Štruktúra chromozómov
Jadro každej somatických buniek ľudského tela obsahuje 46 chromozómov. Sada chromozómov každého jedinca, normálneho aj patologického, sa nazýva karyotyp. Zo 46 chromozómov, ľudských sada komponentov chromozómu, 44 alebo 22 párov autozomálne chromozómov, posledný odsek - pohlavných chromozómov. U žien, sex chromozóm ústava zvyčajne reprezentované dvoma chromozómy X, zatiaľ čo muži - chromozómy X a Y. Vo všetkých párov chromozómov je autozomálne, alebo pohlavie, je jedným z chromozómu získanej od otca a druhý - od matky. Chromozómy jedného páru sa nazývajú homology alebo homológne chromozómy. Tieto zárodočné bunky( spermie a vajíčka) obsahoval haploidné sadu chromozómov, t. E. 23 chromozómov. Spermie sú rozdelené do dvoch typov, v závislosti na tom, či obsahujú chromozóm X alebo Y. Všetky vajcia zvyčajne obsahujú iba chromozómu X.
chromozómy sú jasne viditeľné po špeciálne farby počas bunkového delenia, keď chromozómy maximálnu spiralized. Navyše v každom chromozóme sa odhalí zúženie, ktoré sa nazýva centromér. Centromera delí chromozóm na krátkom ramene( označený písmenom "p") a dlhé rameno( označenú "q" písmenom).Centromér určuje pohyb chromozómu počas delenia buniek. Podľa polohy sú chromometrické centromery rozdelené do niekoľkých skupín. Ak je Centromera nachádza v strede chromozómu, potom toto je nazývané metacentrická chromozóm, ak je Centromera sa nachádza bližšie k jednému koncu chromozómu, to je volané akrocentrických. Niektoré akrocentrické chromozómy majú tzv. Satelity, ktoré v nedeštruktívnej bunke tvoria nucleoli. Jadierka obsahujú viac kópií PPH K. Okrem toho rozlišovať submetacentric chromozóm, kde je Centromera nenachádza v strede chromozómu, a niektoré presunutý do jedného z koncov, ale nie toľko ako v akrocentrických chromozómov.
Konce každého ramena chromozómu sa nazývajú teloméry. Bolo zistené, že teloméry zohrávajú dôležitú úlohu pri udržiavaní stability chromozómov. Teloméry obsahujú veľké množstvo opakovaní sekvencie nukleotidov, takzvané tandemové opakovania. Normálne počas delenia buniek dochádza k poklesu počtu týchto opakovaní v telomelách. Avšak, zakaždým, keď sú doplnené špeciálnym enzýmom nazývaným telomeráza. Zníženie aktivity tohto enzýmu vedie k skráteniu teloméry, ktoré sa predpokladá, že spôsobuje bunkovú smrť, a zvyčajne sprevádza starnutie.
Pred diferenciálnej farbenie chromozómov metód na rozlíšenie medzi nimi pravé, poloha centroméry a dostupnosť satelitov. Pridelené 5 skupín - od A do G, ktoré sú od seba pomerne dobre oddelené.V rámci skupín však diferenciácia chromozómov predstavovala určité ťažkosti. To sa zmenilo, keď boli vyvinuté metódy diferenciálneho chromozómového sfarbenia. Významným prispievateľom k vývoju týchto metód bol ruský vedec AF Zakharov.
Chromozómové prípravky sa môžu pripraviť z akýchkoľvek jadrových štiepnych somatických buniek.Často sa získavajú pre lymfocyty periférnej krvi. Lymfocyty boli izolované z žilovej krvi a prenesie sa do malého množstva kultivačného média s prídavkom PHA.Phytohemaglutinín stimuluje rozdelenie lymfocytov. Potom sa bunky kultivujú pri teplote 37 ° C počas troch dní, načo sa pridá ku kultúre lymfocytov kolchicínu, ktorý zastavuje delenie buniek v metafáze, kedy chromozómy kondenzuje najviac. Bunky sa prenesú do šmýkačky, k nim sa pridá hypotonický roztok NaCl. Bunky vybuchnú a chromozómy z nich vytekajú.Potom nasleduje fixácia a sfarbenie chromozómov.
V posledných rokoch sa objavili nové metódy vizualizácie chromozómov alebo ich častí.Metódy sú kombináciou cytogenetiky a molekulárne genetických metód. Všetky sú založené na schopnosti jednoreťazcová DNA pre spojenie s komplementárnou sekvenciou genómovej DNA lokalizované v chromozómoch. Jednoreťazcová DNA, ktorá v tomto prípade je DNA sonda je vložený konkrétne farbivo, a po spojení s genómovej DNA sondy ľahko zistené na prípravu chromozóme( tzv metafázové doštičky), keď mikroskopia pod ultrafialovým svetlom. Táto metóda sa nazýva "fluorescencia in situ hybridizácia".
Všetky metódy umožňujú detekciu chromozómu maľovanie ich konštrukčné usporiadanie, čo sa odráža vo vzhľade priečnych rýh, ktoré sa líšia v rôznych chromozómoch, rovnako ako niektoré ďalšie podrobnosti.
Na identifikáciu jednotlivých chromozómov sa používa niekoľko rôznych farebných metód. Najbežnejšou metódou je chromozómové zafarbenie farbiva Giemsa. Chromozómové prípravky s touto farbiacou metódou sa najskôr ošetria trypsínom, ktorý odstraňuje proteíny obsiahnuté v chromozóme. Potom sa na prípravok aplikuje farbivo Giemsa, ktoré v chromozómoch odhaľuje vzor svetlých a tmavých segmentov charakteristických pre každý z nich. Zvyčajne sa na haploidnej množine môže počítať až 400 segmentov. Ak chromozóm Giemsa pred obraz je najprv zahreje, potom pásy výkres uložený, ale ich farba je obrátený, tj. E. Tmavé pásy sú ľahké, a vice versa. Táto metóda farbenia sa nazýva spätné pásmo alebo metóda R.V prípade aplikácie na Giemsa farbiace prípravky chromozómov sa najprv nechá reagovať s kyselinou a potom s alkalickými, potom zafarbené prevažne centromér, a ďalšie oblasti bohaté heterochromatin obsahujúce vysokopovtoryayuschiesya DNA sekvencie. Boli vyvinuté aj metódy s vysokým rozlíšením pre diferenciálne farbenie chromozómov. Umožňujú nám identifikovať až 800 priečnych pásov na haploidnej sade chromozómov.
Priečne pásy, ktoré sú identifikované diferenciálnym sfarbením, sa nazývajú segmenty. Charakter rozmiestnenia segmentov pozdĺž chromozómov je odlišný, čo umožňuje vykonať dostatočne presnú identifikáciu každého chromozómu v karyotype. Bola vyvinutá forma reprezentácie ideálneho karyotypu s typickým vzorom pásiem na každom chromozóme. Tento formulár sa nazýva ideogram.
Pre pohodlie popisov karyotypu ponúkol špeciálny systém, v ktorom najprv rozlišovať medzi pažiach chromozómu: p - q a krátka - dlhé - a Centromera - ce n .Každé rameno je rozdelené na regióny a počet prechádza z centromere. Každý región je rozdelený na segmenty, ktorých účet začína aj segmentom umiestneným bližšie k centromére.
Materiál, z ktorého sú konštruované chromozómy, sa nazýva chromatín. Pozostáva z DNA a okolitých histónov a iných proteínov.Časť chromatínu, ktorá je mierne zafarbia špeciálnymi farbivami na chromozómoch, nazývané euchromatinu, a ten, ktorý je farebne intenzívne - heterochromatin. Predpokladá sa, že euchromatin oblasti chromozómu, ktoré obsahujú gény sú vysoko exprimované, heterochromatic regióny, naopak, patrí neaktívne gény a non-exprimujúce DNA sekvencie.
Molekulárna štruktúra chromozómov je pomerne zložitá.Funkcia tejto štruktúry spočíva v zabalení DNA tak, aby sa zmestili do chromozómu. Ak bola genomická DNA prezentované vo forme konvenčného dvouřetězcové skrutkovice, že by sa pretiahne na 2 m. Obal DNA sa používa všetky rovnaké špirálové princípe, ale je reprezentovaný niekoľkých úrovniach. V dôsledku komplexného balenia sa počiatočná dĺžka molekuly DNA znižuje o faktor 10 000.