Hromosomu struktūra
Katras cilvēka ķermeņa somatisko šūnu kodols satur 46 hromosomas. Katra indivīda hromosomu kopums, gan normāls, gan patoloģisks, tiek saukts par kariotipu. No 46 hromosomām, kas veido cilvēka hromosomu komplektu, 44 vai 22 pāri ir autosomālas hromosomas, pēdējais pāri ir dzimuma hromosomas. Sievietēm, sex hromosomas konstitūcija parasti pārstāv divas X hromosomas, bet vīrieši - hromosomās X un Y. visiem pāriem hromosomas kā autosomāli vai dzimuma, ir viens no hromosomas iegūts no tēva, un otrā - no mātes. Viena pāra hromosomas sauc par homologiem vai homologām hromosomām. Sugu šūnās( spermatozoīdos un olšūnas) ir haploīdu hromosomu kopums, tas ir, 23 hromosomas. Spermas šūnas tiek sadalīta divos veidos, atkarībā no tā, vai tie satur hromosomas X vai Y. Visi ola parasti satur tikai hromosoma X.
hromosomas ir skaidri redzams pēc īpašo krāsu šūnu dalīšanās laikā, kad hromosomas maksimālais spiralized. Turklāt katrā hromosomā tiek atklāta sašaurināšanās, ko sauc par centromēru. Centromērs dala hromosomu ar īsu roku( apzīmēts ar burtu "p") un garu roku( apzīmēts ar burtu "q").Centromērs nosaka hromosomu kustību šūnu dalīšanās laikā.Pēc stāvokļa hromosomu centromēri tiek iedalīti vairākās grupās. Ja Centromērs atrodas vidū hromosomas, tad to sauc par metacentriskais hromosoma, ja Centromērs atrodas tuvāk vienu galu hromosomā, to sauc acrocentric. Dažām akrocentriskām hromosomām ir tā sauktie satelīti, kas neattīrītajā šūnā veido nuklešus. Nucleoli satur vairākas kopijas PPH K. Turklāt atšķirtu submetacentric hromosoma kur Centromērs neatrodas vidū hromosomā, un daži pārcēlās uz vienu no galiem, bet ne tik daudz, kā acrocentric hromosomas.
Katras hromosomas puses galus sauc par telomeriem. Ir konstatēts, ka telomeriem ir svarīga loma hromosomu stabilitātes saglabāšanā.Telomerēs ir liels skaits atkārtojumu no nukleotīdu secības, tā saukto tandēmu atkārtojumu. Parasti šūnu dalīšanās laikā ir samazinājies šo atkārtojumu skaits telomerēs. Tomēr katru reizi, kad tos aizpilda ar īpašu fermentu, ko sauc par telomerazi.Šī fermenta aktivitātes samazināšanās noved pie telomeru saīsināšanas, kas, domājams, ir šūnu nāves cēlonis, un parasti tas noveco.
Pirms diferenciālā iekrāsošanu hromosomu metodes, lai atšķirtu starp tām patiesu, tad pozīcija centromēru un pieejamība satelītiem. Piešķirti 5 grupas - no A līdz G, kuras ir diezgan labi nošķirtas viena no otras. Tomēr grupās hromosomu diferenciācija bija dažas grūtības. Tas mainījās, kad tika izstrādātas atšķirīgu hromosomu krāsu metodes. Ievērojams šo metožu izstrādes veicinātājs bija krievu zinātnieks A. Zaharovs.
hromosomu preparātus var pagatavot no jebkādām kodola skaldāmām somatisko šūnām. Tos bieži iegūst perifērisko asiņu limfocītu gadījumā.Limfocīti tiek izolēti no venoza asinīm un pārnesti uz nelielu uzturvielu daudzumu, pievienojot fitohemaglutinīnu. PHA stimulē sadalījumu šūnām. Tad šūnas tiek audzēti pie 37 ° C trīs dienas, un pēc tam tiek pievienots limfocītu kultūras kolhicīna, kas savukārt aptur šūnu dalīšanās in metafāzes, kad hromosomas kondensēts visvairāk.Šūnas tiek pārvietotas uz slaidu, tiem pievieno hipotonisku NaCl šķīdumu.Šūnas plūst un no tiem izplūst hromosomi. Pēc tam seko hromosomu fiksācija un krāsošana.
Pēdējos gados ir parādījušās jaunas metodes hromosomu vai to daļu vizualizēšanai. Metodes ir citoģenētisko un molekulārās ģenētisko metožu kombinācija. Tie visi pamatojas uz spēju vienpavediena DNS, lai izveidotu savienojumu ar papildu secību no genoma DNS lokalizētas hromosomas. Single-stranded DNA, kas šajā gadījumā ir DNS zonde īpašs krāsviela ir piekrauts, un pēc tam savienojumu ar genoma DNS zondes viegli konstatēt uz hromosomas preparāta( tā saukto metafāzei plāksnes) kad mikroskopija saskaņā ar ultravioleto gaismu.Šo metodi sauc par "fluorescences in situ hibridizāciju."
Visas metodes ļauj noteikt hromosomu krāsošana savu organizatorisko struktūru, kas ir atspoguļots izskatu savstarpējām svītras, dažāda dažādās hromosomas, kā arī dažas citas detaļas.
Atsevišķu hromosomu identificēšanai izmanto vairākas dažādas krāsu metodes. Visbiežāk lietotā metode ir Giemsa krāsas hromosomu krāsošana. Hromosomu preparātus ar šo krāsošanas metodi vispirms apstrādā ar tripsīnu, kas noņem proteīnus, kas atrodas hromosomā.Tad medikaments ir piemērots Giemsa krāsvielu, kas nosaka īpašību hromosomas katra modeļa gaismas un tumsas segmentos. Parasti līdz 400 segmentiem var skaitīt haploīdu komplektu. Ja hromosoma Giemsa pirms krāsošanas ir pirmais silda, tad joslas zīmējums tiek saglabāts, bet to krāsa ir mainījusies, ti. E. tumšas joslas ir gaiši, un otrādi.Šo krāsošanas metodi sauc par reverso lentu vai R-metodi. Ja pieteikums Giemsa krāsvielu sagatavošanu hromosomu vispirms tiek apstrādāts ar skābi un pēc tam sārmu, pēc tam stained galvenokārt centromērām, un citās jomās rich heterohromatīna satur vysokopovtoryayuschiesya DNS secību. Ir izstrādātas arī augstas izšķirtspējas metodes diferenciālas hromosomas krāsošanai. Tie ļauj mums identificēt līdz 800 šķērseniskām joslām haploīdu komplektā ar hromosomām.
Šķērsgriezuma sloksnes, kuras identificē pēc diferenciālas krāsas, sauc par segmentiem. No vietas gar garumam hromosomu segmentu raksturs ir atšķirīgs, kas ļauj pietiekami precīzi identificēt katru hromosomu kariotips. Ir izveidots ideāls kariotipa attēlojums ar tipisku joslu modeli katrā hromosomā.Šo formu sauc par ideogrammu.
ērtībai kariotips aprakstu piedāvāta īpaša sistēma, kurā vispirms atšķirt hromosomu rokās: p - q un īss - ilgi - un Centromērs - ce n .Katrs plecs ir sadalīts reģionos, un skaitlis iet no centromere. Katrs reģions ir sadalīts segmentos, kuru konts sākas arī ar segmentu, kas atrodas tuvāk centromeriem.
Materiāls, no kura tiek veidotas hromosomas, sauc par hromatīnu. Tas sastāv no DNS un apkārtējiem histoniem un citiem proteīniem. Tā ir daļa no hromatīna, kas ir nedaudz krāso ar speciālām krāsām hromosomas, ko sauc euchromatin, un vienu, kas ir krāsainu intensīvi - heterohromatīna. Tiek uzskatīts, ka euchromatin hromosomu vietas, kurās, kas satur gēnu, ir ļoti izteikta, heterochromatic reģioniem, savukārt, ietver neaktīvās gēnu un non-ekspresē DNS sekvences.
hromosomu molekulārā struktūra ir diezgan sarežģīta.Šīs struktūras funkcija ir DNS iepakošana, lai tā ietilptu hromosomā.Ja genoma DNS tika iesniegts veidā parasto divpavedienu spirāle, tas būtu izstiepts līdz 2 m. DNS iepakojums tiek izmantots visu to pašu spirālveida princips, bet pārstāv dažiem līmeņiem. Sarežģītā iepakojuma rezultātā sākotnējais DNS molekulas garums samazinās par 10 000.