+ All Categories
Home > Documents > Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Date post: 24-May-2015
Category:
Upload: medikcz
View: 4,804 times
Download: 3 times
Share this document with a friend
82
Cytogenetika II.
Transcript
Page 1: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Cytogenetika II.

Page 2: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Klidný advent a radostné Vánoce přeje E.K.

Page 3: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Strukturní chromozomové aberace

Page 4: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Strukturní chromozomové aberace

• Změny struktury chromozomů

• Karyotyp pacienta může, ale nemusí mít normální počet chromozomů – některé strukturní aberace souvisí s numerickými aberacemi.

• Strukturní aberace je třeba odlišit od variant, které zpravidla nepředstavují riziko pro pacienta ani pro jeho potomstvo.

Page 5: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Rozdělení strukturních aberací

• Podle původu

• Podle počtu chromozomů

• Podle toho, zda bylo nebo nebylo

změněno množství genetického materiálu

Page 6: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Podle původu

• Primární

• Sekundární

zlom

translokace

reparace

Page 7: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Podle počtu změněných chromozomů

• Intrachromozomové

– V rámci 1 chromozomu

• Interchromozomové

– V rámci 2 i více chromozomů

např. delece

např. translokace

Page 8: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Podle toho, zda bylo nebo nebylo změněno množství genetického

materiálu• Balancované

– zpravidla normální fenotyp

– nebezpečí postižení potomstva

• Nebalancované

– parciální monozomie, parciální

trizomie atd.

– většinou abnormální fenotyp

např. reciproká translokace

např. nereciproká translokace:

parciální trizomie

parciální monozomie

Page 9: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Vznik strukturních aberací

• Při reparaci chromozomových zlomů – interchromozomové přestavby většího rozsahu

• Následkem nerovnoměrného crossing-overu – intrachromozomové přestavby malého rozsahu – mikrodeleční syndromy, eventuálně translokace X;Y

• Blíže viz skripta Klinická cytogenetika I. – kapitola 12, str. 79 – 83

Page 10: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

G1-fáze G2-fáze Metafáze

jed

no

chro

mat

ido

zlo

md

vou

chro

mat

ido

(ch

rom

ozo

mo

vý)

zlo

m

klastogen

klastogen

Jednochromatidový a dvouchromatidový zlom

Page 11: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

normální reparovaný chromozom

reciproká translokace chromozomů

dicentrický chromozom

(vzniká translokací dvou částí chromozomů obsahujících centromeru, acentrické fragmenty zpravidla zanikají)

reparace

reparace

reparace

Page 12: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Zlomy a další strukturní přestavby

gap

zlom

triradiál

kvadriradiál

chromatidový zlom

dvouchromatidový (chromozomový) zlom

Page 13: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

kvadriradiál

reparace

Vznik kvadriradiálu

Page 14: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Vznik strukturních aberací

• Při reparaci chromozomových zlomů – interchromozomové přestavby většího rozsahu

• Následkem nerovnoměrného crossing-overu – intrachromozomové přestavby malého rozsahu – kryptické (submikroskopické) přestavby

– Mikrodeleční, resp. mikroamplifikační syndromy, eventuálně translokace X;Y

Page 15: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

párování homologických chromozomů

(bivalent)

crossing-overchromozomy s

rekombinovanými chromatidami

Crossing-over

Page 16: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABCD

ABBCD

ACD

ABCD

ABCD

ACD

ABBCD

ABCD

du

plikace del

ece

nerovnoměrný crossing-over v profázi prvního

meiotického dělení

závěr prvního meiotického

dělení

závěr druhého

meiot. dělení

chro

mo

zom

s d

up

likací del

eto

van

ý ch

rom

ozo

m

Page 17: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Nerovnoměrný crossing-over22 22

del(22q11) dup(22q11)

syndrom DiGeorge

syndrom cat-eye

normální normální

Page 18: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Základní typy strukturních chromozomových aberací

Page 19: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

A A

B B

C C

A A

B B

C C

A A

B B

C C

A A

C C

původní chromozom

deletovaný chromozom

terminální delece

intersticiální delece

Delece

Page 20: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom cri du chatcat cry syndrom

syndrom kočičího křiku

Page 21: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Terminální delece krátkých ramének chromozomu 5

46,XY,del(5)(p15.2)

zjednodušený zápis: 46,XY,del(5p)

Page 22: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Mikrodeleční syndromy

Page 23: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Mikrodeleční syndromy• Patří k nejčastějším syndromům způsobeným

chromozomovými aberacemi (průměrná incidence

1/10000 novorozenců)

• Podkladem jsou většinou tzv. submikroskopické neboli

kryptické aberace.

• Contiguous gene syndromes (syndromy sousedících

genů)

• U většiny se projevuje výrazná variabilita fenotypových

projevů, mikrodelece chromozomů není u všech

pacientů prokazatelná.

Page 24: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom DiGeorge

Page 25: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom DiGeorge

• vrozená srdeční vada • nízká hladina ionizovaného vápníku

v krvi (hypokalcémie)• aplázie, popř. hypoplázie thymu – v

některých případech vede k defektu imunity

• rozštěp patra, popř. gotické patro• abnormální obličejové rysy

Page 26: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom DiGeorge - facies

Page 27: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom DiGeorge – typické znaky

Nejčastějším molekulárně cytogenetickým nálezem je mikrodelece dlouhých ramének

chromozomu 22 (22q11.2).

hypertelorismus

mikromandibulaníže nasedající dysplastický ušní boltec

„antimongoloidní“ směr očních

štěrbin

22 del(22)(q11)

Page 28: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Mikrodelece chromozomu 22q11• Má značně variabilní fenotyp. • Vyskytuje u 1/4000 novorozenců. • Mikrodeleci 22q11 lze u 90% pacientů s

charakteristickým fenotypem prokázat metodou hybridizace in situ.

Ukázky jiných pacientů s mikrodelecí chromozomu 22q11.

Page 29: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Mikrodelece chromozomu 22q11

• U 10% pacientů

prokazujeme mikrodeleci

také u jednoho z rodičů.

• Proto provádíme i jejich

molekulárně cytogenetické

vyšetření.

Matka pacientky s prokázanou mikrodelecí chromozomu 22q11. Nemá srdeční vadu ani defekt imunity, pouze v

dětství prodělala operaci rozštěpu patra.

Page 30: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Familiární výskyt mikrodelece chromozomu 22q11

• Často pozorujeme výraznou fenotypovou diskordanci nejen mezi rodiči a jejich potomky, ale dokonce mezi jednovaječnými dvojčaty.

• Velká variabilita způsobuje často obtíže při diagnostice.

Page 31: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Další syndromy, u nichž nalézáme mikrodeleci chromozomu 22q11:

• Velokardiofaciální syndrom

• syndrom Shprintzen

• syndrom Takao (Conotruncal anomaly face

syndrome)

• syndrom Kenny-Caffey

• Spolu s DGS řadíme všechny uvedené

syndromy do asociace CATCH22.

Page 32: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Asociace CATCH 22

Cleft palate

Cardiac defect

Abnormal face

Thymic aplasia

Hypocalcemia

Ca2+

Chromosome 22

Page 33: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

CATCH22

• V současnosti se

doporučuje název

„syndrom mikrodelece

chromozomu 22“.

Page 34: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Další mikrodeleční syndromy

• syndromy Prader-Willi / Angelman – delece 15q11-q13

• syndrom Williams-Beuren – delece 7q11.23

• syndrom Miller-Dieker (lisencefalie 1. typu) – delece 17p13.3

• syndrom Smith-Magenis – delece 17p11.2• syndrom Rubinstein-Taybi – delece

16p13.3• syndrom WAGR – delece 11p13

Page 35: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

A A

B BC CD D

A A

D D

B BC C

A A

B BC CD D

A AB B

C CD D

paracentrická inverze

pericentrická inverze

původní chromozom

invertovaný chromozom Inverze

Page 36: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Inverze chromozomu 10

Page 37: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

delece koncových segmentů

původní chromozom

kruhový chromozom

místo spojení p- a q-ramének

Kruhový chromozom (ring)

Page 38: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Kruhový chromozom 7

Page 39: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Kruhový chromozom 7- parciální karyotyp

Page 40: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Translokace

Page 41: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

tandemová translokace

reciproká translokace

robertsonská translokace

(centrická fúze)

Page 42: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Robertsonská translokace

= robertsonská fúze

= centrická fúze

Translokace dvou akrocentrických chromozomů, splynutí centromer.

derivovaný chromozom

Page 43: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Robertsonská translokace chromozomů 14 a 21

translokační forma Downova syndromu

der(14;21)

Page 44: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

46,XY,der(14;21)(q10;q10),+21starší zápis 46,XY,t(14;21)

Page 45: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Karyotyp matky

balancovaná robertsonská translokace chromozomů 14 a 21

Page 46: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

45,XX,der(14;21)(q10;q10)starší zápis 45,XX,t(14;21)

Page 47: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Riziko pro další těhotenství

Normální karyotyp

Přenašeč M. Down Trizomie 14

Monozomie 21

Monozomie 14

Prenatálně letálníTeoretické riziko 1/3 … 33%

Empirické riziko 8 – 10%

Chromozomová konstituce matky-přenašečky:

Page 48: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Izochromozomi(Xp)

i(Xq)

Normální rozdělení v anafázi Abnormální rozdělení –

vznik izochromozomů Xp a Xq

Page 49: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Fragilní místa• Nebarvitelné úseky na chromozomech• Nejde zpravidla o chromozomové

přestavby, ale o změnu na úrovni DNA (expanze repetitivních tripletových sekvencí)

• Často je lze vizualizovat jen za zvláštních kultivačních podmínek:– Např. folát senzitivní fragilní místa (lze zjistit

jen při kultivaci v médiu s nízkým obsahem folátu anebo s antagonisty folátu – tj. fluorodeoxyuridinem nebo metotrexátem)

Page 50: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom fragilního X

• Nejčastější příčina geneticky podmíněné mentální retardace u mužů.

• Gonozomově recesivní přenos – ženy jsou zpravidla přenašečkami bez výrazného postižení, mají však 50% pravděpodobnost, že jejich syn bude postižen tímto syndromem

Page 51: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Na chromozomu X je patrné fragilní místo v pruhu Xq27.3

• 46,Y,fra(Xq27.3)

• Vznik fragilního místa je podmíněn amplifikací tripletových repetititivních sekvencí v genu FMR1

• Mutace se v současnosti vyšetřuje většinou molekulárněbiologickými metodami.

Viz Klinická genetika I. – str. 95 – 94

Page 52: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

gen FMR1(CGG)n

n = 6 – 55 … normální počet repetitivních sekvencí

n = 55 – 200 … premutace bez klinické manifestace

n = více než 200 (většinou 200 – 500) ... plná mutace, postižený jedinec

5´ 3´

Fragilní místo FRAXA – Gen FMR1

Page 53: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Ukázky pacientů

Page 54: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II
Page 55: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Marker chromozomy

• SMCs (Small Marker Chromosomes)• Supernumerary chromosomes• Malé, nadpočetné chromozomy, jejichž

původ nelze běžnými cytogenetickými metodami identifikovat

• Fenotyp může ale nemusí být ovlivněn – záleží na rozsahu markeru.

• Původ markeru lze identifikovat jen molekulárně cytogeneticky.

Page 56: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

47,XY,+mar

Page 57: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

47,XX,+mar

Page 58: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Na shledanou!

Page 59: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Další mikrodeleční syndromy

Page 60: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndromy Prader-Willi/Angelman

incidence cca 1/10000 – 20000

Zpět k hlavní prezentaci

Page 61: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndromy Prader-Willi/Angelman klinický obraz

PWS• lehká až střední

mentální retardace

• hypogonadismus

• hypotonie

• hyperfagie, obezita

• malá postava, krátké končetiny

AS• těžká mentální

retardace

• opoždění řeči

• cerebelární syndrom

• ataktická chůze

• neadekvátní smíchZpět k hlavní prezentaci

Page 62: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom Prader-Willi

Page 63: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Prader-Willi syndrom – facies

Page 64: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Prader-Willi syndrom

Page 65: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom Angelman

Page 66: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Ritratto di fanciullo con disegno(dítě s obrázkem)

Giovanni Francesco Caroto (1480-1555)

• Anglický lékař Dr. Harry

Angelman popsal

Angelmanův syndrom v roce

1965.

• Inspirací k pojmenování

„puppet children“ (eventuálně

„happy puppet children“) mu

byl obraz, který spatřil při své

návštěvě Castelvechio

Museum ve Veroně.

Page 67: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Chromozom 15

U syndromů Prader-Willi i

Angelman je nejčastějším

nálezem mikrodelece pruhů

q11-q13 na chromozomu 15

15q11-q13 (q12)

Zpět k hlavní prezentaci

Page 68: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Cytogenetické a molekulárněgenetické nálezy u

syndromů Prader-Willi/AngelmanAS

• 70% mikrodelece 15q11-q13

• 10-15% jiné mutace genu UBE3A

• 3-5% uniparentální dizomie

• 2-5% mutace imprintingového centra

PWS• 70% mikrodelece

15q11-q13• 25-28% uniparentální

dizomie • 2-5% mutace

imprintingového centra

Page 69: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Chromozom 15 – pruh q11-q13kritický region (PWACR)

AS region

UBE3A

PW region

SNRPN

PW Region

Zpět k hlavní prezentaci

Page 70: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

MP

PWCR

ASCR

PWCR

ASCR

Paternální chromozom

Maternální chromozom

Úsek PWCR je funkční;

úsek ASCR je inaktivován methylací.

Úsek PWCR je inaktivován methylací.;

úsek ASCR je funkční

Paternální a maternální imprinting

Page 71: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

syndrom Prader-Willi Angelman

P PM M

M PM P

PWCR

ASCR

PWCR

ASCR

PWCR

ASCR

PWCR

ASCR

PWCR

ASCR

PWCR

ASCR

Del

ečn

í fo

rmy

Un

ipar

entá

lní

diz

om

ie (

UP

D)

Page 72: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Imprinting

• Stav, kdy dochází k odlišné expresi alel v

závislosti na jejich rodičovském původu.

• U syndromů Prader-Willi, resp. Angelman

závisí na tom, zda jedinec získá

deletovaný chromozom 15 od otce nebo

od matky.

Page 73: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Cytogenetické a molekulárněgenetické nálezy u syndromů Prader-Willi/Angelman

AS• 70% mikrodelece

15q11-q13• 10-15% jiné mutace

genu UBE3A• 3-5% uniparentální

dizomie • 2-5% mutace

imprintingového centra

PWS• 70% mikrodelece

15q11-q13• 25-28% uniparentální

dizomie • 2-5% mutace

imprintingového centra

Zpět k hlavní prezentaci

Page 74: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom Williams-Beuren

Zpět k hlavní prezentaci

Page 75: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom Williams-Beuren• irides stellatae

• hypertelorismus

• otevřená ústa, silné rty

• abnormální dentice

• supravalvulární aortální

stenóza

• hyperkalcémie,

hypoparathyreoidismus

• psychomotorická retardace

• mikrodelece chromozomu

7q11.23 (geny ELN, LIMK1)„elfin face“

Page 76: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom Williams-Beuren

Molekulárně cytogeneticky lze

mikrodeleci chromozomu

7q11.23 prokázat u 95% pacientů s typickými projevy

WBS.

Zpět k hlavní prezentaci

Page 77: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom WAGR

• Wilmsův tumor (nefroblastom)

• Aniridie (chybění duhovky)

• Growth and mental retardation = růstová a mentální retardace

• V některých případech zjišťujeme mikrodeleci chromozomu 11p13 (gen WT1), eventuálně 11p15 (gen WT2)

Zpět k hlavní prezentaci

Page 78: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Syndrom WAGR

Zpět k hlavní prezentaci

Page 79: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Uniparentální dizomie (UPD)

• Stav, kdy oba homology určitého

chromozomu pocházejí od stejného

rodiče.

• Rozlišujeme:

– Maternální UPD

– Paternální UPD

Page 80: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Možné způsoby vzniku UPDg

ame

tyzy

go

ta

normální

em

bry

o

UPD

trisomy rescue

Page 81: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Uniparentální dizomie

• Izodizomie – dvě stejné kopie

chromozomu

• Heterodizomie – přítomny oba

homologické chromozomy od

jediného rodiče

Možný vznik izodizomie

Page 82: Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

Zpět k prezentaci PW/AS

Zpět k hlavní prezentaci


Recommended