citogenetica este studiul morfologiei, structurii și funcționării cromozomilor, inclusiv modificările acestora în timpul diviziunii celulare somatice sau mitozei și în timpul diviziunii celulare reproductive sau meiozei.
Citologia studiază, de asemenea, factorii care provoacă modificări cromozomiale, inclusiv cei patologici, care apar de la o generație la alta, și cei evolutivi, care acționează de-a lungul mai multor generații..
Indice articol
Anii și evenimentele memorabile din istoria citogeneticii sunt după cum urmează:
- În 1842, Karl Wilhelm von Nägeli a observat „celule stem tranzitorii”, numite ulterior cromozomi..
- În 1875, Eduard Strasburger a identificat cromozomii din plante. În 1979, Walther Flemming a făcut-o la animale. Flemming a inventat termenii cromatină, profază, metafază, anafază și telofază.
- În 1888, W. Waldeyer a inventat termenul de cromozom.
- În 1893, Oscar Hertwig a publicat primul text de citogenetică.
- În 1902, Theodor Boveri și Walter Sutton au descoperit cromozomi omologi.
- În 1905, Nettie Stevens a identificat cromozomul Y.
- În 1937, Albert Blakeslee și A. G. Avery au oprit metafaza cu colchicina, facilitând foarte mult observarea cromozomilor..
- În 1968, Torbjörn Caspersson și colegii au descris trupele Q. În 1971, Bernard Dutrillaux și Jerome Lejeune au descris trupele R.
- În 1971, benzile C au fost discutate la o conferință despre nomenclatura cromozomului uman..
- În 1975, C. Goodpasture și S. E. Bloom au descris colorarea Ag-NOR.
- În 1979, Jorge Yunis a descris metodele de înaltă rezoluție pentru benzile G.
- În 1986-1988, Daniel Pinkel și Joe Gray au dezvoltat tehnica FISH (hibridizare fluorescentă in situ)..
- În 1989, Hermann-Josef Lüdecke a microdisecat cromozomii.
- În 1996, Evelyn Schröck și Thomas Ried au descris tiparea cariotipică spectrală multicromatică.
În 1914, Theodor Boveri a sugerat că cancerul ar putea fi cauzat de modificări cromozomiale. În 1958, Charles E. Ford a observat anomalii cromozomiale în timpul leucemiei.
În 1922, Theophilus Painter a publicat că oamenii au 48 de cromozomi. A durat până în 1956 pentru ca Jo Hin Tjio și Albert Levan să stabilească că au de fapt 46 de cromozomi.
În 1932, P. J. Waardenburg a sugerat, fără a-l demonstra, că sindromul Down ar putea fi rezultatul unei aberații cromozomiale. În 1959, Jerome Lejeune a demonstrat prezența unui cromozom somatic suplimentar la pacienții cu sindrom Down..
Tot în 1959, Charles E. Ford a raportat că femeilor cu sindrom Turner le lipsește unul dintre cei doi cromozomi X, în timp ce Patricia Jacobs și John Strong au descoperit prezența unui cromozom X suplimentar la bărbații cu sindrom Klinefelter..
În 1960, J. A. Böök și Berta Santesson au descris triploidia, Klaus Patau a descris trisomia 13, iar John Edwards a descris trisomia 18.
În 1969, Herbert Lubs a descoperit pentru prima dată sindromul X fragil. În același an, amniocenteza a început să fie utilizată pentru diagnosticul citogenetic.
Citogeneticienii studiază evoluția cromozomială a ființelor vii, folosind cariotipuri pentru a face analize filogenetice și pentru a rezolva probleme taxonomice..
În plus, investighează aspectele epidemiologice ale aberațiilor cromozomiale umane și factorii de mediu care le produc, diagnosticează și tratează pacienții afectați de anomalii cromozomiale și dezvoltă abordări moleculare pentru a descifra structura, funcția și evoluția cromozomilor..
Fiecare cromozom este format din două cromatide, ținute împreună de o constricție numită centromer. Secțiunile cromozomiale care încep de la centromer se numesc brațe..
Cromozomii sunt numiți metacentrici atunci când au centromerul în mijloc; submetacentric dacă îl au ușor departe de mijloc, astfel încât brațele opuse să nu aibă lungimea egală; acrocentric dacă centromerul este aproape de una dintre extreme; și telocentric dacă centromerul este chiar la un capăt al cromozomului.
Pașii de urmat pentru procesarea probelor sunt următorii.
Achiziționarea țesutului necesar, depozitarea acestuia în mediu și în flacoane adecvate.
Cu excepția probelor pentru analiza FISH, este necesară o perioadă de cultură cuprinsă între o zi și câteva săptămâni înainte de recoltare..
Obține celule în metafază.
Analiza citogenetică standard necesită oprirea mitozei, astfel încât celulele să rămână în metafază, folosind colchicină sau Colcemid®..
Crește volumul celulelor, ceea ce permite extinderea cromozomilor.
Acid metanol-acetic 3: 1 este utilizat pentru îndepărtarea apei din celule, membrane de întărire și cromatină pentru colorare.
Celulele fixe sunt răspândite pe lamele microscopului, după care sunt uscate..
Există mai multe metode de colorare pentru a recunoaște diferențele dintre cromozomi. Cea mai comună este banda G.
Vă permite să alegeți celule adecvate pentru a observa și fotografia cromozomii.
Pe baza fotografiilor celulelor în metafază, imaginile setului de cromozomi ale unei celule reprezentative sunt compuse pentru un studiu ulterior.
Există patru tipuri de benzi cromozomiale: benzi heterocromatice; benzi eucromatice, regiuni de organizare a nucleolilor (NOR); kinetochore.
Benzile heterocromatice apar ca blocuri discrete. Acestea corespund heterocromatinei, care conține secvențe de ADN extrem de repetitive care reprezintă gene convenționale și nu sunt decondensate la interfață..
Benzile eucromatice constau dintr-o serie de segmente alternante care sunt sau nu afectate de colorare. Aceste benzi diferă ca mărime, formând modele distinctive caracteristice fiecărei perechi de cromozomi ai unei specii, ceea ce le face foarte utile pentru identificarea translocațiilor și a rearanjărilor cromozomiale..
NOR-urile sunt acele segmente ale cromozomilor care conțin sute sau mii de gene ARN ribozomale. Ele sunt vizualizate în mod obișnuit ca constrângeri.
Kinetochorele sunt locurile de legare ale fusului microtubulilor la cromozomi.
Bandarea cromozomială constă în tehnici de colorare care dezvăluie modele de diferențiere longitudinală (regiuni luminoase și întunecate) care nu ar putea fi văzute altfel. Aceste tipare fac posibilă compararea diferitelor specii și studierea schimbărilor evolutive și patologice la nivelul cromozomilor..
Metodele de legare a cromozomilor sunt împărțite în cele care utilizează colorarea prin absorbție, de obicei coloranții Giemsa și cele care utilizează fluorescența. Metodele de colorare prin absorbție necesită un tratament fizico-chimic preliminar, așa cum este descris în „Prelucrarea probelor”.
Unele tipuri de bandaje permit afișarea modelelor de regiuni restrânse ale cromozomilor legate de proprietățile funcționale. Altele permit vizualizarea diferențelor dintre cromozomii omologi care fac posibilă identificarea segmentelor.
C-banding colorează majoritatea benzilor heterocromatice, făcându-l tehnica universală pentru a arăta prezența heterocromatinei în cromozomi. Alte metode colorează doar o parte din heterocromatina totală, prin urmare sunt mai utile decât banda C pentru a diferenția între tipurile de heterocromatină..
Q-banding este cea mai veche tehnică de colorare. Își datorează numele utilizării chinacrinei. Este eficient indiferent de metoda de preparare a cromozomilor. Este o metodă alternativă la bandarea G. Este rar utilizată, dar fiabilitatea sa îl face util atunci când materialul este rar sau greu de bandat..
G-band, bazată pe utilizarea Giemsa și a tripsinei, este cea mai utilizată astăzi. Permite detectarea translocațiilor, inversiunilor, ștergerilor și duplicărilor. Este cea mai utilizată metodă de caracterizare a cariotipurilor la vertebrate, arătând diferențe între cromozomi care nu pot fi distingeți doar pe baza morfologiei lor.
Banda R produce un model de colorare inversă față de banda G (benzile R deschise sunt egale cu benzile G întunecate și invers). Banda R este deosebit de utilă pentru evidențierea capetelor cromozomilor, care sunt ușor colorate când se utilizează banda G..
Banda T este o variantă a benzii R în care nu există nici o colorare a majorității benzilor interstițiale ale cromozomilor, astfel încât regiunile terminale ale cromozomilor sunt intens colorate.
Bandarea Ag-NOR este utilizată pentru localizarea NOR-urilor prin colorare cu argint. Genele NOR inactive nu pot fi colorate în bandele Ag-NOR. Prin urmare, această bandă este utilizată pentru a studia modificările activității genelor ribozomale în timpul gametogenezei și dezvoltării embrionare..
Bandarea FISH permite vizualizarea cromozomilor folosind sonde marcate fluorescent. Tehnologia FISH permite analiza cariotipică a celulelor care nu se împart.
Bandarea FISH permite detectarea secvențelor ADN specifice în cromozomi, celule și țesuturi. Prin urmare, poate fi folosit pentru a detecta anomalii cromozomiale care implică segmente mici de ADN..
Bandajul FISH a deschis calea pentru două tehnici conexe mai sofisticate, cunoscute sub numele de cariotipare spectrală (SKY) și FISH multicolor (M-FISH).
În SKY și M-FISH se folosesc coloranți fluorescenți, care împreună produc combinații de culori, câte unul pentru fiecare cromozom. Aceste tehnici au fost foarte utile în detectarea aberațiilor cromozomiale complexe, cum ar fi cele observate în anumite tumori și în leucemia limfoblastică acută..
- Citogenetica cancerului. Aberațiile cromozomiale și aneuploidia sunt frecvente în tumori. Translocările cromozomiale pot avea efecte cancerigene prin producerea de proteine de fuziune. Citogenetica este utilizată pentru a monitoriza progresul tratamentelor împotriva cancerului.
- Siturile fragile și fractura cromozomială. Siturile fragile ale cromozomilor pot duce la patologii precum sindromul Fragile X. Expunerea la agenți citotoxici poate provoca fracturi cromozomiale. Purtătorii anumitor mutații autozomale nu au capacitatea de a repara ADN-ul deteriorat în timpul fracturii cromozomiale.
- Anomalii numerice ale cromozomilor. Numărul de cromozomi poate diagnostica trisomii, cum ar fi cel care produce sindroamele Down, Edwards și Patau. De asemenea, permite diagnosticarea sindroamelor Turner și Klinefelter.
- În leucemia mielogenă cronică, celulele albe din sânge au un „cromozom Philadelphia”. Acest cromozom anormal este rezultatul translocării cromozomilor 9 și 22.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.