Cytogenetyczna metoda badania dziedziczności ludzkiej

Cytogenetyczna metoda badania dziedziczności ludzkiej jest mikroskopową analizą chromosomów. Jest szeroko stosowany od wczesnych lat dwudziestych XX wieku. Metoda służy do badania morfologii ludzkich chromosomów i ich policzenia. Jest również używany do hodowli leukocytów w celu otrzymania płytek metafazowych. Następnie rozważamy bardziej szczegółowo, co stanowi cytogenetyczną metodę badania dziedziczności ludzkiej.

Informacje ogólne

Cytogenetyczne metoda badania genetyki człowieka jego rozwój i tworzenie są związane z takimi naukowcami, jak Levan i Tio. W 1956 roku byli pierwszymi, którzy ustalili dokładną liczba chromosomów u ludzi. Okazało się, że nie są 48, jak wcześniej sądzono, ale 46. To właśnie zainicjowało badanie ludzkich mejotycznych i mitotycznych chromosomów. W 1959 r. Francuscy naukowcy Gautier, Turpen i Lejeune stworzyli naturę zespołu Downa. Stosując metodę cytogenetyczną, odkryli, że choroba ma etiologię chromosomalną. W kolejnych latach opisano wiele patologii, często występujących u ludzi i mających ten sam charakter. Obecnie cytogenetyczna metoda badania dziedziczności jest wykorzystywana w diagnozowaniu, kompilowaniu map chromosomów, analizowaniu procesu mutacji i rozwiązywaniu innych ważnych problemów. W 1960 r. W USA opracowano 1 klasyfikację międzynarodową. Oparty był na wielkości chromosomów, a także na lokalizacji centromeru, pierwotnej talii.

Analiza kariotypu

Ocena i identyfikacja anomalii odbywa się w kilku etapach. Do przeprowadzenia analizy potrzebny jest fragment krwi obwodowej pacjenta około 1-2 litrów. Etapy metody cytogenetycznej z analiza kariotypu następujące:

• Hodowanie limfocytów.
• Kolorowanie.
• Analiza mikroskopowa.

Hodowla limfocytów

Ta procedura jest konieczna, aby stymulować ich podział. Wynika to z faktu, że możliwości metody cytogenetycznej są bezpośrednio zależne od liczby komórek, które znajdują się na etapie metafazy, w momencie, gdy chromosomy są najbardziej kompaktowo złożone. Czas trwania uprawy, z reguły, 72 godziny. Zwiększenie liczby komórek metafazowych jest ułatwione przez wprowadzenie kolchicyny na końcu procesu. Zawiesza podział na etapie metafazy, niszczy wrzeciono i zwiększa kondensację chromosomów. Następnie komórki przenosi się do hipotonicznego roztworu. To prowokuje pęknięcie błony jądrowej i swobodny ruch chromosomów w cytoplazmie.

Kolorowanie

Na tym etapie procesu komórki utrwala się za pomocą kwasu octowego i etanolu w stosunku 1: 3. Następnie zawiesinę umieszcza się na szklanych szkiełkach i suszy. Zgodnie z celami analizy stosuje się różne techniki barwienia różnicowego. Czas trwania procedury wynosi kilka minut. Zabarwienie prowadzi do pojawienia się wzoru o poprzecznym prążkowaniu charakterystycznym dla każdego z chromosomów.

Analiza mikroskopowa

Najbardziej czasochłonnym procesem jest mikroskopia świetlna. Aby go wykonać, wymagane są wysoko wykwalifikowani specjaliści. Aby zidentyfikować nieprawidłowości chromosomalne, należy przeanalizować co najmniej 30 płytek. Metody badań komputerowych są uważane za bardzo skuteczne.

Rozdzielczość

Metodę cytogenetyki molekularnej można wykorzystać do analizy chromosomów, których poszczególne segmenty mogą mieć różne kolory. W tym samym czasie kariotypy są podobne do kolorowych fantastycznych zdumiewających zdjęć. Wprowadzono i aktywnie stosowano metody, dzięki którym barwienie chromosomów w spoczynku, gdy są one maksymalnie rozciągnięte. Zastosowanie takich technik pozwala zidentyfikować segmenty o wielkości około 50 kilobazów.

Rozwój przemysłu

W ciągu ostatnich kilku lat nastąpiła dość aktywna zmiana w rozwoju dziedziny biologii molekularnej. Wynika to przede wszystkim z pracy nad dekodowaniem genomu ludzi, prowadzonej w ramach programów państwowych i międzynarodowych "Zbiór ludzkich genów". W wyniku prac uzyskano nie tylko obszerne informacje na temat struktury kwasu dezoksyrybonukleinowego. Przeprowadzono również badania nowoczesnych technologii analitycznych, metod przetwarzania dużych ilości informacji, stworzono i zapisano bazy danych. Na podstawie tych materiałów powstał nowy kierunek - genetyka molekularna. Pozwoliło to na wykrycie licznych swoistości w funkcjach zestawu chromosomowego. Metoda badania cytogenetycznego służy do identyfikacji nowych elementów i połączeń, implementacji dekodowania mutacji w obecności znacznej liczby chorób wrodzonych.

Obszary specjalistyczne

Jak widać, metoda cytogenetyczna pozwoliła rozwiązać znaczące problemy. W tym zakresie zaczęły pojawiać się wyspecjalizowane obszary. W szczególności powstały takie obszary, jak funkcjonalna genetyka molekularna, medycyna, genomika etniczna (etnogenomika), nauka porównawcza badająca geny i genomy istot żywych i innych.

Etnogenomika

Jego głównym zadaniem jest analiza różnorodności genetycznej w różnorodności genów poszczególnych wspólnot terytorialnych, narodów, grup. W tym przypadku konieczne jest podkreślenie zasadniczo ważnego pomysłu. Dzięki etnogenomice genetyczna mechanika chromosomowa zaczęła wpływać nie tylko na rodzaje nauki o terapii i aktywności życiowej, które mają pewien związek, ale także raczej wyalienowane obszary, takie jak historia.

Zmienność

W procesie dekodowania zestawu chromosomów, podczas gdy główne cechy jego projektu zostały już zidentyfikowane, powaga różnorodności genomu stała się jasna dla naukowców. Analiza zmienności pozwala rozwiązać szereg problemów, zarówno praktycznych, jak i teoretycznych. Metoda cytogenetyczna ma szczególne znaczenie w ocenie rozwoju ludzkości, biorąc pod uwagę pochodzenie, cykl ruchów, formację, pokrewieństwo i interakcje różnych gatunków.

Analiza DNA

Badania kwas deoksyrybonukleinowy ludzie zamieszkujący dzisiejszą planetę dostarczają informacji o dość odległych wydarzeniach i faktach chronologicznych, nawet do momentu pojawienia się człowieka. Tak więc, na przykład, ujawniono, że wiele zdarzeń jest wpisanych w kwas dezoksyrybonukleinowy. Aby zinterpretować wyniki tych badań, należy zbadać DNA różnych przedstawicieli wszystkich społeczności, określając stopień i związek chromosomalny.

Patologie

Przyczyny wielu chorób, na przykład zespołu Shereshevsky'ego-Turnera, Klinefeltera, Downa i innych, są od dawna niejasne. Jednak zastosowanie metody cytologicznej umożliwiło wykrycie nieprawidłowości chromosomowych. Mężczyźni cierpiący na zespół Klinefeltera charakteryzują się niedorozwojem gonad, upośledzenie umysłowe zwyrodnienie kanalików nasiennych, dysproporcje kończyn, i tak dalej. U kobiet zdiagnozowano chorobę Shereshevsky'ego-Turnera. Zespół objawia się w braku miesiączki i późnego dojrzewania, niedorozwoju gonad, niskiego wzrostu, niepłodności i innych objawów. W wyniku badań ujawniono brak rozbieżności chromosomów płciowych w procesie powstawania gamet macierzystych. Dalsza analiza wykazała, że ​​wynikają z tego różne anomalie. Zwraca się w szczególności uwagę na polisomię. Na przykład mężczyźni mogą mieć zestaw XX Y, XXX Y, XXXX Y, kobiety - XXX, XXXX. Istnieje szczególna wartość wartości chromosomów płci w określaniu płci ludzkiej w ich niediagnozowaniu. Tak więc, w przeciwieństwie do Drosophila, przejawia się to w tym, że XX Y definiuje wyłącznie męskie, a X0 - żeńskie. W tym samym czasie wzrost liczby chromosomu X w połączeniu z jednym Y tylko zwiększa chorobę Klinefeltera. Polisomia lub trisomia u kobiet jest również czynnikiem prowokującym do rozwoju patologii podobnych do zespołu Shereshevsky'ego-Turnera.

Podsumowując

Patologie wywołane przez nieprawidłowości w normalnej liczbie chromosomów płci są wykrywane przez analizę chromatyny. Podczas normalnej rekrutacji u mężczyzn nie jest wykrywane w komórkach. U zdrowych kobiet chromatyna jest wykrywana jako 1 ciało. Na tle polismii u kobiet i mężczyzn liczba ciał chromatyny jest zawsze mniejsza niż liczba chromosomów X na jednostkę. Dla każdej takiej zygoty aktywność genetyczna występuje tylko w jednym elemencie strukturalnym. Pozostałe chromosomy X w postaci chromatyny płciowej przyjmują stan heteropypikotyczny. Powody tego schematu dzisiaj nie są w pełni ujawnione. Niemniej jednak przyjmuje się, że jest to spowodowane wyrównaniem aktywności genów w chromosomach płciowych homo i heterogametrycznej płci. Oprócz tych opisanych powyżej, patologie mogą powstać z powodu niedozwolonego przez autosomy, jak również z powodu różnych reorganizacji, takich jak delecje, translokacje i inne. Wiele chorób wiąże się z zaburzeniami chromosomalnymi typu wrodzonego. Właśnie dlatego metoda cytogenetyczna ma szczególne znaczenie w ich identyfikacji.