Sejarah sitogenetik, studi apa, teknik, aplikasi

Itu sitogenetika Ini adalah studi morfologi, struktur dan fungsi kromosom, termasuk perubahannya selama pembagian sel somatik, atau myitosis, dan selama pembagian sel reproduksi, atau meiosis.

Sitologi juga mempelajari faktor -faktor yang menyebabkan perubahan kromosom, termasuk yang patologis, yang muncul dari satu generasi ke generasi lainnya, dan evolusi, yang bertindak selama beberapa generasi.

Sumber: Pixabay.com

[TOC]

Sejarah

Tahun -tahun dan peristiwa yang berkesan dalam sejarah sitogenetika adalah sebagai berikut:

- Pada tahun 1842, Karl Wilhelm von Nägeli mengamati "cytoBlast transien", yang kemudian disebut kromosom.

- Pada tahun 1875, Eduard Strasburger mengidentifikasi kromosom pada tanaman. Pada tahun 1979, Walther Flemming melakukannya pada hewan. Flemming menciptakan istilah kromatin, profase, metafase, anafase dan telofase.

- Pada 1888, w. Waldeyer menciptakan istilah kromosom.

- Pada tahun 1893, Oscar Hertwig menerbitkan teks sitogenetik pertama.

- Pada tahun 1902, Theodor Boveri dan Walter Sutton menemukan kromosom homolog.

- Pada tahun 1905, Nettie Stevens mengidentifikasi kromosom dan.

- Pada tahun 1937, Albert Blakeslee dan. G. Avery menghentikan metafase dengan tikar, sangat memfasilitasi pengamatan kromosom.

- Pada tahun 1968, Torbjörn Caspersson dan kolaborator menggambarkan band Q. Pada tahun 1971, Bernard Dutrillaux dan Jerome Lejeune menggambarkan band R.

- Pada tahun 1971, ada pembicaraan tentang Cands C di sebuah konferensi tentang nomenklatur kromosom manusia.

- Pada tahun 1975, c. Goodpasture dan S. DAN. Bloom menggambarkan pewarnaan ag-nor.

- Pada tahun 1979, Jorge Yunis menggambarkan metode resolusi tinggi untuk band G.

- Pada 1986-1988, Daniel Pinkel dan Joe Grey mengembangkan teknik ikan (fluorescent in sit hibridisasi).

- Pada tahun 1989, Hermann - Josef Lüdecke Microdise Kromosom.

- Pada tahun 1996, Evelyn Schröck dan Thomas Ried menggambarkan tipifikasi chartypic spektral multikromatik.

Penemuan pada manusia

Pada tahun 1914, Theodor Boveri menyarankan bahwa kanker bisa disebabkan oleh perubahan kromosom. Pada tahun 1958, Charles dan. Ford mengamati anomali kromosom selama leukemia.

Pada tahun 1922, Theophilus Painter menerbitkan bahwa manusia memiliki 48 kromosom. Kami harus menunggu sampai tahun 1956 sehingga Jo Hin Tjio dan Albert Levan menetapkan bahwa mereka benar -benar memiliki 46 kromosom.

Pada tahun 1932, p. J. Waardenburg menyarankan, tanpa mencoba bahwa sindrom Down bisa menjadi hasil dari penyimpangan kromosom. Pada tahun 1959, Jerome Lejeune menunjukkan adanya kromosom somatik tambahan pada pasien dengan sindrom Down.

Juga pada tahun 1959, Charles dan. Ford mengatakan bahwa wanita dengan sindrom Turner tidak memiliki salah satu dari dua kromosom X, sementara Patricia Jacobs dan John Strong menemukan keberadaan kromosom X tambahan pada pria dengan sindrom Klinefelter.

Pada tahun 1960, j. KE. Böök dan Berta Santesson menggambarkan Triploidy, Klaus Patau menggambarkan Trisomi 13, dan John Edwards menggambarkan trisomi 18.

Pada tahun 1969, Herbert Lubs pertama kali menemukan sindrom kromosom X yang rapuh. Pada tahun yang sama, amniosentesis untuk diagnosis sitogenetik mulai digunakan.

Dapat melayani Anda: 12 kemajuan biologi dalam 30 tahun terakhir

Bidang studi

Sitogenetika mempelajari evolusi kromosom makhluk hidup, menggunakan kasih sayang untuk analisis filogenetik dan memecahkan masalah taksonomi.

Selain itu, mereka menyelidiki aspek epidemiologis dari penyimpangan kromosom manusia dan faktor lingkungan yang memproduksi, mendiagnosis dan mengobati pasien yang dipengaruhi oleh kelainan kromosom, dan mengembangkan pendekatan molekuler untuk menguraikan struktur, fungsi dan evolusi kromosom.

Morfologi Kromosom

Setiap kromosom terdiri dari dua kromatid, bergabung dengan penyempitan yang disebut centromere. Bagian kromosom yang dimulai dari sentromer disebut senjata.

Kromosom disebut metasentris ketika mereka memiliki sentromer di setengahnya; SubmetaCentric Jika mereka memilikinya sedikit jauh dari setengahnya, sehingga lengan yang berlawanan tidak memiliki panjang yang sama; Acrocentric Jika sentromer dekat dengan salah satu ujungnya; dan telokentris jika sentromer tepat di salah satu ujung kromosom.

Teknik: Pemrosesan Sampel

Langkah -langkah untuk memproses sampel adalah sebagai berikut.

Mendapatkan sampel

Akuisisi jaringan yang diperlukan, menyimpannya di jalan kanan dan di jalan yang tepat.

Tanaman

Dengan pengecualian sampel untuk analisis ikan, periode kultur antara satu hari dan beberapa minggu sebelum pemanen diperlukan.

Dipanen

Itu memperoleh sel dalam metafase.

Penangkapan mitosis

Analisis sitogenetik standar membutuhkan menghentikan mitoshosis agar sel tetap dalam metafase, menggunakan MAT atau Colcemid® untuk ini.

Pengobatan hipotonik

Tingkatkan volume sel, yang memungkinkan kromosom untuk memperpanjang.

Fiksasi

3: 1 asam metanol asetat digunakan untuk menghilangkan sel dari sel, pengerasan membran dan kromatin untuk pewarnaan.

Persiapan lembar

Sel -sel tetap diperpanjang pada lembaran slide, setelah itu dikeringkan.

Pewarnaan kromosom

Ada beberapa metode pewarnaan untuk mengenali perbedaan antara kromosom. Yang paling umum adalah g.

Analisis mikroskopis

Memungkinkan Anda memilih sel yang cocok untuk mengamati dan memotret kromosom.

Pengembangan rekan

Berdasarkan foto sel metafase, gambar kromosom sel yang representatif disusun untuk studi selanjutnya.

Pita kromosom

Ada empat jenis pita kromosom: pita heterokromatik; Pita eukromatik, daerah pengorganisasian nukleol (NORS); Cinetocoros.

Pita heterokromatik disajikan sebagai blok diskrit. Mereka sesuai dengan heterokromatin, yang mengandung sekuens DNA yang sangat berulang yang mewakili gen konvensional dan tidak berkecil hati dalam antarmuka.

Pita euchromatic terdiri dari serangkaian segmen alternatif yang atau tidak terpengaruh oleh pewarnaan. Pita -pita ini berbeda dalam ukuran, membentuk pola khas karakteristik masing -masing pasangan kromosom suatu spesies, yang membuatnya sangat berguna untuk mengidentifikasi translokasi dan reargues kromosom.

NORS adalah segmen kromosom yang mengandung ratusan atau ribuan gen RNA ribosom. Mereka umumnya divisualisasikan sebagai penyempitan.

Dapat melayani Anda: noda gram

Cinetocoros adalah situs pengikatan spindel mikrotubulus ke kromosom.

Pewarnaan pita kromosom

Kromosomnya adalah tentang teknik pewarnaan yang mengungkapkan pola diferensiasi longitudinal (daerah jernih dan gelap) yang sebaliknya tidak dapat dilihat. Pola -pola ini memungkinkan membandingkan spesies yang berbeda dan mempelajari perubahan evolusioner dan patologis pada tingkat kromosom.

Kromosom dibagi untuk mereka yang menggunakan pewarnaan penyerapan, biasanya pigmen Giemsa, dan mereka yang menggunakan fluoresensi. Metode pewarnaan penyerapan membutuhkan perawatan fisik awal-kimia, seperti yang dijelaskan dalam "pemrosesan pengambilan sampel".

Beberapa jenis bendera memungkinkan pola daerah terbatas kromosom yang terkait dengan sifat fungsional. Lainnya memungkinkan untuk memvisualisasikan perbedaan antara kromosom homolog yang memungkinkan identifikasi segmen.

Band c

C bandeo pewarna sebagian besar pita heterokromatik, jadi ini adalah teknik universal untuk menunjukkan keberadaan heterokromatin dalam kromosom. Metode lain hanya menodai sebagian dari heterokromatin total, jadi mereka lebih berguna daripada bande C untuk membedakan antara jenis heterokromatin.

Band q

Q Bando adalah teknik pewarnaan tertua. Berutang namanya untuk penggunaan quinacrine. Itu efektif terlepas dari metode persiapan kromosom. Ini adalah metode alternatif untuk g. Sedikit yang digunakan, tetapi keandalannya membuatnya bermanfaat ketika bahannya langka atau sulit dipukuli.

G Band

G Bande, berdasarkan penggunaan Giemsa dan Tripsina, adalah yang paling banyak digunakan. Memungkinkan deteksi translokasi, investasi, penghapusan dan duplikasi. Ini adalah metode yang paling banyak digunakan untuk karakterisasi kasih sayang vertebrata, membuktikan perbedaan antara kromosom yang tidak dapat dibedakan hanya berdasarkan morfologi mereka.

Band r

Bandemen R menghasilkan pola pewarnaan terbalik sehubungan dengan band G. The R Bando.

Band t

Bande T adalah varian dari band R di mana tidak ada pewarnaan pita kromosom interstitial yang paling interstitial, sehingga daerah terminal kromosom sangat diwarnai.

Band Ag-nor

AG-NOR Bando digunakan untuk menemukan perawat dengan pewarnaan dengan perak. Di AG-NOR Bandeo, atau gen yang tidak aktif mungkin tidak diwarnai. Oleh karena itu, nyala api ini digunakan untuk mempelajari perubahan aktivitas gen ribosom selama gameteogenesis dan perkembangan embrionik.

Hibridisasi in situ fluorescent (ikan)

Bandeo ikan memungkinkan untuk memvisualisasikan kromosom dengan probe yang ditandai neon. Teknologi Ikan Memungkinkan Analisis Kariotypal Sel yang Tidak Divisi.

Dapat melayani Anda: kaldu urea: apa itu, fondasi, persiapan, penggunaan

Bandeo ikan memungkinkan deteksi sekuens DNA spesifik dalam kromosom, sel dan jaringan. Oleh karena itu, dapat digunakan untuk mendeteksi anomali kromosom yang melibatkan segmen DNA kecil.

Fish Bandeo membuka jalan menuju dua teknik terkait yang lebih canggih, yang dikenal sebagai kasih sayang spektral (langit, karyotyping spektral) dan ikan multikromatik (M-Fish, Multicolor Fish)

Pigmen neon digunakan di langit dan m-ikan, yang, bersama-sama, menghasilkan kombinasi warna, satu untuk setiap kromosom. Teknik -teknik ini sangat berguna untuk mendeteksi penyimpangan kromosom yang kompleks, seperti yang diamati pada tumor tertentu dan pada leukemia limfoblastik akut.

Aplikasi medis

- Sitogenetika kanker. Penyimpangan kromosom dan aneupplody sering pada tumor. Translokasi kromosom dapat memiliki efek karsinogenik melalui produksi protein fusi. Sitogenetik digunakan untuk memantau kemajuan perawatan kanker.

- Situs Fraktur dan Kromosom yang Rapuh. Situs kromosom yang rapuh dapat menyebabkan patologi seperti sindrom kromosom X yang rapuh. Paparan agen sitotoksik dapat menghasilkan fraktur kromosom. Pembawa mutasi autosom tertentu tidak memiliki kemampuan untuk memperbaiki DNA yang rusak selama fraktur kromosom.

- Kelainan kromosom numerik. Jumlah kromosom memungkinkan untuk mendiagnosis trisomi, seperti yang diproduksi oleh sindrom Down, Edwards dan Patau. Ini juga memungkinkan untuk mendiagnosis sindrom Turner dan Klinefelter.

- Pada leukemia myelogenic kronis, sel darah putih memiliki "kromosom Philadelphia". Kromosom abnormal ini adalah hasil dari translokalisasi kromosom 9 dan 22.

Referensi

1. Abbott, J. K., Nordén, a. K., Hansson, b. 2017. Evolusi Kromosom Seks: Wawasan Sejarah dan Perspektif Masa Depan. Proses Royal Society B, 284, 20162806.
2. Percaya, e. R. C. 2008. Semua tentang mitosis dan meiosis. Guru Membuat Penerbitan Bahan, Huntington Beach, CA.
3. Gersen, s. L., Keagle, m. B., eds. 2013. Prinsip sitogenetika klinis. Springer, New York.
4. Gosden, J. R., ed. 1994. Metode dalam Biologi Molekuler, Vol. 29. Protokol Analisis Kromosom. Press Manusia, Totowa, N.J.
5. Hughes, J. F., Halaman, d. C. 2015.Biologi dan Evolusi Mamalia dan Kromosom. Tinjauan Tahunan Genetika, 49, 22.1-22.dua puluh satu.
6. Kannan, t. P., Alwi, Z. B. 2009. Sitogenetik: masa lalu, sekarang dan masa depan. Jurnal Ilmu Kedokteran Malaysia, 16, 4-9.
7. Lawce, h. J., Brown, m. G. 2017. Sitogenetika: Tinjauan umum. Dalam: Manual Laboratorium Sitogenetika AGT, Edisi Keempat. Arsham, m. S., Barch, m. J., Lawce, h. J., eds. Wiley, New York.
8. Pendeta, c., Louis, a., Bon, c., Berthelot, c., CROLIUS, h. R. 2018. Evolusi kromosom pada asal genom vertebrata leluhur. Genome Biology, 19, 166.
9. Schubert, i. 2007. Evolusi Kromosom. Opini Saat Ini dalam Biologi Tanaman, 10, 109-15.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Sitogenetik - Tumbuhan, hewan, manusia. Springer-Verlag, New York.