Хромосомы, строение хромосом.
6.4.2. Хромосомалардың жіктелуі. Хромосомалардың Денверлік номенклатурасы.
6.4.3. Хромосомалардың Париждік номенклатура.
6.4.4. Кариотип анықтамасы,медициналық-генетикалық маңызы
Ақпараттық-дидактикалық блок:
Ең алғаш 1956 жылы француз цитогенетиктері Тийо және Леван адамның хромосомаларының нақты санын, 46, анықтады.
Адамның (сондай-ақ басқа да түрлердің) харомосомалар санын анықтаудың қиындығы олардың зерттелетін препараттарда ретсіз орналасуы, жеке хромосомалардың түсіп қалуы және басқа да техникалық қиындықтарға байланысты болды.
Тегіс боялған адам хромосомаларын жіктеу алғаш рет 1960 жылы АҚШ-тың Денвер қаласында өткен халықаралық конференцияда қабылданды. Кейіннен бірқатар өзгертулер мен түзетулер енгізілді (Лондонда 1663 жылы және Чикагода 1966 жылы). Денверлік жіктеу бойынша адамның барлық хромосомалары центромералалық индексі (қысқа иығының ұзындығының хромосоманың түтас ұзындығына қатынасы, пайызбен есептелінеді) және ұзындықтары бойынша 7 топқа бөлінеді. Топтар ағылшын әріптерімен А-дан G-ға дейін белгіленеді. Хромосома жұптарын араб сандарымен белгілеу қабылданған. Топтардың сипаттамасы 1-кестеде көрсетілген.
1-кесте .
Адам хромосомаларының Денверлік жіктелуі
| Х ромосом а топтары | Нөмері | Хромосомалардың центромера және иықтарының орналасуы бойынша сипаттамасы |
| А (I ) В (II) С (III ) Д (IY) Е (Y) F (YI) G (YII) | 1–3 4–5 6–12, Х 13–15 16–18 19–20 21–22, Y | Ең ірі метацентрлік Ірі субметацентрлік Орташа мета – және субметацентрлік Орташа акроцентлік Кіші субметацентрлік Кіші метацентрлік Кіші акроцентрлік |
Идиограмма- хромосомаларды мөлшерінің кішіреюі бойынша жұптарымен орналастыру.
Хромосомаларды рутиндік бояу тек олардың санындағы өзгерістерді (трисомияны, моносомияны және т.б.) анықтау мүмкін болмады.
Денверлік жіктелудің кемшілігі бір топтағы хромосомаларды (С тобы 6-12 хромосомалар, орташа субметацентрлік) ажырату қиын болды. Нәтижесінде хромосоманың құрылымындағы өзгерістерді анықтау өте қиын болды немесе тіпті анықталмады.
Рутиндік бояу арқылы анықталмаған хромосома құрылысындағы өзгерістер (делециялар, транслокациялар, инверсиялар) дифференциалды бояу арқылы идентификациялануы қажет.
1971 жылы хромосомаларды стандарттау және жіктеу бойынша Париждік конференциясында хромосомаларды бояудың дифференциалды әдістері бекітілді. Адамның хромосомаларының прометафазалық және метафазалық идиограммалары осыған негізделіп жасалды. Күрделі дифференциалды бояу әдісі арқылы әр хромосоманың ерекше күңгірт және ақ жолақтары (сегменттері) бойынша хромосома жиынтығындағы әр хромосоманы ажыратуға болады. Хромосоманың қысқа иығы-р, ал ұзын иығы – q әрпімен белгіленеді. Дифференциалды боялған әр хромосомада 1-ден 4-ке дейін аудандар бар. Боялу дәрежесіне қарай(ашық және күңгірт жолақтар) ауданның ішінен сегменттерді ажыратуға болады. Сегменттер де аудандар сияқты центромерадан теломерға қарай ретімен орналасады. Митоздың профаза сатысында хромосоманың гаплоидты жиынтығынан 2000-нан астам сегменттер анықталған. Осылай хромосома жиынтығындағы әр хромосоманы, оның бөлігіктерін карталап, хромосома картасын құрастыруға болады.
Мысалы: 6 р 1.5 шартты белгісі – 6 хромосома, қысқа иығы, 1-ауданның 5-сегменті дегенді білдіреді.
Қазіргі уақытта дифференциалды бояудың немесе бэндингтің 4 негізгі әдістері бар. Бұл әдістер арқылы әр хромосомадағы арнайы кезектесіп түрлі түске (ашық, күңгірт) боялған жолақтарды анықтауға болады: Q, G, R, және С-бояулары.
Жолақтарды анықтауға арналған әдістердің ішінде С-әдісі және G-әдісі кең қолданылады. Екі жағдайда да бояу ретінде Гимза реактиві қолданылады. Ал жолақтардың орналасуындағы айырмашылықтар фиксация алдындағы өңдеу кезіндегі ерекшеліктеріне байланысты.
G-әдіс (G-бэндинг). Алдын-ала, әдетте трипсинді (протеаза; пептидтер мен ақуыздар арасындағы пептидтік байланысты үзетін, гидролаз классына жататын ферменттер, сол сияқты протеолиттік ферменттер) қолданып, жақсы өңделген хромосомалар Гимза (Giemsa) бояуымен боялады. Жарық микроскопы арқылы хромосомалардағы ашық және күңгірт жолақтар— G-сегменттер көрінеді. G-әдісімен ірі емес аберрацияларды және маркерлік хромосомаларды (қалыпты гомологты хромосомаларға қарағанда басқаша сегменттелген) анықтауда жақсы нәтиже береді.
С-әдіс (C-бэндинг) хромосома бойындағы күңгірт жолақ түріндегі гетерохроматинді аймақтарды анықтауға мүмкіндік береді. Интерфазалық жасушалардың ядросында тығыздалған күйде болатын гетерохроматинді аймақтар микроскоп арқылы тығыз боялған түйіршік түрінде көрінеді. С-әдісімен боялмайтын хромосома бөліктері, барлық түрлердің генетикалық материалдарының 80-90% құрайтын эухроматиндік (ашық жолақтар) аймақтарға сәйкес келеді. Q, G, R, әдістерімен қатар цитогенетикада FISH әдісін (FluorescenceinsituHybridization) қолданады.
Молекулалық цитогенетиканың жетістіктері нәтижесінде хромосомаларды зерттеудің жаңа әдістері пайда болды. Солардың бірі флюоресцентті гибридизация әдісі insitu (FISH). Бұл әдіс зерттелетін оъбектінің ДНҚ-сымен комплементарлы әрекеттесетін, ДНҚ-зонд деп аталатын, ұзын емес жасанды ДНҚ нуклеотидтер жүйесіне негізделген, ДНК-зонд флюоресценттелен затпен байланысқан. Зертелінетін объектінің ДНҚ-сымен ДНК-зондтың комплементарлы әрекеттесуі ДНҚ гибридизациясы деп аталады. Егер гибридизиация жүрсе, бұл құбылыс люминесентті микраскоп арқылы анықталынып, зерттелінетін үлгіде ДНҚ-зондқа комплементарлы кесіндінің бар екендігін көрсетеді. Бұл әдістің көмегімен, түрлі ДНҚ-зондтарының жиынтығын қолданып, тіпті бөлінбей тұрған жасушалардың өзінен хромосомалар санындағы өзгерістерді немесе патологиялық генді, сонымен қатар, жай әдістер арқылы анықталынбайтын ұсақ делеция (микроделецияларды да) сияқты хромосомалық мутацияларды анықтауға болады. Түрлі хромосомалар немесе олардың бөліктері түрлі-түсті құрылым ретінде көрінеді.
Адам кариотипі
Жасушадағы саны, көлемі және пішіндерімен сипатталатын диплоидты хромосомалардың жиынтығы кариотип деп аталады. «Кариотип» терминін 1924 жылы совет цитологы Г.А. Левитский енгізді. Кариотип — бұл түрдің бейнесі десе де болады. Әртүрдің хромосомалар саны өзіне тән арнайы болады. Түрлі ағзаларда хромосомалар мөлшері кең көлемде ауытқып отырады. Хромосомалар мөлшері 0,2 мкм-ден 50 мкм-ге дейін болуы мүмкін.
Барлық хромосомалар аутосомды және әйел мен ер адамның жынысының қалыптасуын анықтайтын жыныс хромосомалары деп бөлінеді:
1. Аутосомалар – жыныстық емес хромосомалар; адамда сомалық жасушаларында 22 жұп болады (жыныс жасушаларында 22 тақ).
2. Жыныс хромосомалары – жынысында айырмашылықтары бар ағзалардың, жынысты және жыныспен тіркес белгілерді анықтайтын гендер орналасқан хромосомалар. Адамдар мен жануарлардың аналық жыныстарында бірдей екі Х- хромосомасы (ХХ), ал аталықтары Х және У (ХУ) хромасомалары болады.
Қалыпты ер адам кариотипі 46, ХУ, әйел адам кариотипі 46, ХХ. Ер адамдар мен әйелдерде жалпы хромосома саны 46 ал ХХ, ХУ жыныс хромосомалары, түрліше болады. Бір жұпқа жататын, ұқсас хромосомалар гомологты деп, ал бір-бірінен айтарлықтай айырмашылықтары бар хромосомалар гетерологиялық деп аталады.
Адам кариотипіндегі өзгерістер кешенді даму ақаулықтарына алып келеді. Мұндай ақаулықтардың көпшілігі ағзалардың тіршілік қабілетін төмендетеді. Адамның кариотипін зерттеу хромосомалық ауруларды анықтауға және алдын алуға мүмкіндік береді.