МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ, АНАТОМІЯ, ФІЗІОЛОГІЯ ТА ПАТОЛОГІЯ ЛЮДИНИ - Я.І.Федонюк 2010

БІОЛОГІЯ

РОЗДІЛ 1. БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

1.3. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНИЙ І КЛІТИННИЙ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ

1.3.2. Структурно-хімічна функціональна організація еукаріотичних клітин

Хромосомний аналіз

Вивчення каріотипу (каріотипування) проводять на мікрофотографіях метафазних пластинок, рідше - при безпосередньому мікроскопуванні. Для цього використовують клітини тканин, які інтенсивно поділяються мітозом. Найчастіше використовують культури клітин, які вирощують поза організмом на живильному середовищі, зокрема лейкоцити периферичної крові, фібробласти шкіри. До культури клітин додають рослинну отруту - колхіцин, який руйнує мікротрубочки веретена поділу і гальмує мітоз на стадії метафази, що забезпечує нагромадження метафазних пластинок. Перед забарвленням клітини обробляють гіпотонічним розчином, в якому хромосоми відокремлюються і на препаратах не накладаються одна на одну.

Для ідентифікації хромосом використовують наступні ознаки: розмір хромосом, положення центромери, центромерний індекс (відношення довжини короткого плеча до довжини всієї хромосоми, %), наявність вторинних перетяжок і супутників. У метацентричних хромосом центромерний індекс становить близько 50 %, у субметацентричних - менше 50 %. Розмір метафазних хромосом коливається від 11 до 2,3 мкм. Результат оформляють у вигляді ідіограми.

Ідіограма (каріограма) - розташування пар хромосом у порядку зменшення їх розмірів. Розроблена єдина міжнародна класифікація хромосом людини (Денвер, США, 1960), за якою всі пари хромосом пронумеровані і об'єднані в 7 груп (А, В, С, D, Е, F, G). Найбільша пара хромосом має номер 1, наступна - номер 2 і т.д. Статеві хромосоми (XX і XY) на ідіограмі розташовують останніми (рис. 1.36, табл. 1.2).

Рис. 1.36. Каріотип людини: ліворуч - жінки, праворуч — чоловіка:

Зверху — метафазні пластинки, внизу - ідіограми. В ідіограмах хромосоми розташовані попарно в порядку зменшення довжини.

Окремо виділені статеві хромосоми: у жінки - XX, у чоловіка - XY.

Проте ідентифікація гомологічних пар хромосом всередині груп часто пов'язана з великими труднощами і лише для деяких з них може проводитись з абсолютною точністю (пари хромосом 1,2, 3, 16, 17, 18). З 1970 р. розроблені методи диференціального забарвлення хромосом (Q,G,R,C), в яких застосовуються флуорохроми, фарба Гімза. Ці методи дозволили виявити по довжині метафазних хромосом поперечну посмугованість сегментів, специфічну для кожної пари хромосом, що дозволяє абсолютно точно їх ідентифікувати. Темні смуги - забарвлені, світлі - незабарвлені. У 1971 р. в Парижі були розроблені карти лінійної диференціації хромосом людини і запропонована система їх позначень. Кожне плече (коротке р і довге q) розділяють на райони (нумерація їх здійснюється від центромери до теломери). Районів переважно 2-3, сегменти всередині району нумерують (рис. 1.37). Наприклад, запис 2р24 означає: 4-й сегмент 2-го району короткого плеча 2-ої хромосоми.

Рис. 1.37. Схематичне зображення диференціального G-забарвлення хромосом.

Метод флуоресцентної гібридизації in situ-FISH. Це новий метод, який дозволяє встановити точну локалізацію різних генів у хромосомах за допомогою гібридизації досліджуваних хромосом з клонованим зондом ДНК, здатним приєднувати флуорохром. Останній можна виявити в люмінесцентному мікроскопі. У сучасних умовах розвитку науки для ідентифікації хромосом застосовують оптико-електронний комплекс "Метаскан", оснащений комп'ютерними програмами, які забезпечують побудову каріотипу. Зображення метафазної пластинки, яка знаходиться під мікроскопом, через відеокамеру вноситься в комп'ютер. На моніторі кілька дослідників можуть одночасно вивчати каріотип, аналізувати зміни хромосом. Отриманий результат можна надрукувати на принтері з позначенням паспортних даних пацієнта.

Таблиця 1.2.

Класифікація хромосом людини за розміром і положенням центромери