А) Q - сегменты(quinacrine, акрихин) - участки хромосом способных связывать флюорохромы, флюоресцирующие (яркое свечение) после окрашивания акрихин - ипритом. Q - сегменты

соответствуют участкам богатым ATпарам (55 - 65%) ДНК и содержат тканеспецифические гены, реплицирующиеся во второй половине S - периода интерфазы. Преимущество Qметода состоит в том, что позволяетдаже в интерфазномядре идентифицировать«У» хромосомучеловека по яркой флуоресценции в виде парных светящихся точек.Для просмотратаких препаратов используют люминесцентный микроскоп.

б) G- сегменты (Gitmsa, Гимза)выявляются при окрашивании красителем Гимза в сочетании с дополнительными протеолическими процедурами, которые способствуют тому, что краситель адсорбируется наиболее интенсивно на определённых G - сегментах (образуя тёмные диски -гетерохроматиновыеучастки и светлые - эухроматиновые).Этот методчаще используют в повседневной работебольшинства лабораторий, поскольку он не требует использование флуоресцентного микроскопа. Qи G сегменты совпадают.К разновидностям окрашивания по методу Гимзыотносятся Rи С — окрашиваемое.

в) R- сегменты(reverse, обратные) окрашиваются после тепловой денатурации и располагаютсямежду Q и G сегментами.Окрашенные и неокрашенные сегменты располагаются обратнотому, что наблюдается при G и Q - окрашивании. R- сегменты,соответствуют участкам богатым ГЦ - парам (50 - 60%) ДНК. которые более устойчивык тепловой денатурации. Они содержат общеклеточные гены, реплицирующиеся в первой половине S - периода интерфазы(на G и Q окрашенных хромосомах эго светлые - эухроматиновые участки).На R— окрашенных хромосомах это тёмные эухроматиновые.Гетерохроматиновые и околоцентромерные районы остаются светлыми

г) С- сегменты(constituve heterochromatin, конститутивный гетерохроматин)окрашивают прицентромерные районы хромосом, более устойчивые к химическим и физическим повреждениям. В этих участках ДНК с многократно повторяющимися последовательностями. С -окрашивание позволяет выявить сегментыцентромерных участков коротких плеч 13, 14, 15, 21, 22, и У хромосом. Это окрашивание выявляет, структурный,или конститутивный гетерохроматин.

д) Т- сегменты,окрашивание теломерпых концевых зон хромосом.

Достижения молекулярной цитогенетики позволили внедрить в клиническую цитогспстику новых технологий, таких как ДИК диагностика, гибридизация нуклеиновых кислот на препарате in siti. а также компьютерных систем для анализа хромосом. ДНК диагностикаоснована на использовании технологии рекомбинантных молекул ДНК для выявления молекулярно генетическогодефекта хромосом. Флуоресцентная гибридизация на препарате in siti FISH-Fluorescent In Situ Hybrization включаетприменение специально подготовленных (флюоресцирующих)ДНК проб. ДНК - зонды представляют собой клонированные фрагменты генома человека для выявления генетических дефектов на хромосомном уровне. При этом используется многоцветовая флуоресцентная

in siti гибридизация ДНК на препарате метафазных хромосом или интерфазных клеток для маркировки хромосом или их участков. Данная диагностика, охватывает практически весь спектр хромосомных аномалий, что в первую очередь позволяет выделять редкие хромосомные синдролш. Метод FISHможет применяться и для диагностики анеуплоидий в интерфазных ядрах.

Классификация хромосом

Развитие цитогенетики

Для того чтобы легче было разобраться в сложном комплексе хромосом, образующих кариотип,их располагают в виде идиограмм (своеобразной записи). Составлениеидиограмм, как и сам термин предложил советский цитолог С.Г. Навашин (1857 - 1930). В идеограмме хромосомы располагаются в порядке убывающей величины. Исключениесоставляют половые хромосомы X и У, которые располагают в конце. В 1956 г. цитологии Д.Тио и Л. Леван установили, чтоу человека 46 хромосом (а не 48, как думали раньше). В I960 г. в Денвере (США)была разработана первая Международная классификация хромосом человека. В основу которой легли: - размеры хромосом (большие, средние, маленькие),

- форма (метацентрические. субметацентрические, акроцептрические),

- положении центромеры - центромерами индекс - количественная характеристика, определяемая положением первичной перетяжки. Представляет отношение длины короткого плеча хромосомы к длине всей хромосомы, принятой за 100%. Если центромернып индекс равен 50%, то это метацеитрическая хромосома, меньше 50% ~ субметацентричестя.

Все пары аутосомбыли пронумерованы:

• арабскими цифрами (I, 2, 3 ...22 -аутосомы,самая большая аутосома имеет первый номер, а самая маленькая аутосома -22)

• разделены на семь групп (1- 7), обозначенных латинскими буквами -А, В, С, Д Е, F, G. Половые хромосомы обозначены латинскими буквами X иУ

В1971 г. на IY Пражской конференции генетиков в дополнение к Денверской классификации были представлены методы дифференциальной окраски хромосом (выявление чередующихся сегментов-тёмных и светлыхпо длине хромосомы), благодаря которымкаждая хромосома приобретаетсвоей неповторимыйрисунок, что помогает точнойидентификации.

Группа А (1 -3) -6 хромосом,три наиболее крупных хромосом; первая и третьяпары метацентрические,а втораяумеренно субметацентрическая

Группа В (4 - 5) - 4 хромосомы,две пары длинных больших субметацентриков,неразличимых по размеруи морфологическим признакам.

Группа С (6 - 12) - 14 хромосом,семь пар аутосом среднейвеличины с субмедиално расположенной центромерой. К этой группе относится половая Х-хромосома,она сходна с самыми крупными хромосомами из группы С - 6 и 7.

Группа Д (13 - 15) - 6 хромосом,три пары больших (средней величины) акроцентриков не различимых между собой.

Группа Е (16 - 18) - 6 хромосом, трипары малых субметацентрических хромосом 16 - хромосома имеет почтимедианную локализацию центромеры,а 18 пара хромосом более акроцентрична,т.е отлтчается меньшей длиной коротких плеч

Группа F (19- 20) -4 хромосомы,две пары маленьких метацентриков

Группа G (21 - 22) - 4 аутосомы,две пары мелких акроцентриков. Эти хромосомы неразличимы. К этой группе относится У-хромосома(мелкий акроцентрик) Половые хромосомы X и У распределяютсяв конце идеограммы.

Анализ фотокариограммы нормального кариотипа человека.

Хромосомы окрашены простым рутинным способом, краситель распределяется равномерно по всей длине хромосомы, полому они подлежа! группой идентификации.

На фотографии метафазной пластинки (46, XX - женский кариотип или 46,ХУ -мужской кариотип) находят хромосомы и обводят (в кружок):

Первыми выделяют группу G- красным карандашом маленькие акроцентрики группы G 21,22 пары - их 4 - две пары, если это женский кариотип (46. XX) или 5 акроцентриков, если это мужской кариотип (46, ХУ) с акроцснтричсской У хромосомой идендифипируемой с хромосомами группы G.

2. вторыми выделяют группу Д,и обводят синим карандашом крупные акроцентрики группы Д 13-15 три пары аутосом - их 6 .

3. третья группа выделяют группу Е- коричневым карандашом - их 6 аутосом - 3 пары . Хромосомы группы Е(16 - 18 пары) идентифицируют индивидуально: 16- хромосома -более метацснтрик, 17-ая-субметацентрик, 18-ая -более акроцентрическая хромосома. Это хромосомы мелких размеров, они выделяются

4. четвёртая группа выделяют группу F- зеленым карандашом выделяют маленькие метацентрики группы F19, 20 пары, их 4 - 2 пары,

5. прятая группа выделяют группу А.Далее идентифицируют хромосомы группы А: 1-япара - самые большие метацен грики, 2-я пара хромосом - самые большие субметацентрики и 3-я пары хромосомы большие метанентрики, но меньше первой пары хромосом. Выделяют эти хромосомы черным (простым) карандашом - их 6 - 3 пары.

6. шестая группа выделяют группу В.Хромосомы Группы В- типичные субметацентрики крупных размеров (4, 5 пары). Их отмечаютпроизвольно, возле каждой хромосомы ставятномер (4,4 5.5)

7. седьмая группа С.Оставшиеся хромосомы - этохромосомы группы С и X- половые хромосомыподлежат групповой идентификации. Хромосом группы С их 14аутосом.Они средних размеров, типичные субметацентрики Выделяют эти хромосомы .желтым карандашом 6 последнюю очередь.

Половые хромосомы:X - хромосому выделяютжелтым вместе с хромосомами группы - С

У-красным карандашом - маленький акроцентрик, похожа на хромосомы группы G. Затем на метафазной пластинке подсчитывают общее число хромосом. В нормальном кариотипе человека оно равно 46.

Определяют пол по количеству самых мелких акроцентрических хромосом из группы G и хромосом из группы С:

Если кариотип - 46, XX - женский, то в группе С будет 16 хромосом: из них 14 аутосом группы С плюс две половые Х-хромосомы. А в группе G -4 - акроцентрика

Если мужской кариотип 46, ХУ, то в группе С будет 15 хромосом: 14 - аутосом группы С и одна половая Х-хромосома и в группе G - пять акроцентриков

Идентифицированные хромосомы вырезают, раскладывают по группам. А, В, С. D, E, F, G, нумеруют пары от 1 по 22 и приклеивают в альбом. Половые хромосомы располагают в конце идеограммы.

Символика хромосом

Кариотип человека в норме и при хромосомных заболеваниях требуют унифицированной шволики хромосом. В настоящее время исследователи всего мира клинические генетики, ^вропатологи, педиатры, психологи, психиатры используют «Международную системудля потогенетической номенклатуры хромосом человека». Согласно последней номенклатуре такие орфологические признаки хромосом, как теломеры,центромеры, специфические полосы по тине хромосомы, используются в качестве сравнительных знаков. В хромосоме выделяют -кроткое - ри длинное - q плечи хромосом. В каждомплече выделяют районы, полосы и ;гменты. которые пронумерованы от центромеры к теломеры. например, запись - 6 q 2,3 называетна то,что это хромосома 6, длинное плечо q, район 2. сегмент 3. Районы и сегменты на ромосомах проявляются после дифференциального окрашивания хромосом различными етодами Q, G, R, С, Т.

В номенклатуре существует следующие обозначения для описания нормальных фиотипов 46, XXдевочка и 46,ХУ мальчик. В начале кариотипа записывается общее число хромосом, включая половые хромосомы. Затем записываем половые хромосомы.

Численные аномалии обозначаются изменением числа хромосом в кариотипе и указанием -) или (-) той или иной присутствующей или отсутствующей хромосомы. Исключением являютсяполовые хромосомы, при количественных аномалиях которых (+) или (-) никогда не говорится. Причём отсутствие одного из гомологов хромосом или его части(деления) в кариотипе, несмотря на тип мутации (численной или структурной), носит название моносомии - полной или ici ичной, а присутствие - трисомии полной или частичной. Полиплоидииотражаются только целомхромосом (69).

АУТОСОМНЫЕ ГЕНОМНЫЕ АНЕУПЛОНДИИ

начале кариотипа записываем общее число хромосом, включая половые хромосомы. Затем шисываемполовые хромосомы. Знак плюс или минус ставится перед хромосомой для указания а добавочную или отсутствующую хромосому.

Существуеттри цитогепетических формы синдрома Дауна: регулярная (простая) рисомин (93%), траислокационная (5%), мозаичная (2%). Регулярная трисомиясиндрома ,Даунав цитогенетической номенклатуре записывается как 47,ХХ,+21(девочка) и 47,ХУ,+21(мальчик).Показано, что критический сегмент, отвечающий за фенотипическос проявление синдрома Дауна, расположен в участке 21q22.

Синдром Патау- цитогенетически различают три формы: простая трисомии (75%), ранслокационная (20%), мозаичная (5%), Простая триеомиясиндрома Патауформула ариотипа 47,ХХ,+13(девочка)_:, 1: 1 47,ХУ,+13(мальчик)

Синдром Эдварса 47,ХХ,+18девочки рождаются значительно чаще

Запись ГОНОСОМНЫХ АНЕУПЛОИДИЙ:

синдром Тернера - 45,ХО,(девочка) полная моносомия, существует несколько цитогенетических дриаптов, в том числе мозаичных форм

яндром трипло- «X» - 47, XXX(девочка) полная трисомия

дндром Клайнфельтера- 47, ХХУ,(мальчик), существует несколько цитогенетических ариантов синдром дисомии по«У» хромосоме 47, ХУУ(мальчик).

Структурные аномалии типа делеций, дупликаций, инверсий, ннсерций и раислокаций обозначают как: del(-), dup(+), inv, ins и t соответственно, центрические обертсоновекие- rob.Когда необходимо обозначить какой - либо участок при описании [юмалий хромосом, то вначале пишут число хромосом в кариотипе, затем номер хромосомы к оторой произошла мутация, йотом символ плеча (р илиq) и знаки плюс или минус записываем осле символа плеча. 46,ХХ, del, X р- женский кариотип с 46 хромосомами и делецией длинного леча X - хромосомы. 45,ХХ, rob 15,16- кариотип с 45 хромосомами и робертсоновской эанслокацией, 46,ХУ, t 2,5, q21, q31-транслокация произошла между сегментами 21 и 31 яитшых плеч 2 и 5 хромосом.

Запись АУТОСОМНЫХ АББЕРАЦИЙ:

Синдром Вольфа — Хиршхорна - частичнаямоносомия - делеция(утрата части генетического материала) короткого плеча 4 хромосомы 46,4 р,ХУ, утрата сегмента р 16синдром «крика кошки»- частичная моносомия □ делениякороткого плеча 5 хромосомы, 46,5р ~,ХХ, утрата сегмента р 15,описаны мозаичные формы

Филадельфийекая хромосома Ph- делеция 21 хромосомы, впервые описана в Филадельфии. Она выявляется только в клетках кроветворной системы - костного мозга, гранулоцитах. Мутантная клетка вытесняетнормальные кроветворные. У носителей этой мутации развивается хронический миелолепкоз. При синдроме Дауна острый лейкоз возникает в 10-20 раз чаще, чем среди общей популяции.

транслокационные центрические робертсоновские- robформы:

синдрома ДАУНА- 46,t 21/21,XX; 46,t 21/15,ХУ ( чаще на 15, реже 14, еще реже на 21, 22 и У хромосомы);синдрома ПАТАУ - 46,113/13, XX; 46,t 13/15,ХУ.