Struktura chromosomów

Jądro każdej komórki somatycznej ludzkiego ciała zawiera 46 chromosomów. Zestaw chromosomów każdego osobnika, zarówno prawidłowy, jak i patologiczny, nazywa się kariotypem. Od 46 chromosomów ludzkim chromosomie zestawu składników, 44 lub 22 par chromosomów, autosomalne ostatni Para - chromosomów płciowych. U kobiet, seks chromosom konstytucja zwykle reprezentowany przez dwa chromosomy X, a mężczyźni - chromosomy X i Y. We wszystkich par chromosomów jak autosomalny czy płeć jest jednym chromosomie otrzymanej od ojca, a drugi - od matki. Chromosomy jednej pary nazywane są homologami lub chromosomami homologicznymi. W komórkach płciowych( plemniki i zalążki) zawiera haploidalny zestaw chromosomów, czyli 23 chromosomy. Plemniki są podzielone na dwie grupy, w zależności od tego, czy zawierają one chromosomu X lub Y. Wszystkie jaja zazwyczaj zawierać tylko chromosomy chromosom X

są wyraźnie widoczne po specjalnym kolorem podczas podziału komórki, gdy maksymalna spiralizowanych chromosomów. W tym przypadku w każdym chromosomie ujawnia się zwężenie, które nazywa się centromerem. Centromer dzieli chromosom krótką ręką( oznaczoną literą "p") i długą ręką( oznaczoną literą "q").Centromer określa ruch chromosomu podczas podziału komórki. W zależności od pozycji centromery chromosomu dzieli się na kilka grup. Jeśli centromeru znajduje się w środkowej części chromosomu, wtedy nazywa się to metacentryczną chromosom, jeśli centromeru znajduje się bliżej jednego końca chromosomu, nazywa acrocentric. Niektóre chromosomy akrocentryczne mają tak zwane satelity, które w jądrze komórkowym niedzielą tworzą jądro. Jąderka zawierają wiele kopii PPH K. Ponadto wyróżnić submetacentric chromosom gdzie centromeru nie znajduje się w środku chromosomu, a niektórzy przenieśli się do jednego z końców, ale nie tak bardzo jak w acrocentric chromosomów.

Końce każdego ramienia chromosomu nazywane są telomerami. Ustalono, że telomery odgrywają ważną rolę w utrzymaniu stabilności chromosomów. Telomery zawierają dużą liczbę powtórzeń sekwencji nukleotydów, tak zwanych powtórzeń tandemowych. Zwykle podczas podziału komórki występuje zmniejszenie liczby tych powtórzeń w telomerach. Jednak za każdym razem są one zakończone specjalnym enzymem o nazwie telomeraza. Zmniejszenie aktywności tego enzymu prowadzi do skrócenia telomerów, co jest uważane za przyczynę śmierci komórki i zwykle towarzyszy starzeniu.

Przed barwieniem różnicowej metod chromosomów je rozróżnić oryginalny, pozycja centromeru i dostępność satelitów. Przydzielono 5 grup - od A do G, które są dość dobrze oddzielone od siebie. Jednak w obrębie grup zróżnicowanie chromosomów stanowiło pewne trudności. Zmieniło się to, gdy opracowano metody różnicowania chromosomów. Znaczącym wkładem w rozwój tych metod był rosyjski naukowiec AF Zacharow.

Preparaty chromosomowe można wytwarzać z dowolnych jądrowych komórek somatycznych. Często uzyskuje się je dla limfocytów krwi obwodowej. Limfocyty są izolowane z krwi żylnej i przenoszone do niewielkiej ilości pożywki z dodatkiem fitohemaglutyniny. Fitohemaglutynina stymuluje podział limfocytów. Następnie komórki hodowano w temperaturze 37 ° C przez trzy dni, po czym dodaje się do hodowli limfocytów kolchicyny, która zatrzymuje podział komórek w metafazie, gdy chromosomy kondensuje większość.Komórki przenosi się na szkiełko, dodaje się do nich hipotoniczny roztwór NaCl. Komórki pękają, a chromosomy wypływają z nich. Następnie następuje utrwalenie i kolorowanie chromosomów.

W ostatnich latach pojawiły się nowe metody wizualizacji chromosomów lub ich części. Metody te są połączeniem metod cytogenetycznych i molekularnych. Wszystkie opierają się na zdolności jednoniciowego DNA do wiązania się z komplementarną sekwencją genomowego DNA umiejscowionego w chromosomach. Jednoniciowy DNA, który w tym przypadku jest sonda DNA specyficzny barwnik jest załadowany, a po połączeniu z sondą DNA genomowego łatwo wykrywane na przygotowanie chromosomie( tak zwane płytki metafazy) przy mikroskopia w świetle ultrafioletowym. Ta metoda nazywana jest "hybrydyzacją fluorescencyjną in situ".

Wszystkie metody umożliwiają wykrycie chromosomie malowanie ich organizację strukturalną, co znajduje odzwierciedlenie w wyglądzie poprzecznymi prążkami, różnym w różnych chromosomach, a także niektórych innych szczegółów.

Do identyfikacji poszczególnych chromosomów stosuje się kilka różnych metod kolorystycznych. Najczęściej stosowaną metodą jest barwienie chromosomowe barwnika Giemsa. Preparaty chromosomowe z tą metodą barwienia najpierw traktuje się trypsyną, która usuwa białka zawarte w chromosomie. Następnie lek stosuje się barwnik, który wykrywa Giemsa charakterystyki chromosomów każdego wzoru jasnych i ciemnych segmentów. Zwykle do 400 segmentów można policzyć na haploidalnym zestawie. Jeśli chromosom Giemsa przed obraz jest najpierw ogrzewano, a następnie opaski rysunku jest zapisywany, a ich kolor ulega odwróceniu, tj. E. ciemne pasy są lekkie, i vice versa. Ta metoda barwienia nazywa się odwróceniem pasma lub metodą R.Jeśli zastosowanie do wytwarzania barwnika Giemsa chromosomów najpierw traktuje się kwasem, a następnie zasadą, a następnie barwiono głównie centromery, a inne obszary bogate heterochromatyny zawierający sekwencję DNA vysokopovtoryayuschiesya. Opracowano również metody wysokiej rozdzielczości różnicowania chromosomów. Pozwalają nam zidentyfikować do 800 poprzecznych pasm na haploidalnym zestawie chromosomów.

Paski poprzeczne, które są identyfikowane za pomocą różnicowania kolorów, nazywane są segmentami. Charakter miejscu wzdłuż długości segmentów chromosomów są różne, co pozwala na dostatecznie dokładną identyfikację każdego chromosomu w kariotypu. Opracowano formę reprezentacji idealnego kariotypu o typowym wzorze pasm na każdym chromosomie. Ta forma nazywa się ideogramem.

Dla wygody opisów kariotyp zaproponował specjalny system, w którym przede wszystkim odróżnić ramionach chromosomów: P - Q i krótkie - długie - i centromeru - ce n .Każde ramię jest podzielone na regiony, a liczba ta pochodzi z centromeru. Każdy region jest podzielony na segmenty, których rachunek również zaczyna się od segmentu znajdującego się bliżej centromeru.

Materiał, z którego zbudowane są chromosomy nazywa się chromatyną.Składa się z DNA i otaczających go histonów i innych białek. Ta część chromatyny, która jest lekko poplamione ze specjalnymi barwnikami do chromosomów, zwanego euchromatyna, i jeden, który jest intensywnie kolorowe - heterochromatyny. Uważa się, że euchromatyczne regiony chromosomów zawierają aktywnie eksprymowane geny, regiony heterochromatynowe, przeciwnie, obejmują nieaktywne geny i niewyrażające sekwencje DNA.

Struktura molekularna chromosomów jest dość złożona. Funkcją tej struktury jest spakowanie DNA tak, aby pasowało do chromosomu. Jeżeli genomowy DNA byłby reprezentowany jako zwykła dwuniciowa spirala, wówczas rozciągałby się do 2 m. Podczas pakowania DNA stosowana jest ta sama zasada spirali, ale jest ona reprezentowana przez kilka poziomów. W wyniku złożonego pakowania początkowa długość cząsteczki DNA zmniejsza się o współczynnik 10.000.