Хромосомный набор клетки – кариотип

У человека нормальный кариотип состоит из 46 хромосом: 22 пар аутосом и одна пара половых хромосом (XX у женщин и XY у мужчин). Изучение кариотипа позволяет выявить генетические заболевания, связанные с изменением числа или структуры хромосом, такие как синдром Дауна (трисомия по 21-й хромосоме) или синдром Клайнфельтера (дополнительная X-хромосома у мужчин).

Внешний вид хромосом существенно меняется в течение клеточного цикла: в течение интерфазы хромосомы локализованы в ядре, как правило, деспирализованы и труднодоступны для наблюдения, поэтому для определения кариотипа используются клетки в одной из стадий их деления — метафазе митоза. Тогда хромосомы наиболее конденсированы и видимы под микроскопом.

Процедура определения кариотипа проводится следующим образом. Клетки фиксируются, окрашиваются специальными красителями и фотографируются для составления кариограммы — систематизированного набора хромосом, расположенных по размеру и форме.

Дифференциальное окрашивание хромосом:

• Q-окрашивание — окрашивание по Касперссону акрихин-ипритом с исследованием под флуоресцентным микроскопом. Чаще всего применяется для исследования Y-хромосом (быстрое определение генетического пола, выявление транслокаций между X- и Y-хромосомами или между Y-хромосомой и аутосомами, скрининг мозаицизма с участием Y-хромосом)
• G-окрашивание — модифицированное окрашивание по Романовскому-Гимзе. Чувствительность выше, чем у Q-окрашивания, 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. Используется для выявления деталей гомологичных G- или Q-негативных участков сестринских хроматид или гомологичных хромосом.
• C-окрашивание — применяется для анализа центромерных районов хромосом, содержащих конститутивный гетерохроматин и вариабельной дистальной части Y-хромосомы.
• T-окрашивание — применяют для анализа теломерных районов хромосом.

Также используется методика спектрального кариотипирования, которая заключается в окрашивании хромосом набором флуоресцентных красителей, связывающихся со специфическими областями хромосом. Это позволяет выявить особенности структуры хромосом и обнаружить возможные хромосомные аберрации.

Понимание кариотипа важно для изучения роста и развития организмов, а также для диагностики генетических заболеваний.