Методы изучения наследственности человека. Половой хроматин, методы определения полового хроматина: Методическая разработка

ТЕМА: МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ ЧЕЛОВЕКА.

ПОЛОВОЙ ХРОМАТИН МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОВОГО ХРОМАТИНА

 ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:

1) Знать хромосомные и генные болезни человека, механизмы их возникновения.

2) Уметь использовать цитогенетический и биохимический методы для диагностики хромосомных и генных болезней человека, определять половой хрома тин.

 МОТИВАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕМЫ:

 Полученные знания и умения необходимы студентам при изучении патфизиологии детских, нервных болезней, акушерства и гинекологии, при работе врачом общей практики и медико-генетической консультации.

 ВОПРОСЫ К ЗАНЯТИЮ:

1. Половой хроматин.

2. Методы определения полового хроматина:

            - ацетоорсеиновый метод;

            - гематоксилин-эозиновый метод.

3. Метод определения Y-хроматина.

I. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

            В 1949 г. M. L. Barr и E. C. Ber при изучении клеток животных установили генетическую разницу между полами. В 1954 г. K. L. Moore и M. L. Barr эту генетическую особенность подтвердили, исследуя клетки человека. Были обнаружены два типа клеток. В ядрах соматических клеток нормальной женщины была выявлена компактная хроматиновая глыбка, названная половым хроматином, или тельцем Барра, а в ядрах клеток нормального мужчины такая глыбка отсутствовала. Впоследствии установили, что обнаруженное тельце представляет собой неактивную хромосому Х. Тельце Барра чаще всего располагается на периферии у ядерной мембраны и его форма варьирует от треугольной до выпуклой. Для выявления полового хроматина обычно применяют анализ эпителиальных клеток в соскобе слизистой оболочки щеки. Наличие или отсутствие тельца Баррап характеризует набор хромосом Х, а следовательно, и пол индивида. Оказалось, что тельце Барра образуется из одной хромосомы Х. Поэтому у женщин обнаруживается тельце Барра, а у мужчин - нет. В случае хромосомных аномалий телец Барра всегда на одно меньше, чем хромосом Х.

            Согласно гипотезе М. Лайон, образование телец Барра у человека и млекопитающих животных связано с явлением компенсации дозы. Именно благодаря такому механизму эффект хромосомы Х, представленный у женщин в двойной "дозе", проявляется сильнее, чем в нормальном мужском организме, где имеется только одна хромосома Х, соответственно одна "доза" генов. По этой же гипотезе инактивации может равновероятно подвергнуться любая из хромосом Х.

            У женского зародыша функционируют обе Х-хромосомы до 16-го дня эмбрионального развития. На 16-й день происходит инактивация одной из Х-хромосом с образованием глыбки полового хроматина. Процесс инактивации случайный, поэтому примерно в половине клеток активной сохраняется материнская Х-хромосома (Х 5м 0), а отцовская инактивируется. В других клетках активной остается отцовская Х-хромосома (Х 5о 0), а инактивируется материнская. В дальнейшем пе

                    Х 5м 0Х 5о

              Х 5м 0Х 5о 0       Х 5м 0Х 5о

          ---------------------- 16-й день

             Х 5о 0  Хм     Х 5о 0  Х 5м

 реактивация 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 доминантный аллель, а в другой - рецессивный. Каждый ген детерминирует синтез определенного белка-фермента и, следовательно, обладание двумя вариантами фермента, которые немного различаются по своим температурным и рН-оптимумам, либо по своему сродству к субстрату или репрессорным веществам, расширяет приспособительные возможности женского организма, особенно при нагрузках и патологических состояниях, отравлениях, недостаточном питании, жаре или холоде т.п. В этом и заключается мозаицизм женского организма по половым хромосомам, объясняющий из большую устойчивость. В результате у гетерозиготных женщин в среднем 50% клеток продуцируют нормальное количество веществ, а другие 50% аномальное.

            Женский организм более устойчив к голоду, ионизирующим излучениям, эмоциональным нагрузкам. Женщины плачут чаще мужчин. Оказывается, вместе со слезами выделяются активные амины, в результате чего снижается напряжение ЦНС и кровяное давление. На большую жизнестойкость женского организма оказывают влияние и другие факторы: эндокринные, социальные, (меньше курят, меньше употребляют алкоголь, меньше связаны с тяжелыми и вредными условиями труда) и др.

            Если бы гипотеза М. Лайон соответствовала действительности без ограничений, то не было бы фенотипических различий между здоровыми женщинами с двумя Х-хромосомами и больными ХО, ни между здоровыми мужчинами и больными с синдромом Клайнфелтера (ХХY). Очевидно вторая Х-хромосома инактивируется не полностью, в ней имеются генетически активные локусы, что находит экспериментальное подтверждение. Однако половой хроматин очень изменчив. Его качественные и количественные характеристики зависят от фаз клеточного цикла, метаболизма клетки, состояния организма, менструального цикла, приема некоторых лекарственных препаратов (например, антибиотиков, кортикостероидов и т.д.). Полное представление о составе половых хромосом можно получить только при кариотипировании.

            В настоящее время идентифицировать хромосому Х можно, применяя дифференциальное окрашивание и радиоавтографию, а хромосому Y с помощью окраски интерфазного ядра флюоресцирующими красителями (акрихином или акрихинипритом) не только в культивируемых клетках крови и кожи, но и непосредственно при прямом анализе лейкоцитов в мазках крови (хромосома Y при люминесцентной микроскопии ярко флюоресцирует).

- 7

II. УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

            Определение полового хроматина по одной из трех предложенных методик.

 2.1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ Х-ХРОМАТИНА АЦЕТО-ОРСЕИНОВЫМ

МЕТОДОМ