12. Struktura chromozomu a metody studia struktury chromozomů, karyotyp a jeho určení

Struktura chromozomu a metody jejího studia

Stavba chromozómu

Submetacentrický chromozóm: 1. chromatida, 2. centromera, 3. krátké rameno chromatidy,

4. dlouhé rameno chromatidy

Morfologie (tvarové uspořádání) těla řádně spiralizovaného chromozómu je nejlépe pozorovatelná ve stadiu metafáze nebo rané anafáze, v jiných fázích jaderného dělení je již zkreslován despiralizací (jinak též dekondezací) chromozómu.

Chromozóm je tedy pentlicovitý útvar tvořený zpravidla dvěma podélně orientovanými chromatidami (výjimkou jsou tzv. polyténní chromozómy), které jsou propojeny centromerou v oblasti tzv. primární konstrikce. Primární konstrikce rozděluje chromatidy na dvě ramena. U některých druhů chromozómů se vyskytuje ještě tzv. sekundární konstrikce, která odděluje z jedněch ramen tzv. satelit. Vnější koncové oblasti ramen chromatid (ty odvrácené od centromery) se nazývají telomery a u živočichů hrají důležitou úlohu v procesu stárnutí. Telomery, centromera a oblasti konstrikce mají strukturní funkci a neobsahují genetickou informaci.

Poloha centromery

Na základě umístění centromery rozlišujeme základní morfologické typy chromozómů:

• Metacentrický chromozóm - centromera je umístěna zhruba uprostřed chromozómu a dělí chromatidy na dvě zhruba stejně dlouhá ramena. Chromozóm má po replikaci DNA tvar blížící se písmenu X.

• Submetacentrický chromozóm - centromera je výrazněji posunuta směrem ke konci jedněch ramen.

• Akrocentrický chromozóm - centromera dělí chromatidy na jedno rameno velké a jedno malé uzlovité.

• Telocentrický chromozóm - centromera je umístěna u oblasti telomer a chromozóm se tak i v G2 fázi opticky jeví jako jednoramenný a připomíná písmeno V. Tento typ chromozómu se v karyotypu člověka na rozdíl od ostatních nevyskytuje.

U chromozómů s různě dlouhými rameny se kratší rameno označuje p (původně z francouzského petit) a delší q (písmeno následující v abecedě po p). Ramena se dělí na oblasti a pruhy. Pro určení konkrétního místa v karyotypu se používá čtyřmístný kód, v němž první znak určuje chromozóm, druhý rameno, třetí oblast (číslují se vzestupně směrem od centromery k telomerám) a čtvrtý pruh (čísluje se stejně jako oblast).

Příklad: kód 4q12 - označuje místo na dlouhém rameni čtvrtého chromozómu, oblast 1, pruh 2.

Metody studia chromosomů

- FISH - fluorescenční in situ hybridizace pomocí sond přímo v bb.

- přítomnost či absence jednotlivých úseků DNA

- počet, eventuálně uspořádání

- DNA sondy - hybridizují s DNA obsaženou v chromosomech zachycených na

mikrosklíčku

- značení sond pomocí fluorescenčních barviv

- typy - genově specifické, satelitní DNA sondy, celochromozomové = malovací

- komparativní genová hybridizace ( CGH ) - měří rozdíly v počtu kopií mezi dvěma různými vzorky

- spektrální karyotypování ( SKY ) - speciální malovací sonda pro každý z 24 lidských chromosomů ( odlišná kombinace fluorescenčních barev )