세포 유전학

세포 유전학은 염색체의 구조 그리고 속성의 연구 결과, 세포 분열 도중 그들의 행동 및 유전에 있는 그들의 역할. DNA와 그 관련 단백질의 분자인 염색체는 염료와 프로브의 도움으로 현미경의 밑에 관찰될 수 있습니다. 이러한 관측은 종종 질병 및 무질서와 연관되는 염색체 구조 및 수에 있는 결점을 검출하기 위한 강력한 접근입니다.

이 비디오는 세포 유전학의 원리, 시상 혼성화에 있는 형광으로 알려져 있는 특정 염색체 특징을 강조하기 위하여 널리 이용되는 기술에 대한 프로토콜 및 이 기술의 몇몇 응용을 다룰 것입니다.

세포 유전학의 중요성과 현장에서 일부 고전및 현대 기술의 뒤에 원리를 논의하여 시작하자.

세포 유전학은 세포의 염색체 구조 및 수의 직접적인 관찰을 수반합니다, 로 알려진 "karyotype." 그것은 염색체 구조에 있는 결함 뿐만 아니라, aneuploidy에게 불린 일반적인 diploid, 또는 쌍, 염색체 수에서 편차를 검출하기 위하여 이용될 수 있습니다.

많은 질병과 장애는 염색체 이상에서 유래합니다. 예를 들면, 염색체 9와 22의 부분 사이 상호 전좌에서 유래하는 필라델피아 염색체는 만성 골수성 백혈병과 연관됩니다. 또 다른 예는 염색체 21의 추가 사본이 승계되는 다운 증후군의 일반적인 원인인 Trisomy 21입니다.

Karyotyping은 일반적으로 그들의 염색체가 응축되고 쉽게 구별될 수 있을 때 분할을 준비하는 세포에서 행해지습니다.

karyotype의 염색체는 독특한 밴딩 패턴을 드러내는 얼룩으로 취급될 수 있습니다. 스테인드 염색체는 그 때 karyotype 분석을 위한 크기 및 모양에 의해 배열될 수 있습니다. 특정 염색체 특징을 강조하기 위해 여러 염료가 적용될 수 있다. Giemsa, 또는 G 밴딩으로 염색하는 것은, A-T 기지에 있는 풍부하게 조밀하게 포장된, 일반적으로 유전자 가난한 지역을 표시합니다. R-밴딩은 G-C 기지가 풍부한 염색체 영역을 강조하는 역편지름사 얼룩입니다. C-밴딩은 백혈구 주변의 조밀한 염색체 영역을 강조하며, 이는 중복된 염색체의 동일한 반쪽을 조인하는 구조인 반면, T-밴딩은 염색체 또는 텔로미어의 끝을 강조합니다.

시상 혼성화 또는 FISH에서 형광이라고 불리는 또 다른 기술은 특정 염색체, DNA 영역 또는 RNA 성적증명서의 검출을 허용합니다. 이것은 형광으로 표지되는 높게 특정 올리고뉴클레오티드 프로브를 가진 견본을 배양해서 달성됩니다. 이러한 프로브는 비분할 세포에서 응축되지 않은 염색체에 혼성화될 수 있기 때문에, FISH는 고전적인 karyotyping 방법보다 더 광범위하게 적용될 수 있다.

마지막으로, 연구원은 또한 누락 또는 중복된 염색체 지구를 위해 검열하기 위하여 비교 게놈 혼성화에게 불린 방법을 개발했습니다. 시험 및 대조군 대상에서 게놈 DNA는 고립되고 단편화되며 다른 색의 형광으로 표시됩니다. 단편화된 게놈 제제는 그 때 일반적인 염색체 퍼짐에 혼합되고 경쟁적으로 혼성화됩니다. 결과 karyotype의 색상은 영역이 테스트 샘플에서 중복되는지 여부를 나타내며, 이는 스프레드를 바인딩하기 위해 더 많은 조각을 생성하거나 영역이 삭제된 경우 더 풍부한 제어 조각에 대한 우대 결합을 초래합니다.

이제 세포 유전학의 원리를 이해하게되었으므로, 실천에 넣어 물고기가 어떻게 수행되는지 자세히 살펴 봅시다.

첫째, 고립된 조직 또는 세포는 염색체 형태 및 무결성을 보존하기 위하여 paraformaldehyde와 같은 고정으로 취급됩니다. 다음으로, 염색체 스프레드는 예를 들어 기계적으로 물질을 방해하여 제조됩니다. 염색체는 그 때 증가하는 에탄올 농도의 용액 시리즈에서 탈수되고, 표적 순서를 프로브에 더 쉽게 접근할 수 있도록 펩신 용액에서 투과화됩니다. 염색체는 그 때 세척되고 양식아미드로 변성되어 지금 단 하나 좌초된 DNA가 프로브를 묶을 수 있고, 점점 더 집중되는 에탄올 용액의 두 번째 시리즈에서 탈수됩니다.

형광표지, 고도로 특이적인 DNA 프로브는 비특이적 결합을 차단하기 위해 표지되지 않은 반복성 DNA 단편과 제조되고 혼합됩니다. 그런 다음 프로브는 염색체 스프레드에 적용되어 대상 시퀀스에 혼성화되고 바인딩되지 않은 프로브는 일련의 세차로 제거됩니다.

마지막으로, 염색체는 시료를 보존하고 배경 게놈 DNA를 표지하는 DAPI와 같은 일반적인 DNA 카운터스테인을 포함하는 매체에 장착되고, 커버슬립이 적용됩니다. 이 시점에서, 샘플은 게놈 DNA 및 서열 특이적 특징을 시각화하기 위해 적절한 필터 세트를 사용하여 형광 현미경하에서 관찰될 수 있다.

FISH가 어떻게 수행되는지 확인한 후 이 강력한 기술의 일부 응용 프로그램을 살펴보겠습니다.

물고기는 배아의 karyotype이 이식하기 전에 정상임을 확인하기 위하여 이용될 수 있습니다. 여기서, blastomere로 알려져 있는 단 하나 세포는, 수정 후에 3 일 태아에서 생검을 하고, 그 후에 현미경 슬라이드에 직접 lysed 및 고정되었습니다. 염색체 퍼짐은 잠재적인 염색체 무질서를 확인하기 위하여 특별히 선택된 프로브에 혼성화되었습니다. 이 경우, 혼성화 신호의 예상 패턴으로부터의 편차는 염색체 수 또는 구조의 중단을 나타낸다.

또한 단일 생물학적 샘플에서 모든 염색체에 라벨을 부착하기 위해 혁신적인 기술이 개발되었습니다. 이러한 방법 중 하나는 Octochrome 장치, 형광 프로브와 미리 로드 된 8 셀 유리 슬라이드를 포함한다. 모든 22 비 성별 결정 염색체, 라는 autosomes, 그리고 두 개의 성 염색체는 8 개의 창 사이 그들을 배포 하 여 표시 했다, 각각 3 개의 염색체 특정 형광을 포함. 이것은 단일 혼성화에서 모든 염색체의 동시 검열을 허용했습니다.

마지막으로, 프로브를 슬라이드의 다른 창으로 분리하는 대신 모든 염색체에 레이블을 지정한 다음 스펙트럼 카요타이핑 또는 SKY라는 접근 방식을 사용하여 함께 감지할 수 있습니다. 서로 다른 형광 라벨을 가진 여러 염색체 특이적 프로브는 모든 염색체에 혼성화되어 각각 고유한 스펙트럼 색상을 제공했습니다. 결합된 염색체 혼합물의 동시 관측은 karyotype 결점을 식별하는 데 특히 유용하며, 염색체 삭제 및 전좌뿐만 아니라 골수계를 식별하는 데 사용될 수 있다.

당신은 사이토 유전학에 조브의 비디오를 보았다. 이 비디오에서는 세포 유전학의 원리, 특정 염색체 특징을 강조하는 데 사용되는 karyotyping 및 FISH와 같은 기술 및 이러한 기술의 응용 프로그램에 대해 배웠습니다. 사이토 유전학에 있는 최근 어드밴스는 모두 연구 및 병리학 실험실에 있는 그들의 기능을 증가하고, 질병 연구 및 진단의 최전선에 있는 광범위한 사용을 찾아내고 계속할 것입니다. 시청해 주셔서 감사합니다!