DNA突变染色体核型PPT课件.ppt

生殖生殖细胞突胞突变：发生在生殖生在生殖细胞中，引起后代中胞中，引起后代中遗传性性质的改的改变。体体细胞突胞突变：突突变发生在体生在体细胞中胞中，在有性生殖的个体，在有性生殖的个体中，不引起后代的中，不引起后代的遗传改改变，而而导致突致突变细胞在形胞在形态和功和功能上的改能上的改变。中性突中性突变：不：不产生生优化效化效应，也无有害作用；，也无有害作用；有利突有利突变:给生物生物进化提供原材料；化提供原材料；有害突有害突变：致病基因的：致病基因的产生。生。突突变的后果的后果突突变是是进化的源泉化的源泉1 1、碱基替换：、碱基替换：DNADNA分子中一个碱基对分子中一个碱基对被另一个碱基对替代。被另一个碱基对替代。也称点突变（一个碱基的也称点突变（一个碱基的改变）。改变）。基因突变类型基因突变类型ATGCGCTAGTACGCGATCTTACGCGAGAATGCGCTC转换转换：一种嘌呤被另一种嘌呤替代或一种嘧啶被另一种嘌呤被另一种嘌呤替代或一种嘧啶被另一种嘧啶替代。一种嘧啶替代。颠换颠换：一种嘌呤被一种嘧啶或一种嘧啶被一种嘌呤一种嘌呤被一种嘧啶或一种嘧啶被一种嘌呤替代。替代。诱变剂：亚硝胺（诱变剂：亚硝胺（NANA）、烷化剂等。）、烷化剂等。转换转换同义突变同义突变错义突变错义突变无义突变无义突变终止密码突变终止密码突变1 1、碱基替换：、碱基替换：TTTTTCTTATATTAA2 2、移码突变：、移码突变：DNADNA组成中增加或减少一个或几个碱基对，造成在组成中增加或减少一个或几个碱基对，造成在缺失或插入点以下的缺失或插入点以下的DNADNA编码框架全部发生改变。编码框架全部发生改变。如：如：Hb wayne Hb wayne 链第链第138138位位 TCCTCC丢失丢失 一个一个C C，3 3端碱基端碱基顺序重排，顺序重排，142142位的终止位的终止密码变成可读密码变成可读密码，肽链延密码，肽链延长至长至147147位。位。3 3、动态突变：、动态突变：在人类基因组中存在的一些微卫星在人类基因组中存在的一些微卫星DNADNA或成或成为短串联重复序列（为短串联重复序列（STRSTR），尤其是三核苷酸的重），尤其是三核苷酸的重复，在靠近基因或位于基因序列之中时，其重复复，在靠近基因或位于基因序列之中时，其重复次数次数 在一代一代的传递过程中会出现明显增加的在一代一代的传递过程中会出现明显增加的现象，结果导致某些遗传病的发生。现象，结果导致某些遗传病的发生。CAG-CAG 80CAG-CAG 80CAG-CAG CAG-CAG 100100（二）（二）DNA DNA 的修复的修复 DNA repairDNA repairDamaging agentDamaging agentHoeijmakers JH,Hoeijmakers JH,Nature(2001)Nature(2001)Reactive oxygen speciesReactive oxygen speciesGenomic DNA damageGenomic DNA damageHyper-sensitivity Hyper-sensitivity cell deathcell deathMutation Mutation Genomic-instabilityGenomic-instabilitycancercancerEarly agingEarly agingBalance of DeathBalance of DeathNeural Neural diseasediseaseHereditary Hereditary disorder disorder DNA repairDNA repairtherapytherapyRadiation Radiation ChemotherapyChemotherapyBase damageBase damageSingle-strand Single-strand breaks(SSBs)breaks(SSBs)Double-strand Double-strand breaks(DSBs)breaks(DSBs)Base excision Base excision repair(BER)repair(BER)SSBs repairSSBs repairNonhomologous end-Nonhomologous end-joining(NHEJ)joining(NHEJ)Homologous Homologous recombination recombination(HR)(HR)2 2 10104 4/day/cell/day/cell5 5 10104 4/day/cell/day/cell1 1 10101 1/day/cell/day/cellReactive oxygen species(ROS)etc.Reactive oxygen species(ROS)etc.ReplicationReplicationMismatch repair Mismatch repair(MMR)(MMR)Replication Replication errorserrorsUV damageUV damageNucleotide excision Nucleotide excision repair(NER)repair(NER)BERBERNERNERNHEJHRDSBsGTGGGGTTTTGTGGGGTTTTMutS MutS GTGGGGTTTTMutS MutS MutL MutL TTTTTTTTTTAAAAAPol MMR modelMMR modelMutSMutS:MSH2-MSH6:MSH2-MSH6Base/base mismatches Base/base mismatches short short insertion/deletion insertion/deletion loops(1-2base)loops(1-2base)MutSMutS:MSH2-MSH3:MSH2-MSH3Lager Lager insertion/deletion insertion/deletion loops(2-12 base)loops(2-12 base)第二节第二节 遗传的细胞基础遗传的细胞基础Cellular Basis of Inheritance一、染色质一、染色质 chromatinchromatin二、染色体二、染色体 chromosomechromosome三、人类染色体的正常核型三、人类染色体的正常核型 the normal human karyotype the normal human karyotype 四、染色体的多态性四、染色体的多态性 chromosome polymorphismchromosome polymorphism一、染色质一、染色质 chromatinchromatin1 1、染色质的分、染色质的分子机构子机构heteromatinheteromatin:repressed,repressed,concentrated concentrated。2 2、常染色质和异染色质、常染色质和异染色质euchromatineuchromatin:active,:active,less compactless compact。常染色常染色常染色常染色质质异染色异染色异染色异染色质质结结构构构构螺旋化程度低，螺旋化程度低，螺旋化程度低，螺旋化程度低，结结构松散，直径构松散，直径构松散，直径构松散，直径10nm10nm螺旋化程度高，螺旋化程度高，螺旋化程度高，螺旋化程度高，结结构构构构紧紧密，直径密，直径密，直径密，直径20-20-30nm30nm染色染色染色染色浅浅浅浅深深深深分布分布分布分布常位于核中央常位于核中央常位于核中央常位于核中央核膜核膜核膜核膜边缘边缘功能功能功能功能复制和复制和复制和复制和转录转录活活活活跃跃转录转录不活不活不活不活跃跃3 3、性染色质、性染色质 sex chromatinsex chromatin X X染色质染色质 X-chromatinX-chromatin性染色质体性染色质体,X,X染色质染色质,巴氏小体巴氏小体Barr Barr bodybody1um1um1961年，Lyon X 染色体失活假说(Lyon hypothesis)：zz雌雌雌雌性性性性哺哺哺哺乳乳乳乳动动动动物物物物体体体体内内内内仅仅仅仅有有有有一一一一条条条条X X X X染染染染色色色色体体体体有有有有活活活活性性性性，另另另另一一一一条条条条在在在在遗遗遗遗传传传传上上上上是是是是失失失失活活活活的的的的，在在在在间间间间期期期期细细细细胞胞胞胞核核核核中中中中异固缩为异固缩为异固缩为异固缩为X X X X染色质。染色质。染色质。染色质。zz失失失失活活活活发发发发生生生生在在在在胚胚胚胚胎胎胎胎早早早早期期期期(人人人人胚胚胚胚第第第第16161616天天天天)，此此此此前前前前两两两两条条条条X X X X染色体都有活性。染色体都有活性。染色体都有活性。染色体都有活性。zzX X X X染色体的失活是随机的，又是恒定的。染色体的失活是随机的，又是恒定的。染色体的失活是随机的，又是恒定的。染色体的失活是随机的，又是恒定的。剂量补偿效应剂量补偿效应 dosage compensation effectdosage compensation effect46,XX46,XX45,X045,X047,XXX47,XXX Y Y染色质染色质二、染色体二、染色体 chromosomechromosome1 1、染色体的形态结构、染色体的形态结构染色单体染色单体次级缢痕次级缢痕短臂短臂（p）长臂长臂（q）随体随体常染色质区常染色质区端粒端粒(异染色质区异染色质区)随体柄随体柄(次级缢痕次级缢痕)着丝粒着丝粒(初级初级缢痕缢痕)中中期期染染色色体体结结构构NORNOR2 2、染色体的类型、染色体的类型THANK YOUSUCCESS2024/1/31 周三31可编辑3 3、人类染色体的数目、人类染色体的数目体体体体 细细细细 胞：胞：胞：胞：2n 2n 2n 2n 46464646生殖细胞：生殖细胞：生殖细胞：生殖细胞：n n n n 23232323三、人类染色体的正常核型三、人类染色体的正常核型1 1、非显带核型、非显带核型相对长度相对长度=该条染色体长度该条染色体长度/(/(单倍染色体全长单倍染色体全长+x+x染色体染色体)臂比率（臂指数）臂比率（臂指数）=长臂长臂/短臂短臂着丝粒指数着丝粒指数=短臂长短臂长/染色体全长染色体全长规定每一条染色体可通过规定每一条染色体可通过相对相对长度长度、臂比率臂比率和和着丝粒指数着丝粒指数等等三个参数予以识别；常染色体三个参数予以识别；常染色体按长度递减的次序以按长度递减的次序以1 12222号号编号，性染色体则称为编号，性染色体则称为X X和和Y Y。另外人类的另外人类的4646条染色体应根据条染色体应根据长度递减顺序和着丝粒位置划长度递减顺序和着丝粒位置划分为分为7 7个易区分的组，即以字个易区分的组，即以字母母A AG G表示表示7 7组染色体，并决组染色体，并决定将副缢痕和随体作为识别染定将副缢痕和随体作为识别染色体的辅助指标。色体的辅助指标。丹佛丹佛丹佛丹佛 (Denver)(Denver)(Denver)(Denver)体制体制体制体制核型核型 karyotypekaryotype 核型分析核型分析 karyotype analysiskaryotype analysis46,XX46,XX46,XY46,XY2 2、显带核型、显带核型19681968年，年，CasperssonCaspersson建立染色体显带技术建立染色体显带技术显带技术（显带技术（banding techniquebanding technique）：）：用各种特殊的染色方法使染色体沿长轴显现用各种特殊的染色方法使染色体沿长轴显现出明暗或深浅交替带纹出明暗或深浅交替带纹带（带（bandband）Q Q Q Q带：氮芥喹吖因（带：氮芥喹吖因（带：氮芥喹吖因（带：氮芥喹吖因（QMQMQMQM）G G G G带：胰酶带：胰酶带：胰酶带：胰酶 +Giemsa+Giemsa+Giemsa+Giemsa R R R R带：盐溶液带：盐溶液带：盐溶液带：盐溶液 +Giemsa+Giemsa+Giemsa+GiemsaT T T T带：加热处理带：加热处理带：加热处理带：加热处理 +Giemsa+Giemsa+Giemsa+GiemsaC C C C带：带：带：带：NaOHNaOHNaOHNaOH或或或或Ba(OH)Ba(OH)Ba(OH)Ba(OH)2 2 2 2+Giemsa+Giemsa+Giemsa+GiemsaN N带：带：AgNOAgNO3 3 Q Q带（带（Q Q bandingbanding）正常男性染色体正常男性染色体46,XY46,XY正常女性染色体正常女性染色体4646，XXXX G G G G带（带（带（带（G bandingG bandingG bandingG banding）G G G G带（带（带（带（G bandingG bandingG bandingG banding）R R显带（显带（R bandingR banding）人类人类1 1号染色体号染色体Q Q、G G、R R三种显带对比图三种显带对比图QGModel of G-and R-bandingRG C C 带（带（C bandingC banding）T T显带（显带（T bandingT banding）专门显示染色体端粒的显带技术，专门显示染色体端粒的显带技术，用来分析染色体端粒。用来分析染色体端粒。N N显带（显带（N bandingN banding）专门显示随体、核仁组织区的显带专门显示随体、核仁组织区的显带技术。技术。2 2、染色体显带核型的识别、染色体显带核型的识别界标 landmark区 region带 bandISCNISCN，197119711p311p31人类染色体显带核型人类染色体显带核型人类染色体显带核型人类染色体显带核型带型带型 banding banding patternpattern3 3、高分辨显带染色体、高分辨显带染色体 high resolution bandinghigh resolution banding中期：中期：中期：中期：320320320320条带条带条带条带前中期或晚前期：前中期或晚前期：前中期或晚前期：前中期或晚前期：550550550550850850850850条带（亚带）条带（亚带）条带（亚带）条带（亚带）早前期：早前期：早前期：早前期：300030003000300010000100001000010000条带（次亚带）条带（次亚带）条带（次亚带）条带（次亚带）人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN)(An International System for Human Cytogenetic Nomenclature)p短臂 q长臂del缺失 dup重复i等臂 inv倒位rob罗氏易位 t易位der衍生染色体 ter末端 46,XX,t(1;2)(p21;q23)染色体总数，性染色体组成，染色体变化染色体号；臂号；区号；带号；(.亚带）染色体命名染色体命名4 4、染色体多态、染色体多态 chromosome polymorphismchromosome polymorphism*Y Y Y Y染色体的长度变异染色体的长度变异染色体的长度变异染色体的长度变异*D D D D组组组组、G G G G组组组组近近近近端端端端着着着着丝丝丝丝粒粒粒粒染染染染色色色色体体体体的的的的短短短短臂臂臂臂、随随随随体体体体及随体柄部副缢痕区及随体柄部副缢痕区及随体柄部副缢痕区及随体柄部副缢痕区*第第第第1 1 1 1、9 9 9 9、16161616号染色体副缢痕区号染色体副缢痕区号染色体副缢痕区号染色体副缢痕区Y Y染色体长度变异是最典型、最常见的多态形态。染色体长度变异是最典型、最常见的多态形态。具有随体的具有随体的Y Y染色体；染色体；具有中央着丝粒的具有中央着丝粒的Y Y染色体；染色体；Y Y长度的变异，主要发生的部位是长度的变异，主要发生的部位是YqYq远侧远侧2/32/3处处:大大Y:YY:Y长度大于长度大于F F组或组或1818号长度号长度(或称长或称长Y Y或巨或巨Y Y）小小Y:YY:Y长度小于长度小于G G组染色体长度体组染色体长度体THANK YOUSUCCESS2024/1/31 周三60可编辑