細胞遺伝学

Genetics
 

Summary

細胞遺伝学、染色体に専念研究の分野である、細胞の染色体数とその核型と呼ばれる一緒に、構造の直接観察しています。多くの染色体異常疾患に関連付けられます。核型の染色体は、さまざまなユニークなバンディング パターンを与えること染料で汚すことができます。比較 genomic の交配や蛍光現場の交配 (魚) など、最新の手法により染色体の特定の機能や異常を検出するため。

このビデオは、これらの古典と現代の染色技術の原理を調べることによって開始されます。これは、魚を実行するための一般的なプロトコルの試験が続きます。最後に、さまざまな医療用途に karyotyping を適用する方法のいくつかの例が掲載されています。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 遺伝学の必需品. 細胞遺伝学. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

細胞遺伝学は、細胞分裂と遺伝で彼らの役割の間に構造の研究と彼らの行動と同様に、染色体の特性です。染色体、DNA とその関連付けられているタンパク質の分子であるは染料とプローブを用いて顕微鏡下で観察する可能性があります。このような観測は、染色体の構造と数、疾患や障害に関連付けられて多くの場合欠陥を検出するための強力なアプローチです。

このビデオは、蛍光 in situ ハイブリダイゼーションとこの手法の応用として知られている特定の染色体の特徴を強調するため広く使用されている技術のためのプロトコルの細胞遺伝学の原理を説明します。

細胞遺伝学分野における古典と現代技術のいくつかの背後にある原理の重要性を議論することから始めましょう。

細胞遺伝学を伴う細胞の染色体構造とその「染色体」として知られている数の直接観察正常二倍体、またはペア、染色体構造の欠陥と同様、異数性と呼ばれる、染色体数からの偏差を検出する使用ことがあります。

多くの病気や障害に起因する染色体異常。たとえば、部分染色体 9 と 22 の間の相互転座に起因するフィラデルフィア染色体は慢性骨髄性白血病に関連付けられます。別の例は、21 トリソミー、ダウン症候群、21 番染色体の余分なコピーを継承の最も一般的な原因です。

Karyotyping 通常、細胞、染色体凝縮し、簡単に区別することができますに分割を準備しているがされます。

独特のバンド パターンを明らかにする汚れで、核内の染色体を扱うことができます。染色の染色体は、染色体核型分析のためのサイズと形状によって配置可能性があります。いくつかの染料は染色体の特定の機能を強調表示を適用できます。染色、ギムザまたは G バンディングが T 拠点で豊富な密集、通常遺伝子貧しい地域をマークします。R バンディング G C 拠点で豊富な染色体領域をハイライト リバース ギムザ染色です。C バンドは、密集染色体セントロメア、テロメア、染色体の端点をハイライト T バンドに対し複製された染色体の同じ部分を結合する構造各地を強調表示します。

蛍光の in situハイブリダイゼーションや魚と呼ばれる別の手法により、DNA、または RNA の領域、特定の染色体の検出成績証明書。これは蛍光ラベルが付いている非常に特定のオリゴヌクレオチドのプローブとサンプルの孵化によって実現されます。これらのプローブは、非分裂細胞の uncondensed 染色体にハイブリダイズ可能性があります、ため魚は古典的な karyotyping 方法よりもより広く適用されるかもしれません。

最後に、研究者はまた染色体領域の欠落または重複画面比較 genomic の交配に呼び出されるメソッドを開発しました。DNA テストおよび制御対象からは隔離され、断片化している、異なる色 fluorophores が付いている分類します。断片化したゲノム製剤は混合、広がる正常染色体に競争力のある交配させられます。結果染色体上の色を示す領域が広がりをバインドするさらにフラグメントを生成するテストのサンプルで重複しているかどうか、または領域を削除するより豊富なコントロール フラグメントに優遇のバインドの結果します。

細胞遺伝学の原理を理解すると、今、それらを実践して魚の実行方法を詳しく見てみましょう。

まず、孤立した組織や細胞は、染色体の形態との整合性を維持するためにパラホルムアルデヒドなど定着剤と扱われます。次に、染色体は広がりをたとえば材料を機械的に破壊して準備します。染色体はエタノール濃度の増加のソリューション シリーズで脱水し、ターゲット シーケンスをプローブによりアクセシブルにするペプシン液グリセリン。染色体は、その後、洗浄後置で安定した、今一本鎖 DNA は、プローブをバインドできます、ホルムアミドを変性し、ますます集中しているエタノール溶液の 2 番目のシリーズで脱水します。

蛍光標識、特異性の高い DNA プローブが調製し、非特異的結合をブロックするラベルのない反復的な DNA のフラグメントと混合します。プローブが広がり、そのターゲット シーケンスには交配、洗浄の一連の自由なプローブを削除染色体に適用されます。

最後に、染色体は、サンプルを保持し、一般に DNA の対比染色 DAPI ラベル背景ゲノム DNA と観察の適用などが含まれていますメディアにマウントされます。この時点で、ゲノム DNA シーケンスに固有の機能を視覚化する適切なフィルターを設定します使用して蛍光顕微鏡下でサンプルを観察することがあります。

魚を実行する方法を見て、この強力な技術のいくつかのアプリケーションを見てみましょう。

魚は、胎児の染色体核型が注入前に正常であることを確認する使用ことがあります。ここでは、豊か、として知られている単一のセルだった胚から生検によって直接顕微鏡スライド上に固定し、受精後 3 日間染色体の普及と潜在的な染色体異常を識別するために、具体的に選択のプローブにそれから交配だった。この場合、交配のシグナルの予想されるパターンからの逸脱は、染色体の数や構造の中断を示します。

革新的な技術は、単一の生物的サンプルからのすべての染色体のラベルにも開発されています。このような方法 1 つにはには、Octochrome デバイス、蛍光プローブのプリロード 8 細胞ガラス スライドが含まれます。すべて 22 非セックス決定染色体座位と 2 つの性染色体と呼ばれるは、それぞれ 3 つの染色体固有フルオロを含む 8 つのウィンドウの間でそれらを配布でラベル付けされました。これは、単一の交配からすべての染色体の同時検診できました。

最後に、プローブをスライド上の別のウィンドウに分割ではなくすべての染色体はラベル付けできますが、その検出分光 karyotyping と呼ばれるアプローチまたは空を一緒に使用します。異なる蛍光ラベルを持つ複数の染色体特定プローブは、すべての染色体は、それぞれユニークなスペクトルの色を与えるに交配させられました。結合された染色体の混合物の同時観測は染色体の欠陥を識別するために特に有用、異数性染色体欠失、転座を識別するために使用することがあります。

細胞遺伝学のゼウスのビデオを見てきただけ。このビデオでは、これらの技術の細胞遺伝学、karyotyping を使用、特定の染色体の機能を強調する魚などのテクニックの基礎と応用について学びました。細胞遺伝学における最近の進歩は研究、病理学研究所、同様の能力を増加している、彼らは病気の研究と診断の最前線で広範な使用を見つけるにいきます。見てくれてありがとう!

This article is Free Access.

RECOMMEND JoVE

Applications