2) метафаза (+)
3) интерфаза
4) анафаза
Метафаза наиболее удобна для цитогенетического исследования, поскольку в этот период хромосомы достигают максимальной степени спирализации и компактности. Они представлены хорошо различимыми двухроматидными структурами, соединёнными в области центромеры, и располагаются в экваториальной плоскости клетки. Благодаря этому можно оценить число хромосом, их размеры, форму, положение центромеры и характер окраски отдельных участков.
Для получения метафазных пластинок культуру клеток обычно обрабатывают колхицином или колцемидом, которые нарушают функцию веретена деления и блокируют клетки на стадии метафазы. После гипотонической обработки и фиксации хромосомы распределяются на предметном стекле; выполняют стандартное окрашивание или дифференциальное бэндинг-окрашивание, например G-бэндинг. Такой препарат используют для составления кариотипа и выявления анеуплоидий, полиплоидий, транслокаций, делеций, дупликаций и других видимых структурных перестроек.
В интерфазе хроматин деконденсирован и отдельные хромосомы обычно неразличимы, а в профазе их спирализация ещё не завершена. В анафазе сестринские хроматиды уже расходятся к противоположным полюсам, поэтому оценка их взаимного расположения и сопоставление гомологичных хромосом затруднены. Именно сочетание максимальной конденсации и упорядоченного расположения хромосом делает метафазу оптимальной для морфологического анализа.
| Фаза клеточного цикла | Состояние генетического материала | Возможности морфологической оценки | Диагностическое значение |
|---|---|---|---|
| Интерфаза | Хроматин деконденсирован, отдельные хромосомы не оформлены в самостоятельные видимые структуры. | Оценка размеров и формы хромосом практически невозможна; можно исследовать отдельные ядерные сигналы методом FISH. | Применяется для быстрой диагностики отдельных локусов и числовых нарушений без получения метафазных клеток. |
| Профаза | Начинается конденсация хроматина, формируются видимые двухроматидные хромосомы; ядерная оболочка постепенно разрушается. | Хромосомы ещё недостаточно компактны и могут быть длинными, перекрывающимися и неравномерно распределёнными. | Подходит для наблюдения ранней конденсации, но уступает метафазе для стандартного кариотипирования. |
| Прометафаза | Ядерная оболочка разрушена, веретено деления прикрепляется к кинетохорам. | Хромосомы подвижны, часто имеют вытянутую форму и могут давать более высокое разрешение полос при специальных методиках. | Используется в отдельных протоколах высокоразрешающего кариотипирования. |
| Метафаза | Хромосомы максимально конденсированы и выстроены в экваториальной плоскости; каждая состоит из двух сестринских хроматид. | Оптимально определяются число, длина, форма, центромерный индекс и рисунок дифференциального окрашивания. | Основная стадия для кариотипирования и выявления крупных числовых и структурных хромосомных аномалий. |
| Анафаза | Центромеры разделяются, сестринские хроматиды расходятся к противоположным полюсам клетки. | Хромосомы находятся в движении и уже разделены на дочерние наборы, что затрудняет их сопоставление. | Позволяет изучать нарушения расхождения хромосом, например анафазное отставание или нерасхождение. |
| Телофаза | Хромосомы достигают полюсов и деконденсируются, формируются дочерние ядерные оболочки. | Индивидуальные хромосомы быстро теряют чёткие морфологические признаки. | Для стандартной оценки кариотипа практически не используется. |
Метафазный кариотип позволяет выявлять изменения, превышающие разрешающую способность световой микроскопии, тогда как микроделеции и микродупликации могут потребовать FISH, хромосомного микроматричного анализа или секвенирования. При интерпретации препарата учитывают качество метафаз, уровень разрешения и число проанализированных клеток. Обнаруженное изменение должно быть сопоставлено с клиническими данными и, при необходимости, подтверждено дополнительным методом.