Ana-telofase metode til analyse af kromosomafvigelser

En antelofaseanalyse  er en genetisk test baseret på den visuelle registrering af kromosomafvigelser (kromosomale skader) i anafase- og telofasestadierne i den mitotiske cellecyklus . Anatelofaseanalyse er en enkel, økonomisk metode, der ikke kræver kendskab til karyotypen og identifikation af kromosomer. Det giver dig mulighed for kun at identificere visse typer af kromosomafvigelser , men dens følsomhed er ganske tilstrækkelig til at konkludere en " mutagen " eller " ikke-mutagen " faktor. Anatelofaseanalyse er ret følsom, korrekt og bekvem i den første fase af økotoksikogenetisk forskning [1] .

Historie

Udslip af genotoksiske stoffer i miljøet som følge af menneskelige aktiviteter kræver passende genetiske tests for at vurdere disse faktorers potentielle indvirkning på økosystemer. Anatelofaseanalyse er blevet beskrevet som en hurtig og økonomisk genetisk test. Blandt de tidligste undersøgelser, hvor denne analyse blev anvendt, bør eksperimenter på løg bemærkes ( A. Levan ). Indtil nu har den været brugt som den primære metode til genetisk analyse til Allium testplantetestsystemet , som undersøger effekten af ​​forskellige genotoksiske stoffer på rodmeristemceller [2] [3] [4] .

Følsomhed og anvendelighed

Ana-telofase-analyse er meget følsom for tests i meget forskellige retninger. Uanset om det er prøver af substrater fra miljøet ( vand , jord , bundsedimenter ) eller stoffer af menneskeskabt oprindelse, samt stråling af forskellige spektre (både ioniserende og ikke-ioniserende). Derudover er fordelen ved denne analyse dens alsidighed (den er anvendelig i næsten alle tilfælde, når mitose opstår ) og lette forberedelse af præparater, hvilket er meget vigtigt, når man arbejder med dyreceller [ 5] . Antelofaseanalyse af kromosomafvigelser i løgceller ( Allium cepa ) anbefales som et værktøj til miljømæssig cytomonitorering. Ved at måle genotoksicitet bidrager det til vurderingen af ​​graden af ​​miljørisiko fra husholdnings- og industriprodukter, som konstant introduceres og får stadig større betydning i hverdagen [2] [6] .

Analyseteknik

Omfatter analyse under et mikroskop af et præparat af celler fikseret og farvet på spredningsstadiet . Der er en række variationer af antelofaseanalyse. Ifølge den originale version af analysen beskrevet af Fiskesjo ( 1985 ) tælles de første 100 anafase- og telofaseceller på præparatet, hvoraf afvigende celler er noteret . Senere begyndte en anden version af I. M. Prokhorov et al. at blive brugt. (2003), som tager højde for alle anafaser og telofaser på præparatet, blandt hvilke afvigende er noteret . Ikke særlig tidlige anafaser og tidlige telofaser er velegnede til at tage højde for kromosomafvigelser . Da en delende celle ikke altid spredes på præparatet langs delings længdeaksen, skal man ved udvælgelse af celler egnede til at tælle kromosomafvigelser tage højde for afstanden mellem datterkernerne  - den må ikke være mindre end størrelsen af ​​en af dem [1] [2] [6 ] .

Typer af analyserede aberrationer

På anafase- og telofasestadierne beregnes to kategorier af aberrationer, klassiske for denne analyse, som er kromosomalt materiale, der halter efter polerne (acentriske fragmenter og ringe, efterslæbende kromosomer) og broer. Alle af dem er ret tydeligt synlige visuelt og kan skelnes. Meget ofte er forsinkelser og overskridelser, der indikerer ændringer i achromatinspindelen, inkluderet og tælles i en separat kategori.

1. Acentriske fragmenter og ringe kan være enkeltstående eller parrede. De er placeret mellem barnestjerner eller væk fra dem. Hovedopgaven er at genkende singlehed eller parring og at skelne dem fra haltende kromosomer. Enkelte fragmenter er fragmenter af chromatidoprindelse. Tabet af et fragment fra et par (af kromosomal oprindelse) er naturligvis et sjældent fænomen, eftersom tiltrækningen mellem søsterkromatider bevares selv på anafasestadiet. Af samme grund er det usandsynligt, at et enkelt fragment kan opstå på grund af sammensmeltningen af ​​søsterkromatider af det parrede fragment og deres udfoldelse langs længden.
2. Parrede fragmenter er fragmenter af isochromatid eller kromosomal oprindelse. Vi kan kun tale om forbindelsen mellem de beskadigede ender af søsterkromatider og ikke om det haltende kromosom, hvis det parrede fragment har et bueformet udseende. Det skal bemærkes, at vurderingen af ​​denne funktion er ekstremt vanskelig og derfor ikke kan udføres i alle tilfælde.
3. Broer er nogle gange opdelt i kromosomale og kromatide broer. En kromosombro forstås som et dicentrisk kromosom: Den består af to kromatider, som oftest krydses. Kromatidbroen er en dicentrisk kromatid, så den ses som en enkelt kromatid. Ud fra "tykkelsen" af broen kan man ikke bedømme dens kromosomale eller kromatide karakter. Det er ikke altid muligt at differentiere broens beskaffenhed, og derfor er det næppe tilrådeligt at udføre en sådan adskillelse ved hjælp af totalkromosomfarvningsmetoden, som ikke tillader identifikation af individuelle kromatider.
4. Efterslæbende kromosomer eller kromatider er oftest let at genkende, da de kan ses som en centromer eller strukturel heterogenitet, hvilket ikke er typisk for fragmenter. De største vanskeligheder opstår, når det er nødvendigt at skelne det haltende metacentriske kromatid fra det akrocentriske kromosom. Samtidig er svaret på dette spørgsmål vigtigt, for som følge af halten bag kromosomet dannes to hypoploide celler, og som følge af halten bag chromatidet, en hypoploid og en normal celle.

Der kan ikke være nogen absolut standard for at tage højde for aberrationer og for at præsentere de opnåede resultater. I praksis er der kombinationer af forskellige typer af aberrationer i samme celle. Teoretisk set kan enhver kombination af afvigelser forventes. Grundlaget for dette er asynkroniteten i redupliceringen af ​​arvemateriale. Derudover kan der undervejs også registreres andre, mindre almindelige typer af aberrationer, såsom multipolære mitoser og polyploidi [6] .

Mutationshastighedsberegning

Betegnelse	Egenskab	Beregning
XA+abs.	XA+abs., %  — hyppighed af kromosomafvigelser og forsinkelser Hyppigheden af ​​kromosomafvigelser og -forsinkelser  beregnes som forholdet mellem summen af ​​ana- og telofaseceller , hvori krænkelser blev registreret, og det samlede antal analyserede ana-telefaser.	, hvor XA+ots.  er summen af ​​afvigende celler i ana- og telofasestadierne , og N(A+T)  er det samlede antal analyserede anafaser og telofaser på præparatet.

Transformation

Hyppigheden af ​​kromosomafvigelser og -forsinkelser kan repræsenteres som sværhedsgraden af ​​den mutagene effekt i henhold til systemet med integreret vurdering af den mutagene effekt.

Anbefalinger til udførelse af en antelofaseanalyse

Til de fleste undersøgelser kan følgende anbefales:

1. En vigtig betingelse ved vurdering af typerne (spektrum og hyppighed af kromosomafvigelser) er at tage højde for dem i den første celledeling efter mutagenets virkning. Dette skyldes det faktum, at en betydelig del af aberrationer og afvigende celler elimineres efter den første deling eller får en anden form, selvom nogle kromosomafvigelser, som observeres i form af broer, kan vare ved i 12-15 mitotiske cyklusser.
2. Analyser ikke omlejringer, når celler er overlejret, og når integriteten af ​​deres membran er krænket.
3. Tag højde for alle typer morfologiske ændringer, som kan tages i betragtning med denne teknik.
4. Analyser ændringer celle for celle, det vil sige registrer i protokollen for eksperimenter kompatibiliteten af ​​afvigelser, der forekommer i hver celle.
5. Celler, hvor det ikke er muligt at bestemme typen af ​​aberrationer, bør henføres til klassen af ​​celler med usorterede aberrationer; tæl dem kun i beregningen af ​​det samlede antal afvigende celler.
6. Vær yderst forsigtig, når du kombinerer data af enhver art (f.eks. data fra enkelte replikater og data fra lignende eksperimenter, fra prikfragmenter og ringe, fra dicentriske og ledsagende acentriker osv.). Hvis gyldigheden af ​​en tilknytning er bevist for en eller flere betingelser, så skal den for andre genstande og betingelser kontrolleres specielt.
7. Når data præsenteres i en artikel, er det nødvendigt at angive antallet af undersøgte individer (eller gentagelser af eksperimentet), antallet af analyserede celler, antallet af hver af de typer af aberrationer, der tages i betragtning, typerne af afvigende celler og deres hyppighed og antallet af aneuploide celler.

For en nøjagtig bestemmelse er det nødvendigt at kende strukturen af ​​karyotypen af ​​den undersøgte plante- eller dyreart i normen [6] .

Metoder og objekter baseret på denne metode

• Allium test
• Vicia test

Se også

• Metafaseanalyse
  • Allium test
• Mitotisk indeks
• Kromosomale omlejringer

Noter

1. ↑ 1 2 Prokhorova I. M., Fomicheva P. N., Kovaleva M. I. Evaluering af mitotoksiske og mutagene virkninger af miljøfaktorer // YarSU: Retningslinjer. - Yaroslavl: YarGU, 2003. - S. 23.26 .
2. ↑ 1 2 3 Jet Rank. Metoden til Allium anafase-telofase kromosomaberrationsanalyse // Ekologija. - Vilnius, 2003. - T. 1 . - S. 38-42 .
3. ↑ Levan Albert. KOLCHICINES EFFEKT PÅ RODMITOSER I ALLIUM // Hereditas. - 1938. - T. 24 , Nr. 4 . — S. 471-486 .
4. ↑ Fiskesjo G. Alliumtesten som standard i miljøovervågning  // Hereditas. - 1985. - T. 102 . - S. 99-112 .
5. ↑ W. Venegas, C. Lasne, R. Lowy, J.-P. Buisson og I. Chouroulinkov. Naphthofuraner inducerede kromosomafvigelser påvist i metafase, anafase og telofase V79 kinesiske hamsterceller // Mutationsforskning/Genetisk toksikologi. - Elsevier BV, 1985. - S. 53-62 .
6. ↑ 1 2 3 4 Kalaev V.N., Karpova S.S. Cytogenetisk overvågning: metoder til vurdering af miljøforurening og tilstanden af ​​organismens genetiske apparat. - VSU, 2004. - 80 s.

Links

• Sang D.S., Romanovsky A.V. Mitose i en plantecelle: norm og patologi  : Videnskabelig og praktisk vejledning. - Moskva: JRE - IRE dem. V.A. Kotelnikov RAS, 2010. - S. 929 .