Цитогенетичен метод за изучаване на наследствеността на човека

Цитогенетичният метод за изучаване на наследствеността на човека е микроскопски анализ на хромозомите. Той е широко използван от началото на 20-те години на 20-ти век. Методът се използва за изследване на морфологията на човешките хромозоми и преброяването им. Използва се също за култивиране на левкоцити, за да се получат метафазни плочи. След това ще разгледаме по-подробно какво представлява цитогенетичен метод за изучаване на човешкото наследство.

Обща информация

цитогенетичен метод за изследване на човешката генетика неговото развитие и формиране са свързани с такива учени като Леван и Тио. През 1956 г. те са първите, които установяват точно това брой хромозоми при хора. Оказа се, че те не са 48, както се смяташе по-рано, а 46. Именно това инициира изследването на човешките мейотични и митотични хромозоми. През 1959 г. естеството на синдрома на Даун е установено от френски учени Готие, Търпен и Лежеун. Използвайки цитогенетичния метод, те разкриха, че болестта има хромозомна етиология. През следващите години са описани много повече патологии, които често се срещат при хората и имат същата природа. Днес цитогенетичният метод за изучаване на наследствеността се използва при диагностициране, съставяне на хромозомни карти, анализ на мутационния процес и решаване на други важни проблеми. През 1960 г. в САЩ е разработена 1 международна класификация. Той се основаваше на размера на хромозомите, както и на местоположението на центромера, първичната талия.

Анализ на кариотип

Оценката и идентифицирането на аномалии се извършва на няколко етапа. За извършване на анализа се изисква фрагмент от периферната кръв на пациента от около 1-2 литра. Етапи на цитогенетичния метод с анализ на кариотип следното:

• Култивиране на лимфоцити.
• Оцветяване.
• Микроскопски анализ.

Култивиране на лимфоцити

Тази процедура е необходима за стимулиране на тяхното разделяне. Това се дължи на факта, че способностите на цитогенетичния метод са пряко зависими от броя на клетките, които са в стадия на метафазата, в момента, когато хромозомите са най-компактно сглобени. Продължителността на отглеждане, като правило, 72 часа. Увеличаването на броя на метафазните клетки се улеснява от въвеждането на колхицин в края на процеса. Той спира разделянето на метафазния етап, разрушава вретеното и увеличава хромозомната кондензация. След това клетките се прехвърлят в хипотоничния разтвор. Той провокира разкъсването на ядрената мембрана и свободното движение на хромозомите в цитоплазмата.

оцветяване

На този етап от процеса клетките се фиксират с оцетна киселина и етанол в съотношение 1: 3. След това суспензията се поставя върху стъклени пързалки и се изсушава. В съответствие с целите на анализа се използват различни техники на диференциално оцветяване. Продължителността на процедурата е няколко минути. Оцветяването води до появата на модел с напречно набраздяване, специфично за всяка от хромозомите.

Микроскопски анализ

Най-продължителният процес е светлинната микроскопия. За тази цел са необходими висококвалифицирани специалисти. За да се идентифицират хромозомни аномалии, трябва да се анализират най-малко 30 плаки. Методите за компютърни изследвания се считат за много ефективни.

резолюция

Молекулярният цитогенетичен метод може да се използва за анализ на хромозомите, чиито отделни сегменти могат да имат различни цветове. В същото време, кариотипите като цяло са подобни на цветни фантастични невероятни снимки. Въведени и активно използвани методи, чрез които оцветяването на хромозомите в покой, когато те са максимално опънати. Използването на такива техники ви позволява да идентифицирате сегменти, чийто размер е около 50 килобаза.

Развитие на промишлеността

През последните няколко години се наблюдава доста активна промяна в развитието на областта на молекулярната биология. Това се дължи главно на работата по декодирането на генома на хората, извършена в рамките на държавни и международни програми "Събиране на човешки гени". В резултат на извършените работи е получена не само обширна информация за структурата на дезоксирибонуклеиновата киселина. Проведени са и проучвания на съвременни аналитични технологии, методи за обработка на големи обеми от информация, създадени и съхранени информационни бази данни. На базата на тези материали се формира нова посока - молекулярна генетика. Това позволява откриването на многобройни специфики в хромозомните функции. Методът на цитогенетичното изследване се използва за идентифициране на нови елементи и връзки, осъществяване на декодиране на мутации в присъствието на значителен брой вродени заболявания.

Специализирани области

Както може да се види, цитогенетичният метод позволява да се решават значителни проблеми. В тази връзка започнаха да се появяват специализирани области. По-конкретно са формирани области като функционална молекулярна генетика, медицинска, етническа геномика (етногеномика), сравнителна наука, изследваща гените и геномите на живите същества и други.

Ethnogenomics

Неговата основна задача е анализът на генетичното разнообразие в многообразието на гените на отделните териториални общности, нации, групи. В този случай е необходимо да се подчертае фундаментално важната идея. Благодарение на етногеномиката, генетичната хромозомна механика започва да влияе не само върху видовете наука за терапията и жизнената дейност, които имат определена връзка, но и с доста отчуждени области като историята.

променливост

В процеса на декодиране на хромозомния набор, докато основните характеристики в неговия дизайн вече са идентифицирани, сериозността на геномното разнообразие е станала ясна за учените. Анализът на променливостта позволява да се решат различни проблеми, както практически, така и теоретични. Цитогенетичният метод е от особено значение при оценката на развитието на човечеството, като се взема предвид произхода, цикъла на движение, формирането, родството и взаимодействието на различни видове.

ДНК анализ

изследване дезоксирибонуклеинова киселина хора, обитаващи планетата днес, дават информация за доста далечни събития и хронологични факти, дори до момента на човешкия облик. Така например, беше разкрито, че много събития са вписани в дезоксирибонуклеиновата киселина. За да се интерпретират резултатите от тези изследвания, е необходимо да се изследва ДНК на различни представители на всички общности, като се определя степента и хромозомната връзка.

патологии

Причините за много болести, например, синдромът на Шерешевски-Търнър, Klinefelter, Down и други, отдавна са неясни. Но използването на цитологичния метод направи възможно откриването на хромозомни аномалии. Мъжете, страдащи от синдром на Klinefelter, се характеризират с недостатъчно развитие на половите жлези, умствена изостаналост дегенерация на семенните тубули, диспропорция на крайниците и т.н. Жените са диагностицирани с болест на Shereshevsky-Turner. Синдромът се проявява при отсъствие на менструация и късен пубертет, недоразвитие на гонадите, кратък ръст, безплодие и други признаци. В резултат на изследването беше разкрито несъгласие с половите хромозоми в процеса на формиране на родителските гамети. Допълнителен анализ показа, че различни аномалии са следствие от това. Отбелязва се, по-специално, полисомията. Например мъжете могат да имат набор от XX Y, XXX Y, XXXX Y, жени - XXX, XXXX. Има особеност на стойността на половите хромозоми при определянето на човешкия пол в тяхната неразделяне. Така че, за разлика от Drosophila, това се проявява във факта, че XX Y определя изключително мъжки, а X0 - женски. В същото време, увеличаването на броя на хромозомите X, когато се комбинира с един Y, само увеличава болестта на Klinefelter. Полисомията или тризомията при жените също е провокиращ фактор за развитието на патологии, подобни на синдрома на Шерешевски-Търнър.

В заключение

Патологиите, предизвикани от аномалии в нормалния брой на половите хромозоми, се откриват чрез хроматинов анализ. При нормално набиране при мъже, тя не се открива в клетките. При здрави жени се открива хроматин като 1 тяло. На фона на полизмията при жените и мъжете, броят на хроматиновите тела винаги е по-малък от броя на Х-хромозомите на единица. За всяка такава зигота генетичната активност присъства само в един структурен елемент. Останалите Х-хромозоми под формата на сексуален хроматин придобиват хетеропипотично състояние. Причините за този модел днес не са напълно разкрити. Въпреки това се приема, че той е причинен от изравняването на активността на гените в половите хромозоми на хомо- и хетерогаметния пол. В допълнение към тези, описани по-горе, патологиите могат да възникнат поради несъвместимост с автозоми, както и поради различни реорганизации, като делеции, транслокации и други. Много заболявания са свързани с хромозомни аномалии от вроден тип. Ето защо цитогенетичният метод е от особено значение при тяхната идентификация.