The cytogenetika je studium morfologie, struktury a fungování chromozomů, včetně jejich změn během dělení somatických buněk nebo mitózy, a během dělení reprodukčních buněk nebo meiózy.
Cytologie také studuje faktory, které způsobují chromozomální změny, včetně patologických, které se objevují z jedné generace na druhou, a evoluční, které působí po mnoho generací..
Rejstřík článků
Památné roky a události v historii cytogenetiky jsou následující:
- V roce 1842 Karl Wilhelm von Nägeli pozoroval „přechodné kmenové buňky“, později nazývané chromozomy..
- V roce 1875 Eduard Strasburger identifikoval chromozomy v rostlinách. V roce 1979 to Walther Flemming provedl na zvířatech. Flemming vytvořil pojmy chromatin, profáza, metafáze, anafáze a telofáza.
- V roce 1888 vytvořil W. Waldeyer termín chromozom.
- V roce 1893 vydal Oscar Hertwig první cytogenetický text.
- V roce 1902 objevili Theodor Boveri a Walter Sutton homologní chromozomy.
- V roce 1905 Nettie Stevens identifikovala chromozom Y..
- V roce 1937 Albert Blakeslee a A. G. Avery zastavili metafázi s kolchicinem, což značně usnadnilo pozorování chromozomů..
- V roce 1968 popsal Torbjörn Caspersson a jeho kolegové skupiny Q. V roce 1971 popsali skupiny R Bernard Dutrillaux a Jerome Lejeune.
- V roce 1971 byly pásy C diskutovány na konferenci o nomenklatuře lidských chromozomů..
- V roce 1975 popsali C. Goodpasture a S. E. Bloom barvení Ag-NOR.
- V roce 1979 popsal Jorge Yunis metody vysokého rozlišení pro G pásma.
- V letech 1986-1988 vyvinuli Daniel Pinkel a Joe Gray techniku FISH (fluorescenční in situ hybridizace)..
- V roce 1989 Hermann-Josef Lüdecke mikrodisekoval chromozomy.
- V roce 1996 Evelyn Schröck a Thomas Ried popsali multichromatickou spektrální karyotypickou typizaci.
V roce 1914 Theodor Boveri navrhl, že rakovina může být způsobena chromozomálními změnami. V roce 1958 Charles E. Ford pozoroval chromozomální abnormality během leukémie.
V roce 1922 Theophilus Painter publikoval, že lidé mají 48 chromozomů. Trvalo až do roku 1956, než Jo Hin Tjio a Albert Levan zjistili, že ve skutečnosti mají 46 chromozomů.
V roce 1932 P. J. Waardenburg navrhl, aniž by to dokázal, že Downov syndrom může být výsledkem chromozomální aberace. V roce 1959 Jerome Lejeune prokázal přítomnost extra somatického chromozomu u pacientů s Downovým syndromem..
Také v roce 1959 Charles E. Ford uvedl, že ženám s Turnerovým syndromem chybí jeden ze dvou chromozomů X, zatímco Patricia Jacobs a John Strong objevili přítomnost dalšího chromozomu X u mužů s Klinefelterovým syndromem..
V roce 1960 popsali J. A. Böök a Berta Santesson triploidii, Klaus Patau popsal trizomii 13 a John Edwards trizomii 18.
V roce 1969 objevil Herbert Lubs nejprve syndrom Fragile X. Téhož roku se pro cytogenetickou diagnostiku začala používat amniocentéza.
Cytogenetici studují chromozomální vývoj živých věcí pomocí karyotypů k fylogenetické analýze a řešení taxonomických problémů..
Kromě toho zkoumají epidemiologické aspekty lidských chromozomálních aberací a environmentálních faktorů, které je vytvářejí, diagnostikují a léčí pacienty postižené chromozomálními abnormalitami a vyvíjejí molekulární přístupy k dešifrování struktury, funkce a vývoje chromozomů..
Každý chromozom je tvořen dvěma chromatidy, které drží pohromadě zúžením nazývaným centroméra. Úseky chromozomů, které vycházejí z centromery, se nazývají paže..
Chromozomy se nazývají metacentrické, když mají uprostřed střed; submetacentrické, pokud to mají mírně od středu, takže protilehlá ramena nejsou stejně dlouhá; akrocentrický, pokud je centromera blízko jednoho z extrémů; a telocentrické, pokud je centromera přímo na jednom konci chromozomu.
Kroky ke zpracování vzorků jsou následující.
Získání potřebné tkáně, její uložení v médiu a ve vhodných lahvičkách.
S výjimkou vzorků pro analýzu FISH je před sklizní nutné kultivační období mezi jedním dnem a několika týdny..
Získává buňky v metafázi.
Standardní cytogenetická analýza vyžaduje zastavení mitózy, aby buňky zůstaly v metafázi pomocí kolchicinu nebo Colcemid®..
Zvyšuje objem buněk, což umožňuje rozšíření chromozomů.
K odstranění vody z buněk, vytvrzujících membrán a chromatinu pro barvení se používá 3: 1 methanol-octová kyselina.
Fixované buňky se rozetřou na podložní sklíčka mikroskopu a poté se vysuší..
Existuje několik metod barvení k rozpoznání rozdílů mezi chromozomy. Nejběžnější je pásmo G..
Umožňuje vám vybrat vhodné buňky pro pozorování a fotografování chromozomů.
Na základě fotografií buněk v metafázi jsou pro pozdější studium sestaveny obrazy sady chromozomů reprezentativní buňky.
Existují čtyři typy chromozomálních pruhů: heterochromatické pruhy; euchromatické pásma, oblasti organizující nukleol (NOR); kinetochory.
Heterochromatické pásma se objevují jako diskrétní bloky. Odpovídají heterochromatinu, který obsahuje vysoce repetitivní sekvence DNA, které představují konvenční geny a nejsou na rozhraní dekondenzovány..
Euchromatické pruhy se skládají z řady střídavých segmentů, které jsou nebo nejsou ovlivněny barvením. Tyto pásy se liší velikostí a vytvářejí charakteristické vzory charakteristické pro každou dvojici chromozomů druhu, což je činí velmi užitečnými pro identifikaci translokací a chromozomálních přesmyků..
NOR jsou ty segmenty chromozomů, které obsahují stovky nebo tisíce genů ribozomální RNA. Obvykle se zobrazují jako zúžení.
Kinetochory jsou vazebná místa vřetena mikrotubulů na chromozomy.
Páskování chromozomů se skládá z technik barvení, které odhalují vzorce podélné diferenciace (světlé a tmavé oblasti), které by jinak nebylo možné vidět. Tyto vzorce umožňují porovnávat různé druhy a studovat evoluční a patologické změny na úrovni chromozomů..
Metody páskování chromozomů se dělí na ty, které používají absorpční barvení, obvykle barviva Giemsa, a ty, které používají fluorescenci. Metody absorpčního barvení vyžadují předběžné fyzikálně-chemické ošetření, jak je popsáno v části „Zpracování vzorku“.
Některé typy páskování umožňují zobrazit vzory omezených oblastí chromozomů související s funkčními vlastnostmi. Jiné umožňují vizualizaci rozdílů mezi homologními chromozomy, které umožňují identifikovat segmenty.
C-bandáž obarví většinu heterochromatických pásů, což je univerzální technika pro prokázání přítomnosti heterochromatinu v chromozomech. Jiné metody obarvují pouze část celkového heterochromatinu, proto jsou pro rozlišení mezi typy heterochromatinu užitečnější než pásmo C..
Q-bandáž je nejstarší barvicí technikou. Za svůj název vděčí použití chinakrinu. Je účinný bez ohledu na metodu přípravy chromozomů. Jedná se o alternativní metodu k páskování G. Používá se zřídka, ale díky své spolehlivosti je užitečná, když je materiál vzácný nebo obtížně se páskuje..
Pásmo G založené na použití Giemsy a trypsinu je dnes nejpoužívanější. Umožňuje detekci translokací, inverzí, delecí a duplikací. Jedná se o nejpoužívanější metodu pro charakterizaci karyotypů u obratlovců, která ukazuje rozdíly mezi chromozomy, které nelze odlišit pouze na základě jejich morfologie.
Pásmo R vytváří inverzní vzor barvení vzhledem k pruhu G (světlé pásy R se rovnají tmavým pásům G a naopak). R-pásmo je zvláště užitečné pro zvýraznění konců chromozomů, které jsou při použití G-pásu mírně zabarvené..
T-pásmo je varianta R-pásu, ve kterém nedochází k barvení většiny intersticiálních pásů chromozomů, takže koncové oblasti chromozomů jsou intenzivně barveny.
Páska Ag-NOR se používá k vyhledání NOR barvením stříbrem. Neaktivní geny NOR nemusí být obarveny v pruhu Ag-NOR. Proto se tato bandáž používá ke studiu změn v aktivitě ribozomálních genů během gametogeneze a embryonálního vývoje..
Páskování FISH umožňuje vizualizaci chromozomů pomocí fluorescenčně značených sond. Technologie FISH umožňuje karyotypickou analýzu buněk, které se nedělí.
Páskování FISH umožňuje detekci specifických sekvencí DNA v chromozomech, buňkách a tkáních. Proto jej lze použít k detekci chromozomálních abnormalit, které zahrnují malé segmenty DNA..
Páskování FISH vydláždilo cestu dvěma sofistikovanějším příbuzným technikám, známým jako spektrální karyotypizace (SKY) a vícebarevná FISH (M-FISH).
V SKY a M-FISH se používají fluorescenční barviva, která společně vytvářejí barevné kombinace, jednu pro každý chromozom. Tyto techniky byly velmi užitečné při detekci komplexních chromozomálních aberací, jaké lze pozorovat u určitých nádorů a při akutní lymfoblastické leukémii..
- Cytogenetika rakoviny. Chromozomální aberace a aneuploidie jsou u nádorů běžné. Chromozomální translokace mohou mít karcinogenní účinky produkcí fúzních proteinů. Cytogenetika se používá k monitorování postupu léčby rakoviny.
- Křehká místa a zlomeniny chromozomů. Křehká místa chromozomů mohou vést k patologiím, jako je syndrom křehkého X. Vystavení cytotoxickým látkám může způsobit zlomeninu chromozomu. Nosiči určitých autosomálních mutací postrádají schopnost opravit DNA poškozenou během zlomeniny chromozomu.
- Numerické abnormality chromozomů. Počet chromozomů může diagnostikovat trizomie, jako je ta, která produkuje Downův, Edwardsův a Patauův syndrom. Také umožňuje diagnostiku Turnerových a Klinefelterových syndromů.
- U chronické myelogenní leukémie mají bílé krvinky "Philadelphia chromozom." Tento abnormální chromozom je výsledkem translokace chromozomů 9 a 22.
Zatím žádné komentáře