Struktura chromozomů
Jádro každé somatické buňky lidského těla obsahuje 46 chromozomů.Sada chromozomů každého jednotlivce, normální i patologická, se nazývá karyotyp. Ze 46 chromozomů, lidských sada komponent chromozómu, 44 nebo 22 párů autosomálně chromozomů, poslední odstavec - pohlavních chromozomů.U žen, sex chromozom ústava obvykle reprezentovány dvěma chromozomy X, zatímco muži - chromozomy X a Y. Ve všech párů chromozomů je autosomálně, nebo pohlaví, je jedním z chromozomu získané od otce a druhý - od matky. Chromozomy jednoho páru se nazývají homology nebo homologní chromozomy. V pohlavních buňkách( spermie a ovule) obsahuje haploidní soubor chromozomů, tj. 23 chromozomů.Spermie jsou rozděleny do dvou typů, v závislosti na tom, zda obsahují chromozom X nebo Y. Všechny vejce obvykle obsahují pouze chromozomu X.
chromozómy jsou jasně viditelné po speciální barvy během buněčného dělení, když chromozómy maximální spiralized. Navíc v každém chromozómu je odhaleno zúžení, které se nazývá centromerem. Centromér rozděluje chromozom krátkou ruku( označenou písmenem "p") a dlouhou rukou( označenou písmenem "q").Centromér určuje pohyb chromozomu během dělení buněk. Podle polohy jsou chromometrické centromery rozděleny do několika skupin. Je-li centromera nachází ve středu chromozomu, pak toto je nazýváno metacentrická chromozom, je-li centromera se nachází blíže k jednomu konci chromozómu, to je voláno akrocentrických. Některé akrocentrické chromozomy mají tzv. Satelity, které v nondividující buňce tvoří nucleoli. Jadérka obsahují více kopií PPH K. Kromě toho rozlišovat submetacentric chromozom, kde je centromera nenachází ve středu chromozomu, a některé přesunut do jednoho z konců, ale ne tolik jako v akrocentrických chromozomů.
Konce každého ramena chromozomu se nazývají telomere. Bylo zjištěno, že telomerie hrají důležitou roli při udržování stability chromozomů.Telomere obsahují velké množství opakování sekvence nukleotidů, takzvané tandemové opakování.Obvykle se při rozdělení buněk sníží počet těchto opakování v telomerech. Pokaždé, když jsou doplněny speciálním enzymem nazývaným telomeráza. Snížení aktivity tohoto enzymu vede ke zkrácení telomer, o čemž se věří, že je příčinou smrti buněk, a normálně doprovází stárnutí.
Před objevením metod diferenciačního chromozomového zbarvení se rozlišují podle substrátu, polohy centromeru a přítomnosti družic. Přiděleno 5 skupin - od A do G, které jsou poměrně dobře od sebe odděleny. V rámci skupin však diferenciace chromozomů představovaly určité obtíže. To se změnilo, když byly vyvinuty metody diferenciálního chromozomového zbarvení.Významným přispěvatelem k rozvoji těchto metod byl ruský vědec AF Zakharov.
Chromosomové preparáty mohou být připraveny z jakýchkoliv jaderných štěpných somatických buněk.Často se získávají pro lymfocyty periferní krve. Lymfocyty jsou izolovány z žilní krve a přeneseny do malého množství živného prostředí přidáním fytohemaglutininu. Phytohemaglutinin stimuluje rozdělení lymfocytů.Potom se buňky kultivují při teplotě 37 ° C po dobu tří dnů, načež se přidá ke kultuře lymfocytů kolchicinu, který zastavuje dělení buněk v metafázi, kdy chromozómy kondenzuje nejvíce. Buňky jsou přeneseny do sklíčka, k nim je přidán hypotonický roztok NaCl. Buňky prasknou a z nich vytečou chromozomy. Poté následuje fixace a zbarvení chromozomů.
V posledních letech se objevily nové metody vizualizace chromozomů nebo jejich částí.Metody jsou kombinací cytogenetiky a molekulárně genetických metod. Všechny jsou založeny na schopnosti jednovláknové DNA vázat se na komplementární sekvenci genomové DNA lokalizované v chromozomech. Jednořetězcová DNA, která v tomto případě je DNA sonda je vložen konkrétní barvivo, a po spojení s genomovou DNA sondy snadno zjištěno na přípravu chromozomu( tzv metafázové destičky), když mikroskopie pod ultrafialovým světlem. Tato metoda se nazývá "fluorescence in situ hybridizace".
Všechny metody umožňují detekci chromozomu malování jejich konstrukční uspořádání, což se odráží ve vzhledu příčných rýh, které se liší v různých chromozomech, stejně jako některé další podrobnosti.
K identifikaci jednotlivých chromozomů se používá několik barevných metod. Nejčastěji používanou metodou je chromozomové zbarvení barviva Giemsa. Chromozomové preparáty s tímto barvivem jsou nejprve ošetřeny trypsinem, který odstraňuje proteiny obsažené v chromozomu. Poté se na preparát aplikuje barvivo Giemsa, které v chromozomech odhaluje vzor světlých a tmavých segmentů charakteristických pro každý z nich. Obvykle lze na haploidní sadu počítat až 400 segmentů.Pokud chromozom Giemsa před obraz je nejprve zahřeje, pak pásy výkres uložen, ale jejich barva je obrácen, tj. E. Tmavé pásy jsou lehké, a vice versa. Tato metoda barvení se nazývá reverzní pásmo nebo metoda R.V případě aplikace na Giemsa barvící přípravky chromozomů se nejprve nechá reagovat s kyselinou a potom s alkalickými, pak obarveny převážně centromery, a další oblasti bohaté heterochromatin obsahující vysokopovtoryayuschiesya DNA sekvence. Rovněž byly vyvinuty metody s vysokým rozlišením pro diferenciální chromozomové zabarvení.Umožňují identifikovat až 800 příčných pásem na haploidní sadě chromozomů.
Příčné proužky, které jsou identifikovány diferenciálním zbarvením, se nazývají segmenty. Charakter uspořádání segmentů podél délky chromozomů je odlišný, což umožňuje provést dostatečně přesnou identifikaci každého chromozomu v karyotypu. Byla vyvinuta forma reprezentace ideálního karyotypu s typickým vzorem pásem na každém chromozómu. Tento formulář se nazývá ideogram.
Pro pohodlí popisů karyotypu nabídl speciální systém, v němž nejprve rozlišovat mezi pažích chromozómu: p - q a krátká - dlouhé - a centromera - ce n .Každé rameno je rozděleno do oblastí a počet je od centromere. Každý region je rozdělen na segmenty, jejichž účet začíná také segmentem umístěným blíže k centromeru.
Materiál, ze kterého jsou konstruovány chromozomy, se nazývá chromatin. Skládá se z DNA a okolních histonů a dalších bílkovin.Část chromatinu, která je slabě zabarvena speciálními barvivy pro chromozomy, se nazývá euchromatin a ten, který je intenzivně obarven, je heterochromatin. Předpokládá se, že euchromatin oblasti chromozomu, které obsahují geny jsou vysoce exprimovány, heterochromatic regiony, naopak, patří neaktivní geny a non-exprimující DNA sekvence.
Molekulární struktura chromozomů je poměrně složitá.Funkce této struktury spočívá v zabalení DNA tak, aby zapadala do chromozomu. Pokud byla genomová DNA prezentovány ve formě konvenčního dvouřetězcové šroubovice, že by se protáhne na 2 m. Obal DNA se používá všechny stejné spirálové principu, ale je reprezentován několika úrovních. V důsledku komplexního balení se počáteční délka molekuly DNA snižuje o faktor 10 000.