Denverjeva klasifikacija kromosomov kot osnova za kariotipizacijo

Vsi živi organizmi vsebujejo določen genski material v jedrih celic. V evkariontskih celicah so predstavljeni s kromosomi. Zaradi priročnosti računa in znanstvenih raziskav se kariotip sistematizira z različnimi tehnikami. Seznanimo se z metodami naročanja genskega materiala na primeru človeških kromosomov.

Klasifikacija človeških kromosomov

Kariotip je kromosomski set (diploidni), ki se nahaja v kateri koli somatski celici telesa. Značilen je za ta organizem in je enak v vseh celicah, z izjemo genitalnih celic.

Kromosomi v kariotipu so:

• avtosomi, se ne razlikujejo pri posameznikih različnih spolov;
• spol (heterochromosomi), se razlikujejo po strukturi pri posameznikih različnih spolov.

Celice človeškega telesa vsebujejo 46 pramenov DNK, od tega 22 avtosomov in ena je genitalna. To je diploiden 2n genetski material. Par heterochromosomov pri ženskah je označen kot XX, pri moških XY, oznaka kariotipa, oziroma 44 + XX in 44 + XY.

V zarodnih celicah (gametah) je prisoten haploidni ali enojni 1n DNA DNA. Celice jajc vsebujejo 22 avtosomov in en X kromosom, spermatozoi - 22 avtosomov in enega izmed heterochromosomov, X ali Y.

Zakaj je potrebno prepoznavanje in razvrstitev kromosomov?

Denver in pariški klasifikacijski sistemi dednega materiala, ki se pogosto uporabljajo v znanstveni skupnosti, so zasnovani za poenotenje in generalizacijo pojma kariotipa. Za pravilen prikaz in interpretacijo rezultatov raziskav na področju genetike, kariosistematike in izbire je potreben splošen pristop.

Shematično je kariotip predstavljen z ideogramom - zaporedjem sistematiziranih in padajočih kromosomov. Ideogram odraža ne le dimenzije spirale DNK, temveč tudi nekatere morfološke značilnosti, pa tudi značilnosti njihove primarne strukture (regije hetero- in euhromatina).

Z analizo teh grafov se ugotavlja stopnja sokcij med različnimi sistematičnimi skupinami organizmov.

V kariotipu lahko pride do pare avtosomov, ki so praktično enaki po velikosti, zaradi česar jih je težko najti pravilno in jih številčiti. Vzemimo, kakšni parametri upoštevamo Denverjevo in pariško klasifikacijo človeških kromosomov.

Rezultati konference v Denverju, 1960

V tem letu je v Denverju v ZDA potekala konferenca o človeških kromosomih. To različni pristopi kodificirati kromosome (velikost, Centromera mesta legi z različnimi stopnjami spiralo in t. D.) smo združili v en sam sistem.

Odločitev konference je bila tako imenovana Denverjeva klasifikacija človeških kromosomov. Ta sistem vodijo načela:

1. Vsi človeški avtosomi so oštevilčeni v vrstnem redu od 1 do 22, ko se njihova dolžina zmanjša, simboli X in Y pa so dodeljeni spolnim kromatidom.
2. Kariotipni kromosomi so razdeljeni na 7 skupin, ob upoštevanju položaja centromerov, prisotnosti satelita in sekundarnih zožitev na kromatidih.
3. Za poenostavitev klasifikacije se uporablja centromerni indeks, ki se izračuna tako, da se dolžina kratkega kraka deli s celotno dolžino kromosoma in se izrazi kot odstotek.

Denverjeva klasifikacija kromosomov je splošno priznana v svetovni znanstveni skupnosti.

Skupine kromosomov in njihove značilnosti

Denverjeva klasifikacija kromosomov vključuje sedem skupin, v katerih so avtosomi urejeni po številčenju, vendar so neenakomerno porazdeljeni po številu. To je posledica značilnosti, po katerih so razdeljeni v skupine. Več o tem v tabeli.

Kot lahko vidite, Denverjeva klasifikacija kromosomov temelji na analizi morfologije brez manipulacije z DNK.

Parizna klasifikacija človeških kromosomov

Osnova te klasifikacije, uvedene od leta 1971, so metode diferenciranega barvanja kromatina. Zaradi rutinskega barvanja vse kromatide pridobijo lasten vzorec iz svetlih in temnih pasov, tako da jih je mogoče zlahka prepoznati znotraj skupin.

Pri obdelavi kromosomov z različnimi barvili so opredeljeni posamezni segmenti:

• Q-segmenti kromosomov fluorescirajo kot posledica uporabe akrilno-gorčične barve.
• G-segmenti se pojavijo po obarvanju z metodo Giemsa (sovpada s segmenti Q).
• Pred obarvanjem R-segmentov sledi nadzorovana toplotna denaturacija.

Za označevanje lokacij genov na kromosomih se uvajajo dodatne oznake:

1. Dolgo roko kromosoma je označena z majhno črko q, kratko pa z malimi črkami p.
2. Znotraj ramena so identificirane do 4 regije, ki so oštevilčene od centromere do telomernega konca.
3. Številčenje pasov v regijah prav tako poteka v smeri iz centromere.

Če je položaj gena v kromosomu natančno znan, je njegova koordinata indeks pasu. Ko je lokacija gena manj zanesljiva, je označena kot dolga ali kratka roka.

Za natančno kartiranje kromosomov je študija mutageneze in hibridizacije s katero koli tehniko nepogrešljiva. Denverjeva klasifikacija kromosomov in pariški sta v tem primeru neločljivo povezana in se dopolnjujeta.