Цитогенетика – це розділ генетики, який вивчає хромосомну структуру ДНК в ядрі клітини, розташування елементів хромосом і їхніх функцій в клітинах. Основним об’єктом дослідження тут є хромосоми – довгі нитки ДНК і білка, що містять більшу частину генетичної інформації в клітині.
Цитогенетичні дослідження спрямовані на вивчення кількості й морфології хромосом, які залишаються постійними в більшості клітин організму (за винятком репродуктивних клітин і деяких інших, таких як клітини печінки). Наприклад, у людини число хромосом дорівнює 46.
Цитогенетика передбачає тестування зразків тканин, крові або кісткового мозку в лабораторії для пошуку змін в хромосомах, в тому числі ідентифікації зламаних, відсутніх, перебудованих або додаткових хромосом, а також вивчення числа і зовнішнього вигляду хромосом (каріотипування), фізичного розташування генів на хромосомах і хромосомної поведінки в таких процесах, як поділ клітин.\
Ранні цитогенетичні дослідження показали, що зайва або відсутня копія певних хромосом людини може призводити до різних захворювань, а зміни в певних хромосомах можуть бути ознакою генетичного захворювання або деяких видів раку. Цитогенетика може бути використана для діагностики захворювань, планування лікування, а також визначення його ефективності. При цьому в ході цитогенетичних досліджень особливого значення набуває використання якісних поживних середовищ і реактивів.
Проточна цитометрія
Метод проточної цитометрії використовується для сортування хромосом людини та вивчення окремих популяцій клітин в препараті, що складається з клітин різних типів. Він передбачає використання флуоресцентного барвника для специфічного маркування певної популяції клітин. Окремі клітини поміщаються в проточний цитометр і піддаються впливу дифрагованого світла для визначення форми розміру і клітин, після чого їх можна досліджувати по одній. Цей цитогенетичний метод дослідження передбачає, що флуоресцентно мічені клітини також можна відсортувати в окремі пробірки в залежності від їхнього розміру та інтенсивності їхнього флуоресцентного сигналу за допомогою дифракційних пластин в процесі, який отримав назву сортування клітин з активацією флуоресценції (FACS).
Каріотипування
Ізолювання окремих хромосом за допомогою проточної цитометрії, а також знання послідовності геному людини дали змогу розробити 24-кольорові проби для позначення кожної хромосоми людини окремим кольором. Такі проби створюються маркуванням фрагментів ДНК, що покривають довжину кожної окремої хромосоми, яскраво забарвленим флуоресцентним барвником. Потім мічені ДНК-проби об’єднують і використовують в експериментах з гібридизації з метафазними хромосомними розподілами. Це дозволяє маркувати кожну окрему хромосому певним флуоресцентним кольором по всій її довжині. Цитогенетичне дослідження передбачає, що в соматичній клітині батьківська і материнська копії кожної хромосоми будуть позначені одним і тим самим кольором. Такий підхід дає змогу одночасно відстежувати всі хромосоми людини, він отримав назву спектрального каріотипування.
Це, ймовірно, найбільш значні молекулярно-цитогенетичні методи дослідження, створені за останнє десятиліття. Вони дозволили виявити незначні зміни хромосом у людей з каріотипом, який здається нормальним, і більш точно визначати цитогенетичні аберації у людей зі складними аберантними каріотипами.
