1. الكشف عن الآليات التي تضمن ثبات عدد وشكل الكروموسومات في جميع خلايا الكائنات الحية من جيل إلى جيل؟

عناصر الاستجابة:

1) بسبب الانقسام الاختزالي، يتم تشكيل الأمشاج مع مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات؛

2) أثناء الإخصاب، تتم استعادة مجموعة الكروموسومات الثنائية في الزيجوت، مما يضمن ثبات مجموعة الكروموسومات؛

3) يحدث نمو الكائن الحي بسبب الانقسام الفتيلي الذي يضمن ثبات عدد الكروموسومات في الخلايا الجسدية

2. من المعروف أن جهاز جولجي متطور بشكل خاص في الخلايا الغدية للبنكرياس. اشرح السبب.

عناصر الاستجابة:

1) تقوم خلايا البنكرياس بتصنيع الإنزيمات التي تتراكم في تجاويف جهاز جولجي.

2) في جهاز جولجي، يتم تعبئة الإنزيمات على شكل حويصلات؛

3) من جهاز جولجي، يتم نقل الإنزيمات إلى القناة البنكرياسية.

3. الكتلة الإجمالية للميتوكوندريا بالنسبة لكتلة خلايا أعضاء الفئران المختلفة هي: في البنكرياس - 7.8٪، في الكبد - 18.4٪، في القلب - 35.8٪. لماذا تحتوي خلايا هذه الأعضاء على محتوى مختلف من الميتوكوندريا؟

عناصر الاستجابة:

1) الميتوكوندريا هي محطات الطاقة في الخلية؛ حيث يتم تصنيع وتراكم جزيئات ATP فيها؛

2) يتطلب العمل المكثف لعضلة القلب الكثير من الطاقة وبالتالي فإن محتوى الميتوكوندريا في خلاياها هو الأعلى؛

3) عدد الميتوكوندريا في الكبد أعلى مقارنة بالبنكرياس، لأنه يحتوي على عملية استقلاب أكثر كثافة.

4. ما هو تقسيم الانقسام المنصف الذي يشبه الانقسام الفتيلي؟ اشرح كيف يتم التعبير عنه وما هي مجموعة الكروموسومات الموجودة في الخلية التي يؤدي إليها.

عناصر الاستجابة:

1) ولوحظت أوجه التشابه مع الانقسام في التقسيم الثاني للانقسام الاختزالي.

2) جميع المراحل متشابهة، وتتباعد الكروموسومات الشقيقة (الكروماتيدات) إلى قطبي الخلية؛

3) تحتوي الخلايا الناتجة على مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات.

5. في أي الحالات لا يؤثر التغير في تسلسل نيوكليوتيدات الحمض النووي على بنية ووظيفة البروتين المقابل؟

عناصر الاستجابة:

1) إذا ظهر كودون آخر يشفر نفس الحمض الأميني نتيجة لاستبدال النوكليوتيدات؛

2) إذا كان الكودون المتكون نتيجة لاستبدال النوكليوتيدات يشفر حمضًا أمينيًا آخر، ولكن له خصائص كيميائية مماثلة لا تغير بنية البروتين؛

3) إذا حدثت تغييرات في النيوكليوتيدات في المناطق الجينية أو غير العاملة الحمض النووي.

6. ما هي ميزات الكروموسومات التي تضمن نقل المعلومات الوراثية؟

عناصر الاستجابة:

2) قادرة على التكرار الذاتي بسبب تكرار الحمض النووي؛

3) قادرة على التوزيع بالتساوي في الخلايا أثناء الانقسام، مما يضمن استمرارية الخصائص.

7. اشرح أوجه التشابه والاختلاف بين التباين الطفري والتوليفي.

يتضمن مخطط حل المشكلة ما يلي:

1) التشابه:يؤثر التباين الطفري والتوليفي على الأنماط الجينية للكائن الحي ويتم توريثها؛

2) اختلافات:الطفرات - تحدث التغيرات في النمط الوراثي بسبب التغيرات في الهياكل الوراثية (الجينات والكروموسومات والجينوم)؛

3) مع التباين التوافقي، تنشأ مجموعات مختلفة من الجينات.

الكروموسومات(لون كروما يوناني، لون + جسم سوما) - العناصر الهيكلية والوظيفية الرئيسية لنواة الخلية التي تحتوي على الجينات. يرجع اسم "الكروموسومات" إلى قدرتها على التلطيخ بشكل مكثف بالأصباغ الأساسية أثناء انقسام الخلايا. يتميز كل نوع بيولوجي بثبات العدد والحجم والخصائص المورفولوجية الأخرى للكروموسوم. تختلف مجموعة الكروموسومات في الخلايا الجرثومية والجسدية. تحتوي الخلايا الجسدية على مجموعة مزدوجة (ثنائية الصبغيات) من الكروموسومات، والتي يمكن تقسيمها إلى أزواج من الكروموسومات المتماثلة (المتطابقة)، المتشابهة في الحجم والشكل. يكون أحد المتماثلين دائمًا من أصل الأب، والآخر من أصل الأم. في الخلايا الجنسية (الأمشاج) لحقيقيات النوى (الكائنات متعددة الخلايا، بما في ذلك البشر)، يتم تمثيل جميع كروموسومات المجموعة في المفرد (مجموعة الكروموسوم الفردي). في البويضة المخصبة (الزيجوت)، يتم دمج مجموعات أحادية الصيغة الصبغية من الأمشاج الذكرية والأنثوية في نواة واحدة، مما يؤدي إلى استعادة مجموعة مزدوجة من الكروموسومات.
في البشر، يتم تمثيل مجموعة الكروموسوم ثنائي الصبغيات (النمط النووي) بـ 22 زوجًا من الكروموسومات (جسيمات جسمية) وزوج واحد من الكروموسومات الجنسية (جونوسومات). تختلف الكروموسومات الجنسية ليس فقط في تكوين الجينات التي تحتويها، ولكن أيضًا في شكلها. يتحدد تطور الفرد الأنثوي من زيجوت بواسطة زوج من الكروموسومات الجنسية يتكون من كروموسومين X أي الزوج XX، أما الذكر فيتحدد بزوج يتكون من كروموسوم X وكروموسوم Y أيهما ، الزوج XY.

تعتمد الطبيعة الفيزيائية والكيميائية للكروموسوم على مدى تعقيد تنظيم الأنواع البيولوجية. وبالتالي، فإن الفيروسات التي تحتوي على الحمض النووي الريبي (RNA) لها دور كروموسومات. يتم تنفيذه بواسطة جزيء الحمض النووي الريبوزي (RNA) المفرد الذي تقطعت به السبل في الفيروسات المحتوية على الحمض النووي وبدائيات النوى (البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة)، والكروموسوم الوحيد هو جزيء الحمض النووي الخالي من البروتينات الهيكلية، مغلق في حلقة، مرتبط بأحد أقسامه بالبروتين. جدار الخلية. في حقيقيات النوى، المكونات الجزيئية الرئيسية للكروموسومات هي الحمض النووي، والبروتينات الأساسية هيستون، والبروتينات الحمضية، والحمض النووي الريبي (يختلف محتوى البروتينات الحمضية والحمض النووي الريبي في الكروموسوم في مراحل مختلفة من دورة الخلية).
يوجد الحمض النووي في الكروموسوم على شكل معقد يحتوي على الهستونات، على الرغم من أن الأجزاء الفردية من جزيء الحمض النووي قد تكون خالية من هذه البروتينات.

تشكل مجمعات الحمض النووي مع الهستونات الجزيئات الهيكلية الأولية للكروموسوم - النيوكليوزومات. بمشاركة هيستون معين، يتم ضغط الخيط النووي؛ وتكون النيوكليوزومات الفردية متجاورة بشكل وثيق مع بعضها البعض، وتشكل ليفًا. يخضع اللييف لمزيد من التعبئة المكانية لتكوين خيوط من الدرجة الثانية. تتشكل الحلقات من خيوط من الدرجة الثانية، وهي هياكل من الدرجة الثالثة لتنظيم الكروموسوم.

يختلف شكل الكروموسومات في المراحل الفردية لدورة الخلية. في مرحلة ما قبل التخليق، يتم تمثيل الكروموسومات بحبل واحد (كروماتيد)؛ في مرحلة ما بعد التخليق، تتكون من كروماتيدين. خلال الطور البيني، تشغل الكروموسومات الحجم الكامل للنواة، وتشكل ما يسمى بالكروماتين. كثافة الكروماتين في أجزاء مختلفة من النواة ليست هي نفسها. يتم استبدال المناطق السائبة الملطخة بشكل ضعيف بالأصباغ الأساسية بمناطق أكثر كثافة وملطخة بشكل مكثف.
الأول هو الكروماتين الحقيقي: تحتوي مناطق الكروماتين الكثيفة على الكروماتين المغاير أو الأجزاء المعطلة وراثيًا من الكروموسوم.

تتشكل أجسام الكروموسومات المميزة بشكل فردي في وقت انقسام الخلايا - الانقسام أو الانقسام الاختزالي. في الطور الأول للانقسام الكروموسومي المنصف. تخضع لدورة معقدة من التحولات المرتبطة باقتران الكروموسومات المتماثلة على طول الطول مع تكوين ما يسمى ثنائي التكافؤ وإعادة التركيب الجيني بينهما. أثناء الطور التمهيدي للانقسام الفتيلي، تظهر الكروموسومات على شكل خيوط طويلة متشابكة. يحدث تكوين "جسم" الكروموسوم في الطور الاستوائي لانقسام الخلايا عن طريق ضغط هياكل الدرجة الثالثة بطريقة غير معروفة حتى الآن. يمكن ملاحظة أقصر طول وخصائص مورفولوجية مميزة للكروموسومات بدقة في مرحلة الطورية. لذلك، فإن وصف الخصائص الفردية للكروموسومات الفردية، وكذلك مجموعة الكروموسوم بأكملها، يتوافق دائمًا مع حالتها في الطور الاستوائي للانقسام الفتيلي. عادة في هذه المرحلة، تكون الكروموسومات عبارة عن هياكل منقسمة طوليًا وتتكون من كروماتيدين شقيقتين.
أحد العناصر الإلزامية في بنية الكروم هو ما يسمى بالانقباض الأولي، حيث تضيق الكروماتيدات وتبقى موحدة. اعتمادًا على موقع السنترومير، يتم تمييز الكروموسومات على أنها مركزية (يقع السنترومير في المنتصف)، وتحت مركزية (يتم إزاحة السنترومير بالنسبة إلى المركز) ومركزية لا مركزية (يقع السنترومير بالقرب من نهاية الكروموسوم). تسمى نهايات الكروموسوم بالتيلوميرات.

يعتمد إضفاء الطابع الفردي على الكروموسومات البشرية (والكائنات الحية الأخرى) على قدرتها على التلطيخ بخطوط عرضية فاتحة وداكنة متناوبة على طول الكروموسوم عند استخدام طرق تلطيخ خاصة. إن عدد هذه النطاقات وموضعها وعرضها خاص بكل كروموسوم. وهذا يضمن تحديدًا موثوقًا لجميع الكروموسومات البشرية في مجموعة الكروموسومات الطبيعية ويجعل من الممكن فك رموز أصل التغيرات في الكروموسومات أثناء الفحص الوراثي الخلوي للمرضى الذين يعانون من أمراض وراثية مختلفة.

الحفاظ على ثبات عدد الكروموسومات في مجموعة الكروموسوم وبنية كل كروموسوم على حدة. هو شرط لا غنى عنه للتطور الطبيعي للفرد في التطور. ومع ذلك، خلال الحياة، يمكن أن تحدث طفرات الجينوم والكروموسومات في الجسم. الطفرات الجينومية هي نتيجة لتعطيل آلية انقسام الخلايا وتباعد الكروموسومات. تعدد الصيغة الصبغية - زيادة في عدد مجموعات الكروموسومات الفردية أكبر من المجموعة الثنائية الصبغية ؛ اختلال الصيغة الصبغية (التغيير في عدد الكروموسومات الفردية) ممكن نتيجة لفقد أحد الكروموسومات المتماثلة (أحادي الصبغي) أو على العكس من ظهور كروموسومات إضافية. - واحد أو اثنان أو أكثر (التثلث الصبغي، الرباعي، وما إلى ذلك). في الخلايا الجسدية التي تتميز بأداء مكثف، يمكن أن يكون التغيير في الصيغة الصبغية فسيولوجيًا (على سبيل المثال، تعدد الصيغة الصبغية الفسيولوجية في خلايا الكبد). ومع ذلك، غالبًا ما يتم ملاحظة اختلال الصيغة الصبغية في الخلايا الجسدية أثناء تطور الأورام. بين الأطفال الذين يعانون من أمراض الكروموسومات الوراثية، يسود ما يسمى باختلال الصيغة الصبغية للكروموسومات الجسدية الفردية والكروموسومات الجنسية. يؤثر التثلث الصبغي في أغلب الأحيان على البوتوسومات 8، 13، 18، 21 زوجًا والكروموسومات X. نتيجة للتثلث الصبغي للكروموسوم 21 زوجًا، يتطور مرض داون. مثال على الأحادية هو متلازمة شيرشيفسكي-تيرنر، الناجمة عن فقدان أحد الكروموسومات X. يؤدي اختلال الصيغة الصبغية، الذي يحدث في الانقسامات الأولى للزيجوت، إلى ظهور كائن حي بأعداد مختلفة من X. لزوج معين في خلايا الأنسجة المختلفة (ظاهرة الفسيفساء).

تلعب الطفرات الجينومية والكروموسومية دورًا مهمًا في تطور الأنواع البيولوجية. أتاحت الدراسة المقارنة للكروموسومات ومجموعات الكروموسومات تحديد درجة العلاقة التطورية بين البشر والقردة، ونمذجة مجموعة الكروموسومات في سلفهم المشترك، وتحديد إعادة الترتيب الهيكلي للكروموسومات التي حدثت أثناء التطور البشري.

مجموعة الكروموسوم - مجموعة من الكروموسومات المميزة لخلايا كائن حي معين. هناك نوعان من القرن العاشر: أحادي الصيغة الصبغية - في الخلايا الجرثومية الناضجة وثنائي الصيغة الصبغية - في الخلايا الجسدية. أثناء الإخصاب، يتم توحيد اثنين من أحادي الصيغة الصبغية X.، يتم إحضارهما عن طريق الأمشاج الذكرية والأنثوية، ونتيجة لذلك يتم تشكيل زيجوت مع ثنائي الصيغة الصبغية X.. أثناء الانقسام الاختزالي، يتم تقليل عدد الكروموسومات الثنائية مرة أخرى بمقدار النصف ويتم تشكيل الأمشاج ذات القرن الأحادي الصبغي X. إذا كانت التغييرات في عدد الكروموسومات ليست مضاعفات العدد الرئيسي، X. ج. تسمى غير متجانسة (على سبيل المثال، الكائنات الحية التي تفتقر إلى كروموسوم واحد في القرن العاشر ثنائي الصيغة الصبغية تسمى أحادية الجسم).

النمط النووي عبارة عن مجموعة من الخصائص (العدد والحجم والشكل وما إلى ذلك) لمجموعة كاملة من الكروموسومات المتأصلة في خلايا نوع بيولوجي معين (النمط النووي للأنواع) أو كائن معين (النمط النووي الفردي) أو خط (استنساخ) من الخلايا . يُطلق على النمط النووي أحيانًا اسم التمثيل المرئي لمجموعة الكروموسومات الكاملة (مخطط الكاريوجرام).

تم تقديم مصطلح "النمط النووي" في عام 1924 من قبل عالم الخلايا السوفيتي ج. أ. ليفيتسكي.

تحديد النمط النووي

يتغير مظهر الكروموسومات بشكل كبير خلال دورة الخلية: خلال الطور البيني، يتم توطين الكروموسومات في النواة، كقاعدة عامة، غير حلزونية ويصعب مراقبتها، لذلك لتحديد النمط النووي، يتم استخدام الخلايا في إحدى مراحل انقسامها - الطورية من الانقسام.

إجراءات تحديد النمط النووي

بالنسبة لإجراء تحديد النمط النووي، يمكن استخدام أي مجموعة من الخلايا المنقسمة. لتحديد النمط النووي البشري، عادة ما يتم استخدام الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطية، والتي يتم استفزاز انتقالها من مرحلة الراحة G0 إلى الانتشار عن طريق إضافة الراصة الدموية النباتية الميتوجينية. يمكن أيضًا استخدام خلايا النخاع العظمي أو المزرعة الأولية للخلايا الليفية الجلدية لتحديد النمط النووي. لزيادة عدد الخلايا في المرحلة الطورية، يتم إضافة الكولشيسين أو النوكادازول إلى مزرعة الخلية قبل وقت قصير من التثبيت، مما يمنع تكوين الأنابيب الدقيقة، وبالتالي يمنع انحراف الكروماتيدات إلى أقطاب انقسام الخلايا واكتمال الانقسام الفتيلي.

بعد التثبيت، يتم تلوين الاستعدادات للكروموسومات الطورية وتصويرها؛ من الصور المجهرية، يتم تشكيل ما يسمى النمط النووي المنهجي - مجموعة مرقمة من أزواج الكروموسومات المتماثلة، يتم توجيه صور الكروموسومات عموديًا بأذرع قصيرة لأعلى، ويتم ترقيمها بترتيب تنازلي من حيث الحجم، ويتم وضع زوج من الكروموسومات الجنسية وضعت في نهاية المجموعة.

تاريخيًا، تم الحصول على الأنماط النووية غير التفصيلية الأولى، والتي مكنت من التصنيف وفقًا لمورفولوجيا الكروموسوم، باستخدام تلطيخ رومانوفسكي-جيمزا، لكن مزيد من التفاصيل حول بنية الكروموسوم في الأنماط النووية أصبح ممكنًا مع ظهور تقنيات تلطيخ الكروموسوم التفاضلي. التقنية الأكثر استخدامًا في علم الوراثة الطبية هي طريقة تلوين الكروموسوم G التفاضلي.

الأنماط النووية الكلاسيكية والطيفية

للحصول على النمط النووي الكلاسيكي، يتم تلوين الكروموسومات بأصباغ مختلفة أو مخاليطها: بسبب الاختلافات في ربط الصبغة بأجزاء مختلفة من الكروموسومات، يحدث التلوين بشكل غير متساو ويتم تشكيل بنية ذات نطاقات مميزة (مجموعة من العلامات المستعرضة، الإنجليزية النطاقات) ، مما يعكس عدم التجانس الخطي للكروموسوم ومحددًا لأزواج الكروموسومات المتماثلة وأقسامها (باستثناء المناطق متعددة الأشكال ، يتم تحديد المتغيرات الأليلية المختلفة للجينات). تم تطوير أول طريقة لتلطيخ الكروموسوم لإنتاج مثل هذه الصور التفصيلية للغاية بواسطة عالم الخلايا السويدي كاسبرسون (Q-staining). يتم استخدام أصباغ أخرى أيضًا، وتسمى هذه التقنيات مجتمعة بصبغ الكروموسوم التفاضلي:

تلطيخ Q- صبغ كاسبرسون بمادة خردل الكينين مع فحصها تحت المجهر الفلوري. يُستخدم غالبًا لدراسة الكروموسومات Y (التحديد السريع للجنس الجيني، واكتشاف الانتقالات بين الكروموسومات X وY أو بين الكروموسوم Y والجسيمات الذاتية، وفحص الفسيفساء التي تتضمن الكروموسومات Y)

تلطيخ G- تعديل تلطيخ رومانوفسكي-جيمزا. حساسية أعلى من تلك الخاصة بصبغة Q، ولذلك يتم استخدامها كطريقة قياسية للتحليل الوراثي الخلوي. يستخدم لتحديد الانحرافات الصغيرة والكروموسومات المميزة (مجزأة بشكل مختلف عن الكروموسومات المتماثلة العادية)

تلطيخ R- يتم استخدام الأكريدين البرتقالي والأصباغ المماثلة، ويتم تلوين مناطق الكروموسومات غير الحساسة لتلطيخ G. يستخدم لتحديد تفاصيل المناطق السلبية G أو Q المتماثلة للكروماتيدات الشقيقة أو الكروموسومات المتماثلة.

تلطيخ C- يستخدم لتحليل المناطق المركزية للكروموسومات التي تحتوي على الهيتروكروماتين التأسيسي والجزء البعيد المتغير من كروموسوم Y.

تلطيخ T -يستخدم لتحليل المناطق التيلوميرية للكروموسومات.

في الآونة الأخيرة، تم استخدام ما يسمى بالتقنية. النمط النووي الطيفي (التهجين الموضعي الفلوري، FISH)، والذي يتكون من تلوين الكروموسومات بمجموعة من الأصباغ الفلورية التي ترتبط بمناطق محددة من الكروموسومات. نتيجة لهذا التلوين، تكتسب أزواج الكروموسومات المتماثلة خصائص طيفية متطابقة، والتي لا تسهل بشكل كبير تحديد مثل هذه الأزواج فحسب، بل تسهل أيضًا اكتشاف عمليات النقل بين الكروموسومات، أي حركات الأقسام بين الكروموسومات - المقاطع المنقولة لها طيف الذي يختلف عن طيف بقية الكروموسومات.

تحليل النمط النووي

إن مقارنة مجمعات العلامات المتقاطعة في النمط النووي الكلاسيكي أو المناطق ذات الخصائص الطيفية المحددة تجعل من الممكن تحديد كل من الكروموسومات المتماثلة وأقسامها الفردية، مما يجعل من الممكن تحديد انحرافات الكروموسومات بالتفصيل - إعادة الترتيب داخل الكروموسومات، مصحوبة بانتهاك ترتيب شظايا الكروموسوم (الحذف، الازدواجية، الانقلابات، النقل). مثل هذا التحليل له أهمية كبيرة في الممارسة الطبية، مما يجعل من الممكن تشخيص عدد من أمراض الكروموسومات الناجمة عن الانتهاكات الجسيمة للأنماط النووية (انتهاك عدد الكروموسومات)، وانتهاك بنية الكروموسومات أو تعدد الأنماط النووية الخلوية في الجسم (الفسيفساء).

التسميات

لتنظيم الأوصاف الوراثية الخلوية، تم تطوير النظام الدولي للتسميات الوراثية الخلوية (ISCN)، استنادًا إلى التلوين التفاضلي للكروموسومات والسماح بوصف مفصل للكروموسومات الفردية ومناطقها. الإدخال له التنسيق التالي:

[رقم الكروموسوم] [الذراع] [رقم المنطقة].[رقم النطاق]

يتم تحديد الذراع الطويلة للكروموسوم بالحرف q، والذراع القصير بالحرف p، ويتم تحديد الانحرافات الصبغية برموز إضافية.

وهكذا، تتم كتابة النطاق الثاني من القسم الخامس عشر من الذراع القصير للكروموسوم الخامس كـ 5p15.2.

بالنسبة للنمط النووي، يتم استخدام إدخال ISCN 1995، والذي يحتوي على التنسيق التالي:

[عدد الكروموسومات]، [الكروموسومات الجنسية]، [المميزات].

لتعيين الكروموسومات الجنسية في الأنواع المختلفة، يتم استخدام رموز (حروف) مختلفة، اعتمادًا على تفاصيل تحديد جنس التصنيف (أنظمة مختلفة من الكروموسومات الجنسية). وهكذا، في معظم الثدييات، النمط النووي الأنثوي متجانس، والذكر غير متجانس، على التوالي، سجل الكروموسوم الجنسي للأنثى هو XX، والذكر هو XY. في الطيور، تكون الإناث غير متجانسة، والذكور متجانسون، أي أن تسجيل الكروموسومات الجنسية للأنثى هو ZW، والذكر هو ZZ.

تتضمن الأمثلة الأنماط النووية التالية:

النمط النووي الطبيعي (المحدد) للقطط المنزلية: 38، XY

النمط النووي الفردي للحصان الذي يحتوي على كروموسوم X "إضافي" (كروموسوم التثلث الصبغي X): 65، XXX

النمط النووي الفردي للخنزير المنزلي مع حذف (فقدان قسم) الذراع الطويلة (ف) للكروموسوم 10: 38، XX، 10q-

النمط النووي الفردي لرجل مع إزاحة 21 قسمًا من الذراعين القصير (p) والطويل (q) للكروموسومات الأول والثالث وحذف القسم الثاني والعشرين من الذراع الطويلة (q) للكروموسوم التاسع: 46، XY، ر(1؛3)(ص21؛س21)، ديل(9)(ق22)

نظرًا لأن الأنماط النووية الطبيعية خاصة بالأنواع، يتم تطوير وصيانة الأوصاف القياسية للأنماط النووية لأنواع مختلفة من الحيوانات والنباتات، وخاصة الحيوانات والنباتات المنزلية والمخبرية.

علم الوراثة الخلوية الطبية هو دراسة النمط النووي البشري في الظروف الطبيعية والمرضية. نشأ هذا الاتجاه في عام 1956، عندما قام تيو وليفان بتحسين طريقة تحضير الاستعدادات للكروموسومات الطورية ولأول مرة أنشأوا العدد النموذجي للكروموسومات (2 ن = 46) في مجموعة ثنائية الصيغة الصبغية. في عام 1959، تم فك رموز مسببات الكروموسومات لعدد من الأمراض - متلازمة داون، متلازمة كلاينفلتر، متلازمة شيرشيفسكي-تيرنر وبعض متلازمات التثلث الصبغي الجسدي الأخرى. كان التطوير الإضافي لعلم الوراثة الخلوية الطبية في أواخر الستينيات يرجع إلى ظهور طرق التلوين التفاضلي للكروموسومات الطورية، مما جعل من الممكن تحديد الكروموسومات ومناطقها الفردية. لم تضمن طرق التلوين التفاضلية دائمًا التحديد الصحيح لنقاط التوقف نتيجة لإعادة الترتيب الهيكلي للكروموسومات. وفي عام 1976، طور يونس طرقًا جديدة لدراستها في المرحلة الأولية، والتي أطلق عليها اسم “الطرق عالية الدقة”.

أتاح استخدام مثل هذه الأساليب الحصول على كروموسومات بأعداد مختلفة من القطاعات (من 550 إلى 850) وجعل من الممكن تحديد الاضطرابات التي تنطوي على أجزاء صغيرة منها (الترتيبات الدقيقة). منذ أوائل الثمانينات. لقد دخل علم الوراثة الخلوية البشرية مرحلة جديدة من التطور: تم إدخال تحليل الكروموسومات للطرق الوراثية الخلوية الجزيئية والتهجين في الموقع (FISH - التهجين في الموقع) موضع التنفيذ. تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع للكشف عن التشوهات الهيكلية الأكثر دقة للكروموسومات التي لا يمكن تمييزها عن طريق التلوين التفاضلي. حاليًا، يتيح استخدام طرق مختلفة لتحليل الكروموسومات إجراء تشخيص أمراض الكروموسومات قبل وبعد الولادة بنجاح.

أمراض الكروموسومات هي مجموعة كبيرة من الحالات المتنوعة سريريًا والتي تتميز بالتشوهات الخلقية المتعددة، والتي ترتبط مسبباتها بالتغيرات الكمية أو الهيكلية في النمط النووي.

حاليًا، يتم تمييز ما يقرب من 1000 شذوذ كروموسومي، منها أكثر من 100 شكل لها صورة محددة سريريًا وتسمى المتلازمات؛ إن مساهمتها في حالات الإجهاض التلقائي ووفيات ومراضة الأطفال حديثي الولادة كبيرة. يبلغ معدل انتشار التشوهات الصبغية بين حالات الإجهاض التلقائي 50%، بين الأطفال حديثي الولادة المصابين بتشوهات خلقية متعددة شديدة - 33%، ووفيات المواليد الموتى والوفيات في الفترة المحيطة بالولادة بسبب تشوهات خلقية - 29%، بين الأطفال المبتسرين المصابين بتشوهات خلقية - 17%، بين الأطفال حديثي الولادة المصابين بتشوهات خلقية - 10% ، وفيات المواليد الموتى وفي الفترة المحيطة بالولادة - 7٪، المبكرة - 2.5٪، جميع الأطفال حديثي الولادة - 0.7٪.

معظم الأمراض الكروموسومية متفرقة، تنشأ من جديد نتيجة طفرة جينية (كروموسومية) في مشيج أحد الوالدين الأصحاء أو في الأقسام الأولى من الزيجوت، وغير موروثة عبر الأجيال، وهو ما يرتبط بارتفاع معدل وفيات المرضى في فترة ما قبل الإنجاب.

الأساس المظهري لأمراض الكروموسومات هو اضطرابات التطور الجنيني المبكر. هذا هو السبب في أن التغيرات المرضية تتطور حتى في فترة ما قبل الولادة لنمو الجسم وإما أن تسبب موت الجنين أو الجنين، أو تخلق الصورة السريرية الرئيسية للمرض الموجود بالفعل عند الوليد (باستثناء الحالات الشاذة في النمو الجنسي، والتي تتشكل بشكل رئيسي خلال فترة البلوغ). يعد الضرر المبكر والمتعدد لأنظمة الجسم من سمات جميع أشكال أمراض الكروموسومات. هذه هي خلل التشوه القحفي الوجهي ، والتشوهات الخلقية للأعضاء الداخلية وأجزاء الجسم ، وبطء النمو والتطور داخل الرحم وبعد الولادة ، والتخلف العقلي ، وعيوب الجهاز العصبي المركزي ، والقلب والأوعية الدموية ، والجهاز التنفسي ، والجهاز البولي التناسلي ، والجهاز الهضمي والغدد الصماء ، وكذلك الانحرافات في الهرمونات. والحالة البيوكيميائية والمناعية. تتميز كل متلازمة كروموسومية بمجموعة معقدة من التشوهات الخلقية والشذوذات التنموية، والتي تكون متأصلة إلى حد ما فقط في هذا النوع من أمراض الكروموسومات. يتم تحديد تعدد الأشكال السريرية لكل مرض كروموسومي في شكله العام من خلال النمط الجيني للكائن الحي والظروف البيئية. يمكن أن تكون الاختلافات في مظاهر علم الأمراض واسعة جدًا - من التأثير المميت إلى الانحرافات التنموية الطفيفة. على الرغم من الدراسة الجيدة للمظاهر السريرية وعلم الوراثة الخلوية لأمراض الكروموسومات، فإن التسبب فيها، حتى بشكل عام، ليس واضحا بعد. لم يتم تطوير مخطط عام لتطوير العمليات المرضية المعقدة الناجمة عن تشوهات الكروموسومات والتي تؤدي إلى ظهور أنماط ظاهرية معقدة لأمراض الكروموسومات.

الأنواع الرئيسية لتشوهات الكروموسومات
يمكن تقسيم جميع أمراض الكروموسومات حسب نوع الطفرات إلى مجموعتين كبيرتين: تلك الناجمة عن تغيرات في عدد الكروموسومات مع الحفاظ على بنية هذه الأخيرة (الطفرات الجينومية) وتلك الناجمة عن تغيرات في بنية الكروموسوم (الكروموسومات) الطفرات). تنشأ الطفرات الجينومية بسبب عدم انفصال أو فقدان الكروموسومات أثناء تكوين الأمشاج أو في المراحل المبكرة من تكوين الجنين. تم العثور على ثلاثة أنواع فقط من الطفرات الجينومية لدى البشر: رباعي الصيغة الصبغية، وثلاثية الصيغة الصبغية، واختلال الصيغة الصبغية. إن حدوث طفرات ثلاثية الصيغة الصبغية (Zn = 69) ورباعية الصيغة الصبغية (4n = 92) منخفض جدًا، وتوجد بشكل رئيسي بين الأجنة أو الأجنة المجهضة تلقائيًا وفي المواليد الموتى. العمر المتوقع للأطفال حديثي الولادة الذين يعانون من مثل هذه الاضطرابات هو عدة أيام. الطفرات الجينية على الكروموسومات الفردية عديدة، فهي تشكل الجزء الأكبر من أمراض الكروموسومات. علاوة على ذلك، من بين جميع أشكال اختلال الصيغة الصبغية، تم العثور على التثلث الصبغي فقط على الكروموسومات الجسدية، وتعدد الصبغيات على الكروموسومات الجنسية (ثلاثي ورباعي وخماسي)، وبين الأحاديات تم العثور على أحادي الصبغي X فقط.

يصعب على الجسم تحمل التثلث الصبغي الكامل أو الأحاديات مقارنة بالاختلالات الجزئية في الكروموسومات الكبيرة عند المواليد الأحياء بشكل أقل بكثير من المواليد الصغار. تسبب الأشكال الكاملة لتشوهات الكروموسومات تشوهات أكثر خطورة بكثير من تشوهات الفسيفساء. تعد الأجسام الأحادية الصبغية نادرة جدًا بين المواليد الأحياء؛ فهي عبارة عن أشكال فسيفسائية تحتوي على نسبة كبيرة من الخلايا الطبيعية. لقد تم إثبات حقيقة القيمة الوراثية المنخفضة نسبيًا للمناطق غير المتجانسة للكروموسومات. هذا هو السبب في ملاحظة التثلث الكامل في المواليد الأحياء في تلك الجسيمات الجسدية الغنية بالهيتروكروماتين - 8 و 9 و 13 و 14 و 18 و 21 و 22 و X. وهذا ما يفسر التحمل الجيد من قبل المرضى حتى لجرعة ثلاثية من Y- مادة الكروموسوم والخسارة شبه الكاملة لكتفها الطويل يتم ملاحظة الأحادية الكاملة على الكروموسوم X، المتوافق مع الحياة بعد الولادة، مما يؤدي إلى تطور متلازمة شيرشيفسكي-تيرنر، وكذلك الرباعي والخماسي، فقط على الكروموسوم X، وهو متغاير اللون.

الطفرات الكروموسومية، أو إعادة ترتيب الكروموسومات الهيكلية، هي اضطرابات النمط النووي، مصحوبة أو غير مصحوبة بخلل في المادة الوراثية داخل واحد أو أكثر من الكروموسومات (إعادة ترتيب داخل الكروموسومات وفيما بينها).

في الغالبية العظمى من الحالات، يتم نقل الطفرات الصبغية الهيكلية إلى النسل من قبل أحد الوالدين، الذي يحتوي النمط النووي الخاص به على إعادة ترتيب متوازنة للكروموسومات. وتشمل هذه الإزاحة المتبادلة (المتبادلة) المتوازنة دون فقدان أجزاء من الكروموسومات المشاركة فيها. إنه، مثل الانقلاب، لا يسبب ظواهر مرضية في الناقل. ومع ذلك، أثناء تكوين الأمشاج من حاملات النقل والانعكاسات المتوازنة، يمكن تشكيل الأمشاج غير المتوازنة. يؤدي إزفاء روبرتسونيان - وهو انتقال بين اثنين من الكروموسومات اللامركزية مع فقدان أذرعهم القصيرة - إلى تكوين كروموسوم واحد متمركز بدلاً من اثنين من الكروموسومات اللامركزية. يتمتع حاملو هذا الإزفاء بصحة جيدة لأن فقدان الأذرع القصيرة لاثنين من الكروموسومات اللامركزية يتم تعويضه عن طريق عمل نفس الجينات في الكروموسومات الثمانية المتبقية. أثناء نضوج الخلايا الجرثومية، يؤدي التوزيع العشوائي (أثناء انقسام الخلايا) لاثنين من الكروموسومات المعاد ترتيبها ومتماثلاتها إلى ظهور عدة أنواع من الأمشاج، بعضها طبيعي، والبعض الآخر يحتوي على مزيج من الكروموسومات التي، عند الإخصاب، تؤدي إلى ظهور زيجوت ذو نمط نووي متوازن مُعاد ترتيبه، بينما ينتج البعض الآخر لاقحات غير متوازنة كروموسوميًا.

مع وجود مجموعة كروموسوم غير متوازنة (الحذف، الازدواجية، الإدراج)، يصاب الجنين بأمراض سريرية حادة، عادة في شكل مجموعة معقدة من التشوهات الخلقية. ويسبب نقص المادة الوراثية عيوبًا تنموية أكثر خطورة من فائضها.

وفي كثير من الأحيان، تنشأ الانحرافات الهيكلية من جديد. عادة ما يكون والدا المريض المصاب باضطراب الكروموسومات طبيعيين من الناحية النووية. يحدث المرض الكروموسومي في هذه الحالات من جديد نتيجة انتقال طفرة جينية أو كروموسومية من أحد الأبوين تحدث مرة واحدة في إحدى الأمشاج، أو تحدث مثل هذه الطفرة بالفعل في الزيجوت. وهذا لا يستبعد تكرار اضطراب الكروموسومات لدى الأطفال في عائلة معينة. هناك عائلات معرضة لحالات متكررة من عدم انفصال الكروموسوم. الطفرات التي نشأت من جديد تمثل تقريبًا جميع حالات التثلث الصبغي الكامل والأحادي الصبغي المعروفة. الآلية الرئيسية لحدوث إعادة الترتيب الهيكلي من أي نوع هي كسر في واحد أو أكثر من الكروموسومات مع إعادة التوحيد اللاحق للأجزاء الناتجة.

المؤشرات السريرية للتشخيص الخلوي
تحتل طريقة البحث الجيني الخلوي مكانة رائدة بين طرق التشخيص المختبري في الاستشارة الوراثية الطبية والتشخيص قبل الولادة. ومع ذلك، ينبغي للمرء أن يلتزم بدقة بالهدف
مؤشرات لإحالة المرضى لاختبار النمط النووي.

المؤشرات الرئيسية للتشخيص قبل الولادة:
شذوذ الكروموسومات في الطفل السابق في الأسرة؛
طفل ميت يعاني من خلل في الكروموسومات؛
إعادة ترتيب الكروموسومات، أو فسيفساء الكروموسومات أو اختلال الصيغة الصبغية على الكروموسومات الجنسية لدى الوالدين؛
تشير نتائج اختبار مصل دم الأم إلى زيادة خطر حدوث خلل في الكروموسومات لدى الجنين (مجموعة الخطر)؛
عمر الأم؛
التشوهات الجنينية المكتشفة عن طريق الفحص بالموجات فوق الصوتية.
الاشتباه في وجود الفسيفساء في الجنين خلال دراسة وراثية خلوية سابقة؛
الاشتباه في متلازمة عدم الاستقرار الكروموسومي.

يوصى باختبار النمط النووي لتشخيص ما بعد الولادة إذا كان المريض يعاني من:
انقطاع الطمث الأولي أو الثانوي أو انقطاع الطمث المبكر.
مخطط الحيوانات المنوية غير الطبيعي - فقد النطاف أو قلة النطاف الشديدة.
انحرافات كبيرة سريريًا في النمو (قصر القامة وطول القامة) وحجم الرأس (صغر الرأس وضخامة الرأس) ؛
الأعضاء التناسلية غير الطبيعية
النمط الظاهري غير طبيعي أو خلل التشوه.
التشوهات الخلقية؛
التخلف العقلي أو اضطرابات النمو.
مظاهر متلازمة الحذف/الحذف الصغير/الازدواج؛
مرض متنحي مرتبط بالكروموسوم X لدى النساء.
المظاهر السريرية لمتلازمات عدم الاستقرار الصبغي.
عند المراقبة بعد زرع نخاع العظم.

يجب إجراء الدراسات الوراثية الخلوية على الزوجين:
مع تشوهات الكروموسومات أو متغيرات الكروموسومات غير العادية في الجنين التي تم اكتشافها أثناء التشخيص قبل الولادة؛
حالات الإجهاض المتكررة (3 أو أكثر)؛ الإملاص، وموت الأجنة الوليدية، وعدم القدرة على فحص الجنين المصاب؛
أن يكون لدى الطفل خلل في الكروموسومات أو متغير كروموسومي غير عادي؛
العقم مجهول السبب.

مؤشر البحث الوراثي الخلوي هو وجود أقارب المريض:
إعادة ترتيب الكروموسومات.
التخلف العقلي الذي يفترض أنه من أصل كروموسومي؛
فقدان الإنجاب، والتشوهات الخلقية للجنين أو ولادة جنين ميت مجهول المصدر.

مؤشرات للبحث باستخدام طريقة FISH:
الاشتباه في متلازمة الحذف الصغير، والتي تتوفر لها التشخيصات الوراثية الخلوية الجزيئية (توافر تحقيقات الحمض النووي المناسبة)؛
زيادة خطر الإصابة بمتلازمة الحذف الصغير استنادًا إلى بيانات سجل الذاكرة؛
علامات سريرية تشير إلى الفسيفساء بسبب متلازمة الكروموسومات معينة؛
الحالات بعد زراعة نخاع العظم، عندما يكون المتبرع والمتلقي من جنسين مختلفين؛
الاشتباه في وجود خلل في الكروموسومات أثناء دراسة وراثية خلوية قياسية، عندما تكون طريقة FISH مفيدة لمزيد من البحث 
توضيح طبيعة الشذوذ، أو في الحالات التي توجد فيها مظاهر سريرية مميزة؛
وجود كروموسوم علامة زائدة.
الشك في إعادة ترتيب الكروموسومات المخفية.

يشار إلى طريقة FISH لتحليل الطور الاستوائي:
مع الكروموسومات العلامة.
مادة إضافية مجهولة المنشأ على الكروموسوم؛
إعادة ترتيب الكروموسومات.
الاشتباه في فقدان جزء الكروموسومات.
الفسيفساء.

يشار إلى طريقة FISH لتحليل نوى الطور البيني:
مع تشوهات الكروموسومات العددية.
الازدواجية.
الانقسامات.
إعادة ترتيب الكروموسومات؛
تحديد الجنس الكروموسومي.
تضخيم الجينات.

طرق البحث الوراثية الخلوية:
تعتبر دراسة ووصف السمات المميزة للكروموسومات الطورية ذات أهمية خاصة في علم الوراثة الخلوية العملي. يتم التعرف على الكروموسومات الفردية داخل المجموعة باستخدام تقنيات الصبغ التفاضلي. تتيح هذه الطرق اكتشاف عدم تجانس بنية الكروموسوم على طول الطول، والذي تحدده خصائص مجمع المكونات الجزيئية الرئيسية للكروموسومات - الحمض النووي والبروتينات. تعد مشكلة التعرف على الكروموسومات الفردية في النمط النووي مهمة لتطوير التشخيص الوراثي الخلوي لأمراض الكروموسومات لدى البشر.

تنقسم طرق البحث الوراثية الخلوية إلى مباشرة وغير مباشرة. يتم استخدام الطرق المباشرة في الحالات التي تتطلب نتيجة سريعة ومن الممكن الحصول على تحضيرات لكروموسومات الخلايا المنقسمة في الجسم. وتشمل الأساليب غير المباشرة، كخطوة إلزامية، زراعة الخلايا على المدى الطويل إلى حد ما في الوسائط المغذية الاصطناعية. الأساليب التي تتضمن زراعة قصيرة المدى (من عدة ساعات إلى 2-3 أيام) تحتل موقعًا متوسطًا.

الهدف الرئيسي للبحث الوراثي الخلوي باستخدام الطرق المباشرة وغير المباشرة هو المرحلة الطورية للانقسام الفتيلي والمراحل المختلفة للانقسام الاختزالي. الطور الانقسامي هو الموضوع الرئيسي للبحث الوراثي الخلوي، لأنه في هذه المرحلة يمكن تحديد الكروموسومات بدقة واكتشاف شذوذاتها. يتم فحص الكروموسومات في الانقسام الاختزالي للكشف عن أنواع معينة من إعادة الترتيب التي، بطبيعتها، لا يتم اكتشافها في الطور الاستوائي للانقسام الفتيلي.

المواد البيولوجية للدراسات الوراثية الخلوية. معالجة ثقافات الخلايا. تحضير الاستعدادات الكروموسومية
يمكن استخدام خلايا أي نسيج متاح للخزعة كمواد للحصول على الكروموسومات البشرية ودراستها. الأكثر استخدامًا هي الدم المحيطي، والخلايا الليفية الجلدية، ونخاع العظام، وخلايا السائل الأمنيوسي، والخلايا الزغبية المشيمية. تعد الخلايا الليمفاوية في الدم المحيطي البشري هي الأكثر سهولة في أبحاث الكروموسومات.

حاليًا، تستخدم جميع المختبرات في العالم تقريبًا طريقة تستخدم الدم المحيطي الكامل لزراعة الخلايا الليمفاوية. يتم أخذ الدم بمقدار 1-2 مل مسبقًا من الوريد المرفقي إلى أنبوب أو زجاجة معقمة تحتوي على محلول الهيبارين. يمكن تخزين الدم الموجود في القارورة لمدة 24-48 ساعة في الثلاجة عند درجة حرارة 4-6 درجة مئوية. يتم إجراء زراعة الخلايا الليمفاوية في صندوق خاص أو في غرفة العمل تحت غطاء التدفق الصفحي في ظل ظروف معقمة. مثل هذه الظروف إلزامية لمنع إدخال النباتات المسببة للأمراض في ثقافة الدم. إذا كان هناك شك في تلوث الدم أو أي مادة أخرى، فمن الضروري إضافة المضادات الحيوية إلى خليط الثقافة. يتم تحضين القوارير التي تحتوي على خليط الثقافة في منظم حرارة عند درجة حرارة +37 درجة مئوية لمدة 72 ساعة (يجري نمو الخلايا النشطة وانقسامها). الغرض الرئيسي من التقنيات المنهجية عند معالجة مزارع الخلايا وإعداد مستحضرات الكروموسوم منها هو الحصول على عدد كافٍ من لوحات الطورية مع انتشار الكروموسومات بحيث يمكن تقدير الطول والشكل والخصائص المورفولوجية الأخرى لكل منها. الكروموسوم في المجموعة.

يحدث تراكم الخلايا في الطور الاستوائي للانقسام وإنتاج صفائح عالية الجودة عند التحضير باستخدام عدد من الإجراءات المتسلسلة:
الكولشين - تعرض الخلايا للكولشيسين أو الكولسيميد المثبت للخلايا، مما يمنع الانقسام الفتيلي في المرحلة الطورية.
نقص التوتر في الثقافات.
تثبيت الخلايا بمزيج من كحول الميثيل وحمض الخليك.
تطبيق تعليق الخلية على شريحة زجاجية.

تتم عملية كولشينة ثقافات الخلايا قبل 1.5-2 ساعة من بدء التثبيت. بعد إعطاء الكولشيسين، تستمر زجاجات زراعة الخلايا في الحضانة في منظم الحرارة. في نهاية فترة الحضانة، يُسكب خليط الثقافة من كل زجاجة في أنابيب طرد مركزي نظيفة ويُخضع للطرد المركزي. ثم يضاف محلول منخفض التوتر من كلوريد البوتاسيوم، مسخن إلى درجة حرارة +37 درجة مئوية، إلى رواسب الخلية.

يتم إجراء تخفيض التوتر في منظم الحرارة عند درجة حرارة +37 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة. يعمل محلول KCI منخفض التوتر على تعزيز انتشار الكروموسومات بشكل أفضل على شريحة زجاجية. بعد انخفاض التوتر، يتم ترسيب الخلايا عن طريق الطرد المركزي وإخضاعها للتثبيت. يتم التثبيت بمزيج من كحول الميثيل (أو الإيثيل) وحمض الأسيتيك.

المرحلة النهائية هي إعداد الاستعدادات الكروموسومية للحصول على لوحات الطورية منتشرة بشكل جيد مع الحفاظ على سلامة واكتمال مجموعة الكروموسوم في كل منها. يتم تطبيق تعليق الخلية على الشرائح الرطبة والمبردة، وبعد ذلك يتم تجفيف الشرائح في درجة حرارة الغرفة ووضع علامة عليها.

طرق تلطيخ الكروموسوم التفاضلي
منذ عام 1971، أصبحت الأساليب منتشرة على نطاق واسع في علم الوراثة الخلوية والتي تتيح إمكانية تلوين كل كروموسوم في المجموعة بشكل تفاضلي وفقًا لطوله. تكمن الأهمية العملية لهذه الطرق في أن الصبغ التفاضلي يسمح بتحديد جميع الكروموسومات البشرية بسبب نمط الصبغ الطولي المحدد لكل كروموسوم. يمكن أن يكون أي طلاء يتكون من صبغة أساسية مناسبًا للتلوين، لأن الركيزة الأساسية للتلوين للكروموسومات هي مجمع بروتين الحمض النووي. في ممارسة البحوث الوراثية الخلوية، يتم استخدام الطرق التالية على نطاق واسع.

تعد طريقة الصبغ G هي الطريقة الأكثر شيوعًا نظرًا لبساطتها وموثوقيتها وتوافر الكواشف اللازمة. بعد التلوين، يكتسب كل زوج من الكروموسومات تصدعات في الطول بسبب تناوب الأجزاء ذات الألوان المختلفة (الداكنة) واللونية الحقيقية (الفاتحة)، والتي يشار إليها عادةً باسم شرائح G. توفر طريقة تلطيخ C تحديد مناطق معينة فقط من الكروموسومات. هذه هي مناطق الكروماتين المتغاير المترجمة في المناطق المحيطة بالمركز من الأذرع الطويلة للكروموسومات 1 و 9 و 16 وفي الذراع الطويلة للكروموسوم Y، وكذلك في الأذرع القصيرة للكروموسومات غير المركزية. تُظهر طريقة R لتلوين تحضيرات الكروموسوم صورة للتجزئة التفاضلية عكس طريقة G. تقوم هذه الطريقة بصبغ الأجزاء البعيدة من الكروموسومات جيدًا، وهو أمر مهم جدًا عند تحديد عمليات إعادة الترتيب الصغيرة التي تشمل المقاطع الطرفية. توفر طريقة تلطيخ Q تلطيخًا فلوريًا تفاضليًا للكروموسومات الفردية للمجموعة، وتسمح لك بتحديد كل زوج من المتماثلات، وكذلك تحديد وجود كروموسوم Y في نوى الطور البيني من خلال توهج جسم كروماتين Y.

مبادئ تحليل الكروموسومات
المرحلة الإلزامية للدراسة هي التحليل البصري للكروموسومات تحت المجهر باستخدام تكبير ألف مرة (x1000) مع عدسات x10 وعدسة غامرة x100. يتم تقييم جودة وملاءمة مستحضرات الكروموسوم للبحث، وكذلك اختيار لوحات الطورية للتحليل، عند التكبير المنخفض (×100). للدراسة، يتم اختيار لوحات الطورية الكاملة الملطخة جيدًا مع انتشار جيد للكروموسومات. يقوم الباحث بإحصاء العدد الإجمالي للكروموسومات وتقييم بنية كل كروموسوم من خلال مقارنة تصدعات المتماثلات، وكذلك مقارنة النمط المرصود مع الخرائط (المخططات) الوراثية الخلوية للكروموسومات.

إن استخدام أنظمة تحليل الصور بالكمبيوتر يبسط بشكل كبير مهمة عالم الوراثة الخلوية ويحسن جودة عمله ويوفر الفرصة لتوثيق نتائج البحث بسرعة وسهولة. لضمان جودة العمل العالية، يوصى بمشاركة اثنين من المتخصصين في الدراسة الوراثية الخلوية لكل عينة. الوثيقة التي تؤكد الدراسة هي البروتوكول الذي يشير إلى إحداثيات الخلايا التي تم فحصها، وعدد الكروموسومات في كل منها، وإعادة الترتيب المكتشفة، وصيغة النمط النووي والاستنتاج، وكذلك لقب المريض وتاريخ ورقم الدراسة ولقب وتوقيع الطبيب (الأطباء) الذي أجرى الدراسة. يجب حفظ الشرائح وصور الكروموسوم لمراجعتها لاحقًا.

القواعد الأساسية لوصف التشوهات الكروموسومية وفقا للنظام الدولي للتسمية الوراثية الخلوية
يجب أن يتم تسجيل صيغة النمط النووي وفقًا للإصدار الحالي من النظام الدولي للتسميات الوراثية الخلوية البشرية. أدناه نعتبر جوانب استخدام التسميات التي يتم مواجهتها غالبًا في الممارسة الوراثية الخلوية السريرية.

عدد ومورفولوجية الكروموسومات:
في النمط النووي، تنقسم الكروموسومات إلى سبع مجموعات يمكن تمييزها بسهولة (A-G) وفقًا لحجمها وموقعها المركزي. الكروموسومات الذاتية هي الكروموسومات من 1 إلى 22، والكروموسومات الجنسية هي X وY.
المجموعة أ (1-3) - كروموسومات كبيرة مركزية يمكن تمييزها عن بعضها البعض حسب الحجم وموضع السنترومير.
المجموعة ب (4-5) - كروموسومات كبيرة تحت المركز.
المجموعة C (6-12، X) - كروموسومات ما بعد المركز وتحت المركز متوسطة الحجم. يعد الكروموسوم X أحد أكبر الكروموسومات في هذه المجموعة.
المجموعة د (13-15) - كروموسومات لا مركزية متوسطة الحجم مع أقمار صناعية. 
المجموعة هـ (16-18) - كروموسومات صغيرة مركزية وتحت مركزية صغيرة نسبيًا.
المجموعة F (19-20) - كروموسومات صغيرة مركزية.
المجموعة G (21-22، Y) - كروموسومات صغيرة مركزية ذات أقمار صناعية. لا يحتوي كروموسوم Y على أقمار صناعية.

يتكون كل كروموسوم من سلسلة متواصلة من الخطوط، والتي تقع على طول أذرع الكروموسوم في مناطق (أقسام) محدودة للغاية. مناطق الكروموسومات خاصة بكل كروموسوم وهي ضرورية لتحديد هويتها. يتم ترقيم النطاقات والمناطق في الاتجاه من السنترومير إلى التيلومير على طول كل ذراع. المناطق هي أقسام من الكروموسوم تقع بين نطاقين متجاورين. لتعيين الأذرع القصيرة والطويلة للكروموسومات، يتم استخدام الرموز التالية: p - ذراع قصيرة و q - ذراع طويلة. يتم تحديد السنترومير (sep) بالرمز 10، وجزء السنترومير المجاور للذراع القصير هو p10، والذراع الطويل هو q10. يتم تحديد المنطقة الأقرب إلى السنترومير بالرقم 1، والمنطقة التالية بالرقم 2، وما إلى ذلك.

يتم استخدام رمزية مكونة من أربعة أرقام لتعيين الكروموسومات:
الحرف الأول - رقم الكروموسوم؛
الحرف الثاني (ع أو ف) - ذراع الكروموسوم؛
الحرف الثالث - رقم المنطقة (القسم)؛
الحرف الرابع هو رقم المسار داخل هذه المنطقة.

على سبيل المثال، يشير الإدخال 1p31 إلى الكروموسوم 1، ذراعه القصير، المنطقة 3، النطاق 1. إذا تم تقسيم النطاق إلى نطاقات فرعية، يتم وضع نقطة بعد تعيين النطاق، ثم يتم كتابة رقم كل نطاق فرعي. يتم ترقيم النطاقات الفرعية، مثل الخطوط، في الاتجاه من السنترومير إلى التيلومير. على سبيل المثال، في النطاق 1p31 هناك ثلاثة نطاقات فرعية: 1p31.1، 1p31.2 و1p31.3، منها النطاق الفرعي 1p31.1 قريب من السنترومير، والنطاق الفرعي 1p31.3 بعيد. إذا تم تقسيم النطاقات الفرعية إلى أجزاء، فسيتم ترقيمها بأرقام بدون علامات ترقيم. على سبيل المثال، يتم تقسيم النطاق الفرعي 1r31.1 إلى 1r31.11 و1r31.12 وما إلى ذلك.

مبادئ عامة لوصف النمط النووي العادي وغير الطبيعي
في وصف النمط النووي، تشير النقطة الأولى إلى العدد الإجمالي للكروموسومات، بما في ذلك الكروموسومات الجنسية. ويتم فصل الرقم الأول عن بقية الإدخال بفاصلة، ثم يتم تدوين الكروموسومات الجنسية. يتم تعيين الجسيمات الذاتية فقط في حالات التشوهات.

يبدو النمط النووي البشري الطبيعي كما يلي:
46.XX - النمط النووي الطبيعي للمرأة؛
46,XY هو النمط النووي الطبيعي للرجل. 

في حالة الشذوذات الكروموسومية، يتم تسجيل الشذوذات في الكروموسومات الجنسية أولاً، ثم الشذوذات الجسدية بترتيب تصاعدي من حيث الأرقام وبغض النظر عن نوع الشذوذ. ويتم فصل كل حالة شاذة بفاصلة. تُستخدم تسميات الحروف لوصف الكروموسومات المعاد ترتيبها هيكليًا. تتم كتابة الكروموسوم المشارك في إعادة الترتيب بين قوسين بعد الرمز الذي يشير إلى نوع إعادة الترتيب، على سبيل المثال: inv(2)، del(4)، r(18). إذا شارك اثنان أو أكثر من الكروموسومات في إعادة الترتيب، يتم وضع فاصلة منقوطة (؛) بين عدد كل كروموسوم.

توضع العلامة (+) أو (-) أمام الكروموسوم للإشارة إلى وجود خلل، مما يدل على وجود كروموسوم إضافي أو مفقود (طبيعي أو غير طبيعي)، على سبيل المثال: +21،-7،+der(2). كما أنها تستخدم للإشارة إلى نقصان أو زيادة في طول ذراع الكروموسوم بعد الرمز (p أو q)؛ ولهذا الغرض، لا يمكن استخدام العلامات المذكورة أعلاه إلا في النص، ولكن ليس في وصف النمط النووي، على سبيل المثال: 4p+، 5q-. عند وصف أحجام المقاطع غير المتجانسة والأقمار الصناعية وخيوط الأقمار الصناعية، يتم وضع العلامة (+) (زيادة) أو (-) (تقليل) مباشرة بعد تعيين الرمز المقابل، على سبيل المثال: 16qh+، 21ps+، 22pstk+. تستخدم علامة الضرب (x) لوصف نسخ متعددة من الكروموسومات المعاد ترتيبها، ولكن لا يمكن استخدامها لوصف نسخ متعددة من الكروموسومات الطبيعية، على سبيل المثال: 46,XX,del(6)(q13q23)x2. للإشارة إلى تفسيرات بديلة للشذوذات، استخدم الرمز (أو)، على سبيل المثال: 46,XX,del(8)(q21.1) أو i(8)(p10).

يتم فصل الأنماط النووية للنسخ المختلفة بشرطة مائلة (/). يتم وضع قوسين مربعين بعد وصف النمط النووي للإشارة إلى العدد المطلق للخلايا في نسخة معينة. من أجل الإشارة إلى سبب ظهور الحيوانات المستنسخة المختلفة، يتم استخدام الرمزين mos (الفسيفساء - خطوط الخلايا نشأت من نفس اللاقحة) وتشي (الكيميرا - خطوط الخلايا الناشئة من لاقحات مختلفة)، والتي تم تقديمها قبل وصف النمط النووي. عند إدراج الأنماط النووية، يتم دائمًا إدراج النسخة الثنائية الصبغية العادية في المرتبة الأخيرة، على سبيل المثال: mos47,XY,+21/46,XY; موس47،XXY/46،XY.

إذا كان هناك العديد من النسخ الشاذة، فسيتم التسجيل حسب زيادة الحجم: الأول هو الأكثر شيوعًا، ثم التنازلي. والأخير هو الاستنساخ العادي، على سبيل المثال: mos45,X/47,XXX/46,XX. يتم استخدام رمز مشابه في النمط النووي الذي يحتوي على نسختين طبيعيتين، على سبيل المثال: chi46,XX/46,XY. في حالة وجود نسختين شاذتين في النمط النووي، أحدهما به شذوذ عددي والآخر به إعادة ترتيب هيكلي، يتم تسجيل الاستنساخ ذو الشذوذ العددي أولاً. على سبيل المثال: 45,X/46,X,i(X)(q10).

عندما يكون لدى كلا المستنسخين شذوذات عددية، يتم تسجيل الاستنساخ ذي الصبغي الجسدي ذي الرقم التسلسلي الأدنى أولاً، على سبيل المثال: 47,XX,+8/47,XX,+21; يتم دائمًا وضع المستنسخ الذي يعاني من تشوهات في الكروموسوم الجنسي في المرتبة الأولى، على سبيل المثال: 47,ХХХ/47,ХХ,+21.

حقيقة أن النمط النووي أحادي الصيغة الصبغية أو متعدد الصيغة الصبغية ستكون واضحة من خلال عدد الكروموسومات والتسميات الإضافية، على سبيل المثال: 69،XXY. يجب تعيين جميع الكروموسومات المتغيرة بالنسبة لمستوى الصيغة الصبغية المناسب، على سبيل المثال: 70،XXY،+21.

تتم الإشارة إلى الأصل الأمومي أو الأبوي للكروموسوم غير الطبيعي بالرمزين mat وpat، على التوالي، بعد الشذوذ الموصوف، على سبيل المثال: 46,XX,t(5;6)(q34;q23)mat,inv(14)( q12q31)بات؛ 46,XX,t(5;6)(q34;q23)مات,inv(14) (q12q31)مات. إذا علم أن كروموسومات الوالدين طبيعية مقارنة بشذوذ معين، فإنها تعتبر جديدة ويشار إليها بالرمز denovo (dn)، على سبيل المثال: 46,XY,t(5;6)(q34) ;q23)حصيرة,inv (14)( q12q31)dn.

وصف تشوهات الكروموسوم العددية:
تُستخدم العلامة (+) أو (-) للإشارة إلى فقدان أو اكتساب كروموسوم إضافي عند وصف الحالات الشاذة العددية.
47,XX,+21 - النمط النووي مع التثلث الصبغي 21.
48،XX،+13،+21 - النمط النووي مع التثلث الصبغي 13 والتثلث الصبغي 21.
45,XX,-22 - النمط النووي مع الصبغي الأحادي 22.
46,XX,+8,-21 - النمط النووي مع التثلث الصبغي 8 والأحادية 21.
الاستثناء من هذه القاعدة هو التشوهات البنيوية للكروموسومات الجنسية، والتي تتم كتابتها دون استخدام علامتي (+) و (-).
45,X - النمط النووي مع كروموسوم X واحد (متلازمة شيرشيفسكي-تيرنر).
47,XXY - النمط النووي الذي يحتوي على كروموسومين X وكروموسوم Y واحد (متلازمة كلاينفلتر).
47،XXX - النمط النووي مع ثلاثة كروموسومات X.
47,XYY - النمط النووي الذي يحتوي على كروموسوم X واحد واثنين من كروموسوم Y.
48،XXXY هو النمط النووي الذي يحتوي على ثلاثة كروموسومات X وكروموسوم Y واحد.

وصف التشوهات الهيكلية للكروموسومات
عند وصف التغيرات الهيكلية، يتم استخدام أنظمة تسجيل مختصرة ومفصلة. عند استخدام النظام القصير، تتم الإشارة فقط إلى نوع إعادة ترتيب الكروموسومات ونقاط التوقف. اكتب نوع الشذوذ الكروموسومي، والكروموسوم المتسبب في الشذوذ، ونقاط التوقف بين قوسين. لا يسمح النظام القصير بوصف لا لبس فيه لإعادة ترتيب الكروموسومات المعقدة، والتي يتم اكتشافها أحيانًا عند تحليل الأنماط النووية للورم.

نظام مختصر لتعيين التعديلات الهيكلية
إذا كان كلا الذراعين متورطين في إعادة ترتيب ناتجة عن انقطاعين يحدثان في كروموسوم واحد، يتم تسجيل نقطة التوقف في الذراع القصير قبل نقطة التوقف في الذراع الطويل: 46,XX,inv(2)(p21q31). عندما تكون نقطتا التوقف على نفس ذراع الكروموسوم، تتم الإشارة إلى نقطة التوقف القريبة من السنترومير أولاً: 46,XX,inv(2)(p13p23). في حالة مشاركة اثنين من الكروموسومات في إعادة الترتيب، تتم الإشارة أولاً إلى الكروموسوم ذو الرقم التسلسلي الأقل أو الكروموسوم الجنسي: 46,XY,t(12;16)(q13;p11.1); 46,X,t(X;18) (ص11.11;q11.11).

الاستثناء من القاعدة هو إعادة الترتيب بثلاث نقاط توقف، عندما يتم إدخال جزء من كروموسوم واحد في منطقة كروموسوم آخر. في هذه الحالة، تتم كتابة الكروموسوم المتلقي أولاً، والكروموسوم المتبرع أخيرًا، حتى لو كان كروموسومًا جنسيًا أو كروموسومًا برقم تسلسلي أقل: 46,X,ins(5;X)(p14;q21q25); 46،XY،ins(5;2)(p14;q22q32). إذا أثرت إعادة الترتيب على كروموسوم واحد، تتم الإشارة أولاً إلى نقاط التوقف في الجزء الذي تم تشكيل الإدراج فيه. في حالة الإدراج المباشر، يتم تسجيل نقطة الانكسار للجزء المدرج الأقرب إلى السنترومير أولاً، ثم يتم تسجيل نقطة الانكسار البعيدة. أما مع الإدراج المقلوب، فالعكس هو الصحيح.

للإشارة إلى عمليات النقل التي تتضمن ثلاثة كروموسومات مختلفة، يُشار أولاً إلى الكروموسوم الجنسي أو الكروموسوم ذي الرقم التسلسلي الأقل، ثم الكروموسوم الذي تلقى جزءًا من الكروموسوم الأول، وأخيرًا الكروموسوم الذي تبرع بالجزء إلى الكروموسوم الكروموسوم الأول. 46,XX,t(9;22;17) (q34;q11.2;q22) - جزء من الكروموسوم 9، الموافق للمنطقة البعيدة 9q34، تم نقله إلى الكروموسوم 22، إلى الجزء 22q11.2، جزء من الكروموسوم يتم نقل 22، المقابلة للمنطقة البعيدة 22q11 .2، إلى الكروموسوم 17، في الجزء 17q22، ويتم نقل جزء الكروموسوم 17، الموافق للمنطقة البعيدة 17q22، إلى الكروموسوم 9، في الجزء 9q34. 

نظام تفصيلي لتعيين التغييرات الهيكلية. وفقًا لنظام التدوين التفصيلي، يتم تحديد إعادة الترتيب الهيكلي للكروموسومات من خلال تكوين النطاقات الموجودة فيها. يتم الاحتفاظ بجميع الرموز المستخدمة في النظام القصير في النظام التفصيلي. ومع ذلك، في نظام مفصل، يتم تقديم وصف تفصيلي لتكوين العصابات في الكروموسومات المعاد ترتيبها باستخدام رموز إضافية. تشير النقطتان (:) إلى نقطة فاصل، وتشير النقطتان المزدوجتان (::) إلى فاصل يتبعه لم الشمل. يشير السهم (->) إلى اتجاه نقل أجزاء الكروموسوم. يتم تحديد نهايات أذرع الكروموسوم بالرمز ter (الطرف)، أو pter، أو qter مما يشير إلى نهاية الذراع القصيرة أو الطويلة، على التوالي. يستخدم الرمز sep للإشارة إلى السنترومير.

أنواع إعادة ترتيب الكروموسومات
مواد إضافية من أصل غير معروف. يُستخدم رمز الإضافة (من اللاتينية additio - إضافة) للإشارة إلى مادة إضافية مجهولة المصدر تمت إضافتها إلى منطقة أو نطاق الكروموسومات. ستؤدي المواد الإضافية المرتبطة بالمنطقة الطرفية إلى زيادة طول ذراع الكروموسوم. عند وصف الكروموسومات بمواد إضافية مجهولة المصدر في كلا الذراعين، يتم وضع الرمز der قبل رقم الكروموسوم. إذا تم إدخال مادة إضافية غير معروفة في ذراع الكروموسوم، يتم استخدام الرموز الإضافية و(؟) للوصف.

الحذف. يُستخدم الرمز del للإشارة إلى عمليات الحذف الطرفية والخلالية:
46،XX، ديل (5) (Q13)
46,XX,ديل (5) (بتر->q13 :)
الإشارة (:) تعني أن الكسر حدث في النطاق 5q13، ونتيجة لذلك، يتكون الكروموسوم 5 من ذراع قصيرة وجزء من الذراع الطويلة، يقع بين السنترومير والجزء 5q13.
46،XX، ديل (5) (q13q33)
46,XX,ديل(5)(بتر->q13::q33->كتر)
العلامة (::) تعني انقطاع وإعادة ربط النطاقين 5ql3 و5q33 من الذراع الطويلة للكروموسوم 5. ويتم حذف جزء الكروموسوم الموجود بين هذه النطاقات.

الكروموسومات المشتقة أو المشتقة (der) هي كروموسومات تنشأ نتيجة إعادة ترتيب تؤثر على كروموسومين أو أكثر، وكذلك نتيجة لإعادة ترتيب متعددة داخل كروموسوم واحد. يتوافق عدد الكروموسوم المشتق مع عدد الكروموسوم السليم الذي له نفس السنترومير الموجود في الكروموسوم المشتق:
46،XY، دير (9) ديل (9) (ص 12) ديل (9) (q31)
46,XY,دير(9) (:р12->q31 :)
الكروموسوم المشتق 9 هو نتيجة لحذفين نهائيين يحدثان في الأذرع القصيرة والطويلة، مع نقاط توقف عند النطاقين 9p12 و9q31، على التوالي.
46,XX,دير (5)إضافة(5)(ص15.1)ديل(5)(q13)
46,XX,دير(5)(?::p15.1-»q13 :)
كروموسوم 5 مشتق مع مادة إضافية من أصل غير معروف مرتبطة بالنطاق 5p15.1 وحذف طرفي للذراع الطويلة البعيدة للنطاق 5q13.

كروموسومات ثنائية المركز. يستخدم رمز القالب لوصف الكروموسومات ثنائية المركز. يحل الكروموسوم ثنائي المركز محل واحد أو اثنين من الكروموسومات الطبيعية. وبالتالي، ليست هناك حاجة للإشارة إلى الكروموسومات الطبيعية المفقودة. 
45،XX،ديك(13;13)(q14;q32)
45,XX,dic(13;13)(13pter->13ql4::13q32-»13pter)
حدث الكسر ولم الشمل في النطاقين 13ql4 و13q32 على اثنين من الكروموسومات المتماثلة 13، مما أدى إلى كروموسوم ثنائي المركز.

الازدواجية. تتم الإشارة إلى التكرارات بالرمز dup؛ يمكن أن تكون مباشرة أو معكوسة.
46،XX،دوب(1)(q22q25)
46,XX,dup(1)(pter->q25::q22->qter)
الازدواج المباشر للقطعة بين النطاقين lq22 وlq25.
46،XY،دوب(1)(q25q22)
46,XY,dup(1) (pter->q25::q25->q22::q25->qter) أو (pter->q22::q25-»q22::q22->qter)
الازدواج المقلوب للقطعة بين النطاقين lq22 وlq25. تجدر الإشارة إلى أن النظام التفصيلي فقط هو الذي يجعل من الممكن وصف الازدواجية المقلوبة.

الانقلابات. يُستخدم الرمز inv لوصف الانقلابات شبه المركزية والمحيطة بالمركز.
46,XX,inv(3)(q21q26.2)
46,XX,inv(3)(pter->q21::q26.2->q21::q26.2->qter)
الانقلاب المحيطي للمركز، حيث حدث الانفصال وإعادة الانضمام في النطاقين 3q21 و3q26.2 من الذراع الطويلة للكروموسوم 3.
46،XY،الجرد(3)(p13q21)
46,XY,inv(3)(pter-»pl3::q21->p13::q21->qter)
الانعكاس المحيطي، حيث حدث الانفصال وإعادة الانضمام بين نطاق الذراع القصير 3p13 ونطاق الذراع الطويل 3q21 للكروموسوم 3. المنطقة الواقعة بين هذه النطاقات، بما في ذلك السنترومير، مقلوبة بمقدار 180 درجة.

الإدراج. يتم استخدام الرمز ins للإشارة إلى الإدراج المباشر أو المقلوب. يعتبر الإدراج مباشرًا عندما تكون النهاية القريبة لمنطقة الإدراج في موضع قريب بالنسبة إلى نهايتها الثانية. مع الإدراج المقلوب، تكون النهاية القريبة لمنطقة الإدراج في وضع بعيد. يمكن أيضًا الإشارة إلى نوع الإدراج (مباشر أو مقلوب) بالرمزين dir وinv، على التوالي.
46،XX، الإضافية(2)(pl3q21q31)
46,XX,ins(2)(pter->p13::q31->q21::pl3-»q21::q31-qter)
حدث إدخال مباشر، أي dir ins(2) (p13q21q31)، بين المقطعين 2q21 و2q31 من الذراع الطويلة والجزء 2p13 من الذراع القصير للكروموسوم 2. يتم إدخال منطقة كروموسوم الذراع الطويلة بين المقطعين 2q21 و2q31 في الذراع القصير في منطقة الجزء 2ص13. في الموضع الجديد، يظل الجزء 2q21 أقرب إلى السنترومير من الجزء 2q31.
46،XY، الإضافية(2) (pl3q31q21)
46,XY,ins(2)(pterH>pl3::q21->q31::pl3->q21::q31-»qter)
في هذه الحالة، يتم عكس القسم المدرج، أي inv ins(2)(p13q31q21). في الملحق، الجزء 2q21 أبعد عن السنترومير من الجزء 2q31. وبالتالي، تغير موقع الأجزاء بالنسبة إلى السنترومير.

الكروموسومات المتساوية. يُستخدم الرمز i لوصف الكروموسومات المتساوية، وهي كروموسومات تتكون من ذراعين متماثلين. يتم تحديد نقاط التوقف في الكروموسومات المتساوية في المناطق المركزية p10 و q10.
46،XX،ط (17) (Q10)
46,XX,i(17)(qter-»q10::q10 ->qter) 
تم تحديد الأيزوكروموسوم الموجود على الذراع الطويلة للكروموسوم 17 ونقطة التوقف في منطقة 17q10. يحتوي النمط النووي على كروموسوم واحد طبيعي وكروموسوم واحد مُعاد ترتيبه 17.
46,X,i(X)(q10)
46,X,i(X) (qter-»q10::q10->qter)
كروموسوم X طبيعي واحد وكروموسوم X متساوي على الذراع الطويلة.

المواقع الهشة (fragile sites) قد تظهر كأشكال متعددة طبيعية أو قد تترافق مع أمراض وراثية أو تشوهات مظهرية.
46,X,fra(X)(q27.3)
منطقة هشة في النطاق الفرعي Xq27.3 لأحد كروموسومات X في النمط النووي الأنثوي.
46,Y,fra(X)(q27.3)
منطقة هشة في النطاق الفرعي Xq27.3 للكروموسوم X في النمط النووي الذكري.

الكروموسوم الواسم (العلامة) هو كروموسوم مُعدل هيكليًا، ولا يمكن تحديد أي جزء منه. إذا تم التعرف على أي جزء من كروموسوم غير طبيعي، فإنه يوصف بأنه كروموسوم مشتق (دير). عند وصف النمط النووي، يتم وضع علامة (+) قبل رمز مار.
47,XX,+مارس
كروموسوم علامة إضافي واحد.
48,X,t(X;18)(p11.2;q11.2)+2mar
كروموسومان محددان بالإضافة إلى الإزفاء t(X;18).

يتم تحديد الكروموسومات الحلقية بالرمز r ويمكن أن تتكون من كروموسوم واحد أو أكثر.
46,XX,ص(7)(ص22q36)
46,XX,r(7) (::р22->q36::)
حدث الكسر وإعادة التوحيد في المقطعين 7p22 و7q36، مع فقدان مناطق الكروموسوم البعيدة عن نقاط التوقف هذه.
إذا كان المركز المركزي لكروموسوم الحلقة غير معروف، ولكن أجزاء الكروموسوم الموجودة في الحلقة معروفة، يتم تعريف الكروموسومات الحلقية على أنها مشتقات (der).
46,XX,دير(1)ص(1;3)(ص36.1q23;q21q27)
46,XX,دير(1)(::lp36.1->1q23::3q21->3q27::)

الترجمة. الترجمات المتبادلة
لوصف عمليات النقل (t)، يتم استخدام نفس المبادئ والقواعد لوصف إعادة ترتيب الكروموسومات الأخرى. لتمييز الكروموسومات المتماثلة، يمكن وضع خط تحت أحد المتماثلات بشرطة سفلية واحدة (_).
46،XY،ر(2;5)(q21;q31)
46,XY,t(2;5)(2pter2q21::5q31->5qter;5pter 5q31::2q21->2qter)
حدث الانفصال ولم الشمل في الجزأين 2q21 و5q31. يتم تبادل الكروموسومات في المناطق البعيدة عن هذه الأجزاء. تتم الإشارة إلى الكروموسوم ذو الرقم التسلسلي الأدنى أولاً.
46,X,t(X;13)(q27;ql2)
46,X,t(X;13)(Xpter->Xq27::13ql2->13qter;13pter->3q 12::Xq27->Xqter)
حدث الانفصال ولم الشمل في المقطعين Xq27 و13q12. تم تبديل الأجزاء البعيدة عن هذه المناطق. وبما أن كروموسوم الجنس يشارك في عملية النقل، فإنه يتم تسجيله أولا. لاحظ أن الترميز الصحيح هو 46,X,t(X;13)، وليس 46,XX,t(X;13).
46,ت(X;Y) (q22;q1, 1.2) 
46,t(X;Y)(Xpter->Xq22::Yq11.2->Yqter;Ypter->Yq11.2::Xq22->Xqter)
الإزاحة المتبادلة بين الكروموسومات X وY مع نقطتي التوقف Xq22 وYq11.2.
يمكن تسجيل عمليات النقل التي تتضمن أذرع كروموسوم كاملة تشير إلى نقاط التوقف في المناطق المركزية في p10 وq10. في عمليات النقل المتوازنة، يتم تحديد نقطة التوقف في الكروموسوم الجنسي أو في الكروموسوم ذي الرقم التسلسلي الأقل بـ p10.
46،XY،ر(4;3)(ص10;q10)
46,XY,t(1;3)(lpteMlpl0::3ql0->3qter;3pter->3p40::4q40->4qter)
إزاحة متبادلة لأذرع الكروموسوم بأكملها، حيث تنضم الأذرع القصيرة للكروموسوم 1 إلى السنترومير مع الأذرع الطويلة للكروموسوم 3، وتنضم الأذرع الطويلة للكروموسوم 1 إلى الأذرع القصيرة للكروموسوم 3.
في عمليات النقل غير المتوازنة لأذرع الكروموسوم بأكملها، يتم تعيين الكروموسوم المعاد ترتيبه كمشتق (der) ويحل محل اثنين من الكروموسومات الطبيعية.
45,XX,دير(1;3) (ص10;q10)
45,XX,دير(1;3)(1pter->1p10::3q10->3qter)

كروموسوم مشتق يتكون من الذراع القصيرة للكروموسوم 1 والذراع الطويلة للكروموسوم 3. لم يتم تسمية الكروموسومات المفقودة 1 و3 لأنه تم استبدالهما بالكروموسوم المشتق. وبالتالي يحتوي النمط النووي على كروموسوم واحد طبيعي 1، وكروموسوم عادي واحد 3، والكروموسوم المشتق der(l;3).

ترجمة روبرتسونيان
هذا نوع خاص من الإزفاء يحدث نتيجة الاندماج المركزي للأذرع الطويلة للكروموسومات اللامركزية 13-15 و21-22 مع الفقد المتزامن للأذرع القصيرة لهذه الكروموسومات. تنطبق أيضًا مبادئ وصف عمليات النقل غير المتوازنة التي تتضمن أذرعًا كاملة على وصف عمليات النقل الروبرتسونية باستخدام الرمز (der). يمكن أيضًا استخدام الرمز rob لوصف هذه النقلات، ولكن لا ينبغي استخدامه لوصف الحالات الشاذة المكتسبة. تتم الإشارة إلى نقاط توقف الكروموسومات المشاركة في عملية النقل في مناطق q10.
45,XX,دير(13;21) (q10;q10)
45،XX،روب (13؛21) (q10؛q10)

حدث الكسر ولم الشمل في القطعتين 13q10 و21q10 من المناطق المركزية للكروموسومات 13 و21. وقد حل الكروموسوم المشتق محل كروموسوم واحد 13 وكروموسوم واحد 21. ليست هناك حاجة للإشارة إلى الكروموسومات المفقودة. يحتوي النمط النووي على كروموسوم واحد طبيعي 13، وكروموسوم عادي واحد 21 ودير (13؛21). ويحدث هذا الخلل بسبب فقدان الأذرع القصيرة للكروموسومات 13 و21.

الوراثة والتنوع في الطبيعة الحية موجودان بفضل الكروموسومات والجينات (DNA). يتم تخزينه ونقله على شكل سلسلة من النيوكليوتيدات كجزء من الحمض النووي. ما هو الدور الذي تلعبه الجينات في هذه الظاهرة؟ ما هو الكروموسوم من حيث انتقال الخصائص الوراثية؟ توفر الإجابات على مثل هذه الأسئلة نظرة ثاقبة لمبادئ الترميز والتنوع الجيني على كوكبنا. يعتمد ذلك إلى حد كبير على عدد الكروموسومات الموجودة في المجموعة وعلى إعادة تركيب هذه الهياكل.

من تاريخ اكتشاف «جسيمات الوراثة»

من خلال دراسة الخلايا النباتية والحيوانية تحت المجهر، لفت العديد من علماء النبات وعلماء الحيوان في منتصف القرن التاسع عشر الانتباه إلى أنحف الخيوط وأصغر الهياكل ذات الشكل الدائري في النواة. في كثير من الأحيان، يُطلق على عالم التشريح الألماني والتر فليمنج اسم مكتشف الكروموسومات. كان هو الذي استخدم أصباغ الأنيلين لعلاج الهياكل النووية. أطلق فليمنغ على المادة المكتشفة اسم "الكروماتين" لقدرتها على الصبغ. تم تقديم مصطلح "الكروموسومات" للاستخدام العلمي في عام 1888 من قبل هاينريش فالدير.

في نفس الوقت الذي كان فيه فليمنج، كان البلجيكي إدوارد فان بينيدن يبحث عن إجابة لسؤال ما هو الكروموسوم. وقبل ذلك بقليل، أجرى علماء الأحياء الألمان ثيودور بوفيري وإدوارد ستراسبرجر سلسلة من التجارب التي تثبت فردية الكروموسومات وثبات عددها في أنواع مختلفة من الكائنات الحية.

المتطلبات الأساسية لنظرية الكروموسومات في الوراثة

اكتشف الباحث الأمريكي والتر ساتون عدد الكروموسومات الموجودة في نواة الخلية. اعتبر العالم أن هذه الهياكل هي حاملات لوحدات الوراثة وخصائص الكائن الحي. اكتشف ساتون أن الكروموسومات تتكون من جينات تنتقل من خلالها الخصائص والوظائف إلى الأبناء من والديهم. قدم عالم الوراثة في منشوراته وصفًا لأزواج الكروموسومات وحركتها أثناء انقسام نواة الخلية.

وبغض النظر عن زميله الأمريكي، فقد نفذ العمل في نفس الاتجاه ثيودور بوفيري. درس كلا الباحثين في أعمالهما قضايا انتقال الخصائص الوراثية وصياغة الأحكام الرئيسية حول دور الكروموسومات (1902-1903). حدث مزيد من التطوير لنظرية بوفيري-سوتون في مختبر الحائز على جائزة نوبل توماس مورغان. أنشأ عالم الأحياء الأمريكي المتميز ومساعدوه عددًا من أنماط وضع الجينات على الكروموسوم وطوروا أساسًا خلويًا يشرح آلية قوانين جريجور مندل، الأب المؤسس لعلم الوراثة.

الكروموسومات في الخلية

بدأت دراسة بنية الكروموسومات بعد اكتشافها ووصفها في القرن التاسع عشر. توجد هذه الأجسام والخيوط في الكائنات بدائية النواة (غير النووية) والخلايا حقيقية النواة (في النوى). أتاحت الدراسة تحت المجهر تحديد ماهية الكروموسوم من الناحية المورفولوجية. وهو جسم خيطي متحرك يمكن رؤيته خلال مراحل معينة من دورة الخلية. في الطور البيني، يشغل الكروماتين كامل حجم النواة. وفي الفترات الأخرى يمكن تمييز الكروموسومات على شكل كروماتيد واحد أو اثنين.

تكون هذه التكوينات مرئية بشكل أفضل أثناء انقسام الخلايا - الانقسام أو الانقسام الاختزالي. في كثير من الأحيان، يمكن ملاحظة الكروموسومات الكبيرة ذات البنية الخطية. في بدائيات النوى تكون أصغر حجمًا، على الرغم من وجود استثناءات. تحتوي الخلايا غالبًا على أكثر من نوع واحد من الكروموسوم، على سبيل المثال، تمتلك الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء "جسيمات وراثة" صغيرة خاصة بها.

أشكال الكروموسومات

يحتوي كل كروموسوم على بنية فردية ويختلف عن الآخرين في ميزات التلوين الخاصة به. عند دراسة التشكل، من المهم تحديد موضع السنترومير، وطول وموضع الذراعين بالنسبة للانقباض. تتضمن مجموعة الكروموسومات عادةً الأشكال التالية:

• ما وراء المركز، أو الأذرع المتساوية، التي تتميز بموقع متوسط ​​للسنترومير؛
• أذرع دون مركزية، أو غير متساوية (ينزاح الانقباض نحو أحد التيلوميرات)؛
• لا مركزية، أو على شكل قضيب، حيث يقع السنترومير تقريبًا في نهاية الكروموسوم؛
• منقط بشكل يصعب تحديده.

وظائف الكروموسومات

تتكون الكروموسومات من جينات - وحدات وظيفية للوراثة. التيلوميرات هي نهايات أذرع الكروموسوم. تعمل هذه العناصر المتخصصة على الحماية من التلف ومنع الشظايا من الالتصاق ببعضها البعض. يقوم السنترومير بمهامه أثناء مضاعفة الكروموسوم. إنه يحتوي على حركية، وبهذا ترتبط هياكل المغزل. كل زوج من الكروموسومات يكون فرديًا في موقع السنترومير. تعمل خيوط المغزل بطريقة بحيث يذهب كروموسوم واحد في كل مرة إلى الخلايا الوليدة، وليس كليهما. يتم توفير المضاعفة المنتظمة أثناء القسمة من خلال أصول النسخ المتماثل. يبدأ تضاعف كل كروموسوم في وقت واحد عند عدة نقاط من هذا القبيل، مما يؤدي إلى تسريع عملية التقسيم بأكملها بشكل كبير.

دور الحمض النووي والحمض النووي الريبي

كان من الممكن معرفة ما هو الكروموسوم والوظيفة التي يؤديها هذا الهيكل النووي بعد دراسة تركيبه وخصائصه الكيميائية الحيوية. في الخلايا حقيقية النواة، تتشكل الكروموسومات النووية بواسطة مادة مكثفة - الكروماتين. وبحسب التحليل فهو يحتوي على مواد عضوية عالية الجزيئية:

تشارك الأحماض النووية بشكل مباشر في التخليق الحيوي للأحماض الأمينية والبروتينات وتضمن انتقال الخصائص الوراثية من جيل إلى جيل. يوجد الحمض النووي في نواة الخلية حقيقية النواة، بينما يتركز الحمض النووي الريبي (RNA) في السيتوبلازم.

الجينات

أظهر تحليل حيود الأشعة السينية أن الحمض النووي يشكل حلزونًا مزدوجًا، تتكون سلاسله من النيوكليوتيدات. وهي تمثل الكربوهيدرات ديوكسيريبوز، ومجموعة الفوسفات، وواحدة من أربع قواعد نيتروجينية:

مناطق خيوط البروتين النووي الحلزوني منقوص الأكسجين هي جينات تحمل معلومات مشفرة حول تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات أو الحمض النووي الريبي (RNA). أثناء التكاثر، تنتقل الخصائص الوراثية من الآباء إلى الأبناء على شكل أليلات جينية. أنها تحدد أداء ونمو وتطور كائن حي معين. وفقا لعدد من الباحثين، فإن تلك الأجزاء من الحمض النووي التي لا تشفر البوليببتيدات تؤدي وظائف تنظيمية. يمكن أن يحتوي الجينوم البشري على ما يصل إلى 30 ألف جين.

مجموعة الكروموسومات

يعد العدد الإجمالي للكروموسومات وخصائصها سمة مميزة للأنواع. في ذبابة ذبابة الفاكهة عددهم 8، في الرئيسيات - 48، في البشر - 46. هذا العدد ثابت بالنسبة لخلايا الكائنات الحية التي تنتمي إلى نفس النوع. بالنسبة لجميع حقيقيات النوى هناك مفهوم "الكروموسومات ثنائية الصيغة الصبغية". هذه مجموعة كاملة، أو 2n، على عكس المجموعة الصبغية - نصف العدد (n).

تكون الكروموسومات في زوج واحد متجانسة ومتطابقة في الشكل والبنية وموقع السنتروميرات والعناصر الأخرى. المتجانسات لها سماتها المميزة التي تميزها عن الكروموسومات الأخرى في المجموعة. يتيح لك التلوين بالأصباغ الأساسية فحص ودراسة السمات المميزة لكل زوج. موجود في الأعضاء الجسدية - في الأعضاء التناسلية (ما يسمى بالأمشاج). في الثدييات والكائنات الحية الأخرى ذات الجنس الذكري غير المتجانس، يتم تشكيل نوعين من الكروموسومات الجنسية: الكروموسوم X والكروموسوم Y. لدى الذكور مجموعة من XY، ولدى الإناث مجموعة من XX.

مجموعة الكروموسومات البشرية

تحتوي خلايا جسم الإنسان على 46 كروموسومًا. يتم دمجهم جميعًا في 23 زوجًا يشكلون المجموعة. هناك نوعان من الكروموسومات: الكروموسومات الجسمية والكروموسومات الجنسية. الشكل الأول 22 زوجًا - مشترك بين النساء والرجال. وما يختلف عنهم هو الزوج الثالث والعشرون - الكروموسومات الجنسية، وهي غير متجانسة في خلايا الجسم الذكري.

ترتبط السمات الوراثية بالجنس. وتنتقل عن طريق كروموسوم Y وX عند الرجال واثنين من كروموسوم X عند النساء. تحتوي الجسيمات الذاتية على بقية المعلومات حول السمات الوراثية. هناك تقنيات تسمح لك بتخصيص جميع الأزواج الـ 23. ويمكن تمييزها بوضوح في الرسومات عند رسمها بلون معين. ومن الملاحظ أن الكروموسوم الثاني والعشرين في الجينوم البشري هو الأصغر. يبلغ طول الحمض النووي الخاص به، عند تمديده، 1.5 سم ويحتوي على 48 مليون زوج من القواعد النيتروجينية. تقوم بروتينات هيستون الخاصة من تركيبة الكروماتين بالضغط، وبعد ذلك يشغل الخيط مساحة أقل بآلاف المرات في نواة الخلية. تحت المجهر الإلكتروني، تشبه الهستونات الموجودة في قلب الطور البيني حبات معلقة على شريط من الحمض النووي.

أمراض وراثية

هناك أكثر من 3 آلاف مرض وراثي بمختلف أنواعه ناجم عن تلف وتشوهات في الكروموسومات. وتشمل هذه متلازمة داون. يتميز الطفل المصاب بهذا المرض الوراثي بتأخر في النمو العقلي والجسدي. مع التليف الكيسي، يحدث خلل في وظائف الغدد خارجية الإفراز. يؤدي الانتهاك إلى مشاكل في التعرق وإفراز وتراكم المخاط في الجسم. يجعل من الصعب على الرئتين أداء وظائفها ويمكن أن يؤدي إلى الاختناق والوفاة.

ضعف رؤية الألوان – عمى الألوان – عدم الحساسية لأجزاء معينة من طيف الألوان. الهيموفيليا يؤدي إلى ضعف تخثر الدم. عدم تحمل اللاكتوز يمنع جسم الإنسان من هضم سكر الحليب. يمكنك في مكاتب تنظيم الأسرة معرفة مدى استعدادك للإصابة بمرض وراثي معين. من الممكن في المراكز الطبية الكبيرة الخضوع للفحص والعلاج المناسبين.

العلاج الجيني هو أحد اتجاهات الطب الحديث، لتحديد السبب الوراثي للأمراض الوراثية والقضاء عليه. وباستخدام أحدث الطرق، يتم إدخال الجينات الطبيعية إلى الخلايا المرضية بدلاً من الخلايا التالفة. وفي هذه الحالة يقوم الأطباء بإراحة المريض ليس من الأعراض، بل من الأسباب التي أدت إلى المرض. يتم إجراء تصحيح الخلايا الجسدية فقط؛ ولم يتم بعد تطبيق طرق العلاج الجيني بشكل جماعي على الخلايا الجرثومية.