МЕТОДЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ОКРАШИВАНИЯ. ХРОМОСОМНЫЕ НАРУШЕНИЯ И ИХ ЗНАЧЕНИЯ. Презентацию подготовили Чистякова Кристина и Молчанова Наташа, 101 группа ( олиго) 2017 год

Методы дифференциального окрашивания хромосом человека В начале 70-х гг. были разработаны методы дифференциальной окраски хромосом, которые позволяли однозначно идентифицировать каждую хромосому. Методы были основаны на способности некоторых красителей специфически связываться с конкретными участками хромосом в зависимости от их структурно- функциональ­ной организации. Предложенные методы выявляли линейную не­однородность (сегменты) хромосом.

Виды методов окраски хромосом Существуют различные методы окрашивания хромосом. Наиболее распространенными являются: рутинная или обычная окраска и ряд методов дифференциального окрашивания хромосом: Q, G, C, NOR или Ag-окраска. Методы дифференцированного окрашивания хромосом приводящие к образованию сегментов вдоль длины всех хромосом (например Q, G, R) приводящие к окрашиванию специфических хромосомных структур, в результате чего выявляется ограниченное число сегментов (С, T, NOR).

Схематическое изображение дифференциально окрашенных хромосом человека по G-методу

Хромосома при дифференциальной окраске в световом микроскопе (а) и схематическое изображение той же хромосомы (б). В плечах хромосомы видно чередование светлых и темных полос, расположенных симметрично в сестринских хроматидах.

На рис. представлены дифференциально окрашенные X и Y- хромосомы с различными уровнями спирализации. Использованный подход дает возможность точно устанавливать точки раз­рывов в перестроенных хромосомах, даже если в перестройку во­влечены небольшие участки хромосом.

Поперечная исчерченность, обнаруживаемая различными ме­тодами, в принципе выявляет одни и те же сегменты хромосомы и является результатом неравномерной конденсации хроматина по всей ее длине. В зависимости от степени спирализации ДНК в хро­мосоме выделяют гетерохроматиновые и эухроматин новыерайоны, для которых характерны различные функциональные и генетиче­ские свойства. Гетерохроматиновый район представляет собой участок кон­денсированного хроматина (высокоспирализованная ДНК), кото­рый выявляется при дифференциальном окрашивании в виде тем­ных полос. Присутствие гетерохроматина можно обнаружить и в интерфазном ядре, где он отчетливо выявляется в виде интенсив­но окрашенных глыбок хроматина. Считывания генетической ин­формации с данных участков не происходит. Эухроматиновые регионы хромосом в интерфазном ядре не видны, поскольку представлены хроматином в конденсированном состоянии. Это указывает на их высокую метаболическую активность. Действительно, эухроматин новые районы содержат уни­кальные гены, контролирующие синтез различных белков. При дифференциальном окрашивании метафазных хромосом они оп­ределяются как светлые полосы.

Виды методов окраски хромосом Существуют различные методы окрашивания хромосом. Наиболее распространенными являются: рутинная или обычная окраска и ряд методов дифференциального окрашивания хромосом: Q, G, C, NOR или Ag-окраска. Методы дифференцированного окрашивания хромосом приводящие к образованию сегментов вдоль длины всех хромосом (например Q, G, R) приводящие к окрашиванию специфических хромосомных структур, в результате чего выявляется ограниченное число сегментов (С, T, NOR).

Рутинная окраска Рутинная окраска хромосом достигается путем простого окрашивания полученных хромосомных препаратов красителем Романовского-Гимзе. Это окрашивание приводит к сплошному окрашиванию хромосом по длине, что не позволяет идентифицировать разные морфологически сходные хромосомы набора. Исторически она использовалась первой, но в наше время она практически не применяется для диагностики конституциональных хромосомных нарушений, однако находит применение при анализе хромосомных аберраций в тестировании факторов среды на мутагенную активность.

C- окрашивание хромосом Окраска выявляется в виде вариабельных по величине темноокрашенных сегментов конститутивного гетерохроматина в прицентромерных районах хромосом, в то время как эухроматин новые участки хромосом окрашиваются очень бледно. Существуют вариации, но необходимо обрабатывать препаратов щелочью с последующей инкубацией препарата в солевом растворе. Затем окрашивают красителем Гимзе.

G- окрашивание хромосом Другая окраска хромосом названа Гимза-окраска которая выявляет G-полосы (G- bands). 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 – гетерохроматин, светлые – эухроматин.

Q -окрашивание хромосом Выявляется на хромосомах в виде чередования ярко- и темно- флюоресцирующих полос с помощью флуоресцентной микроскопии хромосомных препаратов, окрашенных флюорохромами (акрихин дигидрохлорид, акрихин-иприт). Эти красители присоединяются к ДНК путем интеркаляции или с помощью ионных сил. При помощи этой окраски выявляют меж индивидуальную вариабельность отдельных участков хромосом.. С помощью флуорохромов возможна также цитологическая локализация некоторых типов гетерохроматина.

R-окрашивание хромосом Отличается противоположностью рисунка G- окраске. Темноокрашенные-эухроматин, светлоокрашенные – гетерохроматин. Существует несколько модификаций метода. Наиболее часто применяются обработка препаратов Ba(OH)2 с подогреванием их при 60 градусах и с последующей отмывки в дистиллированной воде и окрашивают красителем Гимзе.

T-окраска Применяются для выявления тело мерных районов хромосом в коротких и длинных плечах. Включают инкубацию препаратов хромосом при 87 градусах в растворе фосфатного буфера. Затем окрашивают красителем Гимзе.

NOR-окраска Окраска препаратов раствором нитрата серебра, необходима для выявления районов ядрышковых организаторов Применяется для выявления ядрышко образующих районов, расположенных в коротких плечах 5 пар акроцентрических хромосом.

Хромосомные нарушения Хромосомы это организованные в виде двойной спирали молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), образующей химическую основу наследственности Хромосомные нарушения: 1. Изменение числа хромосом 2. Изменение структуры хромосом

Синдром Дауна Синдром возникает из-за процесса расхождения хромосом при образовании гамет (яйцеклеток и сперматозоидов), в результате чего ребенок получает от матери или от отца лишнюю 21-ю хромосому или ее фрагменты.

Синдром Шерешевского Тёрнера Хромосомная болезнь, сопровождающаяся характерными аномалиями физического развития, низкорослостью и половым инфантилизмом. Моносомия по X- хромосоме. Истинными причинами аномалий Х-хромосомы является нарушение мейотического расхождения хромосом, приводящее к анеуплоидии (при Х- моносомии), либо нарушение дробления зиготы.

Изменение структуры хромосом 1. Транслокации 2. Делеции 3. Дупликации 4. Инсерции 5. Кольцевые хромосомы 6.Инверсии

ХРОМОСОМНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ Делеция Термин «хромосомная делеция» означает, что часть хромосомы утрачена или укорочена. Делеция может случиться в любой хромосоме и на протяжении любой части хромосомы. Делеция может быть любого размера. Если утраченный при делеции материал (гены) содержал важную информацию для организма, то у ребенка могут возникать трудности в обучении, задержка развития и другие проблемы со здоровьем. Тяжесть этих проявлений зависит от размеров утраченной части и локализации внутри хромосомы. Дупликации Термин «хромосомная дупликация» означает, что часть хромосомы удвоена, и из- за этого возникает избыток генетической информации. Этот избыточный материал хромосомы означает, что организм получает слишком большое число «инструкций», и это может привести к трудностям в обучении, задержке развития и другим проблемам здоровья ребенка. Инверсии Хромосомная инверсия означает такое изменение хромосомы, при котором часть хромосомы развернута, и гены в этом участке расположены в обратном порядке. В большинстве случаев носитель инверсии здоров.

ХРОМОСОМНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ Инсерции Хромосомная инсерция (вставка) означает, что часть материала хромосомы оказалась «не на своем месте» на этой же или на другой хромосоме. Если общее количество хромосомного материала не изменилось, то такой человек, как правило, здоров. Однако если такое перемещение приводит к изменению количества хромосомного материала, то у человека могут возникать трудности в обучении, задержка развития и другие проблемы здоровья ребенка. Кольцевые хромосомы Термин «кольцевая хромосома» означает, что концы хромосомы соединились, и хромосома приобрела форму кольца. Обычно это происходит, когда оба конца одной и той же хромосомы укорочены. Оставшиеся концы хромосомы становятся «липкими» и соединяются, формируя «кольцо». Последствия формирования кольцевых хромосом для организма зависят от размера делеций на концах хромосомы. Транслокация тип хромосомных мутаций, при которых происходит перенос участка хромосомы на негомологичную хромосому.

Используемая литература : [Электронный ресурс] URL: html (Дата обращения : ) html Основы генетики и наследственные нарушения у детей. А.Ю.Асанов, Н.С.Демикова, С.А.Морозов Хромосомные нарушения Синдром Дауна html Синдром Шерешевского-Тернера

Спасибо за внимание!