Реферат Кариотип людини

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Зміст.

Запровадження..................................................................................................... 1

Глава 1. Митотические хромосоми........................................................... 2

Глава 2. Мейотические хромосоми........................................................... 5

Глава 3. Цитогенетический метод............................................................ 13

Глава 4. Половой хроматин.................................................................... 20

Глава 5. Мозаицизм................................................................................. 23


Запровадження.

Однією з ключових питань генетики людини питання будову і функціонуванні матеріальних ос новий спадковості. Дані з кожного з трьох уров ній організації спадкових структур (генному, хро мосомному, геномному) накопичуються останніми роками з надзвичайною швидкістю, і можна сподіватися, що недале до той час, якщо буде складена досить цілісна картина спадковості людини. Вже й нині з це му питання людини, можна віднести до числа найкраще вивчених об'єктів поруч із дрозофилой, мишею, кукурузой.[1]

Для правдивого розуміння значення спадково сти в патології людини необхідно мати докладних відомостей за трьома частково взаємозалежним розділах:

1) по морфологическому й хімічному будовою кульгаво сом і кариотипа загалом; 2) по дискретним ознаками людини, контрольованим поодинокими генами («инвента ризация» одиниць спадкової мінливості); 3) по «ар хитектонике» генів у хромосомах (зчеплення генів і кар ти хромосом). Щодо кожного з цих розділів чимало даних, їх інтенсивна розробка триває як у теоретичному, і прикладному (клінічному) ас пектах.

Принципи реалізувати основні розділи загальної цитогенетики сформувалися протягом 20-х і 1930-х років основному дослідженням, проведених дрозофілі і яких рослинах. Цитогепетика чоловіки й млекопитаю щих, що становить чільне місце в современой цитогенетике, розвинулася пізніше, головним чином зв'язки й з методи ческими труднощами.

Історію розвитку цитогенетики людини, можна раз ділити втричі періоду. Перший охоплює період із прош логотипом століття незалежності до середини 1950-х років і має нині суто історичний інтерес. Це був пошуки методичних під ходів для отримання препаратів хромосом людини замі чательными своєї наполегливістю і працьовитістю цитологами на той час (А. Р. Андрес, 1934). Хоча нашими цитогенетиками А. Р. Андресом і М. З. Навашиным були правильно описані перші 10 пар великих хромосом, од нако був встановлено навіть загальна кількість хромосом у людини. Невідомої залишалася як і їх морфологія.

Другий період, початок що було належить рабо тієї Tjio і Levan в 1956 р., характеризувався возникнове нием і бурхливим розвитком сучасної цитогенетики чоло століття. Досить швидко розробили все основні ме тодические прийоми хромосомного аналізу, отримані фун даментальные інформацію про кариотипе людини, про основні особливості будівлі та функціонування його нормаль ных хромосом. Саме на цей період зародилася медицин ская цитогенетика, яка відкрила нову область пато логии людини, зумовлену зміною числа чи структури хромосом.

Третій період розвитку цитогенетики людини розпочалося 70-ті роки. Його з права вважатимуться початком совре менного етапу у розвитку науки про цитологічних засадах спадковості людини. Ряд методичних нововведе ний забезпечили перехід цитогенетики на якісно вищому рівні. Реализовалась можливість вивчення індивіду альности хромосом людини й навіть їх ділянок. Це сра зу підняло новий рівень медичну цитогенетику. Стала можливою досліджувати комплексно морфологію, функцію, хімічні особливості будівлі та надмолеку-лярную організацію хромосом людини. Розвиток у ці ж таки роки методів генетичного картирования хромосом чого ловека забезпечило рішення найскладнішої завдання — соз дание генетичних карт хромосом.

Отже, сучасна цитогенетика людини являє собою багату фактичним матеріалом, раз ветвленную самостійну область генетики людини. Нині завдання ідентифікації всіх элемен тов людського кариотипа під час аналізу на стадії мито за вирішена з урахуванням застосування диференційних прибл расок хромосом.

Хромосомы як индивидуаль ные структури стають доступними для исследова ния після значного уко рочения і потовщення, кото рые вони відчувають під час підготовки клітини до справі нию. Для соматичних клітин таким розподілом є митоз, для генеративних — спочатку митоз, та був мейоз.

Глава 1. Митотические хромосоми.

Основні інформацію про кульгаво сомном наборі людини у цілому про індивідуальних хромосомах одержані результаті вивчення хромосом в метафазе мітозу. І на цій стадії мітозу чітко видно, що диплоидный набір хромосом людини складається з 46 елементів: 22 пар аутосом та однієї пари статевих кульгаво сом (XX в жінок і XY чоловіки). На стандартно забарвлених препаратах форма метафазных хромосом оп ределяется місцезнаходженням первинної перетяжки, кото раю формується завдяки деконденсации функціоную щего в метафазе центромерного району. У окремих хро мосомах можуть існувати додаткові перетяжки, звані вторинними. Що стосується локалізації такий перетяжки на кінці хромосоми відокремлюваний нею дистальний ділянку хромосоми називається супутником.

За формою й загальним розмірам все аутосомы людини ліг до поділяються на майже 7 груп, які охоплюють написом від До G (рис. 8). До того ж, все аутосомы у порядку зменшення загальної довжини нумеруються (від 1 до 22).

Довжина одному й тому ж хромосоми в митозе значно варіює, оскільки у стадії метафазы триває процес природною конденсації хромосоми, який значно посилюється колхицином. Тож ідентифікації служить показник відносної, а чи не абсолют іншої довжини хромосоми. Проте його надійність ограничива ется тим, що хромосоми мають різною довжиною, а дано іншої хромосомі плечі різних розмірів скорочуються неоднаково: скорочення більш довгих відбувається быст реї проти короткими. Не віддзеркалюється в ука занной вище груповий характеристиці, але перешкоджає ідентифікації близьких за розміром та формі хромосом всередині груп. Труднощі в індивідуальної идентифика ции хромосом посилюються також тим, що дифференциаль ная конденсація може бути і між гомологичными хромосомами, зумовлюючи гетероморфизм гомоло гов. Нині потреба у використанні методу морфометрії і визначених із її допомогою линів ных параметрів хромосоми фактично відпала у зв'язку з введенням у практику хромосомного аналізу дифференци альных барв хромосом.[2]

Аналіз спонтанних вторинних перетяжек, включаючи спутничные, помітно не полегшує розпізнавання отдель ных хромосом. З їхньою допомогою найбільш регулярно можна назвати аутосому 9, часто що має значної пе ретяжкой в околоцентромерном районі довгого плеча. Спутничной перетяжкой мають усі 10 акроцентрических хромосом людини, a D- чи G-хромосомы по це му ознакою не більше груп не різняться.

Морфологическая однорідність хромосоми за довжиною, як вимальовується при мікроскопічному вивченні метафазных хромосом на рутинно приготовлених і прибл рашенных препаратах, насправді виявляється обман чивой. Методичний прогрес в цитогенетике людини та вищих эукариотов загалом, який відбувався на про тяжении останніх 15—20 років, призвів до відкриттю глубо дідька лисого лінійної диференційованості кульгаво соми щодо і структури, і функції. Ця дифференцированность, індивідуальна кожної хромосоми, порівняно легко виявляється в метафазе мітозу. Бла годаря цьому сучасної цитогенетике людини, можна ідентифікувати все хромосоми за окремим і слу чайним ознаками, а, по істотним сторонам їх струк турно-функциональной організації. У практиці цитогенетичного аналізу із метою .досліджують дифференци альную конденсацію хромосом, хронологію реплікації ДНК в хромосомах чи диференціальну окрашиваемость хромосом (А. Ф. Захаров, 1977).

Дифференциальность конденсації участ ков хромосоми — одне з істотних її характеристик, найповніше котре виражається у интерфазном ядрі. У природничих умовах течії мітозу хромосомні ділянки, різко різняться за рівнем конденсації під час интерфазы, в метафазе виглядають практично оди наково. Лише за спеціальних засобах світловий чи електронної мікроскопії вдається виявити неоднород ную лінійну структуру зовні гомогенної метафазной

хромосоми (Bahr, Larsen, 1974). Вирівнювання циклів конденсації у різних ділянках хромосом можна затормо зить штучно. Для цього він особливо успішно при змінюється 5-бромдезоксиуридин (А. Ф. Захаров, 1973, 1977;

Dutrillaux, Lejeune, 1975). У присутності цієї речовини хромосоми входять у метафазу нерівномірно уплотнен ными зі своєї довжині. Через війну докладного вивчення їх морфології показано, кожна хромосома людини має суворо сталий розвиток і специфічне чергування нір мально і найгірш конденсованих ділянок та за цією ознакою то, можливо ідентифіковано.

Внутрихромосомная асинхронність репліка ции ДНК є другий найважливішої рисою лінійної неоднорідності хромосоми, яка то, можливо виявлено в метафазе мітозу. Протягом півтори десятиліть ця риса хромосомної організації була доступна вивченню методом радиоавтографии хромосом (під ред. А. А. Прокофьевой-Бельговской, 1969; А. Ф. Захаров, 1977; Giannelli, 1970, 1974). За підсумками цього було розкрито прин ципиальные закономірності репродукції хромосом чоло століття, серед яких асинхронність репродукції різних ділянок хромосоми, сталість і специфічність поряд ка репродукції для даної хромосоми є важливіше шими. Проте ідентифікацію індивідуальних хромосом радіоавтографія просунула менше, ніж цього очікували. На радиоавтографах додатково вдається розрізнити аутосомы 4 і п'яти, 13, 14 і 15, 17 і 18. У жіночих клітинах одне з двох Х-хромосом відрізняється пізнім початком і пізнім закінченням синтезу ДНК. Попри ограни ченность даних, одержуваних методом радиоавтографии, цей прийом виявилося винятково корисним в улучше нии ідентифікації аномалій зазначених хромосом і з міг в виділенні кількох нових самостійних синд ромів в хромосомної патології.

Суттєвий прогрес до вивчення послідовності синтезу ДНК за довжиною кожної хромосоми людини у нір ме, її взаємозв'язку коїться з іншими характеристиками хромосом іншої організації, його стани у разі про чисельні чи структурні зміни в хромосомному наборі происхо дит нині завдяки ужитку під час качест ве попередника синтезу ДНК аналога тимидина — 5-бромдезоксиуридина. Ослаблена спроможність до окрашиванию ділянок хромосоми, які включили цей предшест венник, озброїла цитогенетиков точним методом изуче ния хронології хромосомної репродукції, можливості якого лімітуються лише роздільну здатність світловий мікроскопії. Репликационная структура всіх хромосом людини виявляється з граничною ясністю, і вона може бути описано на чітких морфологічних терми нах.

Кожна хромосома складається з ділянок, реплицирующихся у різний час. Є чітке чергування районів з ранньої діагностики та пізньої репликацией. У метафазной хромосомі

такі ділянки добре помітні з допомогою світлового ми кроскопа. Специфичность репликационной структури каж дой хромосоми складається з індивідуальності разме рів, числа і взаємного розташування різняться хро мосомных районів (рис. 9).

На відміну від наведених двох феноменів нерав номерного фарбування хромосом за довжиною, викликаного включенням до ДНК 5-бромдезоксиуридина, під диф ференциальной окрашиваемостью кульгаво сом мається на увазі спроможність до виборчому окра шиванию за довжиною хромосоми, не модифікованої прижиттєво певними віз діями. Дифференциаль ное забарвлення хромосом у разі забезпечується порівняно простими температурно-солевыми воздей ствиями на фіксовану хромосому.

Важливо, що з всім розмаїтті подібних обробок хромосомних пре паратов після фіксації і застосовуваних флуорохромных чи нефлуоресцирующих барвників выявляемая чи нейная неоднорідність хро мосомы завжди сама й той самий. Її малюнок змінюється тільки залежно від рівня уп лотненности хромосоми: в бо лее довгих, слабше сокра щенных хромосомах стано вится помітної подальша неоднорідність тих сегмен тов, які виглядали гомо генно забарвленими в силь але конденсованих кульгаво сомах. Дифференциальное прибл рашивание можемо бачити ся або за всієї довжині кульгаво соми (Q-, G- і R-сегменты), або у її центромерном рай оне (С-сегменты).

Найбільш ясне представле ние про малюнку дифференци ального фарбування кульгаво сом у всій довжині можна було одержати при забарвленні препаратів по G-методике, використовуючи барвник Гимзы (рис. 10). На таких препаратах хромосоми виглядають поперечно исчер ченными, по-різному забарвленими сегментами («ban ding»). Малюнок кожної пари хромосом є спеці фичным нею. Розміри сегментів неоднакові. У крейда ких хромосомах груп F і G малюнок утворюється единич ными сегментами, у крупних хромосомах їх досить багато. Загальна кількість забарвлених і незабарвлених сегментів в нір мальном хромосомному наборі середній мірі конденса ции, відповідно до Паризької номенклатурою, одно 322. У прометафазных хромосомах їх кількість увеличива ется до 1000 і більше.

На Паризької конференції за номенклатурою в цитогенетике людини була спрямована розроблено й нині увійшла у практику цитогенетичного аналізу система про значення сегментів нормальних хромосом і хромосом, які піддалися тим чи іншим структурним перебудов (Paris Conference, 1971). На рис. 11 наведено приклад цією системою для аутосомы 1.

Незалежно від цього, як вирі-шується питання природі диф ференциальной окрашиваемости хромосом, засновані у цьому феномен цитологічні карти мають исключитель ное значення у розвиток цитогенетики людини. З їхньою допомогою вдається віднести генетичні маркери непросто до того що чи іншому хромосомному плечу, а до якогось району хромосоми. У медичному цитогенетике стало реальним виявлення походження аномальних кульгаво сом до точного описи районів.

Другий вид диференціального фарбування хромосом розкриває специфічність околоцентромерных районів в хромосомах людини. У різних хромосомах розміри С-сегментов різні, вони великі в аутосомах 1, 9 і 16. Проте ідентифікувати у цій забарвленні подібні за величиною і малої форми хромосоми вдається. У Y-хромосомі С-хроматин локалізується в дистальной частини довгого плеча. У одній й тією самою хромосомі в різних індивідів його зміст може різнитися.

Глава 2. Мейотические хромосоми.

Мейоз об'єднує серію раз особистих процесів, у ході первинні зародку шиї клітини диференціюються в зрілі статеві клітини. На початку цього серії сперматогонии (оогонии) превраща ются в первинні сперматоциты (ооциты). Центральними подіями є перше мейотическое розподіл сперматоцита (ооцита), під час якого хромосоми відчувають особливо складні специфічні перетворення на пери од профазы. Перша мейотическая профаза поділяється, як відомо, п'ять стадій: лептотену, зиготену, пахитену, диплотену і диакинез. На відміну від мітозу, профаза що його цитогенетическом аналізі мало ис користується, профазные хромосоми першого мейотического розподілу представляють дуже великі інтерес для цитоге-нетики людини. Метафазные хромосоми першого мейоти ческого розподілу, є бивалентами гомологичных хромосом, є менш диференційовані структури

Страница 1 из 5 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація