Методы изучения наследственности человека. Цитогенетический метод. Хромосомные болезни человека, страница 4

            Группа D (13-15) - хромосомы средних размеров с почти терминальным расположением центромер. Хромосомы 13 и 14 чаще, а 15 реже имеют спутников на концах коротких плеч.

            Группа Е (16-18) - довольно короткие хромосомы. Хромосома 16 более метацентрична, часто на проксимальном конце длинного плеча имеется вторичная перетяжка. Хромосомы 17 и 18 имеют субмедианную центромеру.

            Группа F (19 и 20) - короткие хромосомы с почти медианным расположением центромеры. Между собой практически неразличимы.

            Группа G (21, 22 и Y) - очень короткие акроцентрические хромосомы. Две первые обычно несут на коротком плече хорошо выраженные спутники. Хромосома Y не имеет спутников, хроматиды длинного плеча более сближены и параллельны.

            Для изучения хромосомного набора наиболее широко употребляется метод Р. Мурхеда (1960) с различными модификациями. При этом материалом исследования является периферическая кровь. В присутствии стимулятора митозов фитогемагглютинина (ФГА) активно размножаются лимфоциты. Существуют в основном три варианта культивирования клеток крови: макрометод, полумикрометод и микрометод. Различия между ними главным образом в количестве используемой крови и питательной среды. Клетки культивируют при 37 5о 0С в течение 3 суток, а затем в присутствии колхецина или колцемида и гипотонического раствора готовят цитологические препараты. Для равномерного окрашивания хромосом чаще всего используют краситель Романовского-Гимзы, который дает интенсивное гомогенное окрашивание (рутинный метод окраски). При цитогенетическом исследовании для того, чтобы ответить на вопрос, нормален ли хромосомный набор или имеется какая-либо аномалия, существенное значение приобретает правильный отбор метафазных пластинок. Для этого необходимы следующие условия: цельность метафазной пластинки; отсутствие или небольшое число взаимно наложенных хромосом, средняя степень их конденсации (спирализации); обособленность метафазных пластинок друг от друга. Соблюдение этих правил позволяет в целом провести правильную идентификацию хромосом. Хромосомный анализ проводят в несколько этапов: визуальный анализ хромосомных препаратов; анализ хромосом с помощью зарисовки; анализ хромосом с помощью фотосъемки и раскладки кариотипа. Данные цитогенетических исследований заносят в специальные бланки - протоколы.

            Из всех 23 пар хромосом с помощью рутинного метода можно идентифицировать только хромосомы 1; 2; 3; 16 и Y. Все хромосомы имеют неоднородную линейную структуру, что выражается в разной окрашиваемости их участков по длине. Рисунок линейной дифференцированности оказался специфическим для каждой хромосомы, что и обеспечивает их идентификацию не только в нормальном сбалансированном наборе, но и при многих структурных хромосомных перестройках. Линейная исчерченность хромосом выявляется после воздействия на них некоторых солевых растворов со строго заданным значением pH и определенным температурным режимом и с последующей окраской флюоресцирующими (Q-окраска) или основными красителями типа раствора Гимзы (G- и С-окраска)

            Использование новых методов современной генетики и генной инженерии позволило медицинским генетикам выявлять и клонировать участки хромосомной ДНК, отвечающие за проявление наследственных дефектов, и использовать их в качестве основного материала в пренатальной диагностике. Например, в настоящее время можно определить пол плода без цитогенетического анализа кариотипа. Для этого используют особый тип клонированных фрагментов ДНК человека (хромосомноспецифических проб ДНК). Если культивирование клеток из амниотической жидкости проводят в течение 12-14 дней, то определение пола плода с помощью молекулярного анализа ДНК, выделенной из клеток хориона, занимает всего 3-4 дня в первом триместре беременности. Метод заключается в проведении молекулярной гибридизации специфической для хромосомы Y последовательности ДНК с ДНК плода. Этим же методом можно диагностировать серповидно-клеточную анемию, некоторые формы талассемии и некоторые другие заболевания.

            Изучение строения и функционирования хромосом человека имеет большое теоретическое и практическое значение для медицинской генетики. Знание того, что представляет собой каждая хромосома человека в химическом, цитологическом и генетическом отношении, важно для правильного понимания происхождения хромосомных нарушений и обусловленных ими аномалий развития, а следовательно, и поиска путей исправления этих отклонений.

            Большинство хромосомных болезней возникает спорадически в результате геномной и хромосомной мутаций в гаметах здоровых родителей или на первых делениях зиготы. Хромосомные изменения в гаметах приводят к развитию так называемых полных, или регулярных, форм нарушения кариотипа, а соответствующие изменения хромосом на ранних стадиях развития эмбриона являются причиной возникновения соматического мозаицизма, или мозаичных организмов (наличие в организме двух или более клеточных линий с разным числом хромосом). Мозаицизм может касаться как половых хромосом, так и аутосом. Мозаики, как правило, имеют более "стертые" формы заболевания, чем люди с измененным числом хромосом в каждой клетке. Так, ребенок с мозаичным вариантом болезни Дауна может иметь нормальный интеллект, но физические признаки этого заболевания остаются.

            Число аномальных клеток может быть различным: чем из больше, тем более ярко выражен симптомокомплекс той или иной хромосомной болезни. В некоторых случаях удельный вес аномальных клеток так невелик, что человек кажется фенотипически здоровым.

            Уже описано много хромосомных аномалий человека. По данным, приведенным в монографии Н. П. Бочкова (1978), хромосомных аномалий только гаметического происхождения насчитывается около 750, из них на долю структурных перестроек приходится более 700.