Question

人类染色体的畸变原因

Answer 1

体细胞或性细胞内染色体发生异常改变称为染色体畸变(chromosomal aberration)，可分为数目畸变和结构畸变两大类。染色体畸变可以自发地产生，称为自发突变；也可以通过物理的、化学的和生物的诱变作用而产生，称为诱发突变；还可以由亲代遗传所致。 一个正常配子即正常精子或卵子所含的全部染色体，称为一个染色体组。正常二倍体染色体整组或整条数量上的增减，称为染色体数目畸变。其主要类型如下：
（一）整倍体(euploid)
是细胞内整个染色体组数目的增加或减少。整个染色体组数目的减少可形成单倍体(haploid)，单倍体个体在人类尚未见到。整个染色体组数目的增加可形成多倍体(polyploid)，包括三倍体、四倍体等，在流产胎儿中能见到。
1、三倍体(triploid) 指体细胞中有三个染色体组，即每一对染色体都多了一条，使染色体总数为69(3n)。因为三倍体是致死性的，所以，能活到出生的三倍体患儿极为罕见，存活者都是二倍体/三倍体的嵌合体。但是，在流产胎儿中三倍体是较常见的类型。巳报道的三倍体病例的核型有69，XXX；69，XXY； 69XYY及三倍体/二倍体嵌合体。其主要症状为智力与身体发育障碍、畸形。在男性合并有尿道下裂、分叉阴囊等性别模糊的外生殖器。
三倍体形成的原因，一般认为是由于：①双雄受精(diandry)，即同时有两个精子入卵受精(图2-6-10 )；②双雌受精(digyny)，即在减数分裂时，卵细胞因某种原因未能形成极体，或第二极体与卵核重新结合，因而卵子中保留有两组染色体，受精后则形成三倍体合子(图 2-6-11)。
2、四倍体(tetraploid) 指患者的体细胞具有四个染色体组，染色体总数达到92条(4n)。迄今只报道一例伴有多发畸形的四倍体活婴和一例四倍体/二倍体的嵌合体男性病例(46，XY/92，XXYY)。其主要症状为小头、小腿畸形。前额窄、囟门早闭。眼距宽，鼻根低平，耳低位、畸形。指趾畸形，马蹄内翻足。生长发育迟缓，智力低下等。
四倍体的形成原因：①核内复制 是指在一次细胞分裂时，染色体不是复制一次，而是复制二次。因此每个染色体形成4条染色体，称双倍染色体。这时，染色体两两平行排列在一起。其后，经过正常的分裂后，形成的二个子细胞均为四倍体细胞。核内复制与四倍体形成是癌瘤细胞较常见的染色体异常特征之一。②核内有丝分裂 是指在进行细胞分裂时，染色体正常地复制一次，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)非整倍体(aneuploid)
指细胞内染色体的数目增加或减少1条或几条。这是人类最常见的一类染色体畸变。细胞内染色体数目少了一条或多条，称为亚二倍体(hypodiploid)；多一条或数条，则称为超二倍体(hyperdiploid)。有时染色体数目虽是二倍体，但有些染色体对的数目或结构偏离正常，有的增多，有的减少，当增减的数目相等时染色体总数不变，称为假二倍体(pseudodiploid)。当核型中两对或两对以上染色体的数目有异常时叫复合非整倍体变异(complex aneuploid)。
1．单体型(monosomy) 即某号染色体减少了一条(2n-1)，细胞内染色体总数为45条。常见的有45，X；另外还有45，XX(XY)，―21；45，XX(XY)，―22。除了G组染色体单体型外，人类尚未发现其他单体型。如同一号染色体减少2条(2n-2)，即这对染色体不存在，则称为缺体型。人类缺体型还未见报道，意味着这样的胚胎根本不能存活。
2．三体型(trisomy) 即某号染色体增加了一条(2n+1)，细胞内染色体总数为47条。临床上，不论常染色体病还是性染色体病，均以三体型最为常见。例如，在常染色体病中，除第17号尚未有三体型的病例核型报道外，其余的常染色体均存在三体型，以13、18、和21三体型常见。性染色体三体型主要有XXX、XXY和XYY三种。
3、多体型(polysomy) 某号染色体增加了两条或两条以上。主要见于性染色体异常，如四体型：48，XXXX；48，XXXY；48，XXYY和五体型：49，XXXXX；49，XXXYY等。
非整倍体的产生是由于生殖细胞在减数分裂过程中染色体发生了不分离。所谓不分离是指在第一次减数分裂时，某号同源染色体不分离，不能平均分配到两个子细胞中去，结果形成一个细胞得到双份染色体，另一个细胞未得到该染色体，由此而形成的配子有一半是多一条染色体(n+1)，一半则少一条染色体(n-1)，这种异常的配子受精后将会形成三体型和单体型的合子。如果第一次减数分裂正常，而第二次减数分裂时发生二分体的不分离，也会产生(n+1)和(n-1)的异常配子(图2-6-12、2-6-13)。巳知减数分裂时染色体不分离多发生在后期I。
(三)嵌合体
一个个体含有两种或两种以上不同核型细胞系的个体称为嵌合体。例如46，XY/47，XXY和45，X/46，XX等都是嵌合体。产生原因是由于受精卵在第一次卵裂或前几次卵裂时染色体发生了不分离(图2-6-14)。嵌合体各细胞系所占比例大小与染色体发生不分离的时间有关。如发生在第一次卵裂，则两种细胞系数目相等；如发生在卵裂后期，则正常细胞所占比例大些。产生嵌合体的另一原因是染色体遗失。在细胞有丝分裂的中、后期，某一条染色体由于偶然的行动迟缓而未能进入任何一个子细胞核，使子细胞核内的染色体少了一条，也叫染色体后期迟缓(anaphase lag)。未能进入细胞核内的染色体遗留在细胞质中，逐渐消失，结果该细胞即因丢失一条染色体而成为亚二倍体(图2-6-15)。嵌合体患者的临床症状往往不够典型。 染色体结构畸变(structural aberrration)是染色体或染色单体断裂和重接而形成各种类型重组的结果。
(一)缺失(deletion) 即染色体的部分片段丢失，包括末端缺失和中间缺失。末端缺失是指染色体发生一次断裂后，无着丝粒的片段丢失，即染色体的长臂或短臂末端片段丢失。中间缺失是指染色体的长臂或短臂内发生两次断裂，两断裂点之间的片段丢失。然后，近侧断端与远侧端重接。
(二)倒位(inversion) 一条染色体两处断裂，中间片段作180°倒转后再与两断端相接，使其基因排列顺序被颠倒者称为倒位。如两个断裂发生在同一个臂上，则形成臂内倒位；若两个臂上各发生一次断裂，使倒位片段含有着丝粒，则形成臂间倒位。
(三)易位(translocation) 从某个染色体断下的片段连接到另一染色体上叫易位。根据所涉及的染色体和易位片段及连接形式的不同，又可分为单方易位、相互易位、罗式易位、和复杂易位等多种类型。
(四)重复(duplication) 是指同源染色体发生断裂后，其片段连接到另一条同源染色体上，或是由于同源染色体间的不等交换，结果一条同源染色体上部分片段重复了，而另一条同源染色体则相应缺失了。如果这种畸变发生于生殖细胞，由此产生的两种配子分别与正常配子结合，就形成某号染色体部分三体和部分单体的受精卵。