12. Кариотип: понятие, его характеристика у человека. Правила хромосом. Идиограмма и Денверская классификация хромосом человека.

Кариотип– хромосомный комплекс соматических клеток определенного вида растений или животных с присущими ему морфологическими особенностями(число, форма, размер хромосом). Каждый род хромосом в кариотипе представлен двумя гомологами, унаследованными от родителей с их половыми клетками.

В 1956 году Ю. Тио и А. Леван изучили кариотип человека.

Мужской: 44 аутосомы и две половые ХУ.

Женский: 44 аутосомы и две половые ХХ.

Правила хромосом:

Видовое постоянство числа хромосом – поддерживается митозом и мейозом.

Парность хромосом – гомологичные хромосомы.

Правило индивидуальности – хромосомы разных пар различаются по форме, размеру и содержанию генетической информации=>негомологичные.

Правило непрерывности – хромосомы способны к самоудвоению=>хромосома происходит от хромосомы.

Изучение кариотипа – кариологический анализ, лежит в основе цитогенетического метода – изучение препаратов метафазных хромосом. Материалом для кариотипирования служит клетка с высокой митотической активностью(клетки костного мозга, фибробласти кожи, лимфоциты крови, клетки амнеотической жидкости плода).

Этапы:

1. Получение клеток и помещение их на нейтральную среду с добавлением стимуляторов митоза – ФГА.

2. Остановка митоза на стадии метафазы путем добавления ингибиторов митоза – колхицин.

3. Приготовление микропрепарата и добавление в культуру клетки гипотонического раствора, для получения раздельно лежащих хромосом.

4. Препарат фиксируют, высушивают, окрашивают.

5. Фотографирование препарата, вырезание хромосом.

6. Составление идиограммы – схематичное обощение кариотипа.

Идиограмма – совокупность морфологических особенностей хромосом, как основного и постоянного признака вида.

Полученную идиограмму сравнивают с эталоном.

ДЕНВЕРСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ХРОМОСОМ(1960 ГОД):

Группа	Величина хромосом	Положение центромеры	число	в 2n
1-А 2-B 3-C 4-D 5-E 6-F 7-G	Самые крупные Крупные Средние Средние Относительно маленькие Маленькие Самые маленькие	Мета и субмета Субметацентрические Субметацентрические Акроцентрические Мета и субмета Метацентрические Акроцентрические	6 4 16 6 6 4 4	6 4 15 6 6 4 5

13.Молекулярная организация хромосом. Морфо-функциональная характеристика интерфазных и метафазных хромосом. Изменение хромосом в клеточном цикле. Уровни компактизации днп.

Термин «хромосома» был предложен в 1888 году немецким морфологом Вальдейром. В 1909 г – Морган, Бриджес и Стертевант доказали связь наследственного материала с хромосомами. Хромосомам принадлежит главенствующая роль в передаче наследственной информации от клетки к клетке, т.к. они удовлетворяют всем требованиям:

Способность к удвоению;

Постоянство присутствия в клетке;

Равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками.

Генетическая активность хромосом зависит от степени компактизации и изменяется в течение митотического цикла клетки.

Деспирализованная форма существования хромосомы в неделящемся ядре называется хроматином, его основу составляют белок и ДНК, которые образуют ДНП (дезоксирибонуклеиновый комплекс - дезоксирибонуклеопротеид).

Химический состав хромосом.

• - гистоновые белки Н₁, Н_2а, Н_2в, Н₃, Н₄– 50% - основные свойства;

• - негистоновые белки – кислотные свойства

• - РНК, ДНК, липиды (40%)

• - полисахариды

• - ионы металлов

При вступлении клетки в митотический цикл изменяется структурная организация и функциональная активность хроматина.

Строение метафазной хромосомы (митотической)

Состоит из двух хроматид, соединенных между собой центральной перетяжкой, которая делит хромосому на 2 плеча – р и q(короткое и длинное).

Положение центромеры по длине хромосомы определяет ее форму:

- метацентрическая (p=q)

- субметацентрическая (p>q)

- акрометацентрическая (p<q)

Есть спутники, которые соединяются вторичной перетяжкой с основной хромосомой, в ее области расположены гены, отвечающие за синтез рибосом (вторичная перетяжка – ядрышковый организатор).

На концах хромосом имеются теломеры, которые препятствуют слипанию хромосом между собой, а также способствуют прикрепление хромосом к оболочке ядра.

Для точной идентификации хромосом используют центромерный индекс – отношение длины короткого плеча к длине всей хромосомы (и умножить на 100%).

Интерфазная форма хромосомысоответствует хроматину ядер интерфазных клеток, который виден под микроскопу как совокупность более или менее рыхло расположенных нитчатых образований и глыбок.

Для интерфазных хромосом свойственно деспирализованное состояние, т.е.теряют компактную форму, разрыхляются, деконденсируются.

Уровни компактизации ДНП

Уровень компактизации	Коэффициент компактизации	Диаметр фибриллы
Нуклеосомный.G1,S. Хроматиновая фибрилла, «ниточка бус». Образована: гистоновые белки четырех классов - Н2а, Н2в, Н3, Н4– которые образуют гистоновый октанет (по две молекулы из каждого класса). На гистоновые октамеры накручивается молекула ДНК (75 оборотов); свободный линкерный (связующий) участок. Характерен для синтетического периода интерфазы.	7 раз	10 нм
Нуклеомерный.G2. Хроматиновая фибрилла – структура соленоида: за счет соединения соседних нуклеосом, за счет встраивания белков в линкерную область.	40 раз	30 нм
Хромомерный. При участии негистоновых белков с образованием петель (при компактизации). Характерен для начала профазы митоза. Одна хромосома – 1000 петель. Одна петля – 20000-80000 нуклеотидных пар.	200-400 раз	300 нм
Хромонемный. Участвуют кислые белки. Характерен для конца профазы.	1000 раз	700 нм
Хромосомный.Характерен для метафазы митоза. Участие гистонового белка Н1. Максимальная степень спирализации.	104-105раз	1400 нм

Степень компактизации хроматина влияет на его генетическую активность. Чем меньше еровень компактизации, тем больше генетическая активность и наоборот. На нуклеосомном и нуклеомерном уровнях хроматин активен, а в метафазе неактивен и хромосома выполняет функцию хранения и распределения генетической информации.