Κυτταρογενετική Ι 22.03.2019 Πεφάνη Δάφνη Επίκουρη καθηγήτρια, Εργαστήριο Βιολογίας
Κυτταρογενετική Η μελέτη της δομής των χρωμοσωμάτων και της κληρονόμησης τους Αντικείμενο: Χρωμοσωμικές ανωμαλίες- δομή και αριθμός Εφαρμογή της παραπάνω γνώσης στην ιατρική γενετική
Κλινικές ενδείξεις για χρωμοσωμική ανάλυση -Προβλήματα σε πρώιμη αύξηση & ανάπτυξη -Γέννηση νεκρού εμβρύου/νεογνικός θάνατος -Προβλήματα γονιμότητας -Οικογενειακό ιστορικό -Νεοπλασίες -Εγκυμοσύνη σε γυναίκες προχωρημένης ηλικίας
Μεταφασικά χρωμοσώματα -Αποτελείται από 2 χρωματίδες οι οποίες συνδέονται στο κεντρομέρος -Κάθε χρωματίδα αποτελείται από μια διπλή έλικα DNA -To κεντρομέρος παίζει σημαντικό ρόλο στη κυτταρική διαίρεση γιατί είναι το σημείο πρόσδεσης των ινών της ατράκου
Δομή χρωμοσωμάτων -Ανάλογα με τη θέση του κεντρομέρους τα χρωμοσώματα διακρίνονται σε: -Μετακεντρικά- το κεντρομέρες βρίσκεται στη μέση, q/p=1 -Υπομετακεντρικά (κεντομερές σε έκκεντρη θέση -Ακροκεντρικά (κεντρομερές κοντα στο άκρο)
Καρυότυπος Η απεικόνιση των μεταφασικών χρωμοσωμάτων με βάση το μέγεθος και τη θέση του κεντρομέρους τους. Από τον καρυότυπο εξάγονται ποσοτικά και ποιοτικά δεδομένα
Καρυότυπος
Τεχνικές χρώσης Ζωνώσεις G (χρώση Giemsa): - Παράγει μια σειρά από σκουρόχρωμες και ανοιχτόχρωμες ζώνες (G) οι οποίες είναι χαρακτηριστικές για κάθε καρυότυπο - Η χρώση είναι ειδική για περιοχές του DNA που περιέχουν μεγάλη αναλογία σε Α-Τ
Τεχνικές χρώσης Ζωνώσεις G
Τεχνικές χρώσης Ζωνώσεις R (χρώση Giemsa μετά από θερμική κατεργασία των χρωμοσωμάτων): -Αντίστροφο πρότυπο σε σχέση με τις ζωνώσεις -Οι φωτεινές ζώνες G αντιστοιχούν σε σκουρόχρωμες ζώνες R -Oι έντονες ζωνώσεις αντιστοιχούν σε περιοχές πλούσιες σε C-G.
Τεχνικές χρώσης Ζωνώσεις Q (Quinacrine): -Φθορίζουσα χρωστική (κινακρίνη) -Η μελέτη των χρωμοσωμάτων γίνεται με μικροσκόπιο φθορισμού -Το πρότυπο είναι παρόμοιο με αυτό που προκύπτει από χρώση με Giemsa
Ταυτοποίηση των χρωμοσωμάτων Μέγεθος Θέση κεντρομέρους Πρότυπο ζωνώσεων
Σύνδρομο του εύθραυστου Χ
In situ υβριδοποίηση με φθορισμό Αλληλουχία σημασμένη με φθορίζουσα χρωστική που υβριδοποιείται στο ομόλογο χρωμόσωμα Η υβριδοποίηση γίνεται ορατή με μικροσκόπιο φθορισμού Χρησιμοποιείται για την ανίχνευση αριθμητικών και δομικών χρωμοσωμικών ανωμαλιών
In situ υβριδοποίηση με φθορισμό Φασματικός καρυότυπος (SKY FISH):Χρήση 24 διαφορετικών ανιχνευτών χρωμάτων σημασμένων με διαφορετικό συνδυασμό χρωστικών ειδικών για το κάθε ανθρώπινο χρωμόσωμα
Επιλογή κυττάρων -Κύτταρα τα οποία 1) απομονώνεται εύκολα 2) αναπτύσσονται και διαιρούνται γρήγορα Λευκά αιμοσφαίρια: από περιφερικό αίμα Ινοβλάστες : από βιοψία δέρματος -Προγεννητική ανάλυση Εμβρυικά κύτταρα από αμνιακό υγρό ή από βιοψία χορειακών λαχνών
Ενδείξεις για προγεννητικό έλεγχο -Προβλήματα κατά την πρώιμη αύξηση και ανάπτυξη -Προχωρημένη ηλικία της μητέρας (> 35 ετών) -Προγενέστερο παιδί με χρωμοσωμική ανωμαλία -Δομική χρωμοσωμική ανωμαλία σε έναν από τους 2 γονείς -Οικογενειακό ιστορικό γενετικής ατέλειας η οποία μπορεί να διαγνωσθεί με ανάλυση DNA
Προγεννητικός έλεγχος Αμνιοπαρακέντηση: Διακοιλιακή λήψη δείγματος αμνιακού υγρού με σύριγγα μεταξύ 14 ης -17 ης εβδομάδας Δειγματοληψία χοριακών λαχνών: Αναρρόφηση εμβρυικού τροφοβλαστικού ιστού από την περιοχή των λαχνών του χορίου από την 9 η εβδομάδα Απομόνωση ελευθέρου εμβρυικού DNA από το περιφερικό αίμα της μητέρας: από την 7 η εβδομάδα
Χρωμοσωμικές ανωμάλίες
Δομικές χρωμοσωμικές ανωμάλίες Δομικές αναδιατάξεις που οφείλονται σε θράυση των χρωμοσωμάτων ή άνισο επιχιασμό κατά την μείωση -Ισοζυγισμένες: Τα χρωμοσώματα στο σύνολό τους περιλαμβάνουν τη σωστή ποσότητα γενετικού υλικού -Μη ισοζυγισμένες:περισσότερο ή λιγότερο γενετικό υλικό σε σχέση με το φυσιολογικό
Δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες Μη ισοζυγισμένες αναδιατάξεις Ισοζυγισμένες αναδιατάξεις
Μείωση
Επιχιασμός Ανταλλαγή ομόλογων κλασμάτων μεταξύ πατρικών και μητρικών ομολόγων χρωμοσωμάτων κατά την πρόφαση της 1 ης μειωτικής διαίρεσης
Επιχιασμός Οι ανασυνδιασμένες χρωματίδες περιέχουν γενετικό υλικό από κάθε γονέα με αποτέλεσμα να φέρουν καινούργιους γενετικούς συνδυασμούς
Δομικές Χρωμοσωμικές ανωμαλίες
Έλλειψη
Διπλασιασμός
Ο άνισος επιχιασμός οδηγεί σε έλλειψης και διπλασιασμούς
Σύνδρομο cri du chat Γονίδια σε αυτή την περιοχή που πιθανώς ευθύνονται για το φαινότυπο: SEMA5A, CTNND2, htert
Σύνδρομο Charcot Marie Tooth
Επιπτώσεις Μεταθέσεις
Σχηματισμός γαμετών σε φορείς μεταθέσεων ισοζυγισμένη Μη ισοζυγισμένη Μη ισοζυγισμένη
Χρωμόσωμα Philadelphia-Χρόνια Μυελογενής Λευχαιμία
Αναστροφή
Αναστροφή Προκύπτει από τη θραύση ενός χρωμοσώματος και εν συνεχεία την ανασύσταση του με ανεστραμμένο το τμήμα μεταξύ των δύο σημείων θραύσης
Αναστροφή Σχηματισμός βρόγχου κατά τη μείωση Ι στους φορείς μεταστροφών μπορεί να οδηγήσει σε μη ισοζυγισμένους γαμέτες που υπάρχει και διπλασιασμός και έλλειψη ταυτόχρονα
Δημιουργία γαμετών σε φορέα παρακεντρικής αναστροφής Ισοζυγισμένα και μη ισοζυγισμένα άκεντρα ή δικεντρικά χρωμοσώματα
Δημιουργία γαμετών σε φορέα περικεντρικής αναστροφής Οι μη ισοζυγισμένοι γαμέτες φέρουν ελλείματα και διπλασιασμούς ταυτόχρονα Τα διπλασιασμένα και ελλειμματικά τμήματα είναι αυτά που βρίσκονται μακριά από το σημείο αναστροφής
Απόγονος φορέα περικεντρικής αναστροφής
Δακτυλιοειδή χρωμοσώματα
Δακτυλιοειδή χρωμοσώματα
Ισοχρωμοσώματα Ο μικρός βραχίονας απουσιάζει και έχει διπλασιαστεί ο μεγάλος βραχίονας Ένα άτομο που με 46 χρωμοσώματα που φέρει ισοχρωμόσωμα θα έχει 3 αντίγραφα του γενετικού υλικού του ενός βραχίονα και 1 αντίγραφο του γενετεικού υλικού του άλλου Προκύπτουν από ανώμαλη διαίρεση διαμέσου του κεντρομέρους κατά τη μείωση ΙΙ ή ανταλλαγή μεταξύ του ενός βραχίονα ενός χρωμοσώματος και του ομολόγου του στη γειτονική περιοχή του κεντρομέρους (χρωμόσωμα με 2 κεντρομέρη). Ισοχρωμόσωμα του μεγάλου βραχίωνα του χρωμοσώματος Χ- φαινότυπο συνδρόμου Turner.
Γονιδιάκό εντύπωμα Η συμβολή του μητρικού και του πατρικού γονιδιώματος των αυτοσωμάτων στους απογόνους δεν είναι ισότιμη για όλα τα γονίδια. Μερικά αυτοσωμικά γονίδια κληρονομούνται "αποσιωποιημένα" από έναν από τους δύο γονείς και "ενεργοποιημένα" από τον άλλον Το φαινόμενο αυτό λέγεται «εντύπωμα» Έτσι ο οργανισμός είναι πρακτικά ημι-ζυγωτικός για τα εντυπωμένα γονίδια.
Γονιδιάκό εντύπωμα Επιγενετικές τροποποιήσεις που λαμβάνουν χώρα κατά τη γαματογένεση οδηγούν στην απενεργοποιήση της έκφρασης του μητρικόυ ή του πατρικού αλληλομόρφου Πρόκειται για μια αναπτυξιακή διαδικασία
Ο εμβρυϊκός καρκίνος των νεφρών (Wilm s tumor) O καρκίνος αυτός συνδέεται με τον τόπο IGF2/H19 στο χρωμόσωμα 11. Το Η19 είναι ένα μη μεταφραζόμενο RNA αγνώστου λειτουργίας που καταστέλλει την ανάπτυξη. Το IGF2 (insulin-like growth factor 2) είναι ένας αναπτυξιακός παράγοντας που υπερεκφράζεται σε πολλούς τύπους καρκίνων.