Предисловие
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ПРОЭМБРИОНАЛЬНОГО И ЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА
Введение
1.1. Проэмбриональный период
1.1.1. Гаметогенез
1.1.1.1. Сперматогенез
1.1.1.2. Оогенез
1.1.2. Оплодотворение
1.2. Преэмбриональный период
1.2.1. Доимплантационный период (дробление, компактизация, бластуляция)
1.2.2. Имплантация и раннее постимплантационное развитие
1.3. Эмбриональный период
1.4. Плодный период
Заключение
ГЛАВА 2. НОРМАЛЬНЫЙ КАРИОТИП ЧЕЛОВЕКА
Введение
2.1. Краткая характеристика цитогенетических методов
2.2. Особенности кариотипа человека
2.3. Полиморфизм хромосом человека
2.4. Краткая характеристика молекулярной гетерогенности сегментов хромосом человека
Заключение
ГЛАВА 3. МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ГЕНОМНЫХ И ХРОМОСОМНЫХ МУТАЦИЙ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ОНТОГЕНЕЗА
Введение
3.1. Классификация хромосомных аномалий
3.1.1. Геномные мутации
3.1.2. Хромосомные мутации
3.1.2.1. Межхромосомные перестройки
3.1.2.2. Внутрихромосомные перестройки
3.2. Механизмы возникновения геномных мутаций
3.2.1. Триплоидия (3n = 69)
3.2.2. Тетраплоидия (4n = 92)
3.2.3. Анеуплоидия
3.2.3.1. Основные механизмы возникновения анеуплоидии
3.2.3.1.1. Собственно нерасхождение хромосом
3.2.3.1.2. Предделение
3.2.3.1.3. Запаздывание хромосом
3.2.3.1.4. Первичное и вторичное нерасхождение хромосом
3.2.3.2. Роль рекомбинации в нерасхождении хромосом
3.2.3.3. Генетический контроль мейоза
3.2.4. Мозаицизм хромосом
3.2.5. Однородительская дисомия
3.3. Механизмы возникновения хромосомных мутаций
Заключение
ГЛАВА 4. СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К АНАЛИЗУ ГЕНОМНЫХ И ХРОМОСОМНЫХ МУТАЦИЙ В ГАМЕТОГЕНЕЗЕ И ЭМБРИОГЕНЕЗЕ ЧЕЛОВЕКА
Введение
4.1. Общие представления о цитогенетике гаметогенеза
4.2. Методы исследования сперматогенеза
4.2.1. Цитологические методы
4.2.1.1. Спермограмма
4.2.1.2. Количественный кариологический анализ незрелых половых клеток
4.2.2. Цитогенетические методы
4.2.2.1. Анализ хромосом сперматоцитов
4.2.2.2. Анализ синаптонемных комплексов
4.2.2.3. Анализ хромосомного набора сперматозоидов
4.2.2.3.1. Метод гетерологичного оплодотворения
4.2.2.3.2. Метод FISH
4.2.3. Молекулярно-генетические методы исследования мужского бесплодия
4.3. Методы исследования оогенеза
4.3.1. Анализ хромосом в первом делении мейоза
4.3.1.1. Профаза I
4.3.1.2. Метафаза I
4.3.1.3. Первое полярное тельце
4.3.2. Анализ хромосом во втором делении мейоза
4.3.2.1. Метафаза II
4.3.2.2. Второе полярное тельце
4.3.3. Перспективные методы анализа мейотических хромосом
4.4. Методы исследования хромосом в раннем эмбриогенезе
4.5. Методы исследования хромосом в постимплантационном периоде
4.5.1. Клетки хориона (плаценты)
4.5.1.1. Культивирование клеток хориона
4.5.1.2. «Прямые» препараты
4.5.1.3. Митотическая активность клеток цитотрофобласта
4.5.2. Клетки амниотической жидкости
4.5.3. Лимфоциты пуповинной крови плода
4.6. Принципы изучения генеза хромосомных аномалий в постимплантационном и постнатальном периодах онтогенеза
4.6.1. Происхождение гетероплоидии
4.6.2. Происхождение хромосомных мутаций
Заключение
ГЛАВА 5. ЧАСТОТА И СПЕКТР ГЕНОМНЫХ И ХРОМОСОМНЫХ МУТАЦИЙ В ГАМЕТОГЕНЕЗЕ И НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ВНУТРИУТРОБНОГО РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА.
Введение
5.1. Хромосомные аномалии в гаметогенезе
5.1.1. Сперматогенез
5.1.2. Оогенез
5.1.2.1. Метафаза I
5.1.2.2. Метафаза II
5.1.2.3. Завершение мейоза
5.2. Хромосомные аномалии в эмбриогенезе
5.2.1. Доимплантационные стадии развития
5.2.1.1. Полиплоидия
5.2.1.2. Анеуплоидия
5.2.1.3. Мозаичная гетероплоидия
5.2.2. Постимплантационные стадии развития
5.3. Спектр спонтанных хромосомных аномалий на разных стадиях развития
5.3.1. Трисомия аутосом
5.3.2. Двойные трисомии
5.3.3. Моносомия
5.3.4. Полиплоидия
Заключение
ГЛАВА 6. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЧАСТОТУ ГЕНОМНЫХ И ХРОМОСОМНЫХ МУТАЦИЙ
Введение
6.1. Возраст
6.2. Гетерозиготное носительство структурных перестроек хромосом
6.2.1. Реципрокные транслокации
6.2.2. Робертсоновские транслокации
6.2.3. Инверсии
6.3. Численные хромосомные аномалии кариотипа у родителей
6.3.1. Мозаичные варианты трисомии 21
6.3.2. Аномалии числа половых хромосом
6.3.2.1. Синдром Клайнфельтера (47,XXY)
6.3.2.2. Синдром дисомии по Y-хромосоме (47,XYY)
6.3.2.3. Синдром Трипло-Х (47,ХХХ)
6.3.2.4. Синдром Шерешевского–Тернера (45,Х и другие аномалии кариотипа)
6.3.3. Сверхчисленные маркерные хромосомы (47,XX,+mar или 47,XY,+mar)
6.4. Другие наследственные факторы анеуплоидии
6.5. Физические и биологические факторы
Заключение
ГЛАВА 7. ХРОМОСОМНЫЙ МОЗАИЦИЗМ.
Введение
7.1. Механизмы возникновения хромосомного мозаицизма
7.1.1. Хромосомный мозаицизм на доимплантационных стадиях
7.1.2. Хромосомный мозаицизм после имплантации
7.1.3. Хромосомный мозаицизм в постнатальном периоде
7.2. Мейотический и митотический мозаицизм
7.3. Однородительская дисомия
7.4. Проблемы пренатальной диагностики мозаицизма
7.5. Влияние плацентарного мозаицизма на течение и исход беременности
7.6. Теоретические аспекты хромосомного мозаицизма
Заключение
ГЛАВА 8. ФЕНОТИПИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭМБРИОНОВ И ПЛОДОВ ЧЕЛОВЕКА С ХРОМОСОМНЫМИ АНОМАЛИЯМИ
Введение
8.1. Множественные врожденные пороки развития
8.2. Хромосомные аномалии как ранние эмбриональные летали
8.3. Фенотипические проявления хромосомных аномалий в I триместре беременности
8.4. Фенотипические проявления хромосомных аномалий во II триместре беременнности
8.4.1. Трисомия 21
8.4.2. Трисомия 18
8.4.3. Трисомия 13
8.4.4. Моносомия Х
8.4.5. Кариотипы 47,XXY и 47,XXX
8.4.6. Триплоидия
8.5. Стратегия исследований корреляций кариотип — фенотип в эмбриогенезе человека
Заключение
ГЛАВА 9. ПРЕНАТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЕЙ.
Введение
9.1. Предмет и задачи пренатальной диагностики
9.2. Методы оценки состояния плода
9.3. Медико-генетическое консультирование
9.4. Скринирующие методы исследования состояния плода
9.4.1. Ультразвуковой скрининг
9.4.2. Биохимический скрининг
9.4.2.1. Биохимический скрининг во II тримеcтре беременности
9.4.2.2. Биохимический скрининг в I тримеcтре беременности
9.4.3. Цитогенетический скрининг
9.4.3.1. Скрининг по возрасту
9.4.3.2. Наличие ребенка (плода) с хромосомной болезнью в анамнезе
9.4.3.3. Наличие ребенка (плода) с МВПР в анамнезе
9.4.3.4. Аномалии кариотипа у родителей
9.4.4. Молекулярный скрининг
9.4.5. Иммунологический скрининг
9.5. Показания для направления на инвазивную пренатальную диагностику
9.6. Инвазивные методы получения плодного материала
9.7. Принципы и методы диагностики хромосомных болезней
9.7.1. Особенности цитогенетического анализа клеток различного плодного происхождения
9.7.1.1. Клетки амниотической жидкости
9.7.1.2. Клетки ворсин хориона (плаценты)
9.7.1.3. Лимфоциты пуповинной крови плода
9.7.2. Основные принципы цитогенетического анализа в пренатальной диагностике
9.7.2.1. Состав и квалификация персонала
9.7.2.2. Оборудование
9.7.2.3. Реактивы
9.7.2.4. Показатели качества цитогенетических исследований
9.7.3. Диагностические проблемы кариотипирования плода
9.7.3.1. Структурные перестройки хромосом, возникшие de novo
9.7.3.2. Маркерные хромосомы
9.7.3.3. Мозаицизм хромосом
9.7.3.4. Однородительская дисомия
9.7.4. Алгоритм пренатальной диагностики хромосомных болезней
9.8. Принципы и методы диагностики моногенных болезней
9.9. Прерывание беременности и верификация диагноза
9.10. Эффективность пренатальной диагностики
9.11. Пренатальная диагностика в III триместре беременности
9.12. Современные направления в пренатальной диагностике
9.12.1. Доимплантационная диагностика
9.12.2. Неинвазивные методы пренатальной диагностики
9.12.2.1. Клетки плода в трансцервикальных образцах
9.12.2.2. Клетки и ДНК плода в крови матери
9.12.3. Комбинированный пренатальный скрининг хромосомных болезней в I тримеcтре
9.12.4. Молекулярная диагностика хромосомных болезней
9.12.5. Генная и клеточная терапия плода
Заключение
ГЛАВА 10. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ХРОМОСОМ В ЭМБРИОГЕНЕЗЕ ЧЕЛОВЕКА
Введение
10.1. Особенности структурной организации ядрышкообразующих районов хромосом человека
10.1.1. Полиморфизм ядрышкообразующих районов (ЯОР) хромосом
10.1.2. Механизмы регуляции функциональной активности рибосомных генов
10.1.3. Характеристика функционального состояния ЯОР в эмбриогенезе человека
10.1.3.1. Полиморфизм ЯОР у эмбрионов 6,5–14 недель развития3
10.1.3.2. Полиморфизм ЯОР у плодов 20–24 недель развития
10.1.4. Особенности наследования функциональной активности ЯОР
10.1.5. Функциональный полиморфизм ЯОР у плодов человека с анеуплоидным кариотипом
10.2. Метилирование ДНК как универсальный механизм регуляции активности генов
10.2.1. Метилирование ДНК и геномный импринтинг
10.2.2. Инактивация Х-хромосомы
10.2.3. Болезни, обусловленные нарушениями метилирования
10.2.4. Роль метилирования в онкогенезе
10.2.5. Статус метилирования хромосом в эмбриогенезе человека
10.3. Анализ статуса метилирования хромосом с помощью метода ник-трансляции in situ
10.3.1. Общая характеристика функционального статуса хромосом у эмбрионов человека
10.3.2. Характеристика прицентромерных районов и коротких плеч акроцентрических хромосом
10.3.3. Особенности функционального состояния районов прицентромерного гетерохроматина хромосом 1, 9 и 16
10.3.4. Особенности метилирования хромосом при анеуплоидии
10.4. Анализ особенностей метилирования метафазных хромосом человека с помощью моноклональных антител
10.4.1. Принцип метода и новый вариант дифференциальной окраски — М-сегментация
10.4.2. Некоторые особенности паттерна метилирования хромосом в эмбриогенезе человека
10.4.2.1. Характеристика М-сегментации хромосом из лимфоцитов пуповинной крови у плодов 20–24 недель развития
10.4.2.2. Общая характеристика М-сегментации хромосом у эмбрионов 5–8 недель развития
10.4.2.3. Особенности М-рисунка хромосом у эмбрионов доимплантационных стадий развития
10.5. Морфометрические характеристики гетерохроматиновых районов хромосом 1, 9, 16
10.6. Особенности репликации хромосом в эмбриогенезе человека
Заключение
ГЛАВА 11. ГОРИЗОНТЫ ЦИТОГЕНЕТИКИ ЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА
Введение
11.1. Особенности структурно-функциональной организации хромосом на начальных стадиях развития
11.2. Структурная и функциональная роль гетерохроматина
11.3. Метилирование ДНК в эмбриогенезе
11.4. Цитологические факторы регуляции активности генов в эмбриогенезе
11.5. Феногенетика хромосомной патологии
11.6. Некоторые перспективы диагностики, профилактики и лечения хромосомных болезней
11.6.1. Диагностика
11.6.2. Профилактика
11.6.3. Лечение
11.7. Новые направления цитогенетики эмбрионального развития человека
Заключение
Приложение
1. Методы приготовления препаратов хромосом
1.1. Приготовление препаратов хромосом из лимфоцитов периферической крови
1.2. Приготовление препаратов хромосом из лимфоцитов пуповинной крови плода
1.3. Тест для оценкиконтаминации пуповинной крови плода кровью матери
1.4. Приготовление препаратов хромосом из ворсин хориона или плаценты
1.5. Приготовление препаратов хромосом из различных эмбриональных органов
2. Методы анализа неокрашенных и равномерно окрашенных хромосом
2.1. Фазово-контрастная микроскопия
2.2. Рутинная окраска хромосом
3. Методы дифференциальной окраски хромосом
3.1. Методы G-окраски хромосом
3.2. Методы R-окраски хромосом (RHG, RFA)
3.3. Методы Q-окраски хромосом (QFQ, QFH)
3.4. Методы избирательной окраски гетерохроматиновых районов хромосом
4. Специальные методы цитогенетического анализа
4.1. Репликационные варианты G- и R-дифференциального окрашивания хромосом
4.2. Методы выявления ломкой Х-хромосомы
5. Флуоресцентная гибридизация in situ (fish )
5.1. ДНК-зонды
5.2. Приготовление препаратов хромосом и интерфазных ядер
5.3. Предгибридизационная обработка препаратов
5.4. Гибридизация in situ
6. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИ Я ХРОМОСОМНЫХ РАЙОНОВ
6.1. Ag-окраска активных ядрышкообразующих районов хромосом
6.2. Выявление районов, обогащенных метилцитозином
7. ПРОПИСИ БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
7.1. Cтандартный фосфатный буфер Соренсена (рН 6,8)
7.2. Буферный раствор GKN, pH 7,8 (10-кратный)
7.3. Буферный раствор SKN, pH 7,8
7.4. Буферные растворы SSC
7.5. Раствор версена
7.6. Na-фосфатный буфер (0,01 М)
7.7. Насыщенный солевой буферный раствор Дюльбекко, рН 7,2
7.8. Цитратно-фосфатный буфер Мак-Ильвейна
Таблица 1. Характеристика методов дифференциального окрашивания хромосом, часто используемых в цитогенетике человека
Таблица 2. Сокращения при описании хромосом и хромосомных аномалий
Рис.1. Идиограммы G-сегментации хромосом человека для уровней разрешения – 300, 400, 550, 700 и 850 сегментов на гаплоидный геном
Литература
Предметный указатель