Типы окрасок хромосом

До появления методов дифференциальной окраски хромосом их различали по длине, положению центромеры и наличию спутников Выделяли 5 групп от А до G, которые достаточно хорошо разделялись друг от друга. Препараты хромосом при этом способе окраски сначала обрабатывают трипсином, который удаляет белкн, содержащиеся хромосоме Затем на препарат наносят краситель Гимза, который выявляет хромосомах характерный для каждой из них рисунок из светлых и темных сегментов. Поперечные полоски, выявляемые при дифференциальной окраске хромосом называют сегментами Характер расположения сегментов по длине хромосом различен, что позволяет проводить достаточно точную идентификацию каждой хромосомы кариотипе Разработана форма представления стилизованного идеального кариотипа с типичным рисунком полос на каждой хромосоме Такая форма называется идеограммой. Qокраска флуоресцентная с использованием флюорохромов Большинство флюорохромов имитирует зеленое, а иногда оранжевое и даже красное свечение Для исследования хромосом этих случаях применяют мощные рутиннокварцевые лампы Из флюорохромов чаще всего используют производные акридина акрихин и акрихиниприт акрихина иприта Рисунок каждой хромосомы, окрашенной Qметодом, специфичен по числу, размерам и положению поразному светящихся сегментов, что и обеспечивает идентификацию всех хромосом Qокраска является индикатором хроматина с повышенным содержанием ATпар оснований, поскольку они интенсивнее флюоресцирует соответствующих участках хромосомы.

типы окрасок хромосом

Gокраска от англ Giemsa Гимза выявляется благодаря предварительной обработке хромосомных препаратов слабым раствором протеолитического фермента трипсина и последующей окраске красителем Гимза При этом наблюдается полосатая исчерченность хромосом, где темные полосы некоторой степени соответствуют гетерохроматиновым районам, а светлые эухроматиновым Gокраска имеет свою кодировку GTG по международной цитогенетической номенклатуре Оптимальные условия окраски находят каждой лаборатории эмпирическим путем Методика Gокраски хромосом человека была впервые предложена английской исследовательницей М Сибрайт 1972 году и практически неизменном виде используется до настоящего времени По числу, величине и расположению выявляющихся сегментов рисунок Gокраски аналогичен рисунку при Qокраске, где темно окрашенные Gсегменты соответствуют флюоресцирующим Qсегментам Различия состоят том, что а несветящиеся гетерохроматиновые центромерные сегменты хромосомах 1 и 16 хорошо прокрашиваются красителем Гимза ярко флюоресцирующие при Qокраске сегменты 3, 4, 1315, 21, 22 и Yхромосом не выделяются особой интенсивностью при Gокраске На Gокрашенных метафазных хромосомах выделяется около 320 сегментов на гаплоидный геном Преимущество метода том, что он не требует использования флуоресцентного микроскопа и окрашенные препараты можно длительно хранить.

типы окрасок хромосом

Токраска от англ Telomere теломера применяется для выявления теломерных районов хромосом коротких и длинных плечах Метод включает инкубацию препаратов хромосом при 87 С течение 2060 мин растворе фосфатного буфера при рН 5, 1 с последующей окраской раствором красителя Гимза. Наиболее простой способ окрашивания простая рутинная сплошная по всей длине хромосомы основным щелочным красителем Гимза или 2 ным ацетоорсеином или ацеткармином Эти красители окрашивают хромосомы целиком, равномерно и интенсивно Для выявления численных аномалий хромосом этот метод вполне достаточен. Различные типы сегментов обозначают по методам, с помощью которых они выявляются наиболее отчетливо. II Условия выполнения законов Менделя Законы И Менделя являются фундаментальными законами генетики подобно законам Ньютона физике Однако они как и любые законы природы выполняются только при наличии определенных условий. Псевдоаутосомное наследование Псевдоаутосомное наследование это наследование генов расположенных гомологичных локусах половых Х и У хромосом Х и У негомологичные хромосомы, имеют разное строен. Цитологическое обоснование сцепления генов группе сцепления генов Анализируя результаты проведенных скрещиваний, Морган пришел к выводу, что сцеплено, наследуются гены, локализованные одной хромосоме Они не могут свободно комбинироваться мейо.

Символика хромосом Кариотип человека норме и при хромосомных заболеваниях требуют унифицированной символики хромосом В настоящее время исследователи всего мира клинические генетики, невропатологи, педиатры, псих. Мозаичные формы Эта группа заболеваний, вызванная соматическими мутациями на первых стадиях онтогенеза дробления Дети мозаики могут появляться у здоровых родителей При мозаицизме. Популяционностатистический метод Сущность этого метода заключается изучении частот генов и генотипов различных популяциях Существенным моментом при использовании этого метода является статистическая обработка. Синдром Вольфа Хиршхорна Синдром делеции короткого плеча хромосомы 4 сегмент р16 Частота встречаемости 1 100000 Фенотип при рождении снижен вес Характерна задержка физического и психомоторного разви. Окраска R Если хромосомы перед окрашиванием специально обработать например, нагреть, полученные темные и светлые полосы будут противоположны таковым при G или Qокрасках и, соответственно, называются Rполосами Rокраска позволяет легче анализировать области, плохо красящиеся при G или Qокрасках Это стандартный метод некоторых лабораториях, особенно Европе. Прометафаза деления позволяет выявить от 550 до 850 и даже более полос гаплоидном наборе хромосом, тогда как на стандартном препарате метафазы видно только около 450 полос Очевидно увеличение диагностической точности, получаемой при анализе более длинных хромосом.

Обнаружение ломкого участка Ххромосоме диагностическая процедура, специфичная для синдрома ломкой Ххромосомы, хотя большинстве лабораторий этот тест заменен или дополнен молекулярным тестированием для обнаружения экспансии тринуклеотидного повтора CGG гене этого заболевания. Представление о рисунке дифференциально окрашенных по всей длине хромосом можно получить, окрашивая препараты по Gметоду с использованием красителя Гимзы В этом случае хромосомы выглядят состоящими из поперечноисчерченных, поразному окрашенных сегментов Каждой паре хромосом присущ индивидуальный рисунок исчерченности за счет неодинаковых размеров сегментов В мелких хромосомах рисунок образуется единичными сегментами, крупных хромосомах сегментов много Общее для нормального хромосомного набора число окрашенных и неокрашенных сегментов метафазе составляет около 400 В прометафазных хромосомах оно увеличивается до 850 и более. Место нахождения Ссегментов можно обнаружить с использованием других методов окрашивания Эти сегменты связаны с локализацией конститутивного, или структурного гетерохроматина В разных хромосомах размер Ссегментов неодинаков Гетерохроматин, обнаруженный по методу Сокраски, содержится во всех хромосомах человека Он находится околоцентромерных районах всех хромосом, а также дистальной части длинного. Рис 3 20 Наследование хромосомы, содержащей особенно большой блок конститутивного гетерохроматина Ссегмент, от отца к дочери.

Очень важным моментом для анализа хромосом является их окрашивание Сплошное или равномерное окрашивание хромосом получило название рутинной окраски Для рутинной окраски используют простые красители азурэозин или краситель Гимза Использование такого метода окрашивания позволяет провести подсчет хромосом и их групповую принадлежность, проанализировать повреждения хромосом, называемые хромосомными аберрациями Однако этот метод имеет ограничения при кариотипировании, поскольку не дает возможности индивидуальной идентификации хромосом Методы окраски хромосом, дающие достаточно полное представление о кариотипе, появились 70х годах XX это методы дифференциального окрашивания хромосом Большое практическое значение этих методов состоит том, что дифференциальная окраска позволяет идентифицировать все хромосомы человека благодаря специфическому линейному рисунку продольной окрашиваемости для каждой хромосомы соответствии с типом окраски На практике наибольшее применение получили методы дифференциальной окраски красителем Гимза Gокраска и флуоресцирующим красителем акрихином или акрихинпиритом Для каждого из видов окраски разработаны многочисленные модификации технического выполнения этапов, этих случаях применяется трехбуквенная система обозначения вида окраски Например, Gметод с применением трипсина GTG Qметод с использованием акрихина и его производных QFQ и Методы дифференциального окрашивания пригодны для анализа хромосом, полученных из культур клеток любых тканей.

типы окрасок хромосом

Для обозначения вида окраски используется система трехбуквенного обозначения, включающая основной метод окраски, вариант предварительной обработки препарата хромосом и название красителя GTG, RHG, QFQ и Структуры, выявляющиеся по длине хромосом соответствии с типом окраски называют Q, G, C, Rсегментами. Токраска от англ Telomere теломера применяется для выявления теломерных районов хромосом коротких и длинных плечах. Анализ кариотипа человека Цитогенетический метод анализа хромосом человека. На следующем этапе цитогенетического исследования производится окраска препаратов В зависимости от целей исследования, то есть оттого, какой именно тип перестроек необходимо выявить, можно использовать различные виды окрашивания. Однако использование рутинного метода окраски не позволяет выявлять структурные перестройки хромосом В этих случаях применяют специальные методы, так называемой, дифференциальной окраски, результате которой хромосомы приобретают поперечную исчерченность Расположение и толщина темных и светлых полос строго индивидуальны для каждой хромосомы, что позволяет проводить их точную идентификацию и выявлять структурные перестройки Для объяснения возникновения различно окрашенных полос на хромосомах выдвигается несколько гипотез различия количественном содержании А Т и G Спар оснований, особенности строения нуклеосом, а так же асинхрониость репликации различных участков.

При анализе метафазных хромосом средней конденсации можно четко различить около 350400 относительно крупных сегментов на гаплоидный набор. Различают структур ный и факультативный гетерохроматин Структурный гетерохроматин постоянно присутствует определенных регионах хромосомы Например, он всегда обнаруживается вокруг центромер всех хро мосом Факультативный гетерохроматин появляется хромосоме при сверхспирализации эухроматиновых районов Факультативной гетерохроматизацией может быть охвачена целая хромосома. Благодаря гетерохроматизации Ххромосомы клетках женского организма происходит выравнивание количества генов, функцио нирующих мужском и женском организмах, поскольку у мужчин имеется только одна Ххромосома. Эухроматиновые регионы хромосом интерфазном ядре не видны, поскольку представлены хроматином деконденсированном состоянии Это указывает на их высокую метаболическую активность Действительно, эухроматиновые районы содержат уни кальные гены, контролирующие синтез различных белков При дифференциальном окрашивании метафазных хромосом они оп ределяются как светлые полосы.

Половой хроматин это плотное окрашивающееся тельце тельце Барра, которое обнаруживается при микроскопии не делящейся данный момент клетки Он представляет собой спирализованную Ххромосому Исследование полового хроматина проводят при подозрении на генетические заболевания, связанные с изменением количества Ххромосом синдромы Клайнфельтера, ШерешевскогоТернера и Для исследования используют клетки эпителия ротовой полости, получаемые из соскоба с внутренней поверхности щеки. Методики определения полового хроматина позволяющие выявить наличие половых хромасом, весьма просты и доступны для массового применения и скринирования Особенно это относится к определению женского полового Ххроматина буккальном мазке с окраской ацетоарсеином При микоскопировании у здоровой девочки женщины под оболочкой ядер клеток эпителия 20 82 случаев обнаруживают глыбки Ххроматина тельца Барра Отсутствие их как у мужчин, уменьшенное их количество или наличие двойных, тройных телец Барра свидетельство аномального состава Ххромосом и подтверждение хромосомной болезни Обнаружение телец Барра у мальчиков говорит о наличии дополнительных Ххромосом вариантах синдрома Клайфельтера. Определение мужского полового хроматина буккальных мазках производят методом люминесцентной микроскопии при окраске хромосом акрихинипритом ярко флюоресцирует длинное плечо Yхромосомы Это важно для подтверждения синдромов дубль Y и дубль.

Все методы дифференциальной окраски хромосом позволяют выявлять их структурную организацию, которая выражается появлении поперечной исчерченности, разной разных хромосомах, а также некоторых других деталей. Д Tокрашивание применяют для анализателомерных районов хромосом Эту методику, а также окрашивание районов ядрышковых организаторов азотнокислым серебром AgNORокрашивание используют для уточнения результатов, полученных путем стандартного окрашивания хромосом. Рис 21 7 Поперечная исчерченность метафазных хромосом мужчины Разработанная 60е годы методика дифференциального окрашивания выявляет светлые и темные участки полосы хромосомах Наиболее. Рис 2 8 Кариотип мужчины хромосомы окрашены стандартным методом и методами, выявляющими характерную сегментацию Слева направо стандартное окрашивание схематическое изобра.

Метод Gсегментации находит самое широкое практическое использование однако природа дифференциального окрашивания до сих пор остается загадкой Известно наверняка лишь то, что без предварительной обработки хромосомы окрашиваются краской Гимза более и ти менее равномерно Таким образом образование полос обусловлено тем, что различные виды предварительной обработки поразному влияют на отдельные участки хромосомы Вероятно, результате экстракции какихто компонентов, связываюших краску, из участков, образующих промежутки между Gсегментами Однако разнообразие эффективных воздействий так велико, что не позволяет понять общей природы реакции Можно только предполагать существование какойто большой по длине структуры но, что лежит ее основе, не известно. Поздние профазные и метафазные хромосомы человека после инкубирования лимонной кислоте и окрашивания красителем Гимза покрываются темными и светлыми поперечными полосами разной ширины Сполосы Характер распределения этих полос различен для большинства хромосом и является строго воспроизводимым После инкубации с акрихинипритом при освещении ультрафиолетом выявляются флуоресцирующие Рполосы Распределение выявляемых полос при обоих типах окраски совпадает Это свидетельствует о том, что такое окрашивание визуализирует какието реально существующие структуры хромосом На парижской конференции 1971 была разработана номенклатура для.

Под хромосомными аберрациями понимают изменения структуры хромосом, вызванные их разрывами, с последующим перераспределением, утратой или удвоением генетического материала Они отражают различные виды аномалий хромосом У человека среди наиболее часто встречающихся хромосомных аберраций, проявляющихся развитием глубокой патологии, выделяют аномалии, касающиеся числа и структуры хромосом Нарушения числа хромосом могут быть выражены отсутствием одной из пары гомологичных хромосом моносомия или появлением добавочной, третьей, хромосомы трисомия Общее количество хромосом кариотипе этих случаях отличается от модального числа и равняется 45 или 47 Полиплоидия и анеуплоидия имеют меньшее значение для развития хромосомных синдромов К нарушениям структуры хромосом при общем нормальном их числе кариотипе относят различные типы их поломки транслокацию обмен сегментами между двумя негомологичными хромосомами на рисунке транслокация между 8й и 11й хромосомами и моносомия по 15й хромосоме, делецию выпадение части хромосомы, на рисунке делеция части длинного плеча 9й хромосомы и транслокация по 1й и 3й хромосомам фрагментаци кольцевые хромосомы и на рисунке кольцевая хромосома 14 обозначена r14 и ее нормальный вариант Хромосомные аберрации, нарушая баланс наследственных факторов, являются причиной многообразных отклонений строении и жизнедеятельности организма, проявляющихся так называемых хромосомных болезнях.

Самая многочисленная группа хромосомных болезней это синдромы, обусловленные структурными перестройками хромосом Выделяют хромосомные синдромы так называемых частичных моносомий увеличение или уменьшение числа отдельных хромосом не на целую хромосому, а на ее часть В связи с тем, что подавляющая часть хромосомных аномалий относится к категории летальных мутаций для характеристики их количественных параметров используются 2 показателя частота распространения и частота возникновения. Выяснено, что около 170 из 1000 эмбрионов и плодов погибают до рождения, из них около 40 вследствие влияния хромосомных нарушений Тем не менее значительная часть мутантов носителей хромосомной аномалии минует действие внутриутробного отбора Но некоторые из них погибают раннем, до достижения пубертантного возраста Больные с аномалиями половых хромосом изза нарушений полового развития, как правило, не оставляют потомства Отсюда следует, что все аномалии можно отнести к мутациям Показано, что общем случае хромосомные мутации почти полностью исчезают из популяции через 15 17 поколений. Мы много говорим о том, что клетки повреждены, к повреждены хромосомы Но возникает вопросреагирует ли организм на поврежденные клетки Если да, то как И какое значение имеют подобные процессы Может быть скоро на эти и другие вопросы будут найдены точные ответы. Группа А 13я самые большие хромосомы 1 и 3я метацентрические, 2я субметацентрическая. Группа С 612я и Ххромосома субметацентрические хро мосомы среднего размера.

Считывания генетической ин формации с данных участков не происходит Различают структур ный и факультативный гетерохроматин Структурный гетерохроматин постоянно присутствует определенных регионах хромосомы Например, он всегда обнаруживается вокруг центромер всех хро мосом Факультативный гетерохроматин появляется хромосоме при сверхспирализации эухроматиновых районов Факультативной гетерохроматизацией может быть охвачена целая хромосома Так, клетках женского организма одна из Ххромосом полностью инактивирована путем гетерохроматизации уже на ранних этапах эмб рионального развития Ее можно обнаружить виде глыбки гетеро хроматина на периферии ядра Такая инактивированная Ххромосома называется половым хроматином, или тельцем Барра рис III 7 Благодаря гетерохроматизации Ххромосомы клетках женского организма происходит выравнивание количества генов, функцио нирующих мужском и женском организмах, поскольку у мужчин имеется только одна Ххромосома. Рис III 8 Структура нуклеосом и их соотношение с хромосомой и моле кулой. Генетика соматических клеток Метод соматической гибридизации и его применения для картирования хромосом человека Значение для медицины. При гибридизации соматических клеток двух разных линий образуются гетерокарионы клетки, которые со держат оба родительских ядра Затем результате митоза и деления образу ются две одноядерные клетки синкарионы, имеющие хромосомы обоих родительских клеток.

Для этого делящиеся клет ки обрабатывают колхицином и неко торыми другими химическими веще ствами гипотоническим раствором солей, метанолуксусным фиксатором. Простая окраска обеспечивает груп повую идентификацию хромосом Ис пользуется она для количественного учета хромосомных аномалий при оп ределении мутагенности среды дейст вия радиации, химических мутагенов и др С помощью этого типа окраски были открыты многие хромосомные болезни, а также хромосомные аберра ции, вызывающие самопроизвольные аборты, врожденные пороки развития, канцерогенез и. В 70е гг XX в медицинской прак тике начали применяться методы диф ференциального окрашивания, выяв ляющие структурную разнородность хромосом по длине, что выражается виде чередования светлых и темных полос эу и гетерохроматических рай онов Отмечается, что протяженность и рисунок полос специфичны для каж дой хромосомы. Таким образом, соединение цитогенетических и молекулярногенетических методов генетике человека де лает почти неограниченными воз можности диагностики хромосомных аномалий. Предметом современной биохими ческой диагностики являются специ фические метаболиты, энзимопатии, различные белки. Шансы на встречу двух носите лей одинакового патологического гена выше, если брак вступают родствен ники, к они могут унаследовать один и тот же рецессивный ген от своего об щего предка.

Качество хромосомных препаратов зависит от тщательности подготовки предметных стёкол Предметные стекла вымыть ватным тампоном мыльной воде и поставить прокипятить воде с детским мылом или стиральным порошком 1015 мин Каждое стекло отдельно промыть нескольких сменах горячей воды до полного отмывания мыла Хорошо отмытые стекла поместить раствор хромпика на 812 час За несколько часов до фиксации стекла отмыть от хромпика водопроводной воде и нескольких сменах дистиллированной воды и последней дистиллированной воде стекла поставить холодильник. Методы дифференциальной окраски хромосом человека и млекопитающих, широко разрабатываемые последние годы цитологами всего мира, открывают принципиально новые возможности цитогенетике животных Суть этих методов том, что хромосомы, предварительно обработанные различными веществами, начинают связывать красители флуоресцентные или краситель Гимза дифференцированно по длине каждой хромосомы Окрашенные таким образом хромосомы выглядят как бы полосатыми banding, причём эти полосы различны по ширине и интенсивности, а характер поперечной исчерченности оказывается специфическим для каждой пары хромосом см.

Экспериментальное подтверждение этих идей было осуществлено первой четверти XX века американскими учёными Т Морганом К Бриджесом А Стёртевантом и Г Мёллером Объектом их генетических исследований послужила плодовая мушка На основе данных, полученных на дрозофиле, они сформулировали хромосомную теорию наследственности, согласно которой передача наследственной информации связана с хромосомами, которых линейно, определённой последовательности, локализованы гены Основные положения хромосомной теории наследственности были опубликованы 1915 году книге The mechanism of mendelian heredity англ. Схема строения хромосомы метафазе митоза 1 хроматида 2 центромера 3 короткое плечо 4 длинное плечо. Одним из самых последних уровней упаковки митотическую хромосому некоторые исследователи считают уровень так называемой хромонемы толщина которой составляет около 0, 1 0, 3 мкм 21 В результате дальнейшей компактизации диаметр хроматиды достигает ко времени метафазы 700 нм Значительная толщина хромосомы диаметр 1400 нм на стадии метафазы позволяет, наконец, увидеть её световой микроскоп Конденсированная хромосома имеет вид буквы X часто с неравными плечами, поскольку две хроматиды, возникшие результате репликации, соединены между собой районе центромеры подробнее о судьбе хромосом при клеточном делении см статьи митоз и мейоз.

При анеуплоидии происходит изменение числа хромосом кариотипе, при котором общее число хромосом не кратно гаплоидному хромосомному набору n В случае утраты одной хромосомы из пары гомологичных хромосом мутантов называют моносомиками случае одной дополнительной хромосомы мутантов с тремя гомологичными хромосомами называют трисомиками случае утраты одной пары гомологов нуллисомиками 22 Анеуплоидия по аутосомным хромосомам всегда вызывает значительные нарушения развития, являясь основной причиной спонтанных абортов у человека 23 Одной из самых известных анеуплоидий у человека является трисомия по хромосоме 21, которая приводит к развитию синдрома Дауна 1 Анеуплоидия характерна для опухолевых клеток, особенно для клеток сóлидных опухолей. Изменение числа хромосом, кратное гаплоидному набору хромосом n, называется полиплоидией Полиплоидия широко и неравномерно распространена природе Известны полиплоидные эукариотические микроорганизмы грибы и водоросли часто встречаются полиплоиды среди цветковых, но не среди голосемянных растений Полиплоидия клеток всего организма у многоклеточных животных редка, хотя у них часто встречается эндополиплоидия некоторых дифференцированных тканей, например, печени у млекопитающих, а также тканей кишечника, слюнных желёз, мальпигиевых сосудов ряда насекомых. Захаров А Ф Бенюш В А Кулешов Н П Барановская Л И Хромосомы человека Атлас М Медицина, 1982.

Цель изучения медицинской генетики овладение основами генетики будущими медицинскими работниками для большего использования генетических подходов при оказании медицинской помощи или профилактике заболеваний. Цитогенетический метод основан на изучении хромосомного набора эмбриона с помощью микроскопа и обнаружения дефектов кариотипа или отдельных хромосом С этим методом связана методика амниоцентеза возможность обнаружить аномальное число хромосом у плода на 16й неделе беременности Для этого берут пробу околоплодной жидкости, содержащей отшелушивающиеся клетки плода, которые исследуются под микроскопом Диагностика наследственных болезней или других нарушений период внутриутробного развития называется пренатальная диагностика. В античные времена и средние века врачи и философы сообщали о своих эмпирических наблюдениях и выдвигали теоретические объяснения наиболее важных формальных признаков наследования Например, высказывание Гиппократа семя производит всё тело, здоровое семя производят здоровые части тела, больное больные У лысого рождается лысый, у голубоглазого голубоглазый, а у косого косой, ничто не помешает рождению длинноголовых у длинноголовых. Основная функция хромосом хранение, воспроизведение и передача генетической информации при размножении клеток и организмов. Интерфаза это период функционирования и подготовки клетки к делению, она подразделяется на три периода.

Значение митоза точном распределении генетической информации между дочерними клетками, поддержании постоянства числа хромосом, увеличении числа клеток, обеспечивающих рост организма и регенерацию тканей и органов. Патология митоза эндомитоз, политения эндорепродукция, образование новых клеток нарушается, а хромосомы продолжают удваиваться В результате этого клетках возникают необычайно крупные ядра При эндомитозе происходит удвоение хромосом без деления ядра, что приводит к образованию полиплоидных клеток При политении наблюдается многократное удвоение хроматид, но они не расходятся, и результате образуются политенные многонитчатые, гигантские хромосомы, например, слюнных железах мухи дрозофилы. Таким образом, результате двух последовательных делений мейоза из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидные. Анализ кариотипа предполагает составление кариограммы или идиограммы это систематизированный кариотип, котором хромосомы располагаются по мере убывания их величины Кариограмма микрофотография хромосом, расположенных согласно строению и величине гомологичными парами.

Изучением строения и функций хромосом занимается наука цитогенетика Суть цитогенетических методов при всём разнообразии отдельных этапов заключается микроскопическом анализе хромосом, позволяющем выявить числовые и структурные изменения хромосомного набора Методы цитогенетического исследования можно условно подразделить на прямые и непрямые Прямые методы это получение препаратов делящихся клеток без культивирования Непрямые это получение препаратов хромосом из клеток, культивированных искусственных питательных средах. В интерфазе хромосомы максимально деконденсированы, индивидуально неразличимы и занимают весь объем ядра, образуя так наз хроматин см Плотность хроматина разных участках ядра обычно неодинакова слабо окрашенные основными красителями участки перемежаются с интенсивно окрашенными Сопоставление поразному окрашенных участков интерфазного хроматина с морфологией индивидуальных хромосом при их митотической конденсации и деконденсации позволило выделить два типа хроматина эухроматин и гетерохроматин Топография гетерохроматиновых сегментов интерфазном ядре свидетельствует пользу упорядоченности расположения нем хромосом, их связи с ядерной мембра.

Первоначальный метод использования красителя Гимзы и других хромосомных красителей давал равномерную окраску по всей длине хромосомы С начала 70х гг разработан ряд методов окраски и обработки метафазных хромосом, крые позволили обнаружить дифференцированность деление на светлые и темные полосы линейной структуры каждой хромосомы по всей ее длине Qокраска Q от англ. Разрабатываются новые методы изучения хромосом че ловека Применяется метод флюоресцентной гибридизации in situ FISH, который дает возможность исследовать от ло кализации гена до расшифровки сложных перестроек между несколькими хромосомами Метод FISH может применять ся для диагностики анеуплоидий интерфазных ядрах. Метод генетики соматических клеток Так как сомати ческие клетки несут себе весь объем генетической инфор мации, это дает возможность изучать на них генетические закономерности всего организма. Активно изучается наследование сахарного диабета, ши зофрении и ряда других заболеваний. В настоящее время современные, более совершенные ме тоды анализа хромосом позволяют получить генетические карты генома человека с использованием маркерных генов и последних достижений молекулярной генетики, а также выявить причины многих патологических состояний.

Биохимические методы используются у больных с на следственным нарушением обмена веществ при появлении таких симптомов, как рвота, судорога, кома, желтуха, спепифический запах мочи и пота, остановка роста, нарушение физического развития Биохимические методы применяются и для диагностики гетерозиготных состояний у взрослых Понятно, что если брак вступают гетерозиготные носители какоголибо заболевания, то риск рождения больного ребен ка такой семье составит 25 Шансы на встречу двух носите лей одинакового патологического гена выше, если брак вступают родственники, так как они могут унаследовать один и тот же рецессивный ген от своего общего предка Предпо ложить гетерозиготное носительство у женщины можно случае, когда у женщины родились больные сыновья жен щина имеет больного брата или братьев ее отец поражен наследственной болезнью у двух дочерей женщины роди лись больные сыновья. Хромосо́мы др греч χρῶμα цвет и σῶμα тело нуклеопротеидные структуры ядре эукариотической клетки которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации и которые предназначены для её хранения, реализации и передачи Хромосомы чётко различимы световом микроскопе только период митотического или мейотического деления клетки Набор всех хромосом клетки, называемый кариотипом является видоспецифичным признаком, для которого характерен относительно низкий уровень индивидуальной изменчивости.

После переоткрытия 1900 году законов Менделя потребовалось всего одиндва года для того, чтобы стало ясно, что хромосомы при мейозе и оплодотворении ведут себя именно так, как это ожидалось от частиц наследственности В 1902 году Т Бовери и 1902 1903 годах У Сеттон Walter Sutton независимо друг от друга выдвинули гипотезу о генетической роли хромосом. В ходе клеточного цикла облик хромосомы меняется В интерфазе это очень нежные структуры, занимающие ядре отдельные хромосомные территории но не заметные как обособленные образования при визуальном наблюдении В митозе хромосомы преобразуются плотно упакованные элементы, способные сопротивляться внешним воздействиям, сохранять свою целостность и форму Именно хромосомы на стадии профазы, метафазы или анафазы митоза доступны для наблюдения с помощью светового микроскопа Митотические хромосомы можно увидеть у любого организма, клетки которого способны делиться митозом, исключение составляют дрожжи чьи хромосомы слишком малы Обычно митотические хромосомы имеют размеры несколько микрон Например, самая большая хромосома человека хромосома 1 имеет длину около 7 8 мкм метафазе и 10 мкм профазе митоза. Гены митохондрий называют хондриогенами, гены пластид пластогены Цитоплазматическая наследственность имеет следующие особенности. Математическое моделирование это метод создания и изучения математических моделей, применяемый для расчета частот генов популяциях при различных воздействиях окружающей среды.

Экспрессметоды это методы быстрой предварительной диагностики наследственных болезней человека Они используются для обследования больших контингентов людей с целью выявления наследственной патологии и бывают следующими. Метод исследования полового хроматина перед взятием соскоба пациента просят обкусать зубами слизистую оболочку щек и прополоскать рот В случае, если имеют дело с пациентом, не выполняющим инструкции, ему протирают рот марлевой салфеткой Эту процедуры необходимы для того, чтобы удалить отмирающие клетки, которых половой хроматин не выявляется При помощи специального шпателя с загнутым и слегка отточенным концом соскабливают эпителий слизистой оболочки Беловатый налет круговыми движениями распределяют по поверхности чистого сухого предметного стекла, стараясь, чтобы клетки расположились ровным слоем. Метод определения полового хроматина позволяет одномоментно подвергнуть обследованию большие популяции Однако он является ориентировочным и требует подтверждения, когда это возможно, анализом хромосом.

Диагностический амниоцентез один из методов, связанный с получением и изучением околоплодной жидкости Амниоцентез представляет собой манипуляцию, которую проводят с согласия беременной женщины клинике оптимальным сроком проведения является 17я неделя беременности Чаще всего он состоит том, что делают прокол передней брюшной стенки специальной иглой и получают 810 мл околоплодной жидкости В этой жидкости имеются разнообразные клетки клетки покровов плода, слизистой оболочки его ротовой полости, мочевыводящих путей, пуповины, амниотической оболочки Общим с генетической точки зрения для всех этих клеток является то, что они происходят от плода и, следовательно, могут быть использованы для характеристики его кариотипа Изучив состав полученной при амниоцентезе околоплодной жидкости, можно сделать заключение о тех или иных генетических особенностях плода. В зависимости от размера, положения центромеры и длины плеч у человека различают 3 типа хромосом. Медианный, или метацентрический, центромера расположена середине хромосомы и оба плеча равны. Группа А 13 самые крупные хромосомы Хромосомы 1 и 3 метацентрические, 2 субметацентрическая, они хорошо различимы микроскоп и легко дифференцируются. Группа D 1315 хромосомы средних размеров с почти терминальным расположением центромер Хромосомы 13 и 14 чаще, а 15 реже имеют спутников на концах коротких плеч.

Группа G 21, 22 и Y очень короткие акроцентрические хромосомы Две первые обычно несут на коротком плече хорошо выраженные спутники Хромосома Y не имеет спутников, хроматиды длинного плеча более сближены и параллельны. Рассмотрим проблему пола плане цитогенетики более подробно В 1949 М L Barr и Е С Веr при изучении клеток животных установили генетическую разницу между полами В 1954 К L Moore и М L Barr эту генетическую особенность подтвердили, исследуя клетки человека Были обнаружены два типа клеток В ядрах соматических клеток нормальной женщины была выявлена компактная хроматиновая глыбка, названная половым хроматином, или тельцем Барра, а ядрах клеток нормального мужчины такая глыбка отсутствовала Впоследствии установили, что обнаруженное тельце представляет собой неактивную хромосому X Тельце Барра чаще всего располагается на периферии у ядерной мембраны и его форма варьирует от треугольной до выпуклой Для выявления полового хроматина обычно применяют анализ эпителиальных клеток соскобе слизистой оболочки щеки Наличие или отсутствие тельца Барра характеризует набор хромосом X, а следовательно, и пол индивида Оказалось, что тельце Барра образуется из одной хромосомы X Поэтому у женщин обнаруживается тельце Барра, а у мужчин нет В случае хромосомных аномалий телец Барра всегда на одно меньше, чем хромосом.

Хромосомные болезни клиницисты начали изучать еще до установления точного числа хромосом человека Например, синдромы Клайнфелтера и Шерешевского Тернера были четко описаны до открытия хромосомной этиологии этих заболеваний и хорошо известны врачам К хромосомным болезням относят такие формы патологии, при которых наблюдаются, как правило, нарушения психики и множественные врожденные пороки различных систем организма человека Генетической основой таких состояний являются хромосомные мутации численные или структурные изменения хромосом, наблюдаемые соматических или половых клетках. В некоторых случаях установить мозаицизм оказывается не так просто, поскольку клон аномальных клеток имеет онтогенезе тенденцию к элиминации Иначе говоря, число таких клеток может быть у взрослого человека относительно мало, то время как эмбриональный и ранний постнатальный период их удельный вес был достаточно велик, что привело к развитию выраженных клинических симптомов болезни Однако, несмотря на известные трудности изучения мозаицизма, его открытие и исследование вносят ясность проблему стертых и рудиментарных форм хромосомных болезней.

В основе классификации хромосомных болезней лежат типы мутаций Хромосомные мутации числовые или структурные возможны соматических или половых клетках, они возникают результате числовых или структурных изменений хромосом или их сочетания Числовые изменения сводятся к наличию добавочных хромосом или отсутствию одной из хромосом В первом случае говорят о трисомии по какойлибо из 23 хромосом, во втором о моносомии Реже можно наблюдать нарушение плоидности хромосомного набора увеличение на полный гаплоидный набор Такие геномные мутации чаще всего встречаются у спонтанных абортусов и могут быть представлены трипло и тетраплоидией Фенотипически это лица женского пола с задержкой роста и полового развития, нормальными наружными и недоразвитыми внутренними половыми органами Характерным симптомом синдрома ШерешевскогоТернера является короткая шея с низкой линией роста волос на затылке и крыловидными складками кожи на шее, что придает больным вид сфинкса. В случае инверсии участок хромосомы разворачивается на 180 и разорванные концы соединяются новом порядке Если инвертированный участок попадает центромера, то такую инверсию называют перицентрической Если инверсия затрагивает только одно плечо хромосомы, то она называется парацентрической Гены инвертированном участке хромосомы располагаются обратном по отношению к исходному хромосоме порядке. К межхромосомным перестройкам относят транслокации обмен сегментами между хромосомами Различают следующие типы транслокаций.

Аутосомы, как правило, описываются подробно только при наличии аберрации Для того чтобы правильно записать формулу хромосомной перестройки, необходимо запомнить некоторые знаки, применяемые цитогенетиками. Присутствие более чем одной клеточной линии мозаицизм обозначается знаком дроби, например, 45, X 46, XХ мозаик по синдрому ШерешевскогоТернера. В признаки встречаются основном при определенных хромосомных болезнях Их сочетание позволяет большинстве случаев диагностировать хромосомную аномалию Среди характерных, наиболее часто встречающихся признаков этой группы при трисомии хромосомы 18 следует назвать долихоцефалию 89, 6 случаев, флексорное положение кистей 96, 1, стопукачалку 76, 2, короткий и широкий I палец стопы 70, 6 случаев при трисомии по хромосоме 13 расщелину верхней губы и неба 68, 7 случаев, флексорное положение кистей 44, 4, косоглазие 31, 4, дефект скальпа 30, 5 случаев.

Из вспомогательных методов диагностики хромосомных болезней наиболее прост и доступен дерматоглифический дерма кожа, глифика рисунок, применяющийся для анализа кожных узоров на ладонях, подошвах и сгибательной поверхности пальцев При некоторых видах наследственной патологии, частности при множественных пороках развития и хромосомных болезнях, наблюдаются специфические изменения кожных узоров Пальцевые и ладонные узоры норме и при патологии изучены довольно подробно Изменения нормального рисунка у обследуемого должны насторожить врача и стать поводом для последущего целенаправленного клинического и цитогенетического исследования Простота и доступность дерматоглифического метода позволяют широко использовать его повседневной врачебной практике. Об информативности признаков, сгруппированных по диагностической значимости, уже упоминалось Наиболее важными для дифференциальной диагностики являются признаки группы С характерны только для одной какойлибо хромосомной аномалии Из 20 изученных синдромов, обусловленных аберрациями аутосом, удается выделить пороки группы С только при наиболее часто встречающихся хромосомных аномалиях. В каких случаях врач должен направить на цитогенетическое обследование больного и его родственников Основными показаниями являются. Познакомимся подробнее с несколькими наиболее частыми хромосомными нарушениями. Барашнев Ю И Вельтищев Ю Е Наследственные болезни обмена веществ у детей Л Медицина, 1978.

Вельтищев Ю Е Современные возможности и некоторые перспективы лечения наследственных болезней у детей Педиатрия 1982 П. Основы цитогенетики человека Под ред А А ПрокофьевойБельговской М Медицина, 1969. Beadl J Tatum T Geic control of biochemical reactions in neurospora Proc Nat Acad Sci 1941, Vol 27 P. Bourne J Collier H Somers G Succinylcholine muscle relaxant of short action Lancet 1952 Vol 1 P 12251226. Drayer D Reidenberg M Clinical consequences of polymorphic acetylation of basic dgs Clin Pharmacol Ther 1977 Vol 22, N 3 P. Ford С E Hamarton J L The chromosomes of man Acta ge, et statistic, med 1956 Vol 6, N 2. Jacobs P A Baikie A J Court Brown W M et al Evidence of existence of human superfemale Lancet 1959 Vol 2. Mitchell R S Relmensnider D Harsch J Bell J New information on the clinical implication of individl variation in the metabolic handing of antituberculosis dg, particularly isoniazid Transactions of Conference of the Chemotherapy of Tuberculosis Washington Veter Administ 1958 Vol 17. Simpson N E Kalow W The silent gene for sem cholinesterase Amer J hum Ge 1964 Vol 16, N 7 P. Обратите внимание Диагностика и лечение виртуально не проводятся Обсуждаются только возможные пути сохранения вашего здоровья. Чтобы сообщить об ошибке на данной странице, выделите текст мышью и нажмите Ctrl Enter Выделенный текст будет отправлен редактору сайта.

В 70е гг XX в медицинской практике начали применяться методы дифференциального окрашивания, выявляющие структур ную разнородность хромосом по длине, что выражается виде че редования светлых и темных полос эу и гетерохроматических рай онов Отмечается, что протяженность и рисунок полос специфич ны для каждой хромосомы Дифференциальное окрашивание хромосом можно проводить рядом способов После окрашивания акрихином сегмен ты приобретают яркое флюоресцирующее свечение Рисунок каж дой хромосомы специфичен по числу, размерам и положению поразному флюоресцирующих сегментов, что и обеспечивает иден тификацию всех хромосом Для просмотра таких препаратов используют люминесцент ный микроскоп. Дайте определение следующим терминам хромосома, хроматида, хроматин, хромомера, кариотип. В чем различие между эухроматином и гетерохроматином Типы хроматина Ответ обоснуйте. Дайте характеристику нормального кариотипа соответ ствии с Денверской классификацией. Это метод изучения генетических закономерностей на близне цах Впервые он был предложен Ф Гальтоном 1875 Близнецо вый метод дает возможность определить вклад генетических наследственных и средовых факторов климат, питание, обуче ние, воспитание и др развитии конкретных признаков или забо леваний у человека. Близнецовый метод включает себя диагностику зиготности близнецов В настоящее время используются следующие методы для ее установления.

При сопоставлении моно и дизиготных близнецов определяют коэффициент парной конкордантности, указывающий на долю близнецовых пар, которых изучаемый признак проявился у обо их партнеров Коэффициент конкордантности выражается долях единицы или процентах и определяется по формуле. Если развитии изучаемого признака участвуют как генетичес кие, так и негенетические факторы, то у монозиготных близнецов будут иметь место определенные внутрипарные различия При этом будут уменьшаться различия между моно и дизиготными близне цами по степени конкордантности В этом случае считают, что к развитию признака имеется наследственная предрасположенность. М Дрофа, Габриелян О С Химия 10 класс Профильный уровень метод пособие М Дрофа Габриелян О С Маскаев Ф Н Пономарев Р А Маргулис В Б Химия 1011 классы Дидактические материалы Тесты и проверочные задания М Дрофа. После переоткрытия 1900 году законов Менделя потребовалось всего одиндва года для того, чтобы стало ясно, что хромосомы при мейозе и оплодотворении ведут себя именно так, как это ожидалось от частиц наследственности В 1902 году Т Бовери и 1902 1903 годах У Сеттон Walter Sutton независимо друг от друга первыми выдвинули гипотезу о генетической роли хромосом. Среди важнейших этапов развития микроскопических методов Дарлингтон и Ла Кур Дарлингтон, Ла Кур, 1980 выделяют создание. Ш осветителя для микроскопа 1873г Э Аббе ведущий конструктор фирмы Карл Цейсе.

Параллельно совершенствовались методики приготовления препаратов В 60 80е гг Х1Хв были подобраны и внедрены практику консервирующие жидкости фиксаторы и клеточные красители, создание которых продолжается до сих. Сопровождается кратным изменением числа хромосом Утеря или появление лишних хромосом процессе мейоза кратное увеличение наборов хромосом. Защита растений от болезней теплицах Справочник Оригинальные цвет ные фотографии сопровождают описания симптомов заболеваний В отдельной главе рассматриваются вопросы, связанные. Qокрашивание Первый метод дифференциального окрашивания хромосом был разработан шведским цитологом Касперссоном, использовавшим с этой целью флюоресцентный краситель акрихиниприт Под люминесцентным микроскопом на хромосомах видны участки с неодинаковой интенсивностью флюоресценции Qсегменты Метод лучше всего подходит для исследования Yхромосом и потому используется для быстрого определения генетического пола, выявления транслокаций обменов участками между Х и Y хромосомами или между Yхромосомой и аутосомами, а также для просмотра большого числа клеток, когда необходимо выяснить, имеется ли у больного с мозаицизмом по половым хромосомам клон клеток, несущих Yхромосому.

Gокрашивание После интенсивной предварительной обработки, часто с применением трипсина, хромосомы окрашивают красителем Гимзы Под световым микроскопом на хромосомах видны светлые и темные полосы Gсегменты Хотя расположение Qсегментов соответствует расположению Gсегментов, Gокрашивание оказалось более чувствительным и заняло место Qокрашивания качестве стандартного метода цитогенетического анализа Gокрашивание дает наилучшие результаты при выявлении небольших аберраций и маркерных хромосом сегментированных иначе, чем нормальные гомологичные хромосомы. Rокрашивание дает картину, противоположную Gокрашиванию Обычно используют краситель Гимзы или флюоресцентный краситель акридиновый оранжевый Этим методом выявляют различия окрашивании гомологичных G или Qнегативных участков сестринских хроматид или гомологичных хромосом. Парижская классификация хромосом В начале 70х годов XX века был разработан метод дифференциальной окраски хромосом, выявляющий характерную сегментацию, который позволил индивидуализировать каждую хромосому рис 58 Различные типы сегментов обозначают по методам, с помощью которых они выявляются наиболее отчетливо Qсегменты, Gсегменты, Тсегменты, Sсегменты Каждая хромосома человека содержит свойственную только ей последовательность полос, что позволяет идентифицировать каждую хромосому Хромосомы спирализованы максимально метафазе, менее спирализованы профазе и прометафазе, что позволяет выделить большее число сегментов, чем метафазе.

Хромосомные болезни синдромы Возникновение хромосомных болезней связано с хромосомными аберрациями и геномными мутациями см соответствующую тему Для них характерен определенный комплекс симптомов, что входит понятие синдром Они не имеют типичного начала, развития и окончания, поэтому термин синдром носит условный характер Синдромы характеризуются определенной частотой проявления, сокращением продолжительности жизни больных, тяжестью течения болезни В основном синдромы возникают спонтанно, а не наследуются табл. Рис 25 Форма и структура хромосом Форма хромосом а одноплечая акроцентрическая неравноплечая субметацентрическая равноплечая метацентрическая. Рубцов Н Б Хромосома человека четырех измерениях Природа 2007 8. Holland AJ, Cleveland DW June 2012 Losing balance the origin and impact of aneuploidy in cancer EMBO Rep 13 6 501 14 DOI 10 1038 embor 2012 55 PMID 22565320.

Диплоидное число хромосом у человека составляет 46, 23 пары Таким образом, 23 гаплоидное число хромосом, обнаруживаемое гаметах В метафазе каждая хромосома состоит из двух хроматид, отличается характерной морфологией, определяемой положением центромеры или первичной перетяжкой, которая определяет размеры длинного и короткого плечей рис 65 Примерами трех нормальных форм хромосом служат 1, 3 и 16я метацентрические, 4я и 5я субметацентрические и 21я и 22я акроцентрические Все акроцентрические хромосомы, кроме Yхромосомы, имеют вторичную перетяжку и сателлит По мере идентификации по размеру, морфологии и характерному расположению окрашенных дисков была разработана числовая система обозначения хромосом за исключением половых рис.

Для того чтобы избежать путаницы, номенклатура для описания кариотипа была стандартизована Вопервых, записывают общее число хромосом, вовторых, набор половых хромосом, после чего следует описание аберраций табл 64 Короткое плечо хромосомы обозначают литерой, а длинное плечо литерой q Любое увеличение или потеря хромосомного материала обозначают соответственно знаком или, помещаемым перед номером хромосомы, если речь идет о целой хромосоме, и после символа, обозначающего плечо, если речь идет о любом увеличении или уменьшении длины плеча Хромосомы с транслокацией записывают скобках, перед которыми ставят литеру t например, t 14q21 q означает чаще всего обнаруживаемую транслокацию при синдроме Дауна у большинства детей, однако, отмечается трисомия по 21й хромосоме, дополнительную хромосому обозначают 21 В настоящее время хромосомах могут быть выделены участки по характерным для них полосам Каждое плечо хромосомы разделено на участки и, таким образом, нарушение структуры хромосом и хромосомные перестройки могут быть идентифицированы, аберрации описываются с относительной точностью. Кроме того, все гомологи порядке уменьшения общей длины нумеруются от 1 до 22, а по положению центромеры первичной перетяжки все хромосомы кариотипе человека делятся на метацентрические расположение центромеры середине длины хромосомы, субметацентрические ближе к одному концу, акроцентрические на теломерном конце В группу А входят 3 пары наиболее крупных метацентрических хромосом.

Половая хромосома Yакроцентрик, подобный хромосомам 21 и 22, но практически всегда может быть дифференцирована Хромосомы кариотипа человека определяются с помощью различных методов дифференциального окрашивания. Группа 1315 D хромосомы средних размеров центромеры почти полностью смещены к одному из концов хромосомы акроцентрические хромосомы Во всех трех хромосом обнаружены спутники Группа 1618 Е короткие хромосомы 16й хромосомы центромера расположена почти посередине, 17й и 18й хромосом центромеры смещены Группа 1920 F маленькие короткие хромосомы центромеры расположены посередине Группа 2122 G маленькие хромосомы центромеры находятся на концах хромосом акроцентрические хромосомы Двадцать первая хромосома имеет сателлит на коротком плече С хромосомами этой группы похожа t Yхромосома. В зависимости от целей цитогенетического исследования используются различные методы окрашивания хромосом Наиболее распространенными из них являются рутинная или обычная окраска и ряд методов дифференциального окрашивания хромосом Q, G, C, R и NOR или Agокраска В свою очередь методы дифференциального окрашивания делятся на две группы. Методы цитогенетического исследования можно условно подразделить на прямые и непрямые. Непрямые это получение препаратов хромосом из клеток, культивированных искусственных питательных средах. Рис 2 GОкраска хромосом крупного рогатого скота 2л 61, XX по С Г Куликовой. Рис 3 Комбинированная окраска хромосом крупного рогатого скота по С Г Куликоаой.

Распластывание клеток по стеклу Возможно, на этой стадии существует больше возможностей для вариаций, чем на какойто еще Эти вариации призваны обеспечить большую степень и площадь распластывания клеток на препарате Эти вариации включают. Рис 5 Хромосомы L grandiflom а OR бэндинг, последующее окрашивание DAPI, компьютерное совмещение DAPI и OR бэндинга, Сбэндинг. Рис 8 A, B, и D геномы гексаплоидной пшеницы, дифференцированные с помощью. Рис 11 Гомология клона 32 из генома L usitatissimum сорт Оршанский 2 gypsy подобному семейству ретротранспозонов. Рис 14 Кариотип L flafum после совмещения различных методов окрашивания хромосом DAPI синий и CMA зеленый, а также FISH с зондами теломерного повтора AAATGGG красный 114 хромосомные группы, В добавочные или Вхромосомы. Разработка программы ВидеоТестКарио 1 5 была направлена на создание объективного помощника при разностороннем изучении структуры хромосом Рис 16 С помощью этой программы анализ изображений хромосом ведется интерактивном режиме Взаимодействие исследователя с различными модулями программы позволяет направленно улучшать изображения хромосом, проводить их измерения, определять центромерные индексы, а также положение и размеры бэндов, что особенно ценно при малом числе маркеров хромосом. Глава 2 Хромосомная организация геномов у низших и высших видов растений с хромосомами малых размеров или неинформативным рисунком дифференциального окрашивания.

С помощью BrdUHoechstGiemsaметода выявления рисунков ранней репликации хромосом были изучены кариотипы дикорастущей разновидности диплоидного хлопчатника гуза Gossypium herbaceum L var africanum Watt Mauer 2n 26 и возделываемого аллотетраплоидного вида тонковолокнистого хлопчатника G barbadense. На прометафазных хромосомах хлопчатников длиной 1, 85, 5 мкм число выявленных Giemsaпозитивных бэндов на хромосому варьировало от 2 до 9 Полученные рисунки ранней репликации хромосом были воспроизводимы и хромосомоспецифичны, что позволило идентифицировать все хромосомы геноме A1 диплоида G herbaceum и геноме AD 2 аллотетраплоида G barbadense При этом геном AD 2 был разделен на субгеномы Ab и Db по размеру хромосом и сходству BrdUHoechstGiemsaбэндинга Рис 17 Сравнительное изучение рисунков BrdUHoechstGiemsaбэндинга хромосом геномах хлопчатников выявило сходство распределения рано реплицирующихся районов по длине хромосом A1геноме и Ab и Dbсубгеномах.

Проведенное исследование показало, что у растений, так же как и у животных, рисунок репликации хромосом достаточно консервативен и может применяться для решения задач цитогенетики Однако, несмотря на хорошее разрешение этого метода для анализа мелких хромосом растений, он имеет существенные недостатки, ограничивающие его применение Метод довольно сложен исполнении, требует длительной предобработки прорастающих корней раствором бромдезоксиуридина высокой концентрации При этом высокая митотическая активность корневой меристемы сохраняется только условиях хорошей аэрации корней Кроме того, использованный вариант BrdUHoechstGiemsaбэндинга не совместим с другими методами дифференциального окрашивания хромосом, а также с FISH, что очень важно при исследовании хромосомной организации геномов разных растений. Статистически значимые межвидовые различия размеров хромосом G maxima G partita G sulphuraria могут быть использованы качестве дополнительного признака при определении видовой принадлежности этих водорослей Больше трудностей представлял подсчет числа хромосом геноме C с aldarium поскольку размеры 5 видимых хромосом были от 0, 4 до 0, 7 мкм Рис 18 Иногда с трудом различались еще 2 точечных хромосомы, размеры которых были на грани разрешающей способности светового микроскопа.

Таким образом, исследование хромосомной организации геномов четырех видов микроводорослей класса Cyanidiophyceae Rhodophyta позволило не только установить их хромосомные числа и уточнить их систематическое положение, но и подтвердить наличие зависимости хромосомной организации генома от его размера. Цитогенетический метод основан на изучении хромосомного набора эмбриона с помощью микроскопа и обнаружения дефектов кариотипа или отдельных хромосом С этим методом связана методика амниоцентеза возможность обнаружить аномальное число хромосом у плода на 16й неделе беременности Для этого берут пробу околоплодной жидкости, содержащей отшелушивающиеся клетки плода, которые исследуются под микроскопом Диагностика наследственных болезней или других нарушений период внутриутробного развития называется пренатальная диагностика. Для определения родственных взаимоотношений и уточнения таксономического статуса, а также выявления филогенетических взаимосвязей видов рода Linum L проведено изучение геномов возделываемого Linum usitatissimum L и 25 дикорастущих видов из 6 секций Юзепчук 1949 Егорова 1996, основном произрастающих Евразии.

Род Linum лен включает около 200 видов, которые разделяют на 56 секций Юзепчук 1949 Ockendon, Walters 1968 Егорова 1996 Кариологическое изучение видов льна начато более полувека назад, и почти у 30 видов Нового и 50 видов Старого Света были определены хромосомные числа Показано, что кариотипах льновых число хромосом варьирует от 12 до 84 Однако, у многих видов льна числа хромосом, определенные разными исследователями, различались Даже кариотипе наиболее хозяйственно важного возделываемого вида L usitatissimum L насчитывали два числа хромосом 2n 30 и 2n 32 Хромосомы у льнов имеют сходную морфологию основном это метацентрики, и их размеры колеблются от 1 мкм до 6 мкм Ray 1944 Болховских и др, 1969 Rogers и др, 1972 Chennaveeraiah, Joshi. При изучении кариотипов видов из 6 секций рода Linum L нами впервые установлены хромосомные числа у L sqmulosum dolphi 2n 18, L komarovii Juz 2n 18, L thracicum Degen 2n 28 16B и L czernjajevii Klokov 2n 28 16B уточнены хромосомные числа у L decumbens Desf 2n 16, L narbonense L 2n 28, L stelleroides Planch 2n 18, L pallescens Bunge 2n 18 На основании исследований кариотипов 22 долгунцовых и масличных сортов льна, а также межеумков было подтверждено, что число хромосом у L usitatissimum.

В кариотипах видов секции Syllinum L flavum L L capitatum Kit еx Schultes, L campanulatum L L thracicum Degen, L tauricum Willd, L elegans Spn ex Boiss L czerniajevii Klokov нами были обнаружены добавочные хромосомы Вхромосомы, число которых варьировало клетках корневой меристемы от 1 до 6, а у некоторых растений эти хромосомы отсутствовали вовсе. По рисункам ORбэндинга, С DAPIбэндинга, распределению на хромосомах рибосомных генов и теломерного повтора, а также их активности, проведено сравнительное исследование кариотипов 8 сортов и 4 линий гороха посевного RAPDанализ обнаружил деление их на кластеры четком соответствии с сортовой принадлежностью Продемонстрировано, что даже небольшие специфические особенности геномов сортов и линий гороха могут служить основой для их идентификации C помощью высокоразрешающего DAPIбэндинга проведено точное картирование разрывов хромосомах транслокационных линий гороха M10. Подтверждена таксономическая обособленность секций Adenolinum, Dasylinum, Lin opsis и Tubilinum Не обнаружено различий видов секций Stellerolinum и Adenolinum Виды секции Linum разделились на три геномных группы, что позволяет использовать кариотип как дополнительный таксономический признак при уточнении сложного систематического статуса этой секции.

Молекулярнокариологическое исследование видов рода Linum L позволило подтвердить их филогенетические связи Обнаружено, что секции Linum, Adenolinum и Stellerolinum имеют общего предка Изучение геномов различных видов льновых продолжается, однако уже сейчас можно утверждать, что полученные нами сведения об их кариотипах заложили цитогенетические основы для начала тотального секвенирования генома L usitatissimum. А Хромосомная организация геномов растений с хромосомами малых размеров или малоинформативным рисунком дифференциального окрашивания. Анализ дифференциального метилирования геномов методами непредвзятого скрининга 03 02 07 генетика 03 01 09 математическая биология, биоинформатика. Хромосома постоянный компонент ядра, отличающийся особой структурой, индивидуальностью, функцией и способностью к самовоспроизведению, что обеспечивает их преемственность, а тем самым и передачу наследственной информации от одного поколения растительных и животных организмов к другому. Вторичная перетяжка, соединяющая спутник с телом хромосомы, способна к участию процессе формирования и сборки ядрышек Такая вторичная перетяжка поэтому называется еще ядрышковым организатором. Метацентрические хромосомы отличаются тем что плечи у них одинаковой или почти одинаковой длины Субметацентрические хромосомы имеют плечи разной длины У акроцентрических хромосом центромера расположена к близко к одной из теломер.

Студопедия 2013 2017 год Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования Последнее добавление аш ip 159 224. На светооптическом микроскопическом уровне морфология хромосом различна отдельные моменты их преобразований, которые являются частью клеточного цикла и состоят главным образом конденсации хромосом на пути к митозу или мейозу и деконденсации при переходе к интерфазе.

Одна из основных функций хромосом считывание генетической информации также осуществляется интерфазе Особенности морфологии хромосом этот момент недоступны для исследования на интерфазных ядрах диплоидных клеток, но их удалось исследовать на политенных хромосомах греч poly много tainia лента, полоса интерфазных X обнаруженных главным образом клетках слюнных желез личинок некоторых видов отряда двукрылых насекомых и состоящих из многократно редуплицированных и неразошедшихся исходных хроматид, тесно прилегающих друг к другу В световом микроскопе они выглядят виде лент, поперечно исчерченных изза чередования по всей длине интенсивно окрашенных участков дисков и светлых междисковых пространств рис 1, а Диск представляет собой участок плотно сложенной хроматиновой нити хромомера Для каждой хромосомы данного биологического вида число, размеры и топография дисков строго определенны Хромомера политенной хромосомы содержит один или более генов неактивном состоянии Наблюдается попеременное набухание и разрыхление дисков образование так называемых пуфов рис 1, Гигантские пуфы некоторых специфических дисков названы кольцами Бальбиани Процесс образования пуфов представляет собой деконденсацию хроматиновых нитей, упакованных диске рис 1, и является обратимым В цитогенетике появление пуфов рассматривается качестве морфологического выражения транскрипционной активности генов.

Рисунок 1 Участок политенной хромосомы с дисковой стрктурой а и образованием пуфа Схема иллюстрирует возникновение пуфа путем деконденденсации четырех хроматиновых нитей, уложенных хромомере. Рисунок 3 Хромосомный набор человека метафазе деления клетки 1 акроцентрическая хромосома со спутником коротком плече 2 метацентрическая хромосома 3 субметацентрическая хромосома с вторичной перетяжкой околоцентромерном районе длинного плеча.

Первоначальный метод использования красителя Гимзы и других хромосомных красителей давал равномерную окраску по всей длине хромосомы С начала 70х гг разработан ряд методов окраски и обработки метафазных хромосом, которые позволили обнаружить дифференцированность деление на светлые итемные полосы линейной структуры каждой хромосомы по всей еедлине Qокраска Q от акрихин, получаемая спомощью акрихина, акрихиниприта и других флюорохромов Gокраска G от фамилии Giemsa, получаемая с помощью красителя Гимзы после инкубации препаратов хромосом специальных условиях Rокраска R от англ reverse обратный хромосомы окрашиваются обратно Gокраске Тело хромосомы оказывается подразделенным на сегменты разной интенсивности окрашивания или флюоресценции Число, положение и размер таких сегментов специфичны для каждой хромосомы, поэтому любой хромосомный набор может быть идентифицирован Другие методы позволяют дифференциально окрашивать отдельные специфические районы хромосом Возможно избирательное окрашивание красителем Гимзы гетерохроматиновых районов хромосомы Сокраска С от centromere центромера, располагающихся рядом с центромерой Ссегментов рис 4 У человека Ссегменты обнаружены околоцентромерном районе всех аутосом и длинном плече Yхромосомы Гетерохроматиновые районы варьируют по величине у разных индивидуумов, обусловливая полиморфизм хромосом Специфические окраски позволяют выявить метафазных хромосомах функционировавшие интерфазе ядрышкообразующие районы, а также кинетохоры.

Каждому из населяющих нашу планету видов растений и животных свойственно строгое число хромосом, обозначаемое 2n диплоидный набор В половых клетках число хромосом два раза меньше и равно n гаплоидный набор В соматических клетках организма каждая хромосома имеет пара, идентичную как морфологически, так и генетически гомологичные хромосомы Исключение из этого правила составляют половые хромосомы у гетерогаметных особей Специфический для определенного вида по числу и структуре набор хромосом получил название кариотипа. Мейоз, или редукционное деление, особый тип деления клеток, характерный только для спорогенных тканей При этом число хромосом дочерних клетках уменьшается вдвое, происходит редукция числа хромосом Мейоз предшествует интерфаза, которая аналогична таковой при митозе В Sпериод интерфазы происходит редупликация хромосом, поэтому хромосомы, вступающие процесс мейотического деления, состоят из двух хроматид Мейоз состоит двух ядерных делений, которое следует одно за другим При первом делении мейоз II происходит редукция числа хромосом, число хромосом клетке уменьшается два раза Второе деление мейоз II протекает по типу митоза Как и митоз, первое и второе деление мейоз подразделяют на следующие фазы профаза, метафаза, анафаза и телофаза Соответственно эти фазы обозначают метафаза I, метафаза II, анафаза I и. Однако при анализе наследования ряда признаков у раздельнополых организмов оказалось, что некоторые из них передаются своеобразно и явно зависит от пола.

В реципрокном скрещивании результаты получаются другие, так как гомозиготная белоглазая самка ww образует один тип гамет с Ххромосомой с геном w, красноглазый самец WY два типа гамет с Ххромосомой, несущий ген W, и Yхромосомой, не несущей окраски В F 1 все самки Ww будут красноглазые, а самцы wY белоглазые В F 2 появится красноглазые гетерозиготные по гену окраски самки Ww и гомозиготные белоглазые ww Ѕ самцов получают Ххромосомы, несущие ген красных глаз, и Ѕ ген белых глаз. Кроме генов, аллели которых локализованы только либо Х, либо Yхромосоме, имеются гены, общие для обеих половых хромосом Такие гены у одного и того же вида наследуется как сцепленные то с Х, то с Yхромосомой и проявляются зависимости от того, какой из них находится доминантный аллель, а какой рецессивный. Поперечная 4х пальцевая борозда характерна почти для всех наследственных синдромов с сма Дауна. Главная задача кариотипирования идентификация хромосом кариотипа человека В медицинской цитогенетике главная задача ответить на вопросы нормален ли хромосомный набор и чем состоит найденное отклонение Специфичность кариотипа определяется общим числом, размером и формой хромосом.

Существуют прямые и непрямые методы цитогенетики При прямом методе для исследования берут клетки, активно делящиеся организме костный мозг, фибробласты кожи Этот метод имеет сравнительно узкое применение, преимущественно цитогенетических исследованиях новообразований кроветворной системы Непрямые методы связаны с предварительным культивированием выделенных из организма клеток питательной среде in vitro Чаще всего их источником служит периферическая кровь Широко используются также разные ткани абортированных эмбрионов человека, клетки амниотической жидкости. Нормальный кариотип человека включает 46 хромосом, или 23 пары из них 22 пары аутосомы одинаковые по строению и набору генов у представителей разного пола и 1 пара половых хромосом гетерохромосомы, которые различаются у представителей разного пола и обозначаются буквами.

Хромосомы всех эукариотических клеток построены по одному плану Они включают себя три основных компонента собственно тело хромосомы плечо, теломерный, конечный участок, и центромеру Наиболее просто устроены хромосомы дрожжевых клеток палочковидное тело хромосомы на одном конце имеет теломеру, а на другом центромеру рис 32 Хромосомы животных и растений также представляют собой палочковидные структуры разной длины с довольно постоянной толщиной, но обычно имеют два хромосомных плеча, соединенных зоне центромеры Эта зона называется первичной перетяжкой Соответственно оба плеча хромосомы оканчиваются теломерами рис 32 Хромосомы с равными или почти равными плечами называют метацентрическими с плечами неодинаковой длины субметацентрическими Палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом акроцентрические. В области первичной перетяжки центромеры расположен кинетохор пластинчатая структура, имеющая форму диска К нему подходят пучки микротрубочек митотического веретена, идущие направлении к центриолям Эти пучки микротрубочек принимают участие движении хромосом к полюсам клетки при митозе.

Затем оказалось, что исчерченность тела хромосомы, ее способность дифференциально окрашиваться по длине, можно выявить с помощью нефлуоресцирующих красителей например, смесь по Гимза метиленазур, метиленовый фиолетовый, метиленовый синий и эозин Перед окраской препараты обрабатывают разными способами короткая обработка трипсином, щелочными или кислыми растворами и др В зависимости от метода окраски можно выявить окрашивание прицентромерных участков Cполосы или перевязки или различные полосы плечах и теломерах хромосом Gполосы При этом, так же как при окраске акрихинипритом, расположение полос характерно для каждой хромосомы рис. Примерно такие же типы клеток по способности их вступать деление встречаются и у растительных организмов Это камбиальные клетки, дающие начало различным органам и тканям, клетки интенсивно делящиеся, это клетки, возобновляющие деление при регенерации, это дифференцированные клетки, потерявшие естественных условиях способность делиться. Как было найдено, общая продолжительность как всего клеточного цикла, так и отдельных его отрезков периодов значительно варьируют не только у разных организмов, но и у клеток разных органов одного организма.

Определение генетики пола Наследование признаков, сцепленных с полом Ххромосома человека Мать является носительницей гена гемофилии Классическая гемофилия Красный цвет глаз Курицы черные Женский пол Пол у дрозофилы Зигота Ген окраски сцеплен с Ххромосомой Черная окраска у кошек Гены, локализованные Yхромосоме Генетика пола Диплоидный набор хромосом Гемизиготные гены Кареглазая женщина Определение пола. Законы генетики Моногибридное скрещивание Дигибридное скрещивание Мутационная изменчивость Скрещивание гороха Цитологические основы дигибридного скрещивания Наследование признаков у мухи дрозофилы Изменчивость Закон Моргана Закон гомологических рядов Пример решения задачи Цитологические основы моногибридного расщепления Николай Иванович Вавилов Механизм определения пола у дрозофил Наследственность, изменчивость. В хромосомах типа ламповых щеток, помимо петлеобразной укладки суперспирали виде ерша, имеются отдельные значительно вытянутые сим метричные петли, выступающие над поверхностью основной структуры хро мосомной укладки. Все, что изложено выше относительно химического состава и структуры хромосом эукариот, типично и для хромосом человека Некоторой детализации требует информация, позволяющая идентифицировать с большей степенью точности любую хромосому человека. В современных цитогенетических лабораториях процесс составления кариограммы компьютеризирован.

Наиболее простой способ окрашивания хромосом красителем Гимза или 2 ым ацетоорсеином, или 2 ым ацетокармином При этом хромосомы окрашиваются целиком, равномерно и интенсивно Окрашенные таким образом хромосомы, согласно Денверской классификации I960, располагались идиограмме зависимости от их длины и нумеровались по парам от 1 до 23 Тогда же Патау предложил разбить 23 пары хромосом на 7 групп от А до G с учетом расположения центромеры Важным признаком, уточняющим форму хромосомы, стал центромерный индекс отношение длины короткого плеча к длине всей хромосомы, выраженное Комплекс этих параметров позволял с немалой степенью точности распределить хромосомы по группам, но идентифицировать их, особенно группах В, С, D, F и G, было невозможно. Семенники развиваются, если имеется Yхромосома Под контролем ухромосомы первичных зародышевых клетках начинает синтезироваться НYантиген, который кодируется структурным аутосомным геном, контролируемым Yхромосомой Для превращения зачатка гонады семенник дос таточно уже малой концентрации НYантигена На развитие семенников также оказывает влияние, по меньшей мере, ещё 19 генов аутосомных и сцепленных с Ххромосомой А под действием хориогонического гонадотропина, секретируемого плацентой матери, семенниках начинают вырабатываться мужские половые гормоны андрогены это тестостерон и 5дигидротестостерон.

Рецепторы к гормонам имеют не только клеткимишени тех или иных половых органов, но и нейроны головного мозга Влияние гормонов на головной мозг начинается уже эмбриональном периоде, что сказывается дальнейшем и на особенностях сексуального поведения. Медицинская геномика решает прикладные вопросы клинической и профилактической медицины на основе знаний геномов человека и патогенных организмов В частности, вопросы диагностики наследственных болез ней, генотерапии, вирулентности болезнетворных микроорганизмов.

В опытах Менделя и других исследователей по изучению закономерностей наследования было установлено, что ход наследования многих признаков не зависит от того, материнским или отцовским организмом вносит тот или другой аллель, реципрокные скрещивания дают одинаковый результат Однако при анализе наследования ряда признаков у раздельнополых организмов оказалось, что некоторые из них передаются своеобразно и явно зависит от пола В этих случаях реципрокные скрещивания давали разные результаты Было высказано предложение о том, что определяющие такие признаки гены находится половых хромосомах, то время как гены, определяющие признаки, наследующиеся соответствии с классическими схемами, локализованы хромосомы, одинаковых у обоих полов, аутосомах Этот вывод и его доказательство были получены еще 1909г Т Морганом с сотрудниками Изучая наследование признаков, он установил у дрозофилы наличие связи определенных генов с половыми хромосомами и таким образом заложил фундамент хромосомной теории наследственности Кроме генов, определяющих пол, половые хромосомы содержат гены, влияющие на разные признаки, не имеющие отношения к дифференциации пола При передачи таких генов и наблюдается явление так называемого наследования, сцепленного с полом В своих первых опытах Морган использовал мутацию белых глаз Дикие дрозофилы имеют красные глаза Красный цвет глаз W доминирует над белыми w white При скрещивании гомозиготной красноглазой самки с белоглазым самцом F 1 глаза у всех мух красные, а F 2 происходило расщепление равном соотношении на красноглазых и белоглазых мух только среди самцов, а все самки F 2 были красноглазые Соотношение по полу было 1 1 P красноглазая белоглазый F 1 красноглазые, красноглазые F2 красноглазые, Ѕ красноглазые и Ѕ белоглазые В реципрокном скрещивание результаты отличались тем, что уже F 1 надобилось расщепление по цвету глаз, причем все самки были красноглазыми, похоже на отцов, а все самцы белоглазыми, похоже на матерей Такое наследование называют крисс кросс, или крест накрест В F 2 и среди самок, и среди самцов половина особей имела красные глаза, половина белые P белоглазая красноглазый F 1 красноглазые, белоглазые F 2 Ѕ красноглазые и Ѕ белоглазые Ѕ красноглазый и Ѕ белоглазые Такое расщепление становится понятным, если допустить, что гены, определяющие окраску глаз, находится Xхромосоме, а Yхромосоме их нет В первом случае скрещивание гомозиготной красноглазой самки WW с белоглазым самцом wY приводит к образованию красноглазых гетерозиготных по генам окраски самок Ww и красноглазых самцов WY В F 1 самки образуют два типа гамет с Ххромосомой с геном W и с Yхромосомой, не несущей гена окраски В соответствии с этим F 2 все самки будут красноглазыми Ѕ гомозиготы WW и Ѕ гетерозиготы Ww, а самцы Ѕ красноглазые WY и Ѕ белоглазые wY P WW wY Красноглазая Белоглазый F 1 Ww WY Красноглазые Красноглазые F 2 WW Ww WY wY Красноглазые Красноглазые Красноглазые Белоглазые В реципрокном скрещивании результаты получаются другие, так как гомозиготная белоглазая самка ww образует один тип гамет с Ххромосомой с геном w, красноглазый самец WY два типа гамет с Ххромосомой, несущий ген W, и Yхромосомой, не несущей окраски В F 1 все самки Ww будут красноглазые, а самцы wY белоглазые В F 2 появится красноглазые гетерозиготные по гену окраски самки Ww и гомозиготные белоглазые ww Ѕ самцов получают Ххромосомы, несущие ген красных глаз, и Ѕ ген белых глаз wY P ww WY Белоглазая Красноглазый F 1 Ww wY Красноглазые Белоглазые F 2 Ww ww WY wY Красноглазые Белоглазые Красноглазые Белоглазые Из результатов скрещивания следует, что самки могут быть гетерозиготными Ww или гомозиготными WW, ww по генам окраски глаз У самцов ген окраски локализован только Ххромосоме Yхромосому называют этом случае генетически инертной, проявляется одна доза гена Такое состояние называют гемизиготными WY красноглазый самец, wY белоглазый Аналогичным образом наследуется все признаки, определяемые генами, локализованными Ххромосомах, и у других организмов, у которых гетерогаметен мужской пол Так, у человека около 60 генов наследуются сцеплено с Ххромосомой, том числе гены, обусловливающие такие заболевания, как гемофилия, цветовая слепота, мускульная дистрофия и др Однако установлено, что Yхромосомы не во всех случаях генетически инертны и их функции не сводят только к роли синаптических партнеров при конъюгации с Ххромосомы во время мейоза Известно небольшое число примеров, когда Yхромосоме локализованы гены, не имеющие аллелей Ххромосоме Например, у живородящей рыбки лебистуса гуппи один из признаков темное пятно спиной плавнике обусловлено геном, локализованными Yхромосоме, и потому передается только от отца к сыну Такие признаки называются голандрическими наследуемыми исключительно по мужской линии У человека, таким образом, наследуется локализованный Yхромосоме ген SPY, ответственный за развитие мужской потенции, а также гены, контролирующий размер зубов, развитие кожи перепонки между пальцами ног, волосатость мочек ушей ихтиоз и др Кроме генов, аллели которых локализованы только либо Х, либо Yхромосоме, имеются гены, общие для обеих половых хромосом Такие гены у одного и того же вида наследуется как сцепленные то с Х, то с Yхромосомой и проявляются зависимости от того, какой из них находится доминантный аллель, а какой рецессивный У разных организмов количество таких общих для Х и Yхромосом генов неодинаково, а следовательно, различаются и размеры гомологичных участников половых хромосом Специфическая часть Yхромосомы, не имеющая гомологии с Ххромосомой, у всех изученных организмов генетически инертна, содержит очень мало генов.

В реципрокном скрещивании результаты получаются другие, так как гомозиготная белоглазая самка ww образует один тип гамет с Ххромосомой с геном w, красноглазый самец WY два типа гамет с Ххромосомой, несущий ген W, и Yхромосомой, не несущей окраски В F1 все самки Ww будут красноглазые, а самцы wY белоглазые В F2 появится красноглазые гетерозиготные по гену окраски самки Ww и гомозиготные белоглазые ww Ѕ самцов получают Ххромосомы, несущие ген красных глаз, и Ѕ ген белых глаз. Описание Основы цитогенетики Строение и типы метафазных хромосом человека Многие ученые разных странах мира изучали хромосомы клеточного ядра Однако только 1955 году Тио и Леван установили, что большинстве клеток у человека присутствует 46 хромосом. Хромосомы переводе окрашенные тельца формируются начале деления клеток из хроматина интерфазного ядра Хромосомы являются носителями наследственной информации, передаваемой из поколения поколение у большинства живых организмов, том числе и у человека. Так как к моменту деления хромосомы удвоены, то световой микроскоп они видны состоящими из двух нитей хроматид Обе хроматиды объединены между собой области первичной перетяжки центромеры Центромера делит хромосому поперек на две части плечи которые бывают короткими p и длинными q В зависимости от расположения центромеры различают 3 типа хромосом.

Некоторые хромосомы могут иметь дополнительные перетяжки, которые называются вторичными Если вторичная перетяжка располагается близко к концу хромосомы, то отделяемый ею участок называется спутником. Анализ современного состояния нефтепроводного транспорта Западной Сибири особенностей организации ремонтовнефтепроводов позволил сформулировать цель исследования установление закономерностей влияния производственнотехнологических факторов на процесс потребления топлива автотракторной техники задействованной при ремонте магистральных нефтепроводов и разработки на этой основе методик управления запасами топлива и определения рациональной структуры парка топливозаправщиков Объект исследований процесс формированияпотребности топливе. Хромосомы это нуклеопротеиновые тела, которых хранится, передается потомству и реализуется наследственная информация. Второй уровень компактизации Во многих электронномикроскопических исследованиях было показано, что как митотических хромосомах, так и интерфазных ядрах выявляются фибриллы хроматина с диаметром 30 нм Было показано, что 30 нм фибрилла хроматина может обратно менять свой диаметр, становится фибриллой с толщиной 10 нм Относительно характера упаковки нуклеосом составе 30 нм фибриллы хроматина существует две точки зрения соленоидный тип укладки нуклеосом нуклеомерный тип укладки хромосом.

Кариотип это совокупность всех хромосом диплоидного набора клетки, который характеризуется количеством хромосом и особенностями строения каждой хромосомы Для нормального кариотипа характерно следующее. Организмы разных видов различаются по кариотипу по числу и или индивидуальным особенностям тех или иных хромосом Кариотип и хромосомы человека обладают многими признаками, общими для кариотипа и хромосом организмов других видов. Негомологичные хромосомы различаются по длине и форме, имеют приблизительно одинаковую толщину. В кариотипе находятся хромосомы трех типов, различающиеся по расположению центромеры и, соответственно, соотношению плеч. После каждого акта репликации и деления клетки происходит укорочение теломерных участков хромосом. Затем хромосомы окрашивают, фотографируют и изучают их изображение под микроскопом Окраску проводят простыми, диффенциальными или флюоресцентными красителями, которые помогают идентифицировать хромосомы. Акроцентрические очень неравноплечие хромосомы центромера находится очень далеко от центра середины хромосомы, плечи хромосомы существенно различаются по длине. На рис 3 представлена кариограмма мужчины с нормальным кариотипом В прямоугольной рамке показаны половые хромосомы женщины с нормальным кариотипом.

В первых семи рядах кариограммы представлены аутосомы групп A G Они одинаковы кариотипах мужского и женского организмов В последнем ряду представлены половые хромосомы В мужском кариотипе это Ххромосома группы С и Yхромосома группы G В женском кариотипе это две Ххромосомы Таким образом, кариограммы мужского и женского организмов легко отличить друг от друга кариограмма женского организма содержит две одинаковые метацентрические хромосомы среднего размера Ххромосомы, а кариограмма мужского организма содержит две разные по размеру и форме хромосомы одну метацентрическую хромосому среднего размера Ххромосому и одну акроцентрическую хромосому небольшого размера Yхромосому. На лабораторной работе каждый студент получает конверт с набором из 4547 изображений хромосом человека и лист бумаги с названиями групп хромосом Задачей студента является правильное разложение хромосом по группам. Вы разложили все акроцентрические хромосомы Теперь обратите внимание на оставшиеся не разложенными метацентрические и субметацентрические хромосомы Все эти хромосомы зависимости от размера разделите на две небольшие группы. При анализе кариограммы человека следует придерживаться следующей последовательности действий. Найдите на кариограмме аутосомы и половые хромосомы Половые хромосомы обычно располагают отдельно от аутосом Нормальная кариограмма содержит 22 пары аутосом и 1 пару половых хромосом Кариограмма больного человека может содержать 45 46 аутосом и 13 половых хромосомы.

Определите порядковый номер пары хромосом, которой обнаружена геномная мутация Наиболее часто встречаются следующие аномалии. Рис 6 Нормальная женская кариограмма человека, полученная при использовании методики спектрального кариотипирования. Знание любого генома неполно без исследования его хромосомной организации У растений такая работа обычно начинается с изучения числа и морфологии метафазных хромосом митозе с последующей идентификацией гомологичных пар Существует несколько возможностей решения задач идентификации и исследования хромосом кариотипах растений Как правило, для каждого конкретного кариотипа необходимо подбирать наиболее эффективные методы анализа и последовательность их применения Кроме того, нужны способы, позволяющие быстро и с наименьшими потерями информации провести регистрацию изображений хромосом и их объективное исследование Это легко разрешимо век компьютерных технологий, которые позволяют быстро получить цифровое изображение хромосом, выявить максимальное число хромосомных маркеров и провести анализ хромосом интерактивном режиме, создать объектспецифичный алгоритм изучения хромосом.

Проведенное нами исследование рисунков ORбэндинга хромосом ромашки, гороха и цингерии позволило определить некоторые общие особенности этого типа окрашивания Установлено, что рисунок ORокраски выявляется на недоконденсированных прометафазных хромосомах Рисунок ORокрашивания воспроизводим, хромосомо и видоспецифичен, несмотря на то, что число выявляемых на хромосомах растений ORбэндов зависит от степени конденсации хромосом, подобно тому как это имеет место при G или Rокрашивании хромосом животных. В результате последовательного OR и DAPIокрашивания хромосом льна и последующего компьютерного наложения изображений выявлено, что ацетоорсеин слабо окрашивает не только околоцентромерные, но и теломерные гетерохроматические районы Кроме того, было обнаружено, что большинство крупных блоков интеркалярного гетерохроматина также не окрашивается ацетоорсеином Рис 5 и см разделы. Генотип как целостная исторически сложившаяся система Генетика пола Хромосомная теория наследственности.

Развитие признака, как правило, управляется несколькими генами, между которыми возникает определенное взаимодействие Примером взаимодействия аллельных генов является неполное доминирование, при котором доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного гена результате развивается промежуточный признак Но взаимодействуют и неаллельные гены, результате чего при скрещивании появляются новые признаки Различают следующие основные виды взаимодействия неаллельных генов комплементарность, эпистаз, полимерия. Эпистаз по своему проявлению противоположен комплементарности при эпистазе аллель одного гена подавляет действие аллелей других генов Например, у кур есть ген, доминантный аллель которого С определяет окрашенность пера, а рецессивный аллель с отсутствие окраски Другой ген доминантном состоянии I подавляет действие гена С, а рецессивном состоянии i не мешает проявлению действия гена С Вследствие этого у кур с генотипом CCII окраска пера не проявляется, а с генотипами CCii или Ccii проявляется.

В организме нет ненаследственных признаков Тот или иной пол организма это тоже наследственный признак У животных, как правило, пол определяется момент оплодотворения исключением является, например, партеногенетическое размножение Главную роль определении пола играет хромосомный набор зиготы У самцов и самок одного вида хромосомные наборы отличаются по одной паре хромосом по половым хромосомам X или Y По остальным парам хромосом отличий нет это аутосомы А Пол, имеющий одинаковые половые хромосомы XX, образует один тип гамет все гаметы будут иметь Ххромосому Такой пол называют гомогаметным Пол, имеющий разные половые хромосомы Х Y, образует равном соотношении два типа гамет с X и Y хромосомами Это гетерогаметный пол У человека и других млекопитающих гомогаметный пол женский, а гетерогаметный мужской Но могут быть и другие варианты например, у некоторых бабочек, а также у птиц и пресмыкающихся гетерогаметен женский.

У человека 23 пары хромосом 22 пары аутосом и одна пара половых хромосом Хромосомный набор мужчины 44А Х Y хромосомный набор женщины 44А XX В процессе гаметогенеза результате мейоза образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом У женщины все яйцеклетки будут иметь 22 А Ххромосому У мужчины 50 сперматозоидов будут иметь 22 А Ххромосому, а 50 22 А Y хромосому Очевидно, что при оплодотворении яйцеклетка с одинаковой вероятностью может быть оплодотворена сперматозоидом первого или второго типа, результате чего соотношение полов должно быть примерно одинаковым 1 1 Мужчина Ххромосому получает от матери, а Y хромосому от отца следовательно, решающую роль определении пола играет именно Y хромосома.

Диплоидный набор хромосом возникает при оплодотворении гамет с соответствующими гаплоидными наборами, поэтому каждая из хромосом новой диплоидной клетки оказывается парной Один партнер такой паре получен от материнского организма, а другой, ему вполне гомологичный, от отцовского Однако тех случаях, когда вид бывает представлен организмами, различающимися по полу, когда, например, у двудомных растений вид состоит из пестичных и тычиночных форм, а у животных из отличающихся друг от друга самок и самцов, правило гомологичности парных хромосом у одной из двух форм часто серьезно нарушается В подобных случаях одна из хромосом диплоидного комплекса может вовсе не иметь партнера или же соответствующий ей партнер отличается от нее своими размерами или формой Подобные хромосомы называются половыми или Ххромосомами.

Половые хромосомы видели, а некоторых случаях и тщательно описывали еще задолго до того, как появилось подозрение об их роли определении пола В 1891 Генкинг описал у широко распространенного клопа солдатика Pyrrhocoris aptes среди одиннадцати пар хромосом одинокий своеобразный хроматиновый элемент Лишь спустя десять лет случай был понят и сопоставлен с рядом других ему подобных У самок Pyrrhocoris соматических клетках оказалось 24 хромосомы, а у самцов только 23 Еще яснее картина у другого клопа Protenor где диплоидный набор самки имеет всего 14 хромосом, а соответствующий ему набор самца 13, причем Ххромосому рис 27 здесь особенно легко узнать, так как она по крайней мере вдвое больше, чем ближайшая к ней по величине. Часто встречается и второй простой тип гетерогаметности мужского пола, при котором паре с Ххромосомой выступает так называемая Y хромосома, отличающаяся обычно несколько меньшими размерами и иной формой Такой тип наследования пола получил название тип XY XX или тип Lygaeus, по названию другого клопа, у которого он впервые был описан рис 28 Тип этот весьма распространен и обычен не только у полужесткокрылых, но и у многих других представителей насекомых, частности он, повидимому, характерен для всех Diptera и для огромного большинства млекопитающих и двудольных растений.

Приведенные выше примеры не оставляют сомнения том, что хромосомы играют важную роль определении пола Правда, нельзя сказать, что развитие того или иного пола зависит только от половых хромосом Имеется ряд данных, показывающих, что пол первую очередь зависит от хромосомного баланса от взаимоотношений между половыми и другими хромосомами комплекса, называемыми аутосомами Кроме того, развитие признаков пола сложный процесс, и известно много случаев, когда процессе развития особи происходит переопределение пола под действием как внешних, так и внутренних факторов Но все же роль половых хромосом определении пола несомненна. Категория Общая медицина Работа на тему Кариотип человека Тип Реферат. Первичная функция полоопределяющих факторов состоит индукции гонад Гонады свою очередь детерминируют развитие других половых органов и вторичные половые признаки Нарушения индукции гонад могут быть вызваны либо аномалиями набора половых хромосом, либо другими факторами, не имеющими прямого отношения к половым хромосомам В последнем случае интерсексы могут иметь нормальный набор хромосом как XX, так и XY Сбалансированные структурные перестройки с участием Ххромосомы часто ведут к бесплодию у обоих полов. Природа Ххроматина Когда Барр и Бертрам 1949 298 открыли Ххроматин, относительно его природы были высказаны разные гипотезы По аналогии с дрозофилой вначале предполагалось, что Ххроматин состоит из гетерохроматиновых райо.

Доказательство инактивации Ххромосомы по данным генетики G 6 PD у человека Окраска шерсти у мыши, контролируемая Хсцепленными генами, или точечная окраска глазного дна при Хсцепленном альбинизме у человека представляют собой фенотипические признаки, отдаленные от первичного действия гена многими этапами дифференцировки следовательно, трактовка происхождения таких фенотипов неоднозначна Эти наблюдения могут служить основой для гипотезы об Хинактивации, но их недостаточно для ее доказательства Критическая проверка такой гипотезы подразумевает использование более простых и менее многозначных ситуаций Хорошей экспериментальной моделью являются Хсцепленные гены, первичные эффекты которых можно обнаружить уже на уровне белка Первым Хсцепленным локусом, для которого такой анализ стал возможным, оказался ген G6PD Действительно, Бейтлер 1962, 1964 302, 303 независимо от Лайон разработал концепцию инактивации Ххромосомы, исходя из анализа вариантов G6PD у человека Несмотря на то что женщины имеют две, а мужчины только одну копию гена G6PD, средний уровень активности этого фермента одинаков у обоих полов, так же как и у индивидов с дополнительными Ххромосомами XXX, XXY Следовательно, должен действовать механизм дозовой компенсации Если женщина гетерозиготна по электрофоретическим вариантам G6PD, то гипотеза случайной инактивации предсказывает, что одних клетках будет активна Ххромосома с нормальным аллелем, а другихс мутантным Отсюда следует, что данная отдельная клетка способна экспрессировать только один из двух вариантов фермента Такой мозаицизм действительно был обнаружен Бейтлером эритроцитах при помощи остроумного, но непрямого метода 304 Позже этот феномен был подтвержден многими авторами и различными методами 358, 424 Один из подходов использует клонирование фибробластов культуре В африканской популяции ген G 6 PD полиморфен и представлен двумя частыми аллелями GdA и GdB В отдельных клонированных фибробластах негритянки, гете.

При хроническом грануломатозе с нарушением функции лейкоцитов 30640 714 бактерицидная активность гранулоцитов резко снижена они нормально поглощают стафилококки, но не переваривают их У гетерозиготных женщин имеются две популяции лейкоцитов нормальная и аномальная 480, 542 При других Хсцепленных заболеваниях также обнаружены явления, предсказываемые гипотезой Лайон. У некоторых больных с несбалансированными транслокациями Ххромосом обнаруживается двойное тельце Ххроматина, чего никогда не бывает у нормальных индивидов Это еще одно наблюдение, относящееся к инактивации Ххромосомы Описано мною изохромосом по длинному плечу i Xq и то же время лишь единичные случаи i Хр, хотя оба типа должны встречаться с одинаковой частотой, так как возникают вследствие аномального деления центромеры 519 С другой стороны, известны Xqделеции Эти факты легли основу гипотезы, согласно которой предполагается существование инактивационного центра проксимальной части длинного плеча Ххромосомы Если этот центр присутствует аномальной хромосоме, то она инактивируется Если два центра, как при некоторых несбалансированных транслокациях Ххромосомы, то могут образоваться два тельца Ххроматина Если центра нет, как большинстве i Хр изохромосом, инактивация не может произойти и зигота, будучи функционально трисомной по.

Таким образом, чем больше расстояние между сцепленными генами, тем чаще между ними происходит кроссинговер И наоборот, чем ближе друг к другу расположены гены, тем меньше частота кроссинговера между ними. Гены, расположенные одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются вместе Количество групп сцепления равно числу пар хромосом. Частота кроссинговера пропорциональна расстоянию между генами чем больше расстояние, тем выше частота кроссинговера и наоборот. Дигетерозиготная особь с генотипом Ab aB так называемое трансположение генов будет формировать некроссоверные гаметы Аb и aB по 40, а также кроссоверные гаметы AB и ab. Установим генотипы родительских форм Особи чистой линии серотелых мух с гранатовыми глазами имеют генотип Ab Ab, чистой линии жёлтотелых мух с красными глазами генотип. Расстояние между генами 44 морганиды, значит, кроссинговер между ними протекает с вероятностью 44 Следовательно, общее количество кроссоверных особей составит 44 а особей каждого фенотипического класса по 22 Общее количество некроссоверных особей равно 100 44 56 каждый фенотипический класс. Установим генотипы особей первого и второго фенотипических классов Те и другие унаследовали сцепленные гены ab от рецессивного гомозиготного родителя. Особи второго фенотипического класса имеют рассечённые листья А и розовые цветки b, следовательно, от другого родителя анализируемого они унаследовали сцепленные гены Ab Таким образом, особи второго фенотипического класса имеют генотип.

Запишем скрещивание особей первого и второго фенотипических классов, для удобства выделим кроссоверные гаметы и особи звёздочками. Для того, чтобы найти долю особей каждой ячейке решётки Пеннета, нужно умножить друг на друга доли соответствующих гамет. Таким образом, значительных кариотипических различий исследованных сортов и линий гороха выявлено не было Тем не менее, даже небольшие специфические особенности их геномов могут служить основой для создания кариогеномного паспорта Такой подход может быть особенно важен для сертификации определенного генотипа гороха посевного при создании новых сортов и проверке чистоты суперэлитного и элитного семенного материала.

Наряду с исследованием мелкохромосомных видов нами были изучены дикорастущие злаки, с числом хромосом кратным 2 Z biebersteiniana Claus P Smirn 2n 4 и Z pisidica Boiss Tutin 2n 8, Colpodium versicolor Stev Schmalh 2n 4 с целью изучения формирования и происхождения их уникальных двухромосомных геномов Сложность исследования хромосом этих растений была связана с тем, что, несмотря на довольно крупные размеры хромосом 811 мкм, две пары хромосом цингерии не всегда легко идентифицируются по размерам и морфологии, особенно случае отсутствия выраженных вторичных перетяжек, а рисунок Сбэндинга у них беден и поэтому малоинформативен При Сокрашивании хромосом Zingeria biebersteiniana четко выявляются только крупные Сбэнды прицентромерных районах хромосом, а интеркалярные и прителомерные Сбэнды имеют очень маленькие размеры и выявляются нерегулярно Рис 23а Следует отметить, что по рисункам Сбэндинга идентификация хромосом цингерии не составляет труда, но сравнение хромосом близкородственных видов значительно затруднено ввиду плохой выраженности интеркалярных Сбэндов Это обстоятельство выдвинуло на первый план задачу поиска дополнительных хромосомных маркеров, позволяющих детально исследовать структуру хромосом двухромосомных злаков.

Для установления путей происхождения уникальных двухромосомных геномов злаков проведено сравнительное исследование хромосом кариотипах Z biebersteiniana 2n 4, Z pisidica 2n 2х 8, Colpodium versicolor 2n 4 и Catabrosella variegata syn Colpodium variegatum 2n 10 Метод Сдифференциального окрашивания выявляет на хромосомах этих видов малоинформативные рисунки, тем не менее, кариотипах двух образцов Z bibersteiniana из разных мест произрастания обнаружен межпопуляционный полиморфизм Сблоков хромосом В частности, хромосомы растений, собранных вблизи лимана Пришиб Волгоградской области, содержат более крупные прителомерные и интеркалярные Сблоки по сравнению с хромосомами растений, выросших окрестностях с Рахинка той же области. Нет Есть признаки, которые могут наследоваться сцеплено, так как располагаются гомологичных хромосомах, при этом локусы таких генов должны быть близко расположены. Проблема эти наследования окраски венчика и форма пыльцы, эти два признака из поколения поколения наследовались вместе Постепенно факты исключений из закона независимого наследования Менделя накапливались Оказалось, что далеко не все признаки наследуются независимо. Мейоз, гипотеза чистоты гамет, закон независимого наследования признаков.

Внешний вид хромосом существенно меняется течение клеточного цикла течение интерфазы хромосомы локализованы ядре, как правило, деспирализованы и труднодоступны для наблюдения, поэтому для определения кариотипа используются клетки одной из стадий их деления метафазе митоза. Qокрашивание окрашивание по Касперссону акрихинипритом с исследованием под флуоресцентным микроскопом Чаще всего применяется для исследования Yхромосом быстрое определения генетического пола, выявление транслокаций между X и Yхромосомами или между Yхромосомой и аутосомами, скрининг мозаицизма с участием Yхромосом. Флюоресцентная гибридизация in situ, англ Fluorescence in situ hybridization Выявления анеуплоидии нарушения числа хромосом На изображении зеленый цвет соответствует 13 хромосоме, а красный 21, что говорит о наличии триплоидии по 21 хромосоме данном образце. В последнее время используется методика так называемого спектрального кариотипирования флюоресцентная гибридизация in situ, англ Fluorescence in situ hybridization, FISH, состоящая окрашивании хромосом набором флуоресцентных красителей, связывающихся со специфическими областями хромосом В результате такого окрашивания гомологичные пары хромосом приобретают идентичные спектральные характеристики, что не только существенно облегчает выявление таких пар, но и облегчает обнаружение межхромосомных транслокаций, то есть перемещений участков между хромосомами транслоцированные участки имеют спектр, отличающийся от спектра остальной хромосомы.

Акроцентрические хромосомы IV группы Д, 13 15 пары и груп пы VII G, 21 22 пары на коротком плече несут маленькие дополнительные структуры, так называемые сателлиты В некото рых случаях эти сателлиты являются причиной сцепления хромосом между собой при делении клеток мейозе, вследствие чего происходит неравномерное распреде ление хромосом В одной половой клетке оказывается 22 хромосомы, а другой 24 Так возникают моносомии и трисомии по той или иной паре хро мосом Фрагмент одной хромосомы мо жет присоединиться к хромосоме дру гой группы например, фрагмент 21 или 22 присоединяется к 13 или 15 Так возникает транслокация Трисомия 21й хромосомы или транслокация ее фраг мента являются причиной болезни Дауна. Мутации, относящиеся к группе хромосомных перестроек включают различные типы реорганизаций аберраций хромосом и перераспределение их генетического материала пределах генома Сюда относятся транслокации взаимные обмены негомологичными участками между хромосомами инверсии повороты какоголибо участка хромосомы на 180, что вызывает изменение порядка расположения генов хромосоме делеции утери частей хромосом дупликации удвоения отдельных участков хромосом Многие из этих изменений оказывают более или менее значительное влияние на фенотип, что свидетельствует о зависимости действия генов от их положения геноме.

Изменчивость свойство организмов, противоположное наследственности, проявляющееся несходстве потомков с родственными поколениями Она обусловлена с одной стороны, изменениями наследственности родительских особей, а с другой ответом каждого организма на воздействия различных факторов среды климата, кормления, дрессировки и Некоторые факторы среды, такие как облучение, химические вещества, вирусы, могут существенно изменять наследственное вещество не только соматических от греч сома тело клеток, но, что важнее, влиять на наследственность половых клеток, как родительского поколения, так и потомков Возникает цепь наследственных изменений организма, называющихся мутациями Мутационные изменени могут наследоваться и передаваться по поколениям это так называемая наследственная изменчивость, которая является главным фактором появлении наследственно обусловленных новых свойств и признаков. По своему основному действию гены могут быть доминантными обозначаются прописными буквами A, B, C, D и и рецессивными обозначаются соответственно строчными буквами a, b, c, d и Ген A и его рецессивный ген а составляют пару аллельных генов данного локуса, обусловливающих определенный признак.

Рассмотрим пример с наследованием длины шерсти у собак Нормальная короткошерстная шерсть доминантна L над длинной шерстью l Если скрещивать гомозиготных короткошерстных собак LL с длинношерстными ll, то их гаметы с генами L и l дадут первом поколении F1 гетерозиготное потомство Ll, по фенотипу оно будет короткошерстным, а по генотипу гетерозиготным. Родители гомозиготные доберманпинчер Llbb x ньюфаундленд llBB Все их потомки F1 будут короткошерстные черные LlBl Скрещивание потомков LlBb x LlBb дает F2 следующее расщепление. Из таблицы видно, что при дигибридном скрещивании, при двух учтенных признаках из 16 возможных вариантов фенотипов получаем следующее соотношение 9 короткошерстных черных, 3 короткошерстных коричневых, 3 длинношерстных черных, 1 длинношерстный коричневый. Комбинативная изменчивость используется при выведении новых пород, когда ставится цель создать у собак такие комбинации признаков, которых не было у исходных пород или помесей и которые закрепляютс далее определенной системой подбора.

Существенное значение наследственности имеет плейотропное множественное действие гена, заключающееся том, что один и тот же ген может влиять на разные признаки У собак действие этого гена вызывает бесшерстность, дефекты и недоразвитие зубной системы, у борзых, например, белую окраску шерсти, глухоту У собак породы дункер описан полулетальный ген крапчатости с плейотропным действием Он вызывает специфическую окраску шерсти виде крапчатости, уменьшение размера глазного яблока, дефект радужной оболочки коломбо, глаукому повышенное глазное давление с выпячиванием глазного яблока и далее слепоту, голубую окраску радужной оболочки, глухоту, общую слабость, пониженную функцию размножения Плейотропное действие может вызвать и развитие ценных признаков у собаки. На основе этого явления для некоторых видов состав лены карты хромосом, которые указывают на место расположения того или иного гена У овец породы прекос установлено сцепление наследования крипторхизма с комолостью баранов У собак сцепленное наследование связано с присутствием некоторых генов половой Ххромосоме гены крипторхизма ген c, гемофилии ген.

Как правило, он бывает рецессивным, и его присутствие выявляется только последующих поколениях Реже происходят мутации рецессивного гена доминантный Подавление мутантного гена у родителя обнаружится лишь последующих поколениях, если рецессивный мутантный аллель, например а, будет получен от обоих родителей, несущих гаметах рецессивный аллель а, что приведет к формированию у потомков гомозиготного рецессивного состояния генотипа aa, и рецессивный ген обоих аллелей вызовет формирование нового признака свойства, что проявится фенотипе такого потомка. Мутационные изменения большинстве случаев вызывают аномалии, уродства, болезни и гибель потомства как на первых этапах развития зародыша, так и более поздние периоды Если приплоде некоторых самцов или самок регистрируются аномалии или наследственные болезни, то таких собак нельзя использовать племенной работе Но следует иметь виду, что некоторые мутации можно использовать для создания новых пород. Каждая порода характеризуется разной степенью изменчивости этих признаков и разными особенностями наследования. Вот некоторые данные, характеризующие фенотипические особенности пигментации собак разных пород. Несмотря на большое фенотипическое разнообразие между породами и внутри их, окрас собак, как показали генетические работы, обусловлен следующими основными генами и их аллелями. Приведем перечень генов и их символы, обусловливающие разную окраску шерсти у собак.

Ген A Определяет зонарное распределение пигмента вдоль шерстинки и дает окраску типа агути, характерную для диких животных данного семейства, его рецессивный аллель, а приводит к отсутствию зонарности. Ген P доминантное состояние нормального глаза Рецессивный ген pa дает рубиновые глаза, что выявляется при определенном положении глаза и повороте головы Эта окраска может сочетаться со светлой окраской радужной белый глаз Такие глаза встречаются у собак разных пород Н А Ильин зарегистрировал эту особенность у 12 пород дог, сеттер, лайка, курцхаар, боксер, гончая, эрдельтерьер, немецкая овчарка, белый шпиц, такса и др Рубиновоглазие может сочетаться с нормальной окраской другого глаза Такое явление пигментации глаз зарегистрировано у человека, кошки, кролика, мыши, крысы Не следует смешивать это с красноглазием при альбинизме, так как при нем пигмент отсутствует и радужной глаза. Различают следующие типы шерстного покрова и гены, их обусловливающие.

Наследование формы и размера ушной раковины так же обусловлено генетически несколькими аллелями Установлено, что полустоячие уши ген Ha характерны для собак породы колли, фокстерьеров, которые могут иметь генотипы HaHa, HaH Висячее ухо ген H с генотипом HH распространено у многих пород спаниели, гончие, таксы и стоячее, ген с генотипом hh немецкая овчарка, полувисячее Hh Часто наблюдаются промежуточные формы и размеры ушей Наследование ушной раковины подчинено влиянию нескольких однозначных генов, имеет тип полимерного наследования Условия выращивания и климатические факторы также могут оказывать влияние на этот признак, потому что эти факторы влияют определенной мере на формирование конституции, появление рыхлости или, наоборот, излишней сухости и переразвитости. Прибылые пальцы также наследственно обусловленный признак В практике собаководства их обычно удаляют у щенков первые дни после рождения, чтобы предотвратить возможные травмы у взрослого животного.

Историю развития цитогенетики человека можно раз делить на три периода Первый охватывает период с прош лого века до середины 50х годов и имеет сейчас сугубо исторический интерес Это были поиски методических под ходов к получению препаратов хромосом человека заме чательными своей настойчивостью и трудолюбием цитологами того времени А Г Андрес, 1934 Хотя нашими цитогенетиками А Г Андресом и М С Навашиным были правильно описаны первые 10 пар крупных хромосом, од нако не было достоверно установлено даже общее число хромосом клетках человека Неизвестной оставалась так же их морфология. Второй период, начало которому было положено рабо той Tjio и Levan 1956 характеризовался возникнове нием и бурным развитием современной цитогенетики чело века Довольно быстро были разработаны все основные ме тодические приемы хромосомного анализа, получены фун даментальные сведения о кариотипе человека, об основных особенностях строения и функционирования его нормаль ных хромосом Именно этот период зародилась медицин ская цитогенетика, которая открыла новую область пато логии человека, обусловленную изменением числа или структуры хромосом.

Основные сведения о хромо сомном наборе человека целом и об индивидуальных хромосомах получены результате изучения хромосом метафазе митоза На этой стадии митоза отчетливо видно, что диплоидный набор хромосом человека состоит из 46 элементов 22 пар аутосом и одной пары половых хромо сом XX у женщин и XY у мужчин На стандартно окрашенных препаратах форма метафазных хромосом оп ределяется местоположением первичной перетяжки, кото рая формируется благодаря деконденсации функционирую щего метафазе центромерного района В отдельных хро мосомах могут существовать дополнительные перетяжки, называемые вторичными В случае локализации такой перетяжки на конце хромосомы отделяемый ею дистальный участок хромосомы называется спутником. Важно отметить, что при всем разнообразии подобных обработок хромосомных пре паратов после фиксации и применяемых флуорохромных или нефлуоресцирующих красителей выявляемая ли нейная неоднородность хро мосомы всегда одна и та же Ее рисунок меняется только зависимости от степени уп лотненности хромосомы бо лее длинных, слабее сокра щенных хромосомах стано вится заметной дальнейшая неоднородность тех сегмен тов, которые выглядели гомо генно окрашенными силь но конденсированных хромо сомах Дифференциальное ок рашивание может наблюдать ся либо по всей длине хромо сомы Q, G и Rсегменты, либо ее центромерном рай оне Ссегменты.

Независимо от того, как решается вопрос о природе диф ференциальной окрашиваемости хромосом, основанные на этом феномене цитологические карты имеют исключитель ное значение для развития цитогенетики человека С их помощью удается отнести генетические маркеры не просто к тому или иному хромосомному плечу, а к определенному району хромосомы В медицинской цитогенетике стало реальным выявление происхождения аномальных хромо сом вплоть до точного описания районов.

Идентификация хромосомных аномалий Явление конъ югации гомологичных хромосом мейозе используется для индентификации многих хромосомных перестроек, за трагивающих линейную структуру хромосомы Делеции, вставки, инверсии, реципрокные транслокации, дупликации приводят к изменению конфигурации бивалента Воз никают униваленты, триваленты и В сочетании с анализом митотических хромосом исследование морфоло гии мейотических хромосом пахитене, диакинезе и метафазе I неоднократно проводилось случаях численных или структурных изменений аутосом, половых хромосом у мужчин с бесплодием А А ПрокофьеваБельговская и В К Борджадзе, 1971 Kjessler, 1966 Hulten, 1974, и др Субмикроскопическая или надмолекулярная организация хромосомного аппарата изучена совершенно недоста точно Если о строении хромосомы на уровне световой микроскопии и о молекулярном строении наследственно го материала настоящее время накоплена обширная информация, то промежуточные ступени ультраструктур ной организации хромосомы остаются основном неиз вестными Нет пока никаких фактических предпосылок ставить вопрос о возможной специфике ультраструктур ной организации генетического аппарата человека. Подразделенность хроматина по генетическому значе нию хорошо коррелирует с различием типов хроматина и по ряду других характеристик состоянию конденсации интерфазном ядре и хронологии конденсации митотическом и мейотическом цикле времени репликации.

Прогресс их разрешении нельзя отделить от прогрес са расшифровке природы гетерохроматина у эукариотов целом. В генетике человека используются разнообразные методы иссле дования, применяемые и других разделах биологии генетике, физиологии, цитологии, биохимии и др Антропогенетика располагает также собственными методами исследования цитогенетическим, близнецовым, генеалогическим и. Комбинативная изменчивость используется при выведении новых пород, когда ставится цель создать у собак такие комбинации признаков, которых не было у исходных пород или помесей и которые закрепляются далее определенной системой подбора. Мутирование исходного доминантного аллеля может происходить многократно, результате чего образуется серия рецессивных аллелей Между аллельными генами формируется определенная последовательность степени проявления признака. Возникновение новых аллелей мутационном процессе, вызванное естественными или искусственными воздействиями внешних факторов, может затрагивать и изменять различные признаки и свойства организма, такие как строение скелета черепа, конечностей, туловища, размеры тела, особенности шерстного покрова по типу и окраске шерстинок, тип конституции, телосложение, инстинкты и Поэтому повышенная изменчивость, вызываемая мутированием, была использована человеком широко и удачно, особенно для выведения пород собак, отвечающих разнообразным запросам и вкусам человека.

У собак выявлены гены и их аллели для следующих окрасок серая окраска немецкая овчарка черная ньюфаундленд кофейные печеночного оттенка, коричневые доберманпинчеры голубые доберманпинчеры соболиная, красная боксеры желтая, кремовая, светлопалевая изабелла чепрачные колли черные с подпалом доберманпинчеры тигровые доги, боксеры альбиносы лейцисты арлекины. Афганские породы черная, черная с коричневым подпалом, голубая, серая Бедлингтон терьер голубой, голубой с коричневым, печеночного цвета, песочные, кремовые Борзые черные, рыжие Боксеры красные, тигровые Бульдоги красные, соболиные, тигровые Чаучау черные, голубые, красные, серые Доги черные, коричневые, желтые, пестрые, арлекины Доберманпинчеры черные, коричневые, голубые, изабелла Японский хин черные с белым, красные с белым Ньюфаундленды черные печеночного цвета, голубые Чихуахуа 10 разных фенотипов. Хромосом Схема строения хромосомы поздней профазе метафазе митоза 1 хроматида 2 центромера 3 короткое плечо 4 длинное плечо Хромосомный набор Кариотип человека женский Хромосомы греч χρώμα цвет и Википедия. Хромосом нерасхождение храмасом неразыходжанне chromosome non disjunction явление отсутствия нормального процесса расхождения хромосом к полюсам процессе деления клетки Митоз Различают следующие типы Х а мейотическое, включающее себя соответственно Генетика Энциклопедический словарь. Лекция 4 Хромосомы, хроматин История и методы изучения кариотипа Хромосомные болезни Номенклатура хромосомных мутаций Карты хромосом.

При триплоидии 3n характер нарушения зависит от того, чьих хромосомных набора 2, а чьих один. Чем меньше генов хромосоме, тем вероятнее, что плод с анеуплоидией доживет до рождения. Анеуплоидии по половым хромосомам не приводят к тяжелым нарушениям развития благодаря способности Х хромосомы образовывать тельце Барра. Ответ вероятность рождения этой семье голубоглазых детей, владеющих преимущественно левой рукой, равна 1 8, или. Ответ семье возможно рождение детей как со II, так и с III группой крови соотношении. Задача 8 Дочь дальтоника вышла замуж за сына дальтоника Оба различают цвета нормально Определите, каким будет зрение у их детей. Задача 9 Белое оперение определяется двумя парами несцепленных неаллельных генов В одной паре доминантный ген определяет окрашенное оперение, рецессивный белое В другой паре доминантный ген подавляет окраску, рецессивный не подавляет окраску Определить расщепление по фенотипу F 2 при скрещивании белых птиц, имеющих генотип CCII с белыми птицами, имеющие генотип. Ответ Гибриды F 1 единообразны, пурпурного цвета В F 2 произошло расщепление по фенотипу соотношении 9 пурпурных выделенные генотипы 7 белых.

Наиболее полное представление о кариотипе можно получить на препаратах дифференциально окрашенных хромосом Методы дифференциального окрашивания позволяют идентифицировать каждую хромосому набора по специфичному для гомологичной пары линейному рисунку соответствии с основными типами окрасок Q Буферный раствор SKN, pH 7, 8 для прямых препаратов или GKN, pH 7, 8 для культивированных клеток. На влажные стекла нанести по 23 мл 34 го раствора красителя Гимза на стандартном фосфатном буфере, рН 6, 8, окрашивать 510. Препараты поместить раствор 2xSSC и инкубировать течение 12 часов при. Хромосомные мутации Хромосомные мутации связаны с перестройками хромосом и нарушением их структуры, возникающими при делении клеток или результате физических воздействий. Хотя хромосомы способны восстанавливать свою структуру, но иногда такие нарушения сохраняются и дают начало новым клеткам и организмам с хромосомными перестройками, получившими название хромосомных аберраций. С цитологической точки зрения аберрации подразделяются на хромосомные и хроматидные Это зависит от того, когда возникают перестройки до или после репликации хромосом В зависимости от характера возникающих перестроек различают внутри и межхромосомные аберрации рис. Цитологически делеции можно выявить по появлению петли при конъюгации гомологичных хромосом мейозе Делеции позволяют определять точное положение изучаемых генов на хромосомных картах.

Дупликации играют существенную роль эволюции генома, поскольку они создают дополнительные участки генетического материала, функция которых может быть изменена результате мутаций и последующего естественного отбора. Инверсии имеют эволюционное значение Некоторые близкие виды характеризуются наличием инверсий хромосомах Так, природе было установлено существование двух рас одного вида дрозофилы, не скрещивающихся между собой, причем причина бесплодия заключалась специфической инверсии у каждой из них Нескрещиваемость таких рас это, по существу, начало дивергенции вида, так как мутации, возникающие у одной расы, не могут быть переданы другой следовательно, их эволюция должна идти разными путями. Характер конъюгации транслоцированных хромосом меняется образуется фигура креста Плотная конъюгация вблизи точек разрывов оказывается затрудненной, что приводит к подавлению кроссинговера этих участках. Гетерозиготы по танслокациям частично стерильны, поскольку процессе мейоза продуцируют дефектные гаметы Подобно инверсиям, транслокации обеспечивают изоляцию форм и способствуют дивергенции пределах вида. Впервые транспозоны были обнаружены, когда оказалось, что некоторые гены устойчивости к антибиотикам связаны с инфекционными факторами устойчивости Отдельные гены устойчивости могут переноситься другие плазмиды и хромосомы бактерий, почему и возник термин транспозон.

 
 

© Copyright 2017-2018 - the-institution