染色体结构重排

染色体可能断裂并以新的构型重新连接，导致片段缺失、重复、倒位或易位，这些结构变化会改变基因剂量、破坏基因或打乱遗传。

Definition

染色体结构重排是指染色体结构发生变化，其中一个片段被删除、复制、倒位或移动到新位置，从而改变基因的排列，但不一定改变染色体的总数。

Scope

本主题涵盖了结构重排的主要类别，即缺失、重复、倒位和易位，平衡与非平衡重排的区别，臂内和臂间倒位环的形成及其对重组的影响，相互易位和罗伯逊易位对配子形成的影响，以及由此产生的临床表型。它涉及染色体结构的变化；染色体数量的变化在相邻主题中讨论。

Core questions

• 缺失、重复、倒位和易位有何区别？
• 为什么平衡重排对携带者通常无害，但对后代有风险？
• 倒位如何抑制重组配子的回收？
• 相互易位和罗伯逊易位如何影响配子活力？

Key concepts

• 缺失和重复
• 臂内和臂间倒位
• 相互易位和罗伯逊易位
• 平衡与非平衡重排
• 对重组和配子形成的影响

Mechanisms

重排的发生是由于染色体断裂后断裂端异常重新连接，通常由错位的重复序列辅助；倒位迫使染色体在减数分裂配对过程中形成环，从而使交换产生非平衡配子，而易位则形成导致配子缺失或多余遗传物质的分离构型。

Clinical relevance

结构重排通过基因剂量失衡导致明确的综合征，是平衡易位携带者许多复发性流产的原因，并在基因融合或激活时（如慢性髓性白血病中的费城染色体）驱动癌症。

History

早期的果蝇细胞遗传学通过其遗传和染色体特征揭示了缺失、重复和倒位；麦克林托克将断裂染色体与遗传不稳定性联系起来，罗利在20世纪70年代识别出白血病中的特定易位，从而确立了重排驱动人类癌症的观点。

Key figures

• Barbara McClintock
• Alfred Sturtevant
• Janet Rowley

Seminal works

• klug2019

Frequently asked questions

什么是平衡易位？

平衡易位是指染色体之间交换片段，但没有遗传物质的获得或丢失，因此携带者通常是健康的；然而，这种重排会产生非平衡配子，增加流产或生育受影响子女的风险。

为什么倒位会减少重组后代的数量？

当携带倒位的染色体与其正常同源染色体配对时，该区域会形成环状以对齐，环内的交换会产生通常无法存活的具有重复和缺失的配子，因此很少能回收重组类型。