Методы генетики. Медицинская биология Цитогенетический метод используют для определения степени
Наследственность человека трудно поддается изучению:
Примерно одинаковая продолжительность жизни исследователя (врача) и пациента, максимально может изучит 3-4 поколения в семье,
Поздно наступающая половая зрелость человека и малое число потомков,
Большое число хромосом и генов,
Отсутствие записанных родословных в семье,
Гибридологический метод применять нельзя.
Существует ряд методов, которые позволяют проследить наследование признаков. Это позволяет установить диагноз, бороться с болезнями, провести консультацию лицам, нуждающимся в ней.
Клинико- генеалогический
Биохимический
Цитогенетический
Близнецовый
Популяционно-статестический
Имунно-генетический
Близнецовый метод.
МZ (ОБ) однояйцевые.
1 яйцеклетка + 1 сперматозоид → зигота, которая далее на ранних стадиях делиться на 2 эмбриона.
Всегда одного пола (генетически эдентичны). Различия между ними зависят в основном от действия внешних факторов.
2 яйцеклетка + 2 сперматозоида = → 2 зиготы.
DZ (РБ). Они сходны между собой как 2 сестры или 2 брата, рождённые порознь. Могут быть и разнополые или однополые. Различия зависят от наследственности и от средовых факторов.
Метод позволяет разграничить роль наследственности и среды в разнообразии признаков человека.
Если возникновение признака (или его отсутствие) в значительной степени зависит от генетической конструкции тогда у ОБ совпадение наблюдается чаще.
Внутрипарное сходство близнецов (похожесть) называется конкорданность, у ОБ она > чем РБ.
(псориаз МЗ 61 % РБ 13%) . Шизофрения 69% (10%). Депрессия (психоз) 96% (19%).
90-100% оттенок кожи, форма носа, оттенок радужки, у ОБ
Группа крови, слюны, резусу у ОБ- 100%
81-90% дактилоскоп. Узору у ОБ.
Сущность метода: изучения внутрипарного сходства близнецов, при сравнении которых можно судить о влиянии среды и наследственности на развитие того или иного признака (воздействие хим. в-в, лекарств…).
Цитогенетический метод.
Это микроскопический анализ хромосом (кариотипа) позволяет выявить числовые и структурные изменения хромосом (перестройки, поломки и др..
Хромосомы изучают в делящихся клетках костного мозга, лимфоцитах крови, реже кожи, мышц.
Хромосомы можно изучать и будущего ребёнка (эмбриона): ворсины хориона, клетки плаценты, пуповинной крови, амниотической жидкости (околоплодных вод- метод амниоцентез).
Клетки отбирают, выращивают на питательной среде, добавляют колхитин. Он останавливает митоз на стадии метафазы. Микропрепараты обязательно окрашивают. Существует различные методики цитогенетической диагностики. Методом можно определять половой хроматин (тельце Барра)
Показания к методу:
У пробанда, его родителей или родственников при подозрении на хромосомную болезнь (уточнение диагноза)
При тяжёлых психических расстройствах
При первичной аменореи (отсутствие менструации) бесплодии
При спонтанных абортах, мёртворожденных
У детей с множественными пороками развития, не подходящими под какую либо болезнь.
При изучении мутагенного действия, каких либо факторов (лекарственные средства, наркотики, радиация…)
При проведении медико- генетического консультирования.
Метод приводит к более точной диагностики, к своевременному лечению и предупреждению рождения больного ребёнка.
Цитогенетика – раздел генетики, изучающий закономерности наследственности и изменчивости на уровне клетки и субклеточных структур, главным образом хромосом. Цитогенетические методы предназначены для изучения структуры хромосомного набора или отдельных хромосом. Основа цитогенетических методов - микроскопическое изучение хромосом человека. Микроскопические методы исследования хромосом человека начали использоваться в конце XIX века. Термин «цитогенетика» введен в 1903 г. Уильямом Саттоном.
Цитогенетические исследования стали широко использоваться с начала 20 -х гг. XX в. для изучения морфологии хромосом человека, подсчета хромосом, культивирования лейкоцитов для получения метафазных пластинок. В 1959 г. французские ученые Д. Лежен, Р. Тюрпен и М. Готье установили хромосомную природу болезни Дауна. В последующие годы были описаны многие другие хромосомные синдромы, часто встречающиеся у человека. В 1960 году Р. Мурхед с соавт. разработали метод культивирования лимфоцитов периферической крови для получения метафазных хромосом человека, что позволило обнаруживать мутации хромосом, характерные для определенных наследственных болезней.
Применение цитогенетических методов: изучение нормального кариотипа человека, диагностика наследственных заболеваний, связанных с геномными и хромосомными мутациями, исследование мутагенного действия различных химических веществ, пестицидов, инсектицидов, лекарственных препаратов и др. Обьектом цитогенетичеких исследований могут быть делящиеся соматические, мейотические и интерфазные клетки.
ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Световая микроскопия Электронная микроскопия Конфокальная микроскопия Люминесцентная микроскопия Флуоресцентная микроскопия
Показания для проведения цитогенетических исследований Подозрение на хромосомную болезнь по клинической симптоматике (для подтверждения диагноза) Наличие у ребенка множественных ВПР, не относящихся к генному синдрому Многократные спонтанные аборты, мертворождения или рождения детей с ВПР Нарушение репродуктивной функции неясного генеза у женщин и мужчин Существенная задержка умственного и физического развития у ребенка
Пренатальная диагностика (по возрасту, в связи с наличием транслокации у родителей, при рождении предыдущего ребенка с хромосомной болезнью) Подозрение на синдромы, характеризующиеся хромосомной нестабильностью Лейкозы (для дифференциальной диагностики, оценки эффективности лечения и прогноза лечения) Оценка мутагенных воздействий различных химических веществ, пестицидов, инсектицидов, лекарственных препаратов и др.
В период деления клеток на стадии метафазы хромосомы имеют более четкую структуру и доступны для изучения. Обычно исследуют лейкоциты периферической крови человека, которые помещают в специальную питательную среду, где они делятся. Затем готовят препараты и анализируют число и строение хромосом.
Цитогенетичекие исследования соматических клеток Получение препаратов митотических хромосом Окраска препаратов (простые, дифференциальные и флуоресцентные) Молекулярно-цитогенетические методы – метод цветной гибридизации in situ (FISH)
К цитогенетическим методам, применяемым в клинической практике, относятся: - классические методы кариотипирования; - молекулярно-цитогенетические методы. До недавнего времени диагностика хромосомных болезней базировалась на использовании традиционных методов цитогенетического анализа.
Для изучения хромосом чаще всего используют препараты кратковременной культуры крови, а также клетки костного мозга и культуры фибробластов. Кровь с антикоагулянтом центрифугированиют для осаждения эритроцитов, а лейкоциты инкубируют в культуральной среде 2 -3 дня. К образцу крови добавляют фитогемагглютинин, так как он ускоряет агглютинацию эритроцитов и стимулирует деление лимфоцитов. Наиболее подходящая фаза для исследования хромосом - метафаза митоза, поэтому для остановки деления лимфоцитов на этой стадии используют колхицин. Добавление этого препарата к культуре приводит к увеличению доли клеток, находящихся в метафазе, то есть в той стадии клеточного цикла, когда хромосомы видны лучше всего. Каждая хромосома реплицируется и после соответствующей окраски видна в виде двух хроматид, прикреплённых к центромере, или центральной перетяжке. Затем клетки обрабатывают гипотоническим раствором хлорида натрия, фиксируют и окрашивают. Для окраски хромосом чаще используют краситель Романовского -Гимзы, 2% ацеткармин или 2% ацетарсеин. Они окрашивают хромосомы целиком, равномерно (рутинный метод) и могут быть использованы для выявления численных аномалий хромосом
Денверская классификация хромосом человека (1960). Группа А (1 -3) – три пары самых крупных хромосом: две метацентрические и 1 субметацентрическая. Группа В – (4 -5) – две пары длинных субметацентрических хромосом. Группа С (6 -12) – 7 пар субметацентрических аутосом среднего размера и Х-хромосома. Группа D (13 -15) – три пары средних акроцентрических хромосом. Группа E (16 -18) – три пары метацинтрическая и субметацентрические хромосомы. Группа F (19 -20) – две пары маленьких метацентрических хромосом. Группа G (21 -22 и Y) – две пары мелких акроцентрических хромосом и Y-хромосома.
1. Рутинная (равномерная) окраска 2. Используется для анализа числа хромосом и выявления структурных нарушений (аберраций). При рутинной окраске достоверно можно идентифицировать только группу хромосом, при дифференциальной – все хромосомы
Идиограмма хромосом человека в соответствии с Денверской и Парижской классификациями A B C E D F G
Методы дифференциальной окраски хромосом Q-окрашивание - окрашивание по Касперссону акрихинипритом с исследованием под флуоресцентным микроскопом. Чаще всего применяется для исследования Y-хромосом. G-окрашивание - модифицированное окрашивание по Романовскому - Гимзе. Чувствительность выше, чем у Qокрашивания, поэтому используется как стандартный метод цитогенетического анализа. Применяется при выявлении небольших аберраций и маркерных хромосом (сегментированных иначе, чем нормальные гомологичные хромосомы) R-окрашивание - используется акридиновый оранжевый и подобные красители, при этом окрашиваются участки хромосом, нечувствительные к G-окрашиванию. C-окрашивание - применяется для анализа центромерных районов хромосом, содержащих конститутивный гетерохроматин. T-окрашивание - применяют для анализа теломерных районов хромосом.
Участки сильной и слабой конденсации по длине хромосомы специфичны для каждой хромосомы и имеют разную интенсивность окраски.
Флюоресцентная гибридизация in situ (Fluorescence in situ hybridization, FISH) - спектральное кариотипирование, состоящее в окрашивании хромосом набором флуоресцентных красителей, связывающихся со специфическими областями хромосом. В результате такого окрашивания гомологичные пары хромосом приобретают идентичные спектральные характеристики, что существенно облегчает выявление таких пар и обнаружение межхромосомных транслокаций, то есть перемещений участков между хромосомами - транслоцированные участки имеют спектр, отличающийся от спектра остальной хромосомы.
Флюоресцентная гибридизация in situ (Fluorescence in situ hybridization, FISH) Флюоресце нтная гибридиза ция in situ, или метод FISH - цитогенетический метод, который применяют для детекции и определения положения специфической последовательности ДНК на метафазных хромосомах или в интерфазных ядрах in situ. При флюоресцентной гибридизации in situ используют ДНК-зонды (ДНК-пробы), которые связываются с комплементарными мишенями в образце. В состав ДНК-зондов входят нуклеозиды, меченные флюорофорами (прямое мечение) или такими конъюгатами, как биотин или дигоксигенин (непрямое мечение).
Определение транслокации t(9; 22)(q 34; q 11) при хроническом миелолейкозе методом FISH ген ABL 1 (хромосомa 9) объединяется с геном BCR (хромосомы 22) – образуется химерный ген BCR-ABL 1. Метафазная пластинка с филадельфийской хромосомой. Хромосомы окрашены в синий цвет, локус ABL 1 - красный цвет, локус BCR - зелёный цвет. Вверху слева - хромосома с перестройкой, отмечена красно-зеленой точкой.
Многоцветная FISH - спектральное кариотипирование, состоящее в окрашивании хромосом набором флуоресцентных красителей, связывающихся со специфическими областями хромосом. В результате такого окрашивания гомологичные пары хромосом приобретают идентичные спектральные характеристики, что существенно облегчает выявление таких пар и обнаружение межхромосомных транслокаций, то есть перемещений участков между хромосомами - транслоцированные участки имеют спектр, отличающийся от спектра остальной хромосомы.
Кариотип 46, XY, t(1; 3)(p 21; q 21), del(9)(q 22) Транслокация между 1 -й и 3 -й хромосомами, делеция 9 -й хромосомы. Маркировка участков хромосом дана как по комплексам поперечных меток (классическая кариотипизация, полоски), так и по спектру флуоресценции (цвет, спектральная кариотипизация).
Цитогенетический метод изучения наследственности человека представляет собой микроскопический анализ хромосом. Он стал широко применяться с начала 20-х годов 20-го столетия. С помощью метода осуществляется исследование морфологии человеческих хромосом и их подсчет. Его также используют для культивирования лейкоцитов, чтобы получить метафазные пластинки. Далее рассмотрим подробнее, что собой представляет цитогенетический метод изучения наследственности человека.
Общие сведения
Цитогенетический метод исследования генетики человека, его развитие и становление связаны с такими учеными, как Леван и Тио. Они в 1956 году первыми установили точное количество хромосом у людей. Их оказалось не 48, как думали ранее, а 46. Именно это и положило начало исследованию мейотических и митотических хромосом человека. В 1959-м году французскими учеными Готье, Тюрпеном и Леженом была установлена природа синдрома Дауна. Используя цитогенетический метод, они выявили, что болезнь имеет хромосомную этиологию. В последующие годы было описано еще множество патологий, часто встречающихся у людей и имеющих ту же природу. Сегодня цитогенетический метод изучения наследственности используется при диагностировании, составлении хромосомных карт, анализа мутационного процесса и решения прочих важных проблем. В 1960 году в США была разработана 1 Международная классификация. В основе нее использовались размеры хромосом, а также расположение центромеры - первичной перетяжки.
Анализ кариотипа
Оценка и выявление аномалий проводится в несколько приемов. Для выполнения анализа необходим фрагмент периферической крови больного объемом около 1-2 литров. Этапы цитогенетического метода при анализе кариотипа следующие:
- Культивирование лимфоцитов.
- Окраска.
- Микроскопический анализ.
Культивирование лимфоцитов
Эта процедура необходима для стимулирования их деления. Это связано с тем, что возможности цитогенетического метода напрямую зависят от количества клеток, которые находятся на стадии метафазы, в тот момент когда хромосомы собраны наиболее компактно. Длительность культивирования, как правило, 72 часа. Увеличению числа метафазных клеток способствует введение в завершении процесса колхицина. Он приостанавливает на стадии метафазы деление, разрушает его веретено и повышает конденсацию хромосом. Затем клетки перемещаются в гипотонический раствор. Он провоцирует разрыв ядерной оболочки и свободное движение хромосом в цитоплазме.
Окрашивание
На этой стадии процесса клетки фиксируются с помощью уксусной к-ты и этанола в пропорции 1:3. Далее суспензию помещают на предметные стекла и сушат. В соответствии с целями анализа применяются разные приемы дифференциального окрашивания. Длительность процедуры - несколько минут. Окрашивание приводит к возникновению рисунка с поперечной исчерченностью, специфичного для каждой из хромосом.
Микроскопический анализ
Самым трудоемким процессом считается световое микроскопирование. Для его выполнения необходима высокая квалификация специалиста. Чтобы выявить хромосомные аномалии, следует проанализировать не меньше 30-ти пластинок. Весьма результативными считаются компьютерные методы исследования.
Разрешающая способность
Молекулярно-цитогенетический метод может применяться для анализа хромосом, отдельные сегменты которых могут иметь разную окраску. При этом кариотипы в целом похожи на красочные фантастические удивительные картины. Внедрены и активно применяются методы, с помощью которых осуществляется окрашивание хромосом в состоянии покоя, когда они максимально растянуты. Использование таких приемов позволяет идентифицировать сегменты, размер которых порядка 50 килобаз.
Развитие отрасли
В течение последних нескольких лет отмечается достаточно активный сдвиг в становлении области молекулярной биологии. Это прежде всего обуславливается работами по расшифровке генома людей, выполненными в рамках государственных и международных программ "Совокупность человеческих генов". В результате трудов были не только получены обширные по своему объему сведения по строению дезоксирибонуклеиновой кислоты. Были также проведены исследования современных технологий анализа, способов обработки больших объемов информации, созданы и сохранены информационные базы данных. На основании этих материалов сформировалось новое направление - молекулярная генетика. Она позволила обнаружить многочисленные специфичности в функциях хромосомного набора. Цитогенетический метод изучения используется для выявления новых элементов и звеньев, осуществления дешифровки мутации при наличии солидного числа врожденных заболеваний.
Специализированные области
Как видно, цитогенетический метод позволил решить существенные проблемы. В связи с этим стали появляться специализированные направления. В частности, сформировались такие области, как функциональная молекулярная генетика, врачебная, этническая геномика (этногеномика), сравнительная наука, исследующая гены и геномы живых существ и прочие.
Этногеномика
Основной ее задачей является анализ генетического многообразия в разнообразии генов отдельных территориальных общностей, наций, групп. В данном случае необходимо подчеркнуть принципиально важную идею. Благодаря этногеномике генетическая хромосомная механика стала влиять не только на имеющие определенное родство виды науки о терапии и жизнедеятельности, но и на достаточно отчужденные области, как, например, история.
Вариабельность
В процессе декодирования хромосомного набора, в то время как уже выявлены главные особенности в его конструкции, ученым стала ясна серьезность многообразия генома. Анализ вариабельности позволяет решить разнообразные проблемы, как практического, так и теоретического характера. Особое значение цитогенетический метод имеет при оценке развития человечества, принимая во внимание происхождение, цикл перемещения, формирование, родство и взаимодействие разных видов.
Анализ ДНК
Исследования дезоксирибонуклеиновой кислоты людей, населяющих планету сегодня, позволяют получить информацию о достаточно отдаленных явлениях и хронологических фактах, даже до самого момента появления человека. Так, к примеру, было выявлено, что в дезоксирибонуклеиновой кислоте вписано множество событий. Чтобы интерпретировать результаты этих исследований, необходимо рассматривать ДНК разных представителей всех общин, определяя степень и хромосомного родства.
Патологии
Причины многих заболеваний, к примеру, синдром Шерешевского-Тернера, Клайнфельтера, Дауна и прочих, долгое время оставались невыясненными. Но использование цитологического метода позволило обнаружить аномалии хромосом. Мужчины, страдающие синдромом Клайнфельтера, отличаются недоразвитостью гонад, умственной отсталостью, дегенерацией семенных канальцев, непропорциональностью конечностей и прочим. У женщин диагностируется болезнь Шерешевского-Тернера. Синдром проявляется в отсутствии менструаций и позднем половом созревании, недоразвитости гонад, небольшом росте, бесплодии и прочих признаках. В результате исследований было выявлено нерасхождение половых хромосом в процессе формирования родительских гамет. Дальнейший анализ показал, что следствием этого являются различные аномалии. Отмечается, в частности, полисомия. Например, мужчины могут иметь набор XX Y, XXX Y, ХХХХ Y, женщины же - XXX, ХХХХ. Существует особенность значения половых хромосом при детерминации человеческого пола при их нерасхождении. Так, в отличие от дрозофилы, она проявляется в том, что XX Y определяет исключительно мужской, а Х0 - женский пол. Вместе с этим увеличение количества хромосом Х при сочетании с одной Y только усиливает болезнь Клайнфельтера. Полисомия либо трисомия у женщин также является провоцирующим фактором для развития патологий, сходных с синдромом Шерешевского-Тернера.
В заключение
Патологии, спровоцированные нарушениями в нормальном количестве половых хромосом, обнаруживаются анализом хроматина. При нормальном наборе у мужчин он в клетках не обнаруживается. У здоровых женщин хроматин выявляется в виде 1 тельца. На фоне полисмии у женщин и мужчин число телец хроматина всегда меньше количества хромосом Х на единицу. Для каждой такой зиготы генетическая активность присутствует только у одного структурного элемента. Остальные же хромосомы Х в виде полового хроматина принимают гетеропикнотическое состояние. Причины данной закономерности сегодня выявлены не до конца. Тем не менее предполагается, что она обуславливается нивелированием активности генов в половых хромосомах гомо- и гетерогаметного пола. Кроме описанных выше, патологии могут возникать вследствие нерасхождения аутосом, а также благодаря разнообразным перестройкам типа делеций, транслокаций и прочих. С хромосомными аномалиями врожденного типа связано множество болезней. Именно поэтому цитогенетический метод имеет особое значение в их выявлении.
Основа метода – микроскопическое изучение хромосомы. Цитологические исследования стали широко использоваться с начала 20-гг. ХХ в . для изучения морфологии хромосом, культивирования лейкоцитов для получения метафазных пластинок .
Развитие современной цитогенетики человека связано с именами цитологов Д.Тио и А.Левана. В 1956 г. они первыми установили, что у человека 46 хромосом , что положило начало широкому изучению митотических и мейотических хромосом человека.
В 1959 г. французские ученые Д.Лежен, Р.Тюрпен и М. Готье установили хромосомную природу болезни Дауна. В последующие годы были описаны многие другие хромосомные синдромы, часто встречающиеся у человека. Цитогенетика стала важнейшим разделом практической медицины. В настоящее время цитогенетический метод применяется для диагностики хромосомных болезней, составление генетических карт хромосом, изучения мутационного процесса и других проблем генетики человека.
В 1960 г. в г. Денвере была разработана первая Международная классификация хромосом человека. В ее основу легли размеры хромосом и положение первичной перетяжки – центромеры. Все хромосомы по форме разделены на метоцентрические, субметацентрические и акроцентрические и подразделены на 7 групп, обозначенных латинскими буквами А, В, С, D, E, F, G. Каждая пара хромосом была наделена порядковым номером от 1 до 22, выделены отдельно и поименованы латинскими буквами – Х и У половые хромосомы.
В 1971 г. на Пражской конференции генетиков в дополнении к Денверской классификации были представлены методы дифференциальной окраски хромосом, благодаря которым каждая хромосома приобретает свой неповторимый рисунок, что помогает точной идентификации.
Основные сведения о морфологии хромосом человека получены при изучении их в метафазах митоза и профазе – метафазе мейоза. При этом важно, количество делящихся клеток, было высоким. Важнейшие цитогенетические работы выполнены на лимфоцитах переферической крови, поскольку культивирование лимфоцитов в течение 2-3 суток в присутствии фитогемагглютинина позволяет получить метофазные пластинки для хромосомного анализа.
Цитогенетическому анализу подвергают однослойные метафазные пластинки с раздельно лежащими хромосомами. Для этого делящиеся клетки обрабатывают кольхицином и некоторыми химическими веществами.
Важным этапом цитогенетического анализа является окраска полученных препаратов. Ее проводят простыми дифференциальными и флуоресцентными методами.
Успехи молекулярной цитогенетики человека позволяют разработать новые методы изучения хромосом. Так, следует отметить метод флуоресцентной гибридизации, который дает возможность исследовать широкий круг вопросов: от локализации гена до расшифровки сложных перестроек между несколькими хромосомами.
Таким образом, соединение цитогенетических и молекулярно – генетических методов в генетике человека делает почти неограниченными возможности диагностики хромосомных аномалий.
Цитогенетический метод
Идеограмма хромосом.
Идиограмма - графическое изображение отдельных хромосом со всеми их структурными характеристиками.
Генетика соматических клеток.
С помощью этих методов изучают наследственность и изменчивость соматических клеток, что в значительной мере компенсирует невозможность применения к человеку метода гибридологического анализа.
Методы генетики соматических клеток, основанные на размножении этих клеток в искусственных условиях, позволяют не только анализировать генетические процессы в отдельных клетках организма, но благодаря полноценности наследственного материала, заключенного в них, использовать их для изучения генетических закономерностей целостного организма.
В связи с разработкой в 60-х гг. XX в. методов генетики соматических клеток человек оказался включенным в группу объектов экспериментальной генетики. Благодаря быстрому размножению на питательных средах соматические клетки могут быть получены в количествах, необходимых для анализа. Они успешно клонируются, давая генетически идентичное потомство. Разные клетки могут, сливаясь, образовывать гибридные клоны. Они легко подвергаются селекции на специальных питательных средах и долго сохраняются при глубоком замораживании. Все это позволяет использовать культуры соматических клеток, полученные из материала биопсий (периферическая кровь, кожа, опухолевая ткань, ткань эмбрионов, клетки из околоплодной жидкости), для генетических исследований человека, в которых используют следующие приемы: 1) простое культивирование, 2) клонирование, 3) селекцию, 4) гибридизацию.
Культивирование позволяет получить достаточное количество клеточного материала для цитогенетических, биохимических, иммунологических и других исследований.
Планирование - получение потомков одной клетки; дает возможность проводить в генетически идентичных клетках биохимический анализ наследственно обусловленных процессов.
Селекция соматических клеток с помощью искусственных сред используется для отбора мутантных клеток с определенными свойствами и других клеток с интересующими исследователя характеристиками.
Гибридизация соматических клеток основана на слиянии совместно культивируемых клеток разных типов, образующих гибридные клетки со свойствами обоих родительских видов. Для гибридизации могут использоваться клетки от разных людей, а также от человека и других животных (мыши, крысы, морской свинки, обезьяны, джунгарского хомячка, курицы).
Гибридные клетки, содержащие два полных генома, при делении обычно «теряют» хромосомы предпочтительно одного из видов. Например, в гибридных клетках «человек - мышь» постепенно утрачиваются все хромосомы человека, а в клетках «человек - крыса» - все, кроме одной, хромосомы крысы, с сохранением всех хромосом человека. Таким образом можно получать клетки с желаемым набором хромосом, что дает возможность изучать сцепление генов и их локализацию в определенных хромосомах.
Постепенная потеря хромосом человека из гибридных клеток параллельно с изучением ферментов дает возможность судить о локализации гена, контролирующего синтез данного фермента, в определенной хромосоме.
Благодаря методам генетики соматических клеток можно изучать механизмы первичного действия и взаимодействия генов, регуляцию генной активности. Они позволяют судить о генетической гетерогенности наследственных болезней, изучать их патогенез на биохимическом и клеточном уровнях. Развитие этих методов определило возможность точной диагностики наследственных болезней в пренатальном периоде.
Цитогенетический метод используется для диагностики пола и анализа хромосомных заболеваний.
Диагностика пола производится с помощью анализа Х-хроматина в клетках крови или буккального эпителия. Х-хромосома образует, так называемое, тельце Барра, У-хромосома — F-тельце.
Для анализа хромосомных аномалий используют различные методы окраски:
рутинная окраска — дает возможность выявить нарушения числа хромосом, т.к. они окрашиваются в равномерно черный цвет.
дифференциальные методы дают возможность окрасить хромосомы неравномерно, выделяя светлые и темные участки. При таком окрашивании можно выявить не только числовые нарушения, но и структурные изменения хромосом.
Показания для использования цитогенетического метода:
1.Если при клиническом обследовании у пробанда обнаружены признаки хронических болезней, но диагноз не установлен.
2.При диагностике наследственных болезней, характеризующихся хромосомной нестабильностью.
3.При определении прогноза потомства, если в родословной имеются лица с хромосомными болезнями.
4.При многократных спонтанных абортах, мертворождениях и наличии нескольких детей с врожденными пороками развития.
5.У женщин с нарушением репродуктивной функции неясного генеза.
Биохимический метод используется для:
установления дифференцированного диагноза заболевания
выявления гетерозиготности
в дородовой диагностике
С его помощью выясняют нарушения обмена. Показания к биохимическим исследованиям:
умственная отсталость
нарушение психического статуса
нарушение физического развития костей туловища и конечностей, снижение слуха, зрения, ожирение
непереносимость отдельных продуктов и лекарств
Амниоцентез — метод забора и исследования околоплодной жидкости. Используется в пренатальной (дородовой) диагностике. Амниоцентез производят после предварительного УЗ-исследования с помощью которого определяют положение плаценты, срок беременности, исключают грубые пороки развития плода. Амниоцентез производят, как правило, трансабдоминально (прокол передней брюшной стенки). С помощью данного метода определяют:
пол плода. Для этого берут 2-5 мл околоплодной жидкости. После центрифугирования осадок, содержащий слущенные клетки эпителия плода, микрос-копируют для выявления Х- и У-хроматина
кариотип плода. Это дает возможность определить хромосомные заболевания
насл. дефекты обмена определяются б/х анализом амниотической жидкости. В случае выявления аномального плода возможно его абортирование, либо лечение внутриутробно или сразу после рождения.
Просеивающие программы (скрининг). Скрининг означает выявление болезни или дефекта развития с помощью тестов, обследований или процедур, дающих быстрый ответ. Основная цель скрининга — ранее выявление заболевания. В настоящее время более 20 заболеваний можно выявить с помощью скрининга, например: ФКУ, дефекты обмена, анемии, дефекты зрения, слуха, поведения, отклонения в росте, синдром Дауна, дефекты нервной трубки и др. ДНТ — к этой группе относятся анэнцефалия и Анэнцефалия — это отсутствие части головного мозга, костей черепа и мягких тканей. Частота встречаемости 1 на 1000 новорожденных. Дети с анэнцефалией погибают вскоре после рождения вследствие дыхательных расстройств или присоединения инфекции.
Spina bifita — это не закрытие позвоночного канала с отсутствием отдельных частей позвонков, в области дефекта спинной мозг деформирован и оказывается открытым или расположенным непосредственно под кожей. Патология встречается у 1 из 1000 новорожденных, а скрытый дефект лишь одного позвонка — примерно у каждого десятого человека. Прогноз для жизни зависит от протяженности дефекта позвоночника, наличия спинномозговых грыж.
