Citogenetska metoda proučevanja človeške dednosti

Citogenetska metoda proučevanja človeške dednosti je mikroskopska analiza kromosomov. Uporablja se že od zgodnjih dvajsetih let 20. stoletja. Metoda se uporablja za preučevanje morfologije človeških kromosomov in njihovo štetje. Uporablja se tudi za gojenje levkocitov za pridobivanje metafaznih plošč. Nato podrobneje preučimo, kaj predstavlja citogenetsko metodo za proučevanje človeške dednosti.

Splošne informacije

Citogenetika raziskovalna metoda človeške genetike njen razvoj in oblikovanje sta povezana z znanstveniki, kot sta Levan in Tio. Leta 1956 so bili prvi, ki so ugotovili točno število kromosomov pri ljudeh. Izkazalo se je, da ni bilo 48, kot se je prej mislilo, ampak 46. To je bilo tisto, kar je sprožilo preučevanje človeških meiotičnih in mitotičnih kromosomov. Leta 1959 so naravo Down sindroma ustanovili francoski znanstveniki Gautier, Turpen in Lejeune. Z uporabo citogenetske metode so odkrili, da ima bolezen kromosomsko etiologijo. V naslednjih letih je bilo opisanih veliko več patologij, ki se pogosto pojavljajo pri ljudeh in imajo enako naravo. Danes se citogenetska metoda preučevanja dednosti uporablja pri diagnosticiranju, sestavljanju kromosomskih zemljevidov, analiziranju mutacijskega procesa in reševanju drugih pomembnih problemov. Leta 1960 je bila v ZDA razvita 1 mednarodna klasifikacija. Temeljil je na velikosti kromosomov in na lokaciji centromera, primarnega pasu.

Analiza kariotipa

Vrednotenje in identifikacija nepravilnosti se izvaja v več fazah. Za izvedbo analize je potreben fragment bolnikove periferne krvi približno 1-2 litra. Faze citogenetske metode z analiza kariotipa naslednje:

• Gojenje limfocitov.
• Barvanje.
• Mikroskopska analiza.

Gojenje limfocitov

Ta postopek je potreben za spodbujanje njihove delitve. To je posledica dejstva, da so sposobnosti citogenetske metode neposredno odvisne od števila celic, ki so v fazi metafaze, v trenutku, ko so kromosomi najbolj kompaktno sestavljeni. Trajanje gojenja, praviloma 72 ur. Povečanje števila metafaznih celic je olajšano z uvedbo kolhicina na koncu postopka. Na stopnji metafaze prekine delitev, uniči njeno vreteno in poveča kondenzacijo kromosomov. Celice se nato prenesejo v hipotonično raztopino. Izzove pretrganje jedrske membrane in prosti pretok kromosomov v citoplazmi.

Barvanje

V tej fazi procesa celice fiksiramo z ocetno kislino in etanolom v razmerju 1: 3. Nato suspenzijo damo na steklena stekelca in posušimo. V skladu s cilji analize se uporabljajo različne tehnike barvanja. Trajanje postopka je nekaj minut. Obarvanost povzroči nastanek vzorca s transverzalnim striženjem, značilnim za vsak kromosom.

Mikroskopska analiza

Najbolj dolgotrajen postopek je svetlobna mikroskopija. Za to so potrebni visoko usposobljeni strokovnjaki. Za identifikacijo kromosomskih nepravilnosti je treba analizirati vsaj 30 plošč. Računalniške raziskovalne metode so zelo učinkovite.

Resolucija

Molekularno citogenetsko metodo lahko uporabimo za analizo kromosomov, katerih posamezni segmenti imajo lahko različne barve. Hkrati so kariotipi podobni barvitim fantastičnim neverjetnim slikam. Uvedli in aktivno uporabljali metode, s katerimi je barvanje kromosomov v mirovanju, ko so maksimalno raztegnjene. Uporaba teh tehnik vam omogoča identifikacijo segmentov, katerih velikost je približno 50 kilobaz.

Razvoj industrije

V zadnjih nekaj letih je prišlo do precej aktivnega premika v razvoju področja molekularne biologije. To je predvsem posledica dela na dekodiranju genoma ljudi, ki se izvaja v okviru državnih in mednarodnih programov "Zbiranje človeških genov". Kot rezultat teh del ni bila pridobljena le obsežna informacija o strukturi deoksiribonukleinske kisline. Opravljene so bile študije sodobnih analiznih tehnologij, metod za obdelavo velikih količin informacij, izdelane in shranjene podatkovne baze. Na podlagi teh materialov je nastala nova smer - molekularna genetika. Omogočila je odkrivanje številnih specifičnosti v kromosomskih funkcijah. Metoda citogenetske študije se uporablja za identifikacijo novih elementov in povezav, izvajanje dekodiranja mutacij v prisotnosti znatnega števila prirojenih bolezni.

Specializirana območja

Kot je razvidno, je citogenetska metoda omogočila reševanje pomembnih problemov. V zvezi s tem so se začela pojavljati posebna področja. Oblikovana so bila zlasti področja, kot so funkcionalna molekularna genetika, medicinska, etnična genomika (etnogenomika), primerjalna znanost, ki raziskuje gene in genome živih bitij in druge.

Etnogenomika

Njena glavna naloga je analiza genetske raznolikosti v raznolikosti genov posameznih teritorialnih skupnosti, narodov, skupin. V tem primeru je treba poudariti temeljno pomembno idejo. Zahvaljujoč etnogenomiki so genetske kromosomske mehanike začele vplivati ​​ne le na vrste znanosti o terapiji in življenjski dejavnosti, ki imajo določeno razmerje, ampak tudi na precej odtujena področja, kot je zgodovina.

Variabilnost

V procesu dekodiranja kromosomskega sklopa, medtem ko so bile glavne značilnosti njegove zasnove že identificirane, je znanost postala jasna glede resnosti raznolikosti genoma. Analiza variabilnosti omogoča reševanje različnih problemov, tako praktičnih kot teoretičnih. Citogenetska metoda je še posebej pomembna pri ocenjevanju razvoja človeštva ob upoštevanju izvora, kroga gibanja, formacije, sorodnosti in interakcije različnih vrst.

Analiza DNA

Raziskave deoksiribonukleinska kislina ljudje, ki danes živijo na planetu, zagotavljajo informacije o oddaljenih dogodkih in kronoloških dejstvih, celo do trenutka človeškega videza. Tako je bilo na primer razkrito, da je veliko dogodkov vpisanih v deoksiribonukleinsko kislino. Za interpretacijo rezultatov teh študij je treba preučiti DNK različnih predstavnikov vseh skupnosti, določiti stopnjo in kromosomsko razmerje.

Patologije

Vzroki številnih bolezni, na primer sindrom Shereshevsky-Turner, Klinefelter, Down in drugi, so že dolgo nejasni. Uporaba citološke metode pa je omogočila odkrivanje kromosomskih nenormalnosti. Za moške s Klinefelterjevim sindromom je značilna nerazvitost spolnih žlez, duševno zaostalost degeneracija semenskih tubulov, nesorazmerje okončin in tako naprej. Ženskam je diagnosticirana Shereshevsky-Turnerjeva bolezen. Sindrom se kaže v odsotnosti menstruacije in pozne pubertete, nerazvitosti gonad, kratke rasti, neplodnosti in drugih znakov. Kot rezultat raziskav smo odkrili nesporazum spolnih kromosomov v procesu nastajanja staršev. Nadaljnja analiza je pokazala, da so posledica tega različne anomalije. Opozoriti je treba zlasti na polisomijo. Na primer, moški imajo lahko nabor XX Y, XXX Y, XXXX Y, žensk - XXX, XXXX. Obstaja posebnost vrednosti spolnih kromosomov pri določanju človeškega spola v njihovi nedisjunkciji. Torej, za razliko od Drosophile, se kaže v tem, da XX Y opredeljuje izključno moškega in X0 - ženskega. Hkrati povečanje števila kromosomov X v kombinaciji z enim Y samo poveča Klinefelterjevo bolezen. Polisomija ali trisomija pri ženskah je tudi vzrok za razvoj bolezni, podobnih sindromu Shereshevsky-Turner.

Za zaključek

Patologijo, ki jo povzročajo nepravilnosti v normalnem številu spolnih kromosomov, odkrijemo s kromatinsko analizo. Pri normalnem zaposlovanju pri moških se ne zazna v celicah. Pri zdravih ženskah je kromatin zaznan kot 1 telo. Glede na polismijo pri ženskah in moških je število teles kromatina vedno manjše od števila X kromosomov na enoto. Za vsako takšno zigoto je genetska aktivnost prisotna le v enem strukturnem elementu. Preostali kromosomi X v obliki spolne kromatine prevzamejo heteropipicotično stanje. Razlogi za ta vzorec danes še niso povsem razkriti. Kljub temu se domneva, da je posledica uravnavanja aktivnosti genov v spolnih kromosomih homo- in heterogametnega spola. Poleg zgoraj opisanih se lahko pojavijo tudi patologije zaradi nedelovanja avtosomov, kot tudi zaradi različnih reorganizacij, kot so delecije, translokacije in druge. Številne bolezni so povezane s kromosomskimi nepravilnostmi prirojenega tipa. Zato je citogenetska metoda še posebej pomembna pri njihovi identifikaciji.