染色體G
實驗四 染色體 G-帶的分帶技術
60年代以來，染色體 分帶技術有了突飛猛進的發展，特別是1970年以來，許多人類染色體分帶技術的出現在細胞遺傳學的科學研究中開創了一個新的時期。染色體分帶技術可使我們準確無誤地識別每一條染色體，使人們準確的認識每一個染色體和它們所發生的畸變，這就為染色體遺傳疾病的診斷、雜種細胞檢定，特殊細胞株的標記、染色體的識別等開創了一種新的方法，有助于染色體研究的發展，在臨床上有著重要意義。
染色體 分帶技術最早(1968年)開始于瑞典科學家Caspersson及他的同事的開拓性工作，他們用氮芥喹丫因使染色體不同部位分化染色，顯示出清晰的帶紋。1971年，Pardue等又提出了吉姆薩(Giemsa)顯帶技術。在前人研究的基礎上，人們引用不同的物理、化學方法處理染色體標本，并用一定的染料染色，可使每條染色體上出現明暗相間或深淺不同的帶紋，稱為染色體帶。根據染色方法的不同可分為Q、G、C、R、N、T及Cd等幾種類型的倍韻源斫辛頌教幀１臼笛櫓氐憬檣茉詼鏘赴舊逯諧Ｓ玫?span Times New Roman"">G-小帶產生的機理及方法。
實 驗 目 的
1. 學習染色體 的G-帶顯示方法；
2. 了解G-帶染色體 在細胞遺傳學分析中的重要意義。
實 驗 原 理
關于G-帶形成的機理，到目前為止還沒有完全定論，但有人提出了以蛋白質構象改變為基礎的顯帶機理。此機理認為，帶紋所反映的是蛋白質結構的差異，這種差異與DNA的功能活動相適應。G-帶的形成與Giemsa染料的組成及染色特性分不開。Giemsa染料是由亞甲藍(美藍)、天藍和曙紅組成的復合染料，除曙紅外，均為噻臻類染料，它只與DNA中的PO43-基結合而不與蛋白質結合，所以染色體著色首先是兩個噻臻分子與DNA的結合，在此基礎上結合一個曙紅分子；形成2:1噻臻-曙紅沉淀物。其次要有一個有助于染料沉淀物積累的疏水環境。染色體上含有高濃度疏水性蛋白的區域有利于噻臻-曙紅沉淀物的形成，這些區域相當于含高比例二硫鍵的氧化態蛋白質區域，經一系列處理后顯示暗帶，而另一些區域(明帶區)則為含疏基的還原態蛋白質，為親水性蛋白質，對染料親合力低，所以不顯色。這表明，在G-帶形成的過程中，蛋白質狀態是一個主要因素。這與染色體的功能有關。如果染色體上某一區域的DNA為重復序列，轉錄活性低，相應地包裝它們的蛋白質也較穩定，可能通過較強的二硫鍵形成很穩定的疏水的a-螺旋結構，成為染料沉淀物積累的環境，從而顯示出陽帶(暗帶)。反之，如果染色體上某一區域的DNA富含具轉錄活性的結構基因，則功能上相對活躍，包裝它們的蛋白質也較疏松，構象上類似b-折疊結構，經處理后二硫鍵斷裂，還原為巰基，成為親水性蛋白，不利于染料沉淀物的積累，所以著色淺，顯示陰帶(明帶)。關于G-帶形成的機理還有待進一步探討。G-帶有許多優點: 染色是永久性的，以較長時間保存；帶紋分析通常較好；用普通光學顯微鏡可觀察等。
實 驗 用 品
一、試劑： 2mol/L NaCl溶液，5mol/L尿素溶液，Giemsa染液，磷酸緩沖液(pH6.8)。
二、器材： 顯微鏡，恒溫水浴箱，染色缸，濾紙，冰箱。
三、材料： 小鼠染色體標本
實 驗 方 法
老化3~7天的染色體標本
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置于37℃，pH7.0的NaCl和尿素的混合液中處理60min
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蒸餾水沖洗
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2% Giemsa染液(pH7.0)染色60min
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水沖洗
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晾干，二甲苯透明2~3min
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中性樹膠封片
實 驗 結 果
在顯微鏡下，可見分布在小鼠染色體全長上的寬窄不同的相間條帶。帶紋的多少隨染色體的不同而異，另外還同染色體所處的時期不同而有差異，一般中期染色體帶紋較少，早中期與晚前期染色體的帶紋較多，前期染色體多呈顆粒狀。
作 業
1. 繪制2~3條小鼠染色體的G-帶模式圖。
2. 解釋早中期與晚前期染色體的帶紋較多、而中期染色體帶紋較少的原因。
思 考 題
1. 染色體G-帶的含義是什么？
答：將染色體標本用熱、堿、胰酶、尿素、去垢劑或某些鹽溶預先處理，再用Giemsa染料染色，可以顯示類似帶紋，稱為G顯帶，G帶顯示的是染色體上富含AT的區域。
2. 染色體G-帶有何應用價值與應用前景？
答：G-帶有許多優點: 染色是永久性的，以較長時間保存；帶紋分析通常較好；用普通光學顯微鏡可觀察等。根據這一技術可識別出染色體的微小變化，如染色體的丟失、移位等。許多細胞系保留多個染色體標志亦用此法加以識別，從而可以特異的和確切的鑒別待測細胞。同時，G-帶可使人們準確的認識每一個染色體和它們所發生的畸變，這就為染色體遺傳疾病的診斷、雜種細胞檢定，特殊細胞株的標記、染色體的識別等開創了一種新的方法，有助于染色體研究的發展。
