Denverová klasifikace chromozomů jako základ karyotypizace

Všechny živé organismy obsahují určitý soubor genetického materiálu v jádrech buněk. V eukaryotických buňkách je reprezentován chromozomy. Pro usnadnění konta a vědeckých výzkumů je karyotyp systematizován různými technikami. Seznámíme se s metodami objednávání genetického materiálu na příkladu lidských chromozomů.

Klasifikace lidských chromozomů

Karyotyp je chromozómový soubor (diploidní), který se nachází v jakémkoli těle somatických buněk. Je charakteristický pro tento organismus a je stejný ve všech buňkách, s výjimkou genitálních buněk.

Chromozomy v karyotypu jsou:

• autozomů se nelíbí u jednotlivců různých pohlaví;
• pohlaví (heterochromosomy), liší se strukturou u jedinců různých pohlaví.

Buňky lidského těla obsahují 46 vláken DNA, z nichž 22 je autozomů a jedno je genitální. Jedná se o diploidní 2n soubor genetického materiálu. Pár heterochromosomů u žen je označen XX, u mužů XY, karyotypové označení, respektive 44 + XX a 44 + XY.

V zárodečných buňkách (gametách) existuje haploidní nebo jediný 1n DNA soubor. Vaječné buňky obsahují 22 autozomů a jeden chromozom X, spermie - 22 autozomů a jeden z heterochromozomů, X nebo Y.

Proč je nutná identifikace a klasifikace chromozomů?

Denver a pařížské klasifikační systémy dědičného materiálu, používané ve vědecké komunitě, jsou navrženy tak, aby sjednotily a zobecňovaly pojem karyotypu. Pro správnou prezentaci a interpretaci výsledků výzkumu v oblasti genetiky, karyosystémy a výběru je zapotřebí obecného přístupu.

Schematicky je karyotyp reprezentován ideogramem - sekvencí systematizovaných a sestupujících chromozomů. Ideogram odráží nejen rozměry spirálové DNA, ale také některé morfologické charakteristiky, stejně jako rysy jejich primární struktury (oblasti hetero- a euchromatinu).

Pomocí analýzy těchto grafů je stanoven stupeň příbuznosti mezi různými systematickými skupinami organismů.

V karyotypu mohou existovat páry autozomů, prakticky shodné velikosti, což s sebou nesnadno je správně lokalizuje a vyčísluje. Zvažme, jaké parametry berou v úvahu Denverovu a pařížskou klasifikaci lidských chromozomů.

Výsledky konference v Denveru, 1960

V tomto roce se konala konference o lidských chromozomech v Denveru v USA. Různé přístupy k systematizaci chromozomů (z hlediska velikosti, polohy centromerů, úseků s různými stupni spiralizace atd.) Byly spojeny do jediného systému.

Rozhodnutím konference byla tzv. Denverova klasifikace lidských chromozomů. Tento systém se řídí zásadami:

1. Všechny lidské autozomy jsou číslovány v pořadí od 1 do 22, protože jejich délka se snižuje a symboly X a Y jsou přiřazeny k sexuálním chromatidům.
2. Karyotypní chromozomy jsou rozděleny do 7 skupin, přičemž je třeba vzít v úvahu polohu centromerů, přítomnost družic a sekundární zúžení chromatid.
3. Pro zjednodušení klasifikace se používá centromerický index, který se vypočítá tak, že se délka krátkého ramene dělí o celou délku chromozomu a vyjádří se v procentech.

Denverova klasifikace chromozomů je všeobecně uznávána ve světové vědecké komunitě.

Skupiny chromozomů a jejich charakteristiky

Denverská klasifikace chromozomů zahrnuje sedm skupin, v nichž jsou autozomy uspořádány pořadím číslování, ale jsou nerovnoměrně rozděleny. To je dáno charakteristikami, kterými jsou rozděleny do skupin. Více o tom v tabulce.

Jak vidíte, klasifikace chromozomů v Denveru je založena na analýze morfologie bez jakékoliv manipulace s DNA.

Pařížská klasifikace lidských chromozomů

Základem této klasifikace, zavedené od roku 1971, jsou metody diferenciálního chromatinového barvení. V důsledku rutinního zbarvení všechny chromatidy získávají vlastní vzorec ze světlých a tmavých pásů, takže jsou snadno identifikovatelné ve skupinách.

Při zpracování chromozomů s různými barvivy jsou identifikovány jednotlivé segmenty:

• Q-segmenty chromozomů fluoreskují v důsledku aplikace akryl-hořčíku.
• G-segmenty se objeví po barvení metodou Giemsa (shodují se s Q-segmenty).
• Zbarvení R-segmentů předchází kontrolovaná tepelná denaturace.

Pro určení umístění genů na chromozomech jsou uvedeny další označení:

1. Dlouhé rameno chromozomu je označeno písmenem malým písmenem q, krátkým písmenem malými písmeny p.
2. Uvnitř ramena jsou identifikovány až 4 oblasti, které jsou číslovány od centromery po telomerický konec.
3. Číslování pásů v regionech také probíhá ve směru od centromere.

Pokud je pozice genu v chromozomu přesně známa, jeho souřadnice je index pásma. Pokud je lokalizace genu méně jistá, je označena jako dlouhá nebo krátká ramena.

Pro přesné mapování chromozomů je nezbytná studie mutageneze a hybridizace pomocí kterékoli techniky. Denverova klasifikace chromozomů a pařížských v tomto případě je neoddělitelně spojena a navzájem se doplňují.