Цитогенетический метод

Цитогенетический метод основан на микроскопиче­ском исследовании кариотипа.

Этапы исследования: 1) культивирование клеток человека (чаще лимфоцитов) на искусственных питатель­ных средах; 2) стимуляция митозов фитогемагглютинином (ФГА); 3) добавление колхицина (разрушает нити верете­на деления) для остановки митоза на стадии метафазы; 4) обработка клеток гипотоническим раствором, вследствие чего хромосомы «рассыпаются» и лежат свободно; 5) ок­рашивание хромосом; 6) изучение под микроскопом и фотографирование; 7) вырезание отдельных хромосом и построение идиограммы.

В 70-е годы были разработаны методы дифференци­ального окрашивания хромосом человека, которые пока­зали, что каждая пара хромосом имеет свой специфиче­ский характер чередования неокрашенных, светло- и тем-ноокрашенных дисков (Парижская классификация).

Метод позволяет выявлять геномные (например, бо­лезнь Дауна) и хромосомные (например, синдром «ко­шачьего крика») мутации. В таких случаях кариотип больного обозначают следующим образом: количество хромосом, набор гетерохромосом, номер хромосомы, ко­роткого или длинного плеча и избыток (+) или нехватка (-) генетического материала. Например, болезнь Дауна у мальчика: 47,XY,21+; синдром «кошачьего крика» у де­вочки: 46,ХХ,5р-.

Гипотеза м. Лайон о женском мозаицизме по половым хромосомам

В 1949 г. М. Барр и Ч. Бертрам установили, что п ядрах нервных клеток млекопитающих, взятых от женских особей, у ядерной мембраны обнаруживается глыбка интенсивно окра­шивающегося хроматина. В ядрах клеток, взятых от мужских особей, такая глыбка, как правило, не выявляется. Она полу­чила название тельце Барра или половой хроматин. В дальней­шем было установлено, что тельце Барра представляет собой одну инактивированную X-хромосому.

В начальном периоде эмбрионального развития в каждой клетке женских зародышей функционируют обе X-хромосомы, т. с. вырабатывается вдвое больше, чем у мужских зароды­шей, белков и ферментов, закодированных генами X-хромосомы. Это одно из объяснений большей жизнестойкости жен­ских эмбрионов.

В 1962г. М. Лайон высказала гипотезу инактивации одной Х-хромосомы у женского организма млекопитающих на 16-й день эмбриогенеза с образованием глыбки полового хромати­на. Процесс инактивации случайный, поэтому примерно в половине клеток активной сохраняется материнская Х-хромосома (X^матер), а отцовская инактивируется; в другой половине клеток активной остается отцовская Х-хромосома (Х^{отцовск}), а инактивируется материнская. В дальнейшем "пере­активации" Х-хромосом не происходит, т. е. все потомки клет­ки с активной материнской хромосомой будут иметь неактив­ной отцовскую. Материнская и отцовская Х-хромосомы со­держат аллельные, но не абсолютно одинаковые гены, т. е. в одной хромосоме может локализоваться доминантная аллель, а в другой - рецессивная, Каждый ген детерминирует синтез определенного белка-фермента, и, следовательно, наличие двух вариантов фермента, которые несколько различаются по своим температурным или рН-оптимумам либо по сродству к субстрату или репрессорным веществам, расширяет адаптив­ные возможности женского организма, особенно при нагруз­ках и патологических состояниях, отравлениях, недостаточ­ном питании, жаре или холоде и т. п. В этом суть мозаицизма женского организма по половым хромосомам.

Женский организм более устойчив к голоданию, ионизи­рующим излучениям, эмоциональным перегрузкам. Женщи­ны чаше мужчин плачут. Вместе со слезами выделяются ак­тивные амины, в результате чего снимается напряжение цен­тральной нервной системы и снижается кровяное давление. Большую жизнестойкость женского организма определяют и другие факторы: эндокринные, социальные (женщины мень­ше курят, употребляют меньше алкоголя, реже работают в тя­желых и вредных условиях) и др.

Если бы гипотеза Лайон в действительности не имела ограничений, то не было бы фенотипических различий между здоровыми женщинами с двумя Х-хромосомам и и больными с одной Х-хромосомой (Х0), между здоровыми мужчинами и больными с синдромом Клайнфелтера (XXY). Очевидно, что вторая Х-хромосома инактивируется не полностью: в ней со­храняются генетически активные локусы, что находит и экс­периментальное подтверждение.