Строение и классификация хромосом. Упаковка генетического материала.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5.«Теоретические основы цитогенетических и молекулярно-генетических методов в практической медицине. Применение цитогенетики для диагностики заболеваний»
Общая характеристика цитогенетики.
Цитогенетика – раздел генетики, изучающий закономерности наследственности и изменчивости на уровне клеток и субклеточных структур. Она изучает особенности строения, воспроизведения, рекомбинации, изменения и функционирования генетических структур клетки, их распределение в митозе, мейозе и при оплодотворении. Предмет исследования – хромосомы.
История развития цитогенетики.
В 1867 году немецкий ботаник Вильгельм Гофмейстер, а в 1871 году Александр Ковалевский и в 1872 году ботаник Эдмунд Руссов описали отдельные стадии митоза.
В 1873 году немецкий зоолог и эмбриолог Антон Шнейдер при исследовании дробления яйцеклетки низших червей обнаружил стадии митоза, позднее названные как метафаза и анафаза.
В 1974 году немецкий биолог Отто Бючли на клетках нематод и моллюсков описал митотическое веретено и показал одновременность деления структур, позднее названных хромосомами.
В 1874 году ботаник Иван Чистяков впервые наблюдал митоз у растений (плауны, хвощи).
В 1875 году Эдуард Страсбургер обратил внимание на общность картин митоза в клетках растений и животных. Он устанавливает последовательность его фаз.
В 1882 году Вальтер Флеммннг открыл продольное расщепление хромосом в митозе. Он создал теорию митоза – индивидуальность хромосом, их генетическая непрерывность в череде поколений.
|
|
|
В 1884 году Ван-Бенеден и в 1892 году Вейсман описали мейоз.
Первое обсуждение цитогенетики как науки – 1896 год – вышла книга Вильсона «Клетка в развитии и наследственности».
Хромосомы человека впервые наблюдали Арнольд(1879) иФлемминг(1882).Винивортер в 1912 году исследовал гистологические срезы тестикул; он пришел к выводу, что у мужчин должно быть 47 хромосом, а у женщин – 48. Пэйнтер в 1921-1923 гг. анализировал тестикулы трех душевнобольных; вывод – в клетках человека 48 хромосом. Он впервые наблюдал половой бивалент в первом мейотическом делении.
В 1956 году, когда Tjio и Levan добавив воду к суспензии митотических клеток (фибробласты легкого эмбриона) человека перед их фиксацией на стекле, смогли отделить хромосомы друг от друга и сосчитать их количество. Независимо от их исследования, в том же году, число хромосом человека - 46, было установлено Ford.
В 1959 году Лежен показал, что причиной синдрома Дауна является трисомия хромосомы 21, а аномалии количества половых хромосом приводят к развитию синдрома Тернера (Форд) и синдрома Клайнфельтера (Джекобс, Стронг). В 1963 году был описан первый делеционный синдром – cri du chat - потеря участка короткого плеча хромосомы 5 у больных с выраженной задержкой умственного развития и плачем, похожим на крик кошки.
|
|
|
В 1961 году в Лондоне Пенроуз и Делханти впервые описали триплоидию у спонтанного абортуса. В 1967 году Якобсон и Бартер впервые на препаратах культуры клеток амниотической жидкости диагностировали у плода хромосомную аберрацию. Развитие пренатальной цитогенетики. В 1982 году впервые успешно провели анализ кариотипа плода в культуре лимфоцитов пуповинной крови после кордоцентеза.
В конце 60-х годов цитогенетические исследования получили новый толчок к развитию. Caspersson разработал протоколы дифференциального окрашивания, при которых получался набор из темных и светлых полос по всей длине каждой хромосомы. В 1971 году было принято соглашение о единой системе нумерации полос при дифференциальной окраске.
Следующим революционным шагом в развитии методов цитогенетики стала гибридизация нуклеиновых кислот in situ. Она была первоначально разработана для локализации фрагментов ДНК в метафазных и профазных хромосомах. В основе метода – создание препаратов ДНК, содержащих последовательность нуклеотидов, гомологичную последовательности изучаемого района. Эти препараты ДНК («ДНК-пробы») должны быть помечены для дальнейшего их обнаружения. В первых экспериментах в качестве метки использовали радиоактивные изотопы водорода. Гибридизация in situ заключается в денатурации ДНК-пробы и цитологического препарата с последующей совместной ренатурацией, при которой образуется дуплекс меченной ДНК и ДНК препарата. Несвязанная меченная ДНК вымывается.
|
|
|
Строение и классификация хромосом. Упаковка генетического материала.
Хромосомы – нитевидные дезоксирибонуклеопротеидные структуры, формирующие клеточное ядро, которые становятся легко заметными в определённых фазах клеточного цикла (во время митоза или мейоза).
Метафазная хромосома состоит из двух хроматид, которые соединяются центромерой (первичной перетяжкой). Она делит хромосому на два плеча. Отдельные хромосомы имеют вторичные перетяжки. Участок, который они отделяют, называется спутником, а такие хромосомы – спутничными. Концевые участки хромосом называются теломеры. В каждую хроматиду входит одна непрерывная молекула ДНК в соединении с белками-гистонами. Интенсивно окрашивающиеся участки хромосом – это участки сильной спирализации ( гетерохроматин). Более светлые участки – участки слабой спирализации ( эухроматин).
|
|
|
Типы хромосом выделяют по расположению центромеры (рис.).
1. Метацентрические хромосомы – центромера расположена посередине, и плечи имеют одинаковую длину. Участок плеча около центромеры называется проксимальным, противоположный – дистальным.
2. Субметацентрические хромосомы – центромера смещена от центра и плечи имеют разную длину.
3. Акроцентрические хромосомы – центромера сильно смещена от центра и одно плечо очень короткое, второе плечо очень длинное.
В клетках слюнных желез насекомых (мух дрозофил) встречаются гигантские, политенные хромосомы (многонитчатые хромосомы).
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 1032; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!