Кариотип

КАРИОТИП (от греческого ϰάρυον - орех, ядро ореха и τύπος - образец, форма, тип), хромосомный набор ядра любой клетки тела организма со всеми его особенностями - числом и размерами хромосом, их формой, деталями микроскопического строения; одна из важнейших генетических характеристик биологического вида, на которой основана кариосистематика, изучающая структуру клеточного ядра у разных групп организмов. Понятие «кариотип» введено российским генетиком Г. А. Левитским (1924). Постоянство кариотипов в клетках одного организма обеспечивается митозом, а в пределах вида - мейозом. Редкие изменения кариотипов в отдельных клетках могут происходить в результате так называемых соматических мутаций (хромосомных, геномных) или полиплоидизации некоторых тканей организма. Мутация в кариотипах наследуется, если она произошла в половых клетках до оплодотворения и появления зародыша (зиготы). Кариотип  диплоидных клеток состоит из 2 гаплоидных наборов хромосом, полученных от матери и отца; каждая хромосома такого набора имеет гомологичную хромосому из другого набора. Пары гомологов индивидуальны по содержанию в них генетических элементов и генов, размеру, положению центромер (первичных перетяжек) и рисунку хрономер; отличаются по этим особенностям от хромосом любой другой пары. Кариотипы  самцов и самок могут различаться по форме (иногда и числу) половых хромосом, в таком случае их описывают порознь.

Хромосомы в кариотипах исследуют на стадии метафазы митоза. Описание кариотипа обязательно сопровождается микрофотографией или зарисовкой. Для систематизации кариотипов пары гомологичных хромосом выстраивают в порядке уменьшения длины; половые хромосомы располагают в конце ряда; схематическая зарисовка таких хромосом называется идиограммой, реже - кариограммой. Пары хромосом, не различающихся по длине, идентифицируют по положению центромеры, ядрышкового организатора (вторичной перетяжки), по форме сопутствующих элементов (спутников) и по так называемой дифференциальной исчерченности, которую получают с помощью различных методов обработки и окраски препаратов хромосом, позволяющих выявлять присутствие гетерохроматина, локальные различия в плотности хроматина и обогащение участков хромосомной ДНК определёнными парами нуклеотидов. Для идентификации отдельных хромосом используют гибридизацию нуклеиновых кислот.

Изучены кариотипы нескольких тысяч видов растений, грибов, животных, а также человека. Для растений, например, характерен диплоидный кариотип. У эволюционно более ранних видов и родов животных кариотипы характеризуются большим числом хромосом (с преобладанием одноплечих), у эволюционно более поздних - число хромосом меньше (преобладают двуплечие). Исследование кариотипа человека используется для выявления наследственных болезней. Знание закономерностей эволюции кариотипа позволяет оценивать вероятность его преобразования в том или ином направлении, устанавливать пути расселения видов, обнаруживать виды-двойники. Исследование кариотипов показало, что все породы домашних овец происходят от муфлонов, а домашних лошадей - от тарпанов, но не от лошади Пржевальского, как считали ранее. Используя транслокации хромосом и скрещивание растений, Е. Н. Герасимова-Навашина искусственно создала (1939) новый вид растений Crepis nova, у которого кариотип отличается от кариотипа всех других видов рода скерда (Crepis) семейства сложноцветных. В селекции изучение кариотипов предшествует опытам по отдалённой гибридизации. Учение о кариотипах называется кариологией. С 1948 Флорентийским университетом (Италия) издаётся международный журнал «Саryologia».

Лит.: Хромосомы человека. Атлас. М., 1982; Навашин М. С. Проблемы кариологии и цитогенетики в исследованиях на видах рода Crepis. М., 1985; Воронцов Н. Н. Эволюция. Видообразование. Система органического мира. М., 2005.