Karyologie
Typy chromosomů A – telocentrický B – akrocentrický C – submetacentrický D – metacentrický Člověk nemá typ telocentrický!
Chromosom chromosom telomera
jádro
centomera
telomera buňka
histony
dvoušroubovice DNA
páry bazí
Koncové části lineárních chromosomů - telomery
Koncová oblast chromosomu – tandemové repetitivní sekvence telomer
TCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AA 5' AGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TT 3'
Dvoušroubovice DNA
Chromosomy 7 skupin - dle velikosti a morfologie 22 párů homologních chromosomů - autosomů pár pohlavních chromosomů - gonosomů
Karyotyp člověka Skupina
Chromosomy
Tvar a velikost
A
1–3
veliký metacentrický
B
4–5
veliký submetacentrický
C
6 – 12 (+X)
stř. submetacentrický
D
13 – 15
stř. akrocentrický
E
16 – 18
malý submetacentrický
F
19 – 20
malý metacentrický
G
21, 22, Y
malý akrocentický
G - pruhování
Barveno Giemsou po reakci metafázických chromosomů s trypsinem
Chromosomální aberace Numerické (změny v počtu chromosomů) aneuploidie - změny počtu jednotlivých chromosomů – monosomie – trisomie polyploidie - změny počtu celých chromosomálních sad – triploidie – tetraploidie Strukturní (přestavby částí chromosomů) – nebalancované – balancované
Chromosomální aberace - strukturní
Nebalancované: např. duplikace, delece, ring chromosom, izochromosom Balancované: např. inverze, translokace
DELECE INTERSTICIÁLNÍ
DELECE TERMINÁLNÍ
RING CHROMOSOM
ISOCHROMOSOM
INVERZE
paracentrická
pericentrická
RECIPROKÁ TRANSLOKACE
ROBERTSONOVA TRANSLOKACE
Syndrom Cri du Chat („kočičího křiku“) 46, XX,del(5p) nebo 46,XY,del (5p)
mikrocefalie, těžká tělesná a mentální retardace, kulatý „měsícovitý“ obličej (v dětství), hypoplasie laryngu vysoký pronikavý pláč (jako mňoukání kočky)
Prader- Williho syndrom – mikrodelece / imprinting 46,XY,del(15;q11-13)pat
NOVOROZENCI, KOJENCI: těžká hypotonie, neprospívání, opoždění vývoje, faciální dysmorfie POZDĚJI: mentální retardace, polyfagie – těžká obezita s následky (Diabetes mellitus, poruchy oběhu, nespavost,…), hypogenitalismus, poruchy chování
Angelmanův syndrom - mikrodelece / imprinting 46,XX,del(15;q11-13)mat
Těžká mentální retardace, chybějící vývoj řeči, nemotivované záchvaty smíchu, „škubavé“ pohyby končetin, toporná chůze, syndrom „happy puppet“
Angelman / Prader-Willy syndrom - mikrodelece / imprinting
Downův syndrom – translokační forma Translokační forma - Robertsonova translokace (4-5%) 46,XY,der(14;21),+21
Translokační forma Downova syndromu 45,XY,der(14;21) 21
14
21
21 14
14
14
21
14
21 21
14
14
14
21
46,XX
NORMA
M.DOWN BALANCOVANÁ 33,3% TRANSLOKACE
LETÁLNÍ
21
Translokační forma Downova syndromu Riziko: teoretické 100%, empirické 100% 21
GAMETA (II. rodič)
46,XX
LETÁLNÍ 21
21
45,XX(XY),-21 (MONOSOMIE)
21 21
45,XY,der(21;21)
MEIÓZA
21
GAMETA (I. rodič)
21 21
21
ZYGOTA (PLOD)
M.DOWN 46,XX(XY),der(21;21),+21 (TRISOMIE) FENOTYP KARYOTYP
DOWNŮV SYNDROM PROBAND 47,XX/ 46,XX/
RODIČE
Y,+21
46,XX/
Y,der(21;21),+21
45,XX/
RIZIKO
Y
46,XX/
Y
46,XX/
,der(21;21)
> než populační Y
závisí na věku matky 100% TEORETICKÉ
Y
100% EMPIRICKÉ
46,XX/Y,der(D;21),+21 46,XX/Y+21,der(21;22)
45,XX/Y ,der(D;21) 45,XX/Y ,der(21;22)
46,XX/Y
33,3% TEORETICKÉ EMPIRICKÉ: cca 5% - nositel otec cca 15% - nositelka matka
46,XX/Y,der(D;21),+21 46,XX/Y,+21,der(21;G)
46,XX/Y
46,XX/Y
NOVÁ MUTACE NONPATERNITA
46,XX/Y
MOZAIKA – závisí na zastoupení linií aberovaných a normálních buněk
47,XX/Y,+21
47,XX/Y,+21/46,XX/Y
Turnerův syndrom – deleční forma
46,X,del(Xp)
Numerické chromosomální aberace ANEUPLOIDIE Meióza – porucha rozchodu chromosomů nebo chromatid → nondisjunkce Normální průběh anafáze I. a II. meiózy
Anafáze I –rozchod homologních chromosomů
Anafáze II –rozchod sesterských chromatid
Chromosomální aberace numerické Numerické (změny v počtu chromosomů) aneuploidie - týká se změn v počtu jednotlivých chromosomů – monosomie – trisomie Nondisjunkce –1. meiotické dělení
Nondisjunkce –2. meiotické dělení
Chromosomální aberace numerické Odchylky v počtu autosomů Syndromy: Downův Edwardsův Patauův
(47,XX/Y, +21) (47,XX/Y, +18) (47, XX/Y, +13)
Downův syndrom Incidence 1: 600-800 při narození: hypotonie, šikmé oční štěrbiny, nucheální řasa, anomálie uší, ploché záhlaví, palmární rýha, epikantus (vnitřní koutek), srdeční vady, vady dalších orgánů fenotyp starších jedinců: mentální retardace, makroglosie, hypogenitalismus ♂, porucha dentice, krátké, široké ruce, brachydaktylie, poruchy imunity, vyšší riziko nádorových onemocnění (leukémie)
EPICANTUS
Pataův syndrom Incidence 1:10 000 těžká psychomotorická retardace, srdeční vady, mikrocefalie, anomálie ušních boltců, mikroftalmie, polydaktylie, anomálie ledvin, rozštěpové vady rtu a patra
Edwardsův syndrom Incidence 1: 5000 těžká psychomotorická retardace, srdeční vady, anomálie ušních, boltců, hypoplázie nehtů, překřížení prstů HK i DK, mikrognacie, prominující záhlaví, pedes equinovares, mikrocefalie
Chromosomální aberace - numerické
Odchylky v počtu gonosomů Syndromy: Turnerův 45, X Klinefelterův 47, XXY s. „Dvou Y“ (supermale) 47, XYY s. „Tří X“ (superfemale) 47, XXX
Turnerův syndrom 45, X Incidence 1:2 500 – 4000 Malý vzrůst – možnost hormonální terapie, gonadální dysgeneze, primární amenorea, normální inteligence, krátký, široký krk (pterygium colli), nízká vlasová hranice, štítovitý hrudník, edémy na HK i DK (novorozenci)
Procvičení nondisjunkce – Turnerův syndrom (45,X)
gamety
Zygota - 45,X
Klinefelterův syndrom 47, XXY Incidence: 1: 1000 Vysoká postava, průměrná inteligence, psychosexuální orientace mužská, gynekomastie, hypoplázie testes, kryptorchismus, sterilita – azoospermie,
Superfemale 47, XXX Incidence 1:1000 Není charakteristický fenotyp, průměrná inteligence, normální sexuální vývoj, snížená fertilita (spontánní aborty), bez rizika chromosomálních aberací pro potomstvo, není vyšší výskyt vrozených vad Díky inaktivaci nadbytečných X chromosomů není dopad na fenotypový projev
Supermale 47, XYY Mohutnější vzrůst, vysoká postava Průměrná inteligence, Pohlavní vývoj normální plodnost normální, neuvádí se vyšší riziko chromosomálních aberací pro potomstvo Neprokázán narušený psychosociální vývoj dvojčata, vyšší 47, XYY
Vliv vzniku chromosomálních aberací na věku matky
chrom.aberace / 1000 narozených
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
věk matky (roky)
Downův syndrom
Chrom. aberace celkem
Metoda FISH (fluoresceční in situ hybridizace) Metoda FISH - spojení postupů klasické cytogenetiky a technologie molekulární genetiky Založena na schopnosti jednovláknové (denaturované) sondy DNA vázat se k cílové sekvenci (princip komplementarity) Použití pro vyšetření chromosomů v mitóze nebo v interfázi DNA sonda je předem označena některým fluorochromem (př. Texas Red, FITC, atd.) Je možné použít několik typů sond – centromerické, lokus-specifické, malovací, konkrétní sondu volíme podle indikace vyšetření Centromerické sondy: tvořeny -satelitními sekvencemi repetitivní DNA přítomné v oblasti centromery rychlá detekce numerických aberací, zejména v nedělících se buňkách Lokus-specifické sondy: váží se specificky na vybrané místo (lokus) na chromosomu stanovení některých strukturálních změn (mikrodeleční syndromy, specifické translokace u některých malignit atp.)
Metoda FISH (fluoresceční in situ hybridizace) Celochromosomové sondy (malovací) Připraveny jako směs fragmentů DNA konkrétního chromosomu Po jejich aplikaci dojde k “obarvení” celého chromosomu Používají se pro určení některých strukturálních aberací, jako jsou translokace, inserce nebo komplexní přestavby (hlavně v buňkách nádorů), a dále pro stanovení původu nadpočetných marker- nebo ring-chromosomů Tyto sondy vyžadují chromosomy v metafázi, pro interfázní jádra je nelze použít
Mnohobarevná malovací sonda – karyotyp nádor hyperdiploidní počet chromosomů + přestavby
Lokus-specifická interfázní sonda – nádor prsu Centromera 2x – zelený signál Protoonkogen Her-2/neu – červený signál → 2x ve zdravé tkáni; 6x v buňkách nádoru (amplifikace genu) (kóduje receptor pro epidermální růstový faktor s tyrosinkinázovou aktivitou)
