Struttura dei cromosomi
Il nucleo di ogni cellula somatica del corpo umano contiene 46 cromosomi. L'insieme dei cromosomi di ciascun individuo, sia normale che patologico, è chiamato cariotipo. Dei 46 cromosomi, componenti insieme cromosoma umano, 44 o 22 coppie di cromosomi autosomica sono, ultima para - cromosomi sessuali. Nelle donne, il sesso cromosomico costituzione normalmente rappresentato da due cromosomi X, mentre gli uomini - cromosomi X e Y. In tutte le coppie di cromosomi di autosomica o il sesso, è uno del cromosoma ottenuto dal padre, e la seconda - dalla madre. I cromosomi di una coppia sono chiamati omologo o cromosomi omologhi. Nelle cellule sessuali( spermatozoi e ovuli) contiene un insieme aploide di cromosomi, cioè 23 cromosomi.spermatozoi sono divisi in due tipi, a seconda che essi contengono cromosoma X o Y. Tutti uovo normalmente contengono solo cromosomi cromosoma X.
sono chiaramente visibili dopo che il colore speciale durante la divisione cellulare, quando i cromosomi spiralato massimo. Inoltre, in ogni cromosoma, viene rivelata una costrizione, che è chiamata centromero. Il centromero divide il cromosoma con un braccio corto( indicato dalla lettera "p") e un braccio lungo( indicato dalla lettera "q").Il centromero determina il movimento del cromosoma durante la divisione cellulare. Per posizione, i centromeri cromosomici sono classificati in diversi gruppi. Se il centromero si trova nel bel mezzo del cromosoma, allora questo si chiama cromosoma metacentrica, se il centromero si trova più vicino ad un'estremità del cromosoma, si chiama acrocentrico. Alcuni cromosomi acrocentrici hanno i cosiddetti satelliti, che in una cellula nondividente formano nucleoli. Nucleoli contengono copie multiple di PPH K. Inoltre, distinguere cromosoma submetacentric dove centromero non si trova al centro del cromosoma, e alcuni trasferisce a una delle estremità, ma non tanto quanto nei cromosomi acrocentrici.
Le estremità di ciascun braccio del cromosoma sono chiamate telomeri.È stato stabilito che i telomeri svolgono un ruolo importante nel mantenimento della stabilità dei cromosomi. I telomeri contengono un gran numero di ripetizioni di una sequenza di nucleotidi, le cosiddette ripetizioni in tandem. Normalmente, durante la divisione cellulare, c'è una diminuzione del numero di queste ripetizioni nei telomeri. Tuttavia, ogni volta che vengono completati con un enzima speciale chiamato telomerasi. Una diminuzione dell'attività di questo enzima porta ad un accorciamento dei telomeri, che si ritiene sia la causa della morte cellulare, e normalmente accompagna l'invecchiamento.
Prima della colorazione differenziale dei metodi cromosomi di distinguerli genuino, la posizione del centromero e la disponibilità di satelliti. Assegnate 5 gruppi - da A a G, che sono abbastanza bene separati l'uno dall'altro. Tuttavia, all'interno dei gruppi, la differenziazione dei cromosomi rappresentava alcune difficoltà.Ciò è cambiato quando sono stati sviluppati metodi per la colorazione cromosomica differenziale. Un importante contributo allo sviluppo di questi metodi è stato lo scienziato russo AF Zakharov. I preparati del cromosoma
possono essere preparati da qualsiasi cellula somatica nucleare fissile. Sono spesso ottenuti per linfociti del sangue periferico. I linfociti sono isolati dal sangue venoso e trasferiti a una piccola quantità di terreno nutriente con l'aggiunta di fitoemagglutinina. La fitoemagglutinina stimola la divisione dei linfociti. Poi le cellule vengono coltivate a 37 ° C per tre giorni, dopo di che viene aggiunto alla coltura di linfociti colchicina, che ferma la divisione cellulare in metafase, quando i cromosomi condensati più.Le cellule vengono trasferite su un vetrino, a queste viene aggiunta una soluzione di NaCl ipotonica. Le cellule scoppiano e i cromosomi escono da loro. Quindi segue la fissazione e la colorazione dei cromosomi.
Negli ultimi anni sono apparsi nuovi metodi per visualizzare i cromosomi o le loro parti. I metodi sono una combinazione di metodi genetici citogenetici e molecolari. Sono tutti basati sulla capacità del DNA a singolo filamento di legarsi alla sequenza complementare del DNA genomico localizzato nei cromosomi. DNA a singolo filamento, che in questo caso è una sonda di DNA colorante specifico viene caricato, e dopo il collegamento con una sonda di DNA genomico facilmente rilevabile sulla preparazione cromosoma( cosiddetta piastra metafase) quando microscopio sotto luce ultravioletta. Questo metodo è chiamato "ibridazione in situ a fluorescenza".
Tutti i metodi consentono il rilevamento del cromosoma pittura la loro organizzazione strutturale, che si riflette nella comparsa di striature trasversali, variando in differenti cromosomi, così come alcuni altri dettagli.
Per identificare i singoli cromosomi vengono utilizzati diversi metodi di colore. Il metodo più comunemente usato è la colorazione cromosomica del colorante Giemsa. Le preparazioni cromosomiche con questo metodo di colorazione vengono prima trattate con tripsina, che rimuove le proteine contenute nel cromosoma. Quindi una tintura Giemsa viene applicata alla preparazione, che rivela nei cromosomi un motivo di segmenti chiari e scuri caratteristici per ciascuno di essi. Di solito, su un set aploide possono essere contati fino a 400 segmenti. Se i cromosomi vengono prima riscaldati prima di colorare il Giemsa, allora il modello delle bande viene preservato, ma il loro colore cambia in quello opposto, cioè le bande scure diventano leggere e viceversa. Questo metodo di colorazione è chiamato reverse banding o metodo R.Se, prima dell'applicazione del colorante Giemsa, la preparazione del cromosoma viene prima trattata con acido e poi con alcali, quindi i centromeri e altre regioni ricche di eterocromatina, contenenti sequenze di DNA altamente ripetute, vengono colorate. Sono stati anche sviluppati metodi ad alta risoluzione per la colorazione cromosomica differenziale. Ci permettono di identificare fino a 800 bande trasversali sul set aploide dei cromosomi.
Le strisce trasversali identificate dalla colorazione differenziale sono chiamate segmenti. Il carattere della disposizione dei segmenti lungo la lunghezza dei cromosomi è diverso, il che rende possibile condurre un'identificazione sufficientemente accurata di ciascun cromosoma in un cariotipo.È stata sviluppata una forma di rappresentazione di un cariotipo ideale con un modello tipico di bande su ciascun cromosoma. Questo modulo è chiamato ideogramma.
Per la comodità di descrivere il cariotipo, viene proposto un sistema speciale, in cui le spalle del cromosoma si distinguono per prime: p - corto e q - lungo, - e centromeri - n .Ogni spalla è divisa in regioni, e il conteggio va dal centromero. Ogni regione è divisa in segmenti, il cui conto inizia anche con un segmento situato più vicino al centromero.
Il materiale da cui sono costruiti i cromosomi è chiamato cromatina. Consiste del DNA e degli istoni e altre proteine circostanti. Quella parte della cromatina, che è scarsamente colorata da coloranti speciali per i cromosomi, è chiamata euchromatina, e quella che è intensamente macchiata è l'eterocromatina. Si ritiene che le regioni eucromatiche dei cromosomi contengano geni espressi attivamente, regioni di eterocromatina, al contrario, includono geni inattivi e sequenze di DNA non esprimenti.
La struttura molecolare dei cromosomi è piuttosto complessa. La funzione di questa struttura è di impacchettare il DNA in modo che si adatti al cromosoma. Se il DNA genomico fosse rappresentato come una normale spirale a doppio filamento, si estenderebbe a 2 m. Quando si impacchetta il DNA, viene utilizzato lo stesso principio della spirale, ma è rappresentato da diversi livelli. Come risultato di un packaging complesso, la lunghezza iniziale della molecola di DNA diminuisce di un fattore di 10.000.