História cytogenetiky, aké štúdie, techniky, aplikácie

Ten cytogenetika Je to štúdium morfológie, štruktúry a fungovania chromozómov, vrátane ich zmien počas somatického delenia buniek alebo myitózy a počas reprodukčného delenia buniek alebo meiózy.

Cytologia tiež študuje faktory, ktoré spôsobujú chromozomálne zmeny, vrátane tých patologických, ktoré sa objavujú z jednej generácie do druhej, a evolučné, ktoré pôsobia v mnohých generáciách.

Zdroj: Pixabay.com

[TOC]

História

Nezabudnuteľné roky a udalosti v histórii cytogenetiky sú nasledujúce:

- V roku 1842 Karl Wilhelm von Nägeli pozoroval „prechodné cytoblasty“ a potom sa nazýval chromozómy.

- V roku 1875 Eduard Strasburger identifikoval chromozómy v rastlinách. V roku 1979 to urobil Walther Flemming na zvieratách. Flemming razil pojmy chromatín, proráza, metafáza, anafáza a telofáza.

- V roku 1888, w. Waldeyer razil termín chromozóm.

- V roku 1893 zverejnil Oscar Hertwig prvý cytogenetický text.

- V roku 1902 objavili Theodor Boveri a Walter Sutton homológne chromozómy.

- V roku 1905 Nettie Stevens identifikovala chromozóm a.

- V roku 1937 Albert Blakeslee a. G. Avery zastavila metafázu s rohožami, čo výrazne uľahčuje pozorovanie chromozómov.

- V roku 1968 Torbjörn Caspersson a spolupracovníci opísali kapely q. V roku 1971 opísali Bernard Dutrillaux a Jerome Lejeune kapely R.

- V roku 1971 sa hovorilo o Cands C na konferencii o nomenklatúre ľudských chromozómov.

- V roku 1975, c. Goodpasture a S. A. Bloom opísal farbenie Ag-nor.

- V roku 1979 Jorge Yunis opísal metódy vysokého rozvoja pre G pásma.

- V rokoch 1986-1988 vyvinuli Daniel Pinel a Joe Gray techniku ​​Fish (Fluorescent in Sat Hybridization).

- V roku 1989 Hermann - Josef Lüdecke mikrodisové chromozómy.

- V roku 1996 Evelyn Schröck a Thomas Ried opísali multicromatickú spektrálnu chartypickú typifikáciu.

Objavy u ľudí

V roku 1914 Theodor Boveri navrhol, že rakovina by mohla byť spôsobená chromozomálnymi zmenami. V roku 1958, Charles a. Ford pozoroval chromozomálne anomálie počas leukémie.

V roku 1922 publikoval Theophilus Painter, že ľudia majú 48 chromozómov. Museli sme počkať do roku 1956, aby Jo Hin Tjio a Albert Levan zistili, že skutočne majú 46 chromozómov.

V roku 1932, str. J. Waardenburg navrhol, bez toho, aby sa pokúsil, aby Downov syndróm mohol byť výsledkom chromozomálnej aberácie. V roku 1959 Jerome Lejeune preukázal prítomnosť ďalšieho somatického chromozómu u pacientov s Downovým syndrómom.

Tiež v roku 1959, Charles a. Ford povedal, že ženy s Turnerovým syndrómom chýba jeden z dvoch chromozómov X, zatiaľ čo Patricia Jacobs a John Strong objavili prítomnosť ďalšieho X chromozómu u mužov s Klinefelterovým syndrómom.

V roku 1960 J. Do. Böök a Berta Santesson opísali Triploidy, Klaus Patau opísal Trisomy 13 a John Edwards opísal Trisomy 18.

V roku 1969 Herbert Lubs prvýkrát objavil syndróm krehkého X chromozómu. V tom istom roku sa začala používať amniocentéza pre cytogenetickú diagnostiku.

Môže vám slúžiť: 12 pokrokov v biológii za posledných 30 rokov

Odbor

Cytogenetici študujú chromozomálny vývoj živých bytostí pomocou náklonnosti na fylogenetickú analýzu a riešenie taxonomických problémov.

Okrem toho skúmajú epidemiologické aspekty ľudských chromozomálnych aberácií a environmentálnych faktorov, ktoré produkujú, diagnostikujú a liečia pacientov postihnutých chromozomálnymi abnormalitami, a rozvíjajú sa molekulárne prístupy k dešifrovaniu štruktúry, funkcie a vývoja chromozómov.

Morfológia chromozómov

Každý chromozóm sa skladá z dvoch chromatidov, spojených zúžením nazývaným Centromere. Chromozómové časti, ktoré začínajú od centroméry, sa nazývajú zbrane.

Chromozómy sa nazývajú metacentrické, keď majú vo svojej polovici centroméru; submetacentrické, ak ho majú mierne preč od polovice, takže opačné ramená nie sú rovnaké; akrocentrické, ak je centromere blízko jedného z koncov; a telocentrické, ak je centromér priamo na jednom konci chromozómu.

Techniky: spracovanie vzoriek

Kroky na spracovanie vzoriek sú nasledujúce.

Získanie vzorky

Získanie požadovaného tkaniva, ukladanie vpravo a na príslušných cestách.

Plodina

S výnimkou vzoriek na analýzu rýb sa vyžaduje kultivačné obdobie od jedného dňa do niekoľkých týždňov pred tým.

Zozbieraný

Získava bunky v metafáze.

Zatknutie mitózy

Štandardná cytogenetická analýza vyžaduje zastavenie mytózy, aby bunky zostali v metafáze, pričom na tento účel používajú MAT alebo Colcemid®.

Hypotonická liečba

Zvýšte objem buniek, ktorý umožňuje rozšíriť chromozómy.

Upevnenie

3: 1 acetický metanol-kyselina sa používa na odstránenie buniek z buniek, kalenie membrán a chromatínu na farbenie.

Príprava listu

Fixované bunky sa rozširujú na posúvacie listy, po ktorých sú sušené.

Zafarbenie chromozómov

Existuje niekoľko metód farbenia na rozpoznávanie rozdielov medzi chromozómami. Najbežnejšia je G.

Mikroskopická analýza

Umožňuje zvoliť vhodné bunky na pozorovanie a fotografovanie chromozómov.

Vývoj starostlivosti

Na základe fotografií metafázových buniek sú obrazy chromozómov reprezentatívnej bunky zložené pre následnú štúdiu.

Chromozomálne pásma

Existujú štyri typy chromozomálnych pásov: heterochromatické pásma; Eucromatické pásma, regióny organizujúce nukleol (NOR); Kinotocoros.

Heterochromatické pásma sú prezentované ako diskrétne bloky. Zodpovedajú heterochromatínu, ktorý obsahuje vysoko opakujúce sa sekvencie DNA, ktoré predstavujú konvenčné gény a nie sú odradené v rozhraní.

Euchromatické pásma pozostávajú zo série alternatívnych segmentov, ktoré sú alebo nie sú ovplyvnené farbením. Tieto pásy sa líšia veľkosťou a tvoria výrazné vzory charakteristické pre každú dvojicu chromozómov druhu, čo ich robí veľmi užitočnými na identifikáciu translokácií a chromozomálnych zadných väzieb.

Nors sú tie segmenty chromozómov, ktoré obsahujú stovky alebo tisíce génov ribozomálnych RNA. Sa bežne vizualizujú ako obmedzenia.

Môže vám slúžiť: Gram Stain

Cinetocors sú väzobné miesta mikrotubulov vretena na chromozómy.

Farbenie chromozomálneho pásma

Chromozómy sú o technikách farbenia, ktoré odhaľujú vzorce pozdĺžnej diferenciácie (jasné a tmavé oblasti), ktoré inak neboli vidieť. Tieto vzorce umožňujú porovnávanie rôznych druhov a štúdium evolučných a patologických zmien na úrovni chromozómov.

Chromozómy sa delia na tých, ktorí používajú absorpčné farbenie, zvyčajne giemsa pigmenty a tie, ktoré používajú fluorescenciu. Metódy sfarbenia absorpcie vyžadujú predbežné fyzikálne-chemické ošetrenie, ako je opísané v „spracovaní vzorkovania“.

Niektoré typy príznakov umožňujú vzory obmedzených oblastí chromozómov súvisiacich s funkčnými vlastnosťami. Iní umožňujú vizualizovať rozdiely medzi homológnymi chromozómami, ktoré umožňujú identifikáciu segmentov.

Kapely c

C. bandeo farbiva Väčšina heterochromatických pásiem, takže je univerzálnou technikou demonštrovať prítomnosť heterochromatínu v chromozómoch. Iné metódy zafarbujú iba časť celkového heterochromatínu, takže sú užitočnejšie ako bande c na rozlíšenie medzi typmi heterochromatínu.

Kapely q

Q Bando je najstaršia technika farbenia. Dlhuje svoj názov použitiu quinacrínu. Je účinný bez ohľadu na metódu prípravy chromozómov. Je to alternatívna metóda k g. Používa sa málo, ale jeho spoľahlivosť je užitočná, keď je materiál vzácny alebo ťažko porazený.

G kapely

G Bande na základe použitia Giemsa a Tripsina je najpoužívanejší. Umožňuje detekciu translokácií, investícií, delécií a duplikácií. Je to najpoužívanejšia metóda na charakterizáciu náklonnosti stavovcov, čo dokazuje rozdiely medzi chromozómami, ktoré sa nedajú rozlíšiť iba na základe ich morfológie.

Kapely r

Randement R produkuje inverzný vzor zafarbenia vzhľadom na pásmo G. R Bando.

Kapely t

T Bande je variant R bandery, v ktorom nie je zafarbenie väčšiny intersticiálnych pásov chromozómov, takže terminálne oblasti chromozómov sú intenzívne zafarbené.

Ag-nor kapely

Ag-nor bando sa používa na lokalizáciu sestier farbením strieborným. V Ag-Nor Bandeo, ani neaktívne gény nemusia byť zafarbené. Preto sa tento plameň používa na štúdium zmien v ribozomálnej génovej aktivite počas gameogenézy a embryonálneho vývoja.

Fluorescenčná in situ hybridizácia (ryby)

Fish Bandeo umožňuje vizualizovať chromozómy fluorescenčnými sondami. Fish Technology umožňuje kariotypálnu analýzu buniek, ktoré nie sú v delení.

Môže vám slúžiť: močovina: Čo je, základ, príprava, použitia

Fish Bandeo umožňuje detekciu špecifických DNA sekvencií v chromozómoch, bunkách a tkanivách. Preto sa môže použiť na detekciu chromozomálnych anomálií, ktoré zahŕňajú malé segmenty DNA.

Fish Bandeo otvoril cestu na dve ďalšie sofistikované súvisiace techniky, známe ako spektrálna náklonnosť (obloha, spektrálne karyotypity) a multikromatické ryby (M-Fish, viacfarebné ryby)

Fluorescenčné pigmenty sa používajú na oblohe a m-rise, ktoré spolu produkujú farebné kombinácie, jeden pre každý chromozóm. Tieto techniky boli veľmi užitočné na detekciu komplexných chromozomálnych aberácií, ako sú techniky pozorované v určitých nádoroch a v akútnej lymfoblastickej leukémii.

Lekárske aplikácie

- Cytogenetika rakoviny. Chromozomálne aberácie a aneupprody sú časté v nádoroch. Chromozomálne translokácie môžu mať karcinogénne účinky prostredníctvom produkcie fúznych proteínov. Cytogenetika sa používa na monitorovanie pokroku v liečbe rakoviny.

- Krehké miesta a zlomeniny chromozómov. Miesta krehkých chromozómov môžu spôsobiť patológie, ako je krehký X chromozómový syndróm. Vystavenie cytotoxickým činidlám môže spôsobiť zlomeninu chromozómov. Nosiče určitých autozomálnych mutácií nemajú schopnosť opraviť poškodenú DNA počas zlomenín chromozómov.

- Numerické abnormality chromozómov. Počet chromozómov umožňuje diagnostikovať trizomie, ako napríklad tie, ktoré vyrábali Down, Edwards a Patau's Syndromes. Umožňuje tiež diagnostikovať syndrómy Turner a Klinefelter.

- V chronickej myelogénnej leukémii majú biele krvinky „Philadelphia chromozóm“. Tento abnormálny chromozóm je výsledkom translokalizácie chromozómov 9 a 22.

Odkazy

1. Abbott, J. Klimatizovať., Nordén, a. Klimatizovať., Hansson, b. 2017. Vývoj sexuálneho chromozómov: Historické poznatky a budúce perspektívy. Proces Royal Society B, 284, 20162806.
2. Verte, e. R. C. 2008. Všetko o mitóze a meióze. Učiteľ vytvoril publikovanie materiálov, Huntington Beach, CA.
3. Gersen, s. L., Keagle, m. B., eds. 2013. Princípy klinickej cytogenetiky. Springer, New York.
4. Gosden, J. R., edimatizovať. 1994. Metódy v molekulárnej biológii, zv. 29. Protokoly analýzy chromozómov. Human Press, Totowa, n.J.
5. Hughes, J. F., Strana, D. C. 2015.Biológia a vývoj cicavcov a chromozómov. Ročný prehľad genetiky, 49, 22.1-22.dvadsaťjeden.
6. Kannan, T. P., Alwi, Z. B. 2009. Cytogenetika: minulosť, súčasnosť a budúcnosť. Malajzijský denník lekárskych vied, 16, 4-9.
7. Zákon, h. J., Hnedá, m. G. 2017. Cytogenetika: Prehľad. In: AGT Cytogenetics Laboratory Manual, štvrté vydanie. Arsham, m. Siež., Výbor, m. J., Zákon, h. J., eds. Wiley, New York.
8. Kňaz, c., Louis, a., Bon, c., Berthelot, C., Croolus, h. R. 2018. Evolúcia chromozómov pri pôvode predkovského genómu stavovcov. Genome Biology, 19, 166.
9. Schubert, i. 2007. Vývoj chromozómu. Súčasné stanovisko v biológii rastlín, 10, 109-15.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetika - rastliny, zvieratá, ľudia. Springer-Verlag, New York.