Cytogenetikhistoria, vilka studier, tekniker, applikationer

De cytogenetik Det är studien av morfologi, struktur och funktion av kromosomer, inklusive deras förändringar under den somatiska uppdelningen av celler eller myitos, och under den reproduktiva uppdelningen av celler eller meios.

Cytologi studerar också de faktorer som orsakar kromosomala förändringar, inklusive de patologiska, som förekommer från en generation till en annan, och evolutionär, som verkar genom många generationer.

Källa: Pixabay.com

[TOC]

Historia

De minnesvärda åren och händelserna i cytogenetikens historia är följande:

- 1842 observerade Karl Wilhelm von Nägeli "övergående cytoblaster", då kallade kromosomer.

- 1875 identifierade Eduard Strasburger kromosomer i växter. 1979 gjorde Walther Flemming det hos djur. Flemming myntade termerna kromatin, profas, metafas, anafas och telofas.

- 1888, w. Waldeyer myntade termen kromosom.

- 1893 publicerade Oscar Hertwig den första cytogenetiska texten.

- 1902 upptäckte Theodor Boveri och Walter Sutton homologa kromosomer.

- 1905 identifierade Nettie Stevens kromosomen och.

- 1937, Albert Blakeslee och. G. Avery stoppade metafas med mattor, vilket underlättade kromosomernas observation kraftigt.

- 1968 beskrev Torbjörn Caspersson och kollaboratörer bandet Q. 1971 beskrev Bernard Dutrillaux och Jerome Lejeune R -bandet.

- 1971 talades det om Cands C på en konferens om mänskliga kromosomer nomenklatur.

- 1975, c. Goodpasture och s. OCH. Bloom beskrev AG-Nor-färgningen.

- 1979 beskrev Jorge Yunis de höga upplösningsmetoderna för G -band.

- 1986-1988 utvecklade Daniel Pinkel och Joe Gray fiskens (fluorescerande i sit hybridisering).

- 1989, Hermann - Josef Lüdecke Microdise Chromosomes.

- 1996 beskrev Evelyn Schröck och Thomas Ried den multikromatiska spektrala kartypiska typificeringen.

Upptäckter hos människor

1914 föreslog Theodor Boveri att cancer kunde bero på kromosomala förändringar. 1958, Charles och. Ford observerade kromosomala avvikelser under leukemi.

1922 publicerade Theophilus Painter att människor har 48 kromosomer. Vi var tvungna att vänta till 1956 så att Jo Hin Tjio och Albert Levan konstaterade att de verkligen har 46 kromosomer.

1932, s. J. Waardenburg föreslog, utan att prova att Downs syndrom kan vara resultatet av kromosomavvikelse. 1959 demonstrerade Jerome Lejeune närvaron av en ytterligare somatisk kromosom hos patienter med Downs syndrom.

Också 1959, Charles och. Ford sa att kvinnor med Turnersyndrom saknar en av de två X -kromosomerna, medan Patricia Jacobs och John Strong upptäckte närvaron av en ytterligare X -kromosom hos män med Klinefelter -syndrom.

1960, j. TILL. Böök och Berta Santesson beskrev triploidy, Klaus Patau beskrev trisomi 13, och John Edwards beskrev trisomi 18.

1969 upptäckte Herbert Lubs först det bräckliga X -kromosomsyndromet. Samma år började amniocentes för cytogenetisk diagnos användas.

Kan tjäna dig: 12 framsteg av biologi under de senaste 30 åren

Studieområde

Cytogenetister studerar den kromosomala utvecklingen av levande varelser, med hjälp av tillgivenhet för fylogenetisk analys och löser taxonomiska problem.

Dessutom undersöker de epidemiologiska aspekter av humana kromosomala avvikelser och miljöfaktorer som producerar, diagnostiserar och behandlar patienter som påverkas av kromosomala avvikelser och utvecklar molekylära tillvägagångssätt för att dechiffrera strukturen, funktionen och evolutionen av kromosomer.

Kromosommorfologi

Varje kromosom består av två kromatider, förenade med en sammandragning som kallas Centromere. Kromosomsektionerna som börjar från centromeren kallas armar.

Kromosomerna kallas metacentriska när de har centromeren i hälften; Submetacentrisk om de har det något bort från hälften, så att motsatta armar inte är av lika lång längd; akrocentrisk om centromeren är nära en av ändarna; och telocentrisk om centromeren är rätt i ena änden av kromosomen.

Tekniker: provbehandling

Stegen för att bearbeta proverna är följande.

Få provet

Förvärv av den nödvändiga vävnaden, lagring av den till höger och på lämpliga vägar.

Beskära

Med undantag för prover för fiskanalys, en odlingsperiod mellan en dag och flera veckor innan skördaren krävs.

Skördad

Det är att få celler i metafas.

Mitosstopp

Standard cytogenetisk analys kräver att man stoppar mytos för celler att stanna kvar i metafas, med MAT eller Colcemid® för detta.

Hypotonisk behandling

Öka volymen av celler, vilket gör att kromosomer kan förlänga.

Fixering

3: 1 ättiksyra används för att ta bort cell från celler, härdande membran och kromatin för färgning.

Arkförberedelse

De fasta cellerna förlängs på glidarken, varefter de torkas.

Kromosomer färgning

Det finns flera färgningsmetoder för att känna igen skillnader mellan kromosomer. Det vanligaste är G.

Mikroskopisk analys

Låter dig välja lämpliga celler för att observera och fotografera kromosomer.

Utveckling av vård

Baserat på metafascellfotografier komponeras bilder av kromosomerna från en representativ cell för efterföljande studie.

Kromosomband

Det finns fyra typer av kromosomala band: heterokromatiska band; Eukromatiska band, nukleolorganiserande regioner (NORS); Filmkanel.

Heterokromatiska band presenteras som diskreta block. De motsvarar heterokromatin, som innehåller mycket repetitiva DNA -sekvenser som representerar konventionella gener och inte är avskräckta i gränssnittet.

Euchromatiska band består av en serie alternativa segment som eller inte påverkas av färgning. Dessa band skiljer sig i storlek, och bildar distinkta mönster som är karakteristiska för varje par av kromosomer av en art, vilket gör dem mycket användbara för att identifiera translokationer och kromosomala omlag.

Nors är de delar av kromosomer som innehåller hundratals eller tusentals ribosomala RNA -gener. De visualiseras vanligtvis som sammandragningar.

Kan tjäna dig: gram fläck

Cinetocoros är de bindande platserna för mikrotubulorna spindel till kromosomerna.

Kromosomal bandfärgning

Kromosomerna handlar om färgningstekniker som avslöjar longitudinella differentieringsmönster (tydliga och mörka regioner) som annars inte kunde ses. Dessa mönster tillåter att jämföra olika arter och studera evolutionära och patologiska förändringar på kromosomnivå.

Kromosomer är uppdelade till dem som använder absorptionsfärgning, vanligtvis giemsa -pigment och de som använder fluorescens. Absorptionsfärgningsmetoder kräver preliminär fysikalisk-kemisk behandling, såsom beskrivs i "provtagning av bearbetning".

Vissa typer av flagg möjliggör mönster av begränsade regioner av kromosomer relaterade till funktionella egenskaper. Andra tillåter att visualisera skillnader mellan homologa kromosomer som möjliggör identifiering av segment.

Band c

C -bandeo färgar de flesta heterokromatiska band, så det är den universella tekniken att visa närvaron av heterokromatin i kromosomer. Andra metoder fläckar endast en del av den totala heterokromatinet, så de är mer användbara än band c för att skilja mellan typer av heterokromatin.

Band q

Q Bando är den äldsta färgningstekniken. Är skyldig sitt namn till användning av quinakrin. Det är effektivt oavsett kromosomerpreparatmetod. Det är en alternativ metod för g. Lite används, men dess tillförlitlighet gör det användbart när materialet är knappt eller svårt att slå.

G -band

G -bandet, baserat på användningen av Giemsa och TripSina, är den mest använda. Tillåter upptäckt av translokationer, investeringar, borttagningar och duplikationer. Det är den mest använda metoden för karakterisering av ryggradsutveckling, vilket bevisar skillnader mellan kromosomer som inte kan särskiljas endast baserat på deras morfologi.

Band r

R -bandementet producerar ett omvänt färgningsmönster med avseende på G -bandet. R bando.

Band t

T -bandet är en variant av R -bandskapet där det inte finns någon färgning av de flesta interstitiella band av kromosomer, så att kromosomernas terminalregioner är intensivt färgade.

Ag-nor band

Ag-Nor Bando används för att hitta sjuksköterskor genom att färgas med silver. I AG-Nor Bandeo, inte heller inaktiva gener. Därför används denna låga för att studera förändringar i ribosomal genaktivitet under gameteogenes och embryonal utveckling.

Fluorescerande in situ hybridisering (fisk)

Fisken Bandeo tillåter att visualisera kromosomer med fluorescerande markerade sonder. Fiskteknologi tillåter cariotypal analys av celler som inte är i uppdelning.

Kan tjäna dig: urea buljong: vad är, grund, förberedelse, användning

Fisk -bandeo tillåter detektion av specifika DNA -sekvenser i kromosomer, celler och vävnader. Därför kan det användas för att upptäcka kromosomala avvikelser som involverar små DNA -segment.

Fish Bandeo öppnade vägen för ytterligare två sofistikerade relaterade tekniker, känd som spektral tillgivenhet (himmel, spektral karyotypning) och multikromatisk fisk (M-Fish, Multicolor Fish)

Fluorescerande pigment används på himlen och M-FISH, som tillsammans producerar färgkombinationer, en för varje kromosom. Dessa tekniker har varit mycket användbara för att upptäcka komplexa kromosomavvikelser, såsom de som observerats i vissa tumörer och i akut lymfoblastisk leukemi.

Medicinska tillämpningar

- Cytogenetik av cancer. Kromosomala avvikelser och aneupplody är ofta i tumörer. Kromosomala translokationer kan ha cancerframkallande effekter genom fusionsproteinproduktion. Cytogenetik används för att övervaka framstegen med cancerbehandlingar.

- Bräckliga platser och kromosomer. Bräckliga kromosomer kan orsaka patologier som bräckligt X -kromosomsyndrom. Exponering för cytotoxiska medel kan producera kromosomfraktur. Bärarna av vissa autosomala mutationer saknar förmågan att reparera skadat DNA under kromosomfraktur.

- Numeriska avvikelser hos kromosomer. Kromosomernas räkning gör det möjligt att diagnostisera trisomier, till exempel den som produceras av Down, Edwards och Pataus syndrom. Det gör det också möjligt att diagnostisera Turner och Klinefelter -syndrom.

- Vid kronisk myelogen leukemi har vita blodkroppar en "Philadelphia Chromosome". Denna onormala kromosom är resultatet av translokalisering av kromosomer 9 och 22.

Referenser

1. Abbott, j. K., Nordén, a. K., Hansson, b. 2017. Sex Chromosome Evolution: Historical Insights and Future Perspectives. Process of the Royal Society B, 284, 20162806.
2. Tro, e. R. C. 2008. Allt om mitos och meios. Lärarskapande materialpublicering, Huntington Beach, CA.
3. Gersen, s. L., Keagle, m. B., utgåvor. 2013. Principerna för klinisk cytogenetik. Springer, New York.
4. Gosden, J. R., ed. 1994. Metoder i molekylärbiologi, volym. 29. Kromosomanalysprotokoll. Human Press, Totowa, N.J.
5. Hughes, J. F., Sida, D. C. 2015.Biologin och utvecklingen av däggdjur och kromosomer. Årlig översyn av genetik, 49, 22.1-22.tjugoett.
6. Kanan, t. P., Alwi, Z. B. 2009. Cytogenetik: förflutna, nutid och framtid. Malaysian Journal of Medical Sciences, 16, 4-9.
7. LAWCE, H. J., Brun, m. G. 2017. Cytogenetics: en översikt. I: AGT Cytogenetics Laboratory Manual, fjärde upplagan. Arsham, m. S., Barch, m. J., LAWCE, H. J., utgåvor. Wiley, New York.
8. Präst, c., Louis, a., Bon, c., Berthelot, c., Crolius, h. R. 2018. Kromosomutveckling vid ursprunget till Ancestral ryggradsgenom. Genombiologi, 19, 166.
9. Schubert, jag. 2007. Kromosomutveckling. Nuvarande åsikt i växtbiologi, 10, 109-15.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetik - växter, djur, människor. Springer-Verlag, New York.