Анализ кариограммы человека

- дополнительная хромосома 21-й пары при с. Дауна

• аномалии числа половых хромосом:

- дополнительная Х-хромосома в женской кариограмме при с. Трисомии-Х

- дополнительная Х-хромосома в  мужской кариограмме при с.  Клайнфельтера

- дополнительная Y-хромосома в мужском кариотипе при с. лишней Y-хромосомы

- нехватка Х-хпромосомы в женском  кариотипе при с. Шерешевского-Тернера.

• Анализ кариограммы завершается записью формулы кариотипа. Формула кариотипа включает в себя следующее:

а) запись общего числа хромосом,

б) запись сочетания половых хромосом,

в)  сведения об аномалии числа хромосом (если имеется): указывают хромосому и вид аномалии. Например:

- формула кариотипа женщины, страдающей синдромом Дауна: 47, ХХ, 21+;

- формула кариотипа мужчины, страдающего синдромом Клайнфельтера: 47, ХХY,

- формула кариотипа женщины с синдромом Шерешевского-Тернера: 45, Х0.

    

 

 

 

4. Пример анализа кариограммы человека.

 

Упражнение. Сделайте анализ кариограммы человека (рис.4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Кариограмма человека.

 

Кариограмма человека содержит 47 хромосом. Большинство хромосом расположено в порядке уменьшения их размеров. Это аутосомы. В нижнем ряду в стороне от них расположены три хромосомы. Это половые хромосомы. Все аутосомы представлены парами. Всего в кариограмме 22 пары аутосом. Половых хромосом – 3. Две из них – крупные и их первичная перетяжка – центромера – расположена почти посередине. Это Х-хромосомы. Рядом с ними находится небольшая хромосома с первичной перетяжкой, расположенной ближе к краю хромосомы. Это – Y-хромосома. Кариограмма принадлежит представителю мужского пола, так как имеется  Y-хромосома. Кариограмма содержит аномалию: лишнюю Х-хромосому. Такая кариограмма характерна для особей мужского пола, страдающих синдромом Клайнфельтера: у больных отмечается евнухоидное телосложение, иногда увеличены молочные железы, слабое оволосение на лице, часто отмечается умственная отсталость, инфантилизм, они бесплодны. Формула кариотипа человека - 47, ХХY.

      

5. Задание для самостоятельной работы.

 

Проведите анализ следующих кариограмм.

Кариограмма 1.

 

Кариограмма 2.

Кариограмма 3.

Кариограмма 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Совершенствование  в изучении кариограммы человека.

 

6.1. Дифференциальное  окрашивание хромосом

 
          Современные цитогенетические методики позволяют идентифицировать по морфологии все пары хромосом на препарате. Суть этих методик состоит в дифференциальном окрашивании хромосом по длине, что обеспечивается сравнительно простыми температурно-солевыми воздействиями на фиксированные хромосомы или использованием специфических красителей. Дифференциальное окрашивание приводит к появлению линейного рисунка по длине хромосомы.

Несмотря на большое разнообразие способов обработки хромосомных  препаратов и красителей, выявляемый линейный рисунок хромосомы всегда один и тот же. Он меняется только в зависимости от степени конденсированного состояния хромосомы. Сегмент, видимый как одна полоса в метафазной хромосоме, в менее конденсированной прометафазной хромосоме, может предстать в виде нескольких мелких полос. 
Дифференциальное окрашивание в зависимости от используемого метода может охватывать либо всю длину хромосомы, либо ее центромерный район. 
Представление о рисунке дифференциально окрашенных по всей длине хромосом можно получить, окрашивая препараты по G-методу с использованием красителя Гимзы (рис. 5). В этом случае хромосомы выглядят состоящими из поперечно-исчерченных, по-разному окрашенных сегментов. Каждой паре хромосом присущ индивидуальный рисунок исчерченности за счет неодинаковых размеров сегментов. В мелких хромосомах рисунок образуется единичными сегментами, в крупных хромосомах сегментов много. Общее для нормального хромосомного набора число окрашенных и неокрашенных сегментов в метафазе составляет около 400. В прометафазных хромосомах оно увеличивается до 850 и более.

 

Рис. 5. Схематическое изображение хромосом человека при G-окрашивании в соответствии с международной классификацией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2. Метод флюоресцентной  гибридизации in situ.

 

Успехи молекулярной цитогенетики человека позволили разработать  новые методы изучения хромосом. Одним  из них является метод флюоресцентной гибридизации in situ (FISH). Это метод основан на комплементарном взаимодействии ДНК изучаемого объекта с небольшой искусственной последовательностью  нуклеотидов ДНК, называемой ДНК-зондом. ДНК-зонд соединен с флюоресцирующим веществом.  Комплементарное взаимодействие ДНК изучаемого объекта и ДНК-зонда называется гибридизацией ДНК. Если гибридизация происходит, то это событие фиксируется люминесцентным микроскопом и свидетельствует о наличии в исследуемом образце фрагмента ДНК, комплементарного ДНК-зонду.  С помощью этого метода, имея набор разных ДНК-зондов, можно даже в неделящейся клетке выявить аномалию числа хромосом и наличие патологического гена, а также выявить мелкие хромосомные мутации, которые трудно обнаружить обычными способами.  При этом разные хромосомы или их участки выглядят как разноцветные структуры (рис. 6, 7).

 

 

 

Рис. 6. Нормальная женская кариограмма человека, полученная при использовании методики спектрального кариотипирования .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7. Кариограмма мужчины с переносом участка 1-й хромосомы на 3-ю и потерей участка 9-й хромосомы.