Zgodovina citogenetike, kakšne študije, tehnike, aplikacije

The citogenetika Gre za preučevanje morfologije, strukture in delovanja kromosomov, vključno z njihovimi spremembami med somatsko delitvijo celic ali miitozo ter med reproduktivno delitvijo celic ali mejozo.

Citologija preučuje tudi dejavnike, ki povzročajo kromosomske spremembe, vključno s patološkimi, ki se pojavljajo od generacije do druge, in evolucijsko, ki delujejo skozi številne generacije.

Vir: Pixabay.com

[TOC]

Zgodovina

Spominska leta in dogodki v zgodovini citogenetike so naslednja:

- Leta 1842 je Karl Wilhelm von Nägeli opazoval "prehodne citoblaste", nato pa se imenuje kromosomi.

- Leta 1875 je Eduard Strasburger v rastlinah identificiral kromosome. Leta 1979 je Walther Flemming to storil pri živalih. Flemming je skoval izraze kromatin, profazo, metafazo, anafazo in telofazo.

- Leta 1888, w. Waldeyer je skoval izraz kromosom.

- Leta 1893 je Oscar Hertwig objavil prvo citogenetsko besedilo.

- Leta 1902 sta Theodor Boveri in Walter Sutton odkrila homologne kromosome.

- Leta 1905 je Nettie Stevens identificirala kromosom in.

- Leta 1937, Albert Blakeslee in. G. Avery je ustavil metafazo z preprogami in močno olajšal opazovanje kromosomov.

- Leta 1968 so Torbjörn Caspersson in sodelavci opisali skupine Q. Leta 1971 sta Bernard Dutrillaux in Jerome Lejeune opisala skupine R.

- Leta 1971 se je na konferenci o nomenklaturi človeških kromosomov govorilo o Cands C.

- Leta 1975, c. Goodpasture in s. In. Bloom je opisal obarvanje ag-nor.

- Leta 1979 je Jorge Yunis opisal metode visoke resolucije za G pasove.

- V letih 1986-1988 sta Daniel Pinkel in Joe Grey razvila tehniko rib (fluorescentna v hibridizaciji SIT).

- Leta 1989, Hermann - Josef Lüdemke mikrodise kromosome.

- Leta 1996 sta Evelyn Schröck in Thomas Ried opisala multikromatsko spektralno tipizacijo.

Odkritja pri ljudeh

Leta 1914 je Theodor Boveri predlagal, da bi bil rak posledica kromosomskih sprememb. Leta 1958 Charles in. Ford je med levkemijo opazoval kromosomske anomalije.

Leta 1922 je Theophilus Painter objavil, da imajo ljudje 48 kromosomov. Počakati smo morali do leta 1956, tako da sta Jo Hin Tjio in Albert Levan ugotovila, da imata res 46 kromosomov.

Leta 1932, str. J. Je predlagal Waardenburg, ne da bi poskusil, da bi bil Downov sindrom lahko posledica kromosomske aberacije. Leta 1959 je Jerome Lejeune pokazal prisotnost dodatnega somatskega kromosoma pri bolnikih z Downovim sindromom.

Tudi leta 1959, Charles in. Ford je dejal, da ženske z Turnerjevim sindromom nimajo enega od dveh X kromosomov, medtem ko sta Patricia Jacobs in John Strong odkrila prisotnost dodatnega X kromosoma pri moških s Klinefelterjevim sindromom.

Leta 1960, J. Do. Böök in Berta Santesson sta opisala Triploidy, Klaus Patau je opisal Trisomijo 13, John Edwards pa je opisal trisomijo 18.

Leta 1969 je Herbert Lubs prvič odkril sindrom krhkega X kromosoma. Istega leta se je začela uporabljati amniocenteza za citogenetsko diagnozo.

Vam lahko služi: 12 napredka biologije v zadnjih 30 letih

Področje študija

Citogenetisti preučujejo kromosomsko evolucijo živih bitij z uporabo naklonjenosti filogenetski analizi in reševanju taksonomskih problemov.

Poleg tega raziskujejo epidemiološke vidike človekovih kromosomskih aberacij in okoljskih dejavnikov, ki proizvajajo, diagnosticirajo in zdravijo bolnike, ki jih prizadenejo kromosomske nepravilnosti, in razvijejo molekularne pristope za razvozlati strukture, delovanja in razvoja kromosomov.

Morfologija kromosomov

Vsak kromosom je sestavljen iz dveh kromatidov, ki se jim pridruži zožila, imenovana Centromere. Odseki kromosomov, ki se začnejo od centromera, se imenujejo orožje.

Kromosomi se imenujejo metacentrični, ko imajo centromere v svoji polovici; Sumetacentrični, če ga imajo rahlo stran od polovice, tako da nasprotne roke niso enake dolžine; akrocentrični, če je centromere blizu enega od koncev; in telocentrični, če je centromere pravi na enem koncu kromosoma.

Tehnike: obdelava vzorcev

Koraki za obdelavo vzorcev so naslednji.

Pridobivanje vzorca

Pridobitev potrebnega tkiva, shranjevanje v desni in na ustreznih cestah.

Pridelek

Z izjemo vzorcev za analizo rib, obdobje kulture med enim in nekaj tednom pred žetev.

Pobrano

Pridobiva celice v metafazi.

Zastoj mitoze

Standardna citogenetska analiza zahteva zaustavitev mitoze, da celice ostanejo v metafazi z uporabo MAT ali Colcemid® za to.

Hipotonično zdravljenje

Povečajte prostornino celic, kar omogoča razširitev kromosomov.

Fiksacija

3: 1 Acetska metanol-kislina se uporablja za odstranjevanje celic iz celic, utrjevanja membran in kromatina za obarvanje.

Priprava lista

Fiksne celice se razširijo na diapozitiv, po katerih se posušijo.

Kromosomi obarvajo

Obstaja več metod obarvanja za prepoznavanje razlik med kromosomi. Najpogostejši je g.

Mikroskopska analiza

Vam omogoča, da izberete primerne celice za opazovanje in fotografiranje kromosomov.

Razvoj kariogramov

Na podlagi fotografij metafaznih celic so za nadaljnjo študijo sestavljene slike kromosomov reprezentativne celice.

Kromosomski pasovi

Obstajajo štiri vrste kromosomskih pasov: heterokromatski pasovi; Eukromatski pasovi, nukleolna organizacijska območja (NOR); Cinetocoros.

Heterokromatski pasovi so predstavljeni kot diskretni bloki. Ustrezajo heterokromatinu, ki vsebuje zelo ponavljajoče se sekvence DNK, ki predstavljajo običajne gene in se v vmesniku ne odvračajo.

Eukromatski pasovi so sestavljeni iz niza nadomestnih segmentov, ki jih obarvanje ali ne vpliva. Ti pasovi se razlikujejo po velikosti in tvorijo značilne vzorce, značilne za vsak par kromosomov vrste, zaradi česar so zelo koristne za prepoznavanje translokacij in kromosomskih hrovov.

Norsi so tisti segmenti kromosomov, ki vsebujejo sto ali tisoč ribosomskih RNA genov. Običajno so vizualizirane kot konstrikcije.

Vam lahko služi: gram madeža

Cinetocoros so vezavna mesta vretena mikrotubul na kromosome.

Kromosomsko obarvanje pasu

Kromosomi govorijo o tehnikah obarvanja, ki razkrivajo vzdolžne vzorce diferenciacije (jasna in temna območja), ki jih sicer ni bilo mogoče videti. Ti vzorci omogočajo primerjavo različnih vrst in preučevanje evolucijskih in patoloških sprememb na ravni kromosomov.

Kromosomi so razdeljeni na tiste, ki uporabljajo absorpcijsko obarvanje, običajno pigmente Giemsa in tiste, ki uporabljajo fluorescenco. Metode obarvanja z absorpcijo zahtevajo predhodno fizično-kemijsko zdravljenje, kot je opisano pri "obdelavi vzorčenja".

Nekatere vrste zastave omogočajo vzorce omejenih regij kromosomov, povezanih s funkcionalnimi lastnostmi. Drugi omogočajo vizualizacijo razlik med homolognimi kromosomi, ki omogočajo identifikacijo segmentov.

Pasovi c

C Bandeo bardi večino heterokromatskih pasov, zato je univerzalna tehnika prikazati prisotnost heterokromatina v kromosomih. Druge metode obarvajo le del skupnega heterokromatina, zato so bolj uporabne kot bande c za razlikovanje med vrstami heterokromatina.

Pasovi q

Q Bando je najstarejša tehnika obarvanja. Svoje ime dolguje uporabi kinakrina. Je učinkovit ne glede na metodo priprave kromosomov. To je alternativna metoda G. Malo se uporablja, vendar je zaradi njegove zanesljivosti koristno, če je materiala malo ali težko premagati.

G pasove

G Bande, ki temelji na uporabi Giemsa in Tripsina, je najbolj uporabljen. Omogoča odkrivanje translokacij, naložb, delecij in podvajanj. Je najbolj uporabljena metoda za karakterizacijo naklonjenosti vretenčarjev, kar kaže razlike med kromosomi, ki jih ni mogoče razlikovati le na njihovi morfologiji.

Pasovi r

R -palčni vzorec ustvari obratni vzorec obarvanja glede na G pasu. R Bando.

Bands T

T Bande je različica R Bandery, v kateri ni obarvanja večine intersticijskih pasov kromosomov, tako da so terminala kromosomov intenzivno pobarvana.

Ag-severni pasovi

Ag-Nor Bando se uporablja za iskanje medicinskih sester z obarvanjem s srebrom. V ag-nor bandeo niti neaktivnih genov ne smemo pobarvati. Zato se ta plamen uporablja za preučevanje sprememb v aktivnosti ribosomske gena med gameteogenezo in embrionalnim razvojem.

Fluorescentna hibridizacija in situ (riba)

Fish Bandeo omogoča vizualizacijo kromosomov s fluorescentnimi sondami. Ribja tehnologija omogoča kariotipsko analizo celic, ki niso v delitvi.

Vam lahko služi: juha sečnine: kaj je, temelj, priprava, uporaba

Fish Bandeo omogoča odkrivanje specifičnih sekvenc DNK v kromosomih, celicah in tkivih. Zato ga lahko uporabimo za odkrivanje kromosomskih anomalij, ki vključujejo majhne segmente DNK.

Fish Bandeo je odprl cesto do dveh bolj izpopolnjenih povezanih tehnik, znanih kot spektralna naklonjenost (nebo, spektralno kariotipiranje) in multikromatske ribe (M-fish, multicolor Fish)

Fluorescentni pigmenti se uporabljajo na nebu in m-risbi, ki skupaj proizvajajo barvne kombinacije, po eno za vsak kromosom. Te tehnike so bile zelo koristne za odkrivanje zapletenih kromosomskih aberacij, kot so tiste, ki so jih opazili pri nekaterih tumorjih in pri akutni limfoblastični levkemiji.

Medicinske aplikacije

- Citogenetika raka. Kromosomske aberacije in aneupplody so pogosti pri tumorjih. Kromosomske translokacije imajo lahko rakotvorne učinke s proizvodnjo fuzijskih beljakovin. Citogenetika se uporablja za spremljanje napredka zdravljenja raka.

- Krhka mesta in zlom kromosomov. Mesta krhka kromosoma lahko povzročijo patologije, kot je sindrom krhkega X kromosoma. Izpostavljenost citotoksičnim zdravilom lahko povzroči zlom kromosomov. Prevozniki nekaterih avtosomnih mutacij nimajo sposobnosti popravljanja poškodovane DNK med zlomom kromosomov.

- Številčne nepravilnosti kromosomov. Število kromosomov omogoča diagnosticiranje trisomij, kot so tiste, ki jih proizvajajo Down, Edwards in Patauovi sindromi. Omogoča tudi diagnosticiranje sindromov Turnerja in Klinefelterja.

- V kronični mielogeni levkemiji imajo bele krvne celice "kromosom filadelfije". Ta nenormalni kromosom je rezultat translokalizacije kromosomov 9 in 22.

Reference

1. Abbott, J. K., Nordén, a. K., Hansson, b. 2017. Evolucija spolnih kromosomov: Zgodovinski vpogledi in prihodnje perspektive. Proces Royal Society B, 284, 20162806.
2. Verjemite, e. R. C. 2008. Vse o mitozi in mejozi. Učitelj je ustvaril gradivo Publishing, Huntington Beach, Kalifornija.
3. Gersen, s. L., Keagle, m. B., eds. 2013. Načela klinične citogenetike. Springer, New York.
4. Gosden, J. R., Ed. 1994. Metode v molekularni biologiji, vol. 29. Protokoli za analizo kromosomov. Human Press, Totowa, n.J.
5. Hughes, J. F., Stran, d. C. 2015.Biologija in evolucija sesalcev in kromosomov. Letni pregled genetike, 49, 22.1-22.enaindvajset.
6. Kannan, t. Str., Alwi, Z. B. 2009. Citogenetika: preteklost, sedanjost in prihodnost. Malezijski časopis za medicinske znanosti, 16, 4-9.
7. Lawce, h. J., Rjava, m. G. 2017. Citogenetika: pregled. V: Laboratorijski priročnik AGT Cytogenetics, četrta izdaja. Arsham, m. S., Barch, m. J., Lawce, h. J., eds. Wiley, New York.
8. Duhovnik, c., Louis, a., Bon, c., Berthelot, c., Crolius, h. R. 2018. Evolucija kromosomov ob izvoru genoma prednikov. Genome Biology, 19, 166.
9. Schubert, i. 2007. Evolucija kromosomov. Trenutno mnenje v biologiji rastlin, 10, 109-15.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Citogenetika - rastline, živali, ljudje. Springer-Verlag, New York.