Storia del citogenetica, quali studi, tecniche, applicazioni

IL citogenetica È lo studio della morfologia, della struttura e del funzionamento dei cromosomi, compresi i loro cambiamenti durante la divisione somatica delle cellule o la myitosi e durante la divisione riproduttiva delle cellule o la meiosi.

La citologia studia anche i fattori che causano cambiamenti cromosomici, compresi quelli patologici, che appaiono da una generazione all'altra, ed evolutivo, che agiscono in molte generazioni.

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Storia

Gli anni memorabili ed eventi nella storia della citogenetica sono i seguenti:

- Nel 1842, Karl Wilhelm von Nägeli osservò "citoblasti transitori", allora chiamati cromosomi.

- Nel 1875, Eduard Strasburger identificò i cromosomi nelle piante. Nel 1979, Walther Flemming lo fece negli animali. Flemming ha coniato i termini cromatina, prophase, metafase, anafase e telofase.

- Nel 1888, W. Waldeyer ha coniato il termine cromosoma.

- Nel 1893, Oscar Hertwig pubblicò il primo testo citogenetico.

- Nel 1902, Theodor Boveri e Walter Sutton scoprirono cromosomi omologhi.

- Nel 1905, Nettie Stevens identificò il cromosoma e.

- Nel 1937, Albert Blakeslee e. G. Avery ha fermato la metafase con tappetini, facilitando notevolmente l'osservazione dei cromosomi.

- Nel 1968, Torbjörn Caspersson e collaboratori descrissero le bande q. Nel 1971, Bernard Dutrillaux e Jerome Lejeune hanno descritto le bande R.

- Nel 1971, si parlava di Cands C in una conferenza sulla nomenclatura dei cromosomi umani.

- Nel 1975, C. Goodpasture e s. E. Bloom ha descritto la colorazione Ag-Nor.

- Nel 1979, Jorge Yunis ha descritto i metodi ad alta risoluzione per le bande G.

- Nel 1986-1988, Daniel Pinkel e Joe Gray hanno sviluppato la tecnica di pesce (fluorescente in sit ibridazione).

- Nel 1989, Hermann - Josef Lüdecke Microdise Chromosomes.

- Nel 1996, Evelyn Schröck e Thomas Ried hanno descritto la tipizzazione gravepica spettrale multicromatica.

Scoperte negli esseri umani

Nel 1914, Theodor Boveri suggerì che il cancro poteva essere dovuto a cambiamenti cromosomici. Nel 1958, Charles e. Ford ha osservato anomalie cromosomiche durante la leucemia.

Nel 1922, Teofilo Painter pubblicò che gli umani hanno 48 cromosomi. Abbiamo dovuto aspettare fino al 1956 in modo che Jo Hin Tjio e Albert Levan hanno stabilito che hanno davvero 46 cromosomi.

Nel 1932, P. J. Waardenburg ha suggerito, senza provare che la sindrome di Down potrebbe essere il risultato dell'aberrazione cromosomica. Nel 1959, Jerome Lejeune ha dimostrato la presenza di un ulteriore cromosoma somatico nei pazienti con sindrome di Down.

Sempre nel 1959, Charles e. Ford ha detto che le donne con sindrome di Turner non hanno uno dei due cromosomi X, mentre Patricia Jacobs e John Strong hanno scoperto la presenza di un ulteriore cromosoma X negli uomini con sindrome di Klinefelter.

Nel 1960, J. A. Böök e Berta Santesson hanno descritto la triploidia, Klaus Patau ha descritto Trisomy 13 e John Edwards ha descritto Trisomy 18.

Nel 1969, Herbert Lubs scoprì per la prima volta la fragile sindrome del cromosoma X. Nello stesso anno, iniziò ad essere usata l'amniocentesi per la diagnosi citogenetica.

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Campo di studi

I citogenetisti studiano l'evoluzione cromosomica degli esseri viventi, usando l'affetto per l'analisi filogenetica e la risoluzione dei problemi tassonomici.

Inoltre, studiano aspetti epidemiologici delle aberrazioni cromosomiche umane e fattori ambientali che producono, diagnosticano e trattano i pazienti affetti da anomalie cromosomiche e sviluppano approcci molecolari per decifrare la struttura, la funzione e l'evoluzione dei cromosomi.

Morfologia dei cromosomi

Ogni cromosoma è composto da due cromatidi, uniti da una costrizione chiamata centromere. Le sezioni cromosomiche che iniziano dal centromero sono chiamate armi.

I cromosomi sono chiamati metacentrici quando hanno il centromero nella loro metà; sottomissione se lo hanno leggermente lontano dalla metà, quindi quei bracci opposti non sono di uguale lunghezza; acrocentrico se il centromero è vicino a una delle estremità; e telocentrico se il centromero è proprio a un'estremità del cromosoma.

Tecniche: elaborazione del campione

I passaggi per elaborare i campioni sono i seguenti.

Ottenere il campione

Acquisizione del tessuto richiesto, memorizzandolo a destra e nelle strade appropriate.

Raccolto

Con l'eccezione dei campioni per l'analisi dei pesci, un periodo di coltura tra un giorno e diverse settimane prima della mietitrice.

Raccolto

Sta ottenendo cellule in metafase.

Arresto della mitosi

L'analisi citogenetica standard richiede l'interruzione della mitosi per le cellule per rimanere in metafase, usando MAT o Colcemid® per questo.

Trattamento ipotonico

Aumenta il volume delle cellule, che consente ai cromosomi di estendersi.

Fissazione

3: 1 Acido acetico di metanolo viene utilizzato per rimuovere le cellule, le membrane indurite e la cromatina per la colorazione.

Preparazione del foglio

Le celle fisse sono estese sui fogli di diapositiva, dopo di che vengono essiccate.

Colorazione dei cromosomi

Esistono diversi metodi di colorazione per riconoscere le differenze tra i cromosomi. Il più comune è il g.

Analisi microscopica

Ti consente di scegliere celle adatte per osservare e fotografare i cromosomi.

Sviluppo di careiogrammi

Sulla base di fotografie di cellule metafase, le immagini dei cromosomi di una cellula rappresentativa sono composte per lo studio successivo.

Bande cromosomiche

Esistono quattro tipi di bande cromosomiche: bande eterocromatiche; Bande eucromatiche, regioni organizzative del nucleolo (NORS); Cinetocoros.

Le bande eterocromatiche sono presentate come blocchi discreti. Corrispondono all'eterocromatina, che contiene sequenze di DNA altamente ripetitive che rappresentano geni convenzionali e non sono scoraggiati nell'interfaccia.

Le bande eucromatiche sono costituite da una serie di segmenti alternativi che sono o non influenzati dalla colorazione. Queste bande differiscono per dimensioni, formando motivi distintivi caratteristici di ogni coppia di cromosomi di una specie, il che le rende molto utili per identificare le traslocazioni e i retrodi cromosomici.

Nors sono quei segmenti di cromosomi che contengono centinaia o migliaia di geni di RNA ribosomiale. Sono comunemente visualizzati come costrizioni.

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Cinetocoros sono i siti di legame dei microtubuli per i cromosomi.

Colorazione cromosomica a banda

I cromosomi riguardano le tecniche di colorazione che rivelano modelli di differenziazione longitudinale (regioni chiare e scure) che altrimenti non si possono vedere. Questi schemi consentono di confrontare diverse specie e di studiare cambiamenti evolutivi e patologici a livello di cromosomi.

I cromosomi sono divisi con coloro che usano la colorazione di assorbimento, in genere pigmenti Giemsa e quelli che usano la fluorescenza. I metodi di colorazione dell'assorbimento richiedono un trattamento fisico-chimico preliminare, come descritto nella "elaborazione del campionamento".

Alcuni tipi di flag consentono modelli di regioni limitate di cromosomi correlati alle proprietà funzionali. Altri consentono di visualizzare le differenze tra i cromosomi omologhi che rendono possibile l'identificazione dei segmenti.

Bande c

Il faseo c tinge la maggior parte delle bande eterocromatiche, quindi è la tecnica universale dimostrare la presenza di eterocromatina nei cromosomi. Altri metodi si colorano solo una parte dell'eterocromatina totale, quindi sono più utili della banda C per distinguere tra tipi di eterocromatina.

Bande Q

La Q Bando è la tecnica di colorazione più antica. Deve il suo nome all'uso di quinacrine. È efficace indipendentemente dal metodo di preparazione dei cromosomi. È un metodo alternativo a G. Poco viene usato, ma la sua affidabilità lo rende utile quando il materiale è scarso o difficile da battere.

G bande

La banda G, basata sull'uso di Giemsa e Tripina, è la più utilizzata. Consente il rilevamento di traslocazioni, investimenti, eliminazioni e duplicazioni. È il metodo più usato per la caratterizzazione dell'affetto vertebrato, evidenziando differenze tra cromosomi che non possono essere distinti in base alla loro morfologia.

Bande r

Il bandement R produce un motivo a colorazione inverso rispetto alla banda G. Il Rando R.

Bande T

La fascia T è una variante della bandatura R in cui non vi è alcuna colorazione della maggior parte delle bande interstiziali di cromosomi, in modo che le regioni terminali dei cromosomi siano intensamente tinte.

Ag-Nor Bands

Il bando Ag-Nor viene utilizzato per individuare gli infermieri colorando con argento. Nel Bandeo di Ag-Nor, né i geni inattivi non possono essere tinti. Pertanto, questa fiamma viene utilizzata per studiare i cambiamenti nell'attività del gene ribosomiale durante la gameteogenesi e lo sviluppo embrionale.

Ibridazione in situ fluorescente (pesce)

Il Bandeo Fish consente di visualizzare i cromosomi mediante sonde marcate fluorescenti. La tecnologia dei pesci consente l'analisi cariotypal delle cellule che non sono in divisione.

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Il Bandeo Fish consente il rilevamento di sequenze di DNA specifiche in cromosomi, cellule e tessuti. Pertanto, può essere usato per rilevare anomalie cromosomiche che coinvolgono piccoli segmenti di DNA.

Il Fish Bandeo ha aperto la strada a altre due tecniche correlate sofisticate, note come affetto spettrale (Sky, Karyotiping Spectral Karyotiping) e pesci multicromatici (pesci multicolore M-Fish)

I pigmenti fluorescenti sono usati nel cielo e nel M-Fish, che, insieme, producono combinazioni di colori, una per ogni cromosoma. Queste tecniche sono state molto utili per rilevare aberrazioni cromosomiche complesse, come quelle osservate in alcuni tumori e nella leucemia linfoblastica acuta.

Applicazioni mediche

- Citogenetica del cancro. Le aberrazioni cromosomiche e l'aneupplodia sono frequenti nei tumori. Le traslocazioni cromosomiche possono avere effetti cancerogeni attraverso la produzione di proteine ​​di fusione. La citogenetica viene utilizzata per monitorare l'avanzamento dei trattamenti per il cancro.

- Siti fragili e frattura dei cromosomi. I siti di cromosomi fragili possono causare patologie come la sindrome del cromosoma X fragile. L'esposizione agli agenti citotossici può produrre fratture cromosomi. I portatori di alcune mutazioni autosomiche mancano della capacità di riparare il DNA danneggiato durante la frattura dei cromosomi.

- Anomalie numeriche dei cromosomi. Il conteggio dei cromosomi consente di diagnosticare trisomie, come quella prodotta da Down, Edwards e Patau Sindromi. Permette inoltre di diagnosticare le sindromi Turner e Klinefelter.

- Nella leucemia mielogena cronica, i globuli bianchi hanno un "cromosoma di Filadelfia". Questo cromosoma anormale è il risultato della traslocalizzazione dei cromosomi 9 e 22.

Riferimenti

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