Исследование кариотипа: что это такое и зачем проводится?

Кариотипирование помогает определитьсколько хромосом у человека и как они расположены. Мы разобрались, зачем проводить такое исследование и чем оно отличается от ДНК-тестов.

Кариотип – это полный набор хромосом в клетке. Хромосомы расположеныв ядре и содержат ДНК – молекулу, в которой записана наследственная информация. Дело в том, что длина ДНК составляет около 2 метров. Чтобы поместиться в клетку, ее необходимо определенным образом упаковать. В этом ей помогают специальные белки, на которые ДНК наматывается, как нить. Так образуется хроматин, который уплотняется при делении клеток в хромосомах.

Обычно у человека 46 хромосом, две из которых являются половыми хромосомами (X- и Y-хромосомы). Поскольку человек получает одну хромосому от отца, а вторую от матери, их принято считать парными. Таким образом, у человекав норме имеется 23 пары хромосом:22 пары аутосом и одна пара половых хромосом. В стандартных обозначениях женский кариотип обозначается как 46.XX, а мужской — как 46.XY (Y-хромосома обычно запускает мужское развитие через ген SRY).

Важно: кариотипирование и ДНК-тест.

Кариотипирование — исследование, позволяющее определитьколичество хромосом в клетке и особенности их строения. Однако этот анализ не дает информации о конкретных генах, например о мутациях (что делается с помощью ДНК-тестов).

Что общего между человеком и бананами и кто был матерью всех людей: факты о ДНК

Какие изменения можно обнаружить

Иногда в клетках имеется лишняя хромосома или, наоборот, одна хромосома отсутствует. Например, при синдроме Дауна имеется дополнительная копия 21 хромосомы. Изменения могут также затронуть структуру хромосом, когда определенный участок теряется, дублируется, переворачивается или переносится на другую хромосому

Однако не каждое такое изменение обязательно приводит к серьезному заболеванию. Бывает и так, что у самого человека симптомов может не быть, но у него может быть повышен риск бесплодия, выкидышей или рождения ребенка с хромосомной патологией.

Иногда хромосомная аномалия наблюдается только в части клеток. Это называется мозаицизмом. При этом выраженность проявлений часто зависит от доли измененных клеток. Например, около 2% людей с синдромом Дауна имеют мозаичную форму заболевания (то есть в их организме только часть клеток имеет дополнительную хромосому в 21-й паре).

Когда назначают тест?

Кариотипирование может быть рекомендовано при:

врожденные дефекты;

задержка роста;

нарушения сексуального или интеллектуального развития;

бесплодие;

повторные выкидыши;

замершая беременность;

рождение ребенка с хромосомной патологией.

При беременности исследование клеток плода проводится при подозрении на хромосомную патологию(это определяется скрининговыми тестами). Для этого используется материал хориона (наружная оболочка эмбриона) или околоплодные воды.

Кариотипирование применяется и в онкогематологии. Например, при лейкозах и некоторых других опухолях изменения хромосом в отдельных клеткахвозникают не с рождения, а на протяжении всей жизни.

Как проводится анализ

Чаще всего для кариотипирования берут венозную кровь. Из нее выделяют лимфоциты и выращивают их в лаборатории. Это необходимо, поскольку хромосомы лучше всего видныво время деления клеток. На этом этапе процессостанавливают, после чего клетки окрашивают и исследуют под микроскопом. Специалист делает снимок, на котором хромосомы расположены попарно.

Нужна ли подготовка?

Специальной подготовки не требуется. Кровь можно сдать в любое время (если врач не дал иных указаний). Если клетки плохо делятся или материала недостаточно, тест иногда повторяют.

Зачем человеку нужны хромосомы и что будет, если их станет больше: анализ

Как прочитать результат

Запись 46,XX обычно означает женскийкариотип без выявленных хромосомных изменений, а 46,XY – мужской. При обнаружении дополнительной хромосомы (аутосомы) в заключении появляется знак «+» и ее номер. Например, запись 47,XX,+21 указывает на 47 хромосом и дополнительную хромосому в 21-й паре.

Половые хромосомы определяют все, например:

47,XXY — наиболее распространенный вариант кариотипа при синдроме Клайнфельтера у мужчин (48,XXXY и 49,XXXXY — более редкие варианты). Это генетическая патология, при которой у мужчин имеется дополнительная женская половая хромосома.

45,X - синдром Шерешевского-Тёрнера, при котором у женщины отсутствует одна половая хромосома.

45,Х/46,ХХ - мозаичный вариант синдрома Шерешевского-Тёрнера (некоторые клетки содержат одну Х-хромосому, а некоторые имеют нормальный женский набор).

Бланк кариотипирования может содержать обозначения структурных изменений хромосом:

del (делеция, делеция) – потеря участка хромосомы. Например, 46,XX,del(5p) означает, что у женщины отсутствует часть короткого плеча (обозначается латинской буквой p, а длинное плечо хромосомы буквой q) 5-й хромосомы.

dup (дупликация, дупликация) — удвоение определенного участка хромосомы, за счет чего появляется больше генетического материала. Например, 46,XY,dup(17p).

inv (инверсия, инверсия) — участок хромосомы поворачивается на 180° и вставляется обратно. Например, 46,XX,inv(9)(p11q13). При этом количество генетического материала обычно не меняется, но порядок участков нарушается. В большинстве случаев такие изменения не влияют на здоровье.

t (транслокация, транслокация). Перемещение участка одной хромосомы на другую или обмен фрагментами между двумя хромосомами. Например, 46,XY,t(9;22)(q34;q11.2) означает транслокацию между хромосомами 9 и 22.

Чего не показывает анализ

Кариотипирование позволяет увидетьлишние и недостающие хромосомы, а также довольно крупные хромосомные перестройки, однако разрешающая способность метода ограничена. Например, небольшие потери участка ДНКпри кариотипировании не заметны, не говоря уже омутациях в конкретных генах.

Нормальный кариотип не означает, что исключены все наследственные заболевания. Если вашему врачу нужна более подробная информация, он может назначитьдругие генетические тесты.

Главное о кариотипировании

Кариотипирование — исследование, позволяющееоценить количество и структуру хромосом. В отличие от молекулярных ДНК-тестов, этот анализ выявляет серьезные аномалии – лишние или недостающие хромосомы (например, при синдроме Дауна), а также их структурные изменения.

Анализ чаще всего назначают прибесплодии, повторных выкидышах, подозрении на пороки развития ребенка, а также при некоторых заболеваниях крови. Важно отметить, что нормальный результат кариотипирования (46.XX у женщин и 46.XY у мужчин) не исключает наличия мутаций и других (меньших) генетических дефектов. Современные методы (хромосомный микроматричный анализ, секвенирование экзома и генома) способны обнаружить значительно меньшие генетические изменения, чем классическое кариотипирование.

Важные исследования

Как выбрать тест для пренатальной генетической диагностики

Банк данных Nucleome: веб-ресурсы для трехмерного моделирования и анализа генома.

Генетическая причина болезни Альцгеймера: механизмы патогенеза на примере синдрома Дауна

Гомозиготный патогенный вариант со сдвигом рамки гена FANCM как причина мужского бесплодия