Karyotyp člověka

Karyotyp člověka se skládá z 23 párů chromozomů (celkem jde tedy o 46 chromozomů). Z toho 22 chromozomů jsou nepohlavní chromozomy (autozomy) a tvoří homologní páry, zatímco poslední pár je heterologní a je tvořen pohlavními chromozomy (gonozomy). Autozomy jsou označeny arabskými číslicemi od 1 do 22, gonozomy jsou označeny písmeny X a Y.

Lidské chromozomy - skupiny

Chromozomy člověka dělíme podle jejich makrostavby do několika skupin:

A - Chromozomy 1, 2, 3 jsou velké metacentrické.

B - Chromozomy 4, 5 jsou velké submetacentrické.

C - Chromozomy 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 jsou střední submetacentrické, svou stavbou do této skupiny náleží i pohlavní chromozom X.

D - Chromozomy 13, 14, 15 jsou střední akrocentrické.

E - Chromozomy 16, 17, 18 jsou malé submetacentrické.

F - Chromozomy 19, 20 jsou malé metacentrické.

G - Chromozomy 21, 22, jsou malé akrocentrické, řadí se sem i chromozom Y, který satelity nenese.

Obrázek 1 - Ideogram lidského karyotypu

Obrázek 2 - Lidský karyotyp (mužský)

U člověka je mužské pohlaví primárně určeno přítomností chromozomu Y (podrobnosti o genetickém určení pohlaví najdete v kapitole Určení pohlaví). Jakmile v zygotě tento chromozom přítomen není - začne se dále vyvíjet jedinec ženského pohlaví. U ženského zárodku dojde velmi časně ve všech buňkách k inaktivaci jednoho X chromozomu (proces probíhá náhodně - tento X chromosom může být původně od matky i od otce) a k jeho kondenzaci. Tato struktura se označuje jako Barrovo tělísko (nebo také sex chromatin, případně X chromatin) a dá se (z historického hlediska - dnes se již nevyužívá) využít k diagnostice pohlaví, či různých chromozomových aberací chromozomu X. Proces inaktivace X chromosomu je po své objevitelce (genetičce Mary Lyonové) pojmenován jako lyonizace.

V průběhu buněčného dělení tvoří i pohlavní chromozomy pár. Pokud jsou v buňce dva chromozomy X (u ženy), není tato představa nikterak obtížná a párování se odehrává stejně jako u autozomů. Nicméně páruje se i dvojice X a Y. Toto párování umožňují tzv. pseudoautozomální oblasti těchto chromozomů, což jsou speciální oblasti na krátkém i dlouhém raménku obou chromozomů, na kterých jsou uloženy stejné geny a mají tedy stejné sekvence.

Je důležité si uvědomit, že zatímco žena má dva chromosomy X (a má veškeré geny z chromosomu X ve dvou kopiích), muž má chromosom X jenom jeden. Muž tak má řadu genů z chromosomu X pouze v jedné kopii (hovoříme o tom, že muž je pro tyto geny hemizygotní). Z toho plyne, že mutace v takovémto genu je pro muže závažnější než pro ženu, protože nemá druhou - potenciálně zdravou - kopii genu (alelu), která by mohla negativní účinek mutované kopie kompenzovat (viz Genetické choroby). Existují však i tzv. pseudoautosomální oblasti na chromosomu X a Y. Tyto oblasti obsahují homologní (tedy vlastně stejné) geny. Tato skutečnost má dva základní významy. Jednak jde o geny, které nacházíme ve dvou kopiích u mužů i u žen (a proto - v souladu s pojmem pseudoautosomální - se jejich dědičnost řídí podobnými pravidly jako dědičnost autosomální) a jednak jsou tyto oblasti důležitý pro párování (jinak morfologicky značně odlišných) chromosomů X a Y do páru v průběhu buněčného dělení.

Obrázek 3 a 4 - Chromozomy X (vlevo) a Y (vpravo)

Cytogenetická nomenklatura

Již od samotných počátků klinické cytogenetiky zde byla potřeba univerzálního a jednotného návodu k zápisu cytogenetických nálezů.

V cytogenetické praxi se provádí zápis karyotypu tímto stylem:

celkový počet chromosomů + "," + gonosomový komplex (tj kombinace přítomných gonosomů)

V praxi tedy:

46,XY (Muž)

46,XX (Žena)

V tomto zápise je samozřejmě možné znázornit veškeré možné chromosomální mutace v konkrétním karyotypu. Pro bližší přehled doporučuji tento řešený příklad či přímo příslušnou normu (ISCN 2009).

Pro vyšetření karyotypu je nutné zachytit buňky (při vyšetření karyotypu člověka se používají kultivované, dělící se leukocyty, odebrané z periferní krve) při mitóze (nejlépe v metafázi), k čemuž se dodnes používá vřeténkový jed - kolchicin. Dále se chromosomy znázorní třeba některou z pruhovacích technik, jako je Q pruhování nebo G pruhování (Ale dnes se již běžně používá řada modernějších metod pro zkoumání karyotypu - např. FISH = Fluorescent In Situ Hybridization).