Cytogenetická metoda studia lidské dědičnosti

Cytogenetická metoda studia lidské dědičnosti je mikroskopická analýza chromozomů. To bylo široce používá od počátku 20. století 20. století. Metoda se používá ke studiu morfologie lidských chromozomů a jejich počet. Používá se také k kultivaci leukocytů za účelem získání metafázových destiček. Dále podrobněji zvažujeme, co představuje cytogenetickou metodu pro studium lidské dědičnosti.

Obecné informace

Cytogenetický metody výzkumu lidské genetiky jeho vývoj a formování jsou spojeny s vědci jako Levan a Tio. V roce 1956 byli první, kdo přesně stanovili počet chromozomů u lidí. Ukázalo se, že nejsou 48, jak tomu bylo dříve, ale 46. Právě to iniciovalo studium lidských meiotických a mitotických chromozomů. V roce 1959 byla povaha Downova syndromu založena francouzskými vědci Gautier, Turpen a Lejeune. Pomocí cytogenetické metody zjistili, že onemocnění má chromozomální etiologii. V dalších letech bylo popsáno mnoho dalších patologií, které se často vyskytují u lidí a mají stejnou povahu. Dnes je cytogenetická metoda studia dědičnosti používána při diagnostice, sestavování chromozomálních map, analýze mutačního procesu a řešení dalších důležitých problémů. V roce 1960 v USA byla vyvinuta 1 mezinárodní klasifikace. Bylo založeno na velikosti chromozomů, stejně jako umístění centromere, primárního pasu.

Karyotypová analýza

Hodnocení a identifikace anomálií se provádí v několika fázích. Pro provedení analýzy je zapotřebí fragment periferní krve pacienta přibližně 1-2 litry. Etapy cytogenetické metody s karyotypová analýza následující:

• Kultivace lymfocytů.
• Barvení.
• Mikroskopická analýza.

Kultivace lymfocytů

Tento postup je nezbytný pro stimulaci jejich rozdělení. To je způsobeno skutečností, že schopnosti cytogenetické metody jsou přímo závislé na počtu buněk, které jsou v metafázi, v okamžiku, kdy jsou chromozomy nejkompaktněji sestaveny. Doba trvání kultivace je zpravidla 72 hodin. Zvýšení počtu metafázových buněk je usnadněno zavedením kolchicinu na konci procesu. Pozastavuje rozdělení v metafázi, ničí vřeteno a zvyšuje kondenzaci chromozomů. Buňky se pak převedou do hypotonického roztoku. Vyvolává prasknutí jaderné membrány a volný pohyb chromozomů v cytoplazmě.

Barvení

V tomto stádiu procesu se buňky fixují kyselinou octovou a ethanolem v poměru 1: 3. Suspenze se potom umístí na skleněné podložní sklíčka a vysuší. V souladu s cíli analýzy se používají různé techniky diferenciálního barvení. Doba trvání procedury je několik minut. Barvení vede k vzhledu vzoru s příčným pruhem specifickým pro každý z chromozomů.

Mikroskopická analýza

Nejvíce časově náročný proces je světelná mikroskopie. K tomu je zapotřebí vysoce kvalifikovaných odborníků. K identifikaci chromozomálních abnormalit by měla být analyzována nejméně 30 destiček. Metody počítačového výzkumu jsou považovány za velmi účinné.

Rozlišení

Molekulární cytogenetická metoda může být použita k analýze chromozomů, jejichž jednotlivé segmenty mohou mít různé barvy. Současně jsou karyotypy obecně podobné farebným fantastickým úžasným obrazům. Zavedené a aktivně používané metody, při kterých dochází k zbarvení chromosomů v klidu, když jsou maximálně roztaženy. Použití takových technik umožňuje identifikovat segmenty, jejichž velikost je asi 50 kilobazů.

Rozvoj průmyslu

Během posledních několika let došlo k poměrně výraznému posunu ve vývoji oboru molekulární biologie. Důvodem je především práce na dekódování genomu lidí prováděné v rámci státních a mezinárodních programů "Sbírka lidských genů". V důsledku prací se získaly nejen rozsáhlé informace o struktuře deoxyribonukleové kyseliny. Byly provedeny studie moderních analytických technologií, metody zpracování velkých objemů informací, byly vytvořeny a uloženy informační databáze. Na základě těchto materiálů byl vytvořen nový směr - molekulární genetika. Umožnilo detekci četných zvláštností funkcí chromozomů. Metoda cytogenetické studie se používá k identifikaci nových prvků a vazeb, provádění dekódování mutací za přítomnosti značného počtu vrozených onemocnění.

Specializované oblasti

Jak lze vidět, cytogenetická metoda umožnila vyřešit významné problémy. V tomto ohledu se začaly objevovat specializované oblasti. Zejména byly vytvořeny takové oblasti, jako je funkční molekulární genetika, lékařská, etnogenní genomika (etnogenomika), srovnávací věda zkoumající geny a genomy živých bytostí a další.

Etnogenomika

Jeho hlavním úkolem je analýza genetické diverzity v rozmanitosti genů jednotlivých územních společenství, národů, skupin. V tomto případě je třeba zdůraznit zásadně důležitou myšlenku. Díky etnogenomii genetická chromozomální mechanika začala ovlivňovat nejen ty typy věd o terapii a životní aktivitě, které mají určitý vztah, ale i spíše odcizené oblasti, jako je historie.

Variabilita

V procesu dekódování chromozomového souboru, zatímco hlavní rysy jeho designu již byly identifikovány, vážnost rozmanitosti genomu se stala vědcům jasná. Analýza variability umožňuje vyřešit různé problémy, a to jak praktické, tak i teoretické. Cytogenetická metoda je zvláště důležitá při posuzování vývoje lidstva, s přihlédnutím k původu, cyklu pohybu, formování, příbuznosti a interakce různých druhů.

Analýza DNA

Výzkum deoxyribonukleové kyseliny lidé, kteří obývají planetu dnes, poskytují informace o poměrně vzdálených událostech a chronologických faktech, a to až do okamžiku lidského vzhledu. Takže například bylo zjištěno, že mnoho případů je napsáno v deoxyribonukleové kyselině. K interpretaci výsledků těchto studií je nutné zkoumat DNA různých zástupců všech komunit, určovat míru a chromozomální vztah.

Patologie

Příčiny mnoha nemocí, například syndromu Shereshevského-Turnera, Klinefeltera, Downa a dalších, jsou již dlouho nejasné. Použití cytologické metody však umožnilo detekovat abnormality chromozomů. Muži, kteří trpí syndromem Klinefeltera, jsou charakterizováni nedostatečným rozvojem gonád, mentální retardace degenerace semenných kanálků, disproporce končetin a tak dále. Ženy jsou diagnostikovány s Shereshevsky-Turnerovou chorobou. Syndrom se projevuje v nepřítomnosti menstruace a pozdní puberty, nedostatečnosti gonád, nízké postavy, neplodnosti a dalších příznaků. Výsledkem výzkumu bylo zjištění nesouhlasu sexuálních chromozomů v procesu tvorby rodičovských gamét. Další analýza ukázala, že jsou to důsledky různých anomálií. Poznamenává se zejména polysomie. Například muži mohou mít sadu XX Y, XXX Y, XXXX Y, ženy - XXX, XXXX. Existuje zvláštnost hodnoty sexuálních chromozomů při určování lidského pohlaví v jejich nedisjunkci. Takže na rozdíl od Drosophily se to projevuje ve skutečnosti, že XX Y definuje výhradně muže a X0 - ženu. Současně zvyšuje počet chromozomů X v kombinaci s jedním Y pouze zvýšení Klinefelterově nemoci. Polysomie nebo trisomie u žen je také provokativním faktorem pro vývoj patologických stavů podobných syndromu Shereshevského-Turnerova syndromu.

Na závěr

Patologie vyvolané abnormalitami normálního počtu pohlavních chromozomů jsou detekovány chromatinovou analýzou. Při normálním náboru u mužů se v buňkách nezjistí. U zdravých žen je chromatin detekován jako 1 tělo. Na pozadí polysmie u žen a mužů je počet chromatinových těl vždy nižší než počet X chromozomů na jednotku. Pro každou takovou zygotu je genetická aktivita přítomna pouze v jednom strukturním prvku. Zbytek chromozomů X ve formě sexuálního chromatinu se užívá v heteropypikotickém stavu. Důvody tohoto dnešního vzoru nejsou plně odhaleny. Přesto se předpokládá, že je způsobena vyrovnáváním aktivity genů v pohlavních chromozomech homo- a heterogametického pohlaví. Navíc k těm, které byly popsány výše, mohou vznikat patologické stavy v důsledku nedisjunkce autozomů, jakož i v důsledku různých reorganizací, jako jsou delece, translokace a další. Mnoho nemocí je spojeno s chromozomálními abnormalitami vrozeného typu. Proto je při identifikaci cytogenetické metody velmi důležitá.