핵형은 염색체의 구조적 특징을 포함하여 체세포의 염색체 세트로 정의할 수 있습니다. 다세포 유기체에서 모든 체세포는 동일한 염색체 세트를 포함합니다. 즉, 동일한 핵형을 갖습니다. 이배체 유기체에서 핵형은 세포의 이배체 염색체 세트입니다.
핵형의 개념은 종과 관련하여보다는 개인과 관련하여 많이 사용됩니다. 이 경우 그들은 말한다. 핵형은 종에 따라 다릅니다즉, 유기체의 각 종에는 고유한 핵형이 있습니다. 비록 염색체의 수는 다른 유형일치할 수 있지만 구조에서는 항상 하나 또는 다른 차이가 있습니다.
핵형은 주로 종의 특징이지만 같은 종의 개체마다 다소 다를 수 있습니다. 가장 분명한 차이점은 여성과 남성 유기체의 성염색체가 같지 않다는 것입니다. 또한 다양한 돌연변이가 발생하여 핵형의 이상을 유발할 수 있습니다.
염색체 수와 종의 조직 수준은 서로 관련이 없습니다.즉, 염색체의 수가 많다고 해서 높은 조직도를 나타내는 것은 아닙니다. 그래서 소라게에는 254마리가 있고 초파리에는 8마리만 있습니다(두 종 모두 절지동물에 속함). 개는 78개, 사람은 46개입니다.
이배체 (체세포) 세포의 핵형은 쌍으로 구성됩니다. 상동염색체. 상동 염색체는 모양과 유전자 구성이 동일합니다(대립 유전자는 아님). 각 쌍에서 하나의 염색체는 어머니에게서 몸으로 가고 다른 하나는 부계입니다.
세포 핵형은 유사 분열의 중기 단계에서 검사됩니다. 이 세포 분열 기간 동안 염색체는 최대한 나선형으로 나타나며 현미경으로 명확하게 볼 수 있습니다. 또한 중기 염색체는 중심체에서 연결된 두 개의 (자매) 염색분체로 구성됩니다.
센트로미어와 텔로미어 사이의 염색분체 부분(양쪽 끝에 위치)을 어깨라고 합니다. 각 염색분체에는 두 개의 팔이 있습니다. 짧은 어깨는 p로 표시되고 긴 어깨는 q로 표시됩니다. 중추성 염색체(팔이 거의 같음), 준중심성(한 쪽 팔이 다른 쪽보다 확실히 더 깁니다), 아크로센트릭(사실, 팔 q만 관찰됨)이 있습니다.
핵형을 분석할 때 염색체는 크기뿐만 아니라 팔의 비율로도 식별됩니다. 같은 종의 모든 유기체에서 이러한 형질(염색체 크기, 어깨 비율)에 대한 정상적인 핵형은 동일합니다.
세포유전학적 분석에는 핵형의 모든 염색체 식별이 포함됩니다. 이 경우 세포 학적 준비는 다른 DNA 영역에 특이적으로 결합하는 특수 염료를 사용하여 차등 염색됩니다. 결과적으로 염색체는 특정 줄무늬 패턴을 획득하여 식별할 수 있습니다.
차별 염색법 XX 세기의 60 년대에 발견되어 유기체의 핵형을 완전히 분석 할 수있었습니다.
핵형은 일반적으로 idiogram으로 표시됩니다.(일종의 체계) 염색체의 각 쌍에는 고유 한 번호가 있고 동일한 형태 학적 유형의 염색체가 그룹으로 결합됩니다. 그룹에서 염색체는 가장 큰 것부터 작은 것 순으로 배열됩니다. 따라서 idiogram의 상동 핵형 염색체 쌍은 고유 번호를 갖습니다. 종종 한 쌍의 상동체에서 하나의 염색체만 묘사됩니다.
인간, 많은 실험실 및 농장 동물의 경우 각 염색 방법에 대해 염색체 줄무늬 계획이 개발되었습니다.
염색체 마커는 염색할 때 나타나는 밴드입니다. 밴드는 영역으로 그룹화됩니다. 밴드와 영역 모두 중심에서 텔로미어까지 번호가 매겨집니다. 일부 밴드는 국소화된 유전자를 보일 수 있습니다.
핵형 기록에는 특정 특성이 있습니다. 먼저 총 염색체 수가 표시된 다음 성 염색체 세트가 표시됩니다. 돌연변이가 있는 경우 게놈 돌연변이가 먼저 표시된 다음 염색체 돌연변이가 표시됩니다. 가장 일반적인 것은 +(추가 염색체), del(삭제), dup(중복), inv(역위), t(전위), rob(로버트슨 전좌)입니다.
핵형 기록의 예:
48, XY - 정상 수컷 침팬지 핵형;
44, XX, del (5)(p2) - 다섯 번째 염색체의 짧은 (p) 팔의 두 번째 부분이 분열된 암컷 토끼의 핵형.
인간의 핵형은 1956년에 정확하게 결정된 46개의 염색체로 구성되어 있습니다.
차별적 착색이 발견되기 전에 염색체는 전체 길이와 염색체의 짧은 팔 길이와 전체 길이의 비율인 중심 지수에 따라 분류되었습니다. Metacentric, submetacentric 및 acrocentric 염색체는 인간 핵형에서 발견되었습니다. 성염색체도 확인되었습니다.
나중에 차등 염색법을 사용하여 인간 핵형의 모든 염색체를 식별할 수 있게 되었습니다. 1970년대에는 기술 및 지정에 대한 규칙(표준)이 개발되었습니다. 따라서 상염색체는 A(1-3), B(4, 5), C(6-12), D(13-15), E( 16-18), F(19, 20), G(21, 22). 성염색체는 23번째 쌍입니다.
정상적인 인간 핵형은 다음과 같이 작성됩니다.
46, XX - 여성의 경우,
46, XY - 남자용.
이상이 있는 인간 핵형의 예:
47, XX, 21+ - 21번째 염색체가 추가로 있는 여성;
45, XY, rob (13, 21) - 13번째와 21번째 염색체의 Robertsonian 전위를 가진 남자.
소개 .................................................................. . ........................................................................... 하나
1장. 유사분열 염색체........................................................... .. .................. 2
2장. 감수염색체 .................................................................................. ........................... 5
3장. 세포유전학적 방법 .................................................................................. ........................... 13
4장. 성 염색질 ........................................................... ........................... 스물
5장 모자이크 .................................................................................. ........................................................... 23
인간 유전학의 핵심 문제 중 하나는 유전의 물질적 기초의 구조와 기능에 대한 질문입니다. 유전 구조(유전, 염색체, 게놈)의 3가지 구성 수준 각각에 대한 정보가 축적됩니다. 지난 몇 년인간의 유전에 대한 완전한 그림이 그려질 때가 멀지 않았다는 희망을 가질 수 있습니다. 지금도 이 문제에서 사람은 초파리, 생쥐, 옥수수와 함께 가장 잘 연구된 대상의 수에 기인할 수 있습니다.
인간 병리학에서 유전의 중요성에 대한 올바른 이해를 위해서는 부분적으로 연결된 세 부분에 대한 자세한 정보가 필요합니다.
1) 염색체의 형태학적 및 화학적 구조와 전체 핵형에 따라; 2) 단일 유전자에 의해 제어되는 개인의 개별 특성에 따라(유전 가변성 단위의 "목록"); 3) 염색체에 있는 유전자의 "구조론"에 따라(유전자의 연결과 염색체의 지도). 각 섹션에 대해 많은 데이터가 축적되었으며 이론 및 응용(임상) 측면 모두에서 집중적인 개발이 계속되고 있습니다.
일반 세포유전학의 원리와 주요 부분은 주로 초파리와 일부 식물에 대한 연구로 인해 1920년대와 1930년대에 형성되었습니다. 현대 세포 유전학에서 선두 자리를 차지하는 인간과 포유류의 세포 유전학은 주로 방법론적 어려움으로 인해 나중에 개발되었습니다.
인간 세포 유전학의 발전 역사는 세 시기로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 지난 세기부터 1950년대 중반까지의 기간을 다루고 있으며 지금은 순전히 역사적 관심 대상입니다. 이것은 그 당시 세포학자들이 인간 염색체의 준비를 얻기 위한 방법론적 접근 방법에 대한 탐색이었고, 그들의 인내와 근면으로 인해 두드러졌습니다(AG Andres, 1934). 우리의 세포유전학자 A. G. Andres와 M. S. Navashin이 처음 10쌍의 큰 염색체를 정확하게 기술했지만 인간 세포의 전체 염색체 수조차 확실하게 확립되지 않았습니다. 그들의 형태도 알려지지 않았습니다.
1956년 Tjio와 Levan의 연구에 의해 시작된 두 번째 시기는 현대 인간 세포유전학의 출현과 급속한 발전을 특징으로 합니다. 매우 빠르게 염색체 분석의 모든 주요 방법론이 개발되었으며 인간 핵형, 구조의 주요 특징 및 정상 염색체의 기능에 대한 기본 정보를 얻었습니다. 이 기간 동안 염색체 수 또는 구조의 변화로 인해 인간 병리학의 새로운 영역을 연 의료 세포 유전학이 탄생했습니다.
인간 세포 유전학 개발의 세 번째 시기는 1970년대에 시작되었습니다. 그것은 인간 유전의 세포 학적 기초 과학 발전에서 현대 단계의 시작으로 정당하게 간주 될 수 있습니다. 많은 방법론적 혁신을 통해 세포 유전학이 질적으로 새로운 수준으로 전환되었습니다. 인간 염색체와 그 분절의 개별성을 연구할 가능성이 실현되었습니다. 이것은 즉시 의료 세포 유전학을 새로운 수준으로 끌어 올렸습니다. 인간 염색체의 형태, 기능, 구조 및 초분자 조직의 화학적 특징을 종합적으로 조사하는 것이 가능해졌습니다. 같은 해에 인간 염색체의 유전적 매핑 방법이 개발되면서 가장 어려운 문제인 염색체의 유전적 맵 생성이 해결되었습니다.
따라서 현대 인간 세포 유전학은 인간 유전학의 분지된 독립 영역인 사실적 자료가 풍부합니다. 현재, 유사분열 단계의 분석에서 인간 핵형의 모든 요소를 식별하는 문제는 차별 염색체 염색법을 사용하여 해결되었습니다.
개별 구조로서의 염색체는 분열을 위해 세포를 준비하는 동안 경험하는 현저한 단축 및 농축 후에 연구에 사용할 수 있게 됩니다. 체세포의 경우 이 분열은 유사분열이고, 생성 세포의 경우 먼저 유사분열, 그 다음 감수분열입니다.
인간 염색체 세트 전체 및 개별 염색체에 대한 기본 정보는 유사분열 중기의 염색체를 연구한 결과 얻어졌습니다. 이 유사분열 단계에서 인간 염색체의 이배체 세트는 46개의 요소로 구성되어 있음을 분명히 알 수 있습니다. 22쌍의 상염색체와 한 쌍의 성염색체(여성의 경우 XX, 남성의 경우 XY)입니다. 표준 염색 준비에서 중기 염색체의 모양은 중기에서 기능하는 중심체 영역의 탈축합으로 인해 형성되는 1차 수축의 위치에 의해 결정됩니다. 이차 수축이라고 하는 추가 수축이 개별 염색체에 존재할 수 있습니다. 염색체 말단에 이러한 수축이 국한된 경우, 이에 의해 분리된 염색체의 말단 부분을 위성이라고 합니다.
모양과 전체 크기 측면에서 모든 인간 상염색체는 A에서 G까지 라틴 문자로 표시되는 7개의 그룹으로 쉽게 나뉩니다(그림 8). 또한 모든 상염색체는 전체 길이가 감소하는 순서로 번호가 매겨집니다(1에서 22까지).
유사 분열에서 동일한 염색체의 길이는 염색체의 자연 응축 과정이 중기 단계에서 계속되기 때문에 상당히 다양합니다. 이는 콜히친에 의해 크게 향상됩니다. 따라서 염색체의 절대 길이가 아니라 상대적인 지표가 식별 역할을 합니다. 그러나 염색체의 길이가 다르고 주어진 염색체에서 크기가 다른 팔이 다르게 수축한다는 사실로 인해 신뢰성이 제한됩니다. 짧은 것이 짧은 것보다 빠릅니다. 이는 위의 그룹 특성에 영향을 미치지 않지만 그룹 내에서 크기와 모양이 가까운 염색체의 식별을 방지합니다. 염색체의 개별 식별의 어려움은 또한 상동 염색체 사이에서 차등 축합이 일어나 상동 이형을 유발할 수 있다는 사실로 인해 악화됩니다. 현재, 염색체의 차등 착색에 대한 염색체 분석의 실습이 도입됨에 따라 형태 측정법과 그 도움으로 결정된 염색체의 선형 매개 변수를 사용할 필요성이 실제로 사라졌습니다.
인공위성 수축을 포함한 자발적 이차 수축의 분석은 개별 염색체의 인식을 크게 촉진하지 않습니다. 그들의 도움으로 상염색체 9는 가장 정기적으로 식별될 수 있으며, 이는 종종 긴 팔의 중심 주위 영역에 상당한 수축이 있습니다. 10개의 모든 인간 중심성 염색체는 위성 수축을 가지고 있으며, aD- 또는 G-염색체는 그룹 내에서 이 특성이 다르지 않습니다.
일반적으로 준비되고 염색된 제제에 대한 중기 염색체의 현미경 연구에서 밝혀진 바와 같이 길이에서 염색체의 형태학적 균질성은 사실 오해의 소지가 있는 것으로 판명되었습니다. 지난 15-20년에 걸쳐 일어난 인간 및 고등 진핵생물의 세포유전학에서의 방법론적 진보는 구조와 기능 모두와 관련하여 염색체의 깊은 선형 분화의 발견으로 이어졌습니다. 각 염색체에 대해 개별적인 이 분화는 유사분열의 중기에서 비교적 쉽게 감지할 수 있습니다. 이 때문에 현대 인간 세포유전학에서는 모든 염색체를 개별적이고 무작위적인 특징이 아니라 구조적 및 기능적 조직의 본질적인 측면으로 식별하는 것이 가능합니다. 세포유전학적 분석에서는 이를 위해 염색체의 차등 축합, 염색체의 DNA 복제 연대기 또는 염색체의 차등 염색을 연구합니다(AF Zakharov, 1977).
염색체 분절의 차등 축합은 간기 핵에서 가장 완전히 발현되는 필수 특성 중 하나입니다. 유사 분열 과정의 자연 조건에서 간기 동안 응축 정도가 급격히 다른 염색체 영역은 중기에서 거의 동일하게 보입니다. 광학현미경이나 전자현미경의 특별한 방법으로만 외부적으로 균일한 중기의 불균일한 선형 구조를 감지하는 것이 가능합니다.
염색체(Bahr and Larsen, 1974). 염색체의 다른 부분에서 응축 주기의 정렬은 인위적으로 억제될 수 있습니다. 이를 위해 5-브로모데옥시우리딘이 특히 성공적으로 사용되었습니다(A. F. Zakharov, 1973, 1977;
Dutrillaux 및 Lejeune 1975). 이 물질이 있으면 염색체는 길이를 따라 고르지 않게 압축 된 중기에 들어갑니다. 그들의 형태에 대한 철저한 연구의 결과, 각 인간 염색체는 정상 및 약하게 응축된 영역의 엄격하게 일정하고 특정한 교대를 가지며 이 특징에 의해 식별될 수 있음이 밝혀졌습니다.
DNA 복제의 염색체 내 비동기화는 유사분열의 중기에서 감지될 수 있는 염색체의 선형 이질성의 두 번째로 중요한 특징입니다. 10년 반 동안 염색체 조직의 이 특징은 염색체 자필(A. A. Prokofieva-Belgovskaya의 편집 하에, 1969; A. F. Zakharov, 1977; Giannelli, 1970, 1974)의 방법으로 연구할 수 있었습니다. 이 방법을 기반으로 인간 염색체의 재생산의 기본 패턴이 밝혀졌으며 그 중 염색체의 다른 부분의 재생산의 비동기성, 주어진 염색체에 대한 재생산 순서의 불변성 및 특이성이 가장 중요합니다. 그러나 자가방사선촬영에 의한 개별 염색체의 식별은 예상보다 덜 진행되었다. 사인에서 상염색체 4와 5, 13, 14와 15, 17과 18을 추가로 구별하는 것이 가능합니다. 여성 세포에서 두 X 염색체 중 하나는 DNA 합성의 늦은 시작과 말기에 다릅니다. 자가방사선촬영으로 얻은 제한된 데이터에도 불구하고 이 기술은 이러한 염색체의 이상 식별을 개선하는 데 매우 유용한 것으로 판명되었으며 염색체 병리학에서 몇 가지 새로운 독립 증후군을 식별하는 데 도움이 되었습니다.
각 인간 염색체의 길이에 따른 DNA 합성 서열 연구의 상당한 진전은 정상이며, 염색체 조직의 다른 특성과의 관계, 염색체 세트의 수치적 또는 구조적 변화의 경우 상태는 현재 DNA 합성의 전구체로서 티미딘 유사체의 사용 - 5- 브로모데옥시우리딘. 이 전구체를 포함하는 염색체 영역을 염색하는 능력이 약해짐에 따라 세포유전학자들은 염색체 재생산의 연대기를 연구하기 위한 정확한 방법으로 무장했으며, 그 가능성은 광학 현미경의 해상도에 의해서만 제한됩니다. 모든 인간 염색체의 복제 구조는 최대한 명확하게 밝혀져 있으며 명확한 형태학적 용어로 설명할 수 있습니다.
각 염색체는 서로 다른 시간에 복제하는 영역으로 구성됩니다. 조기 복제와 후기 복제가 있는 영역이 명확하게 번갈아 나타납니다. 중기 염색체에
이러한 영역은 광학 현미경으로 명확하게 볼 수 있습니다. 각 염색체의 복제 구조의 특이성은 개별 크기, 수 및 상대 위치다른 염색체 영역(그림 9).
DNA에 5-bromodeoxyuridine이 포함되어 길이에 따라 염색체가 고르지 않게 염색되는 위의 두 가지 현상과 대조적으로, 염색체의 차별적 염색은 다음과 같은 방법으로 생체 내에서 변형되지 않은 염색체의 길이를 따라 선택적으로 염색하는 능력을 의미합니다. 어떤 영향. 이 경우 염색체의 차별적 염색은 고정된 염색체에 대한 비교적 단순한 온도-염 효과에 의해 제공됩니다.
고정 및 적용된 형광 변색 또는 비형광 염료 후 염색체 준비의 모든 다양한 처리에서 염색체의 감지된 선형 이질성은 항상 동일하다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 그 패턴은 염색체의 압축 정도에 따라 달라집니다. 더 길고 약하게 단축된 염색체에서는 해당 세그먼트의 추가 이질성이 눈에 띄게 나타나며, 이는 고도로 응축된 염색체에서 균질하게 염색된 것처럼 보입니다. 차별적 염색은 염색체의 전체 길이(Q-, G- 및 R-분절) 또는 중심체 영역(C-분절)에서 관찰될 수 있습니다.
전체 길이에 따른 염색체의 차별적 염색 패턴에 대한 가장 명확한 아이디어는 Giemsa 염색을 사용하여 G-방법에 따라 제제를 염색함으로써 얻을 수 있습니다(그림 10). 이러한 준비에서 염색체는 엇갈린 줄무늬가 있고 다른 색상의 세그먼트("밴딩")처럼 보입니다. 각 염색체 쌍의 패턴은 고유합니다. 세그먼트의 크기가 같지 않습니다. 그룹 F와 G의 작은 염색체에서 패턴은 단일 세그먼트로 형성되고 큰 염색체에는 많은 부분이 있습니다. 파리 명명법에 따라 중간 정도의 응축도의 정상 염색체 세트에서 염색된 부분과 염색되지 않은 부분의 총 수는 322개입니다. 중기 염색체에서 그 수는 1000개 이상으로 증가합니다.
에 파리 회의인간 세포유전학의 명명법에 따르면, 하나 또는 다른 구조적 재배열을 거친 정상 염색체 및 염색체의 분절을 지정하는 시스템이 개발되어 현재 세포유전학적 분석의 관행에 들어갔다(Paris Conference, 1971). 무화과에. 11은 상염색체 1에 대한 이 시스템의 예를 보여줍니다.
염색체의 차별적 염색의 본질에 대한 질문이 어떻게 해결되는지에 관계없이, 이 현상에 기반한 세포학적 지도는 인간 세포유전학의 발전에 매우 중요합니다. 그들의 도움으로 유전 마커를 하나 또는 다른 염색체 암뿐만 아니라 염색체의 특정 영역에 귀속시키는 것이 가능합니다. 의료 세포유전학에서는 부위에 대한 정확한 설명까지 비정상 염색체의 기원을 식별하는 것이 가능해졌습니다.
염색체의 차등 염색의 두 번째 유형은 인간 염색체에서 중심 주위 영역의 특이성을 나타냅니다. 다른 염색체에서 C-분절의 크기는 다르며, 특히 상염색체 1, 9, 16에서 더 큽니다. 그러나 이 색상으로 크기와 모양이 유사한 염색체를 식별하는 것은 불가능합니다. Y 염색체에서 C-염색질은 긴 팔의 말단 부분에 국한됩니다. 다른 개인의 동일한 염색체에서 그 내용은 다를 수 있습니다.
감수 분열은 일차 생식 세포가 성숙한 생식 세포로 분화하는 일련의 다른 과정을 결합합니다. 이 시리즈의 시작 부분에서 정자(난모세포)는 일차 정자세포(난모세포)로 변합니다. 중심 사건은 정자 세포(난모세포)의 첫 번째 감수 분열이며, 그 동안 염색체는 의향 기간 동안 특히 복잡한 특정 변형을 겪습니다. 첫 번째 감수 의향은 알려진 바와 같이 렙토텐, 접합자, 파키텐, 디플로텐 및 다이아키네시스의 5단계로 나뉩니다. 의향이 세포유전학적 분석에 실제로 사용되지 않는 유사분열과 달리, 첫 번째 감수 분열의 의향 염색체는 인간 세포유전학에 큰 관심을 가지고 있습니다. 상동 염색체의 2가인 제1 감수 분열의 중기 염색체는 중기 유사분열 염색체에 비해 덜 분화된 구조이다. 두 번째 감수 분열의 염색체는 인간 세포 유전학에서 거의 사용되지 않습니다.
남성과 여성 유기체의 감수 분열 과정은 개체 발생 기간, 개별 단계의 기간 및 유사 분열 변형의 형태와 같은 여러 측면에서 크게 다릅니다.
남성의 경우 감수 분열은 사춘기에 시작되어 이후의 성적으로 성숙한 상태 전체에 걸쳐 계속 진행됩니다. 이 과정은 여성의 감수분열과 달리 순환적이지 않습니다. 많은 수의 배우자가 고환에서 동시에 성숙하므로 성적으로 성숙한 남성의 생식선은 언제든지 감수 분열 세포의 원천이 될 수 있습니다. 염색체 준비에서 정자 중기에서 두 번째 감수 분열의 중기에 이르기까지 다양한 감수 그림을 동시에 볼 수 있습니다. 정자에서 정자로 변하는 기간은 약 8-9주가 소요됩니다. 개별 단계의 지속 시간이 매우 다르기 때문에 다른 단계의 셀이 동일하지 않은 빈도로 발생합니다. 세포유전학적 분석에서 가장 중요한 파키텐 및 디아키네시스의 단계는 일반적으로 충분한 수의 세포로 표시됩니다.
여성의 몸에서 감수 분열은 두 단계로 발생하며 많은 시간이 걸립니다. oogonia의 형성과 첫 번째 감수 분열의 통과를 포함한 첫 번째 단계는 배아 난소에서 발생합니다. 난소에서 소녀가 태어날 때까지 모든 난자는 난모세포로 분화되며 후자는 렙토텐-파키텐 단계를 거쳐 디플로텐 단계에서 멈춥니다. dictyoten이라고하는이 단계에 머무르는 것은 여성의 삶의 출생 후 기간 동안 계속됩니다. dictyoten 단계에서 성숙한 난자로의 세포 발달은 한 달에 한 세포씩 주기적으로 발생하며 배란으로 끝납니다. 앞에서 여성의 첫 번째 감수 분열의 초기 단계가 초기 배아 기간에서만 분석될 수 있는 이유와 이후 단계를 설명합니다. 정상 조건공부할 수 없습니다.
인간 감수 분열 염색체의 조직에 대한 기본 정보는 고환 세포 연구에서 얻었습니다. 이러한 연구의 다음 측면을 구별할 수 있습니다.
개별 염색체의 선형 구조 분석.감수 분열의 첫 번째 단계에서 주로 표현되는 감수 염색체 구조의 특징은 염색체 구조입니다 (그림 12). 일부 식물 종의 감수 염색체 세포학에 대한 데이터에서 각 염색체의 염색체 구조의 개별성은 잘 알려져 있습니다(V. V. Khvostova 및 Yu. V. Bogdanov의 Cytology and Genetics of Meiosis, 1975). 불행하게도, 인간 염색체 세트의 개별 2가(남성과 여성 모두)는 후기 파키텐에서만 구별될 수 있는데, 이때 파키텐이 상당히 감소되고 구조의 염색체가 크게 손실됩니다. 그럼에도 불구하고 염색체의 후천성 분석에 대한 여러 시도의 결과로 acrocentric 및 일부 다른 염색체의 2가의 형태에 대한 첫 번째 데이터가 얻어졌습니다(A. A. Prokofieva-Belgovskaya의 편집자 하에, 1969; Hungeriord, 1973).
pachytene 2가의 식별에서 C- 및 Q-차이 염색 방법이 성공적으로 적용되었습니다(Goetz, 1975). G-염색의 패턴과 후두염색체의 염색체 구조 사이뿐만 아니라 G-방법에 의해 염색된 감수분열 및 유사분열 염색체의 패턴 사이에 완전한 일치가 발견되었습니다(Lucianie. a., 1975).
chiasmata의 염색체 접합 및 형성. diakinesis 연구 - 남성 세포에서 감수 분열의 중기 I에 따르면 상동 접합은 짧은 염색체를 포함한 모든 인간 염색체에 필수적입니다. 하나 또는 다른 2가에는 1-6개의 교차점이 있습니다. 다른 저자에 따르면 염색체 세트당 총 수는 35에서 66 사이입니다(Ford, 1973). Q- 및 C-기법(Hulten, 1974)을 사용하여 순차적 염색을 기반으로 각 2가를 식별할 수 있게 된 후 개별 2가에서 교차교차의 분포를 분석할 수 있게 되었습니다. Hulten(1974)에 따르면, 개별 상염색체에서 교합의 평균 빈도는 염색체 길이에 비례합니다. 다른 염색체의 수치적 또는 구조적 이상에 영향을 받지 않습니다. 분명히, 교차 교합은 각 염색체의 특정 영역에서 형성됩니다. 각 염색체에서 교차교차(chiasmata)의 수와 위치를 밝히는 것은 유전적 매핑에서 중요합니다.
염색체 이상 확인.감수 분열에서 상동 염색체의 접합 현상은 염색체의 선형 구조에 영향을 미치는 많은 염색체 재배열을 식별하는 데 사용됩니다. 삭제, 삽입, 역전, 상호 전좌, 복제는 2가 구성의 변경으로 이어집니다. 1가, 3가 등이 발생 유사분열 염색체의 분석과 결합하여 상염색체, 성염색체의 수치적 또는 구조적 변화의 경우에 파키텐, 분열분열 및 중기 I에서 감수분열 염색체의 형태에 대한 연구가 반복적으로 수행됨 불임 남성의 경우(A. A. Prokofieva -Belgovskaya 및 V.K. Bordzhadze, 1971; Kjessler, 1966; Hulten, 1974 등). 염색체 장치의 미시적 또는 초분자 구조는 상당히 불충분하게 연구되었습니다. 광학 현미경 수준에서 염색체의 구조와 유전 물질의 분자 구조에 대한 광범위한 정보가 축적되었지만 염색체의 초미세 구조 조직의 중간 단계는 거의 알려지지 않았습니다. 지금까지 인간 유전 장치의 미세 구조 조직의 가능한 세부 사항에 대한 질문을 제기하기 위한 실제 전제 조건은 없습니다.
기능하는 염색체의 미세 구조에 대한 가장 가치 있는 정보는 딥테란 세포의 간기 핵 염색체의 특이하지만 자연적인 모델인 폴리텐 염색체의 연구와 감수 분열 의향 I의 양서류 난모세포에서 발견되는 램프브러시 염색체에 대한 연구에서 나왔습니다. 큰 사이즈이 염색체 중 일부는 광학 현미경으로 주의 깊게 연구할 수 있게 했습니다. 이러한 연구의 결과로, 진핵생물 염색체 전체를 구성하는 데 기본적으로 고려되는 규정이 공식화되었습니다(I. I. Kiknadze, 1972).
간기 핵에서 euchromatin에 해당하는 염색체 영역은 chromomeric 구조를 가지고 있습니다. 각 염색체는 길이 방향으로 분화된 세포 소기관으로서 염색체의 구조적 및 기능적 단위입니다. 이러한 단위의 차등 전사는 그 안에 포장된 디옥시리보핵단백질의 탈축합에 의해 구조적으로 제공되며, 이는 폴리텐 염색체의 퍼프 또는 램프브러시 염색체의 루프 형태로 표현됩니다.
폴리텐 염색체와 중기 염색체가 없는 간기 핵의 미세 구조를 연구하는 방법은 전자현미경이다(Yu. S. Chentsov, V. Yu. Polyakov, 1974). 불행히도, 이 방법으로 얻은 결과에 기초하여 간기 코어의 미세 구조에 대한 완전한 그림을 형성하는 것은 아직 가능하지 않습니다. 초박형 섹션의 전자 회절 패턴에서 감지 가능한 주요 형태 단위는 직경이 10nm 이하인 여러 섹션의 스레드입니다. 물 메니스커스 표면에 염색질 퍼짐 준비에서 직경 약 23-25 nm의 확장된 필라멘트가 발견됩니다.
유사분열 또는 감수분열 염색체에 대한 수많은 연구에도 불구하고, 세포 분열 동안 기본 염색체 가닥의 패킹에 대한 일관된 모델을 생성하는 것을 가능하게 하는 미세구조에 대한 데이터는 부족한 상태로 남아 있습니다. 가장 큰 정보는 염색체의 특수 영역인 중심체 영역, 핵소체, 감수성 염색체의 시냅스 복합체의 미세 구조에 대해 얻어졌습니다. 분리된 전체 염색체의 전자현미경 데이터는 식별을 위해 사용되었으며 특히 인간 중기 염색체에 주의를 기울였습니다(Bahr and Larsen, 1974). 이 방법은 염색체의 길이를 따라 기본 염색체 필라멘트의 불균일한 패킹 밀도를 검출하는 것을 가능하게 하였고, 이러한 불균일한 패턴은 광학 현미경으로 검출된 염색체 구조의 선형 분화와 일치하는 것으로 밝혀졌다. 전체 확산 염색체의 전자 회절 패턴에 있는 기본 원섬유의 크기는 약 25-30 nm입니다. 그러한 원섬유에 대한 생화학적 연구와 이에 상응하는 계산은 그 안의 핵단백질 분자가 초꼬임 상태에 있고 히스톤 외에도 원섬유에 다른 단백질이 포함되어 있다는 결론을 내릴 수 있는 근거를 제공합니다.
수많은 특별 논문과 매뉴얼(S. E. Bresler, 1973; I. P. Ashmarin, 1974; G. Stent, 1974 등)에서 분자 유전학 및 염색체 구성 문제를 충분히 완벽하게 다루므로 이 문제에서 이러한 문제를 자세히 고려할 필요가 없습니다. 책. 염색체 조직의 비교적 새로운 분자 측면은 유사한 뉴클레오티드 서열의 빈도에 따라 게놈의 전체 DNA를 분획하는 방법 및 염색체 제제에 핵산을 혼성화하는 방법의 개발과 관련하여 발생했습니다. 이러한 방법은 염색체 세트에서 서로 다른 DNA 분획의 위치를 규명할 가능성을 열어주었습니다. 분자 유전학과 세포 유전학 사이의 경계선인 이 새로운 분야에서 이루어진 중요한 발견은 다음과 같습니다. 수백 수천 번 (G. P. Georgiev, 1973; S. A. Limborskaya, 1975); b) 염색체 세트에서 다른 특성을 가진 DNA의 불균일한 국재화 검출: 가장 많은 수의 반복 서열을 갖는 DNA는 염색체의 이색성 영역에 국재화된다.
현재까지, DNA 분획화 및 분획의 염색체 위치 결정은 많은 유형의 유기체에 대해 수행되었습니다. 각 종은 DNA 구성 및 세트의 염색체에 대한 분포의 특성과 관련하여 게놈의 특정 구조가 특징입니다. 이 방향으로 많은 작업이 인간 세포에서 수행되었습니다. 그 결과는 A. F. Zakharov(1977)와 Jones(1973)에 의해 요약됩니다.
인간 게놈의 DNA는 고유한 사본(약 64%)을 갖는 DNA와 반복적인 서열을 갖는 DNA로 분획될 수 있다. 염기서열의 반복성을 반영하는 renaturation의 비율에 따라, 마지막 부분은 DNA 분자의 낮은(13.4%), 중간(12.3%), 높은(10.3%) renaturation 비율의 DNA로 나눌 수 있습니다. 따라서 인간 게놈의 전체 DNA 중 약 10%는 동일한 서열의 높은 반복률을 가지고 있습니다.
구배 초원심분리를 사용하여 고도로 반복적인 DNA 그룹에서 적어도 4가지 유형의 소위 위성 DNA를 분리했습니다. 이러한 유형의 DNA 외에도 DNA-RNA 혼성화 실험에서 5S, 18S 및 28S 리보솜 RNA의 합성을 암호화하는 DNA의 염색체 국소화가 연구되었습니다. 현재 인간 염색체에서 다양한 유형의 DNA 분포는 다음과 같습니다.
뉴클레오타이드 사본의 반복성이 낮거나 중간인 DNA는 모든 염색체에서 발견되며 팔의 전체 길이를 따라 국한됩니다.
뉴클레오티드 사본의 빈도가 높은 DNA는 주로 pericentromeric 및 부분적으로 telomeric 영역에서 발견됩니다. 위성 개별 DNA는 다른 염색체에 고르지 않게 분포되어 있습니다. 따라서 Y 염색체에는 위성 DNA I 및 IV가 특히 풍부하고 염색체 1과 16에는 위성 DNA II가 가장 많으며 염색체 9-III가 있습니다. 리보솜 DNA 18S 및 28S는 10개의 모든 선심 염색체의 짧은 팔에 거의 독점적으로 포함되어 있습니다. 상염색체 1의 긴 팔의 말단 부분은 5S RNA를 인코딩하는 피스톤이 선호되는 부위입니다. in situ DNA-RNA 혼성화 방법은 다유전자 좌위뿐만 아니라 적은 횟수 반복되는 구조적 유전자도 매핑할 수 있을 것이다(Rotterdam. Conference, 1974).
진핵생물의 유전적 조직의 가장 중요한 두 가지 특징, 즉 구조적 유전자의 차등적 활성과 이 과정을 조절하는 유전자의 많은 부분은 염색체의 상응하는 구조적 조직에 기초해야 합니다. 세포유전학자들의 수십 년의 노력 덕분에 오늘날 우리는 염색체에서 구조와 기능이 상호 작용하는 방식, 염색체가 유전자 시스템을 통합하는 복잡한 역할을 수행하는 방식을 이해하는 데 훨씬 더 가까워졌습니다.
염색체의 구조적 및 기능적 구성의 첫 번째 기본적인 특징은 두 가지 기능적 유형의 염색체 물질인 유염색질과 이질염색질의 존재이며, 이들의 주요 차이점은 전사 활성에 있습니다.
이질염색질에서 유전적 활성의 부족은 구조적 유전자의 결핍(구조적 이질염색질) 또는 유전적 전사에서 그러한 유전자를 운반하는 염색체 영역의 일시적인 배제(통성적 이질염색질, 이질화) 때문입니다.
염색체 조직의 두 번째로 중요한 특징은 염색체를 염색질로 구성된 섹션으로 선형 해부하는 것입니다. 다른 유형. 각 염색체는 이종 및 진색성 영역의 독특한 배열로 구별됩니다.
유전적 중요성에 따른 염색질의 세분화는 염색질 유형의 차이 및 기타 여러 특성에 따른 상관관계가 있습니다: 간기 핵의 응축 상태 및 유사분열 및 감수분열 주기의 응축 연대기 DNA 복제 시간;
형광색소 또는 비형광성 염료를 사용한 착색과 관련하여; 화학적 돌연변이원의 손상 효과에 대한 민감성; DNA의 화학적 특징, 그리고 분명히 염색질을 구성하는 단백질; 염색체 재배열의 표현형 발현. 이질염색질은 간기 핵의 응축 상태, 유사분열 및 감수분열의 진행 단계에서 응축이 진행되고, 자발적으로 또는 유사분열 중기에서 특정 영향의 영향으로 응축이 지연되는 능력이 특징입니다. euchromatin과 비교하여 염색체의 heterochromatic 영역은 S 기간의 후반 부분에서 재생됩니다. G- 및 C-방법에 따른 차별적 염색을 통해 이색성 세그먼트는 염색(G-세그먼트) 및 집중적으로 염색(C-세그먼트)하는 능력을 유지합니다. 세포 유전학에서 돌연변이 물질에 의해 유도된 구조적 손상의 염색체 길이를 따라 고르지 않은 분포가 잘 알려져 있습니다. 손상 증가를 특징으로 하는 것은 이질염색질 영역입니다. 염기서열이 반복적으로 반복되는 DNA는 이질염색질의 특징이다. 유기체의 표현형에 부정적인 영향을 미치는 불균형인 고유한 유전자를 포함하는 euchromatin과 달리 heterochromatin의 양의 변화는 유기체의 형질 발달에 영향을 미치지 않거나 유의하게 덜 영향을 미칩니다.
염색체의 다양한 구조적 및 기능적 특성의 상호 연결은 염색체 구성의 세 번째 기본 기능입니다. 언급된 상관 콤플렉스에서 인과 관계의 문제는 활발히 연구되고 있습니다. 특히 다양한 유형의 염색질 특성의 다양성 전체가 염색체 DNA의 화학적 특성의 차이로 축소될 수 있는지에 대한 질문에 대한 답을 얻어야 합니다. 그러나 이러한 상관 관계를 이해하는 데 진전이 있더라도 이들의 현상학은 각 특정 인간 염색체의 구조적 및 기능적 해부를 이해하기 위한 주요 도구 역할을 합니다. 축합 밀도, 특정 염료로 염색, DNA의 특징 및 기타 특성 측면에서 개별 염색체의 길이 방향 분화에서 염색체 또는 그 영역을 식별하는 형식적인 징후가 아니라 유전 적 의미가있는 징후가 있습니다. 인간 세포 유전학의 이 새로운 분야는 활발히 개발 중이며 염색체 매핑의 발전과 결합하여 인간 세포 유전학을 더욱 발전시킬 것입니다. 높은 레벨. 이 문제에 대해 이미 사용 가능한 정보 중 다음은 유전학에 관심이 있습니다.
C-염색법으로 염색된 이질염색질은 모든 인간 염색체에서 발견되며 구조적 이질염색질이라고 합니다. 모든 상염색체와 X 염색체에서 다른 생물학적 종의 대부분의 염색체와 마찬가지로 중심주위 영역을 차지합니다. Y염색체에서는 장완의 말단부에 국한되어 있다. 다른 염색체에서 C-이질염색질의 양이 다릅니다. 주로 긴 팔로 확장되는 특히 큰 블록은 상염색체 1, 9, 16에 포함되어 있습니다. 가장 규칙적인 이차 수축으로 알려진 것은 이러한 영역입니다. 이 염색질의 특히 작은 블록은 상염색체 2와 X 염색체에서 관찰됩니다. acrocentric 염색체에서 heterochromatin은 짧은 팔로 확장됩니다.
명백하게, circumcentromeric heterochromatin은 다른 염색체에서 동일하지 않으며, 이는 여러 사실에서 비롯됩니다. 이 이질성은 C-염색질이 다른 염색체에 나타나는 C-염색 기술에 사용된 알칼리성 범위의 다양한 최적 시간과 pH에 의해 이미 드러났습니다. 이질성은 염색체를 아크리친 또는 아크리친 머스타드로 염색할 때 특히 잘 나타납니다. 상염색체 1, 9, 16의 C-이질염색질은 전혀 형광을 내지 않는 반면, 상염색체 3, 4, 아크로센트릭 염색체 및 Y 염색체의 이질염색체는 매우 밝게 빛납니다. . 인간 C-heterochromatin의 이질성의 유전적 중요성은 아직 명확하지 않습니다. 이 이질성의 화학적 기초가 명확해지기 시작했습니다. 세포학적 제제에 대한 RNA와 DNA의 혼성화 실험은 다른 인간 염색체의 이질염색질의 차이가 DNA 구조의 특징과 연관될 수 있다는 것을 확립했습니다. 모든 경우에 이것은 반복되는 뉴클레오티드 서열을 가진 DNA이지만 다른 염색체에는 분명히 다른 부류의 DNA가 포함되어 있습니다. 따라서 잘 특성화 된 위성 DNA 중 위성 I 및 IV는 Y 염색체에서 많이 발견되고 위성 II는 상염색체 이질 염색질 1과 16에서 발견되며 위성 III은 상염색체 이염색질 9에서 발견됩니다. acrocentric 염색체의 구조적 이색질 리보솜 DNA의 주요 운반체입니다.
유기체의 발달에 대한 이색 물질의 불균형의 약한 부정적인 영향에 대한 일반 세포 유전학의 데이터에 따라, 중심체 이질 염색질의 크기로 인해 인간 인구에서 중요한 다형성의 존재에 대한 데이터가 있습니다. C형 구조적 이질염색질의 함량은 상염색체 1, 4, 9, 13-15, 16, 21-22 및 Y-염색체에서 특히 크게 다릅니다. 그러한 핵형 변이의 대부분의 운반체에서 표준에서 표현형 편차가 없으면 표준의 변형으로 간주할 수 있습니다. 그러나 이 문제는 아주 최근에 의제로 제기되었습니다. 염색체 규범의 합리적인 경계가 설명되기 전에 대규모 인구 물질에 대한 철저한 연구가 필요합니다.
G-method에 의해 양성으로 염색된 염색체 영역을 구조적 이질염색질의 한 유형으로 간주하는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 염료와의 관계 외에도 이 아이디어는 이 영역의 후기 복제, 의향 감수분열 염색체에서 이들에 의한 염색체 형성, 5-브로모데옥시우리딘 또는 감기의 영향으로 유사분열 응축에서 뒤처지는 능력에 의해 뒷받침됩니다. 특히 G-염색 염색질이 풍부한 상염색체의 불균형은 그러한 불균형의 매개체인 개인에게 가장 덜 심각한 발달 기형의 출현을 수반한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 따라서 13번, 18번, 21번 삼염색체는 염색체 이상 범주에 속하며, 동일한 염기서열이 평균적으로 반복되는 DNA가 염색체의 G-염색 부분에 국한된다는 보고도 있습니다.
인간 세포 유전학이 구조, 국소화, 특히 구조적 이질염색질의 유전적 중요성과 관련하여 직면한 질문은 비교적 새로운 것입니다.
분해능의 진보는 일반적으로 진핵생물에서 이질염색질의 성질을 해독하는 과정과 분리될 수 없습니다.
구조적 이질염색질 외에도 조건적 이질염색질이 있으며, 염색체의 출현은 특수한 조건에서 진색성 영역의 이질화로 인한 것입니다. 여성의 체세포에서 X 염색체 중 하나가 유전적으로 비활성화되는 예에서 인간 염색체에서 이러한 현상이 존재한다는 확실한 증거가 있습니다. 인간과 다른 포유류에서 이것은 특별한 경우 1932년 Drosophila Muller에서 처음 발견된 현상으로 "유전자 선량 보상"이라고 합니다. 포유류의 경우 그 본질은 X 염색체에 국한된 두 번째 용량의 유전자가 비활성화되는 진화 적으로 형성된 메커니즘에 있습니다. 그로 인해 X 염색체의 수가 같지 않음에도 불구하고 남성과 여성의 유기체는 기능하는 유전자의 수가 동일합니다 .
Lyon(1961, 1974)에 의해 공식화되었으며, 그녀의 이름을 받은 해당 가설은 세 가지 주요 조항으로 구성됩니다.
1. 정상적인 여성의 체세포에서는 두 개의 X염색체 중 하나가 비활성화됩니다.
2. 신체의 다른 세포에서 모계 또는 부계 X 염색체가 비활성화됩니다.
3. 비활성화는 초기 배아 기간에 발생하며 세포 세대에서 이 X 염색체에 의해 지속적으로 유지됩니다.
리옹 가설은 인간에게서 얻은 사실을 포함하여 수많은 유전적 및 세포학적 사실을 기반으로 하며, 이는 지명 이후 수년간 지속적으로 업데이트되었으며 이에 대한 정보는 여러 리뷰에서 찾을 수 있습니다(A.F. Zakharov, 1968; Lyon, 1972, 1974; Ghandra와 Brown, 1975 등).
유전적 사실은 두 개의 세포 집단이 X 염색체에 연결된 형질에 대한 이형 접합체에서 발견된다는 사실에 근거합니다. 그 중 하나에서 모성 X 염색체 유전자의 작용이 나타나고 다른 하나에서는 부계 또는 모계 대립 유전자의 비활성화와 관련된 부계 유전자가 나타납니다. 그녀의 가설을 공식화할 때 Lyon은 야생 유전자 또는 돌연변이 대립유전자가 신체의 다른 부분에서 비활성화되었기 때문에 생쥐 코트의 모자이크 착색 사례에 의존했습니다. 인간의 경우, 각각 X 염색체에 국한된 유전자의 두 대립유전자 중 하나가 비활성화된 두 집단의 세포로 이루어진 이형접합 여성의 체내 존재에 대한 상세한 증거는 포도당- 6-포스페이트 탈수소효소, 포스포글리세르산 키나제, 하이포크산틴-포스포리보실트랜스퍼라제, 적혈구 혈액형 Xg(a), X-연관 무감마글로불린혈증 및 점액다당증(헌터 증후군), 혈우병 연구에서. 글루코스-6-인산 탈수소효소의 전기영동 변이체에 대한 이형접합체에서 인간 X 염색체가 초기 배아기에 불활성화되는 것이 확인되었다(Migeon and Kennedy, 1975). X-연관 유전 질환, 특히 일란성 쌍둥이에서 데이터를 해석할 때 이러한 발견을 염두에 두어야 합니다.
리옹 가설을 지지하는 세포학적 증거도 매우 강력합니다. 정상적인 여성 체세포에서 두 개의 X 염색체 중 하나가 이염색체화된 염색체의 특성에 해당한다는 점입니다. 간기 핵에서는 조밀하게 응축되고 강하게 염색된 염색질 덩어리인 소위 바체(X-염색질)의 형태로 발견됩니다. 의제에서 이 염색체는 축합 주기에서 상동체인 두 번째 X 염색체보다 앞서 있습니다. 저온 또는 5-브로모데옥시우리딘에 대한 실험적 노출 조건에서 X 염색체 중 하나는 축합에서 상당히 뒤쳐지며, 이와 관련하여 상염색체 1, 9, 16 및 Y 염색체의 구조적 이질염색질과 다르지 않습니다. 두 번째 X 염색체는 DNA 복제의 시작과 끝에서 가장 지연되는 것 중 하나입니다.
인간의 X-염색체 시스템의 수많은 변칙 사례에 대한 연구에 따르면 유전자 선량 보상 현상은 X 염색체 수의 위반의 모든 경우에도 적용되어 체세포에서 하나의 X 염색체 만 활성 상태로 남습니다. . 이와 관련하여 특히 실증적인 것은 비활성화된 X 염색체의 수가 세포에 존재하는 수에서 유전적으로 기능하는 염색체 1개를 뺀 것과 같을 때 X-다염색체입니다.
위와 같이 인간의 핵형에 대한 정보는 지속적으로 심화되고 있으며 분자 수준의 연구가 점점 더 많이 진행되고 있습니다. 인간 유전의 물질적 기초에 대한 세포학적 연구는 별개의 형질에 대한 유전적 분석으로 잘 보완됩니다.
인간 유전학은 유전학, 생리학, 세포학, 생화학 등 생물학의 다른 영역에서도 사용되는 다양한 연구 방법을 사용합니다. 인간 유전학에는 세포 유전학, 쌍둥이, 계보학 등 자체 연구 방법도 있습니다.
분자생물학과 생화학의 업적은 유전학의 발전에 큰 기여를 했습니다. 현재 생화학 및 분자 유전 연구 방법은 인간 유전 및 의학적 유전학에서 주도적인 역할을 합니다. 그러나 세포 유전학, 계보학 및 쌍둥이 방법과 같은 인간 유전학의 고전적인 방법은 특히 진단, 의학적 유전 상담 및 자손의 예후 문제에서 매우 중요합니다.
세포 유전학 방법의 가능성에 대해 알아 봅시다.
이 방법의 본질은 정상 및 병리학 적 조건에서 인간 세포의 염색체 세트의 특성뿐만 아니라 개별 염색체의 구조를 연구하는 것입니다. 림프구, 협측 상피세포 등 입수가 용이한 세포, 배양, 핵학적 분석 대상이 되는 세포는 이를 위한 편리한 대상이 된다. 이것은 사람의 성별 및 염색체 유전 질환을 결정하는 중요한 방법입니다.
세포 유전학 방법의 기초는 인간 세포의 개별 염색체 형태에 대한 연구입니다. 현대 무대염색체 구조에 대한 지식은 이들의 분자 모델을 만드는 것이 특징입니다. 가장 중요한 구조핵, 유전 정보의 저장 및 전달에서 염색체의 개별 구성 요소의 역할에 대한 연구.
1장에서는 단백질, 핵산 등 염색체의 구성성분을 살펴보았다. 여기서 우리는 염색체의 구조와 형태에 대해 간략하게 설명합니다.
염색체의 구조.
유전에 대한 염색체 이론은 미국 과학자 T. G. Morgan에 의해 만들어졌습니다. 초파리 초파리에 대한 많은 연구를 수행한 후 Morgan과 그의 학생들은 유전자라고 불리는 Mendel이 발견한 유전 인자가 염색체에 있다는 것을 발견했습니다. T. Morgan과 그의 학생들은 유전자가 염색체의 길이를 따라 선형으로 배열되어 있음을 보여주었습니다.
염색체가 주요 유전자원(유전자 운반체)이라는 것이 증명된 후, 가장 집중적인 연구 기간이 시작되었습니다. 분자 생물학과 유전학의 발전으로 원핵생물과 진핵생물에서 염색체의 구조와 기능에 대한 몇 가지 패턴을 이해할 수 있게 되었지만 아직 많이 알려지지 않은 상태로 남아 있습니다. 최근 몇 년 동안 진핵생물, 특히 인간의 염색체는 유전학자에서 물리학자에 이르기까지 다양한 전문가의 연구 대상이 되었습니다.
F. Arrighi와 공동 저자(1971)는 고유한 서열이 인간 염색체 DNA의 56% 이상, 고도로 반복적인 DNA의 12.4%, 중간 반복의 8%를 차지한다는 것을 발견했습니다. 인간 염색체의 DNA에서 반복되는 유전자의 총 수는 28%입니다. 인간의 염색체 수는 오랫동안 불분명했습니다. 사실 포유류, 특히 인간의 염색체 수를 결정하는 것이 어려웠습니다. 염색체는 작고 매우 많으며 셀 수 없었습니다. 세포가 고정되면 덩어리로 합쳐져 실제 염색체 수를 파악하기 어려웠다. 따라서 최초의 연구자들은 인간 세포의 염색체 수를 정확하고 정확하게 계산할 수 없었습니다. 그것은 불렸다 다른 금액염색체 - 44에서 50까지.
일반적으로 세포의 염색체는 중기 판의 단계에서 유사 분열 동안 관찰됩니다. 간기 핵에서 염색체는 광학 현미경으로 볼 수 없습니다. 1912 년 G. Winivarter는 수술 중 제거 된 인간 생식선의 정자와 난소의 염색체를 연구하여 남성 염색체 세트 (핵형)에는 47 개의 염색체가 있고 여성에는 48 개의 염색체가 있음을 발견했습니다. 1922 년 T. Painter는 Winivarter의 연구를 반복하여 남성과 여성의 핵형이 각각 48개의 염색체를 포함하지만 여성은 2개의 염색체에서만 남성과 다르다는 것을 발견했습니다. 여성은 2개의 큰 성염색체를 가지고 있는 반면 남성은 1개의 큰 X 염색체와 1개의 작은 K 염색체를 가지고 있습니다. 이후 몇 년 동안 이 견해는 다른 과학자들에 의해 지지되었습니다. P. I. Zhivago와 A. G. Andrea(1932)는 길이에 따른 염색체의 첫 번째 분류를 제안했습니다. 염색체는 서로 매우 가깝고 연구하기가 매우 어렵기 때문에 이후 몇 년 동안 인간의 정확한 염색체 수는 논쟁과 토론의 주제였습니다. 그러나 이 문제에 대해 연구자들 사이에 점차 합의가 이루어졌고 30년 동안 대부분의 세포유전학자들은 인간의 염색체 수는 48개, 반수체 수는 24개라고 믿었습니다. 염색체 연구를 위한 개선된 방법으로 더 많은 염색체를 얻을 수 있게 되었습니다. 인간 세포의 염색체 수에 대한 정확한 정보, 일부 기형의 원인이 되는 정상적인 핵형 이상을 식별합니다. 두 가지 방법이 특히 유익한 것으로 판명되었습니다.
1. 알칼로이드 콜히친으로 세포 배양을 처리하면 중기 단계에서 분열하는 세포가 축적됩니다.
2. 약한 염 용액으로 세포를 처리하여 부종을 유발하고 염색체를 곧게 펴서 연구를 용이하게합니다.
1956년, 스웨덴 세포학자 J. Tiyo와 A. Levan은 낙태된 인간 배아에서 채취한 폐 조직에서 세포 배양물을 준비했으며, 개선된 세포 처리 기술을 사용하여 46개의 염색체가 명확하게 보이는 비정상적으로 투명한 제제를 얻었습니다.
몇 달 후, 영국의 C. Ford와 J. Hammerton은 남성의 고환(정자세포)에 있는 생식 세포의 2배체 전구체에도 46개의 염색체와 반수체(1차 분열의 정자 세포) - 각각 23개의 염색체가 있음을 발견했습니다.
그 후, 다양한 인간 장기와 조직의 많은 세포를 연구한 결과 모든 곳에서 정상적인 염색체 수는 46개로 밝혀졌습니다.
여성의 핵형은 하나의 성염색체에서만 남성과 다릅니다. 나머지 22쌍은 남녀 동일합니다. 이 22쌍의 염색체를 상염색체라고 합니다. 정상적인 핵형은 44개의 상염색체(22쌍)와 2개의 성염색체로 구성됩니다. 더블 엑스여성과 XY남성의 경우, 즉 여성의 핵형은 2개의 큰 성염색체를 갖고, 남성의 핵형은 하나의 크고 하나의 작은 성염색체를 갖는다.
인간 생식 세포에는 단일 (반수체) 염색체 세트가 23개 있고 체세포에는 이중 (이배체) 세트가 46개 있습니다. 이러한 발견은 염색체에 대한 추가 연구를 자극했습니다. 말초 혈액 림프구의 배양물 및 기타 개체에서 염색체를 연구하기 위한 방법이 개발되었습니다. 현재, 염색체는 말초혈액 림프구에서 비교적 쉽게 검사된다. 정맥혈을 특수영양배지에 넣고 세포분열을 촉진하는 식물성헤마글루티닌을 첨가하여 72시간 동안 항온조에 둡니다. 인큐베이션 종료 6시간 전에 콜히친을 첨가하여 중기 플레이트 단계에서 세포 분열 과정을 지연시킵니다. 그런 다음 배양물을 저장성 NaCl 용액에 넣고 세포가 부풀어 오르면 핵 껍질이 약간 파열되고 염색체가 세포질로 전환됩니다. 그 후, 제제를 핵 염료, 특히 아세토오르세인으로 염색하고 침지하여 광학 현미경으로 검사합니다.
현미경으로 전체 염색체 수를 고려하여 사진을 찍은 다음 각 염색체를 가위로 사진에서 잘라내어 접착합니다. 백지가장 큰(첫 번째) 염색체에서 시작하여 가장 작은(22번째) 염색체와 성별 Y 염색체로 끝나는 연속적인 논문. 발광 기술을 사용하면 다양한 유형의 염색체 이상이 있는 환자를 식별하기 위해 빠르고 쉽게 대량 연구를 수행할 수 있습니다. 단일 세포의 이배체 세트의 정량적(염색체 수 및 크기) 및 정성적(염색체 형태) 특징 세트는 "핵형"이라는 용어로 표시됩니다. 염색체의 구조는 세포분열의 단계(전기, 중기, 후기, 말기)에 따라 변한다.
이미 유사 분열의 단계에서 염색체가 동일한 직경의 두 개의 상호 얽힌 실인 염색 분체에 의해 형성된다는 것을 알 수 있습니다. 중기에서 염색체는 이미 나선형으로 되어 있으며 두 개의 염색분체가 좁은 간격으로 분리되어 평행하게 놓여 있습니다. 각 염색분체는 두 개의 반염분체로 구성됩니다. 유사 분열의 결과로 모체 염색체의 염색 분체가 자매 염색체가되고 반 염색 분체가 염색 분체가됩니다. Chromatids는 단백질과 핵산으로 구성된 소위 DNP의 얇은 가닥인 염색체를 기반으로 합니다.
간기(두 세포 분열 사이의 간격)에서 염색질은 핵막 및 핵 단백질 기질과 밀접하게 연관되어 있습니다. 그것은 또한 DNP의 탈감쇄 가닥의 넓은 영역을 형성합니다. 그런 다음 점차적으로 염색질이 나선형으로 되어 전형적인 중기 염색체를 형성합니다. 크기는 2에서 10미크론까지 다양합니다.
현재 상염색체와 성염색체(골수 세포, 림프구, 섬유아세포, 피부 세포, 재생 간)의 구조적 특징이 집중적으로 연구되고 있습니다.
염색체는 염색체라고 불리는 구조를 포함합니다. 염색체는 염색체의 감긴 부분입니다. 염색체 사이의 공간은 염색체 필라멘트로 표시됩니다. 각 염색체의 염색체 위치는 유전적으로 결정되어 엄격하게 고정되어 있습니다.
염색체는 상대적으로 큰 유전 단위로 대장균 염색체와 길이가 비슷합니다. 염색체의 구조와 기능은 현대 유전학의 주요 수수께끼입니다. 일부 염색체는 하나의 구조 유전자와 많은 조절 유전자가 있는 하나의 유전적 위치라고 가정합니다. 여러 구조 유전자가 다른 염색체에 위치하는 것이 가능합니다.
Chromonemes와 chromomere는 비 염색 물질 인 매트릭스로 둘러싸여 있습니다. 매트릭스에는 데옥시리보핵산 및 리보핵산, 단백질이 포함되어 있다고 믿어집니다.
염색체의 특정 부분은 핵소체를 형성합니다. 핵소체는 유전자 활동의 산물(리보솜, RNA 입자 등)으로 둘러싸인 염색체의 어느 정도 탈감쇠된 부분입니다. 다음은 리보솜 RNA의 합성과 리보솜 형성의 특정 단계입니다. 그것은 세포의 RNA의 대부분을 합성합니다.
중기 염색체에서는 중심체, 염색체의 두 팔, 텔로미어 및 위성과 같은 몇 가지 더 많은 형성이 구별됩니다.
염색체의 centromeric (meros - 그리스어, 부분) 영역은 염색체 준비에서 볼 수있는 염색체의 비 염색 파손입니다. 중심체는 2-3쌍의 염색체를 포함하고 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 유사 분열에서 염색체의 움직임을 지시하는 것으로 믿어집니다. 스핀들 스레드가 중심에 부착됩니다.
텔로미어(염색체 끝에 있는 특수한 구조)도 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 그들은 여러 염색체를 포함합니다. 텔로미어는 중기 염색체가 서로 말단에 부착되는 것을 방지합니다. 텔로미어가 없으면 염색체가 "끈적끈적"하게 되어 다른 염색체 단편에 쉽게 붙습니다.
염색체의 일부 영역은 진색성(euchromatic)이라고 하고 다른 영역은 이색성(heterochromatic)이라고 합니다. 염색체의 euchromatic 영역은 유전적으로 활성 영역이며 기능하는 핵 유전자의 주요 복합체를 포함합니다. 유크로마틴의 가장 작은 조각이라도 손실되면 유기체가 죽을 수 있습니다. 염색체의 이색성 영역은 일반적으로 고도로 나선형이며 일반적으로 유전적으로 활성이 없습니다. nucleolar organizer는 heterochromatin에 있습니다. 이질염색질의 상당 부분이 손실되더라도 종종 유기체의 죽음으로 이어지지 않습니다. 염색체의 이색성 영역은 진색성 영역보다 늦게 복제됩니다. euchromatin과 heterochromatin은 물질이 아니라 염색체의 기능적 상태임을 기억해야 합니다.
크기가 증가함에 따라 상동 염색체의 사진을 배열하면 핵형의 소위 표의 문자를 얻을 수 있습니다. 따라서 idiogram은 염색체의 그래픽 표현입니다. idiogram에서 상동체 쌍은 크기가 감소하는 순서로 행으로 배열됩니다.
인간의 경우 idiogram에서 46개의 염색체 중 염색체의 중심체 위치에 따라 세 가지 유형의 염색체가 구별됩니다.
1. Metacentric - 중심체는 염색체의 중심 위치를 차지하며, 염색체의 두 팔은 거의 같은 길이입니다.
2. 준중심성 - 중심체가 염색체의 한쪽 끝에 더 가까이 위치하여 길이가 다른 염색체 팔을 만듭니다.
| 중심체의 크기와 위치에 따른 인간 염색체의 분류 | ||
| 염색체 그룹 | 핵형 수 | 염색체의 특성 |
| 답(1) | 1,2,3 | 1과 3은 거의 메타센트릭이고 2는 큰 서브메타센트릭입니다. |
| 11시에) | 4,5 | 큰 아중심심 |
| 다(Ⅲ) | 6-12 | 중간 준중심 |
| A(LV) | 13-15 | 중간 중심 |
| E(V) | 16-18 | 작은 준중심 |
| F(VI) | 19-20 | 가장 작은 메가센트릭 |
| 지(VII) | 21-22 | 가장 작은 중심 |
| X 염색체(그룹 III에 속함 | 23 | 중간 거의 메타센트릭 |
| Y염색체 | 23 | 얕은 중심 |
3. Acrocentric - 중심체는 염색체의 끝에 위치합니다. 한 어깨는 매우 짧고 다른 어깨는 길다. 염색체는 서로 구별하기가 쉽지 않습니다. 세포유전학은 염색체 식별 방법을 통일하기 위해 1960년 미국 덴버에서 열린 회의에서 염색체의 크기와 중심체의 위치를 고려한 분류를 제안했습니다. 같은 해에 Patau는 이 분류를 보완하고 염색체를 7개의 그룹으로 나눌 것을 제안했습니다. 이 분류에 따르면 첫 번째 그룹 A에는 큰 1, 2 및 3개의 하위 및 아크로센트릭 염색체가 포함됩니다. 두 번째 그룹 B - 큰 아중심 쌍 4-5. 세 번째 그룹 C는 중간 정도 중심성(6-12쌍)과 염색체 6과 7 사이에 크기가 있는 X 염색체를 포함합니다. 그룹 D(네 번째)에는 중간 중심성 염색체(13, 14 및 15쌍)가 포함됩니다. 그룹 E (다섯 번째) - 작은 아중심 염색체 (16, 17 및 18 쌍). 그룹에 에프(6번째) 작은 중심성(19번째 및 20번째 쌍) 및 그룹 G(7번째) - 가장 작은 acrocentric 염색체(21번째 및 22번째 쌍) 및 작은 acrocentric 성 Y-염색체(표 4).
다른 염색체 분류(런던, 파리, 시카고)가 있으며, 덴버 분류의 조항이 개발, 구체화 및 보완되어 궁극적으로 각 인간 염색체와 그 부분의 식별 및 지정을 용이하게 합니다.
짧은 팔에 있는 그룹 IV(D, 13-15 쌍) 및 그룹 VII(G, 21-22 쌍)의 선심 염색체에는 소위 위성이라고 하는 작은 추가 구조가 있습니다. 어떤 경우에는 이러한 위성이 감수 분열에서 세포 분열 중에 염색체가 서로 접착되어 염색체가 고르지 않게 분포하는 원인이 됩니다. 한 성 세포에는 22개의 염색체가 있고 다른 하나에는 24개의 염색체가 있습니다. 이것이 하나 또는 다른 한 쌍의 염색체에 대해 일염색체와 삼염색체가 발생하는 방식입니다. 한 염색체의 단편은 다른 그룹의 염색체를 연결할 수 있습니다(예: 단편 21 또는 22는 13 또는 15를 연결함). 이것이 전위가 발생하는 방법입니다. 21번 염색체의 3염색체성 또는 그 단편의 전위가 다운병의 원인입니다.
이 7개의 염색체 그룹 내에서만, 외부 차이간단한 현미경으로 볼 수 있기 때문에 염색체를 식별하는 것은 거의 불가능합니다. 그러나 또한 acryhini의 염색체를 처리 할 때 여러 가지 다른 염색 방법을 사용하여 식별 할 수 있습니다. 여러
Q-, G-, C-기술(A. F. Zakharov, 1973)에 따른 염색체의 차별적 염색 방법(그림 27). 개별 인간 염색체를 식별하는 몇 가지 방법을 살펴보겠습니다. 소위 방법의 다양한 수정이 널리 사용됩니다. 큐.예를 들어, QF 방법 - 형광색 사용; QFQ 방법 - 퀴나크린 사용; QFH 방법 - 특수 염료 회사 "Hext" No. 33258을 사용하여 염색체 DNA(위성 DNA 등)에서 반복되는 뉴클레오티드 서열을 나타냅니다. GT 트립신 방법의 수정은 염색체를 연구하고 개별적으로 특성화하기 위한 강력한 도구입니다. 예를 들어, 트립신 및 Giemsa 염색을 사용한 염색체 처리를 포함하는 GTG 방법, GTL 방법(트립신 처리 및 Leitman에 따른 염색)의 이름을 지정하겠습니다.
아세테이트 염 및 Giemsa 염료로 염색체를 처리하는 알려진 방법, 수산화 바륨, 아크리딘 오렌지 등을 사용하는 방법.
Hekst 사의 methyl green, acridino orange, dye No. 33258로 염색한 Feulgen 반응을 이용하여 염색체 DNA를 검출합니다. 단일 가닥 DNA가 있는 Acridino-orange 염료는 이량체 결합을 형성하고 적색 발광을 제공하며 이중 가닥 나선 DNA는 1차원 결합을 형성하고 녹색으로 발광합니다.
적색 발광의 강도를 측정함으로써 DNP와 염색질의 자유 자리 수, 녹색-적색 발광의 비율-염색체의 기능적 활성을 판단할 수 있습니다.
60°로 가열하면 bromphenode blue, strong green, silver, immunoluminescent method, hallucyanin alum, Hext dye No. 1, acridino orange로 RNA 염색을 하여 다양한 pH에서 염색체의 히스톤과 산성 단백질을 검출합니다.
전자현미경, 조직자동방사선촬영 및 기타 여러 방법이 널리 사용됩니다.
1969년 스웨덴 생물학자 T. Kaspersson과 그의 동료들은 머스타드 퀴나크린으로 염색하고 자외선 스펙트럼의 가장 긴 파장을 가진 현미경으로 조명한 염색체가 발광하기 시작하여 염색체의 일부는 더 밝게 빛나고 나머지는 더 약하다는 것을 보여주었습니다. 그 이유는 염색체 표면의 화학적 구성이 다르기 때문입니다. 이후 몇 년 동안 연구자들은 인간 Y 염색체의 끝 부분이 다른 인간 염색체보다 밝게 빛나서 슬라이드에서 Y 염색체를 쉽게 찾을 수 있다는 것을 발견했습니다.
Acryhiniprit는 DNA의 GC 쌍에 우선적으로 결합합니다. 이색 영역의 개별 디스크는 형광을 냅니다. DNA를 제거하십시오 - 빛이 사라집니다. 형광 염색체의 지도가 편집되었습니다. 27종의 포유류 중 인간, 침팬지, 고릴라, 오랑우탄만이 빛나는 Y 염색체를 가지고 있습니다. 빛은 2천만 년 전에 진화에 나타난 유전자 반복과 관련이 있습니다.
따라서 일반적으로 인간의 체세포에는 46개의 염색체(23쌍)가 있고 성 세포에는 23개의 염색체가 있으며 각 쌍의 염색체가 하나씩 있습니다. 정자 세포와 난자 세포가 융합하면 접합체에서 염색체 수가 두 배가 됩니다. 따라서 인체의 각 체세포에는 한 세트의 부계 염색체와 한 세트의 모체 염색체가 있습니다. 사람에게 46개의 염색체가 있으면 다양한 원숭이에서 염색체 수는 34, 42, 44, 54, 60, 66입니다.
초음파 또는 고압의 작용으로 염색체를 구성하는 DNA 가닥을 별도의 단편으로 분해하는 것이 가능합니다. DNA 용액을 80~100°의 온도로 가열하여,
DNA 변성, 즉 그것을 구성하는 두 가닥의 발산을 유발할 수 있습니다. 특정 조건에서 연결이 끊어진 DNA 가닥은 안정적인 이중 가닥 DNA 분자로 재결합될 수 있습니다(DNA 재결합 또는 재생성). DNA 변성 및 재생은 고정된 염색체의 준비에서도 적절하게 처리하여 얻을 수 있습니다. 그 후 염색체가 Giemsa 염료로 염색되면 밝은 줄무늬와 어두운 줄무늬로 구성된 명확한 가로 줄무늬가 나타납니다. 각 염색체에서 이러한 밴드의 위치는 다릅니다. 따라서 Giemsa 디스크는 23쌍의 염색체를 각각 식별할 수도 있습니다.
이러한 방법 및 기타 방법, 특히 다양한 동물과 인간의 체세포 혼성화는 염색체 매핑, 즉 하나 또는 다른 염색체에서 다른 유전자의 위치를 결정하는 데 사용됩니다. 현재 인간 상염색체와 성염색체에 약 200개의 유전자가 매핑되어 있습니다.
1975년 말에 다음과 같은 수의 유전자가 다른 인간 염색체에 국한되었습니다(AF Zakharov, 1977): 1개의 염색체 - 24개의 유전자; 2개의 염색체 - 10, 3-2, 4-3, 5-3, 6-14, 7-4, 8-1, 9-8, 10-5, 11-4, 12-10, 13-3, 14 -3, 15-6, 16-4, 17-14, 18-1, 19-4, 20-3, 21-4, 22-1; Y 염색체 - 2; X 염색체 - 95개 유전자.
1949년 M. Barr와 C. Bertram은 고양이 신경 세포를 연구하면서 간기 세포 핵이 강하게 염색된 몸체를 포함하고 있으며 이는 여성 세포의 핵에만 존재하고 수컷에게는 존재하지 않는다는 사실에 주목했습니다. 그것은 많은 동물에서 발견되었으며 항상 암컷에서만 발견되었습니다. 이 작은 몸을 성염색질 또는 Barr 몸이라고 합니다. 많은 척추동물과 인간에서 그것은 가스트룰라 단계의 초기 개체 발생에서 나타나지만 개발 전생식선(성선). 성염색질의 위치, 모양, 구조는 성호르몬의 영향을 받지 않으므로 2차 성징이 아닙니다. 성 염색질체의 수와 수 사이 엑스-핵의 염색체는 직접 연결되어 있습니다. 간기 핵의 성염색질은 X 염색체 중 하나의 나선화에 기인하며, 불활성화는 남성과 여성의 세포에서 성염색체 유전자의 균형을 균등하게 하는 메커니즘입니다(즉, 이것은 선량에 대한 메커니즘 중 하나입니다. 유전자 보상).
1961년에 몇몇 연구자들은 정상 여성의 X 염색체 중 하나가 유전적으로 상대적으로 비활성 상태임을 동시에 제안했습니다. 1961년 영국 연구원 M. Lyon은 여성의 신체 세포에서 X 염색체 중 하나가 비활성화되는 메커니즘에 대한 가설을 제시했습니다. 이 가설의 요점은 다음과 같다.
1. 여성 세포의 두 X염색체 중 하나는 비활성화되어 있습니다.
2. 비활성 염색체는 부계 또는 모체의 염색체일 수 있습니다.
3. 비활성화는 초기 배아 발생에서 발생하며 세포주의 추가 번식 및 발달 동안 지속됩니다. 이 X 염색체 비활성화 과정은 여러 세대에 걸쳐 가역적입니다.
더블 엑스*->- 와우 ->XX*등(여기서 별표는 나선 X 염색체를 나타냄). 포르투갈의 유전학자 Serra는 유전 물질의 이러한 유형의 가역적 변화를 트렙션(그리스 트렙토스에서 - 변화)이라고 부를 것을 제안했습니다.
세포의 나선형 X 염색체는 성 염색질 또는 바체를 형성합니다. 여성의 세포 핵에 여러 개의 X 염색체가 있으면 세포에 여러 개의 Barr 몸체가 있으며 하나의 X 염색체만 활성 상태로 남아 있습니다. X 염색체는 완전히 비활성화되지 않았으며 짧은 팔의 일부는 유전적으로 활성 상태를 유지합니다. 어느 정도 X 염색체의 비활성화는 세포주기의 단계와 유기체의 생리적 상태에 달려 있습니다. Barr 신체의 과잉 또는 부재로 인해 일부 유형의 유전 질환이 진단 될 수 있습니다 (예 : Klinefelter 증후군, Shereshevsky-Turner 증후군). 성 염색질을 포함하지 않는 세포(염색질 음성 세포)는 염색체 45, XO(Shereshevsky-Turner 증후군) 세트를 가진 개인에서 발견됩니다.
46,XY(일반 남성); 47, XYY(Y 염색체가 2개인 클라인펠터 증후군). 일반적으로 정상적인 남성 신체의 세포에는 일정한 수의 Barr pseudobody(상염색체의 압축된 부분)와 나선화된 Y 염색체가 발견되므로 다양한 염색체 질환을 진단할 때 이러한 형성을 구별할 수 있어야 합니다. 나선화된 여분의 X 염색체에 의해 형성된 전형적인 성 염색질. Barr의 몸은 염색체 세트 46,XX(정상 여성)에서 발견됩니다. 47,XXY 및 48,XXYU(클래식 클라인펠터 증후군). 3개의 X 염색체를 가진 사람에게서 2개의 Barr 시체가 발견됩니다(47, XXX). 3개의 X 염색체와 1개의 Y(48, XXXY, 클라인펠터 증후군); 49, XXXXY(클라인펠터 증후군). 3개의 Barr 소체가 48, XXXX 및 49, XXXXY 핵형에서 발생합니다(중증 클라인펠터 증후군).
배수체 세포에서 성 염색질체의 수는 배수체에 해당합니다. Gardner 공식에 따르면 Barr 몸체의 수(B)
같음 B = X - , 여기서 엑스 - X 염색체의 수, R -세포 배수성. 비 배수체 세포에서 성 염색질체의 수는 X 염색체의 수에서 1을 뺀 것과 같습니다. (에 = 엑스 - 1).
염색체의 구조적 변화
염색체는 다양한 구조적 변화를 겪을 수 있습니다. 특히 중요한 것은 염색체의 개별 단편의 손실(분할) 또는 한 염색체의 섹션을 다른 염색체로의 이동(전좌)입니다. 전좌는 라틴 문자 /로 표시되며, 그 옆의 괄호에는 그룹의 색인 또는 기증자 염색체의 번호, 전송 된 부위의 지정이 기록됩니다. 받는 염색체에 대해 동일한 지정이 표시됩니다(예: 46). XXt (수+ + B4 큐-). 괄호 안의 글자 아르 자형그리고 큐전위에 의해 영향을 받는 염색체 팔을 나타냅니다. 염색체의 짧은 팔은 문자로 표시됩니다. 아르 자형,긴 편지 큐,위성은 문자 s 등으로 표시됩니다. 팔의 길이가 증가하면 더하기 기호로, 감소하면 빼기 기호로 표시됩니다(둘 다 염색체 기호 뒤에 위치).
핵형에 하나의 추가 염색체가 나타나면 삼염색체가 생깁니다. 모든 염색체의 수가 여러 번 증가하는 것을 배수성이라고 합니다(삼배체, 사배체 등이 있을 수 있음). 한 쌍의 상동 염색체 중 하나가 손실되면 일염색체라는 상태가 발생합니다. 염색체 수 또는 구조의 변화를 염색체 이상이라고 합니다.
염색체의 가장 흔한 구조적 장애 유형인 결실 및 전좌를 고려해 봅시다. 삭제해도 전체 염색체 수는 변경되지 않습니다. 그러나 일부 염색체는 유전 물질이 부족하여 표현형에 다양한 변화를 일으킵니다. 가장 흔한 결손은 5번째와 18번째 상염색체와 X염색체입니다. 삭제는 다양한 유전 질환 및 증후군의 발병으로 이어집니다.
1963년 J. Lejeune은 "고양이 울음" 증후군을 설명했습니다. 그런 아이들의 외침은 "고양이의 야옹"과 비슷합니다. 어린이는 후두의 날카로운 저발달, 둥근 달 모양의 얼굴, 소두증, 소악증, 눈의 몽골로이드 절개, 낮은 기형 귓바퀴, 근육 저혈압 및 경미한 이차 성징을 가지고 있습니다. 이 아이들은 정신지체입니다. 어린이의 핵형에서는 5 번째 염색체 쌍의 짧은 팔이 결실되어 있습니다.
18번 염색체의 장완과 단완의 분열은 얼굴, 골격, 내장의 다양한 구조적 장애를 동반한다. 어린이는 정신 지체, 영양 실조, 저혈압, 소두증, 얼굴의 저발달, 낮은 거친 목소리, 외부 생식기의 저발달, 중이, 외이도 폐쇄 및 기타 기형이 있습니다.
18번 염색체 단완의 결손으로 환자들은 골격, 내장, 정신지체 등 다양한 결함을 갖게 된다.
X 염색체의 짧은 팔의 결실은 X 염색체의 부분적인 일염색체로 해석될 수 있습니다. 성장 지연, 심각한 신체 기형이 없는 난소 저발달이 있는 여성에서 설명됩니다. 그러나 성염색질이 검출되지만 그 크기는 정상보다 훨씬 작습니다.
만성 골수성 백혈병에서는 21번째 염색체(소위 필라델피아 염색체)의 단완의 단축이 나타납니다. 그러나 이 염색체는 혈구와 골수 점액에서만 발견됩니다. 다른 세포는 정상적인 핵형을 가지고 있습니다.
두 개의 말단 부족으로 인해 끊어진 끝이 연결되어 고리 염색체가 형성됩니다. 따라서 염색체 구조의 이러한 위반은 실제로 결실의 특별한 경우입니다. 환자의 임상상(고리 염색체 보인자)은 해당 염색체의 결실과 유사합니다. 따라서 그룹 B의 고리 염색체(5번째 쌍)에서는 "고양이 울음" 증후군의 임상상이 나타나고 고리 X 염색체에서는 임상상이 셰레셰프스키-터너 증후군에 가깝습니다.
전좌는 유전 물질이 염색체 사이에서 교환되는 구조적 재배열입니다. 다양한 유형의 전좌가 가능합니다. 비-상호적, 한 염색체의 유전 물질이 다른 염색체로 옮겨질 때, 그리고 마지막으로 중심적 연결. acrocentric 염색체 사이의 마지막 전좌가 가장 일반적입니다. 이 경우 acrocentric 염색체의 짧은 팔의 작은 조각만 손실됩니다. 이러한 재배열의 대부분은 전위 운반체의 표현형에 심각한 편차를 일으키지 않기 때문에 균형 잡힌 것으로 간주될 수 있습니다. 그러나 그러한 보인자의 자손은 비정상적인 염색체 세트의 특징적인 결함이 임상적으로 뚜렷합니다.
다운병은 21번 상염색체의 삼염색체성과 이 염색체의 일부가 다른 염색체로 전좌되는 경우 모두에서 관찰될 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 환자는 46개의 염색체를 가지고 있지만 21번째 염색체의 단편이 여전히 붙어 있기 때문에 염색체 중 하나는 실제로 이중이고 결과적으로 이러한 재배열이 불균형한 것으로 판명됩니다. 이 환자의 부모에서 핵형에는 45개의 염색체가 포함되었지만 염색체 중 하나는 실제로 두 배였습니다(전좌 포함). 이 염색체를 포함하는 난자가 수정되면 접합체의 정상적인 정자는 실제로 3개의 21번째 염색체를 갖게 되며, 이는 다운병에 의해 표현형으로 나타납니다.
21번째 염색체는 여성의 경우 15번째 또는 D 그룹의 다른 염색체(13번째, 14번째)로, 남성의 경우 22번째 염색체로 가장 자주 전위됩니다. 이 경우, 21번 삼염색체증(trisomy 21)이 나이든 어머니에게서 태어난 아이들에게 더 흔한 것과는 대조적으로, 젊고 건강한 부모는 다운병에 걸린 아이를 가질 수 있습니다. 이러한 보인자의 표현형이 정상 유전자형을 가진 개체의 표현형과 크게 다르지 않기 때문에 핵형을 검사하지 않고 다운병에 걸린 아이가 출생하기 전에 개인의 전위의 존재를 결정하는 것은 실질적으로 불가능합니다. 따라서 이러한 모든 경우에 핵형에 대한 연구가 특히 중요합니다.
부모 중 하나에서 전위 동안 다운 병의 발병 메커니즘은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 전좌에서 개인의 핵형은 45개의 염색체로 구성되며, 하나의 염색체가 확장됩니다. 전좌는 난자와 정자를 포함한 모든 세포에 영향을 미칩니다. 생식 세포(배우체)가 형성되는 동안 23개의 염색체가 한 배우자에, 22개의 염색체가 다른 배우자에 속하지만 전위된 염색체는 22개의 염색체를 갖는 배우자와 23개의 염색체를 갖는 배우자 모두에서 끝날 수 있습니다. 따라서 배우자의 4가지 변이체가 이론적으로 가능합니다: 23개의 정상 염색체, 23개의 전위, 22개의 정상 염색체 및 22개의 전위가 있습니다. 전위가 아포스트로피로 표시되면 다음 시리즈의 배우자가 얻어집니다. 23 23 1 22 22 1 .
이 배우자가 이성의 정상적인 배우자에 의해 수정되면 다음 조합을 얻습니다. 1) 23 + 23 = 46개 염색체(정상 핵형); 2) 23 1 + 23 = 46 1 염색체, 그러나 실제로는 47 염색체( 이 경우다운 병이 발병합니다). 3) 22 + 23 = 45개의 염색체(이러한 접합체는 생존할 수 없고 죽는다); 4) 22 1 +23 = 45 1 염색체(이 경우 개인은 부모 중 한 명처럼 전좌로 태어납니다).
다운병이 있는 아이를 낳을 확률은 33%입니다. 이것은 매우 큰 위험이며, 이 경우 특히 손자에게 이식의 위험이 있기 때문에 더 이상의 출산은 바람직하지 않습니다. 21번 삼염색체성으로 인한 다운증후군 아이가 핵형이 정상인 부모에게서 태어난다면 같은 아이를 다시 낳을 확률은 매우 낮습니다. 그러나 21번째 염색체의 전위로 인해 다운병이 있는 아이가 태어날 때 모든 경우에 그런 것은 아닙니다. 전위는 어머니의 체세포에 존재합니다. 산모의 약 절반에서 핵형이 정상이고 병든 아이의 유기체가 발달한 난자가 형성되기 전에 감수 분열 중에 전위가 발생했습니다.
이것은 46/47 또는 46/45와 같이 정상 및 비정상 핵형을 가진 세포가 체내에 혼합된 상태입니다. 염색체의 비분리로 인해 발생 초기 단계배아 발달. 모자이크 현상은 모든 세포에서 핵형이 변경된 환자에 비해 질병의 소거된 경미한 증상을 나타냅니다. 다운병의 모자이크 변이를 가진 사람은 질병의 신체적 징후 중 일부만 가질 수 있습니다. 지능의 발달은 방해받지 않습니다. 모자이크 45XO / 46XX를 사용하면 Shereshevsky-Turner 증후군이 더 완만하게 표현됩니다. 이 환자들은 난소 조직이 발달하고 배란할 수 있습니다. 46XY/47XXY 핵형에서는 클라인펠터 증후군이 더 완만하게 발현됩니다. 환자들 사이에서 표시된 핵형을 가진 여성 및 남성 모자이크는 "순수한" Shereshevsky-Turner 증후군 또는 Klinefelter 증후군보다 더 일반적입니다. 나이가 들어감에 따라 비정상적인 세포의 클론이 점차 제거되므로 배아 및 초기 배아 기간에는 충분히 발음되어 질병의 표현형 징후가 발생할 수 있지만 노인에서 모자이크 현상을 확립하기가 어렵습니다. 신체의 비정상 세포가 적을수록 질병의 징후가 약해집니다. 이것은 이러한 질병의 지워지고 기초적인 형태를 설명할 수 있습니다.
혈액 질환의 경우 염색체 수의 다중(다배수성) 또는 비배수성(이수성) 증가가 발생할 수 있습니다. 그러나 혈액 세포에서만 관찰되는 반면 다른 체세포에서는 핵형이 정상입니다.
사용된 문헌 목록입니다.
1. Berdyshev G.D., Krivoruchko I.F. 의학 유전학의 기초를 가진 인간 유전학. - 키예프: Vishcha 학교, 1979.
2. 보흐코프 N.P. 인간의 유전학. - 1973년 모스크바.
3. Vogel F. Motulsky A. 인간 유전학: 인간 염색체의 역사, 형식 유전학. 모스크바: 1989년 미르.
4. Stern, Kurt 인간 유전학의 기초. 모스크바: 의학, 1965
5. McKusick V. 인간 유전학. 모스크바: 1967년 미르.
그리고 병리학을 가진 아이의 탄생을 피하기 위해. Hemotest 연구소의 세포 유전학 서비스 컨설턴트인 교수이자 의학 박사인 Elena Domracheva는 말합니다.
종종 불임의 원인은 DNA 구조의 위반이나 염색체 수의 변화에 있습니다. 이러한 유전적 돌연변이는 선천적일 수도 있고 외부 환경의 역효과로 인해 일생 동안 발생할 수도 있습니다.
염색체 수와 구조의 이러한 편차를 결정하기 위해 핵형 분석이라는 특별한 연구가 수행됩니다. 불임의 원인을 결정하고 유전 된 심각한 병리를 식별하여 아픈 아이의 출생을 예방하는 것입니다.
핵형은 유기체의 모든 고유한 특징을 결정하는 인간 염색체의 조합입니다. 23 쌍의 염색체가 존재하는 것이 표준으로 간주됩니다. 이 중 22쌍의 염색체가 체성분, 키, 머리색 등과 같은 유전적 특성을 담당합니다. 이 염색체는 남성과 여성 모두에서 동일하므로 상염색체라고 합니다. 사람의 성별은 마지막 23번째 쌍에 따라 다릅니다. 그리고 성 관련 징후가 있는 것은 바로 그녀입니다. 따라서 남자의 핵형 공식은 46XY이고 여자의 핵형 공식은 46XX입니다. 인간의 핵형은 일반적으로 나이가 들어도 변하지 않습니다.
핵형 분석은 염색체 세트(염색체의 수, 하나 이상 또는 그 이하일 수 있는 염색체 수, 모양 또는 영역의 결함)의 이상과 관련된 유전 질환을 나타냅니다. 염색체의 일부 병리는 유산으로 이어질 수 있고, 다른 병리는 기형이 있는 아이를 낳을 수 있습니다. 염색체 세트의 위반 중 일부는 일상 생활에서 어떤 식으로든 나타나지 않을 수 있지만 편차는 유전자에 병리를 가진 아이를 가질 위험을 증가시킵니다.
자손을 꿈꾸는 모든 커플에게 핵형 분석을 보여줍니다. 이 연구는 IVF 준비뿐만 아니라 미래의 아버지 또는 어머니의 가족에서 유전 병리가 이미 관찰 된 경우 필수가됩니다. 핵형 분석은 특별한 이유없이 연속적으로 여러 번 반복되는 실패한 임신, 남성의 정자 형성 위반에도 필요합니다. 배우자 중 한 명이라도 35세 이상은 연구의 지표입니다.
연구에는 정맥혈이 사용되며 진단 자체에는 특별한 준비가 필요하지 않습니다. 유일한 요구 사항은 분석 3-4주 전에 항생제를 제외하고 식후에 검사실에 와야 한다는 것입니다. 또한 전날 밤 충분한 수면을 취하고 스트레스가 많은 상황의 신체에 미치는 영향을 제거하는 것이 바람직합니다.
설문조사는 이유를 결정하는 데 도움이 될 것입니다. 부부아이를 잉태할 수 없거나, 왜 여성이 태아를 낳을 수 없는지, 또한 태어나지 않은 아기의 발달에 병리학의 위험이 있음을 보여줍니다. 연구할 때 양수핵형 검사는 자궁에서도 염색체 질환을 인식합니다(증후군, Patau, Klinefelter, Shereshevsky-Turner 등). 그들은 유전성 병리학 중 첫 번째 장소 중 하나를 차지하고 0.7-1 %의 경우 신생아에서 발생합니다.
의학 통계에 따르면 신생아의 염색체 이상이 다발성의 45-50%의 원인입니다. 선천적 결함발달, 정신 지체의 경우 약 35%, 여성의 월경이 없는 경우의 50%.
성인의 경우 염색체 이상이 임상적으로 전혀 나타나지 않거나 지워진 형태로 나타날 수 있습니다. 종종 사람은 자신이 건강하다고 생각하고 유전 질환을 의심하지 않습니다. 그러나 그는 아이를 가질 수 없습니다. 따라서 혈액 림프구의 핵형 연구는 모든 불임 부부에게 필수적입니다.
이것은 어렵고 시간이 많이 걸리는 분석입니다. 일반 지역 클리닉에서는 훈련된 전문의와 장비가 부족하여 본 연구를 위한 헌혈이 성공하기 어렵습니다. 핵형 분석은 일부 현대 의학 실험실 및 진료소, 가족 계획 센터, 유전 연구소, 모자 센터에서 수행할 수 있습니다.
다른 클리닉에서 분석 시간은 14일에서 28일까지 다양합니다. 핵형은 시간이 지남에 따라 변하지 않으며 절차는 일생에 한 번만 수행됩니다.
"임신을 할 수 없습니까? 핵형 분석 : 그것이 무엇입니까?"라는 기사에 대한 의견
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염색체 이상은 대부분 무작위적이기 때문에 태아의 핵형 분석을 하는 것이 더 좋으며, 귀하의 핵형과 남편에 따라 이를 가정합니다.세포유전학적 방법을 사용하면 인간 염색체 세트(핵형)를 직접 연구할 수 있습니다.
또 다른 한가지는 특정 유전적 문제에 대한 의도적인 검색이 있을 때입니다.분석은 가장 어렵지 않고 모든 유전 상담에서 이루어지며 핵형 분석을 한 번에 할 수 있습니다. 종지부를 찍을 핵형은 없습니다 ...
임신 계획: 분석 및 검사, 수태, 불임, 유산 유전학은 구체적으로 조언하지 않습니다. ST가 임신한 지 얼마나 되었고 원인을 밝혀냈습니까? 남편과 핵형 검사를 받은 사람이 누구인지 알려주세요? 해독할 수 없습니다.
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이 경우 유전학자로부터 무엇을 배울 수 있습니까? 2. 내가 거의 35세이고 남편은 40세가 넘었다고 가정합니다. 4시에 임신 전에 유전학자를 방문해야 하는 특별한 필요가 있습니까? 의사가 어린이에게 심각한 유전 질환의 가능성이 높다고 판단한다고 가정합니다.
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인간 핵형의 결정. 연구 이력
건강한 아이를 잉태하고 낳지 못하는 것은 많은 부부에게 문제입니다. 불임은 흔히 질병이라고 합니다. 현대 사회, 그러나 이것은 사실이 아닙니다. 자연 자체가 특정 남자와 여자에게 자손의 출현을 막을 때 객관적인 이유는 항상 존재했습니다. 주된 것 중 하나는 잠재적 부모의 핵형에 대한 위반입니다.
이 개념은 무엇을 포함합니까? 용어의 출현 현대 과학 20 세기의 20 대에 세포학 분야에서 심층 연구를 수행 한 소비에트 과학자 Grigory Levitsky에게 빚지고 있습니다. 나중에 그의 아이디어는 유전 문제를 연구한 외국 동료 Cyril Dean Darlington과 Michael J. D. White에 의해 개발되었습니다.
핵형은 염색체 세트의 모든 기능(수, 크기, 모양 등)을 결합합니다. 이 용어는 다음을 참조할 수 있습니다.
과학자들은 핵형의 주요 특성을 확립했습니다.
단백질과 핵산의 복합체로 구성된 진핵 세포의 핵 내 구조를 염색체라고 합니다. 그들은 유전 정보, 저장, 발현 및 다음 세대로의 전달을 담당합니다. 염색체의 기본은 DNA입니다. 이러한 각 구조에는 서로 다른 유전자가 포함되어 있습니다. 따라서 한 세트의 염색체에서도 동등한 것으로 간주 될 수 없습니다.
인체의 정상적인 핵형은 46개의 핵단백질 구조를 포함합니다. 이들은 44개의 상동성 상염색체와 2개의 성적 특성을 담당합니다. 남자의 핵형은 46,XY, 여자 - 46,XX로 지정됩니다.
상동형의 상염색체는 모양과 크기에 따라 7가지 범주로 나뉘며 라틴 알파벳의 첫 글자로 표시됩니다. 또한 이러한 염색체에는 구조의 길이가 감소함에 따라 1에서 22까지의 숫자가 할당됩니다.
상염색체는 분류되며 중심체라고 하는 일차 수축의 위치에 따라 다릅니다. 그것은 결과적으로 구조의 소위 팔을 형성하는 두 자매 염색 분체의 분리 역할을합니다. 문자 q는 긴 것을 지정하는 데 사용되며 문자 p는 짧은 것을 지정하는 데 사용됩니다.
따라서 기능의 총체에 따라 인체 핵형의 염색체는 일반적으로 7 개의 큰 범주로 결합됩니다.
남성 성을 담당하는 Y 염색체도 후자 그룹에 속하며 거의 항상 발음되기 때문에 여전히 구별됩니다. 외부 차이.
현대적인 방법은 발달의 초기 단계에서 선천적 병리를 식별하는 것을 가능하게 합니다. 그 다음 핵형 이상이 나타납니다. 대부분의 경우 위반은 모 생식 세포의 생성 - 조혈 중에 발생합니다. 이것은 접합체 구조의 병리학 적 변화를 수반하고 모든 배아 세포 및 후속적으로 발달하는 유기체의 구조적 변화를 수반합니다.
여자와 남자의 핵형은 아이에게 피부색, 머리카락, 눈, 키, 목소리 특성 등으로 구성된 유전적 특성을 부여합니다. 불행히도 여러 만성 질환에 대한 소인은 유전적 특성을 통해서도 전염될 수 있습니다. 아기에게 부모:
이것은 불완전한 질병 목록이며, 그 위험은 어린이의 핵형에 포함될 수 있습니다. 그러나 이 경우 의사는 질병에 걸릴 확률이 22-50%에 불과하다고 말합니다. 올바른 생활 방식과 건강에 대한 세심한 태도는 유전을 "우회"하고 불쾌한 진단을 피하는 데 도움이됩니다.
그렇지 않으면 아버지, 어머니 또는 두 부모의 유전 물질이 병리에 직접 영향을받는 상황이 발생합니다. 임상 증상이 없으면 핵형 이상, 염색체의 구조 및 기능 위반은 매우 슬픈 결과를 초래할 수 있습니다.
많은 유전성 질환에서 염색체 병리학이 주요 장소 중 하나로 지정됩니다. 대부분의 기형은 출생 후의 삶과 양립할 수 없습니다. 따라서 배아가 구조와 기능이 크게 손상된 "왜곡 된"핵형을 가지고 있다면 발달 7-14 일째에 자연 제거가 일어날 것입니다 - 어머니의 몸에서 제거됩니다.
이 배아의 또 다른 부분은 조기 유산의 운명을 기다리고 있습니다. 염색체가 손상된 태아의 생존율은 다양한 데이터에 따라 0.5에서 2까지 다양합니다. 이 경우 아이는 비정상적인 핵형을 가지고 태어납니다. 출생 직후 징후를 감지할 수 있습니다. 가장 자주 우리는 다음과 같은 염색체 질환에 대해 이야기하고 있습니다.
통계에 따르면 유전적 이상을 갖고 태어난 아이들은 전체 아기의 약 1%를 차지합니다. 그러나 오늘날 정상 핵형의 위반과 관련된 700개 이상의 질병이 알려져 있으며 그 중 46% 이상이 성을 담당하는 염색체의 병리학적 변화와 관련이 있습니다. 상염색체 구성 요소의 구조 또는 수의 편차로 인해 약 25%의 이상이 발생합니다. 10%가 약간 넘는 질병이 구조적 변화로 인해 나타납니다.
어린이의 핵형 위반으로 인한 질병은 다음과 같이 나타납니다. 외부 표지판특정 질병의 특징. 이것은 평평한 얼굴, 귀의 변형, 과도한 피부 색소 침착 및 기타 뚜렷한 특성 일 수 있습니다. 골격 구조의 이상과 내부 장기의 질병 : 심장 혈관계, 신장의 결함이 있습니다. 어떤 경우에는 전혀 그렇지는 않지만 염색체 병리에는 정신 지체가 동반됩니다.
기대 수명은 특정 유전적 이상에 따라 다릅니다. 대부분의 경우 손상된 핵형을 가진 어린이는 생후 첫 몇 년 또는 몇 달 안에 사망합니다. 그러나 예를 들어 오르벨리 증후군 환자는 종종 40세를 넘습니다.
의학 및 유전학 분야의 과학적 업적으로 인해 개인의 염색체 세트에 편차가 있는지 정확하게 분석할 수 있습니다. 이것은 불임 치료와 유전병을 가지고 태어난 아이를 돕는 데 모두 필수적입니다. 핵형이 무엇을 나타내는지 알아내기 위해 전문가들은 다음과 같은 경우에 강력히 권장합니다.
핵형은 세포 유전학의 방법으로 연구됩니다. 이 연구는 태아 염색체 세트와 어린이 또는 성인 환자의 생체 물질에 관한 경우 태아기일 수 있습니다.
여성, 남성 또는 아기의 핵형을 분석하기 위해 염색체는 유사 분열의 중기 단계에서 사용됩니다. 이 분할 단계에서는 관찰하기 쉽습니다. 물질은 림프구에서 얻습니다. 출처는 말초 혈액입니다. 때때로 피부 섬유아세포 또는 골수 세포의 1차 배양물을 채취합니다.
재료를 취한 후 그들은 세포 유전학 연구의 세 가지 실험실 단계로 진행합니다. 첫 번째는 세포 배양이라고 합니다.
유기체의 핵형 분석의 두 번째 단계는 물질의 염색입니다. 연구 중에 식별될 것으로 예상되는 구조 조정 또는 기타 위반 사항에 따라 다른 방법론을 선택할 수 있습니다.
어린이 또는 성인의 핵형 분석의 세 번째 단계에서 광학 현미경을 사용하여 염색된 제제를 검사합니다. 특정 유전적 이상 유무에 대한 효과적인 작업과 확신을 위해서는 최소 30개의 샘플을 연구해야 합니다. 모자이크 형태의 병리가 의심되는 경우 분석되는 플레이트의 수가 증가합니다. 이 경우 림프구뿐만 아니라 조직 세포도 채취합니다.
몇 년 전 핵형, 그 구조 및 기능에 대한 연구는 불임에 대해서만 처방되었으며 다른 모든 분석이 이미 수행되어 결과를 제공하지 않은 경우에만 처방되었습니다. 오늘날 과학자들은 유전 적 이상이 다른 원인과 결합하여 질병의 원인이 될 수 있으며이를 강화하고 질병의 발병을 유발할 수 있음을 발견했습니다. 따라서 오늘날 첨단 의료 기관에서는 핵형이 무엇을 나타내는지 확인하는 것이 필수적입니다. 분석은 종합 검사의 일부로 수행됩니다.
NGC 클리닉은 혁신적인 핵형 분석법 적용의 선구자가 되었습니다. 유전 및 생식 센터의 전문가들은 99.9%의 정확도로 배아의 염색체 세트의 편차를 인식하는 착상 전 유전 진단(PGD)을 사용합니다.
이 인간 핵형 분석 방법은 시험관 수정 절차 중에 효과적입니다. 결국, 생물학적 또는 생물학적 자궁에 배아를 이식하는 것과는 거리가 멀다 대리모성공적인 임신으로 끝났다. 이제 대망의 긍정적 인 결과의 확률이 74 %로 높아졌습니다. 이것은 생존할 수 없는 배아를 제거함으로써 달성됩니다. 효과를 가져오지 못한 IVF 절차의 수가 크게 줄어듭니다. 여기서:
착상 전 단계에서 유기체의 핵형을 연구하는 NGS 기술은 러시아의 NGC 클리닉과 CIS에서 처음 도입된 기술 중 하나입니다. 기관의 전문가들은 2015년부터 이 방법을 사용하고 있습니다. 환자는 의사의 높은 전문성과 FDA에 등록된 고유한 MiSeqDx 시퀀서 덕분에 새로운 기회를 활용할 수 있습니다.
현재 단계에서 남성 또는 여성의 핵형 손상은 자녀 양육에 대한 극복할 수 없는 장애물이 아닙니다. 그들은 도우러 온다 최신 업적: 기증자 자료 사용 및 대리모 프로그램.
오늘날 NGC 클리닉은 다음을 제공합니다.
우리 작업의 주요 원칙은 당신이 그것을 믿는다면 분명히 나타날 부모와 아기를 위해 최대 결과와 건강한 미래를 보장하는 것입니다.
소개 .................................................................. . ........................................................................... 하나
1장. 유사분열 염색체........................................................... .. .................. 2
2장. 감수염색체 .................................................................................. ........................... 5
3장. 세포유전학적 방법 .................................................................................. ........................... 13
4장. 성 염색질 ........................................................... ........................... 스물
5장 모자이크 .................................................................................. ........................................................... 23
인간 유전학의 핵심 문제 중 하나는 유전의 물질적 기초의 구조와 기능에 대한 질문입니다. 유전 구조(유전, 염색체, 게놈)의 세 가지 수준의 각 조직에 대한 정보는 최근 몇 년 동안 놀라운 속도로 축적되어 왔으며, 인간 유전에 대한 완전한 그림이 완성될 때가 멀지 않았음을 희망할 수 있습니다. 작성. 지금도 이 문제에서 사람은 초파리, 생쥐, 옥수수와 함께 가장 잘 연구된 대상의 수에 기인할 수 있습니다.
인간 병리학에서 유전의 중요성에 대한 올바른 이해를 위해서는 부분적으로 연결된 세 부분에 대한 자세한 정보가 필요합니다.
1) 염색체의 형태학적 및 화학적 구조와 전체 핵형에 따라; 2) 단일 유전자에 의해 제어되는 개인의 개별 특성에 따라(유전 가변성 단위의 "목록"); 3) 염색체에 있는 유전자의 "구조론"에 따라(유전자의 연결과 염색체의 지도). 각 섹션에 대해 많은 데이터가 축적되었으며 이론 및 응용(임상) 측면 모두에서 집중적인 개발이 계속되고 있습니다.
일반 세포유전학의 원리와 주요 부분은 주로 초파리와 일부 식물에 대한 연구로 인해 1920년대와 1930년대에 형성되었습니다. 현대 세포 유전학에서 선두 자리를 차지하는 인간과 포유류의 세포 유전학은 주로 방법론적 어려움으로 인해 나중에 개발되었습니다.
인간 세포 유전학의 발전 역사는 세 시기로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 지난 세기부터 1950년대 중반까지의 기간을 다루고 있으며 지금은 순전히 역사적 관심 대상입니다. 이것은 그 당시 세포학자들이 인간 염색체의 준비를 얻기 위한 방법론적 접근 방법에 대한 탐색이었고, 그들의 인내와 근면으로 인해 두드러졌습니다(AG Andres, 1934). 우리의 세포유전학자 A. G. Andres와 M. S. Navashin이 처음 10쌍의 큰 염색체를 정확하게 기술했지만 인간 세포의 전체 염색체 수조차 확실하게 확립되지 않았습니다. 그들의 형태도 알려지지 않았습니다.
1956년 Tjio와 Levan의 연구에 의해 시작된 두 번째 시기는 현대 인간 세포유전학의 출현과 급속한 발전을 특징으로 합니다. 매우 빠르게 염색체 분석의 모든 주요 방법론이 개발되었으며 인간 핵형, 구조의 주요 특징 및 정상 염색체의 기능에 대한 기본 정보를 얻었습니다. 이 기간 동안 염색체 수 또는 구조의 변화로 인해 인간 병리학의 새로운 영역을 연 의료 세포 유전학이 탄생했습니다.
인간 세포 유전학 개발의 세 번째 시기는 1970년대에 시작되었습니다. 그것은 인간 유전의 세포 학적 기초 과학 발전에서 현대 단계의 시작으로 정당하게 간주 될 수 있습니다. 많은 방법론적 혁신을 통해 세포 유전학이 질적으로 새로운 수준으로 전환되었습니다. 인간 염색체와 그 분절의 개별성을 연구할 가능성이 실현되었습니다. 이것은 즉시 의료 세포 유전학을 새로운 수준으로 끌어 올렸습니다. 인간 염색체의 형태, 기능, 구조 및 초분자 조직의 화학적 특징을 종합적으로 조사하는 것이 가능해졌습니다. 같은 해에 인간 염색체의 유전적 매핑 방법이 개발되면서 가장 어려운 문제인 염색체의 유전적 맵 생성이 해결되었습니다.
따라서 현대 인간 세포 유전학은 인간 유전학의 분지된 독립 영역인 사실적 자료가 풍부합니다. 현재, 유사분열 단계의 분석에서 인간 핵형의 모든 요소를 식별하는 문제는 차별 염색체 염색법을 사용하여 해결되었습니다.
개별 구조로서의 염색체는 분열을 위해 세포를 준비하는 동안 경험하는 현저한 단축 및 농축 후에 연구에 사용할 수 있게 됩니다. 체세포의 경우 이 분열은 유사분열이고, 생성 세포의 경우 먼저 유사분열, 그 다음 감수분열입니다.
인간 염색체 세트 전체 및 개별 염색체에 대한 기본 정보는 유사분열 중기의 염색체를 연구한 결과 얻어졌습니다. 이 유사분열 단계에서 인간 염색체의 이배체 세트는 46개의 요소로 구성되어 있음을 분명히 알 수 있습니다. 22쌍의 상염색체와 한 쌍의 성염색체(여성의 경우 XX, 남성의 경우 XY)입니다. 표준 염색 준비에서 중기 염색체의 모양은 중기에서 기능하는 중심체 영역의 탈축합으로 인해 형성되는 1차 수축의 위치에 의해 결정됩니다. 이차 수축이라고 하는 추가 수축이 개별 염색체에 존재할 수 있습니다. 염색체 말단에 이러한 수축이 국한된 경우, 이에 의해 분리된 염색체의 말단 부분을 위성이라고 합니다.
모양과 전체 크기 측면에서 모든 인간 상염색체는 A에서 G까지 라틴 문자로 표시되는 7개의 그룹으로 쉽게 나뉩니다(그림 8). 또한 모든 상염색체는 전체 길이가 감소하는 순서로 번호가 매겨집니다(1에서 22까지).
유사 분열에서 동일한 염색체의 길이는 염색체의 자연 응축 과정이 중기 단계에서 계속되기 때문에 상당히 다양합니다. 이는 콜히친에 의해 크게 향상됩니다. 따라서 염색체의 절대 길이가 아니라 상대적인 지표가 식별 역할을 합니다. 그러나 염색체의 길이가 다르고 주어진 염색체에서 크기가 다른 팔이 다르게 수축한다는 사실로 인해 신뢰성이 제한됩니다. 짧은 것이 짧은 것보다 빠릅니다. 이는 위의 그룹 특성에 영향을 미치지 않지만 그룹 내에서 크기와 모양이 가까운 염색체의 식별을 방지합니다. 염색체의 개별 식별의 어려움은 또한 상동 염색체 사이에서 차등 축합이 일어나 상동 이형을 유발할 수 있다는 사실로 인해 악화됩니다. 현재, 염색체의 차등 착색에 대한 염색체 분석의 실습이 도입됨에 따라 형태 측정법과 그 도움으로 결정된 염색체의 선형 매개 변수를 사용할 필요성이 실제로 사라졌습니다.
인공위성 수축을 포함한 자발적 이차 수축의 분석은 개별 염색체의 인식을 크게 촉진하지 않습니다. 그들의 도움으로 상염색체 9는 가장 정기적으로 식별될 수 있으며, 이는 종종 긴 팔의 중심 주위 영역에 상당한 수축이 있습니다. 10개의 모든 인간 중심성 염색체는 위성 수축을 가지고 있으며, aD- 또는 G-염색체는 그룹 내에서 이 특성이 다르지 않습니다.
일반적으로 준비되고 염색된 제제에 대한 중기 염색체의 현미경 연구에서 밝혀진 바와 같이 길이에서 염색체의 형태학적 균질성은 사실 오해의 소지가 있는 것으로 판명되었습니다. 지난 15-20년에 걸쳐 일어난 인간 및 고등 진핵생물의 세포유전학에서의 방법론적 진보는 구조와 기능 모두와 관련하여 염색체의 깊은 선형 분화의 발견으로 이어졌습니다. 각 염색체에 대해 개별적인 이 분화는 유사분열의 중기에서 비교적 쉽게 감지할 수 있습니다. 이 때문에 현대 인간 세포유전학에서는 모든 염색체를 개별적이고 무작위적인 특징이 아니라 구조적 및 기능적 조직의 본질적인 측면으로 식별하는 것이 가능합니다. 세포유전학적 분석에서는 이를 위해 염색체의 차등 축합, 염색체의 DNA 복제 연대기 또는 염색체의 차등 염색을 연구합니다(AF Zakharov, 1977).
염색체 분절의 차등 축합은 간기 핵에서 가장 완전히 발현되는 필수 특성 중 하나입니다. 유사 분열 과정의 자연 조건에서 간기 동안 응축 정도가 급격히 다른 염색체 영역은 중기에서 거의 동일하게 보입니다. 광학현미경이나 전자현미경의 특별한 방법으로만 외부적으로 균일한 중기의 불균일한 선형 구조를 감지하는 것이 가능합니다.
염색체(Bahr and Larsen, 1974). 염색체의 다른 부분에서 응축 주기의 정렬은 인위적으로 억제될 수 있습니다. 이를 위해 5-브로모데옥시우리딘이 특히 성공적으로 사용되었습니다(A. F. Zakharov, 1973, 1977;
Dutrillaux 및 Lejeune 1975). 이 물질이 있으면 염색체는 길이를 따라 고르지 않게 압축 된 중기에 들어갑니다. 그들의 형태에 대한 철저한 연구의 결과, 각 인간 염색체는 정상 및 약하게 응축된 영역의 엄격하게 일정하고 특정한 교대를 가지며 이 특징에 의해 식별될 수 있음이 밝혀졌습니다.
DNA 복제의 염색체 내 비동기화는 유사분열의 중기에서 감지될 수 있는 염색체의 선형 이질성의 두 번째로 중요한 특징입니다. 10년 반 동안 염색체 조직의 이 특징은 염색체 자필(A. A. Prokofieva-Belgovskaya의 편집 하에, 1969; A. F. Zakharov, 1977; Giannelli, 1970, 1974)의 방법으로 연구할 수 있었습니다. 이 방법을 기반으로 인간 염색체의 재생산의 기본 패턴이 밝혀졌으며 그 중 염색체의 다른 부분의 재생산의 비동기성, 주어진 염색체에 대한 재생산 순서의 불변성 및 특이성이 가장 중요합니다. 그러나 자가방사선촬영에 의한 개별 염색체의 식별은 예상보다 덜 진행되었다. 사인에서 상염색체 4와 5, 13, 14와 15, 17과 18을 추가로 구별하는 것이 가능합니다. 여성 세포에서 두 X 염색체 중 하나는 DNA 합성의 늦은 시작과 말기에 다릅니다. 자가방사선촬영으로 얻은 제한된 데이터에도 불구하고 이 기술은 이러한 염색체의 이상 식별을 개선하는 데 매우 유용한 것으로 판명되었으며 염색체 병리학에서 몇 가지 새로운 독립 증후군을 식별하는 데 도움이 되었습니다.
각 인간 염색체의 길이에 따른 DNA 합성 서열 연구의 상당한 진전은 정상이며, 염색체 조직의 다른 특성과의 관계, 염색체 세트의 수치적 또는 구조적 변화의 경우 상태는 현재 DNA 합성의 전구체로서 티미딘 유사체의 사용 - 5- 브로모데옥시우리딘. 이 전구체를 포함하는 염색체 영역을 염색하는 능력이 약해짐에 따라 세포유전학자들은 염색체 재생산의 연대기를 연구하기 위한 정확한 방법으로 무장했으며, 그 가능성은 광학 현미경의 해상도에 의해서만 제한됩니다. 모든 인간 염색체의 복제 구조는 최대한 명확하게 밝혀져 있으며 명확한 형태학적 용어로 설명할 수 있습니다.
각 염색체는 서로 다른 시간에 복제하는 영역으로 구성됩니다. 조기 복제와 후기 복제가 있는 영역이 명확하게 번갈아 나타납니다. 중기 염색체에
이러한 영역은 광학 현미경으로 명확하게 볼 수 있습니다. 각 염색체의 복제 구조의 특이성은 개별 크기, 수 및 서로 다른 염색체 영역의 상호 배열로 구성됩니다(그림 9).
DNA에 5-bromodeoxyuridine이 포함되어 길이에 따라 염색체가 고르지 않게 염색되는 위의 두 가지 현상과 대조적으로, 염색체의 차별적 염색은 다음과 같은 방법으로 생체 내에서 변형되지 않은 염색체의 길이를 따라 선택적으로 염색하는 능력을 의미합니다. 어떤 영향. 이 경우 염색체의 차별적 염색은 고정된 염색체에 대한 비교적 단순한 온도-염 효과에 의해 제공됩니다.
고정 및 적용된 형광 변색 또는 비형광 염료 후 염색체 준비의 모든 다양한 처리에서 염색체의 감지된 선형 이질성은 항상 동일하다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 그 패턴은 염색체의 압축 정도에 따라 달라집니다. 더 길고 약하게 단축된 염색체에서는 해당 세그먼트의 추가 이질성이 눈에 띄게 나타나며, 이는 고도로 응축된 염색체에서 균질하게 염색된 것처럼 보입니다. 차별적 염색은 염색체의 전체 길이(Q-, G- 및 R-분절) 또는 중심체 영역(C-분절)에서 관찰될 수 있습니다.
전체 길이에 따른 염색체의 차별적 염색 패턴에 대한 가장 명확한 아이디어는 Giemsa 염색을 사용하여 G-방법에 따라 제제를 염색함으로써 얻을 수 있습니다(그림 10). 이러한 준비에서 염색체는 엇갈린 줄무늬가 있고 다른 색상의 세그먼트("밴딩")처럼 보입니다. 각 염색체 쌍의 패턴은 고유합니다. 세그먼트의 크기가 같지 않습니다. 그룹 F와 G의 작은 염색체에서 패턴은 단일 세그먼트로 형성되고 큰 염색체에는 많은 부분이 있습니다. 파리 명명법에 따라 중간 정도의 응축도의 정상 염색체 세트에서 염색된 부분과 염색되지 않은 부분의 총 수는 322개입니다. 중기 염색체에서 그 수는 1000개 이상으로 증가합니다.
인간 세포 유전학의 명명법에 관한 파리 회의에서 다양한 구조적 재배열을 거친 정상 염색체와 염색체의 분절을 지정하는 시스템이 개발되어 이제 세포 유전학 분석의 실무에 들어갔다(ParisConference, 1971). 무화과에. 11은 상염색체 1에 대한 이 시스템의 예를 보여줍니다.
염색체의 차별적 염색의 본질에 대한 질문이 어떻게 해결되는지에 관계없이, 이 현상에 기반한 세포학적 지도는 인간 세포유전학의 발전에 매우 중요합니다. 그들의 도움으로 유전 마커를 하나 또는 다른 염색체 암뿐만 아니라 염색체의 특정 영역에 귀속시키는 것이 가능합니다. 의료 세포유전학에서는 부위에 대한 정확한 설명까지 비정상 염색체의 기원을 식별하는 것이 가능해졌습니다.
염색체의 차등 염색의 두 번째 유형은 인간 염색체에서 중심 주위 영역의 특이성을 나타냅니다. 다른 염색체에서 C-분절의 크기는 다르며, 특히 상염색체 1, 9, 16에서 더 큽니다. 그러나 이 색상으로 크기와 모양이 유사한 염색체를 식별하는 것은 불가능합니다. Y 염색체에서 C-염색질은 긴 팔의 말단 부분에 국한됩니다. 다른 개인의 동일한 염색체에서 그 내용은 다를 수 있습니다.
감수 분열은 일차 생식 세포가 성숙한 생식 세포로 분화하는 일련의 다른 과정을 결합합니다. 이 시리즈의 시작 부분에서 정자(난모세포)는 일차 정자세포(난모세포)로 변합니다. 중심 사건은 정자 세포(난모세포)의 첫 번째 감수 분열이며, 그 동안 염색체는 의향 기간 동안 특히 복잡한 특정 변형을 겪습니다. 첫 번째 감수 의향은 알려진 바와 같이 렙토텐, 접합자, 파키텐, 디플로텐 및 다이아키네시스의 5단계로 나뉩니다. 의향이 세포유전학적 분석에 실제로 사용되지 않는 유사분열과 달리, 첫 번째 감수 분열의 의향 염색체는 인간 세포유전학에 큰 관심을 가지고 있습니다. 상동 염색체의 2가인 제1 감수 분열의 중기 염색체는 중기 유사분열 염색체에 비해 덜 분화된 구조이다. 두 번째 감수 분열의 염색체는 인간 세포 유전학에서 거의 사용되지 않습니다.
남성과 여성 유기체의 감수 분열 과정은 개체 발생 기간, 개별 단계의 기간 및 유사 분열 변형의 형태와 같은 여러 측면에서 크게 다릅니다.
남성의 경우 감수 분열은 사춘기에 시작되어 이후의 성적으로 성숙한 상태 전체에 걸쳐 계속 진행됩니다. 이 과정은 여성의 감수분열과 달리 순환적이지 않습니다. 많은 수의 배우자가 고환에서 동시에 성숙하므로 성적으로 성숙한 남성의 생식선은 언제든지 감수 분열 세포의 원천이 될 수 있습니다. 염색체 준비에서 정자 중기에서 두 번째 감수 분열의 중기에 이르기까지 다양한 감수 그림을 동시에 볼 수 있습니다. 정자에서 정자로 변하는 기간은 약 8-9주가 소요됩니다. 개별 단계의 지속 시간이 매우 다르기 때문에 다른 단계의 셀이 동일하지 않은 빈도로 발생합니다. 세포유전학적 분석에서 가장 중요한 파키텐 및 디아키네시스의 단계는 일반적으로 충분한 수의 세포로 표시됩니다.
여성의 몸에서 감수 분열은 두 단계로 발생하며 많은 시간이 걸립니다. oogonia의 형성과 첫 번째 감수 분열의 통과를 포함한 첫 번째 단계는 배아 난소에서 발생합니다. 난소에서 소녀가 태어날 때까지 모든 난자는 난모세포로 분화되며 후자는 렙토텐-파키텐 단계를 거쳐 디플로텐 단계에서 멈춥니다. dictyoten이라고하는이 단계에 머무르는 것은 여성의 삶의 출생 후 기간 동안 계속됩니다. dictyoten 단계에서 성숙한 난자로의 세포 발달은 한 달에 한 세포씩 주기적으로 발생하며 배란으로 끝납니다. 이상은 여성의 첫 번째 감수 분열의 초기 단계가 초기 배아 기간에만 분석 될 수 있고 이후 단계는 정상적인 조건에서 연구에 사용할 수없는 이유를 설명합니다.
인간 감수 분열 염색체의 조직에 대한 기본 정보는 고환 세포 연구에서 얻었습니다. 이러한 연구의 다음 측면을 구별할 수 있습니다.
개별 염색체의 선형 구조 분석.감수 분열의 첫 번째 단계에서 주로 표현되는 감수 염색체 구조의 특징은 염색체 구조입니다 (그림 12). 일부 식물 종의 감수 염색체 세포학에 대한 데이터에서 각 염색체의 염색체 구조의 개별성은 잘 알려져 있습니다(V. V. Khvostova 및 Yu. V. Bogdanov의 Cytology and Genetics of Meiosis, 1975). 불행하게도, 인간 염색체 세트의 개별 2가(남성과 여성 모두)는 후기 파키텐에서만 구별될 수 있는데, 이때 파키텐이 상당히 감소되고 구조의 염색체가 크게 손실됩니다. 그럼에도 불구하고 염색체의 후천성 분석에 대한 여러 시도의 결과로 acrocentric 및 일부 다른 염색체의 2가의 형태에 대한 첫 번째 데이터가 얻어졌습니다(A. A. Prokofieva-Belgovskaya의 편집자 하에, 1969; Hungeriord, 1973).
pachytene 2가의 식별에서 C- 및 Q-차이 염색 방법이 성공적으로 적용되었습니다(Goetz, 1975). G-염색의 패턴과 후두염색체의 염색체 구조 사이뿐만 아니라 G-방법에 의해 염색된 감수분열 및 유사분열 염색체의 패턴 사이에 완전한 일치가 발견되었습니다(Lucianie. a., 1975).
chiasmata의 염색체 접합 및 형성. diakinesis 연구 - 남성 세포에서 감수 분열의 중기 I에 따르면 상동 접합은 짧은 염색체를 포함한 모든 인간 염색체에 필수적입니다. 하나 또는 다른 2가에는 1-6개의 교차점이 있습니다. 다른 저자에 따르면 염색체 세트당 총 수는 35에서 66 사이입니다(Ford, 1973). Q- 및 C-기법(Hulten, 1974)을 사용하여 순차적 염색을 기반으로 각 2가를 식별할 수 있게 된 후 개별 2가에서 교차교차의 분포를 분석할 수 있게 되었습니다. Hulten(1974)에 따르면, 개별 상염색체에서 교합의 평균 빈도는 염색체 길이에 비례합니다. 다른 염색체의 수치적 또는 구조적 이상에 영향을 받지 않습니다. 분명히, 교차 교합은 각 염색체의 특정 영역에서 형성됩니다. 각 염색체에서 교차교차(chiasmata)의 수와 위치를 밝히는 것은 유전적 매핑에서 중요합니다.
염색체 이상 확인.감수 분열에서 상동 염색체의 접합 현상은 염색체의 선형 구조에 영향을 미치는 많은 염색체 재배열을 식별하는 데 사용됩니다. 삭제, 삽입, 역전, 상호 전좌, 복제는 2가 구성의 변경으로 이어집니다. 1가, 3가 등이 발생 유사분열 염색체의 분석과 결합하여 상염색체, 성염색체의 수치적 또는 구조적 변화의 경우에 파키텐, 분열분열 및 중기 I에서 감수분열 염색체의 형태에 대한 연구가 반복적으로 수행됨 불임 남성의 경우(A. A. Prokofieva -Belgovskaya 및 V.K. Bordzhadze, 1971; Kjessler, 1966; Hulten, 1974 등). 염색체 장치의 미시적 또는 초분자 구조는 상당히 불충분하게 연구되었습니다. 광학 현미경 수준에서 염색체의 구조와 유전 물질의 분자 구조에 대한 광범위한 정보가 축적되었지만 염색체의 초미세 구조 조직의 중간 단계는 거의 알려지지 않았습니다. 지금까지 인간 유전 장치의 미세 구조 조직의 가능한 세부 사항에 대한 질문을 제기하기 위한 실제 전제 조건은 없습니다.
기능하는 염색체의 미세 구조에 대한 가장 귀중한 정보는 딥테란 세포에 있는 간기 핵 염색체의 특이하지만 자연적인 모델인 폴리텐 염색체의 연구와 감수분열 세포의 양서류 난모세포에서 발견되는 "램프브러시" 염색체에 대한 연구에서 나왔습니다. prophase I. 이 염색체의 크기가 커서 광학 현미경으로 주의 깊게 연구할 수 있었습니다. 이러한 연구의 결과로, 진핵생물 염색체 전체를 구성하는 데 기본적으로 고려되는 규정이 공식화되었습니다(I. I. Kiknadze, 1972).
간기 핵에서 euchromatin에 해당하는 염색체 영역은 chromomeric 구조를 가지고 있습니다. 각 염색체는 길이 방향으로 분화된 세포 소기관으로서 염색체의 구조적 및 기능적 단위입니다. 이러한 단위의 차등 전사는 그 안에 포장된 디옥시리보핵단백질의 탈축합에 의해 구조적으로 제공되며, 이는 폴리텐 염색체의 퍼프 또는 램프브러시 염색체의 루프 형태로 표현됩니다.
폴리텐 염색체와 중기 염색체가 없는 간기 핵의 미세 구조를 연구하는 방법은 전자현미경이다(Yu. S. Chentsov, V. Yu. Polyakov, 1974). 불행히도, 이 방법으로 얻은 결과에 기초하여 간기 코어의 미세 구조에 대한 완전한 그림을 형성하는 것은 아직 가능하지 않습니다. 초박형 섹션의 전자 회절 패턴에서 감지 가능한 주요 형태 단위는 직경이 10nm 이하인 여러 섹션의 스레드입니다. 물 메니스커스 표면에 염색질 퍼짐 준비에서 직경 약 23-25 nm의 확장된 필라멘트가 발견됩니다.
유사분열 또는 감수분열 염색체에 대한 수많은 연구에도 불구하고, 세포 분열 동안 기본 염색체 가닥의 패킹에 대한 일관된 모델을 생성하는 것을 가능하게 하는 미세구조에 대한 데이터는 부족한 상태로 남아 있습니다. 가장 큰 정보는 염색체의 특수 영역인 중심체 영역, 핵소체, 감수성 염색체의 시냅스 복합체의 미세 구조에 대해 얻어졌습니다. 분리된 전체 염색체의 전자현미경 데이터는 식별을 위해 사용되었으며 특히 인간 중기 염색체에 주의를 기울였습니다(Bahr and Larsen, 1974). 이 방법은 염색체의 길이를 따라 기본 염색체 필라멘트의 불균일한 패킹 밀도를 검출하는 것을 가능하게 하였고, 이러한 불균일한 패턴은 광학 현미경으로 검출된 염색체 구조의 선형 분화와 일치하는 것으로 밝혀졌다. 전체 확산 염색체의 전자 회절 패턴에 있는 기본 원섬유의 크기는 약 25-30 nm입니다. 그러한 원섬유에 대한 생화학적 연구와 이에 상응하는 계산은 그 안의 핵단백질 분자가 초꼬임 상태에 있고 히스톤 외에도 원섬유에 다른 단백질이 포함되어 있다는 결론을 내릴 수 있는 근거를 제공합니다.
수많은 특별 논문과 매뉴얼(S. E. Bresler, 1973; I. P. Ashmarin, 1974; G. Stent, 1974 등)에서 분자 유전학 및 염색체 구성 문제를 충분히 완벽하게 다루므로 이 문제에서 이러한 문제를 자세히 고려할 필요가 없습니다. 책. 염색체 조직의 비교적 새로운 분자 측면은 유사한 뉴클레오티드 서열의 빈도에 따라 게놈의 전체 DNA를 분획하는 방법 및 염색체 제제에 핵산을 혼성화하는 방법의 개발과 관련하여 발생했습니다. 이러한 방법은 염색체 세트에서 서로 다른 DNA 분획의 위치를 규명할 가능성을 열어주었습니다. 분자 유전학과 세포 유전학 사이의 경계선인 이 새로운 분야에서 이루어진 중요한 발견은 다음과 같습니다. 수백 수천 번 (G. P. Georgiev, 1973; S. A. Limborskaya, 1975); b) 염색체 세트에서 다른 특성을 가진 DNA의 불균일한 국재화 검출: 가장 많은 수의 반복 서열을 갖는 DNA는 염색체의 이색성 영역에 국재화된다.
현재까지, DNA 분획화 및 분획의 염색체 위치 결정은 많은 유형의 유기체에 대해 수행되었습니다. 각 종은 DNA 구성 및 세트의 염색체에 대한 분포의 특성과 관련하여 게놈의 특정 구조가 특징입니다. 이 방향으로 많은 작업이 인간 세포에서 수행되었습니다. 그 결과는 A. F. Zakharov(1977)와 Jones(1973)에 의해 요약됩니다.
인간 게놈의 DNA는 고유한 사본(약 64%)을 갖는 DNA와 반복적인 서열을 갖는 DNA로 분획될 수 있다. 염기서열의 반복성을 반영하는 renaturation의 비율에 따라, 마지막 부분은 DNA 분자의 낮은(13.4%), 중간(12.3%), 높은(10.3%) renaturation 비율의 DNA로 나눌 수 있습니다. 따라서 인간 게놈의 전체 DNA 중 약 10%는 동일한 서열의 높은 반복률을 가지고 있습니다.
구배 초원심분리를 사용하여 고도로 반복적인 DNA 그룹에서 적어도 4가지 유형의 소위 위성 DNA를 분리했습니다. 이러한 유형의 DNA 외에도 DNA-RNA 혼성화 실험에서 5S, 18S 및 28S 리보솜 RNA의 합성을 암호화하는 DNA의 염색체 국소화가 연구되었습니다. 현재 인간 염색체에서 다양한 유형의 DNA 분포는 다음과 같습니다.
뉴클레오타이드 사본의 반복성이 낮거나 중간인 DNA는 모든 염색체에서 발견되며 팔의 전체 길이를 따라 국한됩니다.
뉴클레오티드 사본의 빈도가 높은 DNA는 주로 pericentromeric 및 부분적으로 telomeric 영역에서 발견됩니다. 위성 개별 DNA는 다른 염색체에 고르지 않게 분포되어 있습니다. 따라서 Y 염색체에는 위성 DNA I 및 IV가 특히 풍부하고 염색체 1과 16에는 위성 DNA II가 가장 많으며 염색체 9-III가 있습니다. 리보솜 DNA 18S 및 28S는 10개의 모든 선심 염색체의 짧은 팔에 거의 독점적으로 포함되어 있습니다. 상염색체 1의 긴 팔의 말단 부분은 5S RNA를 인코딩하는 피스톤이 선호되는 부위입니다. in situ DNA-RNA 혼성화 방법은 다유전자 좌위뿐만 아니라 적은 횟수 반복되는 구조적 유전자도 매핑할 수 있을 것이다(Rotterdam. Conference, 1974).
진핵생물의 유전적 조직의 가장 중요한 두 가지 특징, 즉 구조적 유전자의 차등적 활성과 이 과정을 조절하는 유전자의 많은 부분은 염색체의 상응하는 구조적 조직에 기초해야 합니다. 세포유전학자들의 수십 년의 노력 덕분에 오늘날 우리는 염색체에서 구조와 기능이 상호 작용하는 방식, 염색체가 유전자 시스템을 통합하는 복잡한 역할을 수행하는 방식을 이해하는 데 훨씬 더 가까워졌습니다.
염색체의 구조적 및 기능적 구성의 첫 번째 기본적인 특징은 두 가지 기능적 유형의 염색체 물질인 유염색질과 이질염색질의 존재이며, 이들의 주요 차이점은 전사 활성에 있습니다.
이질염색질에서 유전적 활성의 부족은 구조적 유전자의 결핍(구조적 이질염색질) 또는 유전적 전사에서 그러한 유전자를 운반하는 염색체 영역의 일시적인 배제(통성적 이질염색질, 이질화) 때문입니다.
염색체 조직의 두 번째로 중요한 특징은 염색체를 다양한 유형의 염색질로 구성된 섹션으로 선형 해부하는 것입니다. 각 염색체는 이종 및 진색성 영역의 독특한 배열로 구별됩니다.
유전적 중요성에 따른 염색질의 세분화는 염색질 유형의 차이 및 기타 여러 특성에 따른 상관관계가 있습니다: 간기 핵의 응축 상태 및 유사분열 및 감수분열 주기의 응축 연대기 DNA 복제 시간;
형광색소 또는 비형광성 염료를 사용한 착색과 관련하여; 화학적 돌연변이원의 손상 효과에 대한 민감성; DNA의 화학적 특징, 그리고 분명히 염색질을 구성하는 단백질; 염색체 재배열의 표현형 발현. 이질염색질은 간기 핵의 응축 상태, 유사분열 및 감수분열의 진행 단계에서 응축이 진행되고, 자발적으로 또는 유사분열 중기에서 특정 영향의 영향으로 응축이 지연되는 능력이 특징입니다. euchromatin과 비교하여 염색체의 heterochromatic 영역은 S 기간의 후반 부분에서 재생됩니다. G- 및 C-방법에 따른 차별적 염색을 통해 이색성 세그먼트는 염색(G-세그먼트) 및 집중적으로 염색(C-세그먼트)하는 능력을 유지합니다. 세포 유전학에서 돌연변이 물질에 의해 유도된 구조적 손상의 염색체 길이를 따라 고르지 않은 분포가 잘 알려져 있습니다. 손상 증가를 특징으로 하는 것은 이질염색질 영역입니다. 염기서열이 반복적으로 반복되는 DNA는 이질염색질의 특징이다. 유기체의 표현형에 부정적인 영향을 미치는 불균형인 고유한 유전자를 포함하는 euchromatin과 달리 heterochromatin의 양의 변화는 유기체의 형질 발달에 영향을 미치지 않거나 유의하게 덜 영향을 미칩니다.
염색체의 다양한 구조적 및 기능적 특성의 상호 연결은 염색체 구성의 세 번째 기본 기능입니다. 언급된 상관 콤플렉스에서 인과 관계의 문제는 활발히 연구되고 있습니다. 특히 다양한 유형의 염색질 특성의 다양성 전체가 염색체 DNA의 화학적 특성의 차이로 축소될 수 있는지에 대한 질문에 대한 답을 얻어야 합니다. 그러나 이러한 상관 관계를 이해하는 데 진전이 있더라도 이들의 현상학은 각 특정 인간 염색체의 구조적 및 기능적 해부를 이해하기 위한 주요 도구 역할을 합니다. 축합 밀도, 특정 염료로 염색, DNA의 특징 및 기타 특성 측면에서 개별 염색체의 길이 방향 분화에서 염색체 또는 그 영역을 식별하는 형식적인 징후가 아니라 유전 적 의미가있는 징후가 있습니다. 인간 세포유전학의 이 새로운 분야는 활발히 개발 중이며 염색체 매핑의 발전과 결합하여 인간 세포유전학을 훨씬 더 높은 수준으로 끌어올릴 것입니다. 이 문제에 대해 이미 사용 가능한 정보 중 다음은 유전학에 관심이 있습니다.
C-염색법으로 염색된 이질염색질은 모든 인간 염색체에서 발견되며 구조적 이질염색질이라고 합니다. 모든 상염색체와 X 염색체에서 다른 생물학적 종의 대부분의 염색체와 마찬가지로 중심주위 영역을 차지합니다. Y염색체에서는 장완의 말단부에 국한되어 있다. 다른 염색체에서 C-이질염색질의 양이 다릅니다. 주로 긴 팔로 확장되는 특히 큰 블록은 상염색체 1, 9, 16에 포함되어 있습니다. 가장 규칙적인 이차 수축으로 알려진 것은 이러한 영역입니다. 이 염색질의 특히 작은 블록은 상염색체 2와 X 염색체에서 관찰됩니다. acrocentric 염색체에서 heterochromatin은 짧은 팔로 확장됩니다.
명백하게, circumcentromeric heterochromatin은 다른 염색체에서 동일하지 않으며, 이는 여러 사실에서 비롯됩니다. 이 이질성은 C-염색질이 다른 염색체에 나타나는 C-염색 기술에 사용된 알칼리성 범위의 다양한 최적 시간과 pH에 의해 이미 드러났습니다. 이질성은 염색체를 아크리친 또는 아크리친 머스타드로 염색할 때 특히 잘 나타납니다. 상염색체 1, 9, 16의 C-이질염색질은 전혀 형광을 내지 않는 반면, 상염색체 3, 4, 아크로센트릭 염색체 및 Y 염색체의 이질염색체는 매우 밝게 빛납니다. . 인간 C-heterochromatin의 이질성의 유전적 중요성은 아직 명확하지 않습니다. 이 이질성의 화학적 기초가 명확해지기 시작했습니다. 세포학적 제제에 대한 RNA와 DNA의 혼성화 실험은 다른 인간 염색체의 이질염색질의 차이가 DNA 구조의 특징과 연관될 수 있다는 것을 확립했습니다. 모든 경우에 이것은 반복되는 뉴클레오티드 서열을 가진 DNA이지만 다른 염색체에는 분명히 다른 부류의 DNA가 포함되어 있습니다. 따라서 잘 특성화 된 위성 DNA 중 위성 I 및 IV는 Y 염색체에서 많이 발견되고 위성 II는 상염색체 이질 염색질 1과 16에서 발견되며 위성 III은 상염색체 이염색질 9에서 발견됩니다. acrocentric 염색체의 구조적 이색질 리보솜 DNA의 주요 운반체입니다.
유기체의 발달에 대한 이색 물질의 불균형의 약한 부정적인 영향에 대한 일반 세포 유전학의 데이터에 따라, 중심체 이질 염색질의 크기로 인해 인간 인구에서 중요한 다형성의 존재에 대한 데이터가 있습니다. C형 구조적 이질염색질의 함량은 상염색체 1, 4, 9, 13-15, 16, 21-22 및 Y-염색체에서 특히 크게 다릅니다. 그러한 핵형 변이의 대부분의 운반체에서 표준에서 표현형 편차가 없으면 표준의 변형으로 간주할 수 있습니다. 그러나 이 문제는 아주 최근에 의제로 제기되었습니다. 염색체 규범의 합리적인 경계가 설명되기 전에 대규모 인구 물질에 대한 철저한 연구가 필요합니다.
G-method에 의해 양성으로 염색된 염색체 영역을 구조적 이질염색질의 한 유형으로 간주하는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다. 염료와의 관계 외에도 이 아이디어는 이 영역의 후기 복제, 의향 감수분열 염색체에서 이들에 의한 염색체 형성, 5-브로모데옥시우리딘 또는 감기의 영향으로 유사분열 응축에서 뒤처지는 능력에 의해 뒷받침됩니다. 특히 G-염색 염색질이 풍부한 상염색체의 불균형은 그러한 불균형의 매개체인 개인에게 가장 덜 심각한 발달 기형의 출현을 수반한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 따라서 13번, 18번, 21번 삼염색체는 염색체 이상 범주에 속하며, 동일한 염기서열이 평균적으로 반복되는 DNA가 염색체의 G-염색 부분에 국한된다는 보고도 있습니다.
인간 세포 유전학이 구조, 국소화, 특히 구조적 이질염색질의 유전적 중요성과 관련하여 직면한 질문은 비교적 새로운 것입니다.
분해능의 진보는 일반적으로 진핵생물에서 이질염색질의 성질을 해독하는 과정과 분리될 수 없습니다.
구조적 이질염색질 외에도 조건적 이질염색질이 있으며, 염색체의 출현은 특수한 조건에서 진색성 영역의 이질화로 인한 것입니다. 여성의 체세포에서 X 염색체 중 하나가 유전적으로 비활성화되는 예에서 인간 염색체에서 이러한 현상이 존재한다는 확실한 증거가 있습니다. 인간과 다른 포유류에서 이것은 1932년 Muller가 Drosophila에서 처음 발견한 "유전자 선량 보상" 현상의 특별한 경우입니다. 포유류의 경우 그 본질은 X 염색체에 국한된 두 번째 용량의 유전자가 비활성화되는 진화 적으로 형성된 메커니즘에 있습니다. 그로 인해 X 염색체의 수가 같지 않음에도 불구하고 남성과 여성의 유기체는 기능하는 유전자의 수가 동일합니다 .
Lyon(1961, 1974)에 의해 공식화되었으며, 그녀의 이름을 받은 해당 가설은 세 가지 주요 조항으로 구성됩니다.
1. 정상적인 여성의 체세포에서는 두 개의 X염색체 중 하나가 비활성화됩니다.
2. 신체의 다른 세포에서 모계 또는 부계 X 염색체가 비활성화됩니다.
3. 비활성화는 초기 배아 기간에 발생하며 세포 세대에서 이 X 염색체에 의해 지속적으로 유지됩니다.
리옹 가설은 인간에게서 얻은 사실을 포함하여 수많은 유전적 및 세포학적 사실을 기반으로 하며, 이는 지명 이후 수년간 지속적으로 업데이트되었으며 이에 대한 정보는 여러 리뷰에서 찾을 수 있습니다(A.F. Zakharov, 1968; Lyon, 1972, 1974; Ghandra와 Brown, 1975 등).
유전적 사실은 두 개의 세포 집단이 X 염색체에 연결된 형질에 대한 이형 접합체에서 발견된다는 사실에 근거합니다. 그 중 하나에서 모성 X 염색체 유전자의 작용이 나타나고 다른 하나에서는 부계 또는 모계 대립 유전자의 비활성화와 관련된 부계 유전자가 나타납니다. 그녀의 가설을 공식화할 때 Lyon은 야생 유전자 또는 돌연변이 대립유전자가 신체의 다른 부분에서 비활성화되었기 때문에 생쥐 코트의 모자이크 착색 사례에 의존했습니다. 인간의 경우, 각각 X 염색체에 국한된 유전자의 두 대립유전자 중 하나가 비활성화된 두 집단의 세포로 이루어진 이형접합 여성의 체내 존재에 대한 상세한 증거는 포도당- 6-포스페이트 탈수소효소, 포스포글리세르산 키나제, 하이포크산틴-포스포리보실트랜스퍼라제, 적혈구 혈액형 Xg(a), X-연관 무감마글로불린혈증 및 점액다당증(헌터 증후군), 혈우병 연구에서. 글루코스-6-인산 탈수소효소의 전기영동 변이체에 대한 이형접합체에서 인간 X 염색체가 초기 배아기에 불활성화되는 것이 확인되었다(Migeon and Kennedy, 1975). X-연관 유전 질환, 특히 일란성 쌍둥이에서 데이터를 해석할 때 이러한 발견을 염두에 두어야 합니다.
리옹 가설을 지지하는 세포학적 증거도 매우 강력합니다. 정상적인 여성 체세포에서 두 개의 X 염색체 중 하나가 이염색체화된 염색체의 특성에 해당한다는 점입니다. 간기 핵에서는 조밀하게 응축되고 강하게 염색된 염색질 덩어리인 소위 바체(X-염색질)의 형태로 발견됩니다. 의제에서 이 염색체는 축합 주기에서 상동체인 두 번째 X 염색체보다 앞서 있습니다. 저온 또는 5-브로모데옥시우리딘에 대한 실험적 노출 조건에서 X 염색체 중 하나는 축합에서 상당히 뒤쳐지며, 이와 관련하여 상염색체 1, 9, 16 및 Y 염색체의 구조적 이질염색질과 다르지 않습니다. 두 번째 X 염색체는 DNA 복제의 시작과 끝에서 가장 지연되는 것 중 하나입니다.
인간의 X-염색체 시스템의 수많은 변칙 사례에 대한 연구에 따르면 유전자 선량 보상 현상은 X 염색체 수의 위반의 모든 경우에도 적용되어 체세포에서 하나의 X 염색체 만 활성 상태로 남습니다. . 이와 관련하여 특히 실증적인 것은 비활성화된 X 염색체의 수가 세포에 존재하는 수에서 유전적으로 기능하는 염색체 1개를 뺀 것과 같을 때 X-다염색체입니다.
위와 같이 인간의 핵형에 대한 정보는 지속적으로 심화되고 있으며 분자 수준의 연구가 점점 더 많이 진행되고 있습니다. 인간 유전의 물질적 기초에 대한 세포학적 연구는 별개의 형질에 대한 유전적 분석으로 잘 보완됩니다.
인간 유전학은 유전학, 생리학, 세포학, 생화학 등 생물학의 다른 영역에서도 사용되는 다양한 연구 방법을 사용합니다. 인간 유전학에는 세포 유전학, 쌍둥이, 계보학 등 자체 연구 방법도 있습니다.
분자생물학과 생화학의 업적은 유전학의 발전에 큰 기여를 했습니다. 현재 생화학 및 분자 유전 연구 방법은 인간 유전 및 의학적 유전학에서 주도적인 역할을 합니다. 그러나 세포 유전학, 계보학 및 쌍둥이 방법과 같은 인간 유전학의 고전적인 방법은 특히 진단, 의학적 유전 상담 및 자손의 예후 문제에서 매우 중요합니다.
세포 유전학 방법의 가능성에 대해 알아 봅시다.
이 방법의 본질은 정상 및 병리학 적 조건에서 인간 세포의 염색체 세트의 특성뿐만 아니라 개별 염색체의 구조를 연구하는 것입니다. 림프구, 협측 상피세포 등 입수가 용이한 세포, 배양, 핵학적 분석 대상이 되는 세포는 이를 위한 편리한 대상이 된다. 이것은 사람의 성별 및 염색체 유전 질환을 결정하는 중요한 방법입니다.
세포 유전학 방법의 기초는 인간 세포의 개별 염색체 형태에 대한 연구입니다. 염색체 구조를 이해하는 현대 단계는 이러한 가장 중요한 핵 구조의 분자 모델 생성, 유전 정보의 저장 및 전송에서 염색체의 개별 구성 요소의 역할에 대한 연구를 특징으로 합니다.
1장에서는 단백질, 핵산 등 염색체의 구성성분을 살펴보았다. 여기서 우리는 염색체의 구조와 형태에 대해 간략하게 설명합니다.
염색체의 구조.
유전에 대한 염색체 이론은 미국 과학자 T. G. Morgan에 의해 만들어졌습니다. 초파리 초파리에 대한 많은 연구를 수행한 후 Morgan과 그의 학생들은 유전자라고 불리는 Mendel이 발견한 유전 인자가 염색체에 있다는 것을 발견했습니다. T. Morgan과 그의 학생들은 유전자가 염색체의 길이를 따라 선형으로 배열되어 있음을 보여주었습니다.
염색체가 주요 유전자원(유전자 운반체)이라는 것이 증명된 후, 가장 집중적인 연구 기간이 시작되었습니다. 분자 생물학과 유전학의 발전으로 원핵생물과 진핵생물에서 염색체의 구조와 기능에 대한 몇 가지 패턴을 이해할 수 있게 되었지만 아직 많이 알려지지 않은 상태로 남아 있습니다. 최근 몇 년 동안 진핵생물, 특히 인간의 염색체는 유전학자에서 물리학자에 이르기까지 다양한 전문가의 연구 대상이 되었습니다.
F. Arrighi와 공동 저자(1971)는 고유한 서열이 인간 염색체 DNA의 56% 이상, 고도로 반복적인 DNA의 12.4%, 중간 반복의 8%를 차지한다는 것을 발견했습니다. 인간 염색체의 DNA에서 반복되는 유전자의 총 수는 28%입니다. 인간의 염색체 수는 오랫동안 불분명했습니다. 사실 포유류, 특히 인간의 염색체 수를 결정하는 것이 어려웠습니다. 염색체는 작고 매우 많으며 셀 수 없었습니다. 세포가 고정되면 덩어리로 합쳐져 실제 염색체 수를 파악하기 어려웠다. 따라서 최초의 연구자들은 인간 세포의 염색체 수를 정확하고 정확하게 계산할 수 없었습니다. 44에서 50으로 다른 수의 염색체가 호출되었습니다.
일반적으로 세포의 염색체는 중기 판의 단계에서 유사 분열 동안 관찰됩니다. 간기 핵에서 염색체는 광학 현미경으로 볼 수 없습니다. 1912 년 G. Winivarter는 수술 중 제거 된 인간 생식선의 정자와 난소의 염색체를 연구하여 남성 염색체 세트 (핵형)에는 47 개의 염색체가 있고 여성에는 48 개의 염색체가 있음을 발견했습니다. 1922 년 T. Painter는 Winivarter의 연구를 반복하여 남성과 여성의 핵형이 각각 48개의 염색체를 포함하지만 여성은 2개의 염색체에서만 남성과 다르다는 것을 발견했습니다. 여성은 2개의 큰 성염색체를 가지고 있는 반면 남성은 1개의 큰 X 염색체와 1개의 작은 K 염색체를 가지고 있습니다. 이후 몇 년 동안 이 견해는 다른 과학자들에 의해 지지되었습니다. P. I. Zhivago와 A. G. Andrea(1932)는 길이에 따른 염색체의 첫 번째 분류를 제안했습니다. 염색체는 서로 매우 가깝고 연구하기가 매우 어렵기 때문에 이후 몇 년 동안 인간의 정확한 염색체 수는 논쟁과 토론의 주제였습니다. 그러나 이 문제에 대해 연구자들 사이에 점차 합의가 이루어졌고 30년 동안 대부분의 세포유전학자들은 인간의 염색체 수는 48개, 반수체 수는 24개라고 믿었습니다. 염색체 연구를 위한 개선된 방법으로 더 많은 염색체를 얻을 수 있게 되었습니다. 인간 세포의 염색체 수에 대한 정확한 정보, 일부 기형의 원인이 되는 정상적인 핵형 이상을 식별합니다. 두 가지 방법이 특히 유익한 것으로 판명되었습니다.
1. 알칼로이드 콜히친으로 세포 배양을 처리하면 중기 단계에서 분열하는 세포가 축적됩니다.
2. 약한 염 용액으로 세포를 처리하여 부종을 유발하고 염색체를 곧게 펴서 연구를 용이하게합니다.
1956년, 스웨덴 세포학자 J. Tiyo와 A. Levan은 낙태된 인간 배아에서 채취한 폐 조직에서 세포 배양물을 준비했으며, 개선된 세포 처리 기술을 사용하여 46개의 염색체가 명확하게 보이는 비정상적으로 투명한 제제를 얻었습니다.
몇 달 후, 영국의 C. Ford와 J. Hammerton은 남성의 고환(정자세포)에 있는 생식 세포의 2배체 전구체에도 46개의 염색체와 반수체(1차 분열의 정자 세포) - 각각 23개의 염색체가 있음을 발견했습니다.
그 후, 다양한 인간 장기와 조직의 많은 세포를 연구한 결과 모든 곳에서 정상적인 염색체 수는 46개로 밝혀졌습니다.
여성의 핵형은 하나의 성염색체에서만 남성과 다릅니다. 나머지 22쌍은 남녀 동일합니다. 이 22쌍의 염색체를 상염색체라고 합니다. 정상적인 핵형은 44개의 상염색체(22쌍)와 2개의 성염색체로 구성됩니다. 더블 엑스여성과 XY남성의 경우, 즉 여성의 핵형은 2개의 큰 성염색체를 갖고, 남성의 핵형은 하나의 크고 하나의 작은 성염색체를 갖는다.
인간 생식 세포에는 단일 (반수체) 염색체 세트가 23개 있고 체세포에는 이중 (이배체) 세트가 46개 있습니다. 이러한 발견은 염색체에 대한 추가 연구를 자극했습니다. 말초 혈액 림프구의 배양물 및 기타 개체에서 염색체를 연구하기 위한 방법이 개발되었습니다. 현재, 염색체는 말초혈액 림프구에서 비교적 쉽게 검사된다. 정맥혈을 특수영양배지에 넣고 세포분열을 촉진하는 식물성헤마글루티닌을 첨가하여 72시간 동안 항온조에 둡니다. 인큐베이션 종료 6시간 전에 콜히친을 첨가하여 중기 플레이트 단계에서 세포 분열 과정을 지연시킵니다. 그런 다음 배양물을 저장성 NaCl 용액에 넣고 세포가 부풀어 오르면 핵 껍질이 약간 파열되고 염색체가 세포질로 전환됩니다. 그 후, 제제를 핵 염료, 특히 아세토오르세인으로 염색하고 침지하여 광학 현미경으로 검사합니다.
현미경으로 총 염색체 수를 고려하여 사진을 찍은 다음 각 염색체를 가위로 사진에서 잘라내어 가장 큰 (첫 번째) 염색체부터 시작하여 가장 작은(20초) 및 성 Y-염색체. 발광 기술을 사용하면 다양한 유형의 염색체 이상이 있는 환자를 식별하기 위해 빠르고 쉽게 대량 연구를 수행할 수 있습니다. 단일 세포의 이배체 세트의 정량적(염색체 수 및 크기) 및 정성적(염색체 형태) 특징 세트는 "핵형"이라는 용어로 표시됩니다. 염색체의 구조는 세포분열의 단계(전기, 중기, 후기, 말기)에 따라 변한다.
이미 유사 분열의 단계에서 염색체가 동일한 직경의 두 개의 상호 얽힌 실인 염색 분체에 의해 형성된다는 것을 알 수 있습니다. 중기에서 염색체는 이미 나선형으로 되어 있으며 두 개의 염색분체가 좁은 간격으로 분리되어 평행하게 놓여 있습니다. 각 염색분체는 두 개의 반염분체로 구성됩니다. 유사 분열의 결과로 모체 염색체의 염색 분체가 자매 염색체가되고 반 염색 분체가 염색 분체가됩니다. Chromatids는 단백질과 핵산으로 구성된 소위 DNP의 얇은 가닥인 염색체를 기반으로 합니다.
간기(두 세포 분열 사이의 간격)에서 염색질은 핵막 및 핵 단백질 기질과 밀접하게 연관되어 있습니다. 그것은 또한 DNP의 탈감쇄 가닥의 넓은 영역을 형성합니다. 그런 다음 점차적으로 염색질이 나선화되어 전형적인 중기를 형성합니다. 
염색체. 크기는 2에서 10미크론까지 다양합니다.
현재 상염색체와 성염색체(골수 세포, 림프구, 섬유아세포, 피부 세포, 재생 간)의 구조적 특징이 집중적으로 연구되고 있습니다.
염색체는 염색체라고 불리는 구조를 포함합니다. 염색체는 염색체의 감긴 부분입니다. 염색체 사이의 공간은 염색체 필라멘트로 표시됩니다. 각 염색체의 염색체 위치는 유전적으로 결정되어 엄격하게 고정되어 있습니다.
염색체는 상대적으로 큰 유전 단위로 대장균 염색체와 길이가 비슷합니다. 염색체의 구조와 기능은 현대 유전학의 주요 수수께끼입니다. 일부 염색체는 하나의 구조 유전자와 많은 조절 유전자가 있는 하나의 유전적 위치라고 가정합니다. 여러 구조 유전자가 다른 염색체에 위치하는 것이 가능합니다.
Chromonemes와 chromomere는 비 염색 물질 인 매트릭스로 둘러싸여 있습니다. 매트릭스에는 데옥시리보핵산 및 리보핵산, 단백질이 포함되어 있다고 믿어집니다.
염색체의 특정 부분은 핵소체를 형성합니다. 핵소체는 유전자 활동의 산물(리보솜, RNA 입자 등)으로 둘러싸인 염색체의 어느 정도 탈감쇠된 부분입니다. 다음은 리보솜 RNA의 합성과 리보솜 형성의 특정 단계입니다. 그것은 세포의 RNA의 대부분을 합성합니다.
중기 염색체에서는 중심체, 염색체의 두 팔, 텔로미어 및 위성과 같은 몇 가지 더 많은 형성이 구별됩니다.
염색체의 centromeric (meros - 그리스어, 부분) 영역은 염색체 준비에서 볼 수있는 염색체의 비 염색 파손입니다. 중심체는 2-3쌍의 염색체를 포함하고 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 유사 분열에서 염색체의 움직임을 지시하는 것으로 믿어집니다. 스핀들 스레드가 중심에 부착됩니다.
텔로미어(염색체 끝에 있는 특수한 구조)도 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 그들은 여러 염색체를 포함합니다. 텔로미어는 중기 염색체가 서로 말단에 부착되는 것을 방지합니다. 텔로미어가 없으면 염색체가 "끈적끈적"하게 되어 다른 염색체 단편에 쉽게 붙습니다.
염색체의 일부 영역은 진색성(euchromatic)이라고 하고 다른 영역은 이색성(heterochromatic)이라고 합니다. 염색체의 euchromatic 영역은 유전적으로 활성 영역이며 기능하는 핵 유전자의 주요 복합체를 포함합니다. 유크로마틴의 가장 작은 조각이라도 손실되면 유기체가 죽을 수 있습니다. 염색체의 이색성 영역은 일반적으로 고도로 나선형이며 일반적으로 유전적으로 활성이 없습니다. nucleolar organizer는 heterochromatin에 있습니다. 이질염색질의 상당 부분이 손실되더라도 종종 유기체의 죽음으로 이어지지 않습니다. 염색체의 이색성 영역은 진색성 영역보다 늦게 복제됩니다. euchromatin과 heterochromatin은 물질이 아니라 염색체의 기능적 상태임을 기억해야 합니다.
크기가 증가함에 따라 상동 염색체의 사진을 배열하면 핵형의 소위 표의 문자를 얻을 수 있습니다. 따라서 idiogram은 염색체의 그래픽 표현입니다. idiogram에서 상동체 쌍은 크기가 감소하는 순서로 행으로 배열됩니다.
인간의 경우 idiogram에서 46개의 염색체 중 염색체의 중심체 위치에 따라 세 가지 유형의 염색체가 구별됩니다.
1. Metacentric - 중심체는 염색체의 중심 위치를 차지하며, 염색체의 두 팔은 거의 같은 길이입니다.
2. 준중심성 - 중심체가 염색체의 한쪽 끝에 더 가까이 위치하여 길이가 다른 염색체 팔을 만듭니다.
| 중심체의 크기와 위치에 따른 인간 염색체의 분류 | ||
| 염색체 그룹 | 핵형 수 | 염색체의 특성 |
| 답(1) | 1,2,3 | 1과 3은 거의 메타센트릭이고 2는 큰 서브메타센트릭입니다. |
| 11시에) | 4,5 | 큰 아중심심 |
| 다(Ⅲ) | 6-12 | 중간 준중심 |
| A(LV) | 13-15 | 중간 중심 |
| E(V) | 16-18 | 작은 준중심 |
| F(VI) | 19-20 | 가장 작은 메가센트릭 |
| 지(VII) | 21-22 | 가장 작은 중심 |
| X 염색체(그룹 III에 속함 | 23 | 중간 거의 메타센트릭 |
| Y염색체 | 23 | 얕은 중심 |
3. Acrocentric - 중심체는 염색체의 끝에 위치합니다. 한 어깨는 매우 짧고 다른 어깨는 길다. 염색체는 서로 구별하기가 쉽지 않습니다. 세포유전학은 염색체 식별 방법을 통일하기 위해 1960년 미국 덴버에서 열린 회의에서 염색체의 크기와 중심체의 위치를 고려한 분류를 제안했습니다. 같은 해에 Patau는 이 분류를 보완하고 염색체를 7개의 그룹으로 나눌 것을 제안했습니다. 이 분류에 따르면 첫 번째 그룹 A에는 큰 1, 2 및 3개의 하위 및 아크로센트릭 염색체가 포함됩니다. 두 번째 그룹 B - 큰 아중심 쌍 4-5. 세 번째 그룹 C는 중간 정도 중심성(6-12쌍)과 염색체 6과 7 사이에 크기가 있는 X 염색체를 포함합니다. 그룹 D(네 번째)에는 중간 중심성 염색체(13, 14 및 15쌍)가 포함됩니다. 그룹 E (다섯 번째) - 작은 아중심 염색체 (16, 17 및 18 쌍). 그룹에 에프(6번째) 작은 중심성(19번째 및 20번째 쌍) 및 그룹 G(7번째) - 가장 작은 acrocentric 염색체(21번째 및 22번째 쌍) 및 작은 acrocentric 성 Y-염색체(표 4).
다른 염색체 분류(런던, 파리, 시카고)가 있으며, 덴버 분류의 조항이 개발, 구체화 및 보완되어 궁극적으로 각 인간 염색체와 그 부분의 식별 및 지정을 용이하게 합니다.
짧은 팔에 있는 그룹 IV(D, 13-15 쌍) 및 그룹 VII(G, 21-22 쌍)의 선심 염색체에는 소위 위성이라고 하는 작은 추가 구조가 있습니다. 어떤 경우에는 이러한 위성이 감수 분열에서 세포 분열 중에 염색체가 서로 접착되어 염색체가 고르지 않게 분포하는 원인이 됩니다. 한 성 세포에는 22개의 염색체가 있고 다른 하나에는 24개의 염색체가 있습니다. 이것이 하나 또는 다른 한 쌍의 염색체에 대해 일염색체와 삼염색체가 발생하는 방식입니다. 한 염색체의 단편은 다른 그룹의 염색체를 연결할 수 있습니다(예: 단편 21 또는 22는 13 또는 15를 연결함). 이것이 전위가 발생하는 방법입니다. 21번 염색체의 3염색체성 또는 그 단편의 전위가 다운병의 원인입니다.
이 7개의 염색체 그룹 내에서 단순한 현미경으로 볼 수 있는 외부적 차이만으로는 염색체를 식별하는 것이 거의 불가능합니다. 그러나 또한 acryhini의 염색체를 처리 할 때 여러 가지 다른 염색 방법을 사용하여 식별 할 수 있습니다. 여러
Q-, G-, C-기술(A. F. Zakharov, 1973)에 따른 염색체의 차별적 염색 방법(그림 27). 개별 인간 염색체를 식별하는 몇 가지 방법을 살펴보겠습니다. 소위 방법의 다양한 수정이 널리 사용됩니다. 큐.예를 들어, QF 방법 - 형광색 사용; QFQ 방법 - 퀴나크린 사용; QFH 방법 - 특수 염료 회사 "Hext" No. 33258을 사용하여 염색체 DNA(위성 DNA 등)에서 반복되는 뉴클레오티드 서열을 나타냅니다. GT 트립신 방법의 수정은 염색체를 연구하고 개별적으로 특성화하기 위한 강력한 도구입니다. 예를 들어, 트립신 및 Giemsa 염색을 사용한 염색체 처리를 포함하는 GTG 방법, GTL 방법(트립신 처리 및 Leitman에 따른 염색)의 이름을 지정하겠습니다.
아세테이트 염 및 Giemsa 염료로 염색체를 처리하는 알려진 방법, 수산화 바륨, 아크리딘 오렌지 등을 사용하는 방법.
Hekst 사의 methyl green, acridino orange, dye No. 33258로 염색한 Feulgen 반응을 이용하여 염색체 DNA를 검출합니다. 단일 가닥 DNA가 있는 Acridino-orange 염료는 이량체 결합을 형성하고 적색 발광을 제공하며 이중 가닥 나선 DNA는 1차원 결합을 형성하고 녹색으로 발광합니다.
적색 발광의 강도를 측정함으로써 DNP와 염색질의 자유 자리 수, 녹색-적색 발광의 비율-염색체의 기능적 활성을 판단할 수 있습니다.
60°로 가열하면 bromphenode blue, strong green, silver, immunoluminescent method, hallucyanin alum, Hext dye No. 1, acridino orange로 RNA 염색을 하여 다양한 pH에서 염색체의 히스톤과 산성 단백질을 검출합니다.
전자현미경, 조직자동방사선촬영 및 기타 여러 방법이 널리 사용됩니다.
1969년 스웨덴 생물학자 T. Kaspersson과 그의 동료들은 머스타드 퀴나크린으로 염색하고 자외선 스펙트럼의 가장 긴 파장을 가진 현미경으로 조명한 염색체가 발광하기 시작하여 염색체의 일부는 더 밝게 빛나고 나머지는 더 약하다는 것을 보여주었습니다. 그 이유는 염색체 표면의 화학적 구성이 다르기 때문입니다. 이후 몇 년 동안 연구자들은 인간 Y 염색체의 끝 부분이 다른 인간 염색체보다 밝게 빛나서 슬라이드에서 Y 염색체를 쉽게 찾을 수 있다는 것을 발견했습니다.
Acryhiniprit는 DNA의 GC 쌍에 우선적으로 결합합니다. 이색 영역의 개별 디스크는 형광을 냅니다. DNA를 제거하십시오 - 빛이 사라집니다. 형광 염색체의 지도가 편집되었습니다. 27종의 포유류 중 인간, 침팬지, 고릴라, 오랑우탄만이 빛나는 Y 염색체를 가지고 있습니다. 빛은 2천만 년 전에 진화에 나타난 유전자 반복과 관련이 있습니다.
따라서 일반적으로 인간의 체세포에는 46개의 염색체(23쌍)가 있고 성 세포에는 23개의 염색체가 있으며 각 쌍의 염색체가 하나씩 있습니다. 정자 세포와 난자 세포가 융합하면 접합체에서 염색체 수가 두 배가 됩니다. 따라서 인체의 각 체세포에는 한 세트의 부계 염색체와 한 세트의 모체 염색체가 있습니다. 사람에게 46개의 염색체가 있으면 다양한 원숭이에서 염색체 수는 34, 42, 44, 54, 60, 66입니다.
초음파 또는 고압의 작용으로 염색체를 구성하는 DNA 가닥을 별도의 단편으로 분해하는 것이 가능합니다. DNA 용액을 80~100°의 온도로 가열하여,
DNA 변성, 즉 그것을 구성하는 두 가닥의 발산을 유발할 수 있습니다. 특정 조건에서 연결이 끊어진 DNA 가닥은 안정적인 이중 가닥 DNA 분자로 재결합될 수 있습니다(DNA 재결합 또는 재생성). DNA 변성 및 재생은 고정된 염색체의 준비에서도 적절하게 처리하여 얻을 수 있습니다. 그 후 염색체가 Giemsa 염료로 염색되면 밝은 줄무늬와 어두운 줄무늬로 구성된 명확한 가로 줄무늬가 나타납니다. 각 염색체에서 이러한 밴드의 위치는 다릅니다. 따라서 Giemsa 디스크는 23쌍의 염색체를 각각 식별할 수도 있습니다.
이러한 방법 및 기타 방법, 특히 다양한 동물과 인간의 체세포 혼성화는 염색체 매핑, 즉 하나 또는 다른 염색체에서 다른 유전자의 위치를 결정하는 데 사용됩니다. 현재 인간 상염색체와 성염색체에 약 200개의 유전자가 매핑되어 있습니다.
1975년 말에 다음과 같은 수의 유전자가 다른 인간 염색체에 국한되었습니다(AF Zakharov, 1977): 1개의 염색체 - 24개의 유전자; 2개의 염색체 - 10, 3-2, 4-3, 5-3, 6-14, 7-4, 8-1, 9-8, 10-5, 11-4, 12-10, 13-3, 14 -3, 15-6, 16-4, 17-14, 18-1, 19-4, 20-3, 21-4, 22-1; Y 염색체 - 2; X 염색체 - 95개 유전자.
1949년 M. Barr와 C. Bertram은 고양이 신경 세포를 연구하면서 간기 세포 핵이 강하게 염색된 몸체를 포함하고 있으며 이는 여성 세포의 핵에만 존재하고 수컷에게는 존재하지 않는다는 사실에 주목했습니다. 그것은 많은 동물에서 발견되었으며 항상 암컷에서만 발견되었습니다. 이 작은 몸을 성염색질 또는 Barr 몸이라고 합니다. 많은 척추동물과 인간에서 그것은 가스트룰라 단계의 초기 개체 발생에서 나타나지만 생식선(성선)이 발달하기 전에 나타납니다. 성염색질의 위치, 모양, 구조는 성호르몬의 영향을 받지 않으므로 2차 성징이 아닙니다. 성 염색질체의 수와 수 사이 엑스-핵의 염색체는 직접 연결되어 있습니다. 간기 핵의 성염색질은 X 염색체 중 하나의 나선화에 기인하며, 불활성화는 남성과 여성의 세포에서 성염색체 유전자의 균형을 균등하게 하는 메커니즘입니다(즉, 이것은 선량에 대한 메커니즘 중 하나입니다. 유전자 보상).
1961년에 몇몇 연구자들은 정상 여성의 X 염색체 중 하나가 유전적으로 상대적으로 비활성 상태임을 동시에 제안했습니다. 1961년 영국 연구원 M. Lyon은 여성의 신체 세포에서 X 염색체 중 하나가 비활성화되는 메커니즘에 대한 가설을 제시했습니다. 이 가설의 요점은 다음과 같다.
1. 여성 세포의 두 X염색체 중 하나는 비활성화되어 있습니다.
2. 비활성 염색체는 부계 또는 모체의 염색체일 수 있습니다.
3. 비활성화는 초기 배아 발생에서 발생하며 세포주의 추가 번식 및 발달 동안 지속됩니다. 이 X 염색체 비활성화 과정은 여러 세대에 걸쳐 가역적입니다.
더블 엑스*->- 와우 ->XX*등(여기서 별표는 나선 X 염색체를 나타냄). 포르투갈의 유전학자 Serra는 유전 물질의 이러한 유형의 가역적 변화를 트렙션(그리스 트렙토스에서 - 변화)이라고 부를 것을 제안했습니다.
세포의 나선형 X 염색체는 성 염색질 또는 바체를 형성합니다. 여성의 세포 핵에 여러 개의 X 염색체가 있으면 세포에 여러 개의 Barr 몸체가 있으며 하나의 X 염색체만 활성 상태로 남아 있습니다. X 염색체는 완전히 비활성화되지 않았으며 짧은 팔의 일부는 유전적으로 활성 상태를 유지합니다. 어느 정도 X 염색체의 비활성화는 세포주기의 단계와 유기체의 생리적 상태에 달려 있습니다. Barr 신체의 과잉 또는 부재로 인해 일부 유형의 유전 질환이 진단 될 수 있습니다 (예 : Klinefelter 증후군, Shereshevsky-Turner 증후군). 성 염색질을 포함하지 않는 세포(염색질 음성 세포)는 염색체 45, XO(Shereshevsky-Turner 증후군) 세트를 가진 개인에서 발견됩니다.
46,XY(일반 남성); 47, XYY(Y 염색체가 2개인 클라인펠터 증후군). 일반적으로 정상적인 남성 신체의 세포에는 일정한 수의 Barr pseudobody(상염색체의 압축된 부분)와 나선화된 Y 염색체가 발견되므로 다양한 염색체 질환을 진단할 때 이러한 형성을 구별할 수 있어야 합니다. 나선화된 여분의 X 염색체에 의해 형성된 전형적인 성 염색질. Barr의 몸은 염색체 세트 46,XX(정상 여성)에서 발견됩니다. 47,XXY 및 48,XXYU(클래식 클라인펠터 증후군). 3개의 X 염색체를 가진 사람에게서 2개의 Barr 시체가 발견됩니다(47, XXX). 3개의 X 염색체와 1개의 Y(48, XXXY, 클라인펠터 증후군); 49, XXXXY(클라인펠터 증후군). 3개의 Barr 소체가 48, XXXX 및 49, XXXXY 핵형에서 발생합니다(중증 클라인펠터 증후군).
배수체 세포에서 성 염색질체의 수는 배수체에 해당합니다. Gardner 공식에 따르면 Barr 몸체의 수(B)
같음 B = X - , 여기서 엑스 - X 염색체의 수, R -세포 배수성. 비 배수체 세포에서 성 염색질체의 수는 X 염색체의 수에서 1을 뺀 것과 같습니다. (에 = 엑스 - 1).
염색체의 구조적 변화
염색체는 다양한 구조적 변화를 겪을 수 있습니다. 특히 중요한 것은 염색체의 개별 단편의 손실(분할) 또는 한 염색체의 섹션을 다른 염색체로의 이동(전좌)입니다. 전좌는 라틴 문자 /로 표시되며, 그 옆의 괄호에는 그룹의 색인 또는 기증자 염색체의 번호, 전송 된 부위의 지정이 기록됩니다. 받는 염색체에 대해 동일한 지정이 표시됩니다(예: 46). XXt (수+ + B4 큐-). 괄호 안의 글자 아르 자형그리고 큐전위에 의해 영향을 받는 염색체 팔을 나타냅니다. 염색체의 짧은 팔은 문자로 표시됩니다. 아르 자형,긴 편지 큐,위성은 문자 s 등으로 표시됩니다. 팔의 길이가 증가하면 더하기 기호로, 감소하면 빼기 기호로 표시됩니다(둘 다 염색체 기호 뒤에 위치).
핵형에 하나의 추가 염색체가 나타나면 삼염색체가 생깁니다. 모든 염색체의 수가 여러 번 증가하는 것을 배수성이라고 합니다(삼배체, 사배체 등이 있을 수 있음). 한 쌍의 상동 염색체 중 하나가 손실되면 일염색체라는 상태가 발생합니다. 염색체 수 또는 구조의 변화를 염색체 이상이라고 합니다.
염색체의 가장 흔한 구조적 장애 유형인 결실 및 전좌를 고려해 봅시다. 삭제해도 전체 염색체 수는 변경되지 않습니다. 그러나 일부 염색체는 유전 물질이 부족하여 표현형에 다양한 변화를 일으킵니다. 가장 흔한 결손은 5번째와 18번째 상염색체와 X염색체입니다. 삭제는 다양한 유전 질환 및 증후군의 발병으로 이어집니다.
1963년 J. Lejeune은 "고양이 울음" 증후군을 설명했습니다. 그런 아이들의 외침은 "고양이의 야옹"과 비슷합니다. 어린이는 후두의 날카로운 저발달, 둥근 달 모양의 얼굴, 소두증, 소악증, 눈의 몽골로이드 절개, 낮은 기형 귓바퀴, 근육 저혈압 및 경미한 이차 성징을 가지고 있습니다. 이 아이들은 정신지체입니다. 어린이의 핵형에서는 5 번째 염색체 쌍의 짧은 팔이 결실되어 있습니다.
18번 염색체의 장완과 단완의 분열은 얼굴, 골격, 내장의 다양한 구조적 장애를 동반한다. 어린이는 정신 지체, 영양 실조, 저혈압, 소두증, 얼굴의 저발달, 낮은 거친 목소리, 외부 생식기의 저발달, 중이, 외이도 폐쇄 및 기타 기형이 있습니다.
18번 염색체 단완의 결손으로 환자들은 골격, 내장, 정신지체 등 다양한 결함을 갖게 된다.
X 염색체의 짧은 팔의 결실은 X 염색체의 부분적인 일염색체로 해석될 수 있습니다. 성장 지연, 심각한 신체 기형이 없는 난소 저발달이 있는 여성에서 설명됩니다. 그러나 성염색질이 검출되지만 그 크기는 정상보다 훨씬 작습니다.
만성 골수성 백혈병에서는 21번째 염색체(소위 필라델피아 염색체)의 단완의 단축이 나타납니다. 그러나 이 염색체는 혈구와 골수 점액에서만 발견됩니다. 다른 세포는 정상적인 핵형을 가지고 있습니다.
두 개의 말단 부족으로 인해 끊어진 끝이 연결되어 고리 염색체가 형성됩니다. 따라서 염색체 구조의 이러한 위반은 실제로 결실의 특별한 경우입니다. 환자의 임상상(고리 염색체 보인자)은 해당 염색체의 결실과 유사합니다. 따라서 그룹 B의 고리 염색체(5번째 쌍)에서는 "고양이 울음" 증후군의 임상상이 나타나고 고리 X 염색체에서는 임상상이 셰레셰프스키-터너 증후군에 가깝습니다.
전좌는 유전 물질이 염색체 사이에서 교환되는 구조적 재배열입니다. 다양한 유형의 전좌가 가능합니다. 비-상호적, 한 염색체의 유전 물질이 다른 염색체로 옮겨질 때, 그리고 마지막으로 중심적 연결. acrocentric 염색체 사이의 마지막 전좌가 가장 일반적입니다. 이 경우 acrocentric 염색체의 짧은 팔의 작은 조각만 손실됩니다. 이러한 재배열의 대부분은 전위 운반체의 표현형에 심각한 편차를 일으키지 않기 때문에 균형 잡힌 것으로 간주될 수 있습니다. 그러나 그러한 보인자의 자손은 비정상적인 염색체 세트의 특징적인 결함이 임상적으로 뚜렷합니다.
다운병은 21번 상염색체의 삼염색체성과 이 염색체의 일부가 다른 염색체로 전좌되는 경우 모두에서 관찰될 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 이러한 환자는 46개의 염색체를 가지고 있지만 21번째 염색체의 단편이 여전히 붙어 있기 때문에 염색체 중 하나는 실제로 이중이고 결과적으로 이러한 재배열이 불균형한 것으로 판명됩니다. 이 환자의 부모에서 핵형에는 45개의 염색체가 포함되었지만 염색체 중 하나는 실제로 두 배였습니다(전좌 포함). 이 염색체를 포함하는 난자가 수정되면 접합체의 정상적인 정자는 실제로 3개의 21번째 염색체를 갖게 되며, 이는 다운병에 의해 표현형으로 나타납니다.
21번째 염색체는 여성의 경우 15번째 또는 D 그룹의 다른 염색체(13번째, 14번째)로, 남성의 경우 22번째 염색체로 가장 자주 전위됩니다. 이 경우, 21번 삼염색체증(trisomy 21)이 나이든 어머니에게서 태어난 아이들에게 더 흔한 것과는 대조적으로, 젊고 건강한 부모는 다운병에 걸린 아이를 가질 수 있습니다. 이러한 보인자의 표현형이 정상 유전자형을 가진 개체의 표현형과 크게 다르지 않기 때문에 핵형을 검사하지 않고 다운병에 걸린 아이가 출생하기 전에 개인의 전위의 존재를 결정하는 것은 실질적으로 불가능합니다. 따라서 이러한 모든 경우에 핵형에 대한 연구가 특히 중요합니다.
부모 중 하나에서 전위 동안 다운 병의 발병 메커니즘은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다. 전좌에서 개인의 핵형은 45개의 염색체로 구성되며, 하나의 염색체가 확장됩니다. 전좌는 난자와 정자를 포함한 모든 세포에 영향을 미칩니다. 생식 세포(배우체)가 형성되는 동안 23개의 염색체가 한 배우자에, 22개의 염색체가 다른 배우자에 속하지만 전위된 염색체는 22개의 염색체를 갖는 배우자와 23개의 염색체를 갖는 배우자 모두에서 끝날 수 있습니다. 따라서 배우자의 4가지 변이체가 이론적으로 가능합니다: 23개의 정상 염색체, 23개의 전위, 22개의 정상 염색체 및 22개의 전위가 있습니다. 전위가 아포스트로피로 표시되면 다음 시리즈의 배우자가 얻어집니다. 23 23 1 22 22 1 .
이 배우자가 이성의 정상적인 배우자에 의해 수정되면 다음 조합을 얻습니다. 1) 23 + 23 = 46개 염색체(정상 핵형); 2) 23 1 + 23 = 46 1 염색체, 그러나 실제로는 47 염색체(이 경우 다운병이 발생함); 3) 22 + 23 = 45개의 염색체(이러한 접합체는 생존할 수 없고 죽는다); 4) 22 1 +23 = 45 1 염색체(이 경우 개인은 부모 중 한 명처럼 전좌로 태어납니다).
다운병이 있는 아이를 낳을 확률은 33%입니다. 이것은 매우 큰 위험이며, 이 경우 특히 손자에게 이식의 위험이 있기 때문에 더 이상의 출산은 바람직하지 않습니다. 21번 삼염색체성으로 인한 다운증후군 아이가 핵형이 정상인 부모에게서 태어난다면 같은 아이를 다시 낳을 확률은 매우 낮습니다. 그러나 21번째 염색체의 전위로 인해 다운병이 있는 아이가 태어날 때 모든 경우에 그런 것은 아닙니다. 전위는 어머니의 체세포에 존재합니다. 산모의 약 절반에서 핵형이 정상이고 병든 아이의 유기체가 발달한 난자가 형성되기 전에 감수 분열 중에 전위가 발생했습니다.
이것은 46/47 또는 46/45와 같이 정상 및 비정상 핵형을 가진 세포가 체내에 혼합된 상태입니다. 그것은 배아 발달의 초기 단계에서 염색체의 비 분리로 인해 발생합니다. 모자이크 현상은 모든 세포에서 핵형이 변경된 환자에 비해 질병의 소거된 경미한 증상을 나타냅니다. 다운병의 모자이크 변이를 가진 사람은 질병의 신체적 징후 중 일부만 가질 수 있습니다. 지능의 발달은 방해받지 않습니다. 모자이크 45XO / 46XX를 사용하면 Shereshevsky-Turner 증후군이 더 완만하게 표현됩니다. 이 환자들은 난소 조직이 발달하고 배란할 수 있습니다. 46XY/47XXY 핵형에서는 클라인펠터 증후군이 더 완만하게 발현됩니다. 환자들 사이에서 표시된 핵형을 가진 여성 및 남성 모자이크는 "순수한" Shereshevsky-Turner 증후군 또는 Klinefelter 증후군보다 더 일반적입니다. 나이가 들어감에 따라 비정상적인 세포의 클론이 점차 제거되므로 배아 및 초기 배아 기간에는 충분히 발음되어 질병의 표현형 징후가 발생할 수 있지만 노인에서 모자이크 현상을 확립하기가 어렵습니다. 신체의 비정상 세포가 적을수록 질병의 징후가 약해집니다. 이것은 이러한 질병의 지워지고 기초적인 형태를 설명할 수 있습니다.
혈액 질환의 경우 염색체 수의 다중(다배수성) 또는 비배수성(이수성) 증가가 발생할 수 있습니다. 그러나 혈액 세포에서만 관찰되는 반면 다른 체세포에서는 핵형이 정상입니다.
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