Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

6,357 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
6,357
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
385
Actions
Shares
0
Downloads
50
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Biologie pro bakaláře - Cytogenetika II

  1. 1. Cytogenetika II.
  2. 2. Klidný advent a radostné Vánoce přeje E.K.
  3. 3. Strukturní chromozomové aberace
  4. 4. Strukturní chromozomové aberace <ul><li>Změny struktury chromozomů </li></ul><ul><li>Karyotyp pacienta může, ale nemusí mít normální počet chromozomů – některé strukturní aberace souvisí s numerickými aberacemi. </li></ul><ul><li>Strukturní aberace je třeba odlišit od variant, které zpravidla nepředstavují riziko pro pacienta ani pro jeho potomstvo. </li></ul>
  5. 5. Rozdělení strukturních aberací <ul><li>Podle původu </li></ul><ul><li>Podle počtu chromozomů </li></ul><ul><li>Podle toho, zda bylo nebo nebylo změněno množství genetického materiálu </li></ul>
  6. 6. Podle původu <ul><li>Primární </li></ul><ul><li>Sekundární </li></ul>zlom translokace reparace
  7. 7. Podle počtu změněných chromozomů <ul><li>Intrachromozomové </li></ul><ul><ul><li>V rámci 1 chromozomu </li></ul></ul><ul><li>Interchromozomové </li></ul><ul><ul><li>V rámci 2 i více chromozomů </li></ul></ul>např. delece např. translokace
  8. 8. Podle toho, zda bylo nebo nebylo změněno množství genetického materiálu <ul><li>Balancované </li></ul><ul><ul><li>zpravidla normální fenotyp </li></ul></ul><ul><ul><li>nebezpečí postižení potomstva </li></ul></ul><ul><li>Nebalancované </li></ul><ul><ul><li>parciální monozomie, parciální trizomie atd. </li></ul></ul><ul><ul><li>většinou abnormální fenotyp </li></ul></ul>např. reciproká translokace např. nereciproká translokace: parciální trizomie parciální monozomie
  9. 9. Vznik strukturních aberací <ul><li>Při reparaci chromozomových zlomů – interchromozomové přestavby většího rozsahu </li></ul><ul><li>Následkem nerovnoměrného crossing-overu – intrachromozomové přestavby malého rozsahu – mikrodeleční syndromy, eventuálně translokace X;Y </li></ul><ul><li>Blíže viz skripta Klinická cytogenetika I. – kapitola 12, str. 79 – 83 </li></ul>
  10. 10. Jednochromatidový a dvouchromatidový zlom G 1 -fáze G 2 -fáze Metafáze jednochromatidový zlom dvouchromatidový (chromozomový) zlom klastogen klastogen
  11. 11. normální reparovaný chromozom reciproká translokace chromozomů dicentrický chromozom (vzniká translokací dvou částí chromozomů obsahujících centromeru, acentrické fragmenty zpravidla zanikají) reparace reparace reparace
  12. 12. Zlomy a další strukturní přestavby gap zlom triradiál kvadriradiál chromatidový zlom dvouchromatidový (chromozomový) zlom
  13. 13. Vznik kvadriradiálu kvadriradiál reparace
  14. 14. Vznik strukturních aberací <ul><li>Při reparaci chromozomových zlomů – interchromozomové přestavby většího rozsahu </li></ul><ul><li>Následkem nerovnoměrného crossing-overu – intrachromozomové přestavby malého rozsahu </li></ul><ul><ul><li>kryptické (submikroskopické) přestavby </li></ul></ul><ul><ul><li>Mikrodeleční, resp. mikroamplifikační syndromy, eventuálně translokace X;Y </li></ul></ul>
  15. 15. Crossing-over párování homologických chromozomů (bivalent) crossing-over chromozomy s rekombinovanými chromatidami
  16. 16. A B C D A B B C D A B C D A B B C D A B C D duplikace delece nerovnoměrný crossing-over v profázi prvního meiotického dělení závěr prvního meiotického dělení závěr druhého meiot. dělení chromozom s duplikací deletovaný chromozom A B C D A B C D A B C D A B C D A C D A B C D A C D
  17. 17. Nerovnoměrný crossing-over 22 22 del(22q11) dup(22q11) syndrom DiGeorge syndrom cat-eye normální normální
  18. 18. Základní typy strukturních chromozomových aberací
  19. 19. Delece 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
  20. 20. Syndrom cri du chat cat cry syndrom syndrom kočičího křiku
  21. 21. Terminální delece krátkých ramének chromozomu 5 46,XY,del(5)(p15.2) zjednodušený zápis: 46,XY,del(5p)
  22. 22. Mikrodeleční syndromy
  23. 23. Mikrodeleční syndromy <ul><li>Patří k nejčastějším syndromům způsobeným chromozomovými aberacemi (průměrná incidence 1/10000 novorozenců) </li></ul><ul><li>Podkladem jsou většinou tzv. submikroskopické neboli kryptické aberace. </li></ul><ul><li>Contiguous gene syndromes (syndromy sousedících genů) </li></ul><ul><li>U většiny se projevuje výrazná variabilita fenotypových projevů, mikrodelece chromozomů není u všech pacientů prokazatelná. </li></ul>
  24. 24. Syndrom DiGeorge
  25. 25. Syndrom DiGeorge <ul><li>vrozená srdeční vada </li></ul><ul><li>nízká hladina ionizovaného vápníku v krvi (hypokalcémie) </li></ul><ul><li>aplázie, popř. hypoplázie thymu – v některých případech vede k defektu imunity </li></ul><ul><li>rozštěp patra, popř. gotické patro </li></ul><ul><li>abnormální obličejové rysy </li></ul>
  26. 26. Syndrom DiGeorge - facies
  27. 27. Syndrom DiGeorge – typické znaky Nejčastějším molekulárně cytogenetickým nálezem je mikrodelece dlouhých ramének chromozomu 22 (22q11.2). hypertelorismus mikromandibula níže nasedající dysplastický ušní boltec „ antimongoloidní“ směr očních štěrbin 22 del(22)(q11)
  28. 28. Mikrodelece chromozomu 22q11 <ul><li>Má značně variabilní fenotyp. </li></ul><ul><li>Vyskytuje u 1/4000 novorozenců. </li></ul><ul><li>Mikrodeleci 22q11 lze u 90% pacientů s charakteristickým fenotypem prokázat metodou hybridizace in situ . </li></ul>Ukázky jiných pacientů s mikrodelecí chromozomu 22q11.
  29. 29. Mikrodelece chromozomu 22q11 <ul><li>U 10% pacientů prokazujeme mikrodeleci také u jednoho z rodičů. </li></ul><ul><li>Proto provádíme i jejich molekulárně cytogenetické vyšetření. </li></ul>Matka pacientky s prokázanou mikrodelecí chromozomu 22q11. Nemá srdeční vadu ani defekt imunity, pouze v dětství prodělala operaci rozštěpu patra.
  30. 30. Familiární výskyt mikrodelece chromozomu 22q11 <ul><li>Často pozorujeme výraznou fenotypovou diskordanci nejen mezi rodiči a jejich potomky, ale dokonce mezi jednovaječnými dvojčaty. </li></ul><ul><li>Velká variabilita způsobuje často obtíže při diagnostice. </li></ul>
  31. 31. Další syndromy, u nichž nalézáme mikrodeleci chromozomu 22q11: <ul><li>Velokardiofaciální syndrom </li></ul><ul><li>syndrom Shprintzen </li></ul><ul><li>syndrom Takao (Conotruncal anomaly face syndrome) </li></ul><ul><li>syndrom Kenny-Caffey </li></ul><ul><li>Spolu s DGS řadíme všechny uvedené syndromy do asociace CATCH22. </li></ul>
  32. 32. Asociace CATCH 22 Cleft palate Cardiac defect Abnormal face Thymic aplasia Hypocalcemia Ca 2+ Chromosome 22
  33. 33. CATCH22 <ul><li>V současnosti se doporučuje název „syndrom mikrodelece chromozomu 22“. </li></ul>
  34. 34. Další mikrodeleční syndromy <ul><li>syndromy Prader - Willi / Angelman – delece 15q11-q13 </li></ul><ul><li>syndrom Williams - Beuren – delece 7q11.23 </li></ul><ul><li>syndrom Miller-Dieker (lisencefalie 1. typu) – delece 17p13.3 </li></ul><ul><li>syndrom Smith-Magenis – delece 17p11.2 </li></ul><ul><li>syndrom Rubinstein-Taybi – delece 16p13.3 </li></ul><ul><li>syndrom WAGR – delece 11p13 </li></ul>
  35. 35. Inverze A A B B C C D D A A D D B B C C A A B B C C D D A A B B C C D D paracentrická inverze pericentrická inverze původní chromozom invertovaný chromozom
  36. 36. Inverze chromozomu 10
  37. 37. Kruhový chromozom (ring) delece koncových segmentů původní chromozom kruhový chromozom místo spojení p- a q-ramének
  38. 38. Kruhový chromozom 7
  39. 39. Kruhový chromozom 7 - parciální karyotyp
  40. 40. Translokace
  41. 41. tandemová translokace reciproká translokace robertsonská translokace (centrická fúze)
  42. 42. Robertsonská translokace = robertsonská fúze = centrická fúze Translokace dvou akrocentrických chromozomů, splynutí centromer. derivovaný chromozom
  43. 43. Robertsonská translokace chromozomů 14 a 21 translokační forma Downova syndromu der(14;21)
  44. 44. 46,XY,der(14;21)(q10;q10),+21 starší zápis 46,XY,t(14;21)
  45. 45. Karyotyp matky balancovaná robertsonská translokace chromozomů 14 a 21
  46. 46. 45,XX,der(14;21)(q10;q10) starší zápis 45,XX,t(14;21)
  47. 47. Riziko pro další těhotenství Normální karyotyp Přenašeč M. Down Trizomie 14 Monozomie 21 Monozomie 14 Prenatálně letální Teoretické riziko 1/3 … 33% Empirické riziko 8 – 10% Chromozomová konstituce matky-přenašečky:
  48. 48. Izochromozom i(Xp) i(Xq) Normální rozdělení v anafázi Abnormální rozdělení – vznik izochromozomů Xp a Xq
  49. 49. Fragilní místa <ul><li>Nebarvitelné úseky na chromozomech </li></ul><ul><li>Nejde zpravidla o chromozomové přestavby, ale o změnu na úrovni DNA (expanze repetitivních tripletových sekvencí) </li></ul><ul><li>Často je lze vizualizovat jen za zvláštních kultivačních podmínek: </li></ul><ul><ul><li>Např. folát senzitivní fragilní místa (lze zjistit jen při kultivaci v médiu s nízkým obsahem folátu anebo s antagonisty folátu – tj. fluorodeoxyuridinem nebo metotrexátem) </li></ul></ul>
  50. 50. Syndrom fragilního X <ul><li>Nejčastější příčina geneticky podmíněné mentální retardace u mužů. </li></ul><ul><li>Gonozomově recesivní přenos – ženy jsou zpravidla přenašečkami bez výrazného postižení, mají však 50% pravděpodobnost, že jejich syn bude postižen tímto syndromem </li></ul>
  51. 51. Na chromozomu X je patrné fragilní místo v pruhu Xq27.3 <ul><li>46,Y,fra(Xq27.3) </li></ul><ul><li>Vznik fragilního místa je podmíněn amplifikací tripletových repetititivních sekvencí v genu FMR1 </li></ul><ul><li>Mutace se v současnosti vyšetřuje většinou molekulárněbiologickými metodami. </li></ul>Viz Klinická genetika I. – str. 95 – 94
  52. 52. Fragilní místo FRAXA – Gen FMR1 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´
  53. 53. Ukázky pacientů
  54. 55. Marker chromozomy <ul><li>SMCs ( S mall M arker C hromosome s ) </li></ul><ul><li>Supernumerary chromosomes </li></ul><ul><li>Malé, nadpočetné chromozomy, jejichž původ nelze běžnými cytogenetickými metodami identifikovat </li></ul><ul><li>Fenotyp může ale nemusí být ovlivněn – záleží na rozsahu markeru. </li></ul><ul><li>Původ markeru lze identifikovat jen molekulárně cytogeneticky. </li></ul>
  55. 56. 47,XY,+mar
  56. 57. 47,XX,+mar
  57. 58. Na shledanou!
  58. 59. Další mikrodeleční syndromy
  59. 60. Syndromy Prader-Willi/Angelman incidence cca 1/10000 – 20000 Zpět k hlavní prezentaci
  60. 61. Syndromy Prader-Willi/Angelman klinický obraz <ul><li>PWS </li></ul><ul><li>lehká až střední mentální retardace </li></ul><ul><li>hypogonadismus </li></ul><ul><li>hypotonie </li></ul><ul><li>hyperfagie, obezita </li></ul><ul><li>malá postava, krátké končetiny </li></ul><ul><li>AS </li></ul><ul><li>těžká mentální retardace </li></ul><ul><li>opoždění řeči </li></ul><ul><li>cerebelární syndrom </li></ul><ul><li>ataktická chůze </li></ul><ul><li>neadekvátní smích </li></ul>Zpět k hlavní prezentaci
  61. 62. Syndrom Prader-Willi
  62. 63. Prader-Willi syndrom – facies
  63. 64. Prader-Willi syndrom
  64. 65. Syndrom Angelman
  65. 66. Ritratto di fanciullo con disegno (dítě s obrázkem) Giovanni Francesco Caroto (1480-1555) <ul><li>Anglický lékař Dr. Harry Angelman popsal Angelman ův s yndrom v roce 1965 . </li></ul><ul><li>Inspirací k pojmenování „puppet children“ (eventuálně „happy puppet children“) mu byl obraz, který spatřil při své návštěvě Castelvechio Museum ve Veroně. </li></ul>
  66. 67. 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
  67. 68. Cytogenetické a molekulárněgenetické nálezy u syndromů Prader-Willi/Angelman <ul><li>AS </li></ul><ul><li>70% mikrodelece 15q11-q13 </li></ul><ul><li>10-15% jiné mutace genu UBE3A </li></ul><ul><li>3-5% uniparentální dizomie </li></ul><ul><li>2-5% mutace imprintingového centra </li></ul><ul><li>PWS </li></ul><ul><li>70% mikrodelece 15q11-q13 </li></ul><ul><li>25-28% uniparentální dizomie </li></ul><ul><li>2-5% mutace imprintingového centra </li></ul>
  68. 69. Chromozom 15 – pruh q11-q13 kritický region (PWACR) AS region UBE3A PW region SNRPN Zpět k hlavní prezentaci PW Region
  69. 70. Paternální a maternální imprinting M P 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
  70. 71. P P M M M P M P Deleční formy Uniparentální dizomie (UPD) Angelman Prader-Willi syndrom PWCR ASCR PWCR ASCR PWCR ASCR PWCR ASCR PWCR ASCR PWCR ASCR
  71. 72. Imprinting <ul><li>Stav, kdy dochází k odlišné expresi alel v závislosti na jejich rodičovském původu. </li></ul><ul><li>U syndromů Prader-Willi, resp. Angelman závisí na tom, zda jedinec získá deletovaný chromozom 15 od otce nebo od matky. </li></ul>
  72. 73. Cytogenetické a molekulárněgenetické nálezy u syndromů Prader-Willi/Angelman <ul><li>AS </li></ul><ul><li>70% mikrodelece 15q11-q13 </li></ul><ul><li>10-15% jiné mutace genu UBE3A </li></ul><ul><li>3-5% uniparentální dizomie </li></ul><ul><li>2-5% mutace imprintingového centra </li></ul><ul><li>PWS </li></ul><ul><li>70% mikrodelece 15q11-q13 </li></ul><ul><li>25-28% uniparentální dizomie </li></ul><ul><li>2-5% mutace imprintingového centra </li></ul>Zpět k hlavní prezentaci
  73. 74. Syndrom Williams-Beuren Zpět k hlavní prezentaci
  74. 75. Syndrom Williams-Beuren <ul><li>irides stellatae </li></ul><ul><li>hypertelorismus </li></ul><ul><li>otevřená ústa, silné rty </li></ul><ul><li>abnormální dentice </li></ul><ul><li>supravalvulární aortální stenóza </li></ul><ul><li>hyperkalcémie, hypoparathyreoidismus </li></ul><ul><li>psychomotorická retardace </li></ul><ul><li>mikrodelece chromozomu 7q11.23 (geny ELN, LIMK1) </li></ul>„ elfin face“
  75. 76. Syndrom Williams-Beuren Molekulárně cytogeneticky lze mikrodeleci chromozomu 7q11.23 prokázat u 95% pacientů s typickými projevy WBS. Zpět k hlavní prezentaci
  76. 77. Syndrom WAGR <ul><li>W ilmsův tumor (nefroblastom) </li></ul><ul><li>A niridie (chybění duhovky) </li></ul><ul><li>Gr owth and mental retardation = růstová a mentální retardace </li></ul><ul><li>V některých případech zjišťujeme mikrodeleci chromozomu 11p13 (gen WT1), eventuálně 11p15 (gen WT2) </li></ul>Zpět k hlavní prezentaci
  77. 78. Syndrom WAGR Zpět k hlavní prezentaci
  78. 79. Uniparentální dizomie (UPD) <ul><li>Stav, kdy oba homology určitého chromozomu pocházejí od stejného rodiče. </li></ul><ul><li>Rozlišujeme: </li></ul><ul><ul><li>Maternální UPD </li></ul></ul><ul><ul><li>Paternální UPD </li></ul></ul>
  79. 80. Možné způsoby vzniku UPD gamety zygota normální embryo UPD trisomy rescue
  80. 81. Uniparentální dizomie <ul><li>Izodizomie – dvě stejné kopie chromozomu </li></ul><ul><li>Heterodizomie – přítomny oba homologické chromozomy od jediného rodiče </li></ul>Možný vznik izodizomie
  81. 82. Zpět k prezentaci PW/AS Zpět k hlavní prezentaci

×