De cytogenetik är studiet av morfologi, struktur och funktion av kromosomer, inklusive deras förändringar under somatisk celldelning, eller mitos, och under reproduktiv celldelning, eller meios.
Cytologi studerar också de faktorer som orsakar kromosomala förändringar, inklusive patologiska, som uppträder från en generation till en annan och evolutionära, som verkar över många generationer..
Artikelindex
De minnesvärda åren och händelserna i cytogenetikens historia är som följer:
- 1842 observerade Karl Wilhelm von Nägeli "övergående stamceller", senare kallade kromosomer..
- År 1875 identifierade Eduard Strasburger kromosomer i växter. 1979 gjorde Walther Flemming det på djur. Flemming myntade termerna kromatin, profas, metafas, anafas och telofas.
- 1888 myntade W. Waldeyer termen kromosom.
- 1893 publicerade Oscar Hertwig den första cytogenetiska texten.
- År 1902 upptäckte Theodor Boveri och Walter Sutton homologa kromosomer.
- År 1905 identifierade Nettie Stevens Y-kromosomen.
- År 1937 stoppade Albert Blakeslee och A. G. Avery metafas med kolchicin, vilket underlättade i hög grad observationen av kromosomer..
- 1968 beskrev Torbjörn Caspersson och kollegor Q-banden. 1971 beskrev Bernard Dutrillaux och Jerome Lejeune R-banden..
- 1971 diskuterades C-band vid en konferens om mänsklig kromosomnomenklatur..
- 1975 beskrev C. Goodpasture och S. E. Bloom Ag-NOR-färgning.
- 1979 beskrev Jorge Yunis metoderna för högupplösning för G-band.
- 1986-1988 utvecklade Daniel Pinkel och Joe Gray tekniken FISH (fluorescerande in situ hybridisering)..
- 1989 mikrodissekterade Hermann-Josef Lüdecke kromosomer.
- 1996 beskrev Evelyn Schröck och Thomas Ried multikromatisk spektral karyotyp typning.
År 1914 föreslog Theodor Boveri att cancer kan bero på kromosomförändringar. 1958 observerade Charles E. Ford kromosomavvikelser under leukemi.
År 1922 publicerade Theophilus Painter att människor har 48 kromosomer. Det tog fram till 1956 för Jo Hin Tjio och Albert Levan att fastställa att de faktiskt har 46 kromosomer.
1932 föreslog P. J. Waardenburg, utan att bevisa det, att Downs syndrom kan vara resultatet av en kromosomavvikelse. 1959 demonstrerade Jerome Lejeune förekomsten av en extra somatisk kromosom hos patienter med Downs syndrom..
Även 1959 rapporterade Charles E. Ford att kvinnor med Turners syndrom saknar en av de två X-kromosomerna, medan Patricia Jacobs och John Strong upptäckte närvaron av ytterligare en X-kromosom hos män med Klinefelters syndrom..
1960 beskrev J. A. Böök och Berta Santesson triploidi, Klaus Patau beskrev trisomi 13 och John Edwards beskrev trisomi 18.
År 1969 upptäckte Herbert Lubs först Bräckligt X-syndrom. Samma år började fostervattensprov användas för cytogenetisk diagnos.
Cytogeneticists studerar den kromosomala utvecklingen av levande saker, med hjälp av karyotyper för att göra fylogenetisk analys och lösa taxonomiska problem..
Dessutom undersöker de epidemiologiska aspekter av mänskliga kromosomavvikelser och de miljöfaktorer som producerar dem, diagnostiserar och behandlar patienter som drabbats av kromosomavvikelser och utvecklar molekylära metoder för att dechiffrera kromosomernas struktur, funktion och utveckling..
Varje kromosom består av två kromatider, som hålls samman av en sammandragning som kallas centromeren. Kromosomsektionerna som börjar från centromeren kallas armar..
Kromosomer kallas metacentriska när de har centromeren i mitten; submetacentric om de har det något bort från mitten, så att de motsatta armarna inte är lika långa; akcentrisk om centromeren är nära en av ytterligheterna; och telocentrisk om centromeren är rätt i ena änden av kromosomen.
Stegen som ska vidtas för att bearbeta proverna är som följer.
Förvärv av den nödvändiga vävnaden, lagring i mediet och i lämpliga injektionsflaskor.
Med undantag för prover för FISH-analys krävs en odlingsperiod på mellan en dag och flera veckor före skörd..
Det erhåller celler i metafas.
Standard cytogenetisk analys kräver att mitos stoppas så att cellerna förblir i metafas med kolchicin eller Colcemid®..
Ökar cellvolymen, vilket gör att kromosomer kan förlängas.
3: 1 metanol-ättiksyra används för att avlägsna vatten från celler, härdningsmembran och kromatin för färgning.
De fixerade cellerna sprids på objektglas, varefter de torkas..
Det finns flera färgningsmetoder för att känna igen skillnader mellan kromosomer. Det vanligaste är G-bandet.
Låter dig välja lämpliga celler för att observera och fotografera kromosomer.
Baserat på fotografier av celler i metafas komponeras bilder av uppsättningen kromosomer av en representativ cell för senare studie.
Det finns fyra typer av kromosomala band: heterokromatiska band; eukromatiska band, kärnorganiserande regioner (NOR); kinetochores.
Heterokromatiska band visas som diskreta block. De motsvarar heterokromatin, som innehåller mycket repetitiva DNA-sekvenser som representerar konventionella gener och inte dekondenseras vid gränssnittet..
Eukromatiska band består av en serie alternerande segment som påverkas eller inte påverkas av färgning. Dessa band skiljer sig åt i storlek och bildar distinkta mönster som är karakteristiska för varje par kromosomer av en art, vilket gör dem mycket användbara för att identifiera translokationer och kromosomala omläggningar..
NOR är de segment av kromosomerna som innehåller hundratals eller tusentals ribosomala RNA-gener. De visualiseras ofta som sammandragningar.
Kinetochores är bindningsställena för mikrotubuli-spindeln till kromosomer.
Kromosombandning består av färgningstekniker som avslöjar mönster av longitudinell differentiering (ljusa och mörka områden) som inte kunde ses på annat sätt. Dessa mönster gör det möjligt att jämföra olika arter och studera evolutionära och patologiska förändringar på kromosomnivå..
Metoder för kromosombandning är uppdelade i de som använder absorptionsfärgning, vanligtvis Giemsa-färgämnen, och de som använder fluorescens. Absorptionsfärgningsmetoder kräver en preliminär fysisk-kemisk behandling, såsom beskrivs i "Provbearbetning".
Vissa typer av banding gör det möjligt att visa mönster av begränsade kromosomområden relaterade till funktionella egenskaper. Andra tillåter visualisering av skillnader mellan homologa kromosomer som gör det möjligt att identifiera segment.
C-banding fläckar de flesta heterokromatiska band, vilket gör det till den universella tekniken att visa närvaron av heterokromatin i kromosomer. Andra metoder fläckar endast en del av det totala heterokromatinet, därför är de mer användbara än C-bandet för att skilja mellan typer av heterokromatin..
Q-banding är den äldsta färgningstekniken. Det har sitt namn tack vare användningen av kinakrin. Det är effektivt oavsett metod för beredning av kromosom. Det är en alternativ metod till G-banding. Det används sällan, men dess tillförlitlighet gör det användbart när materialet är knappt eller svårt att banda..
G-bandet, baserat på användningen av Giemsa och trypsin, är det mest använda idag. Det gör det möjligt att upptäcka translokationer, inversioner, raderingar och duplikationer. Det är den mest använda metoden för karakterisering av karyotyper hos ryggradsdjur, som visar skillnader mellan kromosomer som inte kan särskiljas baserat endast på deras morfologi.
R-bandet ger ett omvänd färgningsmönster med avseende på G-bandet (ljusa R-band är lika mörka G-band och vice versa). R-bandet är särskilt användbart för att markera ändarna på kromosomer, som är något färgade när G-bandet används..
T-bandet är en variant av R-bandet i vilken det inte finns någon färgning av de flesta av de interstitiella banden i kromosomerna, så att terminalområdena i kromosomerna är intensivt färgade.
Ag-NOR-banding används för att lokalisera NOR genom silverfärgning. Inaktiva NOR-gener kanske inte färgas i Ag-NOR-banding. Därför används detta band för att studera förändringar i aktiviteten hos ribosomala gener under gametogenes och embryonal utveckling..
FISK-banding gör det möjligt att visualisera kromosomer med fluorescerande märkta prober. FISH-teknik möjliggör karyotypanalys av celler som inte delar sig.
FISK-banding möjliggör detektion av specifika DNA-sekvenser i kromosomer, celler och vävnader. Därför kan den användas för att detektera kromosomavvikelser som involverar små segment av DNA..
FISH banding banade väg för två mer sofistikerade relaterade tekniker, känd som spektral karyotyping (SKY) och flerfärgad FISH (M-FISH).
I SKY och M-FISH används fluorescerande färgämnen som tillsammans ger färgkombinationer, en för varje kromosom. Dessa tekniker har varit mycket användbara för att detektera komplexa kromosomavvikelser, såsom de som ses i vissa tumörer och vid akut lymfoblastisk leukemi..
- Cytogenetik av cancer. Kromosomavvikelser och aneuploidi är vanliga i tumörer. Kromosomala translokationer kan ha cancerframkallande effekter genom produktion av fusionsproteiner. Cytogenetik används för att övervaka utvecklingen av cancerbehandlingar.
- Bräckliga platser och kromosomfraktur. Bräckliga kromosomsidor kan leda till patologier som Fragile X-syndrom. Exponering för cytotoxiska medel kan orsaka kromosomfraktur. Bärare av vissa autosomala mutationer saknar förmågan att reparera DNA som skadats under kromosomfraktur.
- Numeriska kromosomavvikelser. Kromosomantalet kan diagnostisera trisomier, som den som producerar Down-, Edwards- och Patau-syndrom. Tillåter också diagnos av Turner och Klinefelter syndrom.
- Vid kronisk myelogen leukemi har de vita blodkropparna en "Philadelphia-kromosom." Denna onormala kromosom är resultatet av translokationen av kromosomerna 9 och 22.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.