Det cytogenetik er undersøgelse af morfologi, struktur og funktion af kromosomer, herunder deres ændringer under somatisk celledeling eller mitose og under reproduktiv celledeling eller meiose.
Cytologi studerer også de faktorer, der forårsager kromosomale ændringer, herunder patologiske, der vises fra en generation til en anden, og evolutionære, der virker over mange generationer..
Artikelindeks
De mindeværdige år og begivenheder i cytogenetikens historie er som følger:
- I 1842 observerede Karl Wilhelm von Nägeli "forbigående stamceller", senere kaldet kromosomer..
- I 1875 identificerede Eduard Strasburger kromosomer i planter. I 1979 gjorde Walther Flemming det hos dyr. Flemming opfandt udtrykkene chromatin, prophase, metaphase, anaphase og telophase.
- I 1888 opfandt W. Waldeyer udtrykket kromosom.
- I 1893 offentliggjorde Oscar Hertwig den første cytogenetiske tekst.
- I 1902 opdagede Theodor Boveri og Walter Sutton homologe kromosomer.
- I 1905 identificerede Nettie Stevens Y-kromosomet.
- I 1937 stoppede Albert Blakeslee og A. G. Avery metafase med colchicin, hvilket i høj grad letter observationen af kromosomer..
- I 1968 beskrev Torbjörn Caspersson og kolleger Q-båndene. I 1971 beskrev Bernard Dutrillaux og Jerome Lejeune R-båndene..
- I 1971 blev C-bånd diskuteret på en konference om human kromosomnomenklatur..
- I 1975 beskrev C. Goodpasture og S. E. Bloom Ag-NOR-farvning.
- I 1979 beskrev Jorge Yunis metoderne med høj opløsning for G-bånd.
- I 1986-1988 udviklede Daniel Pinkel og Joe Gray teknikken FISH (fluorescerende in situ hybridisering)..
- I 1989 mikrodissekerede Hermann-Josef Lüdecke kromosomer.
- I 1996 beskrev Evelyn Schröck og Thomas Ried multikromatisk spektral karyotypisk typning.
I 1914 foreslog Theodor Boveri, at kræft kunne skyldes kromosomale ændringer. I 1958 observerede Charles E. Ford kromosomale abnormiteter under leukæmi.
I 1922 offentliggjorde Theophilus Painter, at mennesker har 48 kromosomer. Det tog indtil 1956 for Jo Hin Tjio og Albert Levan at fastslå, at de faktisk har 46 kromosomer.
I 1932 foreslog P. J. Waardenburg uden at bevise det, at Downs syndrom kunne være resultatet af en kromosomal aberration. I 1959 demonstrerede Jerome Lejeune tilstedeværelsen af et ekstra somatisk kromosom hos patienter med Downs syndrom..
Også i 1959 rapporterede Charles E. Ford, at kvinder med Turners syndrom mangler en af de to X-kromosomer, mens Patricia Jacobs og John Strong opdagede tilstedeværelsen af et yderligere X-kromosom hos mænd med Klinefelter-syndrom..
I 1960 beskrev J. A. Böök og Berta Santesson triploidy, Klaus Patau beskrev trisomi 13, og John Edwards beskrev trisomi 18.
I 1969 opdagede Herbert Lubs først Fragile X syndrom. Samme år begyndte fostervandsprøve at blive brugt til cytogenetisk diagnose.
Cytogenetikere studerer den kromosomale udvikling af levende ting ved hjælp af karyotyper til at foretage fylogenetisk analyse og løse taksonomiske problemer..
Derudover undersøger de epidemiologiske aspekter af menneskelige kromosomafvigelser og de miljøfaktorer, der producerer dem, diagnosticerer og behandler patienter, der er ramt af kromosomafvigelser, og udvikler molekylære tilgange til at dechifrere kromosomernes struktur, funktion og udvikling..
Hvert kromosom består af to kromatider, der holdes sammen af en indsnævring kaldet centromeren. Kromosomsektionerne, der starter fra centromeren, kaldes arme..
Kromosomer kaldes metacentriske, når de har centromeren i midten; submetacentric, hvis de har det lidt væk fra midten, så de modsatte arme ikke har samme længde; accentrisk, hvis centromeren er tæt på en af ekstremerne; og telocentrisk, hvis centromeren er lige i den ene ende af kromosomet.
De trin, der skal tages for at behandle prøverne, er som følger.
Erhvervelse af det krævede væv, opbevaring i mediet og i passende hætteglas.
Med undtagelse af prøver til FISH-analyse kræves en dyrkningsperiode på mellem en dag og flere uger før høst..
Det er at få celler i metafase.
Standard cytogenetisk analyse kræver, at mitose stoppes, så celler forbliver i metafase ved hjælp af colchicin eller Colcemid®..
Øger volumenet af celler, hvilket gør det muligt for kromosomer at strække sig.
3: 1 methanol-eddikesyre bruges til at fjerne vand fra celler, hærdningsmembraner og kromatin til farvning.
De faste celler spredes på objektglas, hvorefter de tørres..
Der er flere farvningsmetoder til at genkende forskelle mellem kromosomer. Det mest almindelige er G-båndet.
Giver dig mulighed for at vælge egnede celler til at observere og fotografere kromosomer.
Baseret på fotografier af celler i metafase er billeder af sæt af kromosomer fra en repræsentativ celle komponeret til senere undersøgelse.
Der er fire typer kromosomale bånd: heterokromatiske bånd; euchromatic bands, nucleolus organizing regions (NORs); kinetochores.
Heterochromatic bånd vises som diskrete blokke. De svarer til heterochromatin, som indeholder meget gentagne DNA-sekvenser, der repræsenterer konventionelle gener og ikke dekondenseres ved grænsefladen..
Eukromatiske bånd består af en række alternerende segmenter, der er eller ikke er påvirket af farvning. Disse bånd adskiller sig i størrelse og danner karakteristiske mønstre, der er karakteristiske for hvert par kromosomer af en art, hvilket gør dem meget nyttige til at identificere translokationer og kromosomale omlejringer..
NOR er de segmenter af kromosomerne, der indeholder hundreder eller tusinder af ribosomale RNA-gener. De visualiseres almindeligvis som indsnævring.
Kinetochores er bindingsstederne i mikrotubuli-spindlen til kromosomer.
Kromosombånd består af farvningsteknikker, der afslører mønstre af længdedifferentiering (lyse og mørke områder), som ellers ikke kunne ses. Disse mønstre gør det muligt at sammenligne forskellige arter og studere evolutionære og patologiske ændringer på kromosomniveau..
Metoder til kromosombånd er opdelt i dem, der bruger absorptionsfarvning, typisk Giemsa-farvestoffer, og dem, der bruger fluorescens. Absorptionsfarvningsmetoder kræver en indledende fysisk-kemisk behandling som beskrevet i "Prøvebehandling".
Nogle typer af bånd gør det muligt at vise mønstre af begrænsede områder af kromosomer relateret til funktionelle egenskaber. Andre tillader visualisering af forskelle mellem homologe kromosomer, der gør det muligt at identificere segmenter.
C-bånd pletter de fleste heterokromatiske bånd, hvilket gør det til den universelle teknik at vise tilstedeværelsen af heterochromatin i kromosomer. Andre metoder pletter kun en del af det totale heterochromatin, derfor er de mere nyttige end C-båndet til at skelne mellem typer heterochromatin..
Q-banding er den ældste farvningsteknik. Det skylder sit navn brugen af quinacrin. Det er effektivt uanset kromosomfremstillingsmetoden. Det er en alternativ metode til G-banding. Det bruges sjældent, men dets pålidelighed gør det nyttigt, når materialet er knappe eller vanskeligt at binde..
G-båndet, der er baseret på brugen af Giemsa og trypsin, er det mest anvendte i dag. Det muliggør påvisning af translokationer, inversioner, sletninger og duplikationer. Det er den mest anvendte metode til karakterisering af karyotyper hos hvirveldyr, der viser forskelle mellem kromosomer, der ikke kun kan skelnes ud fra deres morfologi.
R-båndet producerer et omvendt farvningsmønster i forhold til G-båndet (lyse R-bånd er lig med mørke G-bånd og omvendt). R-båndet er især nyttigt til at fremhæve enderne af kromosomer, som er let plettet, når G-båndet bruges..
T-båndet er en variant af R-båndet, hvor der ikke er nogen farvning af de fleste af de interstitielle bånd i kromosomerne, så de terminale regioner i kromosomerne farves intenst..
Ag-NOR-bånd bruges til at lokalisere NOR'er ved sølvfarvning. Inaktive NOR-gener farves muligvis ikke i Ag-NOR-bånd. Derfor anvendes dette bånd til at undersøge ændringer i aktiviteten af ribosomale gener under gametogenese og embryonal udvikling..
FISK-bånd gør det muligt at visualisere kromosomer ved hjælp af fluorescerende mærkede prober. FISH-teknologi muliggør karyotypisk analyse af celler, der ikke deler sig.
FISK-bånd muliggør påvisning af specifikke DNA-sekvenser i kromosomer, celler og væv. Derfor kan den bruges til at detektere kromosomale abnormiteter, der involverer små DNA-segmenter..
FISH-bånd banede vejen for to mere sofistikerede relaterede teknikker, kendt som spektral karyotyping (SKY) og flerfarvet FISH (M-FISH).
I SKY og M-FISH anvendes fluorescerende farvestoffer, som tilsammen producerer farvekombinationer, en for hvert kromosom. Disse teknikker har været meget nyttige til påvisning af komplekse kromosomafvigelser, såsom dem, der ses i visse tumorer og i akut lymfoblastisk leukæmi..
- Cytogenetik af kræft. Kromosomafvigelser og aneuploidi er almindelige i tumorer. Kromosomale translokationer kan have kræftfremkaldende virkninger ved produktion af fusionsproteiner. Cytogenetik bruges til at overvåge udviklingen af kræftbehandlinger.
- Skøre steder og kromosomfraktur. Skøre kromosomsteder kan føre til patologier såsom Fragile X-syndrom. Eksponering for cytotoksiske stoffer kan forårsage kromosomfraktur. Bærere af visse autosomale mutationer mangler evnen til at reparere DNA beskadiget under kromosomfraktur.
- Numeriske kromosomafvigelser. Kromosomtallet kan diagnosticere trisomier, såsom den der producerer Down-, Edwards- og Patau-syndromer. Tillader også diagnose af Turner og Klinefelter syndromer.
- I kronisk myelogen leukæmi har de hvide blodlegemer et "Philadelphia-kromosom." Dette unormale kromosom er resultatet af translokationen af kromosomer 9 og 22.
Endnu ingen kommentarer