Struktur af kromosomer
Kernen i hver somatisk celle i den menneskelige krop indeholder 46 kromosomer. Sætet af kromosomer af hvert individ, både normalt og patologisk, kaldes en karyotype. Af de 46 kromosomer, der udgør det menneskelige kromosomsæt, er 44 eller 22 par autosomale kromosomer, det sidste par er kønkromosomerne. Hos kvinder, der normalt sex kromosom forfatning repræsenteret ved to X-kromosomer, mens mænd - kromosomer X og Y. I alle de par af kromosomer som autosomal eller køn, er en af kromosomet opnået fra faderen, og den anden - fra moderen. Kromosomer af et par hedder homologer eller homologe kromosomer. I kønscellerne( spermatozoa og ovler) indeholder et haploid sæt kromosomer, det vil sige 23 kromosomer. Sædcellerne opdelt i to typer, alt efter om de indeholder kromosom X eller Y. Alle æg indeholder normalt kun kromosom X.
kromosomer er klart synlige efter den specielle farve under celledeling, når kromosomerne maksimal spiraliseret. I dette tilfælde afsløres der i hvert kromosom en indsnævring, som kaldes en centromere. Centromeren deler kromosomet med en kort arm( betegnet med bogstavet "p") og en lang arm( betegnet med bogstavet "q").Centromere bestemmer bevægelsen af kromosomet under celledeling. Ved position klassificeres kromosomcentromerer i flere grupper. Hvis centromer er placeret i midten af kromosomet, så er dette kaldes metacentriske kromosom, hvis centromer ligger tættere på den ene ende af kromosomet, kaldes det acrocentriske. Nogle acrocentriske kromosomer har såkaldte satellitter, som i en nondividing-celle danner nucleoli. Nukleoler indeholde multiple kopier af PPH K. Derudover skelne submetacentric kromosom hvor centromeren ikke er placeret i midten af kromosomet, og nogle flyttet til en af enderne, men ikke så meget som i acrocentriske kromosomer.
Enderne af hver arm af kromosomet kaldes telomerer. Det er blevet fastslået, at telomerer spiller en vigtig rolle for at opretholde stabiliteten af kromosomer. Telomererne indeholder et stort antal gentagelser af en sekvens af nukleotider, de såkaldte tandem-gentagelser. Normalt er der i løbet af celledeling et fald i antallet af disse gentagelser i telomerer. Men hver gang de er færdige med et særligt enzym kaldet telomerase. Et fald i aktiviteten af dette enzym fører til en forkortelse af telomerer, som antages at være årsagen til celledød, og følger normalt med aldring.
Før udseendet af metoder til differentiel kromosomfarvning blev de kendetegnet ved substratet, centromerepositionen og tilstedeværelsen af satellitter. Fordelt 5 grupper - fra A til G, som er ret godt adskilte fra hinanden. Imidlertid repræsenterede differentieringen af kromosomer inden for grupperne visse vanskeligheder. Dette blev ændret, når metoder til differentiel kromosomfarvning blev udviklet. En fremtrædende bidragyder til udviklingen af disse metoder var den russiske videnskabsmand AF Zakharov.
Kromosompræparater kan fremstilles fra hvilke som helst nukleare fissile somatiske celler. De opnås ofte for perifere blodlymfocytter. Lymfocytter isoleres fra venøst blod og overføres til en lille mængde næringsmedium med tilsætning af phytohemagglutinin. Phytohemagglutinin stimulerer opdelingen af lymfocytter. Hvorefter cellerne dyrkes ved 37 ° C i tre dage, hvorefter der tilsættes til lymfocytkultur colchicin, som stopper celledeling i metafase, når kromosomerne kondenseres mest. Cellerne overføres til et dias, en hypotonisk NaCl-opløsning tilsættes til dem. Celler brister, og kromosomerne flyder ud af dem. Herefter følger fiksering og farve af kromosomer.
I de senere år har der været nye metoder til visualisering af kromosomer eller deres dele. Metoderne er en kombination af cytogenetiske og molekylære genetiske metoder. De er alle baseret på evnen af enkeltstrenget DNA til at binde til den komplementære sekvens af genomisk DNA lokaliseret i kromosomer. Enkeltstrenget DNA, som i dette tilfælde er en DNA-probe specifikt farvestof er indlæst, og efter forbindelse med et genomisk DNA-probe påvises let på kromosom forberedelse( såkaldt metafaseplade), når mikroskopi under ultraviolet lys. Denne metode kaldes "fluorescens in situ hybridisering."
Alle metoder til farvning af kromosomer kan afsløre deres strukturelle organisation, som udtrykkes i udseendet af tværgående striation, forskellig i forskellige kromosomer, samt nogle andre detaljer.
Flere forskellige farvemetoder bruges til at identificere individuelle kromosomer. Den mest anvendte metode er chromosomfarvningen af Giemsa-farvestoffet. Kromatospræparaterne med denne farvningsmetode behandles først med trypsin, som fjerner proteinerne indeholdt i kromosomet. Derefter påføres et Giemsa farvestof på præparatet, hvilket i kromosomerne afslører et mønster af lys og mørke segmenter, som er karakteristiske for hver af dem. Normalt kan op til 400 segmenter regnes med et haploidsæt. Hvis kromosom Giemsa før maling er først opvarmes, så de bands, tegning er gemt, men deres farve er vendt, dvs.. E. De mørke bånd er lette, og omvendt. Denne metode til farvning hedder reverse banding eller R-metode. Hvis anvendelse til Giemsa farvestof fremstilling af kromosomer først behandles med syre og derefter alkali, derefter farvet overvejende centromerer og andre områder rige heterochromatin indeholdende vysokopovtoryayuschiesya DNA-sekvens. Højopløsningsmetoder til differentiel kromosomfarvning er også blevet udviklet. De giver os mulighed for at identificere op til 800 tværgående bånd på det haploide sæt kromosomer.
Transversale strimler, der identificeres ved differentiel farvning, kaldes segmenter. Karakteren af arrangementet af segmenter langs længden af kromosomerne er forskellig, hvilket gør det muligt at foretage en tilstrækkelig nøjagtig identifikation af hvert kromosom i en karyotype. En form for repræsentation af en ideel karyotype med et typisk mønster af bånd på hvert kromosom er blevet udviklet. Denne form kaldes et ideogram.
Til hjælp for karyotype beskrivelser tilbudt en særlig system, hvor først og fremmest skelne mellem kromosomarmene: p - q og korte - lang - og centromer - ce n .Hver skulder er opdelt i regioner, og tællingen går fra centromeren. Hver region er opdelt i segmenter, hvis konto også begynder med et segment placeret tættere på centromeren.
Materialet, hvorfra kromosomerne er konstrueret, kaldes chromatin. Den består af DNA og de omgivende histoner og andre proteiner. Den del af chromatinet, der er dårligt farvet af specielle farvestoffer til kromosomer, hedder euchromatin, og den, der er intensivt farvet, er heterochromatin. Det antages, at eukromatin kromosomområder indeholdende gener er stærkt udtrykt, heterochromatic regioner, derimod, indbefatter inaktive gener og ikke-udtrykkende DNA-sekvenser.
Den molekylære struktur af -kromosomer er ret kompleks. Funktionen af denne struktur er at pakke DNA, så det passer ind i kromosomet. Hvis genomisk DNA blev præsenteret i form af en konventionel dobbeltstrenget helix, ville det strækkes til 2 m. Det DNA emballage anvendes alle de samme spiral princip, men er repræsenteret ved et par niveauer. Som et resultat af kompleks emballage formindskes den initiale længde af DNA-molekylet med en faktor på 10.000.