Что такое тельце барра. Половой хроматин (тельца Барра)
Х-хроматин (тельце Барра) представляет собой хромоцентр величиной около 1 мкм, красящийся всеми основными ядерными красителями более интенсивно, чем остальные хроматиновые структуры ядра. Фельген-положительная реакция свидетельствует о большой концентрации в нем ДНК.
Локализация Х-хроматина в ядре различна. В большинстве тканей он находится на внутренней поверхности ядерной оболочки и может иметь треугольную, плоско-выпуклую, трапециевидную, U-образную или гантелевидную форму. Иногда Х-хроматин имеет вид утолщения или зубца ядерной мембраны, соединенного с ядрышком тонкой хроматиновой нитью. В веретеновидных и палочковидных ядрах Х-хроматин располагается на одном из полюсов ядра.
Реже Х-хроматин
располагается на ядрышке или в нуклеоплазме, при этой локализации он обладает сферической формой и трудно отличим от других хромоцентров, имеющих такой же размер, но неспецифических для пола. Поэтому в целях диагностики половой принадлежности клеток большинство исследователей учитывают хромоцентры, расположенные только у ядерной мембраны.
Положение Х-хроматина
может меняться в одних и тех же клетках в зависимости от их функционального состояния, а также в процессе онтогенеза.
Х-хроматин обнаружен в клетках различных тканей у многих млекопитающих; у грызунов (хомяки, крысы, мыши, морские свинки) хроматиновые структуры ядер представлены большим количеством хромоцентров, затрудняющих выявление Х-хроматина. У человека половые различия в строении ядер установлены практически во всех тканях и органах.
Происхождение Х-хроматина . В процессе клеточного цикла хромосомы претерпевают закономерные преобразования, которые состоят в спирализации и деспирализации хромосом и их репродукции. В интерфазе максимально деспирализованные хромосомы образуют ядро с относительно гомогенным содержимым. Репродукция (синтез ДНК) хромосом происходит только в деспирализованном состоянии в период S-интерфазы.
Спирализуясь, хромосомы вступают в профазу митоза и достигают наибольшей спирализации в метафазе митоза и мейоза. При этом они обладают минимальной специфической активностью. Вместе с тем установлено, что хромосомы всегда неравномерно спирализованы по длине и разделяются на гетерохроматические и эухроматические районы. Морфологически эти районы различаются по интенсивности окраски и структурной организации.
Эухроматические районы в интерфазном ядре деспирализуются, в то время как гетерохроматические имеют тенденцию оставаться в спирализованном компактном состоянии в виде хромоцентров с высоким содержанием ДНК. Спирализованность гетерохроматических районов сопровождается неактивным состоянием генов, содержащихся в них. Эта особенность свойственна также некоторым эухроматнческим районам с высоко функционально дифференцированными генами. Будучи спирализованными в стадии интерфазного ядра, эухроматические районы становятся также генетически неактивными.
Гетерохроматизация - универсальный механизм генетической инактивации хромосомных участков независимо от того, относятся ли они к гетерохроматическим или к эухроматнческим районам. Следовательно, хромоцентры, обнаруживаемые в интерфазном ядре, могут быть образованы как гетерохроматином, так и эухроматином. Одним из таких хромоцентров является Х-хроматин.
Еще Ваrr и Bertram высказали предположение о связи феномена Х-хроматина с Х-хромосомами. С тех пор Х-хромосомная природа Х-хроматина подтверждена и уточнена данными многочисленных исследователей.
Х-хроматин образован одной из Х-хромосом женской клетки, находящейся в гетерохроматизированном состоянии. Будучи спирализованной, эта хромосома генетически неактивна. В разных клетках сомы у женских особей, по принципу случайности, Х-хроматнн образует Х-хромосома, полученная либо от отца, либо от матери. Следовательно, клетки женского организма мозаичны по функции Х-хромосомы: в одних активна отцовская, в других материнская хромосома. Образование полового хроматина в женских клетках обусловлено генетически.
Это подтверждается тем, что в раннем периоде развития эмбриона человека , когда по виду гонад еще нельзя определить пол, яйцевые оболочки зародыша мужского пола не имеют Х-хроматина, несмотря на воздействие гормонов матери. У зародыша женского пола Х-хроматин появляется на 16-й день развития, когда в эмбрионе насчитывается 2500-5000 клеток.
Впервые обнаружил половые различия в строении интерфазных ядер в 1940 г. М. Барр. Оказалось, что в ядре соматических клеток у женщин обнаруживаются темно-окрашенная хроматиновая глыбка, прикрепленная к оболочке ядра. Впоследствии эти хроматиновые глыбки были названы половым хроматином, или тельцем Барра. Тельце Барра – это инактивированная Х-хромосома или половой хроматин Тельце Барра можно обнаружить в большом количестве клеток во всех тканях женщин. Наиболее простой метод определения полового хроматина связан с окраской ацеторсеином клеток слизистой оболочки рта, полученных путем соскоба с внутренней поверхности щеки при помощи шпателя. Материал соскоба распределяют по поверхности предметного стекла и на 1 - 2 мин наносят, краситель. Затем покрывают препарат покровным стеклом и, слегка нажимая на него, удаляют остаток красителя фильтровальной бумагой. Окрашенный препарат изучают с помощью светового микроскопа с иммерсионным объективом. При этом половой хроматин выявляется под ядерной оболочкой клетки в виде плотного образования (тельца) различной формы, чаще всего овальной или треугольной (рис. 7.4).
В норме половой хроматин обнаруживается в ядрах большинства клеток (50 - 70 %) у лиц женского пола, тогда как у индивидуумов мужского пола он встречается очень редко (0 - 5% всех клеток). При изменении числа X -хромосом в кариотипе индивидуума меняется и содержание полового хроматина в его клетках.
Рис.1. Ядра клеток буккального эпителия
а - ядро без глыбки полового
хроматина,
б - с глыбкой полового хроматина
Связь между количеством X -хромосом (N) и числом телец полового хроматина (л)можно выразить в виде формулы n = N - 1
Определение содержания X -хроматина в клетках человека в клинической практике обычно проводят в следующих ситуациях: 1) при цитологической диагностике пола в случаях его реверсии (гермафродитизм); 2) с целью установления пола будущего ребенка в процессе дородовой диагностики (при высоком риске заболевания, сцепленного с полом); 3) для предварительной диагностики наследственных заболеваний, связанных с нарушением числа половых хромосом.
Рис. 2 Ядра клеток слизистой оболочки ротовой полости человека с различным числом телец Барра
Дифференция" href="/text/category/differentciya/" rel="bookmark">дифференцировано окрашенных хромосомах (объяснение проводиться на рисунке 12 хромосомы).
Фенилпирровиноградная олигофрения - моногенное заболевание связанное с нарушением активности фермента фенилаланингидроксилазы вызывается мутацией гена картированого 12g 12
На примере 12-й дифференциально окрашенной хромосомы разберем из каких структурных элементов она состоит. Хромосома состоит из двух хроматид. В коротком плече р выделяют 1 район, в котором дифференцируют 3 сегмента с разной интенсивностью окраски. Эти сегменты пронумерованы от центромеры к теломере. В длинном плече g выделяют два района, первый из которых содержит 5 сегментов, а второй 4 Символическая запись 12g 12 означает, что имеется в виду 2 сегмент первого района длинного плеча хромосомы.
Сложные методы дифференциального окрашивания хромосом (Парижская классификация, 1971 г.)R-, G-, Q-, С-методы, и способ дифференциального окрашивания хроматид бромдезоксиуридином, при которых окраска распределяется не равномерно по всей длине исследуемой структуры, а в виде отдельных сегментов. Такие сегменты являются идентичными в хромосомах гомологичной пары, но отличаются в случае гетерологичных хромосом. При дифференциальной окраске хромосом в каждой парс хромосом выявляется характерный только для нее уникальный порядок чередования темных и светлых полос гетеро - и эухроматина.
G-метод: по длине хромосомы выявляется ряд окрашенных и неокрашенных полос. Чередование этих полос и их размеры строго индивидуальны и постоянны для каждой пары гомологичных хромосом, поэтому при дифференциальной окраске можно легко определить, к какой паре относится хромосома, если даже пары сходны между собой по размерам и форме. При Q-окрашивании флюоресцентным красителем (акрихином, акрихин-ипритом), с помощью ультрафиолетового излучения можно выявлять оттенки интенсивности окраски и четко дифференцировать Y-хромосому. Характер сегментированности хромосом при Q - и G-окрашиваниях обычно является сходным. При использовании флюорохромов для R-окрашивания удается четко определять концевые (теломерные) районы хромосом, при этом картина чередующихся окрашенных и светлых сегментов будет обратной по сравнению с той, которую наблюдают при G - и Q-окрашивании. Для установления локализации околоцентромерного и других участков гетерохроматина также применяется специальное окрашивание - (С-окрашивание ), позволяющее выявлять соответствующий хромосомный полиморфизм.
Блок контроля
Этап: актуализация знаний на начало занятия
Знания методов изучения генетики человека необходимы врачу любой специальности и биологии всех профилей. Инструментарий одного из методов диагностики наследственной патологии человека мы будем разбирать на занятии. Но для начала повторим те знания, которые понадобятся вам на занятии
1. Терминологический диктант
Повторяемые понятия:
· генеалогический метод (Ответ: построение и анализ родословных);
· близнецовый метод (Ответ: определение роли генотипа и среды в проявлении признаков);
· неонатальный скрининг на ФКУ (Ответ: у новорожденного доношенного - на 3-5-й день, у недоношенного - на 7-10-й день из большого пальца стопы или боковой поверхности пяточки берут анализ крови на анализ содержания фенилаланина, териотропного гормона на предположительное выявление моногенных заболеваний);
· методы пренатальной диагностики (Ответ: на предотвращение рождения ребенка с тяжелыми наследственными заболеваниями);
· дерматоглифический метод (Ответ : изучение кожных узоров ладоней и стоп);
· причина синдрома Дауна (Ответ: трисомия по 21 паре хромосом);
· причина синдрома Эдварса (Ответ:
· причина синдрома Патау (Ответ: трисомия по 13 паре хромосом);
· причина синдрома Клайнфельтера (Ответ: трисомия по 23 паре хромосом);
· причина синдрома Шерешевского-Тернера(Ответ: трисомия по 18 паре хромосом);
· аутосомы (Ответ: неполовые хромосомы);
· цитологический метод (Ответ: позволяет при микроскопическом анализе хромосом выявить их числовые и структурные изменения).
· хроматин (Нет ответа ,
· эухроматин (Нет ответа , студенты это понятие не изучали);
· тельца Барра (Нет ответа , студенты это понятие не изучали);
· гетерохроматин (Нет ответа , студенты это понятие не изучали).
2. Логическая цепочка
«На слайде (доске) показана последовательность этапов выполнения одного из методов изучения наследственности человека. Назовите метод и прокомментируйте последовательность этапов»
Этапы метода:
1) культивирование клеток человека;
2) стимуляция митозов;
3) вырезание хромосом и построение идеограммы, анализ
4) добавление колхицина;
5) добавление гипотонического раствора;
6) окрашивание хромосом
7) изучение, фотографирование под микроскопом хромосом.
Ответы на вопросы к логической цепочке
- Метод изучения наследственности – цитологический
Ошибка в последовательности этапов.
Должна быть последовательность этапов:
1. Культивирование клеток человека;
2. Стимуляция митозов;
3. Добавление колхицина;
4. Добавление гипотонического раствора;
5. Окрашивание хромосом
6. Изучение, фотографирование под микроскопом хромосом;
6. Вырезание хромосом и построение идеограммы, анализ.
Этап: «Сообщение темы и цели занятия»
Знания методов изучения генетики человека позволяют врачу любой специальности и биологии всех профилей понимать механизмы индивидуального развития и его нарушения, природы любого заболевания, рационального подхода к диагностике заболеваний.
Вопрос: возможности какого метода мы будем разбирать на занятии? Ответ: цитологического метода
Вопрос: какие понятия терминологического диктанта вы не смогли назвать во время опроса
Ответ: хроматин, эухроматин, тельца Барра, гетерохроматин
Эти понятия, составляющие арсенала цитологического метод. Они связаны с половыми хромосомами. Поэтому тема занятия: «Генетика пола у человека. Тельца Барра и их диагностическое значение»
Цель занятия: научиться отличать нормативный кариотип женщины и мужчины от патологического по кариограммам и количеству телец Барра
Этап: Практическое усвоение материала
Задача №1 . Анализ кариотипа по кариограмме
Среди предложенных кариотипов укажи аномальные, запиши их, назови синдром, определи вид хромосомной анеуплоидии: моносомия или трисомия
shortcodes">
Технологическая карта практического занятия
Тема « Генетика пола у человека. Тельца Барра и их диагностическое значение ».
Преподаватель биологии ГБПОУ ККБМК - Черткова Лина Петровна
Продолжительность 90 мин (2 часа)
Цели учебного занятия:
Образовательная: закрепить, расширить и углубить знания по теме.
Развивающая: продолжить развитие умения применять теоретические знания на практике; способствовать развитию логического мышления; умения анализировать, выделять главное.
Воспитательная: способствовать воспитанию чувства осознанной ответственности за свое здоровье и здоровье окружающих.
Требования к умениям, знаниям:
Знать:
строение и виды метафазных хромосом, кариотипирование, Денверскую классификацию хромосом.
Уметь:
Выявлять морфологические отличия между отдельными хромосомами и группами хромосом;
Использовать знания цитологических основ наследственности для решения задач;
Владеть алгоритмом решения задач
Образовательные технологии: технология дифференцированного подхода в обучении; личностно-развивающего, проблемно-ситуационного обучения , информационно-коммуникативные технологии.
Методы и приемы обучения: объяснительно-иллюстрационный (объяснения, инструктаж); методы, определяющие логику обучения: (сравнение, обобщение, систематизация); методы, стимулирующие и мотивирующие учебно-познавательную деятельность (решение задач), частично поисковые.
Средства обучения:
Учебно-наглядные, раздаточный материал: методические указания к практическому занятию.
Технические средства обучения: раздаточный материал по теме · рисунок: «Хромосомный набор мужчины и женщины; схемы дифференциированно окрашенных хромосом.
Литература:
- Медицинская генетика: учебник / под ред. Н П.Бочкова. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014.
- Конспект лекций
Дополнительные источники:
1. Акуленко Л. В., Угаров И. В. Биология с основами медицинской генетики. Москва, изд. группа "ГЭОТАР-Медиа", 2011 г.
2. Интернет-ресурс: www.msu-genetics.ru
Межпредметные связи: анатомия и физиология человека, биология.
Внутрипредметные связи между разделами: «Цитологические и биохимические основы наследственности», «Методы изучения наследственности и изменчивости человека в норме и патологии», «Наследственность и патология».
Основные понятия: кариотип, хромосома, метацентрические, субметацентрические и акроцентрические хромосомы, хроматин, эухроматин, гетерохроматин, половой хроматин (тельца Бара).
Хронологическая карта занятия
Этапы учебного занятия | Использование оборудования | Время |
|
Организационный момент. | проверка присутствующих, внешнего вида студентов, проверка готовности студентов к занятию. | 2 мин |
|
Постановка целей, начальная мотивация. | объявление: темы, её проблемных вопросов; цели занятия. | 2 мин |
|
Определение исходного уровня знаний. | Терминологический диктант (работа на листах контроля) | 5 мин |
|
Преподаватель контролирует работу студентов в тетрадях. | 60 мин |
||
Проверка тетрадей. | Преподаватель проверяет правильность выполнения заданий | 5 мин |
|
Обобщение, систематизация знаний | 10мин |
||
Подведение итогов. | Выставление оценок с комментариями преподавателя | 5 мин |
|
Домашнее задание | Подготовка к следующему занятию. | 1мин |
|
Итого | 90 мин |
Конспект занятия
- Организационный момент
- Объявление темы и целей занятия, начальная мотивация и актуализация.
Вступительное слово преподавателя: Проблема происхождения половых различий, механизм определения пола и поддержание определённого соотношения полов в популяции увлекательна и вместе с тем очень важна для теоретической биологии. Вопросы о том, почему мальчики и девочки рождаются примерно в равном количестве, по какой причине это же соотношение полов наблюдается у большинства животных из поколения в поколение, не могли не волновать ученых. Было высказано множество догадок, но ни одна из них не получила научного подтверждения до тех пор, пока развитие генетики и цитологии не раскрыло механизм наследования и определения пола.
Постановка проблемы.
Большинство животных и двудомные растения являются раздельнополыми организмами, причем, внутри вида количество особей мужского пола приблизительно равно количеству особей женского пола. Другими словами, каждому виду, имеющему четкое деление на мужские и женские особи, свойственно соотношение 1:1.
От чего же зависит рождение мужских и женских особей? Как объяснить это явление?
Можно предложить, что один пол дает два типа гамет (гетерозиготный), а другой – один (гомозиготный).
От того, какой тип гамет гетерозиготного пола встретится при оплодотворении с гаметой гомозиготного пола, зависит пол развивающегося потомка. Такое же предложение высказал Г. Мендель.
Это предложение было подтверждено в начале ХХ века, когда Т. Моргану и его сотрудникам удалось установить, что самцы и самки различаются по набору хромосом. Чем?
- Самостоятельная практическая работа студентов. Организуется самостоятельная работа с материалами учебника для поиска ответа на поставленный вопрос.
Задание 1. Заполнить схему
Генетика пола человека
Задание 2. Заполнить таблицу
Таксономические группы, организмы | Тип зиготы | Половые хромосомы |
||
Женский организм | Мужской организм | яйцеклетки | сперматозоиды |
|
Человек, млекопитающие, пресмыкающиеся, моллюски, муха дрозофила | ХХ | Х Y | Х и Х | Х и Y |
Птицы, некоторые рыбы, бабочки | Х Y | ХХ | Х и Y | Х и Х |
Прямокрылые | ХХ | Х О | Х и Х | Х и О |
Моль | Х О | ХХ | Х и О | Х и Х |
Наличие половых хромосом ХХ и ХY не только объясняет наличие мужского и женского полов, но и обуславливает рождение равного числа детей обоего пола.
Однако вопреки теоретически ожидаемому равенству, среди рождающихся мальчиков и девочек не наблюдается строгого соотношения 1:1. обычно мальчиков рождается больше, чем девочек. Например, на 100 девочек среди белого населения рождается 106 мальчиков. В среднем возрасте на 100 новорождённых девочек приходится 103 мальчика, к юношескому возрасту на 100 девушек – 100 юношей, к 50 годам на 100 женщин – 85 мужчин, а к 85 – летнему возрасту на 100 женщин всего 50 мужчин.
Это так называемое вторичное изменение соотношения полов объясняется их разной жизнеспособностью. Как у человека, так и у животных мужской пол оказывается менее устойчивым к неблагоприятным факторам окружающей среды, и продолжительность жизни мужских особей, поэтому короче, чем женских.
Выступление студента с сообщением “Определение пола у человека” (презентация)
Определение пола у человека
В конце 40-х годов ученый М.Барр обнаружил различия в строении интерфазных ядер соматических клеток у самок и самцов кошек: в ядрах клеток самок была обнаружена своеобразная хроматиновая глыбка, названная половым хроматином, или тельцем Бара. Одна Х-хромосома всегда оказывается в активном состоянии и имеет обычный вид. Другая, если она имеется, бывает в покоящемся состоянии, в виде этого самого тельца Бара. Поэтому число телец Бара всегда на единицу меньше числа наличных Х-хромосом, т.е. у самца (ХY ) их нет, а у самки (ХХ ) - только одно. Такая закономерность оказалось характерной для млекопитающих, в том числе и для человека.
Наличие полового хроматина легко определяется методом исследования эпителиальных клеток в соскобе слизистой щеки. Эпителиальные клетки, содержащиеся в соскобе, подвергаются окраске и рассматриваются под микроскопом. Следовательно, отличить клетки мужчин от клеток женщин можно как непосредственно – путём анализа хромосомного набора соматических клеток, так и косвенно – по наличию полового хроматина.
При помощи этого метода диагностируют в настоящее время и некоторые аномалии пола, например: синдром Клайнфельтера (♂ , ХХY), синдром Тернера (♀ ХО). (Cм. презентацию ).
Задание 3. Решение задач.
1. У человека ген гемофилии сцеплен с Х-хромосомой. Девушка, отец которой гемофилик, выходит замуж за здорового мужчину. Определить вероятность рождения больного ребёнка в браке.
2. У человека ген дальтонизма сцеплен с Х-хромосомой. У матери-носителя и здорового отца родился сын-дальтоник. Какова вероятность рождения больного ребёнка, если этот сын в будущем создаст семью с девушкой-носителем?
3. Дочь дальтоника выходит замуж за сына другого дальтоника, причем жених и невеста различают цвета нормально. Постройте родословную данной семьи и определите, каким будет зрение у детей? Известно, что ген дальтонизма передается как рецессивный, сцепленный с Х хромосомой признак.
4. Перепончатопалость передается через Y-хромосому. Определить возможные фенотипы детей от брака перепончатопалого мужчины и нормальной женщины.
5. Пробанд имеет нормальные по окраске зубы. У его сестры зубы коричневые. У матери пробанда зубы коричневые, у отца – нормальной окраски. Семь сестер матери пробанда с коричневыми зубами, а четыре брата с нормальными. Одна тетя пробанда по линии матери, имеющая коричневые зубы, замужем за мужчиной с нормальными зубами. У них трое детей: дочь и сын с коричневыми зубами и дочь с нормальными зубами. Два дяди пробанда по линии материи женаты на женщинах без аномалии в окраске зубов. У одного из них два сына и дочь, у другого – две дочери и сын. Все они с нормальными зубами. Коричневые зубы имел дедушка пробанда по линии матери, а у бабушки по линии матери были нормальные зубы. Два брата дедушки по линии матери с нормальной окраской зубов. Прабабушка (мать деда по линии матери) и прапрабабушка (мать этой прабабушки) имели коричневые зубы, а их мужья имели белую окраску зубов.
Постройте родословную, определите тип наследования признака, генотип пробанда и вероятность рождения детей с аномалией в семье пробанда при условии, что он вступит в брак с женщиной, гетерозиготной по данному признаку.
4. Проверка дневников . Преподаватель проверяет правильность выполнения заданий
5. Подведение итогов. Выставление оценок с комментариями преподавателя
6. Домашнее задание.
Хроматин – комплекс ядерной ДНК с белками (гистоны, негистоновые белки).
Гетерохроматин (транкрипционно неактивный , конденсированный хроматин) интерфазного ядра. В СМ (видны в световой микроскоп)– базофильные глыбки, в ЭМ (видно в электронный микроскоп) – скопления плотных гранул. Располагается преимущественно по периферии ядра и вокруг ядрышек. Типичный пример гетерохроматина -тельце Барра .
Тельце Барра
Во всех соматических клетках генетически женского организма одна из Х –хромосом инактивирована и известна как половой хроматин (тельце Барра). Инактивация Х-хромосомы известна каклайонизация.
Лайонизация – механизм компенсации дозы генов Х-хромосомы у женщин объясняет гипотизаМэри Лайон.
Согласно гипотезе, инактивация Х-хромосомы происходит в раннем эмриогенезе, осуществляеися случайным образом (инактивированной может быть либо отцовская, либо материнская Х-хромосома), затрагивает целиком всю Х-хромосому и характеризуется устойчивостью, передаваясь клеточным потомкам. Клетки женского организма по экспрессии генов Х-хромосомы мозаичны.
Эухроматин – транскрипционно активная и менее конденсированная часть хроматина, локализуется в более светлых участках ядра между гетерохроматином.
Хромосома
Хромосомы видны при митозе или мейозе, когда хроматин конденсирован полностью.
Рис. 8. Организация хроматина в хромосоме. Хроматин состоит из структурных единиц - нуклеосом, разделённых интервалами в 200 пар оснований. Во время митоза в результате плотной упаковки нуклеосом хроматин полностью конденсируется, формируя видимые хромосомы (из Widneil СС, Pfeninger КН, 1990)
ОРГАНИЗАЦИЯ ХРОМАТИНА В ХРОМОСОМЕ
Хроматин состоит из структурных единиц – нуклеосом, разделенных интервалами в 200 пар оснований. Во время митоза в результате плотной упаковки нуклеосом хроматин полностью конденсируется, формируя видимые хромосомы. (рис. 8)
Состав хромосом
Каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК и ДНК- связывающие белки; хроматин в составе хромосомы образует многочисленные петли. Хромосома состоит из структурных единиц – нуклеосом. (рис. 9, 10)
Рис.9. Нуклеосома в неконденсированном хроматине содержит по две копии гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4. Двойная спираль ДНК лежит на поверхности октамера гистонов и накручена на него. В конденсированном хроматине дополнительно присутствует гистон H 1, соединяющий нуклеосомы [из Trifonov EN , 1981|
Нуклеосомы – сферические структуры диаметром 10 нм.
I
III
IV
V
Рис . 10. Уровни упаковки ДНК в хромосоме I – нуклеиновая нить,II – хроматиновая фибрилла,III – серия петельных доменов,IV – конденсированный хроматин в составе петельного домена,V – метафазная хромосома; 1 – гистон Н1, 2 – ДНК, 3 – прочие гистоны, 4 – микротрубочки ахроматинового веретена, 5 – кинетохор, 6 – центромера, 7 – хроматиды (по Б. Албертсу и соавт., с изменениями и дополнениями).
ГЕНОМ
Геном – полный комплект генов в хромосомах.Кариотип – описывает количество и структуру хромосом.Гаплоидный набор – 23 хромосомы – характерен для гамет.Диплоидный набор - стандарт хромосом (23 х 2) – для соматических клеток.
Половые хромосомы (гоносомы, гетеросомы) различаются как по строению (длина, положение центромеры, количество гетерохроматина), так и по содержанию генов.
Хромосома X - это субметацентрическая хромосома средних размеров, входит в группу С). Она есть в соматических клетках индивидов обоих полов: в двойном экземпляре у женщин с кариотипом 46,ХХ и в одном экземпляре у мужчин с кариотипом 46,ХY; а также в одном экземпляре во всех яйцеклетках и 50% сперматозоидов.Хромосома X богата эухроматиновыми участками и содержит 1336 генов, среди которых: соматические гены, регуляторные гены феминизации, структурные гены феминизации, структурные гены маскулинизации. Таким образом, хромосома Х является обязательной в кариотипе соматической клетки как женского, так и мужского полов.
Хромосома Y является мелкой акроцентрической хромосомой, входит в группу G; 2/3 дистального плеча q представлены гетерохроматином и генетически неактивны. Хромосома Y представлена одним экземпляром во всех соматических клетках индивидов мужского пола с кариотипом 46,XY и у 50% сперматозоидов. Она содержит 307 генов, среди которых: регуляторные гены маскулинизации (SRY + Tdf), гены, обеспечивающие фертильность (AZF1, AZF2), несколько структурных соматических генов и псевдогены.
Морфологические и генетические различия между хромосомами X и Y, а также отличия по количеству хромосом Х в кариотипе стало причиной генетического неравенства между полами (у женщин по сравнению с мужчинами двойная доза генов хромосомы Х. Однако это неравенство не проявляется, благодаря механизму компенсации, в результате которого функциональной остается только одна хромосома Х в соматических клетках и мужчин и женщин, а именно:
В клетках 46,ХХ – активна только одна хромосома Х;
В клетках 46,XY – активны хромосомы Х и Y;
В клетках 47,ХХХ – активна только одна хромосома Х;
В клетках 47,ХХY – активна только одна хромосома Х и одна хромосома Y;
В клетках 48,ХХХY – активна только одна хромосома Х и одна Y;
Путем гетерохроматинизации одной из двух хромосом Х и женщин образуется половой хроматин Х, а в результате гетерохроматинизации 2/3q хромосомы Y у лиц мужского пола образуется половой хроматин Y.
Половой хроматин Х:
Представляет инактивированную хромосому Х. в форме факультативного гетерохроматина, в соматических клетках 46,ХХ;
Выявляется в интерфазных ядрах соматических клеток в виде тельца Барра размером около 1µm;
Тест Барра используется для определения количества хромосом Х в кариотипе в норме и в случае гносомных анеуплоидий;
Число хр.Х = числу телец Барра + 1 (активная хр.Х);
46,ХХ – 1 тельце Барра;
46,ХY – отсутствует тельце Барра;
47,ХХХ – 2 тельца Барра;
47,ХХY – 1 тельце Барра;
45,Х – отсутствует тельце Барра;
48,ХХХХ – 3 тельца Барра.
Половой хроматин Y:
Представлен 2/3 плеча Y q хромосомы Y, в форме конститутивного гетерохроматина, в соматических клетках 46,XY и сперматозоидах 23,Y;
Выявляется в интерфазных ядрах клеток в виде тельца F (флуоресцентного) размером около 1µm;
Тест F используется для идентификации хромосомы Y (пренатальное определение пола);
Число хр.Y = числу телец F;
46,ХХ – отсутствует тельце F;
46,ХY – 1 тельце F;
47,ХYY – 2 тельца F;
47,ХХY – 1 тельце F;
48,ХХYY – 2 тельца F;
46,X,i(Yp) – отсутствует тельце F;
46,X,i(Yq) – 1(0,5 µm) тельце F.
