Тема: 14. КАРИОТИП. ОБЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ХРОМОСОМ ЧЕЛОВЕКА

Общая организация хромосом человека традиционна: в метафазе хромосома состоит из двух сестринских хроматид, соединенных центромерой, которая делит хроматиду на два плеча. Плечи могут бьггь равными, тогда хромосома называется метацентрической. Если одно плечо немного короче другого, то хромосома именуется субметацентрической. В нескольких парах хромосом че­ловека одно плечо сильно короче другого, такие хромосомы носят название акроцентрических. Тонкая морфология хромосом зависит от фазы митоза. Наиболее сильно спирализованы хромосомы в мета- и анафазе.

При стандартных методах окрашивания хромосомы человека систематизируют на классы, учитывая размеры, относительную длину плечей, положение центромеры и центромерный индекс, ко­торый отражает отношение (%) длины короткого плеча к длине всей хромосомы. Каждая пара гомологичных хромосом имеет свой но­мер, а все 23 пары хромосом человека разбивают на 7 групп (рис. 3). В группу А (1—3) входят пары наиболее крупных метацентричес-ких аутосом. Группа В (4—5) объединяет две пары субметацентри-ческих хромосом, не различимых между собой. Группа С (6—12) содержит семь пар аутосом среднего размера. Размеры и форма этих хромосом неодинаковы, однако стандартные методы окрашивания не позволяют их идентифицировать. В группу D (13—15) объеди­нены три пары акроцентрических хромосом среднего размера, мор­фологически сходных между собой. Все хромосомы группы D со­держат спутник, который не всегда выявляется, может быть очень большим, а иногда и двойным. Длина короткого плеча этих хромо­сом также изменчива. К группе Е (16—18) относятся три пары по­чти метацентричёских хромосом, из которых в 16-й паре центроме-ра наиболее близка к середине, а две другие пары не отличимы друг от друга. Группа F содержит мелкие метацентрические аутосомы (19—20), группа G — мелкие акроцентрические (21—22). Внутри групп F и G пары хромосом неразличимы. Длина коротких плечей у них изменчива, как и у хромосом группы D. Короткие плечи хро­мосом групп D и G содержат районы ядрышкового организатора. Перечисленные 22 пары хромосом относятся к аутосомам, одина­ковым у мужчин и женщин.

Половые хромосомы составляют 23-ю пару. У женщин — это две Х-хромосомы. У мужчин — Х- и Y-хромосомы. Половая Х-хромосома неотличима от аутосом группы С. При стандартном окраши­вании она включается в состав этой группы. Мужская половая Y-хромосома является акроцентрической, сходна по морфологии с хромосомами группы G, но ее легко отличить по морфологическим критериям. Длина короткого плеча У-хромосомы изменчива и ин­дивидуальна. Причем варианты длины плеча наследуются от отца к сыну. Y-Хромосома, в отличие от хромосом последней группы, не имеет спутников.

Анализ препаратов хромосом человека показал, что в ряде слу­чаев, как уже говорилось выше, на некоторых хромосомах могут существовать вторичные перетяжки. Спутничными перетяжками обладают все акроцентрические хромосомы (пары 13,14,15,21,22). Вторичная перетяжка бывает также в аутосомах пары 9. В них она располагается в околоцентромерном районе длинного плеча.

Современные цитогенетические методики позволяют иденти­фицировать по морфологии все пары хромосом на препарате, а в ряде случаев и хромосомы внутри одной пары. Суть этих методик состоит в дифференциальном окрашивании нативных хромосом по длине, что обеспечивается сравнительно простыми температурно-солевыми воздействиями на фиксированные хромосомы или ис­пользованием специфических красителей. Дифференциальное ок­рашивание приводит к появлению линейного рисунка в виде по­лос по длине хромосомы.

Индивидуальная совокупность полос, различающихся по шири­не и интенсивности окрашивания, образует цитологическую карту каждой хромосомы. При описании кариотипа на каждой метафазной хромосоме буквами латинского алфавита р и q обозначают со­ответственно короткое и длинное плечо, а затем номера сегментов. Принятые обозначения используют также для описания хромосом­ных перестроек. Например, кариотип мужчины с увеличением сег­мента 21-й хромосомы в коротком плече 5-й хромосомы следует за­писать: 46, XY,+5р21.

Основанные на дифференциальном окрашивании хромосом ци­тологические карты имеют исключительное значение для развития цитогенетики человека. С помощью этих карт стало реальным вы­яснение происхождения аномальных хромосом, вплоть до точного описания, какие конкретно районы вовлекаются в ту или иную фор­му хромосомного нарушения. На международных совещаниях по но­менклатуре в цитогенетике человека была разработана и введена в практику система обозначения сегментов нормальных хромосом и хромосом, подвергшихся тем или иным структурным перестройкам.

Половой хроматин. В соматических клетках женщин половой хроматин выявляется в виде гетерохроматина — небольшой, хоро­шо окрашиваемой структуры округлой формы размером 0,8— 1,1 мкм, находящейся возле ядерной мембраны (рис. 7), которую называют также тельцем Барра. Половой гетерохроматин — это одна из Х-хромосом, находящаяся в неактивном (суперспирализованном) состоянии.

Известно, что фенотипически пол у человека определяется на­личием или отсутствием Y-хромосомы, а не количеством Х-хромо­сом. Если в кариотипе зиготы присутствует хотя бы одна Y-хромосома, то по фенотипу формируется мужчина. Количество телец Бар­ра в клетках всегда на одно меньше, чем число Х-хромосом. То есть только одна Х-хромосома в соматических клетках человека (и мужчины, и женщины) всегда находится в активном состоянии. В норме женщина имеет две, а мужчина одну Х-хромосому. В связи с этим инактивация второй Х-хромосомы у женщин в виде полово­го гетерохроматина служит механизмом компенсации различий в дозе генов, не оказывающих влияния на развитие половых призна­ков и признаков, сцепленных с Х-хромосомой.

Этот же механизм оказался фактором, благоприятствующим носителям Х-хромосомных анеуплоидий. Какое бы количество Х-хромосом они не несли, генетически активна только одна. Остальные же Х-хромосомы су­ществуют в виде факультативного полового гетерохроматина. По­этому по количеству телец Барра в соматических клетках можно диагностировать патологическую форму дисбаланса по половым хромосомам. Например, у женщин с кариотипом 47, XXX обнару­живаются два тельца Барра, а с кариотипом 45, ХО не обнаружива­ется ни одного. У мужчин с кариотипом XXY — одно.

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться: