Термином «кариотип» принято обозначать совокупность морфологических особенностей полного хромосомного набора, свойственного клеткам одного организма данного вида. Видоспецифичность кариотипа определяется общим числом хромосом, их морфологическими особенностями (размерами и формой), а также их структурно-функциональной организацией, выявляемой с помощью методов дифференциальной окраски.
Собственно под кариотипом понимают хромосомы соматической клетки на стадии клеточного деления — метафазы митоза, на которой проводят анализ числа и структуры хромосом всего хромосомного набора (рис. 2.1, а; 2.2, а). Вместе с тем, для хромосомного анализа разработано множество методов, суть которых в широком смысле — изучение структуры и функции хромосом в клетках практически любых тканей и органов, на любой стадии клеточного цикла, в митозе и мейозе.
Очевидно, что выбор того или иного цитогенетического метода определяется конкретной целью исследования, однако в любом случае он состоит из двух этапов — получения хромосомных препаратов и собственно их анализа. В практическом плане цитогенетические методы при всем разнообразии их отдельных этапов направлены на выявление геномных и хромосомных мутаций. Основным подходом к решению этой задачи является кариотипирование, то есть определение числа и анализ структуры митотических хромосом с использованием дифференциальной окраски, позволяющей идентифицировать все хромосомы набора. Остальные методы хромосомного анализа либо дополняют кариотипирование, либо используются для решения специальных задач (подробнее см. главу 4).
Рис.2.1. Метафазная пластинка (а) и кариограмма (б) хромосом человека из ФГА-сти- мулированного лимфоцита периферической крови (кариотип 46,ХХ). Дифференциальная G-окраска хромосом с использованием трипсина и красителя Гимза (метод GTG)
Рис.2.2. Метафазная пластинка (а) и кариограмма (б) хромосом человека из цитотро- фобласта хориона (кариотип 47,ХХ,+21). Дифференциальная окраска хромосом флуо- рохромом Hoechst 33258 с контрастированием актиномицином D (метод QFH)
Кариотипирование является основным методом в клинической цитогенетике и обязательным компонентом комплекса методов пренатальной диагностики хромосомных болезней. Напомним, что к хромосомным болезням относят такие формы врожденной патологии развития и функционирования органов и систем, которые обусловлены геномными или хромосомными мутациями.
Анализу механизмов образования и особенностей фенотипического проявления хромосомных и геномных мутаций в эмбриогенезе человека целесообразно предпослать краткий обзор основных характеристик кариотипа и методов его исследования.