Основы цитогенетики
 Скачать 4.35 Mb.
|
|
Задание 4. Нуклеосомный уровень компактизации хроматина Напишите последовательность уровней компактизации ДНП у эукариот в жизненном цикле клетки, начиная с нуклеосомного уровня. Рассмотрите на слайде и зарисуйте схему строения нуклеосомы. Обозначьте белковый кор, накрученную на него ДНК, линкерную ДНК. Рассчитайте число нуклеосом, необходимых для упаковки ДНК гена, кодирующего белок из 400 аминокислот. Величина фрагмента ДНК одной нуклеосомы равна примерно 200 парам нуклеотидов. Ответьте на вопросы:
Задание 5. Метафазные хромосомы эукариот Метафазные хромосомы можно рассмотреть на постоянном препарате «Клетки корешка лука» или на приготовленном самостоятельно временном препарате этого объекта. Для изготовления препарата поместите отрезанный корешок лука в краситель на 30 минут, затем промойте в течение 2 минут в пузырьке с 45%-ным раствором уксусной кислоты. Компактизация ДНП в хромосоме эукариот на протяжении жизненного цикла клетки
В зависимости от компактизации хроматина в интерфазный период в хромосоме различают эухроматин и гетерохроматин. Эухроматин в интерфазе деконденсирован, слабо окрашивается, генетически активен, реплицируется в начале S-периода, содержит уникальные и умеренные повторы нуклеотидов. Гетерохроматин всегда конденсирован, интенсивно окрашивается, генетически неактивен, реплицируется в конце S-периода, содержит часто повторяющиеся последовательности нуклеотидов. Гетерохроматин чаще всего располагается в прицентромерных, иногда - в прителомерных областях, но вкрапления гетерохроматина есть и в эухроматиновых участках. Ответьте на вопросы: • Имеют ли хромосомы постоянную структуру на разных стадиях жизненного цикла клетки? -36- Корешок, придерживая его препаровальной иглой, расщепите на поперечные полоски толщиной примерно 1мм. Полоски (1-2) поместите на предметное стекло в каплю 45%-ного раствора сахарозы, накройте покровным стеклом и через слой фильтрованной бумаги слегка надавите большим пальцем. Под малым увеличением микроскопа найдите делящиеся клетки, переведите на большое увеличение и изучите клетки, находящиеся на стадии метафазы. Зарисуйте несколько метафазных хромосом. Задание 6. Политенные (или гигантские) хромосомы Политенные хромосомы характерны для клеток слюнных желез личинок ряда видов двукрылых насекомых (дрозофил, хирономид). Они представляют собой лентовидные многонитчатые (до 500 нитей) образования. Формируются гигантские хромосомы в результате эндомитоза - многократной репликации ДНК в одной и той же клетке и последующем нерасхождении хромосомных нитей. По длине неоднородны - состоят из чередующихся дисков и междисков, создавая поперечную видоспецифичную исчерченность. Диски - более конденсированные участки, междиски - менее конденсированные. В таких хромосомах встречаются пуфы - локусы с рыхло упакованными фибриллами хроматина. Здесь идет активный синтез РНК. Изучите под малым увеличением микроскопа постоянный препарат политенных хромосом. Зарисуйте участок политенной хромосомы, обозначив диски, междиски, пуфы, ядрышко. Ответьте на вопросы:
Задание 7. Хромосомы типа «ламповых щеток» Хромосомы типа «ламповых щеток» обнаружены в ядрах ооцитов и сперматоцитов животных и растений. У человека встречаются в ооцитах I порядка на стадии диплотены профазы I мейоза. Состоят из двух гомологов, каждый из которых окружен петлями из нитчатых структур; имеется ось и хромомеры. Петли парносимметричные, они отходят от оси и представляют собой деконденсированные участки активного хроматина. Ось представлена спаренными сестринскими хроматидами. Хромомеры - участки конденсированного хроматина -соответствуют дискам политенной хромосомы. В раскрученном состоянии представляют собой петлю хромосом типа «ламповых щеток». Рассмотрите на фотографиях строение хромосом типа «ламповых щеток». Найдите ось хромосомы, хромомеры. Задание 8. Проверка усвоения материала Проверьте усвоение материала по тестам из методического пособия «Основы цитологии» (с. 12, 13, 65-69). Кариотип и идиограмма человека Цельзанятия: Знать
Уметь
Ознакомиться
Внеуадиторная работа Задание 1. Кариотип Каждый вид имеет характерный и постоянный для него хромосомный набор - кариотип. В характеристику кариотипа входят диплоидное (2n) число хромосом, размеры и форма их, наличие перетяжек и спутников, соотношение длин плеч, чередование эу- и гетерохроматина. Ознакомьтесь с хромосомными числами (2n) ряда видов животных и растений (табл. 1). Ответьте на вопросы:
Таблща 1 Хромосомные числа ряда видов животных и растений
Задание 2. Строение метафазной хромосомы Пользуясь материалом занятия «Воспроизведение на клеточном уровне. Жизненный цикл клетки» ответьте на вопросы:
• С какими аутосомами сходны по морфологии Х-хромосома и Y-хромосома? Строение и роль разных участков метафазных хромосом Изучите по табл. 2 особенности строения разных участков метафазной хромосомы. Зарисуйте схему строения метафазной хромосомы и обозначьте короткое и длинное плечи хромосомы, хроматиды, первичную и вторичную перетяжку, спутник, теломеры. Задание 3. Методика приготовления метафазных хромосом человека Ознакомьтесь с основными этапами приготовления препаратов метафазных хромосом человека. Объектом для приготовления препаратов могут служить делящиеся клетки костного мозга, ткани семенника, хорион, фибробласты кожи, клетки амниотической жидкости.  Наиболее удобным объектом является культура лимфоцитов периферической крови - берут 1-2 мл венозной крови и добавляют её в смесь питательной среды с фитогемагглютинином (стимулятором митоза). Культивирование лимфоцитов составляет 48-72 часа. Для остановки процесса деления клеток на стадии метафазы используют колхицин. Для получения четких метафазных пластинок клетки помещают в гипотонический раствор хлорида кальция или цитрата натрия, где они набухают, разрываются, хромосомы разобщаются и свободно располагаются в цитоплазме. В результате образуется клеточная суспензия, которую фиксируют смесью метанола и уксусной кислоты (3:1), наносят на предметное стекло, высушивают и окрашивают красителем. Анализируют препараты под большим увеличением микроскопа с использованием иммерсионного объектива, отыскивая такие метафазные пластинки, в которых хромосомы располагаются в одной плоскости, и фотографируют их. Задание 4. Основные методы окрашивания хромосом Ознакомьтесь по табл. 3 с основными методами окрашивания хромосом человека. Определить число, структуру и групповую принадлежность хромосом (Денверская классификация) позволяет простой метод равномерной окраски хромосом - рутинный -43-  (стационарная таблица в учебной комнате). Но индивидуализировать хромосомы (Парижская классификация) можно только с помощью методов дифференциальной окраски, которые основаны на неоднородности (гетерогенности) хромосом по длине, что проявляется в наличии темных поперечных полос - мест связывания с определенным красителем (рис.1). Поперечным темным полосам (бэндам), выявляемым с помощью дифференциальной окраски, присвоены определенные номера, относительно них картируют гены. Гетерогенность хромосом по длине обусловлена различным чередованием эу- и гетерохроматина в хромосоме; асинхронностью репликации и конденсации отдельных районов хромосомы, например, хромосомы группы А содержат больше эухроматина и поэтому быстрее реплицируются и позднее конденсируются, Y-хромосома более гетерохроматизирована и поэтому реплицируется позднее, а конденсируется быстрее; различным нуклеотидным составом хромосом. Задание 5. Показания для цитогенетического анализа хромосом Показаниями к исследованию хромосом человека служат:
-44- Аудиторная работа  Рис.1. Хромосомы человека (группы, схема сегментации, центромерный индекс (Парижская классификация) Задание 6. Изучение метафазных хромосом человека на препаратах Рассмотрите под иммерсионным объективом микроскопа препарат метафазных хромосом человека (рутинная окраска) Найдите метафазную пластинку с хорошим разбросом всех хромосом. Подсчитайте количество хромосом. Различаются ли они по размеру и форме? Найдите метацентрические, субметацентрические, акро-центрические хромосомы. Можно ли при такой окраске выделить половые хромосомы? Задание 7. Идиограмма человека Графический рисунок кариотипа называется идиограммой (рис. 2). На идиограмме хромосомы гаплоидного набора расположены в порядке уменьшения их длины. Хромосомы объединены в группы в зависимости от длины, положения центромеры, наличия вторичных перетяжек и спутников. Пользуясь стационарным стендом в учебной аудитории «Кариотип человека» заполните табл. 4 «Характеристика метафазных хромосом человека». Ответьте на вопросы:
 Рис. 2. Идиограмма хромосомного набора мужчины. -48-  -49- Задание 8. Центромерный индекс Центромерный индекс (Ic) - это отношение длины короткого плеча ко всей длине хромосомы, выраженное в процентах или долях единицы. Центромерный индекс метацентрических хромосом от 45 до 50% (0,45 - 0,5), субметацентрических хромосом - от более 25 до 45% (0,25 - 0,45), акроцентрических -меньше или равен 25% (0,25). Вычислите центромерные индексы Х- и Y-хромосом, если известно, что длина Х-хромосомы в среднем 6,8 мкм, длина короткого плеча - 2,6 мкм; длина Y-хромосомы - 2,8 мкм, длина короткого плеча - 0,5 мкм. К какому типу хромосом относятся Х- и Y-хромосомы с учетом их центромерного индекса? Задание 9. Кариотипический анализ (УИРС) Основная задача кариотипического анализа состоит в установлении качественных и количественных отклонений хромосом от нормы. Ознакомьтесь с методическими указаниями кариотипического анализа человека и проанализируйте по рис. 3 или 4 предложенные фотографии метафазных пластинок (рутинная окраска). Методические указания к кариотипическому анализу метафазных хромосом человека
Ответьте на вопросы:
 |