1. Кариотип человека.

При 90х увеличении микроскопа отчетливо видны беспорядочно расположенные, компактные окрашенные в фиолетовый цвет хромосомы.

2. Политенные хромосомы в клетке слюнной железы насекомых

При увеличении микроскопа видна политенная хромосома с чередующимися светлыми участками эухроматина и темными участками гетерохроматина.

3. Мультицветная FISH. (см. атлас)

1. На предоставленных препаратах использовались красный сигнал (spectrum red) – центромера 3-й хромосомы, зеленый сигнал (sp. green) - центромера 7-й хромосомы и синий (sp. аqua) – центромера 17-й хромосомы.

2. . На препарате мы видим флюорисцирующие синим ядра уротелиальных клеток. В них хорошо видно пару ярко-голубых зерен – результат присутствия красителя, связанного с ДНК-зондом, комплементарно взаимодействующим с центромерным районом хромосомы 17. Присутствие двух меток свидетельствует о наличие в ядре клеток нормального количества аллелей этого гена – по одному на каждую гомологичную хромосому.

3. На препарате видны ядра уротелиальных клеток. Они темно-коричневого цвета. Внутри находятся флюорисцентные метки – красная и зеленая. Они являются центроспецифичными метками к центромерам 3-й и 7-й хромосом соответственно. Справа содержится нормальное количество гомологичных хромосом. Слева – аномальная раковая клетка, в которой количество меток, а значит и хромосом более двух.

4. FISH-амплификация HER2 в клетках рака молочной железы .

На препарате хорошо видны красные округлые ядра клеток рака молочной железы. В них присутствуют множественные ярко-красные метки - это флюоресцентный краситель, связанный с ДНК-зондом, комплементарно взаимодействующим с геном расположенным в хромосоме 17, активность которого приводит к образованию белка HER2. Данный белок в норме встречается в очень незначительном количестве. В части раковых опухолей молочной железы отмечается увеличение числа аллелей и повышенная экспрессия этого гена.

Контрольные вопросы

1. Каков фенотип больных, страдающих синдромами: Дауна, Патау, Эдвардса, Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера, трисомии по Х-хромосоме, лишней У хромосоме

2. В чем заключается методика приготовления кариотипа человека?

3. Какие клетки обычно используются для приготовления препарата кариотипа человека?

4. Какие существуют показания для направления больного в лабораторию для изучения его кариотипа?

5. Что представляет собой Х-половой хроматин?

6. Назовите в чем отличие между кариограммой и идиограммой.

7. Какова частота встречаемости следующих хромосомных заболеваний (синдромов): Дауна, Патау, Эдвардса, Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера, трисомии по Х-хромосоме, лишней У хромосоме?

8. Какова жизнеспособность людей страдающих синдромами Дауна, Патау, Эдвардса, Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера, трисомии по Х-хромосоме, лишней У хромосоме?

9. Сколько аутосом и половых хромосом входит в состав нормального кариотипа мужчины и женщины?

10. Приведите примеры акроцентрической, метацентрической и субметацентрической хромосом.

11. Назовите все виды мутаций, которые входят в группу заболеваний под названием хромосомные болезни.

12. Что такое анеуплоидия?

13. Какие синдромы могут быть установлены по половому хроматину?

14. В чем заключается метод FISH гибридизации in situ?

15. Каким образом возникают мозаичные по генотипу организмы?

16. Назовите виды хромосомных мутаций.

17. Как связаны между собой хромосомные мутации и врожденные пороки развития?

18. Что такое митоген?

19. В чем отличие ценромерных и теломерных участков хромосом?

20. Приведите пример моносимии и полисомии у человека.

21. Каким образом образуются политенные хромосомы?

22. Как называется перемещение участков хромосом на другие места внутри хромосомы или обмен участками между различными хромосомами?

23. Что такое аутосомы? Приведите пример аутосомных синдромов, связанных с геномными мутациями.

24. Каким образом классифицировны хромосомы человека согласно Международной Денверской классификации?

25. Каким образом классифицировны хромосомы человека согласно Международной Парижской классификации?

26. Что такое диффернциальная окраска хромосом? Какие разновидности существуют у этого метода цитогенетики?

27. Какой кариотип имеют синдромы Эдвардса, Патау, Дауна?

28. Назовите причину аномалии развития при синдроме «кошачьего крика».

29. Что такое филадельфийская хромосома?

30. Как осуществляется робертсоновская транслокация?

31. Какое вещество используют для стимуляции деления клеток при приготовлении препарата кариотипа человека?

32. Назовите вид хроматина, который в 1949 году впервые обнаружили М. Барр и Ч. Бертрам в нейронах кошки.

33. На какой стадии клеточного цикла может проводиться анализ кариотипа клеток человека?

34. Какая хромосомная аномалия приводит к гибели на стадии раннего развития зигот?

35. Что такое пренатальная диагностика?

36. Какие методы пренатальной диагностики используются для цитогенетического анализа?

37. Каковы возможности метода FISH гибридизации in situ?

38. Что такое мультицветная FISH? Для чего она применяется.

39. Что такое молекулярная цитогенетика?

40. На какие три этапы можно разбить Историю развития цитогенетики?

41. Что такое кариотип?

42. Почему для приготовления препарата кариотипа человека используют гипотонический раствор?

43. Какие существуют современные методы цитогенетики?

44. Когда зародилась цитогенетика человека? Какие методы легли в ее основу?

45. Что такое хромосомные болезни?

46. Что такое синдром?

47. К каким последствиям приводит «экспансия тринуклеотидных повторов»?

48. Какой кариотип имеют синдромы моносимии и полисомии Х, Клайнфельтера, дабл-У хромосомы?

49. Каким образом обозначают короткое и длинное плечи хромосом?

50. Какие метафазные хромосомы называют акроцентрическими, метацентрическими, субметацентрическими?

СЛОВАРЬ СПЕЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ

Анеуплоидия - изменение числа отдельных хромосом в ядрах клеток.

Аутосома - хромосома, которая не участвует в определении пола. Диплоидный набор хромосом человека состоит из 46 хромосом: 22 пар аутосом и I пары половых хромосом.

Гамета - зрелая мужская или женская половая клетка (сперматозоид или яйцеклетка).

Ген - определенная последовательность нуклеотидов, расположенная в определенном месте хромосомы и кодирующая определенный продукт (молекулу мРНК, транслирующуюся в белок или нетранслируемую в белок РНК).

Геном - совокупность генетического материала организма.

Гибридизация in situ — использование ДНК- или РНК-зондов для обнаружения комплиментарного участка ДНК в исследуемом геноме с помощью флюоресцентного (флюоресцентная гибридизация in situ - Fluorescent In Situ Hybridization - FISH) или радиоактивного способа мечения зондов.

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) - молекула, кодирующая генетическую информацию.

Деления - утрата части генетического материала (участка ДНК или фрагмента хромосомы).

Дупликация - удвоение части генетического материала.

Инверсия - поворот части генетического материала в хромосоме на 180°.

Инсерция - вставка части генетического материала одной хромосомы в определенный участок другой хромосомы.

Кариотип - набор хромосом организма и их характеристика (число, размер, форма).

Клеточный цикл - многостадийный повторяющийся процесс в жизнедеятельности клеток, завершающийся их делением. Продолжительность клеточного цикла при 37°С для разных типов клеток различна - от 10 до 24 ч. Юге-точкый цикл разделяют на стадии:

Митоз - М-фаза, деление клеточного ядра;

Gj-фаза - период перед синтезом ДНК;

S-фаза - период синтеза (репликации) ДНК;

С2-фаза - период между синтезом ДНК и митозом;

Интерфаза - период, включающий Gj, S и 02-фазы;

Цитокинез - деление цитоплазмы.

Go-фаза - состояние клеточного покоя (вне деления).

Клон - группа клеток, полученная путем деления единственной первоначальной клетки.

Локус - позиция гена или маркера на хромосоме, а также собственно генетический материал (ДНК) в этой позиции.

Мейоз - процесс двух последовательных делений ядер предшественников половых клеток, в результате которого из одной диплоидной клетки образу- ются половые клетки (гаметы), имеющие гаплоидный набор хромосом. У мужчин образуются четыре сперматозоида, а у женщин - одна яйцеклетка с тремя направительными тельцами.

Митоз - процесс деления ядер соматических клеток, в результате которого из одной диплоидной клетки образуется две диплоидные сестринские клетки. Разделяют четыре стадии митоза:

Профаза - стадия спирализации реплицированных (удвоенных) в S-фазе клеточного цикла хромосом;

Метафаза - стадия расположения хромосом в экваториальной плоскости клетки;

Анафаза - стадия расхождения хромосом по двум противоположным полюсам;

Телофаза - стадия деспирализации хромосом и формирования ядер двух дочерних клеток.

Митогены - факторы, вызывающие переход клеток из фазы покоя G0 к клеточному делению.

Мозаик - организм, у которого имеется несколько клонов клеток с разным ка-риотипом.

Моносомия - отсутствие одной хромосомы в диплоидном наборе (2п-1).

Мутация - любое наследуемое изменение последовательности ДНК или участка хромосомы.

Половые хромосомы - хромосомы, определяющие пол индивида. В геноме человека это X и Y хромосомы.

Полисемия - наличие в диплоидном наборе добавочных хромосом.

Полиплоидия - увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору.

Рекомбинация - процесс, в результате которого потомки получают комбинации генов, отличные от комбинаций у обоих родителей. У высших организмов в основе рекомбинации лежит кроссинговер.

Теломера - концевой участок хромосомы. Это специализированная структура, которая обеспечивает стабильность линейных молекул ДНК и участвующая в репликации.

Хромосома - компонента клетки, несущая гены и способная к саморепликации. Состоит из молекулы ДНК и связанных с ней белков.

Центромера - особый участок хромосомы, к которому прикрепляются нити веретена при делении клетки.

Ядро - органоид эукариотической клетки, содержащий генетический материал.