Zu allererst muss eine genügend grosse Zahl sich teilende Zellen gewonnen werden. Zellen können nötigenfalls mit mitogenen Stoffen (meist Lectine) zur Teilung angeregt werden. Da ein Karyogramm aus Chromosomen im Metaphasenstadium besteht, müssen noch Metaphasenblocker zugegeben werden. Das Alkaloid Colchicin eignet sich dafür ausgezeichnet: es depolymerisiert die Mikrotubuli und bewirkt so eine Ansammlung von mitotischen Metaphasestadien in der Zellkultur. Die Zellen werden daraufhin durch hypotonen Schock aufgeschlossen und die Chromosomen auf einem Objektträger fixiert. Standardfärbungen (Orcein, Feulgen oder Giemsa), wie sie früher verwendet wurden, geben nur Auskunft über Genommutationen (Polyploidien, Aneuploidien, siehe Posten "Mutation, Mutagenese und Reparaturmechanismen"). Will man auch bestimmte Strukturaberrationen von Chromosomen diagnostizieren, müssen moderne Bandfärbungstechniken angewendet werden, mit welchen auch die Zuordnung der Chromosomen zu einzelnen Gruppen eindeutig gelingt. Im mikroskopischen Bild liegen die Chromosomen in ungeordneten Gruppierungen. Zur Kartierung in einem Karyogramm stellt man Fotographien der Chromosomengruppen her, schneidet die Bilder der Chromosomen aus und ordnet sie in Reihen an.
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