩展原有的命名体制。继1971年巴黎会议 ISCN确定的染色体显带模式命名后，1981年的ISCN提出了前期和前中期高分 辨显带命名。 高分辨显带技术可用于细胞周期的不同时期的染色体,例如前期、前中期或 间期(通过未成熟染色体凝聚方法)。可识别的带不仅与凝聚的时期有关，而且 与显带技术有关。显带的水平由在单倍体上所见到的带的数目决定,图1所显示 的标准图谱提供了显带数目约400、550和850的染色体。尽管染色体分为更多 的带也能识别,但850带的图谱在实际应用中已足够。400带和550带的标准图 谱是从1985年ISCN中摘录的，但是在1994的法国会议上， ISCN介绍了一个 有850带的标准图谱，这些图谱，用G显带模式予以表示，提供了用G、 Q、 R显带方法所显示的带的位置，尽管用G显带方法染色的带不同于用R显带方 法染色的带，但是带的顺序是相同的。 最初的命名是以模式而不是以测量为标准,而且染色密度的变化依靠于染色 技术，染色密度的变化并没在1981年的ISCN中反映出来。对于更高分辨率的 显带技术，已经不能只使用黑白两种带来描述图谱，所以， 1981年ISCN的850 带图谱被已发表的另一种图谱代替,这个图谱以胰蛋白酶-吉姆萨显带的前中期 染色体的测量为基础,并且包括五种不同密度的带，从而可加速大量数目带的区 分。 通过斜线和垂直线模式可显示两种不同的变异区,其中一个包括了所有染色 体的近中着丝粒的异染色区，另一区包括了诸如lql2、 3q11.2、 9q12、 16q11.2、 19p12、 19q12、 Yql2的变异区和近端着丝粒染色体的短臂，这些 变异的区的表达都不是以测量为基础。在不同的区中可看到显带的结构,尤其在 1q12、 9q12和Yql2，由于他们形态各不相同，在图谱中未能详细描绘。常染色体的变异在第7章中将详细讨论。 着丝粒被定为带10 (在图谱中未予显示)，附近的异染色质区依据显带水 平定义为11、 11.1或者11.11。 另外一个定义常染色质亚带数目的问题是在G显带水平上，在未充分伸展 染色体的深染G带进一步细分，将会产生新的G带，而在R显带水平，深染的 R带好象分离。这种从带到亚带水平的解释将导致不问的亚带数目出现。因此， 在确定亚带的数目时,仅仅由于命名需要而作出的主观决定不能被视为染色体的正常特征。此外，用G、 R显带的中期染色体约550带的图片附着于末页的一张单独的折叶中，这张折页和另外一些附页可从出版社得到(细节列于末页)。 12 ISCN1995 正常染色体 13 ISCN1995 正常染色体 14 ISCN1995 正常染色体 15 ISCN1995 正常染色体 16 ISCN1995 正常染色体 17 ISCN1995 正常染色体 图1 人类正常染色体在三个高分辨阶段的G带模式图 每组的左侧染色体代表400条带阶段、中间代表550条带阶段的单倍体核型，这些模式图与ISCN(1981)的命名一致。带的位置和宽度并不代表什么测量值。除区带变异外，深G带对应于亮Q带， R带染色体的命名完全一样，只是深带与浅带正好相反。右侧的850条带模式图已替代了ISCN(1981)的模式图，但带的命名仍完全一样，常染色质带的相对宽度是根据测量值和GTG带染色密度而设的(Fsrancke，1981，1994)。 Y染色体的模式图根据Magenis和Barton(1981)的观察结果进行了修改，长臂常染色质带的命名作了扩展，仍保持原深浅带的命名。 18