Cytogenetikkhistorie, hvilke studier, teknikker, applikasjoner

De Cytogenetikk Det er studiet av morfologi, struktur og funksjon av kromosomer, inkludert deres endringer under den somatiske delingen av celler, eller myitose, og under reproduktiv deling av celler, eller meiose.

Cytologi studerer også faktorene som forårsaker kromosomale forandringer, inkludert de patologiske, som vises fra en generasjon til en annen, og evolusjonær, som virker gjennom mange generasjoner.

Kilde: Pixabay.com

[TOC]

Historie

De minneverdige årene og hendelsene i cytogenetikkhistorien er følgende:

- I 1842 observerte Karl Wilhelm von Nägeli "forbigående cytoblast", da kalt kromosomer.

- I 1875 identifiserte Eduard Strasburger kromosomer i planter. I 1979 gjorde Walther Flemming det hos dyr. Flemming myntet begrepene kromatin, profase, metafase, anafase og telofase.

- I 1888, w. Waldeyer myntet begrepet kromosom.

- I 1893 publiserte Oscar Hertwig den første cytogenetiske teksten.

- I 1902 oppdaget Theodor Boveri og Walter Sutton homologe kromosomer.

- I 1905 identifiserte Nettie Stevens kromosomet og.

- I 1937, Albert Blakeslee og. G. Avery stoppet metafase med matter, og letter kromosomobservasjon i stor grad.

- I 1968 beskrev Torbjörn Caspersson og samarbeidspartnere bandene Q. I 1971 beskrev Bernard Dutrillaux og Jerome Lejeune R -bandene.

- I 1971 var det snakk om Cands C på en konferanse om menneskelige kromosomer nomenklatur.

- I 1975, c. Goodpasture og s. OG. Bloom beskrev Ag-Nor-farging.

- I 1979 beskrev Jorge Yunis metodene med høy oppløsning for G -band.

- I 1986-1988 utviklet Daniel Pinkel og Joe Gray Fish (Fluorescent in Sit Hybridization) teknikk.

- I 1989, Hermann - Josef Lüdecke Microdise Chromosomes.

- I 1996 beskrev Evelyn Schröck og Thomas Ried den multikromatiske spektralkartypiske typifiseringen.

Funn hos mennesker

I 1914 antydet Theodor Boveri at kreft kunne skyldes kromosomale endringer. I 1958, Charles og. Ford observerte kromosomale anomalier under leukemi.

I 1922 publiserte Theophilus maler at mennesker har 48 kromosomer. Vi måtte vente til 1956 slik at Jo Hin Tjio og Albert Levan slo fast at de virkelig har 46 kromosomer.

I 1932, s. J. Waardenburg foreslo, uten å prøve at Downs syndrom kunne være et resultat av kromosomavvik. I 1959 demonstrerte Jerome Lejeune tilstedeværelsen av et ekstra somatisk kromosom hos pasienter med Downs syndrom.

Også i 1959, Charles og. Ford sa at kvinner med Turner -syndrom mangler en av de to X -kromosomene, mens Patricia Jacobs og John Strong oppdaget tilstedeværelsen av et ekstra X -kromosom hos menn med Klinefelter syndrom.

I 1960, J. TIL. Böök og Berta Santesson beskrev Triploidy, Klaus Patau beskrev Trisomy 13, og John Edwards beskrev Trisomy 18.

I 1969 oppdaget Herbert Lubs først det skjøre X -kromosomsyndromet. Samme år begynte fostervannsprøve for cytogenetisk diagnose å bli brukt.

Kan tjene deg: 12 fremskritt av biologi de siste 30 årene

Studieretning

Cytogenetikere studerer den kromosomale evolusjonen av levende vesener, ved å bruke kjærlighet til fylogenetisk analyse og løse taksonomiske problemer.

I tillegg undersøker de epidemiologiske aspekter ved humane kromosomale avvik og miljøfaktorer som produserer, diagnostiserer og behandler pasienter som er berørt av kromosomale abnormiteter, og utvikler molekylære tilnærminger for å tyde strukturen, funksjonen og utviklingen av kromosomer.

Kromosomer morfologi

Hvert kromosom er sammensatt av to kromatider, forbundet med en innsnevring kalt sentromere. Kromosomseksjonene som starter fra sentromeren kalles armer.

Kromosomene kalles metasentrisk når de har sentromere på halvparten; Submetacentric hvis de har det litt borte fra halvparten, slik at motsatte armer ikke har samme lengde; Akrocentrisk hvis sentromeren er nær en av endene; og telosentrisk hvis sentromere er rett i den ene enden av kromosomet.

Teknikker: Eksempelbehandling

Trinnene for å behandle prøvene er følgende.

Oppnå prøven

Anskaffelse av det nødvendige vevet, lagre det i høyre og i passende veier.

Avling

Med unntak av prøver for fiskeanalyse er det nødvendig med en kulturperiode på en dag og flere uker før høstingen.

Høstet

Det er å skaffe celler i metafase.

Mitosearrest

Standard cytogenetisk analyse krever å stoppe mytosen for at celler forblir i metafase, ved bruk av MAT eller Colcemid® for dette.

Hypotonbehandling

Øk volumet av celler, som lar kromosomer utvide.

Fiksering

3: 1 ADICIC METHANOL-ACID brukes til å fjerne celle fra celler, herding av membraner og kromatin for farging.

Arkforberedelse

De faste cellene utvides på lysbildeark, hvoretter de er tørket.

Kromosomer farging

Det er flere fargemetoder for å gjenkjenne forskjeller mellom kromosomer. Det vanligste er g.

Mikroskopisk analyse

Lar deg velge passende celler for å observere og fotografere kromosomer.

Utvikling av omsorgsaksjoner

Basert på metafasecellefotografier er bilder av kromosomene til en representativ celle sammensatt for etterfølgende studie.

Kromosomale bånd

Det er fire typer kromosomale bånd: heterokromatiske bånd; Eukromatiske bånd, Nucleol Organizing Regions (NORS); Cinetocoros.

Heterokromatiske bånd presenteres som diskrete blokker. De tilsvarer heterokromatin, som inneholder svært repeterende DNA -sekvenser som representerer konvensjonelle gener og ikke blir motløs i grensesnittet.

Eukromatiske bånd består av en serie alternative segmenter som ikke er påvirket av farging. Disse båndene er forskjellige i størrelse, og danner særegne mønstre som er karakteristiske for hvert par kromosomer av en art, noe som gjør dem veldig nyttige for å identifisere translokasjoner og kromosomale bakerstider.

Nors er de segmentene av kromosomer som inneholder hundrevis eller tusenvis av ribosomale RNA -gener. De blir ofte visualisert som innsnevringer.

Kan tjene deg: gram flekk

Cinetocoros er bindingsstedene til mikrotubuli -spindelen til kromosomene.

Kromosomalt båndfarging

Kromosomene handler om fargingsteknikker som avslører langsgående differensieringsmønstre (klare og mørke regioner) som ellers ikke kunne sees. Disse mønstrene tillater å sammenligne forskjellige arter og studere evolusjonære og patologiske forandringer på kromosomnivå.

Kromosomer er delt til de som bruker absorpsjonsfarging, typisk Giemsa -pigmenter, og de som bruker fluorescens. Absorpsjonsfargemetoder krever foreløpig fysisk-kjemisk behandling, som beskrevet i "prøvetaking av prosessering".

Noen typer flagg tillater mønstre av begrensede regioner av kromosomer relatert til funksjonelle egenskaper. Andre tillater å visualisere forskjeller mellom homologe kromosomer som muliggjør identifisering av segmenter.

Band c

C Bandeo fargelegger de fleste av de heterokromatiske båndene, så det er den universelle teknikken for å demonstrere tilstedeværelsen av heterokromatin i kromosomer. Andre metoder flekker bare en del av total heterokromatin, så de er mer nyttige enn Bande C for å skille mellom typer heterokromatin.

Band q

Q Bando er den eldste fargingsteknikken. Skylder navnet til bruk av kinakrin. Det er effektivt uavhengig av kromosomforberedelsesmetode. Det er en alternativ metode til G. Lite brukes, men påliteligheten gjør det nyttig når materialet er lite eller vanskelig å slå.

G band

G Bande, basert på bruk av Giemsa og Tripsina, er den mest brukte. Tillater påvisning av translokasjoner, investeringer, slettinger og duplikasjoner. Det er den mest brukte metoden for karakterisering av virveldyr, bevis på forskjeller mellom kromosomer som ikke kan skilles ut basert på deres morfologi.

Band r

R -bandementet produserer et omvendt fargemønster med hensyn til G -båndet. R -bandoen.

Band t

T -båndet er en variant av R -bandy.

Ag-Nor Bands

Ag-Nor Bando brukes til å lokalisere sykepleiere ved å farge med sølv. I Ag-Nor Bandeo kan heller ikke inaktive gener farget. Derfor brukes denne flammen til å studere endringer i ribosomal genaktivitet under gameteogenese og embryonal utvikling.

Fluorescerende in situ hybridisering (fisk)

Fisken Bandeo gjør det mulig å visualisere kromosomer med lysstoffrør markerte sonder. Fisketeknologi tillater den kariotypiske analysen av celler som ikke er i divisjon.

Kan tjene deg: Urea -buljong: Hva er, grunnlag, forberedelse, bruk

Fiskebåndet tillater deteksjon av spesifikke DNA -sekvenser i kromosomer, celler og vev. Derfor kan det brukes til å oppdage kromosomale anomalier som involverer små DNA -segmenter.

Fish Bandeo åpnet veien for to sofistikerte relaterte teknikker, kjent som spektral hengivenhet (himmel, spektral karyotyping) og multikromatisk fisk (m-fisk, flerfarget fisk)

Fluorescerende pigmenter brukes på himmelen og M-Fish, som sammen produserer fargekombinasjoner, en for hvert kromosom. Disse teknikkene har vært veldig nyttige for å oppdage komplekse kromosomavvik, slik som de som er observert i visse svulster og i akutt lymfoblastisk leukemi.

Medisinske applikasjoner

- Cytogenetikk av kreft. Kromosomavvik og aneupplody er hyppig i svulster. Kromosomale translokasjoner kan ha kreftfremkallende effekter gjennom fusjonsproteinproduksjon. Cytogenetikk brukes til å overvåke fremdriften i kreftbehandlinger.

- Fragile steder og kromosomer brudd. Fragile kromosomsteder kan forårsake patologier som skjørt X -kromosomsyndrom. Eksponering for cytotoksiske midler kan produsere kromosomer brudd. Bærerne av visse autosomale mutasjoner mangler evnen til å reparere skadet DNA under kromosomer brudd.

- Numeriske abnormiteter av kromosomer. Kromosometallet gjør det mulig å diagnostisere trisomier, for eksempel den som er produsert av Down, Edwards og Pataus syndromer. Det tillater også å diagnostisere Turner- og Klinefelter -syndromer.

- Ved kronisk myelogen leukemi har hvite blodlegemer et "Philadelphia -kromosom". Dette unormale kromosomet er resultatet av translokalisering av kromosomer 9 og 22.

Referanser

1. Abbott, J. K., Nordén, a. K., Hansson, f. 2017. Kjønnskromosomutvikling: Historisk innsikt og fremtidsperspektiver. Prosess for Royal Society B, 284, 20162806.
2. Tro, e. R. C. 2008. Alt om mitose og meiose. Lærer opprettet materialpublisering, Huntington Beach, CA.
3. Gersen, s. L., Keagle, m. B., red. 2013. Prinsippene for klinisk cytogenetikk. Springer, New York.
4. Gosden, J. R., Ed. 1994. Metoder i molekylærbiologi, volum. 29. Kromosomanalyseprotokoller. Human Press, Totowa, n.J.
5. Hughes, J. F., Side, d. C. 2015.Biologien og utviklingen av pattedyr og kromosomer. Årlig gjennomgang av genetikk, 49, 22.1-22.tjueen.
6. Kannan, t. P., Alwi, Z. B. 2009. Cytogenetikk: fortid, nåtid og fremtid. Malaysian Journal of Medical Sciences, 16, 4-9.
7. Lawce, h. J., Brown, m. G. 2017. Cytogenetics: En oversikt. I: AGT Cytogenetics Laboratory Manual, fjerde utgave. Arsham, m. S., Barch, m. J., Lawce, h. J., red. Wiley, New York.
8. Prest, c., Louis, a., Bon, c., Berthelot, ca., Crolius, h. R. 2018. Kromosomutvikling ved opprinnelsen til forfedres virveldyrgenom. Genombiologi, 19, 166.
9. Schubert, i. 2007. Kromosomutvikling. Nåværende mening i plantebiologi, 10, 109-15.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetikk - planter, dyr, mennesker. Springer-Verlag, New York.