Молекулярно-цитогенетический полиморфизм гетерохроматиновых районов хромосом у детей с недифференцированными формами умственной отсталости
П. ГарькавцевИ.В., Цветкова Т. Г., Ляпунова НЛ. Альфа-сателлит-ная ДНК, специфичная для хромосом ь и I. //Всесоюзн.кокф. «Геном человека», Гереелавль-Залесский, 1990. lbi-Ll'U 1?. Дейвис К. (под редакцией) Анализ генома. Методы. Кир, 1990.-'47 «¦. Подугольникова О. А., Сушанло XЛ. Сравнительный анализ по» диморфизма гетерохроматических районов хромосом i, 9, 16 иу здоровых детей и у детей… Читать ещё >
Молекулярно-цитогенетический полиморфизм гетерохроматиновых районов хромосом у детей с недифференцированными формами умственной отсталости (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Содержание
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Одной из наиболее слешах проблем цитогенетики до сегодняшнего времени остается изучение природы к биологической значимости полиморфизма гетерохроматиновых районов хромосом человека. За последние лет накоплен большой фактический материал ио этому вопросу как среди нормальных людей, так и при различных патологических состояниях человека, в том числе и у детей с недифференцированными формами умственной отсталости, множественными врожденными пороками развития (МБШ?) и/млж микроаномалиями (Ш>). Ррк этом обращает на себя внимание противоречивость и неоднозначность данных о корреляции цитологического полиморфизма С-вариантов (особенно экстремальных) с патологическим состоянием человека. Ото связано с тем, что до недавнего времени этот Феномен изучался исключительно «классическими» методами цитоге-нетического анализа.
-¦ конце 70-х годов с развитием молекулярных методов исследования начался новый этап в изучении С-гетерохроматиновнх-районов хромосом. Методы основаны на технологии получения рекомби-нантных молекул ДНК и использования их в виде ДНК-проб или ДНК-зондов в изучении вариабельности гехерохроматина у разных индивидуумов. Такие ДНК-зонды сконструированы на основе клонированных в плазмиде повторяющихся фрагментов «классической** сателлит-но? и, а л ьфа-сат еллит ной ДНК человека, формирующих гетерохроматиновые участки хромосом. С их помощью возможно изучение различных генетических процессов, происходящих в гетерохроматине, выяснение связи разнообразных цитологических вариантов хромосом с определенными типеми последовательностей ДНК, а также вмявление
— iJi полиморфизма последовательностей нуклеотидов (полиморфизм длин?! рестршпиояншс фрагментов) в данных районах хромосом. Ьсе это объясняет необходимость дальнейшего изучение С-гетерохроматиновых районов хро? лоссм новыми молекулярными методами*
Ф* основу настоящего исследование положено патогенетическое обследование детей с задержкой психомоторного развития, ШЖ? и/или, в результате которого выявлена группа индивидуумов с хромосомами вариантами, связантши с увеличение" размеров гетерохроматиновых районов. шло показано, что частота такиех вариантов, как i qh+, i) qh+ и Lb qh+ составила, H при этом Iqh+ - :i, 3j (&, i qh+ -7lo qh+ - o с о чета тше варианта — 2sjjut что существенно отличается от их числа в нормальной популяции С до i tb ',*) (г:уле^ов, Кулиева,, Hsu et ai. , Jth данные свидетельствует в пользу того, что детей с хромосом-н*шя вариантами Iqh+, J qh+ щ I6qh+ можно рассматривать как группу риска, которая требует дальнейшего тщательного исследования.
Кроме тоге, определен вклад i qh+, J qh+? ш qh+ в общее число хромосомных вариантов. Так, вариант уqh+ выявлен в b'? frj* случаев, i qh+ - в io qh+ - 8 что говорит} по-вхдкмому, о различном генетическое «значимости» гзтерохрома-тина разных хромосом. Ьолзе внсокуг- частоту вариантов. Ф+ и Jqh+ среди детей с умственной отсталостью ш врожденными пороками развития обнаружили также и другие исслеяователи Г Gardner et al. , i У 7−4 I 'Гончева 7. др., xJ’ob — Kanata, i’JJu) —
H то же время нами не было установлено статистически значимых различий при сравнении частот вариантов / qh+ у мальчиков с данной патологией и здоровых, что согласуется с мнением многих авторов 1 Buiiier, iuv) — í-ipyМИН Я > x^aJ)*
— iOi
В своей работе мы не выявили статистически значимых различий распределения хромосомных вариантов среди детей с задержкой психомоторного развития, ШШР и/или йАР по полу и возрасту (до ib лет), utm результаты подтверждают данные ученых об отсутствии зависимости распределения хромосомных вариантов по полу среди нормальных ИНДИВИДУУМОВ 1 McKenzie, Lubs, ?J7b % u ОДУ ГОЛ ЬНИКОВв ,
Сушанло, ШО — А копя н, i3di).
Второй и третий раздала нашего исследования посвящен" изучение на/более часто зет pi? чающихся хромосомных вариантов i qh+, J qh+, U> qh+ у детей с задержкой психомоторного развития, toffip и/или с применением молекулярно-цитогенетических и молекулярных катодов. й ta
Используя клонировапине последовательности классической и аль^а-сателлитной ДНК, формирующих С-гетерохроматиновые районы хромосом ?, и Ii", нами было проведено исследование вариабельности этих двух типов сателлитннх в пределах iqh+, s*qh+
И iL" qh+
Полученные данные позволили сделать заклв? екхе о том, что полиморфизм по содержанию «классической» сателлитной ДЬК не связан с вариациями альфоидной ДНК — эти два типа повторяющихся последовательностей варьируют независимо друг от друга. Ото является важным выводом для понимания немногочисленных и неоднозначных данных о корреляции числа копий «классических» и альфа-сателлит-ных Поспеловательностей с цитологическим полиморфизмом околоцент-ромерных гетерохроматиновых районов хромосом I, 2 и ?6, которые были ранее получены отдельными авторами (Jones, Corneo, Dil —
J.R. Gosden, С.У. Gosden, xJOL — k*pOB И Др., LsJO J Jabs, Carpenter, UOO ЦйвТКОВа И Др., i-Ш). процессе работы апробирован молекулярно-цитогенетическиЛ подход к анализу районов Iqh+, 3qh+ и 16qh+ с применением хромосомоспетипичных Д11-С-проб. Определены дасть зондов (рис Х.77.
X R, P? D Э t р/АЙ IX-32, pliUR lib, pSE iu) на хромосомы i, J, 16s соответственно, которые можно рекомендовать как материал для последующих работ по анализу полиморфизма гетерохроматина хромосом и выяснению его возможной связи с наследственной патологией у человека.
Ь наше!4 работе осуществлен поиск полиморфизма длины фрагментов рестрикции, на примере клонированной нуклеотидной последовательности риС i.77, специфичной для хромосомы i, так как такой анализ с помощью метода блот-гибридизации позволяет оценить меж-индивадуальный полиморфизм ДНК гетерохроматина по различиям в последовательности ну-шеотидных пар.
Для более успешного решения поставленной задачи нами была разработана оригинальная модификация метода выделения ДКК, одного из первых и наиболее важных этапов проведения блот-гибридизации ио Саузериу. Данная модификация позволила уменьшить потери материала 'лимфоцитов) в процессе выделения тем самым увеличивая пе выход} и использовать для работы дешевые и не токсичные реактивы. Uto особенно актуально в педиатрической практике, так как не всегда удается получить достаточное для анализа количество крови.
Выявлен полиморфизм по длине рестрикционннх фрагментов нук-леотидной последовательности рис i.7? при гидролизе ДНК рестрик-тазой Bamii i и гиперполиморфизм по длине рестрикционннх фрагментов при гидролизе ДНК рестриктазой ЕсоМ, X.
На примере Ь семей (23 индивидуума) показан кодоминантный менделевский тип наследования полиморфных фрагментов рестрикции.
Ути результате следует отметить особо, так как она имеют большое практическое значение для проведения генетических исследовали!* неди '^эеицированных форм умственной отсталости с и/или
Так, используя гипервариабельную пробу рис 1.7?, можно выяснять происхождение цитологических хромосомных вариантов 1 при наличии подобного признака у обоих родителей, а так^е проводить генотипоскоиию (определение зиготности близнецов и отцовст-ва Годиморфизм длины рзстрикционных фрагментов клонированной последовательности рис 1.77 мотгно использовать для картирования генов, расположениях вблизи гетерохроматина хромосомы I.
В настоящее время методы молекулярной гибридизации с использованием клонированных Фрагментов ДИК 'ДНК-зондов или ДНК-проб) начинают успешно применяться в изучении гетерохроматиновых районов хромосом. Возможно, что в ближайшем будущем они позволят ответить на нерешенный до сих пор вопрос о биологической значимости околоцентромерных гетерохроматиновых районов хромосом в геноме человека, а также выяснить ее связь с наследственной патологией у детей.
— UP
X. -f детей с задержкой психомоторного развития, множественными врожденными пороками развития и/или микроаномалиями развития (Ш-1) частота экстремальных хрог/осомных вариантов, связанных с увеличением гетерохроматиновых районов кФ+, >qh+, 1ь qh+ составляет кн ,-f/" (вариант iqh+ ветречает-ся в случаев, 9qh+ - в 7,3/", Xfcqh+ - в и соче-танные варианты — в 2,9/"), что существенно отличается от их частоты в группе нормальных индивидуумов — Р.
2. 1: ри сравнении частот экстремальных вариантов хромосом? y qh+) у мальчиков с задержкой психомоторного развития, Ш№ и/или MAP и здоровых не выявлено статистически значимых различий.
3. '' детей с задержкой психомоторного развития, ШИ? и/или Ш1Р и хромосомными вариантами не выявляется статистически значимых различий распределения ко полу и возрасту.
4. Увеличение размеров гетерохроматиноаых районов хромосом х, 9, 16 у детей с задержкой психомоторного разэития, Ш=Р и/или ?4&-Р связано с повышенным содержанием числа копии классических и альфа-сателлитных ДНК, причем эти два различных типа повторяющихся ДИК варьируют независимо друг от друга.
Ь. доказано, что клонированные «классические» и альфа-сателлит-ные последовательности ДШС, специфичные для хромосом i (рис 1.77, ?R 1−12), 2 (pPD i 9 рУАй ii-3-O, iu CpllUM, pSu ib) можно рекомендовать как материал для последующих работ по анализу полиморфизма гетерохроматиновых районов хромосом и выяснению его возможной связи с наследственной патологией — у человека"
6. Выявлен полиморфизм длин рестрикционшх фрагментов по клонированной нуклеотидной последовательности «классической» са-ТЗЛЛИТНОЙ Д1Н (рис 1.77 г специфичной для хромосомы 1 (гидролиз ДНК рестршстазой Вашй I) и гиперполиморфизм по длине рестрик-ционтах фрагментов при гидролизе ДНК рестриктазой Ее ой. ?. итот феномен был использован для определения зиготности близнецов в случае диагностики у одного из них моногенного синдрома при стертой клинической картине у другого.
— 1.1-+
1. Акопян Г .Р., Бужмевская Т. К. С-полиморфизм хромосом 1,2,16 и V у новорожденных детей различного гестационного возраста. //Литология и генетика,.
2. Клонированный фрагмент альфоидной ДЖ человека молекулярный маркер прицентромерного района Ы хромосомы. //Генетика, Шь.-5 .-<363-«376.
3. Бутомо Н. В., Хитрикова Л.5. Полу количественный анализ полиморфизма хромосом ?, 2,16 и У у детей с болезнью Дауна. //Сб. Полиморфизм хромосом у человека,, Х2д1. 201,—2?2.
4. ВельтищевЛВидута О .Д., Ананенко, А .А., Ворса нова С.Г., ьров Д. Б. Кетоды генной инженерии в диагностике наследственных болезней. //Вопросы охраны материнства и детства, 12с*7.-32.
5. Берлинская ДЛ., Прозорова Хитрикова Я .В. Полиморфизмгетерохроматических районов хромосом 1, 2, 16 при синдромахJ.i.9 иереиавского-Тернера и Клайнфельтера. //Сб. полиморфизм хромосом у человека, I., 19-:U.-Xdb-19!?.
6. Ворсанова С. Г., ц>ов Демидова Александров’И"А., Миткевич С .Г. i? o лакулярно-цитогенетическая диагностика в педиатрии. //Сб.- Хромосомы человека в норме и патологии, М-* 1939.7 О Ja.-vi «t.
7. В opea нова С.Г., Казанцева Л. З., Демидова M.A.-, Дерягин Г .В. Онтогенетическая диагностика у супружеских пар с отягощенным акушерским анамнезом. //Вопросы охраныматеринства и детства, 1. d9 .- 6 .
8. П. ГарькавцевИ.В., Цветкова Т. Г., Ляпунова НЛ. Альфа-сателлит-ная ДНК, специфичная для хромосом ь и I. //Всесоюзн.кокф. «Геном человека», Гереелавль-Залесский, 1990. lbi-Ll'U 1?. Дейвис К. (под редакцией) Анализ генома. Методы. Кир, 1990.-'47 «¦
9. Дерягин Г. В. Структурно-функциональное разнообразие кариотигш человека. //Ятоги науки и техники, 19dx?- а?.- .
10. Зайцев Н. З., Рога ев Структурный анализ альфоидной ДНК приматов. I. Гетерогенность нуклеотиднех последовательностей повторов Д11К человека. /Долекулярная биология, 19d6.-3.-РО.-663−673.
11. Закс Л. Статистика (методы математического анализа),.
12. Захаров: А .4?., Бенвш В. А., Кулешов H.Ii., Барановская Л .И. //Хромосомы человека, Медицина, 1932.-2ьЗ.
13. Захаров А. Ф., Понева А., полиморфизм хромосом в человеческих популяциях. /Дн. Pepeneктibи медицинской генетики, М., — IIb.
14. В. Заричкая Кузнецова С Л ., бердыше в Г .Д. • • • Гетероморфизм гомологов хромосом 1, 9, ?6 в двух регионах Советского Союза. //Сd. 1 съезда генетиков '/ССР., г. Львов, 1933. •- 139.
15. Д. Каретникова H.A. Млинико-цитогенетические и дерматоглифичес-кие параллели у супружеских пар с привычными выкидышами и детьми с врожденными пороками развития. //Сб. Полиморфизм хромосом у человека, Д., ??di, — 176−136.
16. Корнеев O.A. Повторяющиеся последовательности генома человека. //Генетика, ?933. 2^.-6 .-90Ь-930.
17. Круминя A.B., Крошина В. Г., Воскобойня* H.H., йкнченко Д .й., Решетников АЛ. Полиморфизм гетерохроматиновых участков хромосом человека и его молекулярная природа. //Генетика и селекпия в Латв. ССР,.
18. Круминя, А .P. Полиморфизм гетерохроматических районов хромосом человека. Автореферат диес. на соискание ученом степенидоктора биологических нау к, ljoj".
19. Л ел икона Г Ли, Беншш Б .А., Цветкова Т .Г. Количественная оценка хромосомного полиморфизма человека, но околоцентромер-ному гетерохроматину. /Деле тика, 1977 .-13.-12.-219^-2200.
20. Маниатис Т., £рич 3., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии.// Мир, 1934, — 430*30. йикельсаар В .И., Киви С. Ь., «1лус Т. А. Хромосомные варианты и рост человека. //Сб. Полиморфизм хромосому. человека, 1931.—107−1×7.
21. Еазаренко С .А., Карагеорги£ Н ., Суханова И .И. ¡-¿-ряиая количественная оценка размеров С-сегментов хромосом человека. //Бел. эксперим. биол. и мед., 1266.-10 .-4бЗ-%54.
22. Назаренко С .А., Карагеоргмй Н.&-. Полиморфные варианты хромосом в раннем эмбриогенезе человека. //Сб. Хромосомы человека в норме и патологии, 1939.-3^-43.
23. Назаренко С. А. Полиморфизм хромосом и онтогенез человека. /Дб. Генетика человека и патология: материалы 1 итоговой конференции ШШ мед. генетики, Томск, 1939.-26−27.
24. Подугольникова О .А., Сычева I.Л., Прокофьева-Бельговская А. А. Вариабельность С-сегмептов хромосом 1, 3, хь и V вхромосомном наборе человека. // Китслогия, 137 321.-667−670.
25. Подугольникова O.A., Сушанло X.K., Парфенова? I.B., Прокофьева-Бельгов ска я A.A. Вариабельность гетерохроматических районов хромосом 1, 9, ю и У у человека. //Генетика, J30 .-16 .-4.-720−726.
26. Подугольникова О. А., Сушанло XЛ. Сравнительный анализ по" диморфизма гетерохроматических районов хромосом i, 9, 16 иу здоровых детей и у детей с легкими формами олигофрении. //Сб. Iолиморфизм хромосом у человека., В., 19. U .-213−220.
27. Годугольникова O.A., Блюмина «¿-.Г. Гетерохроматические районы хромосом 1, 9, 16 и у детей с признаками нарушения эмбрионального развития. -//Генетика, ?932.-13.-12.-201/2.
28. Годуголышкова O.A., Сушанло Х.ш., Блюмина ¿-.Г., Прокофьева-Бе льговская A.A. Полиморфизм гетерохроматических районов хромосом I, 9, 16 и и умственная отсталость. //Генетика, 1934 .-20 .-?.-177−132.
29. Подугольникова O.A. Гетерохроматические районы и нерасхождение хромосомы 21 у человека. Сравнительным анализ полиморфизма С-сегментов хромосом 1, 9, 16 у отцов и матерей детей с болезнью Дауна. //Литология, 1937.-29.-7.-343−350.
30. Подугольнккова O.A. Гетерохроматиновые районы и нерасхозгде-ние хрш’осомч у человека. //Сб. 5 Всес. съезда обществагс нет. и селекц. им. Вавилова Н. И., 1937.-2.-9i.
31. Подугольникова O.A. Hepa схождение хромосом у человека. //Генетика, 1933.-24. -3.-339 -39 В.
32. Подугольникова O.A., Солониченко В. Г., Ееудахин З. В., Вщкова S.B. Уменьшенные гетерохроматические районы хромосом 1, 9, 16 у детей с задержкой физического развития. //Сб.
33. Г Всесоюзн. съезда мел. генетиков, г .Алма-Ата, Ь^О.-ЗВ^-ЗВВ.43* Про кофье аа-Бе лыов ска я, А .А.
Заключение
// Сб. Полкиорфиз" хромосом у человека, и., .133^.-224.-234. Крояофьяве-Бельговская А. А. Гетерохроматическиерайоны хромосом., Е1″.: Наука,.
34. Регистр хромосомных болезнейод ред. И. П. Кулешова, 15Л).Лурье), Ш4.-213. ¦*ь. Рога ев 2ров ."ежкяхввидуа льнув гипе рпо лиморЗ кзмаутосомиых сателлитов ДНК человека" .// Генетика, 130.
35. Тончева д., Търговская А., Ста Якова ё. Кромозомни варианти у лица с иалформативнк промени. // Пенет, и селок., 193ь"-.а '3 «Зол о»,"¦-.