کاریوتایپ و باندینگ متافازی
کاریوتایپ متافازی یک تکنیک سیتوژنتیک کلاسیک است که در آن سلولها در مرحله متافاز متوقف میشوند، کروموزومهای متراکم آنها رنگآمیزی میشوند تا الگوی قابل تکراری از باندهای روشن و تیره ایجاد شود، و سپس کروموزومها به صورت کاریوتایپ مرتب و بررسی میشوند. باندینگ باعث میشود هر کروموزوم به صورت جداگانه قابل شناسایی باشد و امکان تشخیص ناهنجاریهای عددی و ساختاری بزرگ را در کل ژنوم در یک آزمایش فراهم میکند.
Definition
کاریوتایپ متافازی با باندینگ، تجزیه و تحلیل میکروسکوپی کروموزومهای متوقف شده در متافاز و رنگآمیزی شده برای آشکارسازی الگوی باند مشخصه است که برای تعیین تعداد کروموزوم و تشخیص بازآراییهای ساختاری قابل مشاهده با میکروسکوپ استفاده میشود.
Scope
این موضوع چگونگی آمادهسازی و رنگآمیزی کروموزومهای متافازی، روشهای اصلی باندینگ (به ویژه G-باندینگ)، کاریوتایپ به عنوان یک نمایش استاندارد، و آنچه کاریوتایپینگ معمولی میتواند و نمیتواند تشخیص دهد را پوشش میدهد. این یک مرجع روششناختی است و راهنمایی برای مدیریت بالینی ارائه نمیدهد.
Core questions
- چگونه سلولهای در حال تقسیم متوقف و پردازش میشوند تا کروموزومهای متافازی قابل تحلیل به دست آیند؟
- چه چیزی الگوی باندینگ قابل تکرار را تولید میکند و G-باندینگ چگونه کار میکند؟
- حدود وضوح باندینگ معمولی چقدر است؟
- کدام ناهنجاریها (مانند جابجاییهای متعادل، پلوئیدی) را فقط کاریوتایپینگ میتواند آشکار کند؟
Key concepts
- توقف متافاز (مهار دوک میتوزی)
- الگوی باندینگ کروموزوم
- G-باندینگ (گیمسا)
- کاریوتایپ و ایدیوگرام
- وضوح در سطح باند
- ناهنجاری عددی در مقابل ساختاری
- بازآرایی متعادل
- تشخیص موزائیسم
Mechanisms
سلولهای در حال تقسیم با مهار تشکیل دوک در متافاز متوقف میشوند، سپس در معرض محلول هیپوتونیک قرار میگیرند که آنها را متورم میکند و یک تثبیتکننده، و روی اسلایدها ریخته میشوند تا کروموزومهای متراکم پخش شوند. رنگآمیزی الگوی متناوب قابل تکراری از باندها را تولید میکند؛ در روشی که به طور گستردهای استفاده میشود، تیمار ملایم با تریپسین و سپس رنگآمیزی گیمسا (G-باندینگ) باندهای تیره و روشن را ایجاد میکند که نشاندهنده تفاوت در ترکیب و تراکم کروماتین است. سپس کروموزومهای باند شده جفت و به صورت کاریوتایپ مرتب میشوند، که در آن هر کروموزوم با اندازه، موقعیت سانترومر و الگوی باند خود شناسایی میشود. از آنجا که کل ژنوم به صورت میکروسکوپی بررسی میشود، کاریوتایپینگ افزایش یا کاهش کل کروموزومها، حذفها و تکثیرهای بزرگ، و به طور منحصر به فرد هم بازآراییهای متعادل (مانند جابجاییهای متقابل و وارونگیها) و بسیاری از اشکال موزائیسم را تشخیص میدهد، اگرچه وضوح آن به ناهنجاریهای تقریباً چندین مگاباز محدود میشود.
Clinical relevance
کاریوتایپینگ مدتهاست که در ارزیابی اختلالات کروموزومی مشکوک، سقط مکرر بارداری، و بدخیمیهای خونی استفاده میشود، و همچنان روش مرجع برای تشخیص بازآراییهای متعادل و پلوئیدی است که روشهای با وضوح بالاتر (مانند روشهای تعداد کپی) از دست میدهند. این مدخل نحوه تولید یافتههای کاریوتایپ را توضیح میدهد؛ مبنایی برای تصمیمگیریهای تشخیصی یا درمانی فردی نیست.
Evidence & guidelines
نتایج کاریوتایپ با استفاده از سیستم بینالمللی نامگذاری سیتوژنومیک انسانی (ISCN) گزارش میشوند، که یک نمادگذاری استاندارد برای توصیف مکملهای کروموزومی طبیعی و غیرطبیعی در آزمایشگاهها ارائه میدهد.
History
این رشته زمانی امکانپذیر شد که Tjio و Levan در سال 1956 ثابت کردند که سلولهای انسانی 46 کروموزوم دارند. کاسپرسون و همکارانش در اواخر دهه 1960 باندینگ فلورسانس کیناکرین را معرفی کردند و نشان دادند که کروموزومها را میتوان در طول خود متمایز کرد، و روش تریپسین-گیمسا سیبرایت در سال 1971 یک تکنیک G-باندینگ ساده و بادوام را ارائه داد که شناسایی روتین هر کروموزوم انسانی را عملی کرد و برای دههها زیربنای سیتوژنتیک بالینی بود.
Key figures
- Joe Hin Tjio
- Albert Levan
- Torbjörn Caspersson
- Lore Zech
- Marina Seabright
Related topics
Seminal works
- tjio-levan-1956
- caspersson-1968
- seabright-1971
Frequently asked questions
- چرا سلولها برای کاریوتایپینگ باید در متافاز باشند؟
- کروموزومها در متافاز حداکثر تراکم و تمایز فردی را دارند، بنابراین متوقف کردن سلولها در آن مرحله و پخش کردن آنها امکان شمارش و بررسی هر کروموزوم را برای تغییرات ساختاری فراهم میکند.
- کاریوتایپ چه چیزی را میتواند تشخیص دهد که ریزآرایه نمیتواند؟
- کاریوتایپ میتواند بازآراییهای متعادل مانند جابجاییهای متقابل و وارونگیها، و همچنین تغییرات پلوئیدی و بسیاری از اشکال موزائیسم را آشکار کند، زیرا کل کروموزومها را تجسم میکند نه اینکه فقط افزایش و کاهش تعداد کپی را اندازهگیری کند.