Citogenetička metoda proučavanja ljudskog nasljeđa

Citogenetička metoda proučavanja ljudskog nasljeđa je mikroskopska analiza kromosoma. Često se koristi od ranih 20-ih godina 20. stoljeća. Metoda se koristi za proučavanje morfologije ljudskih kromosoma i njihovo brojanje. Također se koristi za uzgoj leukocita kako bi se dobile metafazne ploče. Zatim ćemo detaljnije razmotriti što predstavlja citogenetsku metodu za proučavanje ljudskog nasljeđa.

Opće informacije

citogenetskog metoda istraživanja ljudske genetike njegov razvoj i formiranje povezani su s znanstvenicima kao što su Levan i Tio. Godine 1956. prvi su utvrdili točno broj kromosoma u ljudi. Pokazalo se da nisu 48, kao što se ranije mislilo, nego 46. Upravo je to pokrenulo proučavanje ljudskih meiotičkih i mitotičkih kromosoma. Godine 1959. francuski znanstvenici Gautier, Turpen i Lejeune ustanovili su prirodu Downovog sindroma. Pomoću citogenetske metode otkrili su da bolest ima kromosomsku etiologiju. U narednim godinama opisano je mnogo više patologija, koje se često događaju u ljudima i imaju istu prirodu. Danas se citogenetička metoda proučavanja nasljednosti koristi u dijagnosticiranju, sastavljanju kromosomskih karata, analiziranju procesa mutacije i rješavanju drugih važnih problema. Godine 1960. u SAD-u je razvijena 1 Međunarodna klasifikacija. Bazirala se na veličini kromosoma, kao i na položaju centromera, primarnog struka.

Analiza kariotipa

Evaluacija i identifikacija anomalija provodi se u nekoliko faza. Za analizu je potreban fragment pacijentove periferne krvi od oko 1-2 litre. Faze citogenetske metode s analiza kariotipa sljedeće:

• Uzgoj limfocita.
• Bojanje.
• Mikroskopska analiza.

Uzgoj limfocita

Taj je postupak nužan kako bi se stimulirala njihova podjela. To je zbog činjenice da su sposobnosti citogenetske metode izravno ovisne o broju stanica koje su u fazi metafaze, u trenutku kada su kromosomi najkompaktnije okupljeni. Trajanje uzgoja, u pravilu, 72 sata. Povećanje broja metafaznih stanica olakšano je uvođenjem kolhicina na kraju procesa. On suspendira podjelu na metafaznoj fazi, uništava vreteno i povećava kondenzaciju kromosoma. Stanice su zatim prenesene u hipotoničnu otopinu. To izaziva rupturu nuklearne membrane i slobodno kretanje kromosoma u citoplazmi.

farbanje

U ovoj fazi postupka stanice se fiksiraju s octenom kiselinom i etanolom u omjeru 1: 3. Zatim se suspenzija stavi na staklene pločice i osuši. U skladu s ciljevima analize, koriste se različite tehnike diferencijalne bojenja. Trajanje postupka je nekoliko minuta. Bojanje dovodi do pojave uzorka s transverzalnom trakom specifičnom za svaki od kromosoma.

Mikroskopska analiza

Najdugotrajniji proces je svjetlosna mikroskopija. Za to su potrebni visoko kvalificirani stručnjaci. Da bi se identificirale kromosomske abnormalnosti, potrebno je analizirati najmanje 30 ploča. Računalne metode istraživanja smatraju se vrlo učinkovitim.

rezolucija

Molekularna citogenetska metoda može se koristiti za analizu kromosoma, čiji pojedinačni segmenti mogu imati različite boje. U isto vrijeme, kariotipi su općenito slični živopisnim fantastičnim slikama. Uvedene su i aktivno korištene metode kojima se bojenje kromosoma odmara kada su maksimalno rastegnute. Korištenjem takvih tehnika možete identificirati segmente čija je veličina oko 50 kilobaz.

Razvoj industrije

Tijekom posljednjih nekoliko godina došlo je do prilično aktivnog pomaka u razvoju područja molekularne biologije. To je prvenstveno zbog rada na dekodiranju genoma ljudi, koji se provodi u okviru državnih i međunarodnih programa "Zbirka ljudskih gena". Kao rezultat rada dobivene su ne samo opsežne informacije o strukturi deoksiribonukleinske kiseline. Provedene su i studije modernih tehnologija za analizu, metode obrade velikih količina informacija, stvorene su i spremljene informacijske baze podataka. Na temelju tih materijala formiran je novi smjer - molekularna genetika. To je omogućilo otkrivanje brojnih specifičnosti u skupovima kromosoma. Metoda citogenetske studije koristi se za identifikaciju novih elemenata i veza, provedbu dekodiranja mutacija u prisutnosti znatnog broja urođenih bolesti.

Specijalizirana područja

Kao što se može vidjeti, citogenetska metoda dopustila je rješavanje značajnih problema. U tom smislu počela su se pojavljivati ​​specijalizirana područja. Posebice su formirana područja kao što su funkcionalna molekularna genetika, medicinska, etnička genomika (etnogenomika), komparativna znanost koja istražuje gene i genome živih bića i druge.

Ethnogenomics

Njegova glavna zadaća je analiza genetske raznolikosti u raznolikosti gena pojedinih teritorijalnih zajednica, nacija, skupina. U ovom slučaju potrebno je naglasiti temeljno važnu ideju. Zahvaljujući etnogenomici, genetska kromosomska mehanika počela je utjecati ne samo na tipove znanosti o terapiji i životnim aktivnostima koje imaju određenu vezu, već i na prilično otuđena područja, poput povijesti.

varijabilnost

U procesu dekodiranja skupa kromosoma, dok su glavne značajke u njegovom dizajnu već identificirane, ozbiljnost genomske raznolikosti postala je jasna znanstvenicima. Analiza varijabilnosti omogućuje rješavanje raznih problema, kako praktičnih tako i teorijskih. Citogenetska metoda je od osobite važnosti u procjeni razvoja čovječanstva, uzimajući u obzir podrijetlo, ciklus kretanja, formaciju, srodstvo i interakciju različitih vrsta.

Analiza DNA

istraživanje dezoksiribonukleinska kiselina ljudi koji danas žive na planetu, pružaju informacije o prilično udaljenim događajima i kronološkim činjenicama, čak i do trenutka ljudskog izgleda. Tako je, na primjer, otkriveno da su mnogi događaji upisani u deoksiribonukleinsku kiselinu. Da bi se interpretirali rezultati ovih istraživanja, potrebno je ispitati DNK različitih predstavnika svih zajednica, odrediti stupanj i kromosomski odnos.

patologija

Uzroci mnogih bolesti, na primjer, sindrom Shereshevsky-Turner, Klinefelter, Down i drugi, odavno su nejasni. No, upotreba citološke metode omogućila nam je da otkrijemo abnormalnosti kromosoma. Muškarce koji pate od Klinefelterovog sindroma karakterizira nerazvijenost gonada, mentalna retardacija degeneracija sjemenskih tubula, disproporcija udova i tako dalje. Žene imaju dijagnozu Shereshevsky-Turner-ove bolesti. Sindrom se manifestira u nedostatku menstruacije i kasnog puberteta, nerazvijenosti gonada, kratkom rastu, neplodnosti i drugim znakovima. Kao rezultat istraživanja otkrivena je ne-divergencija spolnih kromosoma u procesu formiranja roditeljskih gameta. Daljnja analiza pokazala je da su različite anomalije posljedica toga. Primijećeno je, posebno, polisomija. Na primjer, muškarci mogu imati skup od XX Y, XXX Y, XXXX Y, žene - XXX, XXXX. Postoji posebnost vrijednosti spolnih kromosoma u određivanju ljudskog roda u njihovoj nedisjunkciji. Dakle, za razliku od Drosophile, to se očituje u činjenici da XX Y definira isključivo muško, a X0 - žensko. Istodobno, povećanje broja kromosoma X u kombinaciji s jednim Y samo povećava Klinefelterovu bolest. Polisomija ili trisomija kod žena je također izazovni faktor za razvoj patologija sličnih Shereshevsky-Turner-ovom sindromu.

U zaključku

Patologije izazvane abnormalnostima u normalnom broju spolnih kromosoma otkrivene su analizom kromatina. Pod normalnim zapošljavanjem kod muškaraca, ona se ne otkriva u stanicama. Kod zdravih žena kromatin je detektiran kao 1 tijelo. Na pozadini polismije kod žena i muškaraca, broj tijela kromatina je uvijek manji od broja X kromosoma po jedinici. Za svaku takvu zigotu, genetska aktivnost je prisutna samo u jednom strukturnom elementu. Ostatak X kromosoma u obliku spolnog kromatina poprima heteropipicotično stanje. Razlozi za ovaj obrazac danas nisu u potpunosti otkriveni. Ipak, pretpostavlja se da je uzrokovano izjednačavanjem aktivnosti gena u spolnim kromosomima homo- i heterogametnog spola. Osim gore opisanih, patologije se mogu pojaviti zbog nedisupcije autosoma, kao i zbog različitih reorganizacija kao što su delecije, translokacije i druge. Mnoge bolesti povezane su s kromosomskim abnormalnostima kongenitalnog tipa. Stoga je citogenetska metoda od osobite važnosti u njihovoj identifikaciji.