染色体G

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实验四 染色体 G-带的分带技术

60年代以来，染色体 分带技术有了突飞猛进的发展，特别是1970年以来，许多人类染色体分带技术的出现在细胞遗传学的科学研究中开创了一个新的时期。染色体分带技术可使我们准确无误地识别每一条染色体，使人们准确的认识每一个染色体和它们所发生的畸变，这就为染色体遗传疾病的诊断、杂种细胞检定，特殊细胞株的标记、染色体的识别等开创了一种新的方法，有助于染色体研究的发展，在临床上有着重要意义。

染色体 分带技术最早(1968年)开始于瑞典科学家Caspersson及他的同事的开拓性工作，他们用氮芥喹丫因使染色体不同部位分化染色，显示出清晰的带纹。1971年，Pardue等又提出了吉姆萨(Giemsa)显带技术。在前人研究的基础上，人们引用不同的物理、化学方法处理染色体标本，并用一定的染料染色，可使每条染色体上出现明暗相间或深浅不同的带纹，称为染色体带。根据染色方法的不同可分为Q、G、C、R、N、T及Cd等几种类型的倍韵源斫辛颂教帧１臼笛橹氐憬樯茉诙锵赴旧逯谐Ｓ玫?span lang="EN-US" Times New Roman"">G-小带产生的机理及方法。

实 验 目 的

1. 学习染色体 的G-带显示方法；

2. 了解G-带染色体 在细胞遗传学分析中的重要意义。

实 验 原 理

关于G-带形成的机理，到目前为止还没有完全定论，但有人提出了以蛋白质构象改变为基础的显带机理。此机理认为，带纹所反映的是蛋白质结构的差异，这种差异与DNA的功能活动相适应。G-带的形成与Giemsa染料的组成及染色特性分不开。Giemsa染料是由亚甲蓝(美蓝)、天蓝和曙红组成的复合染料，除曙红外，均为噻臻类染料，它只与DNA中的PO43-基结合而不与蛋白质结合，所以染色体着色首先是两个噻臻分子与DNA的结合，在此基础上结合一个曙红分子；形成2:1噻臻-曙红沉淀物。其次要有一个有助于染料沉淀物积累的疏水环境。染色体上含有高浓度疏水性蛋白的区域有利于噻臻-曙红沉淀物的形成，这些区域相当于含高比例二硫键的氧化态蛋白质区域，经一系列处理后显示暗带，而另一些区域(明带区)则为含疏基的还原态蛋白质，为亲水性蛋白质，对染料亲合力低，所以不显色。这表明，在G-带形成的过程中，蛋白质状态是一个主要因素。这与染色体的功能有关。如果染色体上某一区域的DNA为重复序列，转录活性低，相应地包装它们的蛋白质也较稳定，可能通过较强的二硫键形成很稳定的疏水的a-螺旋结构，成为染料沉淀物积累的环境，从而显示出阳带(暗带)。反之，如果染色体上某一区域的DNA富含具转录活性的结构基因，则功能上相对活跃，包装它们的蛋白质也较疏松，构象上类似b-折叠结构，经处理后二硫键断裂，还原为巯基，成为亲水性蛋白，不利于染料沉淀物的积累，所以着色浅，显示阴带(明带)。关于G-带形成的机理还有待进一步探讨。G-带有许多优点: 染色是永久性的，以较长时间保存；带纹分析通常较好；用普通光学显微镜可观察等。

实 验 用 品

一、试剂： 2mol/L NaCl溶液，5mol/L尿素溶液，Giemsa染液，磷酸缓冲液(pH6.8)。

二、器材： 显微镜，恒温水浴箱，染色缸，滤纸，冰箱。

三、材料： 小鼠染色体标本

实 验 方 法

老化3~7天的染色体标本

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置于37℃，pH7.0的NaCl和尿素的混合液中处理60min

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蒸馏水冲洗

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2% Giemsa染液(pH7.0)染色60min

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水冲洗

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晾干，二甲苯透明2~3min

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中性树胶封片

实 验 结 果

在显微镜下，可见分布在小鼠染色体全长上的宽窄不同的相间条带。带纹的多少随染色体的不同而异，另外还同染色体所处的时期不同而有差异，一般中期染色体带纹较少，早中期与晚前期染色体的带纹较多，前期染色体多呈颗粒状。

作 业

1. 绘制2~3条小鼠染色体的G-带模式图。

2. 解释早中期与晚前期染色体的带纹较多、而中期染色体带纹较少的原因。

思 考 题

1. 染色体G-带的含义是什么？

答：将染色体标本用热、碱、胰酶、尿素、去垢剂或某些盐溶预先处理，再用Giemsa染料染色，可以显示类似带纹，称为G显带，G带显示的是染色体上富含AT的区域。

2. 染色体G-带有何应用价值与应用前景？

答：G-带有许多优点: 染色是永久性的，以较长时间保存；带纹分析通常较好；用普通光学显微镜可观察等。根据这一技术可识别出染色体的微小变化，如染色体的丢失、移位等。许多细胞系保留多个染色体标志亦用此法加以识别，从而可以特异的和确切的鉴别待测细胞。同时，G-带可使人们准确的认识每一个染色体和它们所发生的畸变，这就为染色体遗传疾病的诊断、杂种细胞检定，特殊细胞株的标记、染色体的识别等开创了一种新的方法，有助于染色体研究的发展。