染色體核型分析材料、原理和步驟

實驗一 染色體核型分析

一、實驗原理：

有絲分裂間期：染色質

有絲分裂期：染色體

各種生物染色體的形態，結構和數目都是相對穩定的。每一生物細胞內特定的染色體組成叫染色體組型。染色體組型分析也稱核型分析。

從染色體玻片標本和染色體照片的對比分析，進行染色體分組，并對組內各染色體的長度，著絲點位置，臂比和隨體有無等形態特征進行觀測和描述，從而闡明生物的染色體組成，確定其染色體組型，這種過程稱為染色體組型分析。

染色體組型分析有助于探明染色體組的演化和生物種屬間的親緣關系，對于遺傳研究與人類染色體疾病的臨床診斷也非常重要。

二、實驗內容：

取人類的體細胞有絲分裂中期的染色體顯微照片，分析其核型。

（1）染色體數目：2n＝46；

（2）染色體形態：觀察染色體的長度、著絲粒及次縊痕的位置、隨體的形態等。

①長度測定：指在顯微鏡下用測微尺直接測量到的從染色體一端到另一端的線性長度，通常以微米表示。染色體的絕對長度常因分裂期的差異、前處理方法的不同而有所變化，因此絕對長度的數據也只有相對意義。

相對長度：是每條染色體的絕對長度與正常細胞全部染色體總長度的比值，通常用百分比表示。相對長度不會因分裂期和前處理方法的不同而產生差異，因此是可靠的。所以，染色體長度通常以相對長度表示。

②著絲粒的位置：一般來說，每條染色體著絲粒的位置是恒定的，染色體的兩臂常在著絲粒處呈不同程度的彎曲。著絲粒位置的測定常用Evans提出的方法，即以染色體的長臂（L）和短臂（S）的比值來表示。

（3）核型表示法：

染色體長度可分為長（L）、中（M）和短（S）三類。

若不能明顯分為三類，可以按長短順序依次排列為A、B、C、D、E……來表示。

著絲點（kinetochore）的位置以M、m、sm、st、t來表示。

隨體（satellite）以Sat表示。

異染色質（heterochromatin）以H表示。

次縊痕（secondary constriction）以Sc表示。

三、理論補充：

1、染色體在復制以后，含有縱向并列的兩個染色單體，只有在著絲粒位置仍聯在一起。著絲粒在染色體上的位置是固定的。由于著絲粒位置的不同，把染色體分成大致相等或長短不等的兩臂。著絲粒所在的地方往往表現為一個縊痕，所以著絲粒又稱初級縊痕。

有些染色體上除了初級縊痕外，還有一個次級縊痕，連上一個叫做隨體的遠端染色體小段。次級縊痕的位置也是固定的，在細胞分裂(cell division)將結束的時候，核內出現一個到幾個核仁，核仁總出現在次級縊痕的地方，所以次級縊痕也叫核仁形成區。

2、染色體組型分析一般有四種方法。

（1）常規的形態分析。選用分裂旺盛細胞的有絲分裂中期的染色體制成染色體組型圖，以測定各染色體的長度（微米）或相對長度（％），著絲粒位置及染色體兩臂長的比例（臂比），鑒別隨體及副縊痕的有無作為分析的依據。

（2）帶型分析。顯帶技術是通過特殊的染色方法使染色體的不同區域著色，使染色體在光鏡下呈現出明暗相間的帶紋。每個染色體都有特定的帶紋，甚至每個染色體的長臂和短臂都有特異性。根據染色體的不同帶型，可以更細致而可靠地識別染色體的個性。

（3）著色區段分析。染色體經低溫、KCl和酶解，HCl或HCl與醋酸混合液體等處理后制片，能使染色體出現異固縮反應，使異染色質區段著色可見。在同源染色體之間著色區段基本相同，而在非同源染色體之間則有差別。因此用著色區段可以幫助識別染色體，作為分析染色體組型的一種方法。

（4）定量細胞化學方法。即根據細胞核、染色體組或每一個染色體的DNA含量以及其他化學特性去鑒別染色體。如DNA含量的差別，一般能反映染色體大小的差異，因此可作為組型分析的內容。

3、染色體配對影像系統功能：
　 ◆核型圖像預處理　擁有專業級數字圖像處理能力，迅速濾除核型周邊雜質，可處理完成多達20余種不同類型的核型圖像，呈現精確核型　運用背景綜合處理技術，自動增強染色體帶紋識別能力。自動或手動分離各種形態的染色體，獨創"四點拆分法"，快速精確分離粘連或交叉染色體。
　 ◆核型配對　提供自動與人工參與兩種分析模式，染色體全自動識別，配對。配對結果獨立操作，核型圖中染色體可自由易位，重排到位。出色的拉直效果，可完成任意曲度染色體形態上的拉直自動染色體計數特有異常核型分析功能，可分析處理染色體數目異常引起的綜合特征。系統將分配異常核型區域，給與參考結果。
　 ◆核型標準圖參照　根據ISCN國際體制，提供核型標準模式圖，自動選擇有無特定核型或核型分組標識的參照顯示
　 ◆異常核型數據分析　快速獲取染色體核型物理參數，同時利用CASM提供的標準ISCN模板及條帶比較、染色體拉伸、分類比較、統計學分析或條帶增強等技術，來進行染色體核型圖深入分析。

四、作業：

1、完成染色體組型分析表

2、完成染色體組型圖