De karyotype Det er et fotografi av det komplette settet av metafasiske kromosomer som beskriver aspekter av antall og struktur. Grenen av medisinsk og biologisk vitenskap som omhandler studiet av kromosomer og relaterte sykdommer er kjent som cytogenetikk..
Kromosomer er strukturene som genene i deoksyribonukleinsyre (DNA) molekyler er organisert i. I eukaryoter er de sammensatt av kromatin, et kompleks av histonproteiner og DNA som er pakket i kjernen til alle celler..
Cellene til alle levende ting på jorden har et bestemt antall kromosomer. Bakterier har for eksempel bare ett sirkulært, mens mennesker har 46 organisert i 23 par; og noen fuglearter har opptil 80 kromosomer.
I motsetning til mennesker har planteceller generelt mer enn to homologe (like) sett med kromosomer. Dette fenomenet er kjent som polyploidi..
Alle instruksjonene som er nødvendige for vekst og utvikling av levende vesener, encellede eller flercellede, finnes i DNA-molekylene som er viklet i kromosomer. Derfor er det viktig å kjenne dens struktur og egenskaper i en art eller i noen av dens individer..
Begrepet karyotype ble brukt for første gang i løpet av 1920-tallet av Delaunay og Levitsky for å betegne summen av de karakteristiske fysiske egenskapene til kromosomer: antall, størrelse og strukturelle særegenheter ved disse..
Siden den gang er den brukt til samme formål i sammenheng med moderne vitenskap; og studien av den følger mange prosesser med klinisk diagnose av forskjellige sykdommer hos mennesker.
Artikkelindeks
Settet med 46 kromosomer (23 par) som utgjør det menneskelige genomet, er kjent som en human karyotype og som er ordnet grafisk i henhold til egenskaper som størrelse og båndmønster, noe som er tydelig takket være bruken av spesielle fargeteknikker..
Av de 23 kromosomparene er bare 1 til 22 ordnet i størrelsesorden. I somatiske celler, det vil si i ikke-seksuelle celler, finnes disse 22 parene, og avhengig av individets kjønn, enten det er mann eller kvinne, tilsettes et par X-kromosomer (kvinner) eller XY-paret (menn) ..
Parene fra 1 til 22 kalles autosomale kromosomer og er de samme i begge kjønn (mann og kvinne), mens kjønnskromosomene, X og Y, er forskjellige fra hverandre..
Hovednytten til en karyotype er detaljert kunnskap om en arts kromosombelastning og egenskapene til hver av dens kromosomer.
Selv om noen arter er polymorfe og polyploid i forhold til deres kromosomer, det vil si at de har varierende former og antall av disse gjennom hele deres livssyklus, gir kunnskap om karyotypen oss vanligvis å utlede mye viktig informasjon om dem..
Takket være karyotypen kan "store" kromosomale endringer som involverer store DNA-deler diagnostiseres. Hos mennesker er mange psykisk funksjonshemmede sykdommer eller tilstander og andre fysiske mangler relatert til alvorlige kromosomavvik..
Karyotyper er beskrevet i henhold til notasjonen godkjent av International System of Human Cytogenetic Nomenclature (ISCN). Internasjonalt system for menneskelig cytogenetisk nomenklatur).
I dette systemet har antallet som er tildelt hvert kromosom å gjøre med størrelsen, og de ordnes vanligvis fra det største til det minste. Kromosomer er presentert i karyotyper som par søsterkromatider med den lille armen (s) ser opp.
Typer av karyotyper er preget av teknikkene som brukes for å oppnå dem. Vanligvis ligger forskjellen i de typer farging eller "merking" som brukes til å skille ett kromosom fra et annet..
Her er en kort oppsummering av noen av teknikkene som hittil er kjent:
I dette brukes fargestoffer som Giemsa og orcein for å flekke kromosomene jevnt. Det ble mye brukt til begynnelsen av 1970-tallet, siden de var de eneste kjente fargestoffene for tiden..
Det er den mest brukte teknikken innen klassisk cytogenetikk. Kromosomene fordøyes tidligere med trypsin og farges deretter. Mønsteret til bånd oppnådd etter farging er spesifikt for hvert kromosom og tillater detaljerte studier av strukturen..
Det er alternative metoder for Giemsa-farging, men de gir svært like resultater, for eksempel Q-bånd og revers R-bånd (der de mørke båndene som observeres er de lyse båndene som oppnås med G-bånd)..
Det flekker spesielt heterokromatin, spesielt det som finnes i sentromerer. Det flekker også noe materiale i de korte armene til de akrosentriske kromosomene og den distale regionen til Y-kromosomets lange arm..
Den brukes til å identifisere det inaktive X-kromosomet og innebærer tilsetning av en nukleotidanalog (BrdU).
Det har blitt brukt historisk for å identifisere regioner i nukleolar organisasjon som inneholder mange kopier av ribosomalt RNA og som finnes i de sentromere regionene..
Det er en fluorescerende fargeteknikk som skiller heterokromatin fra kromosomer 1, 9, 15, 16 og fra Y-kromosomet hos mennesker. Den brukes spesielt til å skille mellom invertert duplisering av kromosom 15.
Anerkjent som det største cytogenetiske fremskrittet etter 1990-tallet, er det en kraftig teknikk der man kan skille submikroskopiske slettinger. Den bruker fluorescerende sonder som spesifikt binder seg til kromosomale DNA-molekyler, og det er flere varianter av teknikken.
Den bruker også fluorescerende prober for å merke DNA forskjellig, men bruker kjente sammenligningsstandarder.
Andre mer moderne teknikker involverer ikke direkte analysen av den kromosomale strukturen, men heller den direkte studien av DNA-sekvensen. Disse inkluderer mikroarrays, sekvensering og andre teknikker basert på PCR-amplifikasjon (polymerasekjedereaksjon)..
Det er forskjellige teknikker for å utføre studiet av kromosomer eller karyotype. Noen er mer sofistikerte enn andre, siden de tillater påvisning av små umerkelige endringer ved de mest brukte metodene..
Cytogenetiske analyser for å oppnå karyotypen utføres ofte fra celler som er tilstede i munnslimhinnen eller i blodet (ved hjelp av lymfocytter). Når det gjelder studier utført hos nyfødte, tas prøver fra fostervannet (invasive teknikker) eller fra fosterblodceller (ikke-invasive teknikker).
Årsakene til at en karyotype utføres er forskjellige, men mange ganger blir de gjort for å diagnostisere sykdommer, fertilitetsstudier, eller for å finne ut årsakene til tilbakevendende aborter eller fosterdødsfall og kreft, blant andre årsaker..
Fremgangsmåten for å utføre en karyotypetest er som følger:
1 - Å skaffe prøven (uansett kilde).
2-celleseparasjon, et viktig trinn, spesielt i blodprøver. I mange tilfeller er det nødvendig å skille delende celler fra delende celler ved hjelp av spesielle kjemiske reagenser..
3-cellevekst. Noen ganger er det nødvendig å dyrke cellene i et egnet dyrkningsmedium for å oppnå en større mengde av dem. Dette kan ta mer enn et par dager, avhengig av type prøve..
4-Synkronisering av celler. For å observere de kondenserte kromosomene i alle cellene som dyrkes samtidig, er det nødvendig å "synkronisere" dem ved hjelp av kjemiske behandlinger som stopper celledeling når kromosomene er mer kompakte og derfor synlige.
5-Få kromosomer fra celler. For å se dem under mikroskopet, må kromosomene "trekkes" ut av cellene. Dette oppnås vanligvis ved å behandle disse med løsninger som får dem til å sprekke og oppløse seg, og frigjøre kromosomene..
6-farging. Som tidligere fremhevet, må kromosomer farges av en av mange tilgjengelige teknikker for å kunne observere dem under mikroskopet og utføre den tilsvarende studien..
7-analyse og telling. Kromosomene blir observert i detalj for å bestemme deres identitet (i tilfelle du vet det på forhånd), deres morfologiske egenskaper som størrelse, posisjon av sentromer og båndmønster, antall kromosomer i prøven, etc..
8-klassifisering. En av de vanskeligste oppgavene til cytogenetikere er klassifiseringen av kromosomer ved å sammenligne egenskapene, siden det er nødvendig å bestemme hvilket kromosom som er. Dette er fordi, siden det er mer enn en celle i prøven, vil det være mer enn ett par av det samme kromosomet..
Før du beskriver de forskjellige kromosomale endringene som kan eksistere og deres konsekvenser for menneskers helse, er det nødvendig å bli kjent med den generelle morfologien til kromosomer.
Kromosomer er strukturer med et lineært utseende og har to "armer", en liten (s) og en større (hva) som er atskilt fra hverandre av en region kjent som centromeren, et spesialisert DNA-sted som er involvert i forankring av mitotisk spindel under mitotisk celledeling.
Sentromeren kan være plassert i midten av de to armene s Y hva, langt fra sentrum eller nær en av ytterpunktene (metasentrisk, submetersentrisk eller akrosentrisk).
På endene av de korte og lange armene har kromosomene "caps" kjent som telomerer, som er spesielle DNA-sekvenser rike på TTAGGG-repetisjoner og som er ansvarlige for å beskytte DNA og forhindre fusjon mellom kromosomer..
I begynnelsen av cellesyklusen blir kromosomer sett på som individuelle kromatider, men når cellen replikerer, dannes to søsterkromatider som har samme genetiske materiale. Det er disse kromosomale parene som observeres på fotografiene av karyotypene..
Kromosomer har forskjellige grader av "pakking" eller "kondens": heterokromatin er den mest kondenserte formen og er transkripsjonelt inaktiv, mens eukromatin tilsvarer de løsere områdene og er transkripsjonelt aktiv.
I en karyotype skilles hvert kromosom, som fremhevet ovenfor, av størrelsen, plasseringen av sentromeren og båndmønsteret når det farges med forskjellige teknikker..
Fra det patologiske synspunktet kan spesifikke kromosomale endringer som regelmessig observeres i menneskelige populasjoner spesifiseres, selv om andre dyr, planter og insekter ikke er unntatt fra disse..
Avvikene har ofte å gjøre med sletting og duplisering av regioner i et kromosom eller av komplette kromosomer.
Disse feilene er kjent som aneuploidier, som er kromosomale endringer som involverer tap eller gevinst av et komplett kromosom eller deler av det. Tapene er kjent som monosomier, og gevinstene er kjent som trisomier, og mange av disse er dødelige for å utvikle fostre..
Det kan også være tilfeller av kromosomale inversjoner, hvor rekkefølgen av gensekvensen endres på grunn av samtidige brudd og feilreparasjoner i en eller annen region av kromosomet..
Translokasjoner er også kromosomale endringer som involverer endringer i store deler av kromosomer som byttes mellom ikke-homologe kromosomer og kan eller ikke kan være gjensidige..
Det er også endringer som er relatert til direkte skade på sekvensen av gener som finnes i kromosomalt DNA; og det er til og med noen relatert til effekten av genomiske "merker" som materiale som er arvet fra en av de to foreldrene kan føre med seg..
Cytogenetisk analyse av kromosomale endringer før og etter fødselen er viktig for en omfattende klinisk behandling av spedbarn, uavhengig av teknikken som brukes til dette formålet..
Downs syndrom er en av de mest påviste patologiene fra karyotype-studien, og det har å gjøre med ikke-forbindelse av kromosom 21, og det er derfor det også er kjent som trisomi 21.
Noen typer kreft oppdages ved karyotypestudie, siden de er relatert til kromosomale endringer, spesielt sletting eller duplisering av gener som er direkte involvert i onkogene prosesser..
Visse typer autisme diagnostiseres fra karyotypeanalyse, og det er vist at duplisering av kromosom 15 hos mennesker er involvert i noen av disse patologiene..
Blant andre patologier assosiert med sletting i kromosom 15 er Prader-Willi syndrom, som forårsaker symptomer som mangel på muskeltonus og respiratoriske mangler hos spedbarn..
"Crying cat" -syndromet (fra fransk cri-du-chat) innebærer tap av den korte armen til kromosom 5, og en av de mest direkte metodene for diagnosen er gjennom den cytogenetiske studien av karyotypen.
Translokasjonen av deler mellom kromosom 9 og 11 karakteriserer pasienter som lider av bipolar lidelse, spesielt relatert til forstyrrelse av et gen på kromosom 11. Andre mangler på dette kromosomet har også blitt observert i forskjellige fødselsskader..
I følge en studie utført av Weh et al. I 1993 har mer enn 30% av pasientene som lider av multippel myelom og plasmacelleleukemi karyotyper med kromosomer hvis strukturer er avvikende eller unormale, spesielt på kromosomer 1, 11 og 14.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.