Цитогенетичний метод вивчення спадковості людини

Цитогенетичний метод вивчення спадковості людини являє собою мікроскопічний аналіз хромосом. Він став широко застосовуватися з початку 20-х років 20-го століття. За допомогою методу здійснюється дослідження морфології людських хромосом і їх підрахунок. Його також використовують для культивування лейкоцитів, щоб отримати метафазні пластинки. Далі розглянемо докладніше, що собою являє цитогенетический метод вивчення спадковості людини. цитогенетический метод

Загальні відомості

цитогенетичний метод дослідження генетики людини, його розвиток і становлення пов`язані з такими вченими, як Леван і Тіо. Вони в 1956 році першими встановили точне кількість хромосом у людей. Їх виявилося не 48, як думали раніше, а 46. Саме це і поклало початок дослідженню мейотіческіх і мітотичних хромосом людини. У 1959-му році французькими вченими Готьє, Тюрпеном і Лежен було встановлено природа синдрому Дауна. Використовуючи цитогенетический метод, вони виявили, що хвороба має хромосомну етіологію. У наступні роки було описано ще безліч патологій, часто зустрічаються у людей і мають ту ж природу. Сьогодні цитогенетический метод вивчення спадковості використовується при діагностуванні, складанні хромосомних карт, аналізу мутаційного процесу і рішення інших важливих проблем. У 1960 році в США була розроблена 1 Міжнародна класифікація. В основі неї використовувалися розміри хромосом, а також розташування центромери - первинної перетяжки. цитогенетический метод вивчення спадковості людини

аналіз каріотипу

Оцінка і виявлення аномалій проводиться в кілька прийомів. Для виконання аналізу необхідний фрагмент периферичної крові хворого об`ємом близько 1-2 літрів. Етапи цитогенетичного методу при аналізі каріотипу наступні:

  • Культивування лімфоцитів.
  • Забарвлення.
  • Мікроскопічний аналіз.

культивування лімфоцитів

Ця процедура необхідна для стимулювання їх розподілу. Це пов`язано з тим, що можливості цитогенетичного методу безпосередньо залежать від кількості клітин, які знаходяться на стадії метафази, в той момент коли хромосоми зібрані найбільш компактно. Тривалість культивування, як правило, 72 години. Збільшенню числа метафазних клітин сприяє введення в завершенні процесу колхіцину. Він зупиняє на стадії метафази розподіл, руйнує його веретено і підвищує конденсацію хромосом. Потім клітини переміщаються в гіпотонічний розчин. Він провокує розрив ядерної оболонки і вільний рух хромосом в цитоплазмі. цитогенетический метод вивчення

фарбування

На цій стадії процесу клітини фіксуються за допомогою оцтової к-ти і етанолу в пропорції 1: 3. Далі суспензію поміщають на предметне скло і сушать. Відповідно до цілей аналізу застосовуються різні прийоми диференціального фарбування. Тривалість процедури - кілька хвилин. Фарбування призводить до виникнення малюнка з поперечною смугастість, специфічного для кожної з хромосом.

мікроскопічний аналіз



Самим трудомістким процесом вважається світлове мікроскопірованіе. Для його виконання необхідна висока кваліфікація фахівця. Щоб виявити хромосомні аномалії, слід проаналізувати не менш 30-ти пластинок. Вельми результативними вважаються комп`ютерні методи дослідження. цитогенетический метод вивчення спадковості

Роздільна здатність

Молекулярно-цитогенетичний метод може застосовуватися для аналізу хромосом, окремі сегменти яких можуть мати різне забарвлення. При цьому каріотипи в цілому схожі на барвисті фантастичні дивовижні картини. Впроваджені і активно застосовуються методи, за допомогою яких здійснюється фарбування хромосом в стані спокою, коли вони максимально розтягнуті. Використання таких прийомів дозволяє ідентифікувати сегменти, розмір яких близько 50 кілобаз.

розвиток галузі



Протягом останніх декількох років відзначається досить активний зсув в становленні галузі молекулярної біології. Це перш за все обумовлюється роботами по розшифровці генома людей, виконаними в рамках державних і міжнародних програм "Сукупність людських генів". В результаті праць були не тільки отримані великі за своїм обсягом відомості за будовою дезоксирибонуклеїнової кислоти. Були також проведені дослідження сучасних технологій аналізу, способів обробки великих обсягів інформації, створені і збережені інформаційні бази даних. На підставі цих матеріалів сформувався новий напрям - молекулярна генетика. Вона дозволила виявити численні специфічності в функціях хромосомного набору. Цитогенетичний метод вивчення використовується для виявлення нових елементів і ланок, здійснення дешифрування мутації при наявності солідного числа вроджених захворювань. молекулярно цитогенетический метод

спеціалізовані області

Як видно, цитогенетичний метод дозволив вирішити суттєві проблеми. У зв`язку з цим стали з`являтися спеціалізовані напрямки. Зокрема, сформувалися такі галузі, як функціональна молекулярна генетика, лікарська, етнічна геномика (етногеноміка), порівняльна наука, що досліджує гени і геноми живих істот і інші.

Етногеноміка

Основним її завданням є аналіз генетичного різноманіття в розмаїтті генів окремих територіальних спільнот, націй, груп. В даному випадку необхідно підкреслити принципово важливу ідею. Завдяки етногеноміке генетична хромосомная механіка стала впливати не тільки на мають певну спорідненість види науки про терапії і життєдіяльності, а й на досить відчужені області, як, наприклад, історія. можливості цитогенетичного методу

варіабельність

У процесі декодування хромосомного набору, в той час як вже виявлені головні особливості в його конструкції, вченим стала ясна серйозність різноманіття генома. Аналіз варіабельності дозволяє вирішити різноманітні проблеми, як практичного, так і теоретичного характеру. Особливе значення цитогенетический метод має при оцінці розвитку людства, беручи до уваги походження, цикл переміщення, формування, спорідненість і взаємодія різних видів.

аналіз ДНК

дослідження дезоксирибонуклеїнової кислоти людей, що населяють планету сьогодні, дозволяють отримати інформацію про досить віддалених явищах і хронологічних фактах, навіть до самого моменту появи людини. Так, наприклад, було виявлено, що в дезоксирибонуклеїнової кислоти вписано безліч подій. Щоб інтерпретувати результати цих досліджень, необхідно розглядати ДНК різних представників усіх громад, визначаючи ступінь і хромосомного спорідненості. цитогенетический метод дослідження генетики людини

патології

Причини багатьох захворювань, наприклад, синдром Шерешевського-Тернера, Клайнфельтера, Дауна та інших, довгий час залишалися нез`ясованими. Але використання цитологічного методу дозволило виявити аномалії хромосом. Чоловіки, які страждають синдромом Клайнфельтера, відрізняються недорозвиненістю гонад, розумовою відсталістю, дегенерацією насіннєвихканальців, непропорційністю кінцівок і іншим. У жінок діагностується хвороба Шерешевського-Тернера. Синдром виявляється у відсутності менструацій і пізньому статевому дозріванні, недорозвиненості гонад, незначне зростання, безплідді та інших ознаках. В результаті досліджень було виявлено нерасхождение статевих хромосом в процесі формування батьківських гамет. Подальший аналіз показав, що наслідком цього є різні аномалії. Відзначається, зокрема, полісомах. Наприклад, чоловіки можуть мати набір XX Y, XXX Y, ХХХХ Y, жінки ж - XXX, ХХХХ. Існує особливість значення статевих хромосом при детермінації людського статі при їх нерозходженні. Так, на відміну від дрозофіли, вона проявляється в тому, що XX Y визначає виключно чоловічий, а Х0 - жіноча стать. Разом з цим збільшення кількості хромосом Х при поєднанні з однієї Y тільки підсилює хвороба Клайнфельтера. Полісомах або трисомія у жінок також є провокуючим фактором для розвитку патологій, схожих з синдромом Шерешевського-Тернера.

На закінчення

Патології, спровоковані порушеннями в нормальній кількості статевих хромосом, виявляються аналізом хроматину. При нормальному наборі у чоловіків він в клітинах не виявляється. У здорових жінок хроматин виявляється у вигляді 1 тільця. На тлі полісмени у жінок і чоловіків число тілець хроматину завжди менше кількості хромосом Х на одиницю. Для кожної такої зиготи генетична активність присутня тільки у одного структурного елементу. Решта ж хромосоми Х у вигляді статевогохроматину приймають гетеропікнотіческое стан. Причини цієї закономірності сьогодні виявлено не до кінця. Проте передбачається, що вона обумовлюється нівелюванням активності генів в статевих хромосомах гомо- і гетерогаметного статі. Крім описаних вище, патології можуть виникати внаслідок нерозходження аутосом, а також завдяки різноманітним перебудовам типу делецій, транслокаций і інших. З хромосомними аномаліями вродженого типу пов`язано безліч хвороб. Саме тому цитогенетический метод має особливе значення в їх виявленні.



Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Увага, тільки СЬОГОДНІ!