Хромосомна теорія спадковості 2 страница

Закон гомологічних рядів спадкової мінливості сформулював видатний російський вчений М.І. Вавілов у 1920 р.

Суть цього закону полягає в такому: види та роди, генетично близькі та пов'язані один з одним єдністю походження, характе-

ризуються схожими рядами спадкової мінливості. Якщо знати, які форми мінливості трапляються в одного виду, то можна пе­редбачити наявність аналогічних форм у спорідненому до нього виду. У споріднених видів, які мають спільне походження, від­буваються схожі мутації.

Закон гомологічних рядів висвітлює загальну закономірність мутаційного процесу, дає широкі можливості для його практич­ного використання в сільському господарстві, селекції, медици­ні. Знаючи характер мінливості у декількох споріднених видів, можна знайти ознаку, яка відсутня в одного з них, але характерна для інших видів.

Медична наука як модель для вивчення хвороб людини ви­користовує тварин з аналогічними хворобами, такими як цукро­вий діабет щурів, природжена глухота мишей, собак, морських свинок, катаракта очей у мишей, щурів, собак та ін. Закон гомо­логічних рядів дає змогу також передбачати можливість появи мутацій, які ще невідомі науці/які можуть використовуватись у селекції для отримання нових цінних для господарства форм.

РОЗДІЛ 6

Основи генетики людини. Методи вивчення

спадковості

Основи медичної генетики. Людина як специфічний об'єкт генетичного аналізу. Методи вивчення спадковості людини

У генетиці людини виділяють два розділи — антропогенетику та медичну генетику. Перша вивчає ознаки в нормі, а друга — різ­ні захворювання і синдроми. Дослідження і можливе запобігання наслідкам генетичних дефектів у людини — предмет медичної ге­нетики. Вона вивчає закони спадковості і мінливості щодо пато­логії в людини, виявляє причини виникнення спадкових хвороб, розробляє заходи запобігання дії мутагенних факторів на орга­нізм людини. У своїх дослідженнях медична генетика ґрунтуєть­ся на успіхах таких наукових напрямів, як цитогенетика, біохі­мічна генетика, радіаційна генетика, генетика мікроорганізмів та ін. Особлива галузь медичної генетики — клінічна генетика — вивчає спадкові хвороби, їх патогенез, різноманітність (полімор­фізм), методи діагностики, лікування і профілактики.

З успіхами і досягненнями медичної генетики пов'язані надії на вирішення складних проблем медицини: запобігання та ліку­вання злоякісних новоутворень, атеросклерозу, серцево-судинних захворювань, вад розвитку та ін.

Завдання медичної генетики — вивчати характер спадкових хвороб на молекулярному, клітинному рівнях і на рівні ціліс­ного організму, удосконалювати методи генної інженерії, щоб отримати лікарські речовини (інсулін, інтерферон та ін.), гемо­терапії (заміщення патологічних генів нормальними алелями), інтенсивно розвивати методи пренатальної (допологової) діа­гностики, які запобігають народженню дитини з тяжкою спад­ковою патологією.

Медична генетика вивчає також закономірності успадкуван­ня і мінливості ознак співвідносно до патології людини. Успіхи

медицини забезпечили високе виживання дітей зі спадковою па­тологією. Частина з них доживає до статевозрілого віку і має на­щадків. Багато спадкових хвороб характеризується недоумством, частота якого серед населення становить 1—2 %. Основні завдання медичної генетики;

— захищати людину від ураження спадкового матеріалу і роз­витку спадкових хвороб;

— вивчати спадкові хвороби і синдроми;

— використовувати генно-інженерні методи створення вак­цин з метою запобігання інфекційним хворобам;

— вивчати роль спадковості й середовища у виникненні не­спадкових форм патології.

Головна мета медичної генетики полягає в розробленні шля­хів збереження і продовження життя людини, оздоровлення умов її існування, виявлення екологічних факторів, які призводять до иіхворювання, запобігання £когенетичним хворобам.

Сучасна медична генетика як розділ генетики людини має са­мостійні підрозділи: генетика крові й імуногенетика, генетика соматичних клітин, генетика нервової діяльності і поведінки, ра­діаційна, фармакологічна, ендокринологічна генетика та ін.

Особливості генетики людини

Людина як біологічна істота, з одного боку, підпорядкова­на тим самим закономірностям розвитку, що й інші біологічні об'єкти. А з іншого, як соціальна істота має свої характерні осо­бливості. Вона не пасивно пристосовується до навколишнього се­редовища, а активно видозмінює його.

Спадковість людини як біологічної істоти відбивається і на аналізі генетичних закономірностей успадкування і мінливос­ті. У вивченні генетики людини неможливе довільне, штучне, експериментальне схрещування, як це проводить генетик з рос­линними чи тваринними об'єктами. Крім того, велика генетична різноманітність людей, обмежена кількістю нащадків у кожній сім'ї, велика кількість хромосом, груп зчеплення, пізнє настан­ня статевої зрілості, значна тривалість життя, неможливість то­тожних умов існування, відсутність гомозиготних ліній — усе це свідчення того, що людина є складним об'єктом для генетичних досліджень.

Тому для вивчення нормальної і патологічної спадковості лю­дини застосовують такі методи медичної генетики: генеалогіч­ний, цитологічний, популяційно-статистичний, біохімічний, ме­тод дерматогліфіки та клінічний.

Вивчення методів медичної генетики дає змогу зрозуміти осо­бливості й характер успадкування патологічних ознак, якісно проводити діагностування і прогнозування спадкових захворю­вань людини, визначити ступінь генетичного ризику для нащад­ків.

Генетика людини вивчає:

— генетичну зумовленість фізіологічних, біохімічних і мор­фологічних властивостей окремих тканин і органів люди­ни, психічну й інтелектуальну діяльність;

— статистичні закономірності розподілу генних частот у мі-кропопуляціях;

— методи захисту генотипу людини від несприятливих факто­рів довкілля;

— генетичну зумовленість хвороб, їхню передачу в поколін­нях, прояв в онтогенезі, поширення в популяціях, геогра­фічне поширення;

— роль спадковості і середовища у формуванні особистості;

— молекулярні механізми пам'яті;

— накопичення і передача в поколіннях набутої в онтогенезі інформації тощо.

Генеалогічний метод. Правила побудови родоводів. Генетичний аналіз родоводів

У медичній генетиці основним методом вивчення спадковості людини є клініко-генеалогічний. Генеалогія — вчення про родо­води. Суть генеалогічного методу полягає у вивченні спадковості людини шляхом урахування та аналізу спадкових ознак у поко­ліннях пробанда.

Цей метод увів у науку Ф. Гальтон наприкінці XIX ст. Метод допомагає з'ясувати:

1) певна патологія (ознака) в конкретній родині спадкова або набута;

2) за яким типом успадковується патологія в родині (зчепле­ний зі статтю або не зчеплений зі статтю);

3) генотип пробанда;

4) гетерозиготне носійство патологічного гена;

5) імовірність народження хворої дитини в родині пробанда.

Недоліком цього методу є труднощі щодо збирання інформа­ції. Значна кількість людей не знають про стан здоров'я і при­чини смерті навіть близьких родичів, тим більше — родичів по­дружжя. Тому що більше членів родини буде опитано, то більше шансів отримати достовірніші і повніші відомості.

Пробанд — особа, від якої починають складати родовід; паці­єнт, щодо якого здійснюється медико-генетична консультація. Він може бути як хворим, так і здоровим. У родоводі пробанда по­значають стрілкою.

Рідних братів і сестер пробанда називають сибсами. Генеало­гічний метод умовно поділяють на два етапи: складання родоводу та генеалогічний аналіз.

Складання родоводу

Для складання й аналізу родоводу необхідно:

1) зібрати якомога більше відомостей про якомога більшу
кількість родичів; *

2) знати умовні позначення, які застосовують при цьому;

3) складати родовід треба із середини аркуша;

4) умовні позначення, які використовують під час складання
родоводу людини (мал. 11).

Усі відомості про пробанда збирають у хронологічному поряд­ку. Зібравши відомості про пробанда, переходять до збирання да­них про його сибсів. Важливо знати, скільки було дітей у родині, скільки померло і з яких причин, як фізично і розумово розвива­лися діти, як і на що вони були хворі, за яких обставин захворіли і померли.

Аналогічні відомості збирають на кожного сибса, обов'язково иказують родинні зв'язки від батьків до моменту народження кожного із сибсів. Під час збирання відомостей про батьків і ро­дичів пробанда особливу увагу приділяють віку, національності, місцю проживання родини, місцю проживання предків, професії, наявності хронічних захворювань.

Зібравши аналітичні дані, починають об'єктивне обстеження пробанда і його родичів, яке полягає в детальному огляді з описом фснотипозих проявів захворювання. Ретельний клінічний огляд хворого і його родичів з урахуванням симптомів (мікроаномалій) дає лмогу встановити діагноз або запідозрити різні спадкові хвороби.

Коли генеалогічні дані зібрано, починають складати родовід. Родовід — це графічне зображення родинного дерева.

Правила складання родоводу:

1. Починати складати родовід краще з центра аркуша, щоб бічні гілки родоводу не виходили за його межі.

2. Складати родовід потрібно з пробанда. Порядок складання родоводу — від наступних до попередніх поколінь; спочатку — покоління пробанда і його дітей, а потім — його батьки.

3. Кожне попереднє покоління зображують вище від лінії про­банда, а наступне — нижче. Усіх членів родоводу треба розташо­вувати чітко за поколіннями в один ряд.

4. Для зручності складання родоводу спочатку вказують ро­динні зв'язки по материнській лінії пробанда, після цього зобра­жують лінію батька.

5. Біля символу кожного члена родини вказують його вік.

6. Особисто обстежених членів родини позначають знаком оклику "Г.

7. Подружжя родичів пробанда, якщо ті здорові, можна не зо­бражувати в родоводі.

8. Зліва кожне покоління позначають римською цифрою, а всі індивіди в цьому поколінні — арабськими.

9. Потрібно поставити дату, коли було складено родовід.

10. Додати до родоводу легенду (опис родоводу).
У легенді мають бути:

А. Дані обстеження пробанда.

Б. Відомості про результати огляду лікарем пробанда та його родичів.

В. Дані анамнезу родичів пробанда (треба порівняти з даними, отриманими під час клінічного огляду пробанда).

Г. Відомості про родичів, які проживають в інших місцевостях.

Генеалогічний метод потребує точного виконання і старанної техніки. Насамперед потрібно чітко встановити діагноз пробанда, оскільки багато захворювань, особливо домінантних, мають зна­чний поліморфізм.

Після складання родоводу починають його аналізувати (моя. 12).

Мал. 12. Схема родоводу сім'ї, в якій трапляються хворі на ахондроплазію

Аналіз родоводу

1. Установити: певна ознака чи захворювання в родині — лише поодиноке чи виявлено кілька випадків такої патології в родині (родинний характер); це захворювання спадкове чи набуте.

2. Визначити тип успадкування хвороби (ознаки) в роди]
(зчеплений зі статтю — хворіють однаково часто представник]
обох статей).

3. З'ясувати, за якою лінією (батька чи матері) передається хворювання.

4. Визначити генотипи пробанда.

5. Визначити ймовірність народження хворих дітей у родини пробанда.

6. Розробити план лікування і профілактики захворювання,] дати пораду.

7. Визначити за родоводом осіб, у яких імовірність цього зі хворювання велика; скласти план їхнього обстеження й уточне] ня діагнозу.

Особливості родоводу з аутосомно-домінантним типом (А, типом) успадковування

1. Хворіють однаковою мірою і чоловіки, і жінки.

2. Патологічна спадковість простежується в родоводі по верти^ калі (у кожному поколінні є хворі).

3. Один з батьків хворої дитини, як правило, теж хворий.

4. У здорових батьків будуть здорові діти. Досить рідко в здо­рових батьків може народитися хвора дитина — це наслідок аі мутації, яка знову з'явилась, або це можна пояснити неповної пенетрантністю гена в одного з батьків, який вони передали ди­тині.

5. Мутантний ген проявляється в гомозиготному (АА) і гетер* зиготному стані (Аа).

6. Імовірність народження хворої дитини в родині, де один батьків хворий (за умови, що він гетерозиготний), а інший здоровий, становить 50 %.

Перелік хвороб і ознак, які успадковуються за АД-типом:

1. Полідактилія.

2. Брахідактилія.

3. Гемералопія.

4. Шорстке волосся.

5. Хондродистрофія.

6. "Білий" локон.

7. Габсбурзька губа (відвисла нижня губа).

8. Гіперхолестеринемія.

9. Група крові.

10. Резус-фактор.

11. Нейрофіброматоз.

12. Синдром Марфана.

13. Астигматизм.

14. Синдактилія.

15. Ахондропластична карликовість.

16. Аноніхія та ін.

Під час складання й аналізу родоводу з АД-типом успадкову-ииння потрібно пам'ятати, що домінантний, як і будь-який інший гой, має пенетрантність і експресивність. Ці властивості в деяких иішадках ускладнюють виявлення АД-типу успадковування.

Особливості родоводу з аутосомно-рецесивним типом (АР-типом) успадковування

1. Хворіють чоловіки і жінки однаковою мірою.

2. Мутантний ген простежується по горизонталі; не в усіх по­коліннях є хворі.

3. Батьки переважно фенотипові здорові, але вони є гетерози­готними носіями патологічного мутантного) гена.

4. Патологічний ген виявляється лише в гомозиготному ста­ні — аа.

5. Ймовірність народження хворої дитини в родині становить 15%.

6. Ймовірність народження хворої дитини збільшується в
Ізолятах, а також коли в популяціях багато кровноспоріднених
шлюбів.

7. Що вищий ступінь споріднення, то вищий ризик.

Перелік хвороб, які успадковуються за АР-типом:

1. Фенілкетонурія.

2. Галактоземія.

3. Муковісцидоз.

4. Сліпота.

5. Глухонімота.

6. Амавротична ідіотія дитяча рання, або хвороба Тея—Сакса.

7. Альбінізм.

8. Афібриногенемія.

9. Гліома сітківки ока. Х-зчеплений тип успадковування

Гени, які локалізуються в Х-хромосомі, можуть бути як до­мінантними, так і рецесивними. Так само, як і в разі аутосомно-го типу успадкування. Головна особливість Х-зчепленого типу успадкування — відповідний ген не передається від батька до сина, оскільки чоловіки Х-хромосому передають лише дочкам.

X домінантнії і тип (ХД-тип) успадковування

Для ХД-типу характерні такі ознаки:

1) захворювання передається від хворого батька всім дочк; але не передається синам;

2) захворювання передається від матері з однаковою ймові] ністю і дочкам, і синам;

3) у пробанда обов'язково хворий один з батьків;

4) жінки вдвічі більше схильні до хвороби, ніж чоловіки;

5) у чоловіків перебіг захворювання тяжчий, ніж у жінок.
За цим типом успадковуються гіпофосфатемічний рахіт і відсутність різцеподібних зубів.

Х-рецесивний тип (ХР-тип) успадковування Для ХР-типу характерні такі ознаки:

1) захворювання спостерігається переважно в чоловіків;

2) сестри пробанда здорові, а 50 % братів хворого проба] хворі;

3) уражені всі чоловіки, які є родичами пробанда по лінії мат< рі (її брати, половина синів);

4) син ніколи не успадковує хвороби батька;

5) якщо пробанд — хвора жінка, то обов'язково уражені батько і всі її сини;

6) діти хворих чоловіків і здорових жінок переважно здорові, але в дочок можуть хворіти сини (якщо мати фенотипово здорова, але вона є носієм патологічного гена);

7) захворювання передається від діда до онука через майжі здорову доньку-носія ("кондуктора").

Успадковування ХР-ознак залежить від того, в яких ділян­ках (гомологічних чи иегомологічних) буде локалізований рещ сивний ген. Якщо він — у гомологічній ділянці Х-хромосоми, то ознака буде успадковуватися за АР-типом. А якщо ген рещ сивний і розміщений в негомологічній ділянці Х-хромосоми, він буде успадковуватися від діда до онука через майже здоров; доньку-носія.

За ХР-типом (гени локалізовані в гомологічних ділянках X-У-хромосом) успадковуються:

1) чоловіча безплідність;

2) пігментна ксеродерма;

3) хвороба Огуті;

4) спастична параплегія;

5) епідермальний бульбоз.

За ХР-типом (гени локалізовані в негомологічній ділянці Х-хромосом) успадковуються:

1) гемофілія;

2) дальтонізм;

3) облисіння;

4) м'язова дистрофія;

5) гіпогаммаглобулінемія;

6) відсутність зубів та вусів у чоловіків у деяких районах Індії та Північної Америки;

7) іхтіоз;

8) нецукровий діабет та ін.
У-зчеплений тип успадковування

Це такий тип успадковування, за якого ген локалізований в У-хромосомі. Якщо ген рецесивний і розміщений в негомологіч­ній ділянці У-хромосоми, то хворіють лише хлопчики.

Такі гени призводять до появи перетинок між пальцями і до гіпертрихозу вушної раковини.

Патологічний ген, успадкований від батьків, називається се-грегантним, а хворий — сегрегантом. Патологічний ген, який з'явився спонтанно внаслідок нової мутації у гаметах батьків, називається мутантним, а індивід зі зміненою структурою хро­мосом — мутантом. Виявлення захворювання (сегрегантного і мутантного) у нащадків має суттєве значення для прогнозування іахворювання.

Крім перелічених ще є мультифакторіальні (полігенні) захво­рювання, які характеризуються складнішими типами успадкову-млння. І ще треба пам'ятати:

1. Одні й ті самі захворювання в різних родинах можуть успад­ковуватися як за АД-, так і за АР-типом, наприклад коричневе забарвлення емалі зубів.

2. Не всі спадкові захворювання можуть виявлятися відразу після народження. Наприклад, багатопалість виявляється відра­зу після народження, м'язова дистрофія — в дитячому та юнаць­кому віці, міотонія Томсона — в дитячому, хорея Гентінґтона — після ЗО—40 років, подагра — після 50—60 років.

З.Одне й те саме захворювання може визначатися різними ге­мами. Такі хвороби називають генокопіями, наприклад міопатії. Л деякі набуті хвороби можуть нагадувати спадкові, але вони не успадковуються. Ці хвороби називають фенокопіями.

Наприклад, гіперхромна анемія (порушення засвоєння ціано кобаламіну — вітаміну В₁₂) може бути спадковою, якщо її причи ною є мутація гена. Гіперхромна анемія не успадковується, якщ< вона спричинена дифілоботріозом.

Близнюковий метод

Організми поза середовищем існувати не можуть. Організм середовище перебувають у тісному взаємозв'язку. У генах закодо вано, яким повинен стати організм, але яким він стане, визначитї взаємодія генотипу й конкретних умов середовища. Зовнішнє се редовище впливає на прояв спадкових ознак і зумовлює ступіш цього прояву.

Фенотип — це сукупність властивостей ознак організму, які формуються внаслідок взаємодії генотипу й умов середовища. На взаємодії спадкових факторів (генотипу) і факторів навколиші нього середовища ґрунтується розвиток мультифакторіальних захворювань (захворювань зі спадковою схильністю). До них паї іежать: цукровий діабет, бронхіальна астма, виразкова хвороб^ шлунка та ін.

В одних випадках зовнішнє середовище впливає на прояв генотипу більше, а в інших менше. Зрозуміти, наскільки ознака (хвороба) залежить від спадкових особливостей організму, а наскільки від середовища, допомагає близнюковий метод вивчення спадковості людини.

Знання коефіцієнтів спадковості й середовища допомагаюти медичному працівникові виявити конкретні фактори, що носи! люють або послаблюють вплив зовнішнього середовища. На підставі цих знань можна успішно й цілеспрямовано проводити прої філактику захворювань. Відомі два сили близнюків: дизиготні (DZ) й монозиготні (МZ).

Дизиготні (двояйцеві) близнюки розвиваються з двох яйцеї клітин, кожна з яких запліднюється окремим сперматозоїдом! тому це можуть бути літи і різної, і однієї статі. Такі діти схожі між собою не більше, німе звичайні брат і сестра. Генотип у DZ близнюків різний. Усі відмінності між ними пов'язані як з геної типом, так і з впливом факторів зовнішнього середовища. У ним можуть бути різний колір волосся, форма носа, губ, різні групи крові, маса тіла, зріст тощо.

DZ-близнюки найчастіше народжуються в жінок старшого віку. Це пов'язано з тим, що з віком у жінок змінюється гормо­нальна активність, унаслідок чого складаються сприятливі умови для дозрівання двох яйцеклітин.

DZ-близнюки народжуються частіше, ніж МZ. Установле­но, що серед близнюків на 75 % DZ народжується 25 % МZ-близнюків.

Монозиготні (однояйцеві) близнюки розвиваються з однієї зи­готи (однієї заплідненої яйцеклітини) шляхом її поділу на 2, 4, 6 частин. Відомий випадок народження 11 монозиготних близ­нюків. Оскільки МZ-близнюки розвиваються з однієї зиготи, яка ділиться під час мітозу, то вони генотипово ідентичні. У них од­наковий генотип, і вони завжди однієї статі. Монозиготні близню­ки дуже схожі один на одного. Відмінність між МZ-близнюками пов'язана лише з впливом зовнішнього середовища. А оскільки вплив середовища на обох однаково повторити неможливо навіть в одній родині, то з часом МZ-близнюки будуть різнитися. На прояв підмінних ознак впливають такі чинники, як виховання, освіта, члрчування, заняття фізичними вправами, клімат тощо. Ці від­мінні ознаки називають дискордантними. А такі ознаки, як фор­ма носа, губ, колір очей, волосся, група крові, резус-фактор тощо, у МZ-близнюків зберігаються однаковими до глибокої старості. Ці ознаки визначені генами, і на їхній прояв зовнішнє середови­ще не впливає. Однакові ознаки називають конкордантними.

Народження МZ-близнюків не залежить від віку жінки. Час­тота народження DZ-близнюків збільшується до 37 років, а після цього віку зменшується.

Частота народження близнюків у різних країнах неоднакова, приблизно 1 : 84 — 1 : 86. З них близько 1/4 монозиготні. Най­частіше близнюки народжуються в країнах Балтії, рідко — в пів­денних країнах.

Дослідження близнюків ґрунтується на діагностиці зиготності партнерів пари. Тобто встановлюють факт моно- або дизиготного походження близнюків. Діагностика зиготності полягає у вивченні схожості (конкордантності) і відмінності (дискордантності) партнерів близнюкової пари за сукупністю таких ознак, які зазнають незначних змін під впливом середовища (метод подібності).

Інший метод діагностики зиготності близнюків — імуногенетичний, тобто порівнюють еритроцитарні антигени, склад білків,

сироватку крові тощо близнюків-партнерів. Ці ознаки не зале­жать від жодних факторів зовнішнього середовища і не зміню­ються протягом життя людини. Застосовують також метод анке­тування та ін.

Метод близнюків у медицині слугує для визначення ролі спад­ковості й впливу зовнішнього середовища на розвиток захворю­вання.

Таким чином, метод близнюків дав змогу довести основний закон генетики розвитку: індивідуальні властивості кожного організму формуються в онтогенезі під впливом середовища на генотип. Закон взаємодії спадкових чинників і фізичного та со­ціального середовища впливає на формування всього організм) людини — особливості будови її тіла, фізіологічні функцїї, розви-

ток патолопи.

Метод близнюків у медицині — це поширений метод конт­ролю, який дає змогу оцінити лікувальний ефект нових фармако­логічних препаратів.

Визначення взаємодії генотипу та довкілля в прояві патологічних ознак людини

Усі ознаки генетично зумовлені, але кожна з них по-різному змінюється під впливом середовища.

Якісні ознаки змінюються під впливом середовища значно мен-І ше, ніж кількісні. Прикладом зміни кількісної ознаки може бути! молочність у корови. Надої молока в природних умовах — 1000 кгі на рік, а внаслідок селекції вони можуть становити 7000 кг і біль-1 ше. Якісні ознаки мають вузьку норму реакції, а кількісні — ши-| року. Норма реакції генетично зумовлена.

Яскравим прикладом впливу середовища на організм є пору-1 шення здоров'я в осіб, які перенесли гостру променеву хворобу] (ГПХ) після аварії на Чорнобильській АЕС.

Цитогенетичний, біохімічний методи та ДНК-діагностика

Цитогенетичний метод

За допомогою цитогенетичного методу вивчають структуру хромосом, каріотип людини, статевий хроматин, а також діагнос­тують захворювання, пов'язані з цими порушеннями.

Основні методи цитогенетики: каріотипування і виявлення статевого хроматину.

Каріотип досліджують на стадії метафази, коли хромосоми перебувають в одній площині. Вони максимально спіралізовані, стовщені, і тому структура хромосоми в цей період клітинного ци­клу виражена найчіткіше. Досліджувати каріотип досить склад­ко, оскільки кількість хромосом у клітинах людини велика (46), а в метафазній пластинці часто одна хромосома розміщується на іншій. Метод вивчення каріотипів дає змогу діагностувати спад­кові захворювання, причиною яких є зміни в структурі й кількос-іі хромосом.

Хромосомний аналіз складається з двох етапів:

— візуального аналізу хромосомних препаратів;

— аналізу хромосом порівняно з їхнім нормальним каріоти­пом.

Кожна соматична клітина організму має однаковий набір хро­мосом і вони ідентичні в усіх клітинах, тому для дослідження каріотипу може бути використана будь-яка клітина організму: зі шкіри, кісткового мозку, але найдоступнішими є клітини кро­ві — лейкоцити (лімфоцити). Досліджують каріотип у цитогене-тичній лабораторії.

Для того щоб визначити каріотип, потрібно:

1. Узяти з вени 8—10 мл крові. її можна зберігати кілька днів у холодильнику чи транспортувати в спеціальних лабораторіях.

2. Лейкоцити виділяють шляхом осадження еритроцитів цен­трифугуванням або 10 % розчином желатину.

3. У стерильних бюксах лейкоцити поміщають у культуру тка­нини — спеціальне середовище зі значною кількістю інгредієнтів (близько 50). Обов'язковим компонентом середовища є білок рос­линного походження — фітогемаглютинін, який стимулює лім­фоцити до поділу.

4. Потім спеціальні флакони з культурою ставлять у термостат па 72 год (3 доби) за температури 37 *С; деякі клітини культури 11 оминають ділитися.

5. За 60 хв до фіксації в культуру додають слабкий розчин ал­калоїду колхіцину, який затримує процес поділу клітин на стадії метафази (фіксує мітоз).

6. З розчину колхіцину культуру переносять на кілька хвилин у гіпертонічний розчин натрію хлориду. У цьому розчині клітини і хромосоми набрякають, унаслідок чого відбувається легкий роз­рив оболонки ядра (через різний осмотичний тиск), і хромосоми переходять у цитоплазму. Потім хромосоми фіксують.

7. Після попередніх операцій клітини переносять на предмет­не скло і забарвлюють ядерними барвниками — ацеторсеїном за методом Романовського—Гімзи або Фельгена.

8. Забарвлену культуру, закриту покривним склом, розгляда­ють у світловий мікроскоп з імерсією.

9. За допомогою спеціальної приставки до мікроскопа хромо­соми фотографують.

10. Зі збільшеної мікрофотографії акуратно вирізують усі хр
мосоми. Гомологічні розкладають у такому порядку: на першому
місці — найбільші (1-а пара), у кінці — найменші (22-а пара), а на
останньому місці — статеві хромосоми (23-я пара). Таким чинол(
отримують ідіограму.

11. Після цього аналізують ідіограму.
Аналіз ідіограми

1. Визначають загальну кількість хромосом.

2. Визначають статеві хромосоми.

3. Записують каріотип людини. Для цього спочатку вказуютьі загальну кількість хромосом, потім ставлять знак «кома» і в кінці вказують статеві хромосоми. Наприклад, 46, ХУ — нормальний каріотип чоловіка; 46, XX — нормальний каріотип жінки. Каріо-І тип можна записати і так: спочатку вказують кількість аутосом (нестатевих хромосом), потім знак "плюс" і вказують статеві хро-| мосоми: 44+ХХ — нормальний каріотип жінки; 44+ХУ — нор­мальний каріотип чоловіка.

4. Додаткову хромосому позначають відповідним номером і] знаком "плюс"; відсутню (втрачену) хромосому також познача­ють відповідним номером і ставлять знак "мінус".

Наприклад: 47, ХУ, 21+ (чоловік з трисомією 21-ї пари, хво­роба Дауна); 47, XX, 21+ (трисомія 21-ї пари в жінки, хвороба Дауна).

Полісомію статевих хромосом можна записати так: 47, XXX (синдром трисомії — X); 47, ХХУ (синдром Клайнфелтера).

Запис моносомії: 45, XX (21-). Моносомію статевих хромосом записують так: 45, Х0; 45, У0.

Метод виявлення статевого хроматину

У 1948 р. М. Барр і Ч. Бертман досліджували нейрон кішки і звернули увагу на інтерфазне ядро клітини, яке має інтенсив­но.

забарвлене тільце. Його виявили лише в ядрах клітин самок, а в самців його немає. Це тільце є в клітинах багатьох тварин, але тільки в особин жіночої статі. Воно отримало назву статевого хро­матину, або тільця Барра (мал. 13).

Х-статевий хроматин — це спіралізована, неактивна Х-хромосома. У жінок дві Х-хромосоми, одна з яких спіралізована її неактивна. Саме вона й має вигляд глибки (тільце Барра). Якщо в клітині більше двох Х-хромосом, то й тілець Барра буде більше двох. Із двох Х-хромосом у жінки активна лише одна. У разі на­явності зайвого або відсутності тілець Барра можна діагностувати спадкові захворювання, які пов'язані зі зміною кількості стате­вих хромосом. Наприклад, у жінок із синдромом трисомії-Х (47, XXX) буде дві глибки статевого хроматину, а в жінки із синдро­мом Шерешевського—Тернера (45, ХО) статевого Х-хроматину взагалі не буде.