Cytogenetica geschiedenis, welke studies, technieken, toepassingen

De cytogenetica Het is de studie van morfologie, structuur en functioneren van chromosomen, inclusief hun veranderingen tijdens de somatische verdeling van cellen, of myitose, en tijdens de reproductieve verdeling van cellen, of meiose.

Cytologie bestudeert ook de factoren die chromosomale veranderingen veroorzaken, inclusief die pathologische, die van de ene generatie op de andere en evolutionaire verschijnen, die gedurende vele generaties werken.

Bron: Pixabay.com

[TOC]

Geschiedenis

De memorabele jaren en gebeurtenissen in de geschiedenis van cytogenetica zijn de volgende:

- In 1842 observeerde Karl Wilhelm von Nägeli "tijdelijke cytoblasten", toen chromosomen genoemd.

- In 1875 identificeerde Eduard Strasburger chromosomen in planten. In 1979 deed Walther Flemming het bij dieren. Flemming bedacht de termen chromatine, profase, metafase, anafase en telofase.

- In 1888, w. Waldeyer bedacht de term chromosoom.

- In 1893 publiceerde Oscar Hertwig de eerste cytogenetische tekst.

- In 1902 ontdekten Theodor Boveri en Walter Sutton homologe chromosomen.

- In 1905 identificeerde Nettie Stevens het chromosoom en.

- In 1937, Albert Blakeslee en. G. Avery stopte metafase met matten, waardoor de observatie van chromosomen sterk wordt vergemakkelijkt.

- In 1968 beschreven Torbjörn Caspersson en medewerkers de bands Q. In 1971 beschreven Bernard Dutrillaux en Jerome Lejeune de R -bands.

- In 1971 was er sprake van Cands C op een conferentie over menselijke chromosomen nomenclatuur.

- In 1975, c. Goodpasture en S. EN. Bloom beschreef de Ag-Nor-kleuring.

- In 1979 beschreef Jorge Yunis de methoden met hoge resolutie voor G -banden.

- In 1986-1988 ontwikkelden Daniel Pinkel en Joe Gray de vis (fluorescent in situ hybridisatie) techniek.

- In 1989, Hermann - Josef Lüdecke microdise chromosomen.

- In 1996 beschreef Evelyn Schröck en Thomas Ried de multicromatische spectrale chartypische typificatie.

Ontdekkingen bij mensen

In 1914 suggereerde Theodor Boveri dat kanker te wijten zou kunnen zijn aan chromosomale veranderingen. In 1958, Charles en. Ford observeerde chromosomale anomalieën tijdens leukemie.

In 1922 publiceerde Theophilus Painter dat mensen 48 chromosomen hebben. We moesten wachten tot 1956, zodat Jo Hin Tjio en Albert Levan vaststelden dat ze echt 46 chromosomen hebben.

In 1932, p. J. Wardenburg suggereerde, zonder te proberen dat het syndroom van Down het gevolg zou kunnen zijn van chromosomale aberratie. In 1959 demonstreerde Jerome Lejeune de aanwezigheid van een extra somatisch chromosoom bij patiënten met het syndroom van Down.

Ook in 1959, Charles en. Ford zei dat vrouwen met het Turner -syndroom een ​​van de twee X -chromosomen missen, terwijl Patricia Jacobs en John Strong de aanwezigheid van een extra X -chromosoom ontdekten bij mannen met Klinefelter -syndroom.

In 1960, J. NAAR. Böök en Berta Santesson beschreven Triploidy, Klaus Patau beschreven Trisomy 13 en John Edwards beschreef Trisomie 18.

In 1969 ontdekte Herbert Lubs voor het eerst het fragiele X -chromosoomsyndroom. In datzelfde jaar begon de vruchtwaterpunctie voor cytogenetische diagnose te worden gebruikt.

Kan u van dienst zijn: 12 vorderingen van biologie in de afgelopen 30 jaar

Studierichting

Cytogenetisten bestuderen de chromosomale evolutie van levende wezens, met behulp van genegenheid voor fylogenetische analyse en het oplossen van taxonomische problemen.

Bovendien onderzoeken ze epidemiologische aspecten van menselijke chromosomale afwijkingen en omgevingsfactoren die patiënten produceren, diagnosticeren en behandelen die getroffen zijn door chromosomale afwijkingen, en het ontwikkelen van moleculaire benaderingen om de structuur, functie en evolutie van chromosomen te ontcijferen.

Chromosomen morfologie

Elk chromosoom bestaat uit twee chromatiden, verbonden door een vernauwing genaamd Centromere. De chromosoomsecties die beginnen vanuit de centromere worden armen genoemd.

De chromosomen worden metacentrisch genoemd wanneer ze de centromeer in hun helft hebben; submetacentric als ze het iets van de helft hebben, zodat tegengestelde armen niet van gelijke lengte zijn; Acrocentrisch als de centromere dicht bij een van de uiteinden ligt; en telocentrisch als de centromere gelijk is aan het ene uiteinde van het chromosoom.

Technieken: voorbeeldverwerking

De stappen om de monsters te verwerken zijn de volgende.

Het verkrijgen van het monster

Acquisitie van het vereiste weefsel, het opslaan in de rechterkant en in de juiste wegen.

Bijsnijden

Met uitzondering van monsters voor visanalyse, een kweekperiode tussen één dag en enkele weken voordat de oogstster vereist is.

Geoogst

Het verkrijgt cellen in metafase.

Mitose arrestatie

Standaard cytogenetische analyse vereist dat het stoppen van mythose voor cellen om in metafase te blijven, met behulp van MAT of Colcemid® hiervoor.

Hypotone behandeling

Verhoog het volume cellen, waardoor chromosomen zich kunnen uitbreiden.

Fixatie

3: 1 Azijnmethanolzuur wordt gebruikt om cellen uit cellen te verwijderen, membranen en chromatine voor kleuring te verharden.

Bevoorbereiding

De vaste cellen worden uitgebreid op schuifbladen, waarna ze zijn gedroogd.

Chromosomen vlekken

Er zijn verschillende kleurmethoden om verschillen tussen chromosomen te herkennen. De meest voorkomende is de G.

Microscopische analyse

Hiermee kunt u geschikte cellen kiezen om chromosomen te observeren en te fotograferen.

Ontwikkeling van careiogrammen

Op basis van metafasecelfoto's zijn beelden van de chromosomen van een representatieve cel samengesteld voor het volgende onderzoek.

Chromosomale banden

Er zijn vier soorten chromosomale banden: heterochromatische banden; Eucromatische banden, nucleol organiserende regio's (NOR's); Cinetocoros.

Heterochromatische banden worden gepresenteerd als discrete blokken. Ze komen overeen met heterochromatine, dat zeer repetitieve DNA -sequenties bevat die conventionele genen vertegenwoordigen en niet worden ontmoedigd in de interface.

Euchromatische banden bestaan ​​uit een reeks alternatieve segmenten die al dan niet worden beïnvloed door kleuring. Deze banden verschillen in grootte en vormen onderscheidende patronen die kenmerkend zijn voor elk paar chromosomen van een soort, waardoor ze zeer nuttig zijn om translocaties en chromosomale haven te identificeren.

Nors zijn die segmenten van chromosomen die honderden of duizenden ribosomale RNA -genen bevatten. Ze worden gewoonlijk gevisualiseerd als vernauwingen.

Kan u van dienst zijn: gram vlek

Cinetocoros zijn de bindingsplaatsen van de microtubuli -spindel aan de chromosomen.

Chromosomale bandkleuring

De chromosomen gaan over kleurtechnieken die longitudinale differentiatiepatronen (heldere en donkere gebieden) onthullen die anders niet konden worden gezien. Deze patronen maken het mogelijk om verschillende soorten te vergelijken en evolutionaire en pathologische veranderingen te bestuderen op het niveau van chromosomen.

Chromosomen zijn verdeeld voor degenen die absorptiekleuring gebruiken, meestal Giemsa -pigmenten en die welke fluorescentie gebruiken. Absorptiekleuringmethoden vereisen voorlopige fysiek-chemische behandeling, zoals beschreven in "bemonsteringsverwerking".

Sommige soorten vlag maken patronen van beperkte gebieden van chromosomen gerelateerd aan functionele eigenschappen. Anderen staan ​​toe om verschillen te visualiseren tussen homologe chromosomen die de identificatie van segmenten mogelijk maken.

Banden C

De C Bandeo kleurt de meeste heterochromatische banden, dus het is de universele techniek om de aanwezigheid van heterochromatine in chromosomen aan te tonen. Andere methoden bevlekken slechts een deel van het totale heterochromatine, dus ze zijn nuttiger dan Bande C om onderscheid te maken tussen soorten heterochromatine.

Banden Q

De Q Bando is de oudste kleurtechniek. Is zijn naam verschuldigd aan het gebruik van Quinacrine. Het is effectief, ongeacht de voorbereidingsmethode van de chromosomen. Het is een alternatieve methode voor de G. Er wordt weinig gebruikt, maar de betrouwbaarheid maakt het nuttig wanneer het materiaal schaars is of moeilijk te verslaan is.

G Bands

De G Bande, gebaseerd op het gebruik van Giemsa en Tripsina, is de meest gebruikte. Maakt de detectie van translocaties, investeringen, deleties en duplicaties mogelijk. Het is de meest gebruikte methode voor de karakterisering van gewervelde genegenheid, die verschillen bewijzen tussen chromosomen die niet kunnen worden onderscheiden op basis van hun morfologie.

Banden r

De R -bandement produceert een omgekeerd kleurpatroon ten opzichte van de G -band. De R Bando.

Banden T

De T Bande is een variant van de R -banders waarin er geen kleuring is van de meeste interstitiële banden van chromosomen, zodat de terminale gebieden van de chromosomen intens zijn geverfd.

Ag-nor bands

De Ag-nor Bando wordt gebruikt om verpleegkundigen te vinden door te vlekken met zilver. In de ag-nor Bandeo, noch inactieve genen mogen niet worden geverfd. Daarom wordt deze vlam gebruikt om veranderingen in ribosomale genactiviteit te bestuderen tijdens gameteogenese en embryonale ontwikkeling.

Fluorescerende in situ hybridisatie (vis)

De Fish Bandeo maakt het mogelijk om chromosomen te visualiseren door fluorescerende gemarkeerde sondes. Vistechnologie maakt de cariotypale analyse van cellen mogelijk die niet in deling zijn.

Kan u van dienst zijn: ureumbouillon: wat is, fundering, voorbereiding, gebruik

De Fish Bandeo maakt de detectie van specifieke DNA -sequenties in chromosomen, cellen en weefsels mogelijk. Daarom kan het worden gebruikt om chromosomale anomalieën te detecteren die kleine DNA -segmenten omvatten.

De Fish Bandeo opende de weg naar twee meer geavanceerde gerelateerde technieken, bekend als spectrale genegenheid (Sky, Spectral Karyotyping) en multicromatische vissen (M-Fish, veelkleurige vissen)

Fluorescerende pigmenten worden gebruikt in de lucht en M-fish, die samen kleurcombinaties produceren, één voor elk chromosoom. Deze technieken zijn zeer nuttig geweest om complexe chromosomale afwijkingen te detecteren, zoals die waargenomen in bepaalde tumoren en bij acute lymfatische leukemie.

Medische toepassingen

- Cytogenetica van kanker. Chromosomale afwijkingen en anEpploodie komen vaak voor in tumoren. Chromosomale translocaties kunnen carcinogene effecten hebben door fusie -eiwitproductie. Cytogenetica wordt gebruikt om de voortgang van kankerbehandelingen te volgen.

- Breekbare sites en chromosomen breuk. Fragiele chromosomen plaatsen kunnen pathologieën veroorzaken zoals fragiel X -chromosoomsyndroom. Blootstelling aan cytotoxische middelen kan chromosomenfractuur produceren. De dragers van bepaalde autosomale mutaties missen het vermogen om beschadigd DNA te herstellen tijdens chromosomenbreuk.

- Numerieke afwijkingen van chromosomen. Het aantal chromosomen maakt het mogelijk om trisomieën te diagnosticeren, zoals die geproduceerd door Down, Edwards en Patau's Syndromen. Het maakt het ook mogelijk om Turner- en Klinefelter -syndromen te diagnosticeren.

- Bij chronische myelogene leukemie hebben witte bloedcellen een "Philadelphia -chromosoom". Dit abnormale chromosoom is het resultaat van de translocalisatie van chromosomen 9 en 22.

Referenties

1. Abbott, J. K., Nordén, een. K., Hansson, B. 2017. Sekschromosoomevolutie: historische inzichten en toekomstperspectieven. Proces van de Royal Society B, 284, 20162806.
2. Geloof, e. R. C. 2008. Alles over mitose en meiose. Leraar gecreëerd materiaalpublicatie, Huntington Beach, CA.
3. Gersen, s. L., Keagle, m. B., EDS. 2013. De principes van klinische cytogenetica. Springer, New York.
4. Gosden, J. R., ED. 1994. Methoden in moleculaire biologie, vol. 29. Chromosoomanalyseprotocollen. Human Press, Totowa, n.J.
5. Hughes, J. F., Page, D. C. 2015.De biologie en evolutie van zoogdier en chromosomen. Jaaroverzicht van Genetics, 49, 22.1-22.eenentwintig.
6. Kannan, T. P., Alwi, Z. B. 2009. Cytogenetica: verleden, heden en toekomst. Maleisische Journal of Medical Sciences, 16, 4-9.
7. Lawce, h. J., Bruin, m. G. 2017. Cytogenetics: een overzicht. In: The AGT Cytogenetics Laboratory Manual, vierde editie. Arsham, m. S., Berk, m. J., Lawce, h. J., EDS. Wiley, New York.
8. Priester, c., Louisa., Bon, c., Berthelot, C., Crolius, h. R. 2018. Chromosoomevolutie bij de oorsprong van het voorouderlijke gewervelde genoom. Genome Biology, 19, 166.
9. Schubert, ik. 2007. Chromosoomevolutie. Huidige mening in Plant Biology, 10, 109-15.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetica - planten, dieren, mensen. Springer-Verlag, New York.