DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0967 Název projektu Zlepšení podmínek pro vzdělávání na MGO Název školy Matiční gymnázium Ostrava,Dr. Šmerala 25/2565, 728 04, Ostrava Název materiálu Metafazické chromozomy Autor RNDr. Tomáš Adamus, Ph.D. Tematický okruh Člověk a genetika Ročník 4. ročník vyššího gymnázia (případně i 6.,7.) Vytvořeno 23. 7. 20138 Anotace Cílem je názorně lidské metafazické chromozomy, což má zatraktivnit výuku základů molekulární biologie a genetiky na gymnáziu. Jedná se lidské metafazické chromozomy získané separací z lidských periferních lymfocytů dle standardní metodiky cytogenetické analýzy lidských periferních lymfocytů. V závěru opory je uveden postup při mikroskopování metafází. Metodický pokyn Předložený materiál Lze úspěšně využít jednak v hodinách určených genetice a molekulární biologii včetně aplikace v biologických cvičeních. Obsahuje obrázky metafází získaných díky obrazové analýze. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora.

Metafazické chromozomy

Proč pracujeme právě s metafazickými chromozomy, když chceme pozorovat chromozomy? Metafazické chromozomy představují vrchol kondenzace a spiralizace chromozomů. Ty jsou právě v metafázi nejvíce kondenzovány, a proto jsou nejlépe pozorovatelné optickým mikroskopem.

V této souvislosti si zmíníme zajímavou zkratku CAPL V této souvislosti si zmíníme zajímavou zkratku CAPL. Napadá někoho, co zkratka znamená? Cytogenetická metoda, která se zabývá lidskými metafazickými chromozomy se nazývá CAPL (či CALPL), což znamená Cytogenetickou analýzu lidských periferních lymfocytů. Metoda se aplikuje v genetické toxikologii (při sledování působení mutagenů) či lékařské genetice (při sestavování karyotypu).

Kdo vysvětlí pojem mutagen? Mutagen je látka, která způsobuje mutaci, tedy nějakým způsobem modifikuje DNA. Jaké písmeno připomíná metafazický chromozom? Je to písmeno X. Z jakých základních částí se chromozom v metafázi skládá? ze dvou chromatid (každá má dlouhé raménko q a krátké raménko p) jež jsou spojeny centromerou

Obr. Metafázický chromozom – základní stavba

Jak vypadá metafáze v optickém mikroskopu? metafáze (zvětšeno 100x, foto autor)

Jak správně tušíte, pro vyšetřování (tedy i pozorování) chromozómů potřebujeme, abychom měli metafáze větší. Jak toho docílíme, co k tomu potřebujeme? Mikroskop mající imerzní objektiv (ten zvětšuje 100x) a imerzní olej. Po ukončení mikroskopování je potřeba mikroskop řádně očistit, aby nedošlo k zaschnutí oleje. Pozor, olej z preparátů nikdy neutíráme!!!! Poškodili bychom je!

Nestačilo by využít objektivu zvětšujícího 40x? Pro podrobné pozorování chromozomů bohužel ne, jak dokládá velikost chromozomů na následujícím obrázku. Metafáze při zvětšení 400x (foto autor)

Jak tedy vypadají chromozomy zvětšené 1000x?

Jednou ze základních věcí, kterou dělá cytogenetik při vyšetřování preparátů je, že počítá chromozomy v metafázi. Víte, kolik by jich měl v metafázi obsahující chromozomy lidských lymfocytů najít? 46 chromozomů Kolik vidíte chromozomů na následujícím obrázku? 12 chromozomů

Kolik vidíte chromozomů na tomto obrázku?

Najít metafázi může být pro začátečníka v mikroskopování poněkud obtížnější. Jak tedy správně postupovat při mikroskopování? Proveďte vizuální kontrolu mikroskopu a zapněte jej. Nastavte pomocí revolverové hlavice objektiv zvětšující 40x do pracovní polohy, vložte preparát na stolek a upravte intenzitu osvětlení. Vždy pamatujte na zrakovou pohodu spojenou s rozumnou intenzitou osvětlení. Nadměrné osvětlení při mikroskopování škodí vašemu zraku.

Otáčením makrošroubu zvedejte stolek s preparátem, přičemž sledujte v okuláru, kdy uvidíte obraz. Jakmile se tak stane, doostřete obraz mikrošroubem a pozorujte. Pamatujte, že především při otáčení makrošroubem používáme obou rukou. Na starých mikroskopech, případně jednoduchých mikroskopech, je potřeba sledovat pohyb stolku, který se při otáčení makrošroubem přibližuje k objektivu, aby nedošlo ke kontaktu preparátu s objektivem. Hrozí totiž proražení preparátu a jeho vážné poškození.

Pokuste se nyní procházet preparát (pomocí koleček pro posun preparátu po stolku mikroskopu) a najít další 4 metafáze. Nalezenou metafázi doostříme opět mikrošroubem. Pokud máme k dispozici imerzní objektiv, pak na preparát na místo s poslední prohlíženou metafází při menším zvětšení kápneme kapičku imerzního oleje, přetočíme imerzní objektiv a doostříme mikrošroubem. Můžeme pak pozorovat chromozomy při zvětšení 1000x

Zdroje: Jelínek, J., Zicháček, V.: Biologie pro gymnázia. Nakladatelství Olomouc, 2005 AHEM 3/2003 Klen, R., Srb, V.: Atlas chromozómových aberací. Academia, Praha, 1982 Zdroj fotografií: autor