G顯帶

G顯帶

G顯帶因為染色體主要是被Giemsa染料染色後而顯帶,故稱之為G顯帶技術,其所顯示的帶紋分布在整個染色體上。人們將用各種不同的方法,以及用不同的染料處理染色體標本後,使每條染色體上出現明暗相間,或深淺不同帶紋的技術稱為顯帶技術(banding technique)。本世紀70年代以來,顯帶技術得到了很大發展,且在眾多的顯帶技術中(Q帶、G帶、C帶、R帶、T帶),G帶是目前被廣泛套用的一種帶型。

原理

人們將用各種不同的方法,以及用不同的染料處理染色體標本後,使每條染色體上出現明暗相間,或深淺不同帶紋的技術稱為顯帶技術(banding technique)。本世紀70年代以來,顯帶技術得到了很大發展,且在眾多的顯帶技術中(Q帶、G帶、C帶、R帶、T帶),G帶是目前被廣泛套用的一種帶型。因為它主要是被Giemsa染料染色後而顯帶,故稱之為G顯帶技術,其所顯示的帶紋分布在整個染色體上。

G顯帶染色體核型G顯帶染色體核型

研究發現,人染色體標本經胰蛋白酶、Na0H、檸檬酸鹽或尿素等試劑處理後,再用Giemsa染色,可使每條染色體上顯示出深淺交替的橫紋,這就是染色體的G帶。每條染色體都有其較為恆定的帶紋特徵,所以G顯帶後,可以較為準確的識別每條染色體,並可發現染色體上較細微的結構畸變。關於G顯帶的機理目前有多種說法,例如,Lee等(1973)認為染色體上與DNA結合疏鬆的組蛋白易被胰蛋白酶分解掉,染色後這些區段成為淺帶,而那些組蛋白和DNA結合牢固的區段可被染成深帶。有人認為,染色體顯帶現象是染色體本身存在著帶的結構。比如用相差顯微鏡觀察未染色的染色體時,就能直接觀察到帶的存在。用特殊方法處理後,再用染料染色,則帶更加清楚,隨顯帶方法不同,顯出來的帶特點也不一樣,說明帶的出現又與染料特異結合有關。一般認為,易著色的陽性帶為含有AT多的染色體節段,相反,含GC多的染色體段則不易著色。總的來說,G顯帶的機理還未搞清。

內容與方法

一、人類染色體G顯帶標本製備

1、胰蛋白酶法
①將常規製備的人染色體玻片標本(未染色的白片)置70℃烤箱中處理2小時,然後轉入37℃培養箱中備用,一般在第3~7天進行顯帶。
②取2.5%的胰蛋白酶原液2.5ml加生理鹽水至50ml,配成0.125%的工作液並用NaHCO3調pH值至7左右。
③將配好的胰蛋白酶工作液放入37℃水浴箱中預熱。
④將玻片標本浸入胰蛋白酶中,不斷擺動使胰蛋白酶的作用均勻,處理1~2分鐘(精確的時間自行摸索)。
⑤立即取出玻片,放入生理鹽水中漂洗兩次。
⑥染色。將標本浸入37℃預溫的Giemsa染液(1:10的Giemsa原液和pH6.8的磷酸緩衝液)中染色10分鐘左右。
⑦自來水沖洗(用細水小心沖洗)、晾乾。
⑧鏡檢顯帶效果。在低倍鏡下選擇分散良好的長度適中的分裂相轉換油鏡觀察,若染色體未出現帶紋,則為顯帶不足;若染色體邊緣發毛為顯帶過頭,此時應根據具體情況增減胰蛋白酶處理時間重新處理一張標本。
2、EDTA一胰蛋白酶
①取25ml生理鹽水和25ml0.02%的EDTA溶液倒入立式染色缸中混勻。
②取2.5%的胰蛋白酶原液1ml加入到上液中混勻,並用5%NaHCO3調pH值至7左右。置水浴箱預溫至37℃。
③將染色體標本片浸入胰蛋白酶一EDTA溶液中處理5~20秒,同時輕輕搖動玻片。
④取出標本立即浸入生理鹽水中洗兩次。
⑤浸入37℃的Giemsa染液中染色5~10分鐘。
⑥細水沖洗後晾乾、鏡檢。

二、正常人各染色體的G帶特徵

A組:1~3號染色體。
1號染色體。
短臂:近側段有2條深帶,第2深帶稍寬,在處理較好的標本上,遠側段可顯出3~4條淡染的深帶。此臂分為3個區,近側的第1深帶為lp 21;第2深帶為1p31。

長臂:副縊痕緊貼著絲粒,染色濃。其遠側為一寬的淺帶,近中段與遠側段各有兩條深帶,此中段第2深帶染色較濃,中段兩條深帶稍靠近,此臂分為4個區,副縊痕遠側的淺帶為lp21號帶、中段第2深帶為lp31號帶,遠側段第1深帶為lp41號帶。

正常男性G顯帶染色體模式圖正常男性G顯帶染色體模式圖

2號染色體。
短臂:可見4條深帶,中段的2條深帶稍靠近,此臂分為2個區,中段兩條深帶之間的淺帶為2p21。
長臂:可見7條深帶,第3和第4深帶有時融合。此臂分為3個區,第2和第3深帶之間的淺帶為2p21帶,第4和第5深帶之間的淺帶為2p31號帶。
3號染色體。

在長臂與短臂的近中段各具有1條明顯的寬的淺帶。
短臂:一般在近側段可見1條較寬的深帶,遠側段可見2條深帶,其中遠側1條較窄,且著色淡,這是區別3號染色體短臂的顯著特徵。在處理較好的標本上,近側段的深帶可分為2條深帶,此臂分2個區,中段淺帶為2區1帶。
長臂:一般在近側段和遠側段各有1條較寬的深帶,在處理好的標本上,近側段的深帶可分為2條深帶,遠側段的深帶可分為3條深帶,此臂分為2個區,中段淺帶為2區1帶。該染色體的G帶圖有點象蝴蝶結。
B組:4~5號染色體。
4號染色體
短臂:可見2條深帶,近側深帶染色較淺,短臂只有1個區。
長臂:可見均勻分布的4條深帶,在處理較好的標本上,遠側段的2條深帶可各自分為2條較寬的深帶。此臂分為3區,近側段第1和第2深帶之間的淺帶為2區1帶,遠側段兩條深帶之間的淺帶為3區1帶。
5號染色體
短臂:可見2條深帶,其遠側的深頻寬且著色濃,此臂僅1個區。
長臂:近側段2條深帶,染色較淡,有時不明顯,中段可見3條深帶,染色較濃,有時融合成1條寬的深帶,遠側段可見2條深帶,近末端的1條著色較濃,此臂分為3個區,中段第2深帶為2區l帶,中段深帶與遠側深帶之間的寬闊的淺帶為3區1帶。
C組:6~12號和X染色體
6號染色體
短臂:中段有1條明顯寬闊的淺帶,形如“小白臉”,是此染色體的特徵,近側段和遠側段各有1條深帶,近側深帶貼著絲粒。在處理較好的標本上,遠側段的深帶可分為兩條深帶。此臂分為2個區,中段的明顯而寬的淺帶為2區1帶。
長臂:可見5條深帶,近側1條緊貼著絲粒,遠側末端的1條深帶著色較淡;此臂分為2個區,第2和第3深帶之間的淺帶為2區1帶。
7號染色體
著絲粒著色濃。
短臂:有3條深帶,中段深帶著色較淡,有時不明顯,遠測深帶著色濃,形似“瓶塞”。此臂分為2個區,遠側段的深帶為2區1帶。
長臂:有3條明顯深帶,遠側近末端的1條著色較淡;第2和第3帶稍接近。此臂分為3個區,近側第1深帶為2區1帶、中段的第2深帶為3區1帶。
8號染色體。
短臂:有2條深帶,中段有1條較明顯的淺帶,這是與10號染色體相鑑別的主要特徵。此臂分為2個區,中段的淺帶為2區1帶。
長臂:可見3條分界極不明顯的深帶,此臂分2個區,中段的深帶為2區1帶。
9號染色體
著絲粒著色濃。
短臂:近側段和中段各有1條深帶,在處理較好的標本上,中段可見2條較窄的深帶。此臂分為2個區,中段深帶為2區1帶。
長臂:可見明顯的2條深帶,次縊痕一般不著色,在有些標本上呈現出特有的頸部區。此臂分為3個區,近側的1條深帶為2區1帶,遠側的1條深帶為3區1帶。
10號染色體
著絲粒著絲濃。
短臂:近側段和近中段各有1條深帶,在有些標本上近中段可見2條深帶,但與8號染色體短臂比較,其上深帶的分界欠清晰。此臂只有1個區。
長臂:可見明顯的3條深帶,遠側段的2條深帶稍靠近,這是與8號染色體相鑑別的一個主要特徵,此臂分為2個區,近側段的1條深帶為2區1帶。
11號染色體
短臂:近中段可見1條深帶,在處理較好的標本上,這條深帶可分為3條較窄的深帶。此臂只有1個區。
長臂:近側有1條深帶,緊貼著絲粒。遠側段可見1條明顯的較寬的深帶,這條深帶與近側的深帶之間是1條寬闊的淺帶,這是與12號染色體相鑑別的一個明顯的特徵,在處理較好的標本上,遠側段的這條較寬的深帶可分為2條較窄的淺帶,兩深帶之間有1條很窄的淺帶,一般極難辨認,但它是分區的一個界標,在有些標本上近末端處可見1條窄的淡染的深帶。此臂分2個區,上述遠側兩條深帶之間的那條很窄的淡帶為2區1帶。
12號染色體
短臂:中段可見1條深帶,此臂只有1個區。
長臂:近側有1條深帶,緊貼著絲粒,中段有1條寬的深帶,這條深帶與近側深帶之間有1條明顯的淺帶,但與11號染色體比較這條淺帶較窄,這是鑑別11號與12號染色體的一個主要特徵。在處理較好的標本上,中段這條較寬的深帶可分為3條深帶。其正中一條著色較濃,在有些標本上,遠側段還可以看到l~2條染色較淡的深帶。此臂分為2個區,中段正中的深帶為2區1帶。
X染色體
其長度介於7號和8號染色體之間,主要特點是長臂和短臂中段各有1條深帶,有“一擔挑”之名。
短臂:中段有一明顯的深帶,宛如竹節狀。在有些標本上遠側段還可以看見1條窄的著色淡的深帶,此臂分為2個區,中段的深帶為2區1帶。
長臂:看見3~4條深帶,近中部1條最明顯,此臂分為2個區,近中段的深帶為2區1帶。
D組:13~15號染色體,具有近端著絲粒和隨體。
13號染色體
著絲粒區深染。
長臂:可見4條深帶,第1和第4深帶較窄,染色較淡;第2和第3深帶較寬,染色較濃。此臂分為3個區,第2深帶為2區1帶,第3深帶為3區1帶。
14號染色體
著絲粒區深染。
長臂:近側和遠側各有1條較明顯的深帶。在處理較好的標本上,中段尚看見1條著色較淺的深帶。此臂分為3個區,近側深帶為2區1帶,遠側深帶為3區1帶。
15號染色體
著絲粒區深染。
長臂:中段有一條明顯深帶;染色較濃,有的標本上近側段可見l~2條淡染的深帶。此臂分為2個區,中段深帶為2區1帶。
E組:16一18號染色體
16號染色體
短臂:中段有1條深帶,在較好的標本上看見2條深帶,此臂只有1個區。
長臂:近側段和遠側段各有1條深帶。有時遠側段1條不明顯,次縊痕著色濃;此臂分2個區,中段深帶為2區1帶。
17號染色體
短臂:有1條深帶,緊貼著絲粒,此臂只有1個區。
長臂:遠側段看見1條深帶,這條深帶與著絲粒之間為一明顯而寬的淺帶,此臂分為2個區,這條明顯而寬的淺帶為2區1帶。
18號染色體
短臂:一般為淺帶,此臂只有1個區。
長臂:近側和遠側各有1條明顯的深帶,此臂分為2個區,兩深帶之間的淺帶為2區1帶。
19號染色體
著絲粒及其周圍為深帶,其餘為淺帶。短臂和長臂均只有1個區。
20號染色體
著絲粒區濃染。短臂有一條明顯的深帶,此臂只有1個區。
長臂:中段和遠側段看見1~2條染色較淡的深帶,有時全為淺帶。此臂只有1個區。此染色體有“頭重腳輕”之名。
G組;21~22號染色體和Y染色體,21、22號有隨體。
21號染色體
著絲粒區著色淡。其長度比22號短,其長臂上有明顯而寬的深帶。此臂分2個區,其深帶為2區1帶。
22號染色體
著絲粒區染色濃。其長度比21號長,在長臂上可見2條深帶,近側的1條著色濃,而且緊貼著絲粒。近中段的1條著色淡,在有的標本上不顯現。此臂只有1個區。
Y染色體
長度變化大,有時整個長臂被染成深帶,在處理好的標本上可見2條深帶。此臂只有1個區。

三、鏡下帶型分析

每人用自己所作的G顯帶標本,選擇分散好,染色體帶型清晰的分裂相,在油鏡下根據上述G顯帶各號染色體的特徵,依次找出1至22號染色體和性染色體,繪成草圖。各染色體的位置、形狀大小儘量真實(不必繪出帶型)。並在各染色體旁邊標明染色體序號。

四、正常人染色體G帶照片分析

1、在G帶染色體顯微攝影照片上,用剪刀將染色體沿邊緣一條條剪下。
2、按染色體分類標準,分組配對排列在報告紙上,經反覆調整,認為準確無誤後用膠水貼上。

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