吉姆薩顯帶(吉姆薩帶)是一種用于細胞遺傳學研究的技術(shù),它通過針對緊密聚集的染色體染色后。顯現(xiàn)出染色體組型。這種技術(shù)對于鑒定染色體疾病很有幫助,是一種通過圖像化的手段觀察染色體組成的手段。

染色體分帶

染色帶的數(shù)目、部位、寬窄和著色深淺均具有相對穩(wěn)定性,所以每一條染色體都有固定的分帶模式,即稱帶型。染色體帶型是鑒別染色體的重要依據(jù)。通過分帶機理的研究,可獲得染色體在成分、結(jié)構(gòu)、行為和功能等方面的許多信息。

染色體分帶的研究工作始于60年代末。染色體分帶技術(shù)就是經(jīng)理化因素處理后,用染色法使染色體呈現(xiàn)特定的深淺不同的帶紋的方法,又稱顯帶技術(shù)。而用一般細胞學染色法,染色體的著色是均勻的。經(jīng)分帶技術(shù)處理后,在染色體上所呈現(xiàn)的帶紋反映了染色體的固有結(jié)構(gòu),可顯示不同物種染色體的差異或同一物種不同染色體的差異。

由于每一條染色體都有其獨特的深淺條帶排布,依據(jù)標準的染色體條帶圖像就可以判斷對象是否發(fā)生染色體變異。

吉姆薩顯帶(G-Banding)

操作過程為,首先使用胰蛋白酶處理處于細胞分裂中期的染色體,以降解一部分染色體,然后再使用吉姆薩染料進行染色。

對于染色體上的異染色質(zhì)區(qū)域,通常具有較高比例的腺嘌呤-胸腺嘧啶(A-T堿基對)并且處于相對的弱表達狀態(tài),會被吉姆薩染料染色為深色條帶。相比之下,染色體上的常染色質(zhì)區(qū)域,通常具有較高比例的鳥嘌呤和胞嘧啶(G-C堿基對)并且處于高轉(zhuǎn)錄活性,與吉姆薩染料的結(jié)合相對弱,在吉姆薩顯帶中形成淺色條帶。

在每個染色體臂上,顯帶的深淺排列從著絲粒開始計數(shù),一直數(shù)到端粒的位置作為結(jié)束。這種計數(shù)方式可以讓每個染色體上的每個條帶都可以被準確定位和描述。

這些條帶的排布在同源染色體上是一致的,進而可以更簡便而準確的鑒別染色體。在染色體上,緊密聚集的區(qū)域越少,吉姆薩顯帶的結(jié)果上條帶(淺色)的數(shù)目往往會更多。這表明不同的染色體在有絲分裂前期比中期更容易分辨(前期染色體更為松散)。

吉姆薩染料

吉姆薩染料是甲基藍、伊紅、和天青B三種染料的混合。除了用于染色體組型的鑒定外,吉姆薩染料還被用于瘧疾的診斷、血液細胞的分析等領(lǐng)域。

吉姆薩染料與懷特染料搭配,用于瘧疾等血液感染疾病的診斷。懷特-吉姆薩染料將人體細胞和細菌細胞分別染色為紫色和粉色,表征是否被感染。

在血細胞檢測中,吉姆薩染料可將不同細胞區(qū)別染色:紅細胞被染為粉色,血小板被染為淺粉色,淋巴細胞的細胞質(zhì)被染為天藍色,單核白血球的細胞質(zhì)被染為淺藍色,白血球的細胞核染色質(zhì)被染為洋紅色。

其他顯帶技術(shù)

常用的顯帶技術(shù)所顯示的帶有Q帶、C帶、R帶、T帶等。

就每一種分帶技術(shù)而言,每一染色體的帶型是高度專一和恒定的。

Q帶技術(shù)是1968年瑞典細胞化學家卡斯珀松(T.Caspersson)建立的,所顯示的是中期染色體經(jīng)芥子喹吖因染色后在紫外線照射下所呈現(xiàn)的熒光帶,這些區(qū)帶相當于DNA分子中AT堿基對成分豐富的部分。

C帶又稱著絲粒異染色質(zhì)帶,由(M.L.Pardue)在1970年建立,是將中期染色體先經(jīng)鹽酸,后經(jīng)堿(如氫氧化鋇)處理,再用吉姆薩染色,顯示的是緊鄰著絲粒的異染色質(zhì)區(qū)。

R帶是中期染色體不經(jīng)鹽酸水解或不經(jīng)胰酶處理的情況下,經(jīng)吉姆薩染色后所呈現(xiàn)的區(qū)帶,所呈現(xiàn)的是G帶染色后的帶間不著色區(qū),故又稱反帶。

T帶又稱端粒帶,是染色體的端粒部位經(jīng)吉姆薩和吖啶橙染色后所呈現(xiàn)的區(qū)帶,典型的T帶呈綠色。

70年代后期,由于細胞同步化方法的應(yīng)用和顯帶技術(shù)的改進,因而可獲得更長而帶紋更為豐富的染色體,這種染色體即稱為高分辨染色體。例如1975年以后,美國細胞遺傳學家龍尼斯(J.J.Ron-neys)等建立了高分辨顯帶法,先用氨甲喋呤使細胞分裂同步化,然后用秋水酰胺進行短時間處理,使之出現(xiàn)大量的晚前期和早中期的分裂相。早期染色體比正中期染色體長,顯帶后可制出分帶細、帶紋更多的染色體。

例如在前中期分裂相可顯示555~842條帶,晚前期可顯示843~1256條帶,而從早前期獲得的更長的染色體上可顯示出3000~10000條具有分辨程度更高的帶型。

高分辨技術(shù)能為染色體及其畸變提供更多的細節(jié),有助于發(fā)現(xiàn)更多細微的染色體異常,可對染色體的斷裂點作更為精確的定位,這些對基因圖的詳細繪制有重要價值。

總之,無論在細胞遺傳學和遺傳學理論研究中,還是在醫(yī)療診斷、動植物育種等方面,分帶技術(shù)都是一種用途廣泛的重要技術(shù)。