Çevrimdışı

1-d) LYON HİPOTEZİ
1949 yılında Barr ve Bertham bütün memeli dişilerinde bazı hücre nükleuslarında görülebilen Barr Body ya da seks kromatininin neden olduğunu tanımladı. İki parçalı form, iki X kromozomunun younlaşan (heterokromatin) segmentinin parçasından ortaya çıkarak hipoteze rehberlik etti. Bazı hücrelerde iki barr cisimciğiyle beraber 3 X kromozomunun bulunuşu hipotezi daha çekici hale getirdi ve bilgi için anahtarı sağladı: Barr cisimciği, tek heterokromatin X kromozomudur. Bu yorum Ohna tarafında ilk yorumlandı, Lyon hipotezi ya da tek aktif X’in bulunuşunda rol oynadı(Lyon 1961). Hipotez erken embriyonik evrede bütün memeli erkeklerindeki bir X kromozomu bütün hücrelerde inaktif olduğunu ifade eder. X’in inaktif oluşu orijinal bir seçimdir, ama aynı X bu hücrelerin torunlarında inaktif hale akrşılık gelir. Eğer hücreler iki X kromozomundan daha fazlasına sahip olsaydı, bütün hepsi inaktif olurdu ve her bir inaktif X kromozomu Barr cisimciği formunda olurdu(Bölüm 18). Lyon hipotezi, sitogenetikte, bütün haynlarda ve insanda en önemli teorik düşüncelerden biridir. Hipotez, diğer bölümlerde anlatılacağı gibi, diğer genetik alanlarda ve kanser biyolojisinde ve buluşlar için anahtar olmaya rehberlik etti ve aramaları yönetti.
1-e) ERGENLİK ÇAĞI: KROMOZOM BANT ÇAĞI
1970’e kadar, kromozom identifikasyonu ve belirlice yapısal değişim identifikasyonu oldukça sınırlıydı. Normal kromozomların kol ve bacak oranları yedi grupta da kısa olabilir ama sadece birkaç kromozom bireyselce tanınabilir. Otografik DNA replikasyon örnekleri; biraz daha fazla teşhis etmeye yardımcı olur, ama bu zaman tüketir ve değerleri çok sınırlıdır. Kromozom bantlamayı sunma teknikleri insan sitogenetiğinin devrimidir. 1970’de, Casperson ve diğerleri bireysel teşhis edilebilen her kromozomu oldukça farklı bir insan kromozomu boyunca floresans bantlama yöntemlerini keşfetti. Bu buluş normal olmayan, dev kromozom identifikasyonu yapabilen ve kromozom çalışmalarında kolayca kullanılan bant ekleme tekniklerini takip eder, özellikle yapısal aberasyonlar: evvelden farkına varılmayan duplikasyon, delesyon, insersiyon ve translokasyondan olduğu gibi, esas buluş hücre döngüsünün DNA sentez evresinin özel bölümü boyunca replike olabilen DNA’nın her bir kromozomudur(Latt ve diğerleri, 1973, Bölüm 3). Kromozom nomenklatörünün standart sistemi konferans serileri boyunca ve onların tavsiyelerinin yayımlanmasıyla gelişti. Komite şimdi yeni gelişimlerle zorunlu modifikasyonlar ve nomenklatörün kabulüyle geniş kapsamlı broşürleri yayımladı. İnsan sitogenetiğinin nomenklatörü için uluslar arası sistem olan ISCN(1995) en iyisidir.
1-f) SOMATİK HÜCRE GENETİĞİ VE KROMOZOM HARİTASI
Haris (1995) somatik hücre genetiğinin mükemmel tarihsel haberini yayımladı. Somatik hücre kültürlerinde kullanılan gen linklerinin rekombinasyonlarının ve mutan alellerin segrasyon analizi için kullanılan gelişim metotları ilk amaç olmuştur. Homolog kromozom segrasyonu ve aleller bazı insan kromozomlarında bazı insan kromozomlarında kaybolan somatik hücre hibritlerini meydana getirir. Bu hibrit panelleri kullanılarak kromozomların binlerce geni haritalandı(Bölüm 29). Lineer düzen ve kromozomlardaki gen lokasyonlarının fiziksel mesafe ayırımı belli bir kromozomun farklı segmentlerinde taşınan hibritler kullanılarak saptanır. En kesin haritalama belli olmayan ya da tamamlayıcı insan kromozomlarının farklı karışımlarını kapsayan radyasyonu azalan hibritleri kullanmayı gerçekleştirir. Çünkü insan kromozomları hücrelerin hibridize olmasından önce büyüklükleriyle ölçülür(Bölüm 23). Baskın gen haritasının devam eden en başarılı yaklaşımıdır.
1-g) MOLEKÜLER DEVRİN OLGUNLUĞU
Moleküler devir, DNA manipülasyonları için metotların gelişimini yerine getirdi. Marmut, Daty, Spiegelmen ve Gillespie DNA fragmentlerinin iki zincirinin kolayca ayrılabilrceğini (denatürasyon) ve tamamlayıcı olmayan geniş miktardaki DNAda hazır bulunan tamamlayıcı zincirlerin tekrar geri birleşebileceğini(renatürasyon) gösterdi. Moleküler biyolojide esas önemli olan moleküler hibridizasyonda olduğu gibi, kromozomların sitolojik preparatlarında DNA problarıyla etiketlenen DNA ve in situ hibridizasyonda nükleus, insan sitogenetiğinde güçlü bir hale gelir. Otoradyografik etiketlenen DNA fragmentleri gen haritası için daha kesin ve daha hızlı olan florosans insitu hibridizasyon (FISH) yöntemiylede binlerce lokus haritalanabilir(Bölüm 8). Otorasyografik insitu hibridizasyonla onları kodlayan genlerden daha kısa olan sitoplazmik mRNA molekülü esas buluşa rehberlik eder, kısa segmentler olan protein kodlayan eksonlar araya giren intronların nedenidir. Gilbert ve Songer tarafından DNA’da nükleotid baz dizilerini bulma yöntemi genomun başka bölümlerinde ve geni karakterize etmeyi yapar. Başka bir güçlü yöntemde Mullis tarafından yapılan polimeraz zincir reaksiyonudur (PCR). En kısa DNA segmentinin amplifikasyonuna izin vererek, milyonlarca kopyasının yaratılmasına ve izin verdi ve bu sitogenetiği kökten değiştirdi.
Genleri içeren, DNA fragmentlerinin klonları için gelişen metetlar en önemli ilerlemedir. Bu, insan DNA’sının insert fragmenti kapsadığında, bakteriyel virüsün infekte olması buluşuna dayanır. Plasmidler yaklaşık olarak 5kb uzunluğundaki inserti, cosmidler 50kb çiftini kabul eder. Bakteriyal hücre infekte olduğunda, rekombinant virüs insan DNA’sının tek bir fragmentinin milyonlarca kopyasını oluşturur. Alternatif teknikler büyük DNA fragmentlerinin klonlarını geliştirdi. Maya yapay kromozomları (YAC), maya sentromer ve telomeri, 100kb ya da yaklaşık olarak 1-2mb çifti fragmenti kabul edebilir. Bakteri yapay kromozomları (BAC) 160-235kb insan DNA’sını kapsar, daha kullanışlı, bakteride sağlam ve kolaydır. Klonlanan fragmentler radyoaktif ya da floresans DNA problarıyla etkilenebilir. Southern blotlama yöntemiyle nitro selüloz membrana transfer edilerek ve jel elektroforezle ölçülerine göre ayrılan tamamlayıcı DNA’ların incelenmesi moleküler hibridizasyonda kullanılır. Hibridize problar insituhibridizasyonla yayılan kromozomları ya da karışık hücrelerde incelemeyi yapabilir(Bölüm 8).
Moleküler genetik hakkında daha geniş bilgi için bak: Strachan ve Read 1996 ve Leusin 1997
Moleküler hibridizasyon, genetik linkage haritalarını yapmada (Bölüm 28) ve trisomi bireylerinde ekstra kromozomun ya da kayıp kromozomun örneklerinin incelenmesinde kullanılır(Bölüm 11-15). Aynı örnekten, normal kromozomlu bireylerin belli kromozom kopyalarını almasını gösterir. Bu genomik baskılamayı tarif etme, ana gen düzenleme mekanizmasını ve hastalığın evvelki tanınmama nedenlerinin buluşuna rehberlik eder. Genin kopyaları normal inaktivasyonda biri anneden biri babadandır (Bölüm 21). Moleküler metotlar hücre döngüsünde düzenlenen birçok genin identifikasyonunda yararlıdır(bölüm 2). Kromozom kırma kansere rehberlik eden mekanizmanın açıklamasıdır(Bölüm 24-28). Moleküler metotlar genomda birçok zamanda tekrar edilen dizi elementlerinin buluşuna rehberlik eder. Kırılan kromozom ya da gen aksamları bazen genomda yeni lokasyonlara hareket eden transposable elementleri burada yetenekli oyuncu konumundadır. Barbara McClintock yaklaşık 50 yıl önce mısırda bu durumu tarif etti ve ökaryotların evrenselliğini gösterdi. En ilginç ana buluşlar bu harika sitogenetikçi tarafından yapıldı.
Bak: FEderff ve Botstein 1992
Seks kararlılığının genetik esası Y kromozomunda genin karakterizasyonuyla ilerlemiştir, SRY dişi cinsiyet bulunuşu için gereklidir. Otozomal gen numaraları dişi seks ayrımının kompleks metotlarında oldukça fazla gereklidir(Bölüm17). X inaktivasyonunun moleküler esası XIST geninin bulunuşuyla ilerledi ve kanıtı inaktive olan X kromozomunda bir kopyasından güçlüce bildirilmesidir(Bölüm 18). XIST geni protein için kod değildir, transkrip ya da onun RNA üretimi yerine X kromozomu taşır ve bilinmeyen tavırla bu kromozomun inaktivasyonu arayı bulur(Brown vs. 1992).
Ohno (1967), memeli evrimi boyunca neredeyse değşmeden kalan X kromozomunun gen içeriğini önerdi çünkü karşılık doz mekanizması otozomal ve X kromozomu arası genlerinin transfer olması ile birlikte X inaktivasyonu karışacaktır. Bununla birlikte 140-165 milyon yıl önce plesental memelilerden kopan monotremes ve keselilerin X kromozomunun %60’ı plesental memelidir. Moleküler sitogenetik çalışanları marsupialde ve monotremeste otozomal genlerden oluşan insan X kromozomunun en kısa kolunu önerdi ama karşılık doz sistemi ve ve X kromozomuna geçiş kopmayı yönetti (Graves vs. 1998).
Moleküler sitogenetik metotları kanseri anlamada muhteşem başarılara yol açtı(Bölüm 24-28). Genom kaderinin büyük nedenleri bulundu ve kromozom dayanıksızlığının tümör ilerlemesi ve karsinogenesiste büyük faktör olmayı gösterdi(Bölüm 24-26). Kromozom aberasyonlarıyla çalışan moleküler sitogenetikçiler özellikle protoonkogen ve birçok tümör supressör genin bulunuşuna yol açan belirli kanser tipleriyle görüştü, kanserin kaynağına giden anahtarı sağladılar.
Son 40 yılda insan kromozomları hakkında etkileyici bir şekilde büyüyen bilgi birikimi olmasına rağmen birçok soru cevapsız kaldı. Çok büyük veriler insan genom projesinde toplandı ve güçlü yeni teknikler verileri analiz etti ve bu adreslerde kullanılabildi(Bölüm31). İnsan sitogenetikçileri, insan hastalıklarının isimleri ve diagnozlarında çabukça aplikasyonların büyümasi için heyecanlı kalmaya söz verdiler.