Structura cromozomilor
Nucleul fiecărei celule somatice a corpului uman conține 46 de cromozomi. Setul de cromozomi ai fiecărui individ, atât normal cât și patologic, se numește cariotip. Dintre cele 46 de cromozomi, componente set de cromozomi umani, 44 sau 22 de perechi de cromozomi autozomal sunt, ultimul para - cromozomi sexuali. La femei, sex cromozom constituție reprezentat în mod normal de doi cromozomi X, in timp ce pentru bărbați - cromozomi X si Y. In toate perechile de cromozomi ca autosomal sau de sex, este unul dintre cromozom obținut de la tată, iar al doilea - de la mama. Cromozomii unei perechi sunt numiți omologi sau cromozomi omologi.În celulele sexuale( spermatozoizi și ovule) conține un set haploid de cromozomi, adică 23 de cromozomi. Celulele spermatice sunt împărțite în două tipuri, în funcție de faptul dacă acestea conțin cromozomul X sau Y. Toate ou contin in mod normal numai cromozomi cromozomul X.
sunt clar vizibile după culoarea specială în timpul diviziunii celulare, atunci cand cromozomi maxim spiralized.În plus, în fiecare cromozom, se constată o constricție, numită centromere. Centromerele împart cromozomul cu un braț scurt( marcat cu litera "p") și cu un braț lung( marcat cu litera "q").Centromerele determină mișcarea cromozomului în timpul diviziunii celulare. Prin poziție, centromerii cromozomi sunt clasificați în mai multe grupuri.În cazul în care centromere este situat în mijlocul cromozomului, atunci aceasta se numește cromozom metacentrice, în cazul în care centromere este situat mai aproape de un capăt al cromozomului, este numit acrocentric. Câțiva cromozomi acrocentrici au așa-numiți sateliți, care într-o celulă neuniformă formează nucleoli. Nucleoli conțin mai multe copii ale PPH K. În plus, în cazul în care distinge cromozom submetacentric centromere nu se află în mijlocul cromozomului, iar unele sa mutat la unul dintre capete, dar nu la fel de mult ca în cromozomi acrocentric.
Capetele fiecărui braț al cromozomului se numesc telomere. S-a stabilit că telomerii joacă un rol important în menținerea stabilității cromozomilor. Telomerii conțin un număr mare de repetări ale unei secvențe de nucleotide, așa-numitele repetări tandem.În mod normal, în timpul diviziunii celulare, există o scădere a numărului acestor repetări în telomerii. Cu toate acestea, de fiecare dată când acestea sunt completate cu o enzimă specială numită telomerază.O scădere a activității acestei enzime duce la o scurtare a telomerilor, care se crede a fi cauza morții celulare și, în mod normal, însoțește îmbătrânirea.
Înainte de colorare diferentiata a metodelor de cromozomi să se facă distincția între ele autentice, poziția centromere și disponibilitatea sateliților. Se alocă 5 grupuri - de la A la G, care sunt destul de bine separate unul de celălalt. Totuși, în cadrul grupurilor, diferențierea cromozomilor a reprezentat anumite dificultăți. Acest lucru sa schimbat atunci când s-au dezvoltat metode pentru colorarea cromozomilor diferențiali. Un contribuitor proeminent la dezvoltarea acestor metode a fost omul de știință rus AF Zakharov.
Preparatele cromozomiale pot fi preparate din orice celule somatice nucleare fisionabile. Acestea sunt adesea obținute pentru limfocitele din sângele periferic. Limfocitele sunt izolate din sângele venos și transferate într-o cantitate mică de mediu nutritiv prin adăugarea de fitohemaglutinină.Phytohemaglutinina stimulează divizarea limfocitelor. Apoi, celulele sunt cultivate la 37 ° C timp de trei zile, după care se adaugă la colchicina cultură de limfocite, care opreste diviziunea celulelor in metafaza, cand cromozomi condensat mai. Celulele sunt transferate într-o alunecare, se adaugă o soluție hipotonă de NaCl. Celulele se izbucnesc și cromozomii izvorăsc din ele. Apoi urmează fixarea și colorarea cromozomilor.
În ultimii ani au apărut noi metode de vizualizare a cromozomilor sau a părților lor. Metodele sunt o combinație de metode genetice citogenetice și moleculare. Toate acestea se bazează pe capacitatea ADN-ului monocatenar de a se lega de secvența complementară a ADN-ului genomic localizat în cromozomi. ADN monocatenar, care în acest caz este o probă de ADN colorant specific este încărcat, și după conectarea cu o sondă de ADN genomic detectat cu ușurință pe cromozomul de preparare( așa-numita placă metafază) când microscopia sub lumina ultravioleta. Această metodă se numește "hibridizare fluorescentă in situ".
Toate metodele permit detectarea cromozomului pictura organizarea structurală, care se reflectă în apariția încrucișate striatii, variind în diferite cromozomi, precum și alte detalii.
Pentru identificarea cromozomilor individuali se utilizează mai multe metode diferite de culoare. Metoda cea mai frecvent utilizată este colorarea cromozomului colorantului Giemsa. Preparatele cromozomiale cu această metodă de colorare sunt tratate mai întâi cu tripsină, care îndepărtează proteinele conținute în cromozom. Apoi, un colorant Giemsa este aplicat preparatului, care dezvăluie în cromozomi un model de segmente luminoase și întunecate caracteristice fiecăruia dintre ele. De obicei, până la 400 de segmente pot fi numărate pe un set haploid. Dacă cromozomii sunt mai întâi încălșiți înainte de colorarea Giemsa, atunci modelul benzilor este păstrat, dar culoarea lor se schimbă la cea opusă, adică benzile întunecate devin ușoare și invers. Această metodă de colorare se numește bandă inversă sau metoda R.În cazul în care aplicarea la Giemsa preparare colorant cromozomilor este tratat mai întâi cu acid și apoi alcaline, apoi se colorează predominant centromeres, și alte zone heterochromatin bogate care conțin secvențe de ADN vysokopovtoryayuschiesya. Au fost de asemenea dezvoltate metode de rezoluție înaltă pentru colorarea cromozomilor diferențiali. Ele ne permit să identificăm până la 800 de benzi transversale pe setul haploid de cromozomi.
Fâșiile transversale identificate prin colorare diferențială sunt numite segmente. Caracterul aranjamentului de segmente de-a lungul lungimii cromozomilor este diferit, ceea ce face posibilă realizarea unei identificări suficient de precise a fiecărui cromozom într-un cariotip. A fost dezvoltată o formă de reprezentare a unui cariotip ideal cu un model tipic de benzi pe fiecare cromozom. Această formă este numită ideogramă.
Pentru comoditatea descrierii cariotipului, se propune un sistem special, în care se disting primul umerii cromozomului: p - scurt și q - lung, - și centromere - n .Fiecare umăr este împărțit în regiuni, iar numărarea merge de la centromere. Fiecare regiune este împărțită în segmente, al căror cont începe de asemenea cu un segment situat mai aproape de centromere.
Materialul din care sunt construite cromozomii se numește cromatină.Se compune din ADN și histonele din jur și alte proteine. Acea parte a cromatinei, care este slab colorată de coloranți specifici pentru cromozomi, se numește euchromatină, iar cea care este puternic colorată este heterochromatina. Se crede că regiunile eucromatice ale cromozomilor conțin gene exprimate activ, regiuni heterochromatice, dimpotrivă, includ genele inactive și secvențele de ADN ne-exprimate.
Structura moleculară a cromozomilor este destul de complexă.Funcția acestei structuri este de a împacheta ADN-ul astfel încât să se potrivească în cromozom. Dacă ADN-ul genomic a fost reprezentat ca o spirală dublu catenară obișnuită, atunci s-ar extinde la 2 m. Când se împachetează ADN, se folosește același principiu al spiralei, dar este reprezentat de mai multe nivele. Ca urmare a ambalării complexe, lungimea inițială a moleculei ADN scade cu un factor de 10.000.