כרומוזומים
מתוך Genopedia - פרופ' מוטי שוחט
תוכן עניינים |
מהם כרומוזומים? איך בודקים תקינותם (בדיקת קריוטיפ)
הכרומוזומים הם מבנים שבהם ארוז ומאורגן החומר התורשתי (DNA). לאדם בריא יש 46 כרומוזומים (23 זוגות). כל הורה תורם מחצית ממספר הכרומוזומים (23 כרומוזומים) לעובר. 22 זוגות מכונים בשם "כרומוזומי גוף" וזוג נוסף מכונה בשם כרומוזומי מין (X, Y). לנקבה יש שני כרומוזומי X ולזכרXY. זוגות הכרומוזומים מסודרים וממוספרים לפי גודלם וצורתם ובכל אחד מהם מצויים גנים שונים. כיוון שיש מספר כפול של כרומוזומים - יש למעשה מערכת כפולה של גנים (אחד אימהי ואחד אבהי) הזהים ברצף שלהם. הפרעות במספר הכרומוזומים ובצורתם עלולות לגרום מומים, תסמונות גנטיות ו/או פיגור בהתפתחות. כמעט כל יתרה או חסר של חומר כרומוזומלי (בעיקר בכרומוזומי הגוף) עלולים להתבטא בפיגור שכלי. הליקוי המוכר הוא תוספת של כרומוזום 21 (המופיע בשלושה עותקים במקום בשני עותקים) וגורם תסמונת דאון.
ראה גם מהי הפרעה כרומוזומלית ומה משמעותה, ומצבים ספציפים שונים של הפרעות כרומוזומליות בממצאים בבדיקת דיקור מי שפיר
מה צריך לדגום בכדי לבצע בדיקת כרומוזומים (מכונה גם בדיקת קריוטיפ)
בבדיקה בודקים את מספר ומבנה הכרומוזומים בתא נתון. כל תא בגוף ניתן לבדיקה. לכן, אפשר לבצע בדיקה של הכרומוזומים בכל רקמה. בילדים עם חשד למחלה גנטית הקשורה במבנה לא תקין של כרומוזומים נהוג לקחת דם – ובתאי הדם הלבנים (לימפוציטים) בודקים את מספר ומבנה כל 46 הכרומוזומים. לשם בדיקת תקינות הכרומוזומים של העובר (מספר ומבנה הכרומוזומים) נוהגים לקחת דגימת נוזל מי שפיר ובוחנים את הרכב הכרומוזומים בתאי העור של העובר המצויים בנוזל זה. ניתן לבדוק את הכרומוזומים של העובר גם בדגימה של תאי סיסי שליה (CVS) או דם מחבל הטבור של העובר.
לעיתים רחוקות יש צורך לקחת דגימות אחרות – לדוגמא בחולים עם סרטן הדם (לויקמיה) נוהגים לבדוק את הכרומוזומים במיח העצם ולפי השינויים מתאימים את הטיפול.
איך הבדיקה מבוצעת טכנית ?
התאים שנידגמים (ממי השפיר או מהדם וכד') מועברים בצורה סטרילית למעבדה הנקראת מעבדה ציטוגנטית – שם התאים מושמים לגידול בתרביות לשם ריבויים – זה מתבצע בצלוחיות או בקבוקונים המכילים מצע מיוחד וחומרים המעודדים חלוקות תאים. לאחר שלב התרבית שמים חומר שעוצר את התאים בשלב החלוקה של התא – זהו שלב בו הכרומוזומים מקווצים וניתן לראות אותם במיקרוסקופ. ע"י צביעה של הכרומוזומים (בד"כ צביעה המכונה גימזא) ניתן לראות בכרומוזומים פסים אופייניים המאפשרים זיהוי של כל כרומוזום וכרומוזום. הכרומוזומים נבדקים תחת המיקרוסקופ – חלק מהם מצולמים ומסודרים בזוגות זה ליד זה ובכך מאפשרים בדיקה יסודית לא רק של מספרם אלא גם של המבנה (ראה ציור II-1).
הצביעה הקלסית של הכרומוזומים הינה בעזרת צביעת גימזא (G). בצביעה זו מבחינים לאורך הכרומוזומים בפסים כהים ובהירים ומאפשרים לזהות את הכרומוזומים, ובתוך הכרומוזומים להבחין בחסרים או תוספות המעידות על הפרה כמותית של החומר הרומוזומלי (ואז כמעט תמיד פיגור שכלי ו/או מומים). להלן טבלה המפרטת את ההבדלים בין הפסים הבהירים והכהים בכרומוזומים בצביעת גימזא: ==
| תכונות | פסים הבהירים בצביעת (G): | פסים כהים בצביעת (G): |
|---|---|---|
| צורת הצביעה בצביעות שונות: | נצבע חלש בגימזא (G) ובצביעת קווינקרין (Q) - נצבע כפס כהה בצביעת (R) | נצבע כפס כהה בצביעת (G) ו-(Q) |
| הרכב אופיני של האותיות הגנטיות (A T C G) (בסיסים גנטיים): | עשיר ב- G-C | עשיר ב- A-T |
| רגישות לאינזימים מפרקי דנ"א (DNAase): | רגיש | לא רגיש |
| התנהגות בזמן חלוקת התא: | האיזור מתכווץ מאוחר ומוכפל מוקדם | האיזור מתכווץ מוקדם ומוכפל מאוחר |
| מאפייני הגנים בפס: | הפס עשיר בגנים, הגנים יחסית קצרים, ויש מעט איטרונים קצרים בין האקסונים | הפס עני בגנים, הגנים יחסית ארוכים, והעקסונים מופרדים על ישי אינטרונים ארוכים. |
| רצפים חוזרים המאפיינים את האיזור: | עני ב- LINE ועשיר ב- ALU | עני ב-ALU ועשיר ב- LINE. |
כרומוזומים 13, 14, 15, 21, ו-22 הינם יוצאי דופו במובן שרק הזרוע הארוכה בעלת חומר גנטי חיוני - הם מכונים כרומוזומים אקרוצנטרים. לעיתים יש להם חומר הנראה כזרוע קצרה (בכמות משתנה מאדם לאדם) אך היעדרותה לא גורע ולא גורם לשום בעייה. בחינת הרכב וצורת צביעה של חלקים שונים בכרומוזומים האקרוצנטרים חשוב במיוחד במקרים בהם נראה בהם זרוע קצרה גדולה יחסית - אז יש לשלול עם צביעות מיוחדות קיום חומר גנטי עודף שמקורו באחד הכרומוזומים הרגילים (במקרה שיש עודף כזה יש כמובן בעיה קשה של מומים ו/או פיגור שכלי): ==
| האיזור לאורך הכרומוזום | ההרכב המיוחד שלו: | איזו צביעה תדגים את הרכבו התקין: | |||
|---|---|---|---|---|---|
| קצה העליון של הזרוע הקצרה והמכונה סטליט: | מכיל דנ"א המקודד ל-רנ"א ריבוזומלי | - | גבעול המחבר את הצנטרומר לסטליט: | עשיר בהטרוכרומטין** וברצפים חוזרים המכונים אלפא-סטליטים או סטליט-III | צביעת NOR* או C-banding. |
| צנטרומר: | הרכב דומה לשאר כל הכרומוזומים | NOR או C-banding. | |||
| זרוע ארוכה: | כמו כל שאר הכרומוזומים | כל הצביעות הרגילות: G, Q, R. |
NOR- Neucleolar organizing region*
- הטרוכרומטין: איזור שמכיל רצפים חוזרים לא חיוניים לתפקוד הגנטי (פרט לזרועות הקצרים של כרומוזומים אקרוצנטרים הם מצויים לעיתים גם בכרומוזום 1, 9, 16)
כמה זמן היא אורכת?
הזמן הדרוש לגידול התאים בתרבית שונה מרקמה לרקמה וזוהי גם הסיבה למשך הזמן היחסית ארוך שדרוש להשלמת הבדיקה בחלק מהדגימות בבדיקת הקריוטיפ הקלסית. תאי מי שפיר, לדוגמא, דורשים זמן גידול של כ- 10 ימים ואילו דם כ- 3 ימים, תאי עור כחודש.
מדוע לא ניתן לבדוק את הכרומוזומים ישירות ללא תרבית?
את הכרומוזומים ניתן לראות בסוג בדיקה זו תחת המיקרוסקופ רק כשהם מקווצים וזה מתרחש רק בשלב התחלקות התא. תאי הגוף המצויים בחלוקה ברגע נתון זעום ביותר. לכן יש צורך בשלבי גידול וריבוי התאים המעודדים חלוקת התאים.
יוצאים מהכלל תאי סיסי השלייה ותאי מיח העצם אשר בגלל אחוז גדול יחסית של תאים הנמצאים בשלב חלוקה בכל רגע נתון ניתן לבדוק אותם ללא תרבית. לכן בתאים מרקמות אלו ניתן לבחון את המבנה הכרומוזומלי תוך כ-24 שעות. רקמות אלו ניבחנות באופן ישיר (ללא שלב תרבית) וגם לאחר תרבית – ולכן ברקמות אלו מתקבלות שתי תשובות – אחת מהירה תוך 24 שעות (בדיקה ישירה) ושנייה מתרבית לאחר מספר ימים.
האם ניתן לקבל תשובה מהירה של בעייה כרומוזומלית מסוימת?
כיום ידועה טכניקה חדשה לבחינת מספר ומבנה כרומוזומים המכונה FISH. טכניקה זו מאפשרת בדיקה מהירה (תוך 6-24 שעות) גם של רקמות כמו מי שפיר או דם שהזמן הדרוש לתשובה בשיטה הרגילה הינו שבועות או ימים בהתאמה. (ראה תחת – טכניקות בשימוש הגנטיקה )
