Materjal

    In vivo mittejagunevad rakud. Kromosoome saab uurida ka interfaasi tuumades. Klassikaline materjal selleks on kahetiivaliste vastsete süljenäärmete polüteensed kromosoomid, mis on enamikust mitootilistest või meiootilistest kromosoomidest palju suuremad. Nii näiteks on Drosophila polüteensed kromosoomid ligi 200 korda suuremad kui mitoosi metafaasi kromosoomid. Interfaasi kromosoomid on reeglina aga dekondenseerunud, palju pikemad kui metafaasi kromosoomid ja “sassis”, mistõttu neid siiski tavaliste meetoditega uurida ei saa. Kromatiinipreparaadi saamiseks on viimastel aastatel välja töötatud mitmeid meetodeid (tuuma ekstraktsiooni meetod e. DNA halo-meetod, fiiber-FISH jt.). Nende meetodite kombineerimine FISH-tehnoloogiaga annabki võimaluse viia kromosoomiuuringuid läbi ka mittejagunevate rakkude tuumades.
    In vivo jagunevad rakud. Tavaliselt analüüsitakse kromosoome mitoosi metafaasi staadiumis. Mitoosi kromosoome saab analüüsida nendes somaatilistes kudedes, kus on jagunevaid rakke, meioosi (ka mitoosi) kromosoome aga generatiivses koes. Selleks peab uuritav kude sisaldama neid ka piisaval hulgal. Taimedel sobivad kromosoomianalüüsiks näiteks juuretipu rakud või tolmuterad. Inimese kromosoome saab ilma rakke eelnevalt kultiveerimata uurida luuüdi rakkudest (kasutatakse leukeemiate puhul), koorioni hatulisest trofoblastist (sünnieelses diagnostikas), kasvajakoest ning testikulaarset või ovariaalsest koest. Need koed sisaldavad palju jagunevaid rakke, mida on võimalik biopsiana kätte saada. Loomadel analüüsitakse kromosoome samuti luuüdi rakkudes, embrüonaalsetes või generatiivsetes kudedes. Kromosoome saab uurida ka post mortem. Surmajärgseks kromosoomianalüüsiks sobivad luuüdi rakud veel 1-3 päeva jooksul pärast surma. Taolisi uuringuid viiakse läbi imetajatel (näiteks püünisesse sattunud pisiimetajatel), lindudel, reptiilidel ja amfiibidel.
    In vitro jagunevad rakud. Paljude kromosoomianalüüsiks sobivate kudede rakud on aga lõpuni diferentseerunud ja jagunemise lõpetanud (näiteks vere rakud). Sellisel juhul viiakse kromosoomianalüüs läbi in vitro kultiveeritud ja jagunema stimuleeritud rakkudes. Imetajatel uuritakse kromosoome põhiliselt perifeerse vere lümfotsüütides. Veri võetakse veenist, sõrmeotsast, sabast jne. Kasutatakse kas täisverd (mikrokultuur) või isoleeritud lümfotsüüte (makrokultuur). Rakke stimuleeritakse jagunema taimsete lektiinidega. Enamkasutatavamaks T-rakkude spetsiifiliseks lektiiniks on türgi- e. aedoa (Phaseolus vulgaris) seemnetest eraldatud fütohemaglutiniin (PHA). Mitogeenina kasutatakse ka subtroopilise taime kermeslille (Phytolacca americana) marjadest saadavat lektiini või concanavaliini A. Esimesed mitoosid ilmuvad kultuuris 38-40 tundi peale stimuleerimist; maksimaalset proliferatsiooni täheldatakse 72-96 tunnil. Tavaliselt kasutatakse 68-72 tunni kultuuri ja analüüsitakse teist või kolmandat mitoosi. Kuigi luuüdi sisaldab jagunevaid blastrakke, saadakse rohkem mitoose ja parema kvaliteediga kromosoomipreparaat, kui ka luuüdi rakke paar päeva kultiveerida. Kromosoome on võimalik uurida ka näiteks naha fibroblastide kultuuris. Inimesel kasutatakse seda võimalust harva (näiteks täiendavaks kromosoomiuuringuks mosaiiksuse puhul), loomadel aga sageli. Sünnieelses diagnostikas kasutatakse kultiveeritud amnioni- ja koorionirakke. Nii täiskasvanu kui ka embrüo rakud kasvavad aga kultuuris vaid piiratud aja. Fibroblastid teevad näiteks in vitro läbi umbes 50 jagunemist ning siis surevad. Seega on ühest primaarkultuurist saadud rakke võimalik mõnda aega elus hoida. Jagunevates rakkudes on võimalik ka kromosoome uurida. Sageli on vaja aga rakke hoida kutuuris kauem, mis eeldab, et rakud peavad “surematuks” muutuma. Immortaliseerunud rakuliini nimetatakse püsirakuliiniks e. püsiliiniks (cell line). Püsirakuliine saadakse kas spontaanselt immortaliseerunud kasvajarakkudest või keemiliste ainete, kiirguse, või ka viirustega (näiteks EBV, SV40, Ad5 jt.) transformeeritud normaalsetest rakkudest. Rakuliine kasutatakse laialdaselt rakkude diferentseerumise ja proliferatsiooni ning vähi uurimisel. Rakuliinidest on lihtne head kromosoomipreparaati saada, kuid analüüs on keeruline. Kromosoomiarv erineb tavaliselt normaalsest liigiomasest (aneuploidsus), kusjuures kromosoomiarv varieerub ka rakust rakku. Pideval kultiveerimisel muutub rakupopulatsioon üha heterogeensemaks ning rakud polüploidiseeruvad. 

Kromosoomipreparaadi saamine

    Kromosoomipreparaadi saamiseks tuleb rakke töödelda järgmiselt: 
1) inhibeerida mitoosi kääv; 
2) töödelda hüpotoonilise lahusega; 
3) fikseerida; 
4) teha kromosoomipreparaat ja 
5) värvida.
    Käävi inhibeerimine. Rakkude jagunemise peatamiseks metafaasis kasutatakse kõige enam sügislillest (Colchicum autumnale) saadud alkaloidi kolhitsiini ja tema sünteetilist derivaati koltsemiidi. Ka koerakooluliste (Apocynaceae) sugukonda kuuluvast taimest Vinca saadud ravimid vinblastiin ja vinkristiin inhibeerivad mitoosi käävi, mistõttu neid kasutatakse veel ka näiteks vähi ravis. Kolhitsiin ja koltsemiid peatavad küll mitoosi, kuid ei mõjuta kromosoomide kondenseerumist. Sellest tulenevalt on väga oluline kolhitsiiniga mõjutamise aeg. Optimaalne aeg (0.5-3 tundi) võimaldab saada piisaval hulgal mitoose, kus kromosoomid ei oleks liiga kondenseerunud. Kolhitsiini toime aluseks on tema võime seostuda tubuliiniga, mille ab dimeerides on üks suure afiinsusega kolhitsiiniga seostumise sait. Juba vähesed kolhitsiini kandvad dimeerid hoiavad ära edasise tubuliini liitumise ja peatavad mikrotuubulite moodustumise. Nii inhibeeritakse mitoosi kääv ja hoitakse ära kromosoomide liikumine poolustele. Kui kolhitsiin keskkonnast eemaldada, siis taastub mikrotuubulite polümeriseerumise-depolümeriseerumise protsess.
    Hüpotooniline töötlemine. Enne fikseerimist töödeldakse rakke hüpotoonilise lahusega. Kui rakud viia hüpotoonilisse lahusesse, siis võtavad nad soolade kontsentratsiooni ühtlustamiseks väliskeskkonnast vett ja paisuvad. Et profaasis on tuumamembraan lagunenud ja mitoosi kääv tänu kolhitsiinile depolümeriseerunud, saavad kromosoomid paisuvas rakus vabalt liikuda ja üksteisest eemale nihkuda. Hüpotoonilise lahusena kasutatakse 0.56% kaaliumkloriidi või 0.8% naatriumtsitraadi lahust.
    Fikseerimine. Rakke fikseeritakse metanooli ja jää-äädikhappe segus vahekorras 3:1. Metanool denatureerib ja sadestab valgu, äädikhape aga koaguleerib nukleoproteiini. Fiksaator läheb kiiresti rakku, mistõttu kromosoomide struktuur säilib. Fikseerimisel eemaldatakse suur osa tsütoplasma valkudest. Kromosoomivalgud, sh. histoonid ning ka H1 histoon, mis asub nukleosoomidest väljas, jäävad alles. Kirjeldatakse vaid H1 histooni konformatsioonilisi muutusi. 
   Kromosoomipreparaadi tegemine. Kromosoomipreparaadi valmistamisel tilgutatakse fikseeritud rakususpensioon hästi puhastatud märjale alusklaasile ning kuivatatakse kas õhus või leegil. Sellise menetluse tulemusena kuivavad tsütoplasmast vabastatud rakutuumad ja mitoosi metafaasi kromosoomid kõvasti klaasi külge. Niisketes keskkonnas on kromosoomid pehmed, kuid muutuvad kohe pärast kuivamist kõvaks. Pehmed kromosoomid on väga elastsed, eriti juhul, kui neid eelnevalt on väga lühikest aega fikseeritud. Elastseid kromosoome on võimalik spetsiaalsete vahendite abil faaskontrastmikroskoobi all mitu korda pikemaks venitada nagu kummipaela. Niiskes keskkonnas (valmis preparaadile lisatakse täiendavalt kas soolalahust või lahjendatud etanooli) läbi viidud kromosoomide pikendamist nimetatakse kromosoomide venitamiseks e. sirutamiseks (chromosome stretching). 
    Kromosoomide värvimiseks on väga palju erinevaid võimalusi. Lähemalt sellest järgmises lõigus ning teistes osades (vt. tabelis 12 viide vastavatele teemadele).

Kromosoomide diferentsiaalvärvimine

Viimase kolme aastakümne jooksul on välja töötatud ja kasutusele võetud väga palju erinevaid kromosoomide värvimise meetodeid. Osa neist toob esile vöödistuse mustri piki kromosoome ja võimaldab neid identifitseerida. Teised värvivad vaid teatud kromosoomipiirkondi, näiteks heterokromatiini või tuumakese organisaatori alasid ning annavad infot vastavalt kromosoomide polümorfismi või ribosomaalsete geenide aktiivsuse kohta. Enamkasutatavamad kromosoomide uurimise meetodid on ära toodud tabelis 12 ja kõigist neist on vastavate teemade juures ka põhjalikumalt juttu.

Tabel 12. Kromosoomide värvimise meetodid ja käsitlemise kontekst
 

Meetod	Teema	Peatükk
I. KROMOSOOMIDE TAVAVÄRVIMINE	kromosoomide värvimine	14
II. KROMOSOOMIVÖÖDISTUSED
1. Diferentsiaalvärvimise meetodid
Q-vöödistus	eukromatiin	8
G-vöödistus	eukromatiin	8
R-vöödistus	eukromatiin	8
2. Selektiivse värvimise meetodid
C-vöödistus	heterokromatiin	3, 9
NOR-vöödistus	tuumakese organisaatori piirkond	5
3. Fluorokroomidega värvimine	heterokromatiin	9
4. Antikehade kasutamine kromosoomide värvimisel	heterokromatiin	3, 4, 9
5. Restriktsiooni endonukleaas/Giemsa vöödistused	heterokromatiin	9
III. VÄRVIMISE ERIMEETODID
1. Kõrglahutusvöödistus	prometafaasi kromosoomide	14
2. Fragiilsaitide esiletoomine	fragiilsaidid	22
3. Õdekromatiidide eristamine	kromosoomide reproduktsioon	11
4. Replikatsioonivöödistused	kromosoomide reproduktsioon	11
IV. In situ HÜBRIDISEERIMISE MEETODID	in situ hübridiseerimine	18, 19

   Kromosoomide värvimine Giemsa värviga. Kõige lihtsam on kromosoome värvida tavavärvimise meetodil (conventional or routine staining), misläbi kromosoomid ei vöödistu, vaid värvuvad ühtlaselt. Kõige rohkem kasutatakse Giemsa värvi, mille koostisse kuuluvad happeline eosiin Y ning aluselised metüleensinine ja thiaziinvärv azuur B. Pideva värvi komponentide oksüdeerumise tõttu pole Giemsa värvi täpne koostis teada. Kuid kromatiini värvumisel purpurseks e. lillakaspunaseks on olulised vaid kaks värvi komponenti - azuur B ja eosiin Y. Giemsa värv sadeneb DNA molekuli keerdude vahele neis kohtades, kus keerdudevaheline distants võimaldab värvi kompleksil seonduda. Giemsa-kompleksil on üks negatiivne ja kaks positiivset laengut. Positiivselt laetud molekuli osa interakteerub negatiivselt laetud DNA-ga, samal ajal kui negatiivselt laetud osa võib seostuda positiivselt laetud histoonidega. Kuna Giemsa värvil pole spetsiifikat ühegi DNA aluse suhtes, värvuvad kromosoomid, juhul kui vöödistuse meetodeid ei kasutata, ühtlaselt.

Profaasi kromosoomide analüüs

    Kõrglahutusvöödistuse e. HRB (High Resolution Banding, HRB) saamiseks peavad kromosoomid olema suhteliselt pikad, st. vähe mitootiliselt kondenseerunud. Üheks pikkade kromosoomide saamise võimaluseks on lühiajaline kultuuri kolhitsiiniga mõjutamine, kuid siis jääb mitoosis olevate rakkude sutharv e mitoosi indeks (mitotic index) väga väikeseks ning ka kromosoomide laialiminek on raskendatud. Suure hulga vähekondenseerunud kromosoomide saamiseks pakubki alternatiivse võimaluse HRB-meetod.  Selleks sünkroniseeritakse kultuuris kasvavaid rakke, et nad ühekorraga mitoosi läheksid ja mõjutatakse neid lühiajaliselt kolhitsiiniga, et saada võimalikult pikki kromosoome. Rakkude sünkroniseerimisel on olulised järgmised etapid: jagunevate rakkude blokeerimine S-faasis, bloki vabastamine ja käävi inhibeerimine.
   Rakkude blokeerimine. Rakkude blokeerimiseks kasutatakse methotreksaati (MTX), tümidiini (Td) või 5-broom-2’-desoksüuridiini (BrdU). Kõige paremaid tulemusi on andnud methotreksaadi kasutamine. Methotreksaat e. aminopteriin on tugev dihüdrofolaadi reduktaasi (DHFR) inhibiitor. Selle lisamisel rakukultuuri ammenduvad rakusisesed redutseeritud folaadi varud kiiresti ja blokeerub tümidülaadi süntetaasi kofaktori N5,N10-metüleentetrahüdrofolaadi süntees. MTX inhibeerib DNA sünteesi kaudselt tänu MTX-DHFR inaktiivse kompleksi moodustumisele, BrdU ja Td inhibeerivad desoksütsütidiini sünteesi ja seega ka DNA sünteesi. PHA-ga stimuleeritud inimese lümfotsüütide kultuuris ilmuvad esimesed mitoosid 38-40 tunni pärast. Sünkroniseerimiseks kasvatatakse rakke in vitro 48 tundi ning siis lisatakse kultuuri 17 tunniks MTX, BrdU või Td. Nii koosneb kultuur 65-ndal tunnil G0 rakkudest ja stimuleeritud rakkudest, mis on jõudnud 1. või 2. rakutsükli G1 või S-faasi. MTX blokeerib enamuse S-faasis olevatest lümfotsüütidest kesk S-faasis - ajal, mil replikatsioonikompleks läheb varastelt replikonidelt üle hilistele.
    Bloki vabastamine. Methotreksaadi blokist vabastamiseks pestakse rakke või lisatakse kultuuri MTX-i antagoniste (leukovoriini (LV) või suurtes doosides Td või BrdU). LV soodustab rakkudes MTX-DHFR kompleksi lagunemist ja vabastab MTX-i poolt inhibeeritud TMP ja puriinide biosünteesi. S-faasi blokki saab ka siis vabastada, kui kasvukeskkonda lisada Td, BrdU või LV või rakke lihtsalt pesta. Seejärel inkubeeritakse rakke söötmes veel 5-6 tundi, et läbida G2 faas mitoosini.
   Käävi inhibeerimine. Pärast blokist vabastamist lähevad rakud niisiis sünkroonselt G2-faasi ja sealt edasi mitoosi. Rakkude jagunemise peatamine peab toimuma täpselt õigel ajal, mil kõik need lümfotsüüdid, mis olid blokeeritud varase ja hilise S-faasi vahel, on jõudnud mitoosi profaasi (prometafaasi). Kolhitsiini või koltsemiidiga mõjustamise aeg on suhteliselt lühike, et saada võimalikult vähekondenseerunud kromosoome.
    Sünkroniseerimise meetodeid võib rakendada igasugustele rakukultuuridele. Lühiajaliste luuüdi kultuuride puhul peab siiski arvestama, et blastrakud on pikema rakutsükliga ja nõuavad seetõttu ka suhteliselt pikemat inkubatsiooniaega (7-11 tundi) pärast blokist vabastamist. Kinnitunud rakukultuure (monolayer cultures) saab sünkroniseerida põhimõtteliselt samal viisil, kui in vitro lümfotsüüte. Kultuuri lisatakse 17 tunniks MTX. Mitootiline blokk vabastatakse kultuuri pesemisel 2-3 korda ja asendamisel söötmega, kuhu on lisatud kas Td või BrdU. Transformeerunud rakud vajavad pikemat kolhitsiini aega, et neist saada kvaliteetset kromosoomipreparaati.
    Prometafaasi kromosoomide analüüsil kasutatakse nii G- kui ka R-vöödistuse meetodeid. Mida pikemad on kromosoomid, seda rohkem on neis vööte, aga seda sagedamini on kromosoomid käändunud ja omavahel ristunud. Võrreldes metafaasi kromosoomidega on pikkades vähemkondenseerunud prometafaasi kromosoomides palju raskem määratleda tsentromeeri asukohta. Igal juhul on prometafaasi kromosoomide analüüs keeruline ja suurt kogemust nõudev. Veel üheks analüüsi raskendavaks asjaoluks on prometafaasi kromosoomide homoloogide diskordantsus (homolog discordance). Selle all mõeldakse erinevusi vöötide arvus ja suuruses homoloogide vahel. Üle 800-vöödi karüotüübi puhul on umbes 10% vöötidest diskordantsed, 1400-vöödi lahutuse korral aga juba 25%. Seetõttu tuleb pikemate kromosoomide ja suurema arvu vöötide puhul autentse tulemuse saamiseks analüüsida rohkem metafaase kui tavaliselt. Sünkroniseerimine ja järgnevad vöödistuse meetodid ei tõsta küll kromosoomiaberratsioonide sagedust, kuid ekspresseeruda võivad BrdU-tundlikud fragiilsaidid.

Kromosoomivöödid

    Termin “kromosoomivööt” võeti kasutusele 30-ndate aastate lõpus tähistamaks lateraalselt reastunud ja liitunud kromomeeride tõttu tekkinud tumedaid triipe kahetiivaliste (Diptera) polüteensetes kromosoomides. Kromosoomivöödid defineeriti kui selgelt piiritletud kindla suurusega alad, mis on naaberaladest eraldatud vahevöötidega (interband). Siinjuures tuleb aga kohe lisada, et vahevöödi mõiste on kasutusel ainult polüteensete kromosoomide puhul. Tumedalt värvunud vöötide külgnemine heledalt värvunud vahevöötidega annabki polüteenses kromosoomis vöödistuse mustri. Vöödistuse muster tekib tänu kromatiinniidi kokkupakkimise erinevustele vöödi ja vahevöödi alas.
    60-ndate aastate lõpus näitasid T. Caspersson jt., et ka taimede ja inimese kromosoome saab vöödistada, kui neid värvida fluorokroomiga. 70-ndate aastate alguses töötati välja ja võeti massiliselt kasutusele palju erinevaid diferentsiaalvärvimise meetodeid, mis kõik annavad võimaluse kromosoome vöödistada. Kromosoomivööt e. bänd (band) on kromosoomiala, mis naaberaladest selgelt eristub, olles neist heledam või tumedam (hele vööt contra tume vööt). Kromosoomivöödi avaldumine sõltub värvimise meetodist; meetod määrab ka selle, kas antud ala värvub tumedalt või heledalt. Nii näiteks värvub G-vöödistuse meetodil tumedalt värvuv ala (G-vööt) nõrgalt, kui kasutada R-vöödistuse meetodit. Kromosoomivöödistuse tegelikud põhjused on määratud nii vastavas piirkonnas paiknevate DNA järjestuste poolt (näiteks C-vöödid on alfa-satelliit DNA alad), kui ka kromatiinniidi kokkupakkimise poolt (näiteks meioosi kromosoomide tumedad vöödid on tugevamini kokkupakitud kromomeerid). Olulised on ka kromosoomi koostisesse kuuluvd histoonid ja mittehistoonsed valgud. Kromosoomivöödistus e. bänding (banding pattern) tekib lineaarselt külgnevate heledate ja tumedate vöötide (alade) vaheldumise tõttu. Kromosoomivöödistuse muster taimedel on vähem ilmekas ja raskemini indutseeritav kui loomadel. Kõige parem kromosoomivöödistus saadakse aga selgroogsetel, eriti imetajatel ja lindudel. Iga liigi iga kromosoomi iseloomustab kindel vöödistuse muster, tänu millele on nad ka identifitseeritavad.
    Lisaks vöötidele eristatakse kromosoomimustris veel rajamärke (landmark), mille all mõeldakse selgelt eristatavaid ja kromosoomi identifitseerimisel olulisi morfoloogilisi piirkondi. Siia kuuluvad telomeerid, tsentromeer ja suured iseloomulikud vöödid. Regiooniks (region) nimetatakse kromosoomipiirkonda kahe rajamärgi vahel.

Vöödistuse tasemed

    Kui rakendada metafaasi kromosoomidel Q-, G- või R-vöödistust, saame inimese kromosoomistikus umbes 300-400 vöödi lahutuse. Selle all mõeldakse 24 kromosoomi (22 autosoomi ning X ja Y) vöötide summat. 1976. aastal töötas J.J.Yunis välja uue põlvkonna kromosoomivöödistusi, mis baseeruvad profaasi kromosoomide analüüsil. Pro- ja prometafaasi kromosoomides diferentsiaal-värvimise vahendusel saadud vöödistusi nimetataksegi kõrglahutusvöödistuseks, HRB e. kõrglahutus-tsütogeneetikaks, HRC (High resolution Banding, HRB or High Resolution Cytogenetics, HRC). HRB võimaldab saada 500-2000 vöödi lahutuse. 2000-vöödi tase on küll vaid episoodiliselt saadud; reaalne maksimaalne lahutus, millega saab arvestada, on 1000-1250 vööti genoomi kohta. ISCN (1995) annab vöödistuse idiogrammid 400-, 550- ja 850-vöödi staadiumis. Pikkades kromosoomides on ka kromosoomivööte rohkem ning neis saab visualiseerida näiteks väikesi deletsioone e. mikrodeletsioone. Tabelis 13 on esitatud kromosoomivöötide arv mitoosi erinevates faasides olevates kromosoomides ja kromosoomide pikkus kõige väiksemast kõige suuremani.

Tabel 13. Pro- ja prometafaasi kromosoomide pikkus ja vöötide arv
 

Mitoosi faas	Kromosoomide absoluutne pikkus	Vöötide arv
Keskmine profaas	10-40 um	1700-2000
Hiline profaas	-	1000-1300
Prometafaas	-	700-850
Varane metafaas	-	550
Keskmine metafaas	2-10 um	300-400

    Üleminekul varasest profaasist metafaasi kondenseeruvad mitootilised kromosoomid veel umbes 6 korda. Kui profaasi kromosoomide alavöödid kondenseeruvad, siis nad n.ö. sulavad kokku ja moodustavad metafaasi vööte. R- ja G-vöödi alad kondenseeruvad erinevalt. Nimelt on R-vöödid palju enamate profaasi alavöötide fusiooni tulemus kui G-vöödid. Kuidas täpselt alavöödid kaovad, pole aga päris selge. Profaasi kromosoomide alavöödid ja metafaasi kromosoomide vöödid kujutavad endast erinevaid kromosoomi struktuurse organisatsiooni astmeid, kus metafaasi vööt on "sarnaste" profaasi alavöötide klaster.    Inimese genoomis on 50-100 000 geeni, seega reaalse maksimaalse lahutuse, umbes 1000 vöödi korral, tuleb ühe vöödi kohta keskmiselt 50-100 geeni. Vööt sisaldab umbes 2-5 Mb DNA-d.

Karüotüüp, karüogramm ja idiogramm

    Karüotüüp (karyotype) on rakule, isendile või liigile omane kromosoomide kogum e. kromosoomistik, mida iseloomustab kindel kromosoomide suurus, kuju, arv ja vöödistuse muster. Karüotüüp saadakse tavaliselt somaatilise raku mitoosi metafaasi kromosoomide süstematiseeritud järjestusena, fotograafia või arvuti vahendusel. Kromosoomid järjestatakse suurimast alates kahanevas reas, kõige väiksem lõpus. Ühe raku selliselt süstematiseeritud kromosoomistikku võib nimetada ka karüogrammiks (karyogram). Rahvusvaheline tsütogeneetika nomenklatuur (ISCN, 1995) soovitab aga kasutada terminit karüotüüp nii ühe raku kromosoomide süstematiseeritud järjestuse kohta kui ka laiemas tähenduses, sest ühe raku kromosoomid võivad esindada indiviidi ja isegi liigi kromosoome. 
    Erinevate liikide karüotüübid erinevad kromosoomide arvu, kuju, pikkuse, sekundaarsooniste arvu ja suuruse, eu- ja heterokromatiini paiknemise ning kromosoomivöötide mustri poolest. Tänu heterokromatiini alade polümorfismile ja lisakromosoomide e. B-kromosoomide esinemisele võivad ka ühe liigi isendite karüotüübid teatud määral erineda. Väga paljude liikide isas- ja emasindiviidide karüotüübid on sugukromosoomide osas heteromorfsed, st. erinevad kas sugukromosoomide morfoloogia poolest (näiteks inimesel) või nii morfoloogia kui ka arvu poolest (näiteks muntjakil). Teiselt poolt võivad aga sugukromosoomid olla morfoloogiliselt eristamatud e. homomorfsed (näiteks enamikul päriskonnalistel). Ka ühe indiviidi erinevate rakkude karüotüübid võivad erineda (näiteks tänu kromosoommutatsioonidele kasvajarakkudes või polüploidiseerumisele mõnedes kudedes). Karüotüübid võivad sisaldada suuruse ja kuju poolest sarnaseid kromosoome (hiirel, rotil), või olla sellised, kus kromosoomid nende näitajate osas oluliselt erinevad (hiina hamstril, kõrgematel ahvidel, inimesel). Karüotüübi evolutsioon on tavaliselt seotud kromosoomide arvu vähenemise ja asümmeetria suurenemisega. Diagrammiliselt esitatud karüotüüpi, mis baseerub paljude ühe liigi isendite rakkude kromosoomistike võrdleval analüüsil (näiteks mõõtmisel) nimetatakse idiogrammiks (idiogram).

Läbivoolu karüotüüp e. histogramm-karüotüüp

    Läbivoolu karüotüüp (flow karyotype) on FACS-il DNA mõõtmistulemuste alusel saadud histogramm e. astmikdiagramm. Kromosoomid grupeeritakse arvuti poolt DNA sisalduse järgi. Enamik kromosoome annavad histogrammil selgelt eristatava teraviku e. piigi (peak). Iga piigi mediaan näitab DNA suhtelist sisaldust vastavas kromosoomipaaris. Histogrammi teraviku all oleva ala suurus näitab vastavas grupis olevate kromosoomide hulka. Nii näiteks erineb naise histogramm-karüotüüp mehe omast X-kromosoomi piigi ala suuruse poolest, mis naisel on (normaalselt) kaks korda suurem. Histogrammi põhjal saab kindlaks teha vaid kromosoomide arvu anomaaliaid. 
    DNA sisalduse mõõtmiseks kasutatakse läbivoolu tsütomeetriat. Individuaalsete kromosoomide DNA sisaldust saab mõõta fluorestsents-aktiveeritud rakusorteri e. FACS-iga (fluorescence activated cell sorter, FACS). Selleks värvitakse kromosoomid mingi fluorokroomiga (tavaliselt etiidiumbromiidiga) ja juhitakse kapillaari, kus nad läbivad laserkiire. Fluorestsentsi intensiivsus (mis peegeldab DNA hulka üksikutes kromosoomides) mõõdetakse ja nii saadaksegi arvuti vahendusel historgamm e. läbivoolu karüotüüp. Kuna FACS sorteerib kromosoome neis oleva DNA hulga järgi, siis annab see võimaluse eraldada üksikuid kromosoome, et teha neist kromosoomi-spetsiifilisi DNA raamatukogusid (DNA libraries).

Automatiseeritud karüotüpeerimine

    Esimene kromosoomide arvuti-analüüsi süsteem, mis võimaldas automatiseerida analüüsi ja produtseerida vöödistunud kromosoomide karüotüübi fotona mõistliku aja jooksul, oli 1976. aastal K.R.Castlemani ja J.H.Melnyki poolt välja pakutud JPL (Jet Propulsion Laboratory) süsteem. Uute programmide ja tehnoloogiate (Cytoscan, Magiscan, Ibas, Miamed, Metachrome, Genetiscan, Karyotype Image Editor etc.) juurutamisel muutus analüüs järjest kiiremaks ja täpsemaks ning vähenes vajadus operaatoril sekkuda. Mõned süsteemid, nagu näiteks Genetiscan võimaldavad saada vaid karüoüübi (karyotyping), teised aga nagu Cytoscan ja Magiscan otsivad ise kromosoomipreparaadilt üles analüüsiks sobivad metafaasid ja karüotüpeerivad need (metaphase finding and karyotyping). Viimased eeldavad mootoriga varustatud preparaati liigutava (skaneeriva) esemelaua olemasolu mikroskoobil.
    Karüotüübi arvuti-analüüsi programmid täiustuvad pidevalt. Varasem pool-automatiseeritud karüotüpeerimine (semi-automated karyotyping) võimaldas analüüsi metafaaside kaupa, sh. kromosoomiarvu lugemise ja karüotüübi väljatrükkimise. Taolised süsteemid (programmid) teevad palju vigu, nõuavad operaatorilt pidevat sekkumist ja tsütogeneetiku kvalifikatsiooni. Automatiseeritud mitme-raku karüotüpeerimine (automated multiple-cell karyotyping) annab 10 raku liitkarüotüübi (composite karyotype). Operaator märgistab arvuti ekraanil iga kromosoomi tsentromeeri piirkonna. Nii toimitakse 10 mitoosi metafaasiga. Seejärel trükib arvuti välja liitkarüotüübi, kus esimeses horisontaalreas on kümme paari 1. kromosoome, teises reas kümme paari 2. kromosoomi jne. kuni 23. real on X-kromosoomid ja 24. real Y-kromosoomid. Edasi tulevad kromosoomid, mida arvuti pole osanud paika panna, sh. aberrantsed kromosoomid. Analüüs on kiire, sest samal ajal kui operaator märgistab ühe mitoosi kromosoome, analüüsib arvuti eelmisi metafaase. Väljatrükitud liitkarüotüübi analüüsib aga ekspert-tsütogeneetik, kes paneb ka diagnoosi. Automatiseeritud ja pool-automatiseeritud kromosoomianalüüs on leidnud igapäevase rakenduse haiglaid ja meditsiinigeneetilist konsultatsiooni teenidavates kliinilise tsütogeneetika laborites.

ISCN e. tsütogeneetika nomenklatuuri rahvusvaheline süsteem

     Kromosoome kirjeldas esmakordselt T.Arnold 1879. aastal kasvajarakkudes (töö: Beobachtungen über Kernteilungen in den Zellen der Geschwulste. Wirchows Arch. 78:279-301, 1879). Kuni 20. sajandi teise pooleni tehti suuremad avastused tsütogeneetikas taimede ja selgrootute loomade kromosoomide uurimisel. Inimese kromosoome uuriti samal ajal vastavate meetodite puudumise tõttu vähe, kuigi neid oli kirjeldanud (silma sarvkesta epiteeli rakkudes) Austria tsütoloog W.Flemming juba 1882. aastal. 1923. aastal määrati inimese kromosoomiarvuks 48 (T.S.Painter). Selline väärseisukoht püsis 33 aastat.
    Raskused, mis olid seotud uurimiseks sobiva materjali saamise, kromosoomipreparaadi valmistamise ja värvimisega, ületati 50. aastate keskel, kui võeti kasutusele in vitro rakkude kultiveerimine, kolhitsiin ja hüpotooniline töötlus ning rakendati uusi võtteid kromosoomipreparaadi tegemisel. 1956. a. tehti kindlaks inimese õige kromosoomiarv diploidses rakus (2n=46; embrüonaalsete kopsurakkude kultuuris J.H.Tijo ja A.Levani poolt) ning haploidses rakus (n=23; C.E.Fordi ja J.L.Hamertoni poolt mehe spermatotsüütides 1. meiootilise jagunemise metafaasis). Aasta enne seda olid Rootsi tsütogeneetikud määranud inimese aborteerunud embrüode maksarakkudes diploidseks kromosoomiarvuks 46; loobunud aga edasistest uuringutest, kuna leitud kromosoomiarv ei vastanud üldiselt aktsepteeritud seisukohale.
    Inimese kromosoomide arvu kindlakstegemine 1956. aastal taastas huvi inimese tsütogeneetika vastu. 1959. aastal uuriti inimese kromosoome juba väga paljudes laborites kogu maailmas. Kromosoomide kirjeldamiseks pakuti välja mitmeid kromosoomide klassifitseerimise süsteeme, mis tähendas tegelikult seda, et iga labor kasutas oma süsteemi. Erinevatest lähenemistest tingitud segadus teadusajakirjades viis vajadusele luua rahvusvaheline inimese tsütogeneetika nomenklatuur. Selleks tuli Denveris, Colorados 1960. aastal C.E.Fordi juhtimisel kokku grupp teadlasi, üks igast laborist, kus oli inimese karüotüüpe avaldatud. Denveri konverentsil (Denver Conference, 1960) töötati välja tsütogeneetilise nomenklatuuri (e. teadusliku süsteemi) põhialused. Järgmistel konverentsidel vaid täiendati veidi Denveri konverentsil vastu võetud vöödistamata kromosoomide nomeklatuuri, mis sellisena on kasutusel tänaseni. Kromosoomide diferentsiaalvärvimise meetodite väljatöötamine tingis vajaduse inimese vöödistatud kromosoomide analüüsi ühtse süsteemi loomiseks. Pariisi konverentsil (Paris Conference, 1971) töötati välja kromosoomivöötide ja -regioonide tähistamise ning nende põhjal kromosoomiaberratsioonide kirjeldamise süsteemid. Edaspidi lisati nomenklatuurile kromosoomide polümorfismi hindamise süsteem, mis avaldati Pariisi konverentsi ettekande lisana 1975. aastal (Paris Conference, 1971; Supplement, 1975). Seoses kõrglahutusvöödistuse meetodite väljatöötamisega 80-ndate aastate algul, tänu millele vöötide arv inimese karüotüübis suurenes 1000-ni ja enamgi, osutus vajalikuks luua vöötide jaotamise süsteem alavöötideks. Pariisi konverentsi (Paris Conference, 1980) tulemused avaldati 1981. aastal omaette väljandena. Kuna ISCN-i varasemad juhendid osutusid ebapiisavaks kasvajatega seotud kromosoomiaberratsioonide kirjeldamisel, anti 1991. aastal välja rahvusvahelise tsütogeneetika nomenklaruuri lisana juhend "ISCN 1991; Guidelines for Cancer Cytogenetics". Kõigi rahvusvaheliste tsütogeneetika nomenklatuurialaste konverentside materjalid on kokku võetud 1995. aastal avaldatud väljaandes "An International System for Human Cytogenetic Nomenclature 1995" e. ISCN (1995).
    ISCN-i põhimõtetest lähtudes interpreteeritakse ka teiste liikide karüotüüpe. Näiteks koostati selliselt koduloomade tsütogeneetika nomenklatuuri rahvusvaheline süsteem (ISCNDA), mis võeti vastu 1976.a. Readingi konverentsil ning mida täiendati 1989.a. Jouy-en-Josas (Prantsusmaa) konverentsil. ISCNDA (1989) toob ära standardkarüotüübid (G- ja R-vöödistus, 400-vöödi staadium) veise (Bos taurus), kitse (Capra hircus) ja lamba (Ovis aries) jaoks. Nende liikide karüotüüpide võrdlev analüüs näitab eukromatiinsete alade vöötide väga suurt sarnasust. Esimesed andmed kromosoomiaberratsioonide kohta koduloomadel on aga pärit aastast 1964, mil veisel ja seal kirjeldati Robertsoni translokatsioone. Järgnevatel aastatel loodi maailmas hulgaliselt laboreid, kus hakati koduloomade kromosoomihaigusi uurima. Vajadus ühtse tsütogeneetika nomenklatuuri järele tekkiski 70-ndate aastate alguses kui ka koduloomade kromosoomide analüüsil hakati rakendama kromosoomivöödistuse meetodeid. 

Mitoosi kromosoomide nomenklatuur

    Inimese karüotüübis on kromosoomid nummerdatud 1-22-ni pikkuse kahanevas reas (v.a. 21 ja 22) ning sugukromosoomid on tähistatud kui X ja Y. Sümboleid p (pr. k. petit väike) ja q (järgmine täht tähestikus) kasutatakse vastavalt kromosoomi lühikese ja pika õla tähistamiseks.
    Mittevöödistunud kromosoomide iseloomustamiseks kasutatakse järgmisi parameetreid:
1) suhteline pikkus (relative lenght), mis avaldatakse protsendina kõigi haploidse kromosoomistiku kromosoomide pikkuste summast (inimesel 22 autosoomi ja X-kromosoomi pikkuste summast);
2) õla suhe (arm ratio), mida väljendab pika õla pikkuse suhe lühikesse õlga (q/p);
3) tsentromeeri indeks (centromere index), mis väljendub kui lühikese õla suhe kogu kromosoomi pikkusesse (p/(p+q)x100). Tsentromeeri indeks avaldatakse protsendina. 
    Inimese vöödistamata kromosoomide klassifitseerimine seisneb seega põhiliselt nende jaotamises gruppidesse vastavalt pikkusele ja tsentromeeri asendile. Grupi sees on enamuse kromosoomide identifitseerimine väga raske (gruppides B ja C) või praktiliselt võimatu (D, F ja G). Number anti igale individuaalsele kromosoomile alles 1971. aastal Q-vöödistuse mustri põhjal, nii nagu T.Caspersson, G.Lomakka ja L.Zech välja pakkusid. Tehti vaid üks muudatus; vahetati ära 21. ja 22. kromosoom. Nimelt oli lisakromosoomi Downi sündroomi puhul aastaid peetud 21. kromosoomiks - selleks see jäetigi, kuigi vöödistuse põhjal ilmnes, et ta on kõige väiksem autosoom.
    Ühtlaselt värvunud kromosoomid jaotatakse seitsmesse hästi eristatavasse gruppi, mille iseloomustused on toodud tabelis 14. Satelliite ei ole tavaliselt näha kõigil D ja G grupi kromosoomidel üheaegselt, samuti võib nende suurus oluliselt varieeeruda.

Tabel 14. Inimese vöödistamata kromosoomide klassifikatsioon
 

Grupp	Kromosoomid	Iseloomustus
A	1-3	Suured metatsentrilised kromosoomid, eristatavad üksteisest suuruse ja cen asendi  järgi
B	4-5	Suured submetatsentrilised kromosoomid, raske eristada
C	6-12 ja X	Keskmise suurusega submetatsentrilised kromosoomid, raske eristada
D	13-15	Keskmise suurusega satelliite kandvad akrotsentrilised kromosoomid
E	16-18	Suhteliselt väikesed metatsentriline (16) ja submetatsentrilised (17 ja 18) kromosoomid
F	19-20	Väikesed metatsentrilised kromosoomid
G	21-22 ja Y	Väikesed satelliite kandvad akrotsentrilised kromosoomid; Y-kromosoom ei kanna satelliite

    Vöödistunud kromosoomide regioonid ja vöödid nummerdatakse tsentromeerist lähtudes telomeeri suunas. Seega tähistatakse regioonid, mis piirnevad tsentromeeriga nii kromosoomi lühikesel kui ka pikal õlal numbriga 1, järgmised distaalsemad vastavalt numbritega 2, 3 jne. Vööt, mida kasutatakse rajamärgina, kuulub kokkuleppeliselt tervikuna distaalsemasse regiooni, olles seal 1. vööt. Iga vöödi e. bändi kirjeldamiseks on vaja järgmisi näitajaid:
    1) kromosoomi number;
    2) õla sümbol;
    3) regiooni number;
    4) vöödi number regiooni sees.
    Antud näitajad tuuakse ära eelpooltoodud järjekorras ilma punktideta nende vahel. Näiteks 1p33 viitab kromosoomile 1, lühikesele õlale, regioonile 3 ja vöödile 3 ja 21q21 kromosoomile 21, pikale õlale, regioonile 2 ja vöödile 1.
    Suurema vöötide arvu korral prometafaasi ja profaasi kromosoomides jaotuvad vöödid alavöötideks (sub-bands). Vastava vöödi tähistuse, näiteks 14q32, lõppu pannakse punkt, mille järel tuuakse ära alavööt. Alavööte tähistatakse samuti nagu regioone ja vööte numbritega tsentromeeri poolt telomeeri poole. Alavööt antud juhul oleks näiteks 14q32.3 ja selles ala-ala-vööt (sub-sub-band) vastavalt 14q32.33.

Nomenklatuuri sümbolid

    Nomenklatuuri sümbolid kirjeldavad kromosoome ja nendega seotud aberratsioone (vt. tabel 15). Markerkromosoom (mar) on ebanormaalne kromosoom, mille ühtegi osa pole identifitseeritud. Kui aberrantse kromosoomi mingi osa on n.ö. ära tuntud, siis nimetatakse seda derivaatkromosoomiks (der). Viimase all mõeldakse ISCN-i järgi struktuurselt muutunud kromosoomi, mis on tekkinud kas enam kui ühe aberratsiooni läbi ühes kromosoomis, või ümberkorralduste tõttu kahes või enamas kromosoomis. 

Tabel 18. Enamkasutatavamad tsütogeneetika nomenklatuuri sümbolid
 

Sümbol	Kirjeldus
ace	atsentriline fragment
nool (--)	sellest selleni
b	murd
cen	tsentromeer
koolon (:)	murd
topelt koolon (::)	murd ja taasühinemine
cs	kromosoom
ct	kromatiid
del	deletsioon
der	derivaatkromosoom
dup	duplikatsioon
end	endoreduplikatsioon
f	fragment
fra	fragiilsait
g	gäp
h	sekundaarsoonis
i	isokromosoom
ins	insertsioon
inv	inversioon
mar	markerkromosoom
mat	emapoolne päritolu
miinus (-)	kadu
mos	mosaiik
p	kromosoomi lühike õlg
pat	isapoolne päritolu
pluss (+)	lisandumine
q	kromosoomi pikk õlg
qr	kvadriradiaal
r	ringkromosoom
rcp	retsiprookne e. vastastikune
rea	ümberkorraldus
rec	rekombinantne kromosoom
rob	Robertsoni translokatsioon
s	satelliit
sce	tütarkromatiidivahetus
semikoolon (:)	eraldab kromosoome ja kromosoomi piirkondi struktuursetes ümberkorraldustes, mis haaravad enam kui ühte kromosoomi
t	translokatsioon
ter	terminaalne (kromosoomi ots)
tr	triradiaal
var	varieeruv kromosoomi piirkond

Kromosoomide arvu ja struktuuri anomaaliate kirjeldamine

    Karüotüübi kirjeldamisel tuuakse esimesena äraaalne naine) ja 46,XY (normaalne mees). Kui pluss (+) ja miinus (-) märk pannakse mingi sümboli ette, siis näitab see vastavalt lisandunud või kadumaläinud kromosoomi. Kui need märgid on aga pandud sümboli taha, siis viitab see kromosoomi pikkuse suurenemisele või kahanemisele. Näiteks:
45,XX,-C 45 kromosoomi, XX sugukromosoomid, kadumaläinud C-grupi kromosoom
47,XY,+21 47 kromosoomi, XY sugukromosoomid, lisakromosoom 21
46,XY,1q+ 46 kromosoomiga mees, ühe 1. kromosoomi pikk õlg on pikenenud
    Kromosoomide struktuurianomaaliate kirjeldamiseks kasutatakse kahte süsteemi: 
1) lühike süsteem (short system), kus ümberkorralduse iseloom ja murrukoht (või -kohad) on identifitseeritud vöödi või regiooni kaudu, kus murd toimus;
2) detailne e. üksikasjaline süsteem (detailed system), kus lisaks ümberkorralduse identifitseerimisele iseloomustatakse vööt-vöödilt kogu aberrantne kromosoom. Iseloomustamine algab kromosoomi lühikese õla telomeersest alast, läheb läbi kogu kromosoomi pika õla telomeerse alani.
    Järgnevalt mõned näited kromosoomide struktuurianomaaliate kirjeldamisest lühikese süsteemi abil.
Terminaalne deletsioon: 46,XX,del(1)(q21) 
    Murrukoht 1. kromosoomi pikal õlal vöödis 1q21; murrukohast distaalselt jääva ala kadu.
Interstitsiaalne deletsioon: 46,XX,del(1)(q21q31)
    Murrukohad 1. kromosoomi pika õla vöötides 1q21 ja 1q31 ning nendevahelise segmendi kadu.
Paratsentriline inversioon: 46,XX,inv(2)(p13p24)
    Murrukohad 2. kromosoomi lühikese õla vöötides 2p13 ja 2p24, nendevaheline segment on olemas, kuid ümber pöördunud e. inverteerunud.
Peritsentriline inversioon: 46,XY,inv(2)(p21q31)
    Murd ja taasühinemine on aset leidnud 2. kromosoomi lühikese õla vöödis 2p21 ja pika õla vöödis 2q31; nendevaheline segment on ümber pöördunud.
Isokromosoom: 46,X,i(Xq)
    Murrukoht on tsentromeeri lähedal ja seda pole täpselt identifitseeritud. X-kromosoomi moodustavad kaks pikka õlga (Xq), mis on ühendatud tsentromeeriga.
Ringkromosoom: 46,XY,r(2)(p21q31)
    Murrukohad on 2. kromosoomi lühikese õla vöödis 2p21 ja pika õla vöödis 2q31. Nendest vöötidest distaalselt jäävad alad on deleteerunud ja murdunud otsad liitunud ringkromosoomiks.
Ditsentriline kromosoom: 46,X,dic(Y)(q12)
    Murd ja taasühinemine on olnud Y-kromosoomi tütarkromatiidides vöödis Yq12.
Retsiprookne translokatsioon: 46,XY,t(2;5)(q21;q31)
    Murd ja taasühinemine on leidnud aset 2. kromosoomi pika õla vöödis 2q21 ja 5. kromosoomi pika õla vöödis 5q31. Nendest vöötidest distaalselt jäävad segmendid on kohad vahetanud. 
    Alati näidatakse esimesena väiksema numbriga kromosoom.
    Antud retsiprookset translokatsiooni võib detailse süsteemi järgi kirjeldada järgmiselt: 
    46,XY,t(2;5)(2pter--2q21::5q31--5qter;5pter--5q31::2q21--2qter)

Konventsionaalne ja fülogeneetiline nomenklatuur

    Inimesega ühte alamperekonda Hominidae kuuluvad kõrgemad ahvid (tavaline ja kääbus?impans, gorilla, orangutang) on meie lähimad elavad sugulasliigid. Praegusel ajal ollakse seisukohal, et divergents leidis aset Aafrikas 5-13 miljonit aastat tagasi. Molekulaarne hübridisatsioon ning DNA ja erinevate valkude aminohapete sekveneerimine näitab, et inimesel ja kõrgematel ahvidel on 98% genoomist ühine. Ka kromosoomide suurus, morfoloogia ja  vöödistuse muster on inimesel ja kõrgematel ahvidel väga sarnane. Kõrgemate ahvide karüotüüpide nomenklatuuri jaoks pakub ISCN (1985) välja kaks süsteemi: 
1) konventsionaalne nomenklatuur e. tavanomenklatuur (conventional nomenclature), kus kromosoomi tähistatakse araabia numbriga. Kromosoomid on numbrite järgi reastatud vastavalt kromosoomi pikkusele ja tsentromeeri asendile;
2) fülogeneetiline nomenklatuur (phylogenetic nomenclature), milles kromosoomidele on antud rooma numbrid vastavalt homoloogiale inimese kromosoomidega (bändingu põhjal).
    Tabelis 16 on toodud ära 4 kõrgema ahvi: kääbushimpansi (Pan paniscus, PPA) tavalise shimpansi (Pan troglodytes, PTR), gorilla (Gorilla gorilla, GGO) ja orangutangi (Pongo pygmaeus, PPY) ning inimese (Homo sapiens, HSA) karüotüüpide võrdlus nii konventsionaalse (K) kui ka fülogeneetilise (F) nomenklatuuri järgi.

Tabel 16. Inimese ja kõrgemate ahvide kromosoomivöötide homoloogia
 

HSA		PTR ja PPA		GGO		PPY
K	F	K	F	K	F	K	F
1	I	1	I	1	I	1	I
2	II	12,13	IIp,IIq	12,11	IIp,IIq	12,11	IIp,IIq
3	III	2	III	2	III	2	III
4	IV	3	IV	3	IV	3	IV
5	V	4	V	4	V	4	V
6	VI	5	VI	5	VI	5	VI
7	VII	6	VII	6	VII	10	VII
8	VIII	7	VIII	7	VIII	6	VIII
9	IX	11	IX	13	IX	13	IX
10	X	8	X	8	X	7	X
11	XI	9	XI	9	XI	8	XI
12	XII	10	XII	10	XII	9	XII
13	XIII	14	XIII	14	XIII	14	XIII
14	XIV	15	XIV	18	XIV	15	XIV
15	XV	16	XV	15	XV	16	XV
16	XVI	18	XVI	17	XVI	18	XVI
17	XVII	19	XVII	19	XVII	19	XVII
18	XVIII	17	XVIII	16	XVIII	17	XVIII
19	XIX	20	XIX	20	XIX	20	XIX
20	XX	21	XX	21	XX	21	XX
21	XXI	22	XXI	22	XXI	22	XXI
22	XXII	23	XXII	23	XXII	23	XXII
X	X	X	X	X	X	X	X
Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y

NB! 10. kromosoomi tähisel on joon all, eristamaks seda X-kromosoomist

    Inimese karüotüübis oleva submetatsentrilise 2. kromosoomi asemel on kõrgematel ahvidel kaks akrotsentrilist kromosoomi, mille fusiooni läbi ongi inimese 2. kromosoom tekkinud. Seetõttu on ka kõrgemate ahvide genoomis inimesega võrreldes üks kromosoom rohkem (n=24). Ülejäänud osas on karüotüübi evolutsioon toimunud põhiliselt peritsentriliste inversioonide tagajärjel. Peaaegu iga vööt kõrgemate ahvide karüotüübis omab vastet inimese omas, suuremaid erinevusi leidub vaid struktuurse heterokromatiini alades. Kõige sarnasem inimese karüotüübile on shimpansi, kõige erinevam aga orangutangi oma. Briljantselt fluorestseeruvat kromatiini on leitud imetajatest vaid kolmel primaadil: gorillal, shimpansil ja inimesel, kusjuures ainult inimesel ja gorillal on Y-kromosoomi pika õla distaalses alas briljantse hiilgusega Q-vööt. Inimese ja kõrgemate ahvide kromosoomide vöödistuse muster on väga sarnane, mõne kromosoomi (näiteks X) osas aga identne. Kõige suuremad erinevused on leitud aga heterokromatiini alades.

Mikroskoobi valik

    Viimasel aastakümnel on kasutusele võetud täiesti uut tüüpi videokaamerad, kujutise digitaaltöötluse tarkvara, illuminatsiooni- ja salvestamise süsteemid ning võimsad laserid. Enamik neist tehnoloogilistest uuendustest on mikroskoopiasse tulnud tänu kosmoseuuringute programmidele ja militaarsetele kõrgtehnoloogilistele projektidele. Lisaks sellele on oluliselt täiustunud mikroskoopide elektro-optilised süsteemid ning pidevalt töötatakse välja uusi värve ja proove.
    Kuidas aga valida meid huvitava objekti uurimiseks sobilik mikroskoop? Arvestades erinevate võimaluste rohkust, on see üsna keeruline, kuid kindlasti tuleb see endale selgeks teha juba töö planeerimisel ja meetodite valimisel.
    Esimese küsimusena tuleks küsida, kui väike on uuritav objekt? Oletame, et tahame uurida rakust palju suuremaid objekte, näiteks mingeid struktuure taime sees. Selleks otstarbeks on ideaalne stereomikroskoop (stereo or dissecting microscope). Kaasaegsed stereomikroskoobid annavad väga hea kvaliteediga selge kujutise kuni 64x suurenduse juures. Stereomikroskoop moodustub tegelikult kahest monokulaarsest mikroskoobist, mis liidetuna teineteise kõrvale tekitavad ruumilise e. kolmedimensionaalne (3D) kujutise. Teine võimalus objekti uurimiseks väikese suurenduse juures on näiteks tavaline luup. 
    Kui tahetakse uurida midagi, mis on umbes raku suurune või väiksem, siis on vaja kompaundmikroskoopi (compound microscope). 
    Seejärel peaks mõtlema, kuhu ja kuidas objekt sulundada. Kui rakud kasvavad Petri tassis või plaadi (multiwell plate) augus, on uurimiseks vaja invertmikroskoopi (inverted microscope). Invertmikroskoobi kondensor paikneb esemelaua kohal (seega ka uuritava objekti kohal) ja objektiivid selle all. Objekti valgustatakse kas altpoolt (trans-illuminatsioon) või ülaltpoolt (näiteks epi-fluorestsents). Invertmikroskoobi esemelaua ja kondensori vahekaugus on suurem kui tavalistes mikroskoopides, võimaldamaks tassis või plaadiaugus olevat objekti teravustada. Invertmikroskoobil võib esemelaua külge olla lisatud näiteks mikromanipulatsiooni või -injektsiooniseadmeid. 
    Kui objekt on sulundatud alusklaasile, näiteks analüüsitakse katteklaasil kasvanud rakke või kromosoomipreparaati, kasutatakse enamasti püst- e. tavalist mikroskoopi (upright or ordinary microscope). Tavalisel mikroskoobil paikneb kondensor esemelaua all ja objektiivid selle kohal. Objekti teravustamiseks liigutatakse esemelauda. 
    Juhul, kui uuritav materjal on suhteliselt paks (üle 50 um) ja pole eriti läbipaistev, on soovitav kasutada epi-illuminatsiooni (epi-illumination). Sellisel juhul tuleb valgus objektile ülaltpoolt läbi objektiivi. Objektiiv toimib siis samaaegselt ka kondensorina. Kui objekt peegeldab valgust (on näiteks märgistatud kullaga või hõbedaga), siis kasutatakse peegelduvat valgust, kui ta on aga märgistatud fluorestseeruva märgisega, siis kasutatakse epi-fluorestsentsi. Mõlemal juhul võib mikroskoobile olla lisatud konfokaalsüsteem. Konfokaalmikroskoopia (confocal microscopy) põhineb sellel, et valgustamine ja detektsioon on fokusseeritud preparaadi samasse punkti (on konfokaalne), mistõttu visualiseeritakse vaid fookuses olev objekt (tegelikult õhuke optilne lõik).
    Piisavalt õhukese objekti (<50 um) puhul on mikroskopeerimise võimalusi rohkem. Kui materjal on märgistatud fluorestsentmärgisega, siis kasutatakse analüüsil fluorestentsmikroskoopi (fluorescence microscope). Fluorestsentsmikroskoobid töötavad tänapäeval reeglina epi-illuminatsiooni põhimõttel ja võimaldavad spetsiifiliselt lokaliseerida juba väga väheseid märgistatud molekule koes, rakus või näiteks kromosoomis väikese foonimüraga (background). Epi-fluorestsentmikroskoopia koos konfokaalsüsteemiga võimaldab uurida ka üksikuid kihte objektide sees ning on praegusel ajal kõige kiiremini arenev mikroskoopia valdkond. 
    Kui valgus läbib kondensori ja objekti ning jõuab seejärel objektiivi, siis nimetatakse seda trans-illuminatsiooniks (trans-illumination). Kui objekt on iseensest värviline, kontrastne või siis värvitud, siis võib kasutada erevälja (bright field) mikroskoopi. Kujutis tekib tänu värvi või objekti enda kontrastile valgel taustal. Kuna erevälja mikroskoopia põhjustab kõige vähem artefakte, on soovitav seda alati proovida esimese võimalusena. 
    Kui uuritav materjal peegeldab valgust, siis kasutatakse tumevälja (dark field) illuminatsiooni, mis tekitab tumeda fooni, kus kontrastselt tulevad esile valgust peegeldavad struktuurid. Selleks, et visualiseerida objekte, mis sisaldavad valgust peegeldavaid struktuure või tekitavad peegelduvaid pindu, olles tihedas kontaktis sellega, kautatakse polariseeritud valgust. Ideaalne on see näiteks hõbeda, kulla või teiste valgust peegeldavate substantsidega märgistatud objektide puhul. Peegelduva valguse mikroskoobis (reflected light microscope) säravad taolised märgised eredalt tumedal taustal. Seda kasutatakse palju näiteks liikuvate loomsete rakkude adhesiooni uurimisel, samuti hõbedaga märgistatud preparaatide analüüsil, eriti, kui kude on liiga paks tumevälja jaoks.
    Värvimata ja vähekontrastset objekti ei saa tavalisel erevälja meetodil uurida. Sellisel juhul tuleks kasutada faaskontrastmikroskoopi (phase contrast microscope). Selle töö põhimõte lähtub asjaolust, et valguse lainete levik bioloogilises materjalis erineb lainete levikust ümbritsevas keskkonnas. Seetõttu tekib objektist ja ümbritsevast keskkonnast tuleva valguse vahel faasinihe, mis konverteeritakse faaskontrastmikroskoobis nähtavaks kontrastiks. Faaskontrastmikroskoopi on hea kasutada ka värvitud objektide puhul, kus see võimaldab suurema kontrastsuse, eriti kui värvumine on nõrk. Seda ei saa aga kasutada tugevalt värvitud või paksude objektide puhul, sest mitmesed murdumised (difraktsioonid) kutsuvad esile artefakte. 
    Kui objekt on täiesti läbipaistev, siis kasutatakse Nomarski diferentsiaal interferents kontrastmikroskoopiat, DIC (differential interference contrast, DIC). See on illuminatsioonimeetod, mis kasutab polariseeritud valgust. Nii tekivad kujutise vastasservadele vastavalt kas heledad või tumedad varjud, mis loovad 3D efekti. See on väga hea meetod uurimaks ka elusaid rakke, kuna bioloogiliste struktuuride ääred, eriti näiteks membraanid, tulevad siis kontrastselt esile. Samuti saab niimoodi kolmedimensionaalsetena visualiseerida väga õhukesi optilisi lõike. Mõningaid objekte saab uurida ka värvimata seetõttu, et nad autofluorestseeruad. Näiteks taimerakud või klorofüll helendavad kui kasutada vastavalt kas sinist või rohelist valgust.