實 驗 原 理

關于G-帶形成的機理，到目前為止還沒有*定論，但有人提出了以蛋白質(zhì)構(gòu)象改變?yōu)榛A的顯帶機理。此機理認為，帶紋所反映的是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)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(jié)合而不與蛋白質(zhì)結(jié)合，所以染色體著色首先是兩個噻臻分子與DNA的結(jié)合，在此基礎上結(jié)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(huán)境。染色體上含有高濃度疏水性蛋白的區(qū)域有利于噻臻-曙紅沉淀物的形成，這些區(qū)域相當于含高比例二硫鍵的氧化態(tài)蛋白質(zhì)區(qū)域，經(jīng)一系列處理后顯示暗帶，而另一些區(qū)域(明帶區(qū))則為含疏基的還原態(tài)蛋白質(zhì)，為親水性蛋白質(zhì)，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(zhì)狀態(tài)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(qū)域的DNA為重復序列，轉(zhuǎn)錄活性低，相應地包裝它們的蛋白質(zhì)也較穩(wěn)定，可能通過較強的二硫鍵形成很穩(wěn)定的疏水的a-螺旋結(jié)構(gòu)，成為染料沉淀物積累的環(huán)境，從而顯示出陽帶(暗帶)。反之，如果染色體上某一區(qū)域的DNA富含具轉(zhuǎn)錄活性的結(jié)構(gòu)基因，則功能上相對活躍，包裝它們的蛋白質(zhì)也較疏松，構(gòu)象上類似b-折疊結(jié)構(gòu)，經(jīng)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(yōu)點: 染色是*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(jié) 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(yè)

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(qū)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(yōu)點: 染色是*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(jù)這一技術(shù)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(fā)生的畸變，這就為染色體遺傳疾病的診斷、細胞檢定，特殊細胞株的標記、染色體的識別等開創(chuàng)了一種新的方法，有助于染色體研究的發(fā)展。