46 xx нормальный женский. Кариотипирование супругов и плода: предупреждён значит вооружён

кариотип плода 46,ХХ

Найдено (60 сообщений)

О том, что возможен сбой деления в клетках плаценты, а не плода . Кроме того, возможна контаминация материала материнскими клетками. Если бы выявили мужской кариотип , то вопроса бы не возникало. При женском Кариотипе 46 , ХХ , такая...

100. Результаты исследования плодного материала говорит о том, что выявлен женский нормальный кариотип 46 ,ХХ , т.е. нет синдрома Дауна. Кариотип не может говорить о 100% здоровье плода , т.к. возможные микроперестройки хромосом не видны в световом...

генетик 2 марта 2015 г. / Наталья / тюмень

Добрый вечер. Беременность 11 недель, сдала анализ на кариотип плода по возрастным показаниям. Результат 46(5). Подскажите пожалуйста, что это значит.

В этом случае половая дифференцировка происходит по мужскому типу, несмотря на кариотип 46,ХХ. Обычно это происходит из-за обмена различных участков Х- и Y-хромосомы в процессе отцовского гаметогенеза. У 60% таких больных ген SRY переносится с короткого плеча Y-хромосомы на Х-хромосому или аутосому. У остальных больных ген SRY не идентифицируется, что предполагает транслокацию и активацию других генов, отвечающих за развитие яичек и находящихся на Y-хромосоме, Х-хромосоме или аутосомах. В результате аномальная отцовская Х-хромосома, соединяясь с нормальной материнской Х-хромосомой, либо аутосома демонстрирует активацию генов, отвечающих за половую дифференцировку по мужскому типу. При наличии гена SRY индифферентная половая железа превращается в яичко с нормальной эндокринной функцией, которое секретирует антимюллеров гормон и андрогены. Сперматогенеза при этом не происходит, так как соответствующие гены находятся на длинном плече Y-хромосомы и не переносятся на Х-хромосому. Нормальный мужской фенотип затрудняет диагностику до тех пор, пока больные не обращаются к врачу с жалобами на бесплодие. Внешне такие больные похожи на пациентов с синдромом Клайн-фельтера, за исключением роста - при реверсии пола 46,XX рост ниже среднего из-за отсутствия расположенных на Y-хромосоме генов, обеспечивающих рост. У взрослых яички обычно уменьшены в размерах; возможен крипторхизм. Лобковое оволосение ближе к женскому типу. Половой член небольших размеров. Менее чем у 10% больных выявляют гипоспадию. При исследовании спермы обнаруживают азооспермию.

Врожденная гиперплазия коры надпочечников

Причина нарушений - дефект ферментов стероидогенеза. В США и Европе частота мутаций гена CYP21, кодирующего 21-гидроксилазу, составляет от 1 на 5000 до 1 на 15 000 новорожденных. Реже встречается недостаточность 11β-гидроксилазы (ген CYP11B1) и Зβ-гидроксистероиддегидрогеназы (ген HSD3B2). Дефекты этих ферментов приводят к значительному снижению или полному отсутствию секреции кортизола, а также к минералкортикоидной недостаточности. Отсутствие угнетающего действия кортизола на гипофиз приводит к усиленной выработке АКТГ. Постоянная стимуляция надпочечников высокими концентрациями АКТГ вызывает гиперплазию железистой ткани и избыточную секрецию предшественников кортизола и андрогенов.

Надпочечники плода формируются на третьем месяце внутриутробного развития, когда яичники уже полноценно функционируют, вольфовы протоки атрофировались, а дифференцировка мюллеровых протоков близка к завершению.

Недостаточность 11β-гидроксилазы

Недостаточность 11β-гидроксилазы встречается относительно редко и составляет около 16% случаев классической формы гиперплазии коры надпочечников. По мере повышения уровня дезоксикортикостерона развиваются задержка натрия и артериальная гипертония - отличительные черты данной формы болезни.

Фермент 11β-гидроксилазу кодируют два гена - CYP11B1 и CYP11B2. Недостаточность 11β-гидроксилазы возникает в основном при мутациях гена CYP11B1. Мутации гена CYP11B2 выявляют редко.

Недостаточность 3β-гидроксистероиддегидрогеназы

Зβ-гидроксистероиддегидрогеназа экспрессирована в надпочечниках и гонадах. На долю недостаточности фермента приходится 1-10% всех случаев врожденной гиперплазии коры надпочечников. Тип наследования - аутосомно-рецессивный. Причина заболевания - мутация гена HSD3B2, кодирующего 3β-гидроксистероиддегидрогеназу типа II. В отличие от недостаточности 21-гидроксилазы и 11β-гидроксилазы, при недостаточности 3β-гидроксистероиддегидрогеназы стероидогенез нарушается не только в надпочечниках, но и в половых железах. В классическом варианте наблюдается синдром потери соли с раннего возраста и двойственное строение гениталий у обоих полов. Избыток дегидроэпиандростерона вызывает у девочек легкую гипертрофию клитора, но мужеподобной внешности у них, как правило, не бывает. У мальчиков недостаточность 3β-гидроксистероиддегидрогеназы приводит к неполной маскулинизации наружных половых органов. Две трети описанных больных имели кариотип 46,XY. У детей обоего пола выявляют признаки легкой гиперандрогении (например, преждевременное адренархе), обусловленные синтезом андрогенов в периферических тканях под действием 3β-гидроксистероидцегидрогеназы типа I при недостаточности 3β-гидроксистеро-иддегидрогеназы типа II. Присутствие 3β-гидроксистероидцегидрогеназы типа I осложняет гормональную диагностику заболевания из-за превращения значительного количества 17-гидроксипрегненолона в 17-гидроксипрогестерон.

Неклассическая форма заболевания встречается очень редко. Диагноз ставят при преждевременном адренархе в сочетании с повышением уровня 17-гидро-ксипрегненолона более 290 нмоль/л (это примерно на 54 стандартных отклонения выше уровня, наблюдаемого в контрольной группе подростков с лобковым оволосением, соответствующим стадии 2 по Таннеру). В настоящее время женщинам детородного возраста с гиперандрогенией и нормальными половыми органами не ставят диагноза неклассической формы недостаточности 3β-гидроксистероиддегидрогеназы, так как повышение уровня 17-гидроксипрегненолона у этих женщин, по-видимому, обусловлено синдромом поликистозных яичников.

Гиперандрогения у матери

В плаценте андрогены (кроме дигидротестостерона) превращаются в эстрогены, поэтому обычно вирилизации плода не происходит даже при значительном избытке андрогенов в организме матери.

Эндогенные андрогены

Вирилизация плода женского пола может происходить при наличии в организме матери андрогенсекретируюшей опухоли (чаще всего лютеомы беременности), ткань которой содержит 5α-редуктазу и секретирует дигидротестостерон. Пятый атом углерода в молекуле дигидротестостерона насыщен водородом; в результате этот андроген не подвергается ароматизации и накапливается в организме. Существует гипотеза о том, что вирилизация плода женского пола может быть обусловлена образованием больших количеств тестостерона, которые не успевают превращаться в эстрогены. Однако доказательств этому не было получено. Редко встречаются другие андрогенсекретирующие опухоли яичников или надпочечников, вызывающие вирилизацию плода: адренобластомы, лейдигомы или метастазы эпителиальных опухолей.

Экзогенные андрогены

Для лечения некоторых заболеваний (например, эндометриоза) ранее применяли синтетические производные тестостерона, не превращающиеся в эстрогены: этистерон, норэтинодрел, даназол. Прием этих препаратов во время беременности может приводить к вирилизации плода женского пола.

Недостаточность плацентарной ароматазы

Недостаточность плацентарной ароматазы обусловлена мутацией гена CYP19. В норме у плодов обоего пола уровень андрогенов, секретируемых корой надпочечников, и их метаболитов (например, дегидроэпиандростерона сульфата) повышен вследствие физиологической недостаточности 3β-гидроксистероиддегидрогеназы. Из организма плода дегидроэпиандростерона сульфат попадает в плаценту, где превращается в андростендион и тестостерон, а затем - в эстрогены. При недостаточности плацентарной ароматазы ароматизации андрогенов не происходит. При этом как мать, так и плод подвергаются вирилизации. Плод мужского пола с кариотипом 46,XY имеет нормальный фенотип даже при недостаточности плацентарной ароматазы, но у матери имеются признаки гиперандрогении.

Идиопатические случаи развития наружных половых органов промежуточного типа

В некоторых случаях у новорожденных с кариотипом 46,XX находят наружные половые органы промежуточного типа в отсутствие какой-либо другой патологии. Ранее такие случаи считали идиопатическими, но, по-видимому, вирилизация половых органов обусловлена лютеомой беременности (см. выше). Другими причинами могут быть соматические мутации, впервые возникшие мутации или тератогенное действие внешних факторов.

Планируя зачатие ребёнка, будущие родители опасаются вероятности генетических отклонений у потомства. Ошибка природы, которую ни предвидеть, ни исправить невозможно, встречается редко, но никто от неё не застрахован. Так было прежде, до появления нового метода исследования на хромосомном уровне - кариотипирования. Что за зверь такой, как выглядит и кому рекомендуют пройти в первую очередь - разберёмся.

Что изучает кариотипирование

В ядре живой клетки существуют хромосомы - нитевидные тельца, содержащие ДНК с определённой последовательностью генов, в которой заключена наследственная информация. Задача хромосом - хранить информацию и передавать потомкам.

Под кариотипом понимают полный набор хромосом, а также особенности их количества, размера и строения.

Впервые учёные описали хромосомы во второй половине XIX века, а хромосомная теория наследственности была обоснована в начале XX века. Термин «кариотип» предложил в 1924 году советский генетик Левитский.

Стандартный кариотип человека - 46 хромосом, составляющих 23 пары. Такой комплект содержится почти в каждой клетке организма. Различают:

• аутосомные хромосомы - 44 штуки или 22 пары; отвечают за передающиеся поколениям цвет глаз, кожи, тип и цвет волос, качество зрения, рост, уровень интеллекта и так далее;
• половые хромосомы - 2 штуки или 1 пара; в ответе за признаки мужского или женского пола; в кариотипе женщин обе хромосомы одинаковые, обозначаются ХХ; у мужчин - разные, одна равноплечая (Х), другая уменьшённая палочковидная (Y), поэтому обозначаются XY.

Ребёнку достаётся половина хромосом кариотипа от матери, а половина - от отца.
Кариотип человека с лишней хромосомой - на схеме их 47 вместо 46

В 70-е годы XX века экспериментировали с окраской хромосом - и обнаружили, что определённые красители приводили к появлению на «частицах наследственности» поперечных полосок; разные пары обзаводились индивидуальным набором полос.

Учёные взяли на вооружение способ дифференциального окрашивания и составили кариограммы: каждой паре хромосом дали номер, у каждой прорисовали характерные для неё полоски. Унифицировали записи кариотипа. Так, в норме:

• кариотип женщины - 46, ХХ;
• кариотип мужчины - 46, XY.

А вот как обозначают хромосомные мутации:

• 47, XX, 21+ - расшифровка означает, что у женщины в 21 паре обнаружена третья хромосома (знаки + или - говорят о наличии дополнительной или отсутствии основной хромосомы);
• 47, XXY - у мужчины найдена лишняя половая X-хромосома (синдром Клайнфельтера).

Так постепенно пришли к новому методу цитогенетического исследования - кариотипированию. Отныне, корпя над окрашенными хромосомами, учёные способны почти со стопроцентной точностью выяснить, какова вероятность рождения у тех или иных родителей малыша с генетическими аномалиями развития.

Кому показано кариотипирование

Анализ на кариотип необязательный; однако планируя завести ребёнка, супруги избегут шокирующего «открытия» в виде неполноценного малыша, если заранее узнают структуры собственных наборов хромосом.

Среди всех наследственных болезней у тех, что вызваны хромосомными аномалиями - лидирующие позиции. Таким патологиям подвержен в среднем один из ста новорождённых.

Наследственные заболевания «выскакивают» у представителей рода неожиданно; поколение за поколением может рождаться здоровым, как вдруг появляется малыш с очень нехорошим синдромом. Просчитать риски возникновения генетической болезни поможет кариотипирование. Врач-генетик определяет, насколько мужчина и женщина совместимы на генетическом уровне, изучая кариотипы обоих.

Случается, о новом методе исследования супруги узнают с опозданием, когда в утробе мамы уже развивается новая жизнь. В 1 триместре также возможно сдать анализы на кариотип; если результат покажет угрозу неизлечимого заболевания у плода, женщина сохраняет возможность избавиться от ребёнка, поскольку позволяет срок. Однако многие будущие мамы вопреки сложностям решают рожать «особенного» малыша.

Исследовать кариотип самого ребёнка также позволяют современные методы - в таком случае говорят о пренатальном кариотипировании.

Анализ на кариотип - процедура недешёвая, цена вертится в районе 6700 рублей. Не исключено, что такой тест в конце концов обяжут проходить всех будущих родителей; в Европе кариотипирование давно не вызывает удивлённых вопросов, а вот в России пока не прижилось. Тем не менее врач назначит партнёрам анализ на кариотип, когда:

• один или оба будущих родителя перешагнули 35-летний рубеж;
• у кого-то из пары в роду встречались наследственные патологии;
• будущие мать и отец - близкие кровные родственники;
• женщина безрезультатно пытается забеременеть, причины бесплодия не установлены;
• ряд попыток ЭКО не увенчались успехом;
• у женщины раньше происходили выкидыши (три и больше) или плод неоднократно погибал в утробе;
• у женщины диагностирован гормональный сбой или у мужчины выявлены слабые сперматозоиды по результатам особого анализа - спермограммы;
• кто-то из двоих или оба работают на вредном производстве с опасными химикатами или получили повышенную дозу радиации;
• будущие родители, один или оба, имеют вредные привычки - курят, употребляют алкоголь, наркотики; также в группе риска те, кто бесконтрольно глотает сильнодействующие препараты;
• у партнёров уже рождался ребёнок с серьёзными патологиями.

Поскольку состав и структура хромосом в течение жизни неизменны, кариотипирование достаточно провести единственный раз.

Какие заболевания у плода обнаруживает анализ на кариотип

Хромосомные мутации вызывают и необратимые нарушения в умственном развитии, и тяжёлые физические недуги. Вот что диагностируют методом цитогенетического исследования:

• моносомию - отсутствие в паре половых хромосом Х-хромосомы; в итоге развивается синдром Шерешевского-Тёрнера - генетическая патология, ведущая к низкорослости, деформации суставов обоих локтей, недостаточному половому созреванию;
• трисомию - третья хромосома в изначально задуманном «дуэте»; если лишняя появляется в 21 паре, диагностируют синдром Дауна - умственное отставание выражается в небогатом словарном запасе, невнятной речи, неумении мыслить абстрактно, рассеянности; когда «третий лишний» появляется в 13 паре, налицо синдром Патау - тяжёлые врождённые пороки не дают шанса жить долго, заболевшие дети дотягивают максимум до 10 лет;
  Рождённые с синдромом Дауна навсегда остаются семилетними детьми, однако эта генетическая аномалия, в отличие от синдрома Патау, позволяет доживать до пожилого возраста
• дупликацию - участок хромосомы удваивается; чаще встречается в хромосоме 9, тогда патология приводит к врождённым уродствам, нарушениям функций почек, олигофрении; четверть больных с таким диагнозом доживает до преклонного возраста;
• делецию - исчезает отрезок хромосомы; когда теряется отрезок в хромосоме 9, констатируют синдром Альфи, среди признаков - гидронефроз почек, пороки сердечно-сосудистой системы, умеренная умственная отсталость, дети послушные, ласковые; при потере участка в хромосоме 13 наступает синдром Орбели - сопровождается тяжёлыми пороками внутренних органов, идиотией; теряется часть хромосомы 5 - появится аномалия под названием «кошачий крик»: крошка получит врождённые пороки, вдобавок будет долго и громко плакать;
  Надрывный беспричинный плач - один из признаков хромосомной аномалии под названием «кошачий крик»; рыдания малыша и вправду напоминают громкое мяуканье
• инверсию - поворот сегмента хромосомы на 180 градусов; как правило, не уродуют внешность и не приводят к патологиям; учёные однако подозревают, что при инверсии отрезка в хромосоме 9 риск выкидыша у женщины увеличивается на 30%;
• транслокацию - отрезок одной хромосомы прикрепляется к другой; такие сцепившиеся хромосомы приводят к бесплодию, выкидышам; дети рождаются с пороками развития.

С помощью кариотипирования оценивают состояние генов, в некоторых случаях обнаруживают:

• генную мутацию, вызывающую образование тромбов - будущей маме угрожает выкидыш, а иногда и бесплодие;
• генное нарушение половой Y-хромосомы - диагноз «бесплодие» ставится мужчине; чтобы партнёрше забеременеть, придётся воспользоваться донорской спермой;
• мутацию генов, которая нарушает способность организма освобождаться от токсинов;
• мутацию в гене-регуляторе муковисцидоза - тяжёлого неизлечимого заболевания, при котором нарушаются функции пищеварительного тракта, органов дыхания.

Одно из самых известных наследственных заболеваний - гемофилия, или «царская болезнь»; вызывается генной мутацией в половой Х-хромосоме. Особенность патологии в том, что носители дефектной хромосомы - женщины, а передаётся гемофилия исключительно потомкам мужского пола. Проявляется плохой свёртываемостью крови. Подобную болезнь выявили у английской королевы Виктории, от которой мутировавший ген по материнской линии получил её правнук - сын российского императора Николая II Алексей.
Сын последнего российского императора царевич Алексей с рождения страдал гемофилией; генетическую болезнь получил от матери, императрицы Александры Фёдоровны

Кроме того, кариотипирование выявляет вероятную передачу по наследству таких болезней:

• гипертонии - стойкого повышения давления;
• инфаркта миокарда - некроза участка миокарда из-за нехватки кровоснабжения;
• сахарного диабета - нарушения усвоения глюкозы;
• патологий суставов.

Как делают анализ на кариотип

Процедура непростая, поэтому в обычной поликлинике делать не стоит. Требуется грамотный врач-генетик и тщательное лабораторное исследование с применением современной техники; лучше обращаться в репродуктивные центры.

Если кариотипирование проведено по всем правилам, ошибка вероятна в одном случае из ста.

Подготовка

Для получения точного хромосомного «портрета» лаборантов ждёт не один день кропотливой работы. На исследование берут образец венозной крови, причём клетки в полученном биоматериале должны нормально расти. Чтобы не пришлось сдавать кровь дважды, начинать готовиться к процедуре предстоит за две недели до «события».

Для сохранения роста кровяных клеток требуется:

Анализ на кариотип безопасен, бояться процедуры ни тем, кто планирует беременность, ни будущим мамам не стоит.

Лабораторное исследование

Для начала у каждого из потенциальных родителей берут кровь из вены и сразу отправляют на анализ, пока клетки не погибли.
«Возрастным» будущим мамам врачи в первую очередь советуют узнать свой кариотип, а для этого сдать кровь из вены на анализ

Для исследования хватает всего 12–15 лимфоцитов.

Результаты

Вы получили два заключения, в котором видите 46 ХХ (для женщины) и 46 XY (для мужчины); всё в порядке, у вас нормальные кариотипы, рожайте спокойно.

Если в выданной бумаге содержится более сложная система «закорючек», врач-генетик вызывает потенциальных родителей на консультацию. Что дальше:

• доктор разъясняет, насколько велики угрозы рождения у пары неполноценного малыша, кто из партнёров оказался носителем неправильного набора хромосом или генной мутации;
• врач рассказывает, что могут сделать родители в каждом конкретном случае: взять для зачатия сперму донора (или донорскую яйцеклетку), довольствоваться усыновлением ребёнка или всё-таки рискнуть и родить своего; случается, хромосомные аномалии дают низкий процент вероятных патологий у плода;
• когда о возможности рождения ребёнка с генетическими аномалиями предупреждена беременная, доктор, как правило, советует сделать аборт, однако решать будет сама женщина - и никто другой.

Иногда прописанное докторами лечение медикаментами и витаминами уменьшает риски появления аномалий у будущего ребёнка.

Когда и как проводят кариотипирование плода

Итак, женщина забеременела, не сдав предварительно анализ на кариотип; партнёр также пренебрёг процедурой. Уже в 1 триместре будущей маме могут рекомендовать кариотипирование плода - даже на ранних сроках точность анализа высокая и исследование кариотипа малыша покажет, появились ли хромосомные аномалии.

Для процедуры требуются веские медицинские основания. Кроме проблемной наследственности, солидного возраста и других факторов, относящих беременную к группе риска, возникают и другие поводы для беспокойства:

• вирусные заражения, подхваченные женщиной уже во время вынашивания плода;
• плохие результаты анализа крови: так, пониженный уровень АФП (альфа-фетопротеина - белковой массы в печени и пищеварительном тракте) указывает на вероятное развитие у плода синдрома Дауна; о том же предупреждает повышенный уровень ХГЧ (гормона беременности - хорионического гонадотропина человека).

Незапланированная беременность, в том числе от случайного партнёра, также таит опасность: женщина не имеет понятия, какие наследственные болезни встречались в роду малознакомого «папы».

Методы

Пренатальное кариотипирование проводят двумя методами:

• неинвазивным (то есть без проникновения через кожу и слизистые оболочки); заключается в процедуре УЗИ с измерением плода и изучении сданной на биохимию крови матери с выявлением маркеров - нарушений нормы содержания АФП, ХГЧ и так далее; метод считается безопасным для будущего ребёнка;
• инвазивным (с проникновением) - проводится процедура биопсии; врач вводит инструменты в полость матки, аккуратно прокалывает околоплодный пузырь и извлекает генетический материал - клетки плаценты, кровь пуповины, капельку жидкости, образующей околоплодные воды; изучение биологических образцов позволит получить кариотип плода и установить наличие или отсутствие хромосомных аномалий.

Плюс инвазивного метода - высокая точность и информативность диагностики; процент ошибочных результатов минимальный. Неинвазивное исследование не так эффективно. Однако жирный минус метода «с проникновением» - возможные угрозы для плода. Вторжение в хрупкий внутриутробный мир грозит осложнениями, среди которых:

• внезапное кровотечение;
• подтекание околоплодных вод;
• отслоение плаценты;
• выкидыш.

По правде говоря, такие последствия наступают редко - в 2–3% случаев, но врачи обязаны проинформировать будущих родителей о рисках инвазивного метода кариотипирования плода. Кстати, таким способом уже в начале беременности узнают пол будущего ребёнка, однако лучше удовлетворите любопытство чуть позднее, чтобы не подвергать плод опасности.

С аберрациями или без

Аберрация - иными словами отклонение от нормы, погрешность - это те самые количественные и структурные аномалии в хромосомах, которые служат причинами генетических заболеваний. Аберрации бывают:

• регулярными - возникают сразу во многих или даже во всех клетках, со времени зачатия или спустя пару дней;
• нерегулярными - появляются в итоге влияния на организм неблагоприятной внешней среды (радиации, химических красителей).

Чтобы обнаружить следы воздействия вредных веществ на хромосомный набор, изучения 12–15 лимфоцитов уже недостаточно. Требуется более подробное генетическое обследование - на анализ берут 100 иммунных клеток. Это и есть кариотипирование с аберрациями, по итогам которого женщине в том числе выписывают препараты для снижения негативного действия «химии» на организм.

Такой сложный анализ вместо обычного назначают:

• пациенткам и их партнёрам с подозрением на бесплодие;
• женщинам, которым прежде не удавалось выносить ребёнка;
• женщинам с рядом неудачных попыток ЭКО.

Анализ на кариотип с аберрациями - процедура трудоёмкая: один высококвалифицированный медик занимается биоматериалом единственной пациентки целый рабочий день. Не всякий медицинский центр в состоянии позволить себе роскошь проводить подобные исследования, поэтому место для сдачи анализа предстоит ещё и поискать.

Рис. 1. Изображение набора хромосом (справа) и систематизированный женский кариотип 46 XX (слева). Получено методом спектрального кариотипирования.

Кариоти́п - совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом , присущая клеткам данного биологического вида (видовой кариотип ), данного организма (индивидуальный кариотип ) или линии (клона) клеток. Кариотипом иногда также называют и наглядное представление полного хромосомного набора (кариограммы).

История термина

Процедура определения кариотипа

Для процедуры определения кариотипа могут быть использованы любые популяции делящихся клеток. Для определения человеческого кариотипа используют, как правило, лимфоциты периферической крови, переход которых от стадии покоя G0 к пролиферации провоцируют добавлением митогена фитогемагглютинина . Для определения кариотипа могут быть использованы также клетки костного мозга или первичная культура фибробластов кожи. Для увеличения числа клеток на стадии метафазы к культуре клеток незадолго перед фиксацией добавляют колхицин или нокадазол , которые блокируют образование микротрубочек , тем самым препятствуя расхождению хроматид к полюсам деления клетки и завершению митоза.

После фиксации препараты метафазных хромосом окрашивают и фотографируют; из микрофотографий формируют так называемый систематизированный кариотип - нумерованный набор пар гомологичных хромосом, изображения хромосом при этом ориентируются вертикально короткими плечами вверх, их нумерация производится в порядке убывания размеров, пара половых хромосом помещается в конец набора (см. Рис. 1).

Исторически первые недетализованные кариотипы, позволявшие проводить классификацию по морфологии хромосом, получали окраской по Романовскому - Гимзе , однако дальнейшая детализация структуры хромосом в кариотипах стала возможной с появлением методик дифференциального окрашивания хромосом. Наиболее часто используемой методикой в медицинской генетике является метод G-дифференциального окрашивания хромосом.

Классический и спектральный кариотипы

Для получения классического кариотипа используется окраска хромосом различными красителями или их смесями: в силу различий в связывании красителя с различными участками хромосом окрашивание происходит неравномерно и образуется характерная полосчатая структура (комплекс поперечных меток, англ. banding ), отражающая линейную неоднородность хромосомы и специфичная для гомологичных пар хромосом и их участков (за исключением полиморфных районов, локализуются различные аллельные варианты генов). Первый метод окраски хромосом, позволяющий получить такие высокодетализированные изображения, был разработан шведским цитологом Касперссоном (Q-окрашивание) Используются и другие красители, такие методики получили общее название дифференциального окрашивания хромосом:

• Q-окрашивание - окрашивание по Касперссону акрихин-ипритом с исследованием под флуоресцентным микроскопом. Чаще всего применяется для исследования Y-хромосом (быстрое определение генетического пола, выявление транслокаций между X- и Y-хромосомами или между Y-хромосомой и аутосомами, скрининг мозаицизма с участием Y-хромосом)
• G-окрашивание - модифицированное окрашивание по Романовскому - Гимзе . Чувствительность выше, чем у Q-окрашивания, поэтому используется как стандартный метод цитогенетического анализа. Применяется при выявлении небольших аберраций и маркерных хромосом (сегментированных иначе, чем нормальные гомологичные хромосомы)
• R-окрашивание - используется акридиновый оранжевый и подобные красители, при этом окрашиваются участки хромосом, нечувствительные к G-окрашиванию. Используется для выявления деталей гомологичных G- или Q-негативных участков сестринских хроматид или гомологичных хромосом.
• C-окрашивание - применяется для анализа центромерных районов хромосом, содержащих конститутивный гетерохроматин и вариабельной дистальной части Y-хромосомы.
• T-окрашивание - применяют для анализа теломерных районов хромосом.

В последнее время используется методика так называемого спектрального кариотипирования (флюоресцентная гибридизация in situ , англ. Fluorescence in situ hybridization , FISH), состоящая в окрашивании хромосом набором флуоресцентных красителей, связывающихся со специфическими областями хромосом . В результате такого окрашивания гомологичные пары хромосом приобретают идентичные спектральные характеристики, что не только существенно облегчает выявление таких пар, но и облегчает обнаружение межхромосомных транслокаций , то есть перемещений участков между хромосомами - транслоцированные участки имеют спектр, отличающийся от спектра остальной хромосомы.

Анализ кариотипов

Сравнение комплексов поперечных меток в классической кариотипии или участков со специфичными спектральными характеристиками позволяет идентифицировать как гомологичные хромосомы, так и отдельные их участки, что позволяет детально определять хромосомные аберрации - внутри- и межхромосомные перестройки, сопровождающиеся нарушением порядка фрагментов хромосом (делеции , дупликации , инверсии , транслокации). Такой анализ имеет большое значение в медицинской практике, позволяя диагностировать ряд хромосомных заболеваний, вызванных как грубыми нарушениями кариотипов (нарушение числа хромосом), так и нарушением хромосомной структуры или множественностью клеточных кариотипов в организме (мозаицизмом).

Номенклатура

Аномальные кариотипы и хромосомные болезни человека

Нормальные кариотипы человека - 46,XX (женский) и 46,XY (мужской). Нарушения нормального кариотипа у человека возникают на ранних стадиях развития организма: в случае, если такое нарушение возникает при гаметогенезе , в котором продуцируются половые клетки родителей, кариотип зиготы , образовавшейся при их слиянии, также оказывается нарушенным. При дальнейшем делении такой зиготы все клетки эмбриона и развившегося из него организма обладают одинаковым аномальным кариотипом.

Как правило, нарушения кариотипа у человека сопровождаются множественными пороками развития; большинство таких аномалий несовместимо с жизнью и приводят к самопроизвольным абортам на ранних стадиях беременности. Доля выкидышей вследствие нарушений кариотипа в течение первого триместра беременности составляет 50-60 %. 50-60 % от этих нарушений - различные трисомии, 20-25 % - полиплоидия и 15-25 % - моносомия по X- хромосоме, однако достаточно большое число плодов (~0.5 %) с аномальными кариотипами донашивается до окончания беременности .

Нарушения кариотипа могут также возникнуть и на ранних стадиях дробления зиготы, развившийся из такой зиготы организм содержит несколько линий клеток (клеточных клонов) с различными кариотипами, такая множественность кариотипов всего организма или отдельных его органов именуется мозаицизмом .

Кариотип некоторых биологических видов

Большинство видов организмов обладает характерным и постоянным набором хромосом. Количество диплоидных хромосом разнится от организма к организму:

Кариотип бурозубки обыкновенной

Кариотип бурозубки обыкновенной составляет от 20 до 33 хромосом в зависимости от конкретной популяции .

Примечания

1. Делоне Л. В. Сравнительно-кариологическое исследование видов Muscari Mill. и Bellevalia Lapeyr // Вестнике Тифлисского ботанического сада. - 1922. - Т. 2 , № 1 . - С. 1-32 .
2. Battaglia E. Nucleosome and nucleotype: a terminological criticism (англ.) // Caryologia. - 1994. - Vol. 47 , no. 3-4 . - P. 193-197 .
3. Делоне Н. Л. Глава IV. Пионер радиоселекции профессор Лев Николаевич Делоне // У времени в плену: Записки генетика. - М. : Рос. гуманист. о-во, 2010. - 224 с. - ISBN 5-87387-003-9 .
4. Родионов А. В. Григорий Андреевич Левитский и становление эволюционной цитогенетики в советской России // Материалы симпозиума «Хромосомы и эволюция». Симпозиум памяти Г. А. Левитского (1878-1942). Санкт-Петербург. - 2008. - С. 5-11 .