Половой хроматин (тельца Барра). Код раздела:3

ПОЛОВОЙ ХРОМАТИН - участок ядра соматической клетки, находящейся в интерфазе, представляющий собой конденсированную половую хромосому; в результате конденсации Х-хромосомы образуется X-хроматин, а конденсации Y-хромосомы - Y-хроматин. У людей с нормальным составом хромосом (см. Кариотип) в соматических клетках женщин содержится X-хроматин, а в соматических клетках мужчин - Y-хроматин. По наличию этих образований может быть определен генетический пол индивида (см. Пол), что находит практическое применение при диагностике разнообразных клин, форм тестикулярной и овариальной дисгенезии (см. Дисгенезия гонад), ориентировочном исследовании индивидов на ложный - псевдогермафродитизм (см.) или истинный гермафродитизм (см.), в суд.-мед. практике и т. п.

X-хроматин (так наз. тельце Барра) как специфический для женского пола цитол, признак впервые был описан Барром (М. Barr) и Бертрамом (E. G. Bertram) в 1949 г.; одна из двух X-хромосом в раннем эмбриогенезе генетически инактивируется (гетерохроматинизируется) и остается конденсированной в течение всего интерфазного периода жизни соматической клетки. Деконденсация гетерохроматинизированной X-хромосомы в соматической клетке не означает ее генетической активации. Вторая Х-хромосома в женской клетке и Х-хромосома в мужской соматической клетке не образуют X-хроматина. Y-хроматин формируется за счет части длинного плеча Y-хромосомы; он состоит из гетерохроматина, конденсируемого в интерфазном ядре и способного интенсивно флюоресцировать после окраски акрихином и другими флюорохромами (см.). Тест с флюорохромами для определения половой принадлежности клеток по Y-хроматину был впервые предложен Касперссоном (Т. Caspersson) в 1970 г.

При определении генетического пола индивида его клетки исследуют как на Х-, так и на Y-хроматин. Для этого получают клеточный материал (источником его могут быть самые разнообразные ткани, хотя предпочтительнее те, для к-рых не требуется предварительного культивирования in vitro; для определения X-хроматина чаще всего используют мазки со слизистой оболочки щеки, реже слизистой оболочки влагалища, а также клетки волосяных фолликулов; для пренатальной диагностики пола плода используют амниотические клетки. Содержание Y-хрома-тина, помимо перечисленных тканей, можно определять также в сперматозоидах. Прекрасным материалом для анализа X- и Y-хроматина являются однослойные культуры клеток, обычно фибробластов. В культивируемых лимфоцитах крови хорошо выявляется Y-хроматин. Фиксацию препаратов проводят до их подсушивания на воздухе, обычно фиксируют метанолом или смесью этанола и уксусной к-ты (в соотношении 3:1) либо только этанолом. Методы окраски для выявления X- и Y-хроматина различны. X-хроматин лучше выявляется при окраске препаратов основными нефлюоресцирующими красителями: основным фуксином, тионином, ацетоорсеином, толуидиновым синим и др. Окрашенные препараты высушивают и изучают с масляной иммерсией в проходящем свете. Y-хроматин выявляют при окраске препаратов флюорохромами - производными акридинового оранжевого: акрихином, акрихин-ипритом, акрихин-пропилом. Препараты заключают в специальный буферный р-р и изучают в ультрафиолетовом свете с помощью люминесцентного микроскопа (см.). Анализ проводят на разъединенных, распластанных клетках. Срезы тканей для определения П. х. используют лишь тогда, когда невозможно получить мазки или препараты-отпечатки среза органа.

Тельце Барра в нормальной диплоидной клетке имеет форму треугольника, круглого или даже палочковидного образования, средний линейный размер к-рого 1 мкм. Очень часто тельце Барра находится на периферии ядра и нередко соприкасается с ядерной оболочкой. Размер, форма, положение в ядре и плотная окраска позволяют отличать X-хроматин от глыбок конденсированного хроматина других хромосом. Частота, с к-рой X-хроматин встречается в клетках, зависит от состояния организма (гормональный статус, физическая нагрузка и др.)* Она низка у новорожденных девочек в первые 2-3 дня жизни. У половозрелой женщины частота встречаемости X-хроматина колеблется в разные периоды менструального цикла, различна в разных тканях и никогда не достигает 100% . В клетках слизистой оболочки щеки X-хроматин обнаруживается в 25-60% клеток, в культивируемых in vitro фибробластах - в 40-80% клеток, в некультивируемых амниотических клетках примерно в 5% клеток. В гранулоцитах X-хроматин имеет вид барабанной палочки; низкая частота выявления (1,5-5%) и трудность дифференцировки этого образования с другими ядерными структурами ограничили практическое распространение этого теста. В полиплоидных клетках число телец Барра кратно числу диплоидных наборов хромосом. У мужчин цитологически сходные с X-хроматином глыбки хроматина обнаруживаются примерно в 1% клеток.

Размеры Y-хроматина в нормальных диплоидных клетках у разных индивидов сильно различаются, что связано с большими колебаниями длины самой Y-хромосомы. При диагностике пола по Y-хроматину следует помнить, что встречаются индивиды или с незначительным количеством гетерохроматина в Y-xpo-мосоме или вовсе лишенные гетерохроматина, и необнаружение Y-хроматина у таких лиц не является фактом, отрицающим их принадлежность к мужскому полу. У большинства мужчин Y-хроматин выглядит сравнительно крупным (0,3-1 мкм), ярко светящимся образованием (тельцем) обычно округлой формы; в отдельных клетках он может иметь двойную структуру или быть несколько диффузным. На периферии клеточного ядра Y-тельце располагается реже, чем тельце Барра. В ядре присутствуют ярко светящиеся глыбки хроматина других хромосом, отличить которые от Y-тель-ца обычно нетрудно. Частота встречаемости Y-хроматина существенно различается в разных тканях. В клетках слизистой оболочки щеки он обнаруживается в 20-80% клеток, в клетках волосяного фолликула в 70-90%, в лимфоцитах периферической крови в 60-87% клеток. Сходные с Y-тельцем флюоресцирующие тельца в клетках женщины (аутосомный гетерохроматин) встречаются примерно в 5% клеток. У женщин, беременных плодом мужского пола, клетки последнего могут проникать в кровяное русло матери. Они обнаруживаются по наличию в них Y-хроматина. Для определения генетического пола по Y-хроматину рекомендуется просмотреть не менее 50 клеток.

Практическое применение теста на П. х. двояко. Этот тест используется для определения пола индивида по его клеткам, когда либо сам индивид недоступен для исследования (пренатальная диагностика пола плода, суд.-мед. экспертиза и т. п.), либо в тех случаях, когда проводится массовая проверка соответствия фенотипического (паспортного) пола генетическому (напр., при обследовании женщин на спортивных соревнованиях). Определение пола плода внутриутробно проводят при подозрении на наследственную болезнь, сцепленную с полом (гемофилия, некоторые формы мышечной дистрофии и др.), с целью предотвращения рождения неизлечимо больного ребенка.

При обследовании пациентов с клин. проявлениями нарушения половой дифференцировки и в других случаях, когда необходимо точное описание состояния половых хромосом, независимо от результатов анализа на П. х. прибегают к хромосомному анализу (см. Хромосомы).

Особенно часто определение П. х. используется для предварительной диагностики отклонений в числе или структуре половых хромосом, когда у исследуемого имеются нарушения полового развития. Простота и быстрота выполнения позволяют применять тест на П. х. при массовом обследовании новорожденных и других детей с целью выявления аномалий половых хромосом. Окончательный диагноз ставят после изучения хромосомного набора (см.). Отклонения в системе половых хромосом в сторону уменьшения,количества их материала, совместимые с жизнеспособностью индивида, происходят за счет гетерохроматинизированной Х-хромосомы и гетерохроматиновой части Y-хромосомы и поэтому могут быть установлены путем анализа полового хроматина. Отсутствие X-хроматина в клетках пациента с женским фенотипом наблюдается при полной агенезии гонад при синдроме Шерешевского - Тернера с формулой кариотипа 45,X (см.Тернера синдром) либо у лиц с кариотипом 46,XY при тестикулярной феминизации (см.) и при хрома-тин-отрицательной форме дисгенезии гонад. При дисгенезии яичников хромосомного генеза частота встречаемости и размеры тельца Барра зависят от характера отклонений в Х-хромосоме и коррелируют с клин. полиморфизмом болезни. Тельце Барра может иметь нормальную величину, но обнаруживаться редко или даже вовсе отсутствовать в отдельных тканях (мозаичная форма синдрома Шерешевского - Тернера, формула кариотипа обычно 46,XХ/45,X); оно может быть уменьшенным по сравнению с нормой (делеция короткого или длинного плеча Х-хромосомы, кольцевая Х-хромосома) или, наоборот, увеличенным (по длинному плечу Х-изохромосомы). Разнообразные клин, формы тестикулярной дисгенезии коррелируют с характером отклонений в Y-хромосоме и имеют разную картину Y-хроматина: от его отсутствия или низкого содержания (мозаицизм с формулой кариотипа 46,XY/45,X) до изменений в величине и форме (делеции длинного плеча изохромосомы, дицентрические хромосомы). Исследования П. х. при разных формах истинного и ложного гермафродитизма проводятся только как ориентировочные, за к-рыми должно следовать тщательное исследование хромосомных наборов.

При нарушениях полового развития, связанных с увеличением числа X-хромосом, в клетках пациенток обнаруживаются дополнительные тельца Барра. Их число определяется формулой n - 1, где n - общее количество X-хромосом у индивида. Так, при кариотипе 47,XXX в клетках женщины обнаруживаются два тельца Барра, при кариотипе 48,ХХХХ - три тельца Барра. Дополнительные Y-хромосомы проявляют себя появлением в клетке дополнительных телец Y (при кариотипе 47,XYY - два Y-тельца, при кариотипе 48,XYYY - три Y-тельца). При синдроме Клайнфелтера (см. Клайнфелтера синдром), когда Кариотип пациента включает две или более Х-хромосомы и одну или более Y-хромосому, в соматических клетках одновременно содержатся X- и Y-хроматин (по одному тельцу каждого при наиболее часто встречающейся форме синдрома с формулой кариотипа 47,XXY).

Половой хроматин в судебно-медицинском отношении

Исследование П. х. в суд.-мед. практике производится с целью установления половой принадлежности следов крови, слюны и других биол, жидкостей, вырванных волос, следов-отпечатков клеток тканей и органов, кусочков тканей, которые могут быть обнаружены на месте происшествия, на различных предметах, одежде, теле потерпевшего и подозреваемого в совершении преступления, на орудиях травмы, на транспортных средствах, а также при обнаружении обгоревших трупов или частей расчлененных трупов. Реже П. х. исследуют с целью суд.-мед. установления генетического пола у лиц с аномалиями полового развития, используя общепринятые методики.

Для приготовления препаратов из следов крови (см.) и слюны (см.) кусочки предмета-носителя помещают в пробирку и заливают 0,5-40% (следы крови) или 5-10% (следы слюны) уксусной к-той. Экстрагируют при комнатной температуре в течение нескольких часов и, удалив кусочки предмета-носителя, центрифугируют. Осадок переносят на предметное стекло и высушивают на воздухе. С пятен крови на предметах, не впитывающих жидкость (металл, стекло, пластмасса и др.), делают соскобы, которые затем обрабатывают таким же образом.

При исследовании волос (см.) корень волоса помещают на предметное стекло и добавляют 10-25% уксусную к-ту. После набухания отделяют и измельчают волосяной фолликул, удаляя остальные части волоса.

Из кусочков тканей п органов, при необходимости предварительно выдержав их до набухания в уксусной к-те соответствующей концентрации или в физиол, р-ре, готовят гистол, препараты, мазки или препараты-отпечатки. Следы-наложения клеток, тканей или органов на орудиях травмы смывают физиол, р-ром, одновременно соскабливая их. Мелкие кусочки тканей, встречающиеся в таких следах, измельчают препаровальными иглами. Смывы-соско-бы помещают в пробирки, центрифугируют, из осадка готовят гистол, препараты. Исследование препаратов целесообразно начинать с выявления Y-хроматина, т. к. при его отсутствии те же препараты могут быть снова использованы для выявления X-хроматина. При исследовании учитывают только достаточно хорошо сохранившиеся неповрежденные ядра клеток. При анализе следов крови Y-хроматин определяют в ядрах лимфоцитов, т. к. в нейтро-филах Y-хроматин в препаратах из следов крови мужчин может не выявляться.

При отсутствии повышенной влажности П. х. может длительно сохраняться в высохших следах, а также в клетках фолликула вырванного волоса. Высокая температура (выше 150°) разрушает ядра клеток и П. х. Значительная влажность в течение нескольких суток также приводит к разрушению клеток, что делает невозможным выявление полового хроматина. Т. к. условия, в к-рых находятся следы, могут последовательно меняться, решающее значение для установления пригодности следов крови, слюны и т. д. для определения П. х. имеет состояние обнаруживаемых в них клеток и их ядер. В клетках высохших кусочков тканей, не подвергающихся действию влаги, П. х. сохраняется длительное время. В целых трупах и в их крупных частях в процессе аутолиза и гниения в течение нескольких суток происходит деструкция клеточных ядер. В обгоревших трупах половой хроматин нек-рое время может сохраняться в клетках глубоко расположенных органов и тканей.

При выявлении небольшого числа клеток, сохранивших ядра, исследуемых на П. х., с целью установления статистической достоверности результатов используют различные математические методы анализа, учитывающие как общее число обнаруженных клеток, так и число клеток. содержащих X- или Y-хроматин.

Библиография: Давиденкова Е. Ф., Берлинская Д. К. и Тысяч-н ю к С. Ф. Клинические синдромы при аномалиях половых хромосом, JI., 1973; Захаров А. Ф. Хромосомы человека, М., 1977; Капустин А. В. Судебно-медицинская диагностика пола по половым различиям в клетках, М., 1969; Лабораторные и специальные методы исследования в судебной медицине, под ред. В. И. Пашковой и В. В. Томилина, с. 157, М., 1975; Любинская С. И. и Антонова С. Н. Исследование Y-хроматина в следах крови, Суд.-мед. экспертиза, т. 18, № 3, с. 17, 1975; Основы цитогенетики человека, под ред. A. А. Прокофьевой-Бельговской, М., 1969; Methods in human cytogenetics, ed. by H. G. Schwarzacher a. U. Wolf, p. 207, B. а. о., 1974; The sex chromatin, ed. by K. L. Moore, Philadelphia - L., 1966.

А. Ф. Захаров; А. В. Капустин (суд.).

В 1949 году М. Барр и Ч. Бертрам в ядрах нейронов кошки обнаружили небольшие тельца размером 0,8 – 1,1 мкм, названные тельцами Барра. Оказалось, что тельца Барра присутствует в интерфазных ядрах соматических клеток самок млекопитающих и отсутствует у самцов.

Аналогичные структуры были обнаружены в ядрах полиморфноядерных лейкоцитов в виде «барабанных палочек» (drиmsticks). Впоследствии было установлено, что эти тельца представляют собой конденсированную Х- хромосому, которая претерпевает инактивацию еще в раннем эмбриогенезе У человека между числом телец полового хроматина и количеством половых хромосом существует прямая связь: число телец полового хроматина на единицу меньше числа Х-хромосом. У здоровой женщины в соматических клетках можно обнаружить одно тельце полового хроматина, для нее это норма, для мужчины – это аномалия. Только на основании этого анализа врач может заподозрить синдром Клайнфельтера. Если у женщины не окажется ядер с половым хроматином, следует предположить кариотип с ХО, а если 2, 3 и более телец, то возможны кариотипы с ХХХ, ХХХХ, ХХХХХ хромосомами. В полиморфноядерных лейкоцитах крови женщин обнаруживается 1-6% «барабанных палочек», у мужчин они в норме не встречаются. Определение полового хроматина ПХ используется в диагностических целях нарушений половых Х - хромосом.

Диагностическое значение полового хроматипа Ввиду доступности и простоты метода, определение полового хроматина нашло широкое применение при обследовании больных с нарушениями половых хромосом, определении пола плода при пренатальной диагностике заболеваний, сцепленных с полом, в судебной медицине для определении половой принадлежности пятен крови или частей трупа, в онкологии для назначения целенаправленной гормонотерапии, при трансплантации органов и тканей в качестве своеобразной метки пола донора и реципиента.

Метод дерматоглифики. Метод предназначен для изучения рельефа кожи на пальцах, ладонях и подошвах стоп. В этих участках тела имеются эпидермальные выступы – гребни , которые образуют сложные узоры. Каждый человек обладает своим рисунком кожных узоров, что позволяет использовать метод для идентификации личности в криминалистике.

Кожные узоры исследуются в различных направлениях: дактилоскопия – подушечек пальцев, пальмоскопия – ладоней и плантоскопия – подошв стопы. Папиллярные линии на пальцевых подушечках образуют три типа: дуга, петля, завиток. Количественным показателем дерматоглифики является гребневый счет. Дуговой узор встречается с частотой 6%, петлевой около 60% и завитковый занимает среднее положение 34%.

У основания пальцев расположены пальцевые трирадиусы (а,в,с,d). Вблизи браслетной складки, отделяющей кисть от предплечья, располагается главный трирадиус (t), угол, образованный на соединении линий atd, в норме не превышающий 57 о. Установлено, что при хромосомных аномалиях угол atd составляет: при синдроме Дауна 81 0 , Патау 108 0 , синдроме Шерешевского-Тернера 66 0 , синдроме Клайнфельтера 42 0 . Метод может использоваться в клинической генетике, в качестве дополнительного для прогноза проявления болезней с наследственной предрасположенностью

Биохимические методы. Это большая группа методов используется для диагностики болезней обмена веществ, причиной которых является изменения в деятельности ферментов, а причиной изменений являются генные мутации. В основе биохимических методов лежит определение либо первичного продукта деятельности мутантного гена – мутантного белка, либо определение промежуточных продуктов обмена, образующихся под влиянием дефектных ферментов. Методы трудоемки для исполнения не могут быть использованы для масовых исследований.

В последние годы во многих странах разработтаны специальные программы, названные скриннинг-программы. Для их выполнения используются наиболее простые и доступные экспресс-диагностические методы. Популяционно – статистический метод. Метод предназначен для изучения распространения отдельных генов в популяциях человека, иначе изучение геногеографии наследственных болезнейНа основании накопленных данных в этом плане, выделяются группы генов категории концентрации генов: гены, имеющие универсальное распространение, к числу которых относится большинство известных (фенилкетонурии, дальтонизма,различные формы слабоумия) , гены, имеющие локальное распространение (серповидно-клеточной анемии, врожденного вывиха бедра). Популяционно-статистический метод позволяет рассчитать генетическую структуру популяции по частотам генов и носителей генотипов в различных группах населения. Для этих целей служит уравнение Харди-Вайнберга. Метод генетики соматических клеток. Гибридизация соматических клеток – метод слияния клеток двух разных типов, полученных от разных людей, а также клеток человека с клетками мыши, морской свинки, китайского хомячка, обезъяны и других органгизмов. При слиянии таких клеток образуется гетерокарион – гибридная клетка с содержанием в одной цитоплазме ядрер обоих типов. После митотического деления, из двуядерных гетерокарионов образуются одноядерные клетки. Они образуют синкарион –гибридную клетку с хромосомами обеих родительских клеток. Например гибридные клетки человек-мышь имеют 43 пары хромосом, 23 пары от человека и 20 пар от мыши. При дальнейшем размножении происходит постепенное исчезновение хромосом одного вида. Этот метод позволяет построить генетические карты х ромосом человека.

Нередко в гинекологии и педиатрической андрологии возникает необходимость провести генетическое обследование пациента. Этот способ позволяет более достоверно установить причины возникшего недуга, подобрать необходимый курс лечения и определить прогнозы в развитии заболевания.

Половой хроматин - важный показатель нормального полового развития на клеточном уровне. Его диагностика необходима в тех случаях, когда речь идет об аномалиях в строении наружных гениталий. Исследование проводится также при выявлении заболеваний, вызванных хромосомными патологиями и при наличии признаков нарушения полового развития. Поводом к этому может послужить отсутствие менструации у девочек и недоразвитие яичников или снижение их функции у мальчиков.

Половой хроматин впервые был обнаружен ученым Дж. Баром в 1949 году. Проводя исследование кошки, он заметил на периферии ядра хроматиновое образование. Впоследствии эта важная особенность женских соматических клеток была выявлена у большей части представительниц отряда млекопитающих. В клетках самца такие тельца не были обнаружены. Тельце Барра является компонентом всех женщин. А в некоторых случаях оно имеет своеобразные придатки («барабанные палочки»). Соматические клетки - это неотъемлемые составляющие человеческого организма. К ним относятся все клеточки тела, кроме гамет. Данное открытие позволило расширить представления о методах определения пола у людей и млекопитающих.

Наличие в женском организме телец Барра объясняется присутствием в соматических клетках двух Х-хромосом. Причем активностью обладает только одна из них. Именно поэтому в женских клетках всегда имеется тельце Барра. Данная теория в дальнейшем позволила выявлять аномалии в развития организма. Так, клетка с тремя хромосомами будет иметь два тельца, с четырьмя - три и т.д. Диагностика аномального развития клеток может применяться как для мужчин, так и для женщин. С 1953 года данное открытие стало активно использоваться для определения точного с нарушениями развития.

Половой хроматин, или тельце Барра, с виду напоминает темную массу округлой, треугольной или палочковидной формы, которая располагается около внутренней поверхности мембраны ядра. Это неактивная Х-хромосома, которая по своему диаметру не превышает 1 мк. Обнаружение телец Барра в 10-12 % исследуемых клетках свидетельствует о положительном половом хроматине. Материалом исследования обычно служит эпителий слизистой оболочки щеки (внутренняя поверхность), влагалища, волосяные фолликулы и Если показатель не превысил 5 %, это свидетельствует об отрицательном половом хроматине.

Половой хроматин обуславливает различия интерфазных ядер у мужчин и женщин. Он связан с особенностями функционирования и их структурой. Тельце Барра бывает двух видов: Y и X. Первый вариант является структурным компонентом Y-хромосомы и выявляется главным образом у мужчин. Для этих целей используют флюорохром с применением ультрафиолетового света. Х-хроматин (тельце Барра) - это инактивированная Х-хромосома. Ее дезактивация происходит еще в первые недели внутриутробного развития и сохраняется при митотическом делении длительное время.

Следует отметить, что половой хроматин - это структура динамичная. Она может изменяться в зависимости от общего состояния организма и метаболизма клеток. Именно по этой причине проводить обследование не рекомендуется во время использования гормональных препаратов, в первые дни после рождения, после приема антибиотиков и других лекарственных средств.

Сегодня по наличию полового хроматина медики определяют генетический пол будущего ребенка, диагностируют разнообразные клинические формы дисгенезии гонад и гермафродитизма. Анализы на выявление этого компонента широко используются в судебно-медицинской практике.

Впервые обнаружил половые различия в строении интерфазных ядер в 1940 г. М. Барр. Оказалось, что в ядре соматических клеток у женщин обнаруживаются темно-окрашенная хроматиновая глыбка, прикрепленная к оболочке ядра. Впоследствии эти хроматиновые глыбки были названы половым хроматином, или тельцем Барра. Тельце Барра – это инактивированная Х-хромосома или половой хроматин Тельце Барра можно обнаружить в большом количестве клеток во всех тканях женщин. Наиболее простой метод определения полового хроматина связан с окраской ацеторсеином клеток слизистой оболочки рта, полученных путем соскоба с внутренней поверхности щеки при помощи шпателя. Материал соскоба распределяют по поверхности предметного стекла и на 1 - 2 мин наносят, краситель. Затем покрывают препарат покровным стеклом и, слегка нажимая на него, удаляют остаток красителя фильтровальной бумагой. Окрашенный препарат изучают с помощью светового микроскопа с иммерсионным объективом. При этом половой хроматин выявляется под ядерной оболочкой клетки в виде плотного образования (тельца) различной формы, чаще всего овальной или треугольной (рис. 7.4).

В норме половой хроматин обнаруживается в ядрах большинства клеток (50 - 70 %) у лиц женского пола, тогда как у индивидуумов мужского пола он встречается очень редко (0 - 5% всех клеток). При изменении числа X -хромосом в кариотипе индивидуума меняется и содержание полового хроматина в его клетках.

Рис.1. Ядра клеток буккального эпителия

а - ядро без глыбки полового

хроматина,

б - с глыбкой полового хроматина

Связь между количеством X -хромосом (N) и числом телец полового хроматина (л)можно выразить в виде формулы n = N - 1

Определение содержания X -хроматина в клетках человека в клинической практике обычно проводят в следующих ситуациях: 1) при цитологической диагностике пола в случаях его реверсии (гермафродитизм); 2) с целью установления пола будущего ребенка в процессе дородовой диагностики (при высоком риске заболевания, сцепленного с полом); 3) для предварительной диагностики наследственных заболеваний, связанных с нарушением числа половых хромосом.

Рис. 2 Ядра клеток слизистой оболочки ротовой полости человека с различным числом телец Барра

Дифференция" href="/text/category/differentciya/" rel="bookmark">дифференцировано окрашенных хромосомах (объяснение проводиться на рисунке 12 хромосомы).

Фенилпирровиноградная олигофрения - моногенное заболевание связанное с нарушением активности фермента фенилаланингидроксилазы вызывается мутацией гена картированого 12g 12

На примере 12-й дифференциально окрашенной хромосомы разберем из каких структурных элементов она состоит. Хромосома состоит из двух хроматид. В коротком плече р выделяют 1 район, в котором дифференцируют 3 сегмента с разной интенсивностью окраски. Эти сегменты пронумерованы от центромеры к теломере. В длинном плече g выделяют два района, первый из которых содержит 5 сегментов, а второй 4 Символическая запись 12g 12 означает, что имеется в виду 2 сегмент первого района длинного плеча хромосомы.

Сложные методы дифференциального окрашивания хромосом (Парижская классификация, 1971 г.)R-, G-, Q-, С-методы, и способ дифференциального окрашивания хроматид бромдезоксиуридином, при которых окраска распределяется не равномерно по всей длине исследуемой структуры, а в виде отдельных сегментов. Такие сегменты являются идентичными в хромосомах гомологичной пары, но отличаются в случае гетерологичных хромосом. При дифференциальной окраске хромосом в каждой парс хромосом выявляется характерный только для нее уникальный порядок чередования темных и светлых полос гетеро - и эухроматина.

G-метод: по длине хромосомы выявляется ряд окрашенных и неокрашенных полос. Чередование этих полос и их размеры строго индивидуальны и постоянны для каждой пары гомологичных хромосом, поэтому при дифференциальной окраске можно легко определить, к какой паре относится хромосома, если даже пары сходны между собой по размерам и форме. При Q-окрашивании флюоресцентным красителем (акрихином, акрихин-ипритом), с помощью ультрафиолетового излучения можно выявлять оттенки интенсивности окраски и четко дифференцировать Y-хромосому. Характер сегментированности хромосом при Q - и G-окрашиваниях обычно является сходным. При использовании флюорохромов для R-окрашивания удается четко определять концевые (теломерные) районы хромосом, при этом картина чередующихся окрашенных и светлых сегментов будет обратной по сравнению с той, которую наблюдают при G - и Q-окрашивании. Для установления локализации околоцентромерного и других участков гетерохроматина также применяется специальное окрашивание - (С-окрашивание ), позволяющее выявлять соответствующий хромосомный полиморфизм.

Блок контроля

Этап: актуализация знаний на начало занятия

Знания методов изучения генетики человека необходимы врачу любой специальности и биологии всех профилей. Инструментарий одного из методов диагностики наследственной патологии человека мы будем разбирать на занятии. Но для начала повторим те знания, которые понадобятся вам на занятии

1. Терминологический диктант

Повторяемые понятия:

· генеалогический метод (Ответ: построение и анализ родословных);

· близнецовый метод (Ответ: определение роли генотипа и среды в проявлении признаков);

· неонатальный скрининг на ФКУ (Ответ: у новорожденного доношенного - на 3-5-й день, у недоношенного - на 7-10-й день из большого пальца стопы или боковой поверхности пяточки берут анализ крови на анализ содержания фенилаланина, териотропного гормона на предположительное выявление моногенных заболеваний);

· методы пренатальной диагностики (Ответ: на предотвращение рождения ребенка с тяжелыми наследственными заболеваниями);

· дерматоглифический метод (Ответ : изучение кожных узоров ладоней и стоп);

· причина синдрома Дауна (Ответ: трисомия по 21 паре хромосом);

· причина синдрома Эдварса (Ответ:

· причина синдрома Патау (Ответ: трисомия по 13 паре хромосом);

· причина синдрома Клайнфельтера (Ответ: трисомия по 23 паре хромосом);

· причина синдрома Шерешевского-Тернера(Ответ: трисомия по 18 паре хромосом);

· аутосомы (Ответ: неполовые хромосомы);

· цитологический метод (Ответ: позволяет при микроскопическом анализе хромосом выявить их числовые и структурные изменения).

· хроматин (Нет ответа ,

· эухроматин (Нет ответа , студенты это понятие не изучали);

· тельца Барра (Нет ответа , студенты это понятие не изучали);

· гетерохроматин (Нет ответа , студенты это понятие не изучали).

2. Логическая цепочка

«На слайде (доске) показана последовательность этапов выполнения одного из методов изучения наследственности человека. Назовите метод и прокомментируйте последовательность этапов»

Этапы метода:

1) культивирование клеток человека;

2) стимуляция митозов;

3) вырезание хромосом и построение идеограммы, анализ

4) добавление колхицина;

5) добавление гипотонического раствора;

6) окрашивание хромосом

7) изучение, фотографирование под микроскопом хромосом.

Ответы на вопросы к логической цепочке

Метод изучения наследственности – цитологический Ошибка в последовательности этапов.

Должна быть последовательность этапов:

1. Культивирование клеток человека;

2. Стимуляция митозов;

3. Добавление колхицина;

4. Добавление гипотонического раствора;

5. Окрашивание хромосом

6. Изучение, фотографирование под микроскопом хромосом;

6. Вырезание хромосом и построение идеограммы, анализ.

Этап: «Сообщение темы и цели занятия»

Знания методов изучения генетики человека позволяют врачу любой специальности и биологии всех профилей понимать механизмы индивидуального развития и его нарушения, природы любого заболевания, рационального подхода к диагностике заболеваний.

Вопрос: возможности какого метода мы будем разбирать на занятии? Ответ: цитологического метода

Вопрос: какие понятия терминологического диктанта вы не смогли назвать во время опроса

Ответ: хроматин, эухроматин, тельца Барра, гетерохроматин

Эти понятия, составляющие арсенала цитологического метод. Они связаны с половыми хромосомами. Поэтому тема занятия: «Генетика пола у человека. Тельца Барра и их диагностическое значение»

Цель занятия: научиться отличать нормативный кариотип женщины и мужчины от патологического по кариограммам и количеству телец Барра

Этап: Практическое усвоение материала

Задача №1 . Анализ кариотипа по кариограмме

Среди предложенных кариотипов укажи аномальные, запиши их, назови синдром, определи вид хромосомной анеуплоидии: моносомия или трисомия

shortcodes">

Хроматин – комплекс ядерной ДНК с белками (гистоны, негистоновые белки).

Гетерохроматин (транкрипционно неактивный , конденсированный хроматин) интерфазного ядра. В СМ (видны в световой микроскоп)– базофильные глыбки, в ЭМ (видно в электронный микроскоп) – скопления плотных гранул. Располагается преимущественно по периферии ядра и вокруг ядрышек. Типичный пример гетерохроматина -тельце Барра .

Тельце Барра

Во всех соматических клетках генетически женского организма одна из Х –хромосом инактивирована и известна как половой хроматин (тельце Барра). Инактивация Х-хромосомы известна каклайонизация.

Лайонизация – механизм компенсации дозы генов Х-хромосомы у женщин объясняет гипотизаМэри Лайон.

Согласно гипотезе, инактивация Х-хромосомы происходит в раннем эмриогенезе, осуществляеися случайным образом (инактивированной может быть либо отцовская, либо материнская Х-хромосома), затрагивает целиком всю Х-хромосому и характеризуется устойчивостью, передаваясь клеточным потомкам. Клетки женского организма по экспрессии генов Х-хромосомы мозаичны.

Эухроматин – транскрипционно активная и менее конденсированная часть хроматина, локализуется в более светлых участках ядра между гетерохроматином.

Хромосома

Хромосомы видны при митозе или мейозе, когда хроматин конденсирован полностью.

Рис. 8. Организация хроматина в хромосоме. Хроматин состоит из структурных единиц - нуклеосом, разделённых интервалами в 200 пар оснований. Во время митоза в результате плотной упаковки нуклеосом хроматин полностью конденсируется, формируя видимые хромосомы (из Widneil СС, Pfeninger КН, 1990)

ОРГАНИЗАЦИЯ ХРОМАТИНА В ХРОМОСОМЕ

Хроматин состоит из структурных единиц – нуклеосом, разделенных интервалами в 200 пар оснований. Во время митоза в результате плотной упаковки нуклеосом хроматин полностью конденсируется, формируя видимые хромосомы. (рис. 8)

Состав хромосом

Каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК и ДНК- связывающие белки; хроматин в составе хромосомы образует многочисленные петли. Хромосома состоит из структурных единиц – нуклеосом. (рис. 9, 10)

Рис.9. Нуклеосома в неконденсирован­ном хроматине содержит по две копии гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4. Двойная спираль ДНК лежит на поверхности октамера гистонов и накручена на него. В конденсированном хроматине дополни­тельно присутствует гистон H 1, соединя­ющий нуклеосомы [из Trifonov EN , 1981|

Нуклеосомы – сферические структуры диаметром 10 нм.

I

III

IV

V

Рис . 10. Уровни упаковки ДНК в хромосоме I – нуклеиновая нить,II – хроматиновая фибрилла,III – серия петельных доменов,IV – конденсированный хроматин в составе петельного домена,V – метафазная хромосома; 1 – гистон Н1, 2 – ДНК, 3 – прочие гистоны, 4 – микротрубочки ахроматинового веретена, 5 – кинетохор, 6 – центромера, 7 – хроматиды (по Б. Албертсу и соавт., с изменениями и дополнениями).

ГЕНОМ

Геном – полный комплект генов в хромосомах.Кариотип – описывает количество и структуру хромосом.Гаплоидный набор – 23 хромосомы – характерен для гамет.Диплоидный набор - стандарт хромосом (23 х 2) – для соматических клеток.