کاریوتایپ

(تغییرمسیر از کاریوتیپ)

کاریوتایپ فرایندی است که در آن مجموعه‌ای از کروموزوم‌های یک گونه با توجه به تعداد، شکل، اندازه، موقعیت سانترومرها، الگوی اتصال، و تفاوت‌های ظاهری و فیزیکی مرتب‌سازی و به تصویر کشیده می‌شوند.[۱] معمولاً بزرگ‌ترین کروموزومِ را به عنوانِ کروموزومِ شمارهٔ ۱، کروموزومی که پس از آن از همه بزرگتر است کروموزومِ شمارهٔ ۲ و سایر کروموزوم‌ها را به همین ترتیب در نظر می‌گیرند. کاریوتایپ تعداد کروموزوم‌های یک موجود زنده و شکل ظاهری آن‌ها در هنگام مشاهده با میکروسکوپ نوری را نشان می‌دهد.[۲] آماده‌سازی و مطالعهٔ کاریوتایپ‌ها از مباحث اصلی علم سیتوژنتیک است.[۳]

کاریوتایپ یک انسان مذکر پس از رنگ آمیزی با روش گیمسا

کاریوتایپ‌ها موارد استفادهٔ زیادی در علوم پایه و پزشکی دارند. برخی از این موارد شامل شناسایی عملکردها و فرایندهای سلولی، ارتباطات تکاملی گونه‌ها و طبقه‌بندی آن‌ها و مطالعات در مورد بیماری‌های ژنتیکی می‌باشد. یکی از کاربردهای اصلی کاریوتایپ‌ها بررسی بیماری‌ها و مشکلات کروموزومی در انسان است. برخی از این بیماری‌ها عبارت اند از: نشانگان داون، نشانگان ترنر، سندرم کلاین‌فلتر، سندرم پاتو و نشانگان ادواردز

فلوکاریوتایپویرایش

وضعیت کروموزوم‌های یک فرد و تغییرات احتمالی عددی یا ساختاری در آن با انجام آزمایش کاریوتیپ مشخص می‌شود. روش‌های متداول میکروسکوپی که از گسترش کروموزومی ثبت شده بر روی اسلاید میکروسکوپی بهره می‌برند، روش‌هایی استاندارد برای آنالیز کروموزومی هستند. اما این روش‌ها تنها شیوه بررسی کروموزو م‌ها نیستند و آنالیز کروموزوم‌ها در سوسپانسیون مایع با استفاده از تکنیک فلوسیتومتری در طول ۳۵ سال گذشته کاربردهای فراوانی پیدا کرده‌است. آنالیز کروموزوم‌ها با استفاده از فلوسیتومتری نیاز به یک FACS (fluorescent –activated cell sorter) با دو منبع لیزر دارد. لیزر اول طوری تنظیم می‌شود که نور را در ۳۶۴ نانومتر برای تحریک رنگ فلئورسنت 33285 Hoechst ساطع کند و لیزر دوم برای تحریک خاصیت فلئورسانس Chromomvcin A3 نور را در ۲۵۸ نانومتر می‌تاباند. با استفاده از دو رنگ دارای خاصیت فلئورسانس، سوسپانسیون کروموزوم‌های تثبیت شده را رنگ آمیزی می‌کنیم:

Hoechst 33258 تمایل بیشتری به دی‌ان‌ای غنی از AT دارد و chromomycin A3 به DNA غنی از GC متمایل تر است. هر یک از کروموزوم‌های رنگ شده در یک جریان مایع از مقابل منبع لیزر با سرعت ۲۰۰۰ کروموزوم بر ثانیه عبور می‌کنند. امواج فلئورسنت ساطع شده از هر یک از کروموزومها اندازه‌گیری و ثبت می‌شود و پس از چند دقیقه چند صد هزار عدد در این مقادیر ثبت شده مربوط به هر یک از ۲۴ نوع کروموزوم انسانی جمع‌آوری شده و برای رسم یک نمودار، موسوم به فلوکاریوتایپ[الف] مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این نمودار کروموزوم‌ها بر اساس محتویات دی‌ان‌ای و نسبت جفت بازی[ب] از یکدیگر تفکیک شده‌اند. نسبت جفت بازی براساس مقادیر نسبی امواج فلئورسانس ساطع شده به وسیله دو رنگ فلئورسنت متصل یافته به هر کروموزوم تعین می‌شود. در این نمودار دو محوری[پ], هر یک از کروموزوم‌ها به صورت تجمعی[ت] نمایش داده شده‌اند که اگر یک خط قطری برای ابن نمودار ترسیم کنیم تجمعات بالای قطر کروموزوم‌های غنی از AT و تجمعات قرار گرفته در پایان قطر کروموزوم‌های غنی CG خواهند بود. به جز کروموزوم‌های ۹ تا ۱۲ که به دلیل داشتن محتویات بازی مشابه در یک تجمع قرار می‌گیرند، بقیه کروموزوم‌ها به صورت دسته جات متمایز از هم بر روی نمودار قابل مشاهده اند. جالب اینکه گاهی کروموزوم‌های همولوگ به جای قرار گرفتن در یک تجمع واحد در دو دسته قرار می‌گیرند. این حالت منعکس کننده تنوع در اندازه دو عضو یک جفت کروموزوم همولوگ به علت تنوع در اندازه هتروکروماتین آنهاست؛ بنابراین با این روش می‌توان تنوع مربوط به اندازه کروموزوم‌ها را که به دلایل مختلفی از جمله وجود نقایص کروموزومی ساختاری و هترومورفیسم[ث] رخ می‌دهد بررسی کرد. حد تفکیک حداقلی برای جدا کردن کروموزوم‌ها با این روش در حدود یک تا دو میلیون جفت باز است

روش FACS علاوه برشمارش، کروموزوم‌ها را از هم تفکیک کرده و آنها را در ظروف مجزایی قرار می‌دهد. این قابلیت حاصل توانایی این دستگاه در تبدیل جریان مایع کروموزومی به یک سری قطرات، که هر یک حاوی یک کروموزوم است، بوده و تفکیک این قطرات از هم بر مبنای بار الکتریکی آنهاست. زیرا هر قطره بر مبنای فلئورسنتی کروموزوم درون آن، دارای مقدار بار مثبت یا منفی منحصر به فردی است. با عبور آنها از میان دو صفحه دارای ولتاژ، این قطرات متناسب با مقدار بار خود منحرف شده و هر یک درون یک ظرف خاصی فرود می‌آیند. از فلوسیتومتری برای تجزیه و تحلیل کاریوتیپ، نقشه‌برداری ژن و ساخت کتابخانه دی‌ان‌ای کروموزومی استفاده شده‌است. کروموزوم‌های تفکیک شده با این روش را می‌توان برای ایجاد کتابخانه دی‌ان‌ای مختص کروموزومی استفاده کرد. از این کتابخانه‌ها می‌توان در تهیه مواد لازم برای نقشه‌برداری کروموزومی و پروب‌های مختص کروموزومی بهره برد

یادداشتویرایش

  1. flow karyotype
  2. base - pair ratio
  3. bivariate
  4. cluster
  5. heteromorphism

منابعویرایش

  1. King, R.C.; Stansfield, W.D.; Mulligan, P.K. (2006). A dictionary of genetics (7th ed.). Oxford University Press. p. 242.
  2. مبانی ژنتیک. اثرِ جونز – کارپ ترجمهٔ دکتر فارسی و دکتر شهریاری – نشرِ بنفشه – صفحهٔ 17
  3. https://archive.org/details/variationevoluti0000unse. پارامتر |عنوان= یا |title= ناموجود یا خالی (کمک)