Kariotipas - tai susistemintas chromosomų rinkinys, klasifikuojamas pagal dydį ir formą. Kiekviena chromosomų pora, išskyrus lytines, yra pažymima skaičiais. Kariotipas tiriamas atliekant biologinius ir medicininius tyrimus.
Periferinis veninis kraujas, skirtas kariotipo tyrimui, surenkamas į specialius mėgintuvėlius su ličio heparinu ir transportuojamas į citogenetikos laboratoriją. Mėginys laikomas +4-6 laipsnių temperatūroje. Kraujas sėjamas steriliomis sąlygomis, pridedant augimą skatinančių medžiagų (mitogenų), siekiant padauginti kraujo limfocitus, kurių kariotipas bus analizuojamas. Po trijų parų pridedama kolchicino, kuris sutrikdo dalijimosi verpstės siūlų formavimąsi metafazės stadijoje. Metafazės stadija yra tinkamiausia analizei, nes šiuo metu chromosomos matomos ryškiausiai. Fiksavus ir nudažius preparatą Giemsa būdu, jis analizuojamas šviesiniu mikroskopu, naudojant kompiuterinę vaizdų analizės sistemą. Tyrimų rezultatai užrašomi vadovaujantis tarptautinės citogenetinės nomenklatūros (ISCN) reikalavimais. Atsakymas paprastai gaunamas per 2-4 savaites.
Chromosoma (lot. *chromosoma*, nuo gr. *chroma* 'dažas' + *sōma* 'kūnas') - tai ląstelės branduolio dalis, sudaryta iš DNR ir histonų. Chromatinas sudaro chromosomas. Nesidalijančiose ląstelėse chromatinas yra dekondensuotų gijų pavidalu. Pati chromosoma susideda iš dviejų išilgai einančių gijų - chromatidžių. Kompaktinės chromosomos yra lazdelės formos. Chromosomoje skiriama pirminė persmauga - centromera ir pečiai. Chromosomų pečiuose yra storesnės ir intensyviau nusidažiusios sritys - chromomeros, kurios kaitaliojasi su tarpchromosominiais siūlais, todėl chromosoma gali atrodyti panaši į nevienodai suvertus karolius.
Žmogaus somatinėse ląstelėse ir zigotoje yra 46 chromosomos (palyginimui: katės turi 38, bulvės - 48 chromosomas). Šis skaičius vadinamas diploidiniu (2n) chromosomų rinkiniu. Diploidiniame rinkinyje kiekviena chromosoma turi beveik identiškos genetinės kompozicijos antrininkę - homologinę chromosomą. Jose išsidėsto požymiui įtaką darančios sekos - aleliai. Perpus mažesnis neporinis chromosomų rinkinys vadinamas haploidiniu (n). Jis nurodo, kiek yra skirtingų (nehomologinių) chromosomų.
Norint apžiūrėti žmogaus chromosomas, pirmiausia reikia paruošti auginamos periferinio kraujo limfocitų kultūros preparato tepinėlį, kuriame būtų daug ląstelių metafazės stadijoje. Chromosomoms vizualizuoti naudojami įvairūs dažymo būdai. Paprastai analizei naudojamas šviesinis mikroskopas, prijungtas prie kompiuterinės kariotipo analizavimo sistemos. Analizė atliekama su imersinio padidinimo objektyvu. Speciali programa automatiškai suskirsto nufotografuotas chromosomas poromis. Poros nariai yra vienodo dydžio, formos, turi sąsmauką toje pačioje padėtyje, o nudažius juose matosi toks pat charakteringas juostelių raštas.
Tiek vyrai, tiek moterys įprastai turi 23 chromosomų poras. Tačiau vyrų vieną iš šių porų sudaro skirtingos chromosomos: didesnioji pora yra X, mažesnioji - Y. Jos vadinamos lytinėmis chromosomomis, nes jose koduojamos sekos daro įtaką lyties determinacijai. Žmogaus chromosoma Y yra kilusi iš chromosomos X, jai labai pakitus ir sumažėjus. Ji tebeturi šiek tiek X chromosomai giminingų sekų, ties kuriomis tebevyksta rekombinacija (pseudoautozominė sritis, sudaranti apie 5% visos chromosomos).
Žmogaus chromosoma 2 (antroji pagal dydį) yra dviejų chromosomų susiliejimo rezultatas. Ji tebeturi antrą (nebeveikiančią) centromerą bei chromosomos viduryje (ne kraštuose, kaip įprasta) esančias telomerines sekas. Kitos chromosomos vadinamos autosomomis - tai visos likusios chromosomos, išskyrus X ir Y.
Ląstelei dalijantis, prie centromerų prisitvirtina dalijimosi verpstės (achromatinė verpstė) siūlai. Ląstelei dalijantis mejozės būdu, kartais chromosomų pora neišsiskiria, ir abi chromosomos patenka į tą patį kiaušinėlį ar spermatozoidą. Dėl šios priežasties gali pradėti vystytis gemalas, kuris vietoj vienos chromosomos poros turi tris chromosomas. Toks reiškinys vadinamas trisomija. Paprastai jis sukelia ryškių sutrikimų, dėl kurių gemalas dažniausiai neišgyvena ir žūva. Kartais biologiniai procesai ar išoriniai veiksniai (radiacija, kai kurios cheminės medžiagos, virusai) gali sukelti chromosomų trūkius.
Kiaušialąstė (dar vadinama kiaušinėliu, lot. *ovum*, *ootidium*) - tai moteriškoji lytinė ląstelė, esanti kiaušidėse, iš kurios apvaisinimo atveju gali išsivystyti naujas organizmas. Kiaušialąstės vystymosi procesas (ovogenezė) susijęs pirminių folikulų (nesubrendusių kiaušialąsčių, padengtų epiteliu ir jungiamuoju audiniu) augimu ir brendimu kiaušidžių žieviniame sluoksnyje. Kiaušialąstei susijungus su spermatozoidu (įvykus apvaisinimui) susiformuoja gemalas. Tačiau jeigu apvaisinimas neįvyko, kiaušialąstė žūva per 5-6 dienas po ovuliacijos. Gimusi mergaitė turi apie 1 mln. kiaušinėlių, tačiau sulaukus lytinės brandos jų lieka apie 300 000.
Kiaušialąstė yra rutulio arba truputį pailgos formos, nejudri. Subrendusi kiaušialąstė, lygiai kaip ir spermatozoidas, turi haplodinį (pusinį) chromosomų rinkinį. Žmogaus subrendusios kiaušialąstės skersmuo - 150-200 µm. Jos citoplazmoje visuomet yra įvairus kiekis sutirštėjusių lipidų lašelių bei organoidų. Branduolyje išsiskiria homogeniškas apskritas branduolėlis, šalia kurio neretai būna tokios pat struktūros pridėtinių branduolėlių. Be to, branduolyje yra sukauptas pagrindinis ląstelės DNR kiekis. Kiaušialąstėje yra visi tipiški ląstelės organoidai, tačiau jų sandara kitokia negu kitų ląstelių, kadangi jos yra prisitaikiusios realizuoti organizmo paveldimą informaciją. Kiaušialąstės daug didesnės už somatines ląsteles. Kiekvienos gyvūnų rūšies kiaušialąstės citoplazmos struktūra yra specifinė, o tai nulemia rūšinius (dažnai ir individualius) vystymosi ypatumus.
Informacijos perdavimas
Susidarančios lytinės ląstelės (kiaušialąstės ir spermatozoidai) gauna motininės ląstelės chromosomų kopijas. Tačiau lytinėse ląstelėse chromosomų sumažėja perpus, nes į jas patenka tik po vieną iš poros. Toks ląstelių dalijimasis, kai chromosomų skaičius sumažėja perpus, yra vadinamas mejoze. Dalijantis šiuo būdu susidaro visos organizmo lytinės ląstelės. Jei visos žmogaus ląstelės turi 46 chromosomas, tai lytinės ląstelės turės 23. Kiekvienas organizmas pusę chromosomų yra paveldėjęs iš tėvo, pusę - iš motinos. Taigi, apvaisinimo metu, susiliejus lytinių ląstelių branduoliams, gaunamas žmogui būdingas chromosomų rinkinys - 46 chromosomos.
Apvaisintas kiaušinėlis pradeda dalytis ir iš jo vystosi naujas organizmas. Į susidarančias ląsteles perduodama ta pati informacija. Taip yra todėl, kad po kiekvieno motininės ląstelės dalijimosi dukterinėse ląstelėse lieka toks pat chromosomų skaičius.
Berniukas ar Mergaitė?
Žmogaus ląstelėse yra 46 chromosomos, t. y. 23 poros. 23-ioji chromosomų pora - tai lytinės chromosomos. Motinos lytinės chromosomos yra XX, tėvo - XY. Lytinių ląstelių perpus mažesniame rinkinyje motina perduoda X chromosomą, o tėvas gali perduoti arba X, arba Y chromosomą. Jei perduodama X chromosoma, susidaro mergaitė (XX), o jei Y chromosoma - berniukas (XY).
Taigi, naujagimio lytis priklauso nuo tėvo perduodamos lytinės chromosomos.
Kariotipo tyrimo metodika
Kariotipo tyrimas atliekamas citogenetikos laboratorijoje. Tam naudojamas periferinis veninis kraujas, kuris surenkamas į mėgintuvėlius su ličio heparinu ir transportuojamas vėsioje aplinkoje (+4-6 °C). Kraujas sėjamas specialiomis sąlygomis, pridedant mitogenų, skatinančių limfocitų augimą. Po trijų parų į ląstelių kultūrą dedama kolchicino, kuris stabdo chromosomų dalijimąsi metafazės metu, kai jos yra geriausiai matomos. Paruoštas preparatas fiksuojamas, dažomas Giemsa metodu ir analizuojamas šviesiniu mikroskopu, naudojant kompiuterinę vaizdo analizės sistemą. Rezultatai aprašomi pagal tarptautinę ISCN nomenklatūrą, o atsakymas paprastai pateikiamas per 2-4 savaites.
Chromosomų gavimas (kariotipizavimui) iš heparino kraujo mėginio
Genetinis paveldėjimas
Kiekvienas organizmas turi jam būdingą chromosomų rinkinį. Žmogaus kūno ląstelėse yra 46 chromosomos (2n), o lytinėse ląstelėse - 23 chromosomos (n). Tai užtikrina pastovų chromosomų skaičių perduodant genetinę informaciją.
Mejozės metu, kai formuojasi lytinės ląstelės, chromosomų skaičius sumažėja dvigubai. Šis procesas užtikrina, kad apvaisinimo metu, susijungus motinos ir tėvo lytinėms ląstelėms, susidarytų naujas organizmas su pilnu (diploidiniu) chromosomų rinkiniu.
Paveldimosios informacijos perdavimas iš kartos į kartą yra sudėtingas procesas, kurio metu genetinė medžiaga (DNR) perduodama per chromosomas. Kiekvienas organizmas gauna pusę savo chromosomų iš motinos ir pusę iš tėvo. Tai lemia panašumą į tėvus, bet tuo pačiu ir individualumą.
Klonas
Dauginantis lytiniu būdu, susimaišo dviejų tėvų genai, todėl palikuonys genetiškai skiriasi. Tai viena iš kintamumo priežasčių. Nelytinis dauginimasis pagrįstas ląstelių dalijimusi, todėl palikuonys paveldi identišką genų rinkinį ir yra genetiškai tapatūs motininiam organizmui. Tokie organizmai vadinami klonais.
tags: #karpio #chromosomu #skaicius #kiausialasteje
