650 likes | 1.03k Views
Genetika, genomika, bioinformatika. Citogenetika I.-II. Dr. habil. Kőhidai László egyetemi docens Semmelweis Egyetem Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet Budapest. 2014. A kromoszóma története ban. Wilhelm Hofmeister A kromoszóma leírója 1848.
E N D
Genetika, genomika, bioinformatika Citogenetika I.-II. Dr. habil. Kőhidai László egyetemi docens Semmelweis Egyetem Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet Budapest 2014.
A kromoszóma története ban Wilhelm Hofmeister A kromoszóma leírója 1848 Wilhelm von Waldeyer A „kromoszóma” név tőle származik 1888
Metafázisos kromoszóma Kromoszóma Kihorgonyzás fehérjevázhoz Kromatinszál Szolenoid Nukleoszóma DNS helix Kondenzált kromatin nukleoszómák DNS Krsz. 1 (humán) DNS hossza 50 mm Krsz. hossza 3-4 mm 10.000 x kondenzálás
A kromoszómák alakja függ: • A fajtól • Az osztódás típusától (mitózis vagy meiózis) • Az osztódás fázisától (pl. profázis, metafázis stb.)
A kromoszóma rendellenességekkialakulása szempontjából kritikuspontok: •Szerkezeti rendellenességek: telomérák, kromoszóma törések •Számbeli rendellenességek: centromérák, kinetokor, mitotikus orsó
Számbeli kromoszóma mutációk • Egy vagy több kromoszóma hiánya vagy többlete • Az egész genom mérete módosul • Genom mutáció Típusai • Euploid – mindegyik krsz-ból azonos számú van • Aneuploid – bizonyos krsz. többlete vagy hiánya ld. monoszómia, triszómia , nulliszómia • Polyploid – adott krsz-szerelvény egészszámú többszöröse • Mixoploid
Non-diszjunkciók Mitotikus nondiszjunkció: súlyossági foka a bekövetkezés idejétől és az érintett sejttípustól függ Meiotikus nondiszjunkció: első meiotikus osztódáskor (70%) – mind a 4 utódsejt érintett második meiotikus osztódáskor (30%) – az utódsejtek fele érintett
Számbeli kromoszóma mutációk kialakulásának okai • Non-diszjunkció Súlyossági foka a bekövetkezés idejétől és az érintett sejttípustól függ
triszómia n + 1 monoszómia n - 1 Nondiszjunkció fajtái Mitotikus – karai formái sok szövetet érintenek, súlyosabbak Meiotikus – Meiosis I. (70%) Meiosis II. (30%)
n+1 n+1 n n Meiosis I. n-1 n-1 Meiosis II. n+1 n-1
Down szindróma • 21-es krsz triszómia • Epicantus • Macroglossia • Alacsony IQ • Négyujjas barázda • Szívhibák • Fülkagyló • Holdvilág arc
Down szindróma incidenciája / szülés Anya életkora (év) Az anya életkora és a Down szindróma gyakorisága 1 : 650 Non-diszjunkció (1% Transzlokáció, Centrikus fúzió)
Patau szindróma • 13-as krsz. triszómia • nyúlajak • microphtalmia • polydactilia • 4-ujjas barázda 1 : 5000 65% Meiosis I. 90% letalitás / 1 év
Edwards szindróma • 18-as krsz. triszómia • micrognatia • kisujj x mutatóujj • nyakszirtcsont domború 1 : 3000 95% Meiosis I. 90% letalitás / 1 év
Szex-kromoszómákat érintő számbeli mutációk / szindrómák XO Turner 1/2500 nő XXY Klinefelter 1/850 ffi XXX „Szupernő” 1/1250 nő XYY XYY 1/950 ffi
Turner szindr.
Alacsony testmagasság Jellegzetes arcvonások Mélyen lenőtt haj Redőbe fogható bőr Aorta- Szűkület Gyengén fejlett emlők Mellkas deformitás Távol álló mellbimbók Könyök deformitás Rövid IV. metacarpus Csíkgonád Gyengén fejlett nemi szervek Kicsi Körmök Barna foltok a bőrön Mewnstruáció hiánya Turner szindróma (X0)
Turner szindróma (X0) 45 X0 46 XX
Klinefelter szindróma Magas test Homloki kopaszodás hiánya Enyhén nőies fizikum Gyenge arcszőrzet Alacsonyabb IQ Mellkasi szőrzet hiánya Nőies mellek (30%) Osteoporosis (csontritkulás) Nőies fanszőrzet Kis méretű herék
magasság IQ XY ffiak 4096 187,1 43.7 Bűntetett előélet - 3715 187.1 44.5 + 381 (9.3%) 186.7 35.5 XYY ffiak 12 190.8 29.7 Büntetett előélet - 7 191.3 31.6 + 5 (33.3%) 190.2 27.0 XXY ffiak 16 189.8 28.4
A mozaicizmus két vagytöbb azonos eredetű sejtvonal léte ugyanabban a szervezetben • a kromoszóma mozaikosság hibás -barázdálódási vagy későbbi mitotikus - osztódások eredménye • a gén(allél) mozaikosság ugyanannak a szövetnek a sejtjeiben bekövetkező mutációk eredménye – pl. barna foltos kék szem • a funkcionális mozaikosság az X inaktiváció eredménye lehet
Generalizáltan Embryoban Placentában Nincs mozaicizmus Mozaikosság kialakulása (1)
Az X krsz. random inaktiválódása Calico macska
Kimérizmus A kimérizmus két vagy több különböző eredetű sejtvonal egy szervezeten belüli előfordulása, létrejöhet: • természetes okokból – pl. vércsoport kimérizmus kétpetéjű ikrekben • genetikai manipuláció eredményeként - pl. transzgenikus állatok különböző fajokból származógénekkel
Kromoszóma instabilitás • Nagy számú kromoszóma törés • A testvér kromatida kicserélődések (SCE) nagy gyakorisága • Magasabb a daganatképződés kockázata • DNS reparációs hibák
Bloom szindróma • Teleangiectasia erythema • Fényérzékenység • Bőrfertőzések • Gyakori tumorok. Mikronukleusz SCE
Számbeli kromoszóma rendellenességek • Euploid – minden krsz.-ból ugyanannyi van jelen a sejtekben • Poliploid - a haploid krsz.-szám egészszámú többszöröse van jelen a sejtekben - állatban/emberben ez letális - kivétel egyes sejtcsoportok ld. csontvelő • Aneuploid – bizonyos krsz. hiánya vagy többlete - oka: non-diszjunkció v. anafázis késés
Elvész Átrendeződik A genetikai állomány mennyisége nem változik Enyhe tünetek: Az érintett személyéletképes és ált. normális fenotípusú:Kiegyensúlyozott hordozók Súlyos tünetek, (gyakran letális) Kiegyensúlyozatlan betegek Szerkezeti kromoszóma rendellenességek 1-3 törés
Deléció • A kromoszóma egy darabja elvész • Deléciós térképezés • Intersticiális deléció - Prader-Willi; Angelmann szindrómák del15(q11-13) Williams szindróma • Terminális deléció - esetében a telomer is elvész – súlyosabb tünetek Cri du chat szindróma
Prader-Willi és Angelmann szindrómák • Súlyos mentális retard. • Nehezített beszéd • Nevető rohamok • Alacsony testmag. • Obesitas • Kicsi kezek • Alacsony RR • Mentális retard. Ok: 70% deléció az apai 15. Krsz-án 25% anyai UPD 5% mutáció Ok: 70% deléció az anyai 15. Krsz.-án 7% apai UPD Gyakoriság: 1-29.000-52.000 szülés
Williams szindróma Érintett szervek: Szív és érrendszer Vesék Váziromzat Fogazat Szellemi kapacitás Gyakoriság: 1: 10.000 szülés
Williams szindróma: 7 krsz. mikrodeléció Érintett gének: elasztin gén és LIM-kináz génje
Cri du chat szindróma del(5p-) („macskanyávogás) Gyakoriság: 1 : 20.000 -50.000 szülés
Egyenlőtlen crossing over DELÉCIÓ
pszeudodominancia Deléció következménye Dózis érzékeny gén - haploinszufficiencia Loss of heterozygocity (LOH)
Inzerció • A kromoszómák egyes darabjai új helyre történő integrálásának alapvető mechanizmusa • Számos kromoszómamutáció e mechanizmuson alapszik • A lehetőségek száma elvben szinte korlátlan
Duplikáció Ok: Egyenlőtlen crossing over Replikációs hiba Géntérképezésre alkalmas