Кариотип. Хромосомный набор соматических клеток.

 

Число хромосом у различных организмов значительно колеб­лется, но характерно для каждого вида животных и растений.

У собак – 78 хромосом, шимпанзе – 48, человек – 46, свинья – 40, кошка – 38, мушка дрозофилла – 8.

 

Совокупность числа, величины и морфологии хромосом данного вида называется кариотипом данного вида.

!

Кариотип — это как бы лицо вида.

В кариотипе хромосомы подразделяются на

· аутосомы (одинаковые у обоих полов).

· и гетеросомы, или половые хромосомы (разные для мужских и женских особей).

Кариотип человека содержит 46 хромосом: 22 пары аутосом и две половые хромосомы (у женщин ХХ и ХУ у мужчин). Такой набор называется диплоидным. Т.е. у каждой хромосомы есть пара. Они различны по происхождению: одна унаследована от отцовского, другая — от материнского организма (23 хромосомы человек получает от мамы и 23 от папы).

 

Такой диплоидный (2 n) или двойной набор хромосом содержится в соматических клетках организмов; а в половых клетках набор хромосомгаплоидный или одинарный (n).

 

В хромосомном наборе соматических клеток различают:

· гомологичные – хромосомы одной пары. Они одинаковы по размерам, форме, составу и порядку расположения генов, но различны по происхождению (одна унаследована от отцовского, другая — от материнского организма), и потому могут нести гены в разном аллельном состоянии.

· негомологичные - хромосомы из разных пар. Одна из них имеет отцовское происхождение, а другая материнское.

В женском кариотипе (в соматических клетках) все хромосомы гомологичные, а в мужском 22 пары гомологичных и одна пара (половые) – негомологичные.

 

	Число хромосом	Женский организм	Мужской организм
Соматическая клетка	Диплоидный набор, 2n, Всего 46 хромосом: 44 – аутосомы 2 - половые хромосомы
Половые клетки	Гаплоидный набор, n, Всего 23 хромосомs: 22 – аутосомы 1 - половая хромосома	Один тип яйцеклеток	два типа сперматозоидов

Для изучения хромосом человека используют цитогенетический метод – кариотипирование.

Методика:

 

Для проведения данного исследования могут использоваться любые ядросодержащие клетки с диплоидным набором хромосом.

Наиболее удобно: кусочки кожи, костный мозг, эмбриональная ткань, клетки хориона, клетки амниотической жидкости и чаще всего лимфоциты периферической крови.

Для этого берут 1-2 мл венозной крови (или 2-3 мл крови из пальца) и помещают на питательную среду, которая содержит фитогемаглютинин (митоген – белок бобовых растений), который способствуют активации митоза.

Все это помещают в термостат и культивируют при температуре 37⁰С в течение 2-3 суток.

Затем добавляют колхицин (цитостатик) – разрушающий микротрубочки веретена деления. В результате этого деление большей часть клеток остановилось на стадии метафазы, а это стадия «метафазной пластинки» хромосом, когда они имеют максимально спирализованный вид и выстроены в области экватора.

Пипеткой отбирают культуру лимфоцитов и помещают ее на предметное стекло.

Добавляют гипотонический раствор, что приводит к разрыву клеток (цитолиз) и хромосомы оказываются вне клетки на предметном стекле.

Затем их фиксируют уксусной кислотой.

Теперь их окрашивают, фотографируют, вырезают и составляют кариотип.

Окрашивать можно по разному: по Романовскому дает Денверскую классификацию, а по Гимзе дает Парижскую.

 

 

Денверская классификация (1960)	Парижская классификация (1971)
Размер хромосом;	Размер хромосом;
Морфология хромосом;	Морфология хромосом;
Положение центромеры.	Положение центромеры.
	Дифференцированное окрашивание с выявлением участков гетеро- и эухроматина.

Денверская (1960)

Группа А. Хромосомы 1-3	Самые крупные. Хромосома 1 имеет почти медианную центромеру. Хромосома 2 почти равна первой, имеет субмедианную центромеру. Хромосома 3 короче первой и второй. Положение центромеры медианное.
Группа В. Хромосомы 4-5.	Крупные хромосомы с субакроцентрически расположенными центромерами. Не отличаются друг от друга.
Группа С. Хромосомы 6- 12 и Х хромосома	Субметацентрические хромосомы. Хромосомы 6.7. Седьмая хромосома более метацентрична, чем девятая, из хромосом 10,11,12 – 12 наиболее субметацентрична, 11-ая иногда самая короткая.
Группа D. Хромосомы 13-15.	Акроцентрические хромосомы между собой не различаются.
Группа Е. Хромосомы 16-18.	Хромосома 16 – короткая с субмедианным расположением центромеры. Хромосома 17. Хромосома 18 – самая короткая, положение центромеры субакроцентрическое.
Группа F. Хромосомы 19,20.	Короткие, с почти медианным расположением центромеры не отличаются друг от друга.
Группа G. Хромосомы 21,22 и У – хромосома.	Хромосома 21, 22 – акроцентрические.

 

Парижская (1971)

На хромосоме при специальном окрашивании обнаруживаются поперечные полосы («бэнды»), расположение ко­торых характерно для каждой хромосомы. Избирательное окрашивание связано с локализацией гетерохроматина.

 

Дифференциальное ок­рашивание позволяет четко отличить хромосомы одной группы друг от друга.

Диагностические возможности метода:

1. выявление изменений числа (Денверская классификация) и структуры (Парижская) хромосом

2. определение кариотипа

3. определение заболеваний, вызванных геномными и хромосомными мутациями

4. определение пола.

 

Мембраны

В основе любой оболочки (плазмолемма животной клетки, мембраны органелл и включений, ядерная оболочка и т.д.) лежит элементарная биологическая мембрана, состоящая из бислоя (двойного) липидов и белков.

В 1972 г. Сингер и Николсон предложили «жидкостно-мозаичную модель» строения мембраны: «белковые молекулы плавают в жидком бислое липидов, образуя в нем как бы своеобразную мозаику». 

Основные компоненты любой мембраны:

1. Липиды

2. Белки