染色体带型与显带

染色体经过一定程序处理并用特定染料染色后，在普通光学显微镜或荧光显微镜下，染色体上可显出不同深浅颜色的条纹或不同强度的荧光节段，这样的节段叫做染色体带，各号染色体带的形态不同，称带型。这种显示染色体带的过程称染色体显带。
染色体带型 在显带染色体标本上，一条染色体被着丝粒分为短臂(p)和长臂(q); 两臂均由一系列染色深和染色浅的带所构成，不存在带间区。不论在长臂或短臂中，都可依照明显的形态特征(如着丝粒、端粒、明显的深染带或浅染带)作界标，区分为几个区。每区中可包括若干个带。区和带以号序命名，从着丝粒两侧的带开始，作为第1区第1号带，向两臂末端延伸，依次编为2区、3区等，
每一区内的也依次编1号、2号……带。例如1号染色体短臂(p)包括三个区：1区有3条带，2区有2条带，3区有6条带，长臂(q)包括4个区：1区有2条带，2区有5条带，3区有2条带，4区有4条带。定为界标的染色带，就作为次1区的1号带。每一个染色体带的命名，由连续书写的符号组成，例如9q34表示为第9号染色体长臂的第3区4号带； 9q34.1则表示该带的第1号亚带(图1)。

图1 染色体带的识别图解

各号染色体上的带在数目、分布、大小和着色深浅程度或荧光强弱等特征上各不相同，这就构成各条染色体的带型。依带型的特点不仅可以识别任何一条染色体，也可以查明一条染色体上某个区段中所发生的微小结构改变。
染色体显带 常用的显带技术有以下几种：
(1) Q显带： 用氮芥喹吖因(QM)或二盐酸喹吖因(QD)等荧光染料染色后，在染色体上出现明暗不同的荧光带叫Q带。Q带型受制片过程和热处理的影响较小，效果稳定，带型鲜明。但是，由于荧光持续存在的时间很短，必须立即进行显微摄影，否则不能进行深入分析。另外，必须有荧光显微镜才能观察，所以，不能为一般实验室采用。
(2) G显带： 1971年，不少实验室分别采用特殊的Giemsa染色法，在各条染色体上显出的带型和Q带型基本相同，叫G带。G带型在普通显微镜下即可以观察。带型清晰，而且标本又可以长期保存，所以，一般实验室均普遍采用。G显带技术包括各种不同的方法。例如Sumner等(1971)的醋酸-钠盐-Giemsa法(ASG法),Schnedl(1971)的碱处理和磷酸缓冲液温育的方法，Patil (1971)用pH9的Giemsa染液的方法(Giemsa 9法),Seabright(1971)的胰蛋白酶处理法，Shafer(1973)的放线菌素处理法等。 其中以胰蛋白酶处理法简易可行，效果比较稳定，适于一般实验室采用。
(3) R显带： Dutrillaux等(1971)发现用热(87℃)磷酸缓冲液预先处理后，再用Giemsa染色，所显示的带型在各区段染色深浅上与G显带者恰好相反，叫反带型或R带型。由于G显带的两条臂的末端常常浅染，结构不清晰，R显带可弥补这一缺点而有助于确定该区中结构上的变化。
(4) C显带：Arrighi和徐道觉(1970)用NaOH(0.007N～0.002N)处理30～90秒，使DNA变性，然后在柠檬酸钠和氯化钠混合液(2×SSC)中，65℃复性(12小时)，用Giemsa染色的方法，使每一号染色体的着丝粒区特异性地着色，尤其是1、9、16号和Y染色体的副缢痕区着色块更为显著。C显带技术对分析着丝粒区、副缢痕区和随体区的结构变化，是有帮助的。
(5) T显带：Dutrillaux(1973)采用加热变性(87℃)

图2 正常人体细胞的带型

并用Giemsa或吖啶橙染色的方法，在某些染色体的末端显出一定的深染带，叫端带或T带。这有助于分析染色体的末端缺失、易位等畸变。
(6) NOR显带：Matsui和Sasaki(1973)用热三氯醋酸和盐酸处理后，再用Giemsa法染色，在染色体上的核仁组织者区出现深染带，叫核仁组织者区带或NOR带。Goodpasture和Bloom(1975)用银染法也得出NOR带。用酶消化实验证明，被染色的物质是酸性的非组蛋白型染色体蛋白。
(7) Cd显带：Eiberg(1974)采用热盐溶液(85℃)处理和Giemsa法染色。在着丝粒区中每一条染色单体有一个同样大小的深染颗粒，叫着丝粒点或Cd带。据说着丝粒点与C带无关，可能是与纺锤丝相连的一个结构。应用上述各种显带技术(尤其是Q显带和G显带)在一个人类中期细胞的一个染色体组上，可看到大约320条带。这就比常规染色的核型分析精确得多，为染色体病的诊断提供了更有效的方法。
(8) 高分辨染色体显带： 这是七十年代中形成的新技术。Yunis(1976)用氨甲喋呤和胸腺嘧啶核苷同步化前期细胞和特殊的染色技术，可显示前中期的一个染色体组中约有555～842条带，晚前期者有843～1256条带。这种技术的应用，提高了染色体分析的水平，可以检出更微小的染色体缺损，并可准确定位断裂点。用这种新技术已发现30多种新的染色体综合征。近年来，Yunis等(1977)又用放线菌素D处理来防止G₂期细胞DNA的收缩，在前中期染色体上可看到1256条带，在晚前期染色体上可看到1700条带，在G₂期或早前期染色体上可看到3000～10,000条带。这已近于一个细胞中所具有的结构基因(50,000)的数目。所以，这方面的工作将使细胞遗传学与分子生物学之间的距离，渐趋缩短。