第二节 染色体的变异及常见染色体病01
一、染色体研究的历史
1879年，德国生物学家弗莱明把细胞核中的丝状和粒状的物质用染料染红，观察发现这些物质平时弥散地分布在细胞核中，当细胞分裂时，弥散的染色物便浓缩，形成一定数目和一定形状的条状物，到分裂完成时，条状物又疏松为弥散状态。
1888年，这些物质被正式命名为染色体。
1902年，美国生物学家萨顿和鲍维里在观察细胞的减数分裂时又发现染色体是成对的，并推测基因位于染色体上。
1928年，摩尔根证实了染色体是遗传基因的载体，从而获得了诺贝尔生理学或医学奖。
1953年4月，《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作研究的成果——DNA双螺旋结构的分子模型，被誉为20世纪以来生物学领域最伟大的发现。为了更好、更准确地表达人体细胞的染色体组成，1960年，在美国丹佛市召开了第一届国际细胞遗传学会议，讨论并确立了世界通用的细胞内染色体组成的描述体系——Denver体制。这个体制按照各对染色体的大小和着丝粒位置的不同，将22对染色体由大到小依次编为1~22号，并分为A、B、C、D、E、F、G共7个组，X和Y染色体分别归入C组和G组。
1956年，庄有兴等人明确了人类每个细胞有46条染色体，46条染色体按其大小、形态配成23对，第1对到第22对叫作常染色体，为男女共有，第23对是一对性染色体，女性为XX、男性为XY。
二、染色体的定义
染色体是细胞在有丝分裂或减数分裂时DNA存在的特定形式。细胞核内，DNA紧密卷绕在被称为组蛋白的蛋白质周围，并被包装成一个线状结构。
每条染色体都有一个叫作着丝粒（点）的收缩点，它将染色体分成两个部分，即“臂”。短臂标为“p臂”、长臂标为“q臂”。着丝粒（点）在每条染色体上的位置为染色体提供了特有的识别标志，可用于帮助描述特定基因的位置。
染色体有种属特异性，随生物种类不同，其数量、大小和形态存在差异。
三、染色体变异的基础
因先天性染色体数目异常或结构畸变而引起的疾病，称为染色体病（alDisease）。人类的单倍体染色体组上约有结构基因40000个。平均计算，每条染色体约有上千个基因。各染色体上的基因有严格的排列顺序，各基因间的毗邻关系也是较恒定的。所以染色体如果发生数目异常，甚至是微小的结构畸变，都必将导致许多基因的增加、缺失、融合和调控空间的改变。染色体病常常涉及许多器官系统的形态和功能异常。临床表现往往是多样的，故又称染色体畸变综合征（alAberrationSyndrome）。在妊娠前三个月的自然流产胚胎中，65%有染色体异常。已发现的人类染色体数目异常或结构畸变约10000种，几乎涉及每一号染色体。已确定或已描述过的综合征有100多种。这些畸变如涉及第1~22号常染色体，称常染色体病，如涉及X、Y性染色体，则称性染色体病。根据夏家辉等报告的资料，新生活婴中染色体异常发生率为0。73%。
在真核生物的体内，染色体是遗传物质DNA的载体。当染色体的数目发生改变（缺少、增多）或者染色体的结构发生改变时，遗传信息就随之改变，带来的就是生物体后代性状的改变，这就是染色体变异，它是可遗传变异的一种。根据产生变异的原因，它可以分为结构变异和数量变异两大类。
光学显微镜下可见染色体结构变异或者染色体数目变异。染色体结构变异的发生是内因和外因共同作用的结果，外因有各种射线、化学药剂、温度的剧变等，内因有生物体内代谢过程的失调、衰老等。在这些因素的作用下，染色体可能发生非等位的同源重组，断裂端具有愈合与重接的能力。染色体在不同区段发生断裂后，在同一条染色体内或不同的染色体之间以不同的方式重接时，就会导致各种结构变异的出现。
染色体是基因的载体，染色体病即染色体异常，故而导致基因表达异常、机体发育异常。染色体畸变的发病机制不明，可能是细胞分裂后期染色体发生不分离或染色体在体内外各种因素影响下发生断裂和重新连接所致。
（一）物理因素
人类所处的辐射环境，包括天然辐射和人工辐射。天然辐射包括宇宙辐射、地球辐射及人体内放射物质的辐射；人工辐射包括放射辐射和职业照射等。电离辐射因导致染色体不分离而引人注目。有试验证明，将受照射处于MⅡ中期的小鼠卵细胞与未受照射的同期卵细胞比较，发现不分离在受照射组中明显增高，这一现象在年龄较大的小鼠中尤为明显。人的淋巴细胞受照射或在受照射的血清内生长，发现实验组三体性频率较对照组高，并引起双着丝粒染色体异位、缺失等染色体畸变。
（二）化学因素
人们在日常生活中接触到各种各样的化学物质，有的是天然产物，有的是人工合成，它们会通过饮食、呼吸或皮肤接触等途径进入人体，而引起染色体畸变。
（三）生物因素
当以病毒处理培养中的细胞时，往往会引起多种类型的染色体畸变，包括断裂、粉碎化和互换等。
（四）母龄效应
胎儿在6~7个月月龄时，所有卵原细胞已全部发展为初级卵母细胞，并从第一次减数分裂前期进入核网期，此时染色体再次松散舒展，宛如前胞核，一直维持到青春期排卵之前。这种状态可能与合成卵黄有关。到青春期时，由于促卵泡生成素（FSH）周期性刺激卵母细胞，次级卵母细胞自卵巢排出，进入输卵管，在管内进行第二次减数分裂达到分裂中期。此时如果受精，卵子便完成第二次减数分裂，成为成熟卵子，与**结合成为合子，从此开始新个体发育直至分娩。随着母龄的增长，在母体内外许多因素的影响下，卵子也可能发生许多衰老变化，影响成熟分裂中姐妹染色单体的相互关系和分裂后期的行动，促成了染色体间的不分离。
（五）遗传因素
染色体异常常表现为家族性倾向，这提示染色体畸变与遗传有关。
（六）自身免疫性疾病
自身免疫性疾病似乎在染色体不分离中起一定作用，如甲状腺原发性自身免疫抗体增高与家族性染色体异常之间有密切相关性。