Karyologie Typy chromosomů A telocentrický B akrocentrický C submetacentrický D metacentrický Člověk nemá typ telocentrický! Chromosom Koncové části lineárních chromosomů - telomery telomera chromosom jádro centomera Koncová oblast chromosomu tandemové repetitivní sekvence telomer telomera buňka TCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AATCCC AA 5' AGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TTAGGG TT 3' histony páry bazí Dvoušroubovice DNA 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, 22, Y malý akrocentický 1
G - pruhování Chromosomální aberace numerické (změny v počtu chromosomů) aneuploidie - týká se změn v počtu jednotlivých chromosomů monosomie trisomie polyploidie - týká se změn v počtu celých chromosomálních sad triploidie tetraploidie strukturální (přestavby částí chromosomů) nebalancované balancované Barveno Giemsou po reakci metafazických chromosomů s trypsinem Chromosomální aberace - strukturní DELECE INTERSTICIÁLNÍ Nebalancované: např. duplikace, delece, ring chromosom, izochromosom Balancované: např. inverze, translokace DELECE TERMINÁLNÍ RING CHROMOSOM 2
ISOCHROMOSOM INVERZE paracentrická pericentrická TRANSLOKACE RECIPROKÁ TRANSLOKACE ROBERTSONOVA Syndrom Cri du Chat ( kočičího křiku ) mikrocefalie, těžká tělesná a mentální retardace, kulatý měsícovitý obličej (v dětství), hypoplasie laryngu - vysoký pronikavý pláč (jako mňoukání kočky) 46, XX,del(5p) nebo 46,XY,del (5p) Prader- Williho syndrom - imprinting 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 46,XY,del(15;q11-13)pat 3
Angelmanův syndrom - imprinting Angelman / Prader-Willy syndrom - imprinting těžká mentální retardace, chybějící vývoj řeči, nemotivované záchvaty smíchu, škubavé pohyby končetin, toporná chůze, syndrom happy puppet 46,XX,del(15;q11-13)mat Downův syndrom translokační forma Translokační forma Downova syndromu translokační forma způsobená Robertsonovskou translokací (4-5%) 45,XY,der(14;) 14 14 14 14 14 14 14 14 46,XY,der(14;),+ 46,XX NORMA M.DOWN BALANCOVANÁ 33,3% TRANSLOKACE LETÁLNÍ Riziko: teoretické 100%, empirické 100% MORBUS DOWN GAMETA (II. rodič) 46,XX PROBAND RODIČE RIZIKO 47,X X / Y,+ 46,X X / Y 46,X X / Y > než populační závisí na věku matky LETÁLNÍ 46,X X / Y,der(;),+ 45,X X / Y,der(;) 46,X X / Y 100% EMPIRICKÉ 100% TEORETICKÉ 45,XX(XY),- (MONOSOMIE) 46,X X / Y,der(D;),+ 46,X X / Y +,der(;22) 45,X X / Y,der(D;) 45,X X / Y,der(;22) 46,X X / Y 33,3% TEORETICKÉ EMPIRICKÉ: cca 5% - nositel otec cca 15% - nositelka matka 45,XY,der(;) M.DOWN 46,XX(XY),der(;),+ (TRISOMIE) 46,X X / Y,der(D;),+ 46,X X / Y,+,der(;G) 46,X X / Y 46,X X / Y NONPATERNITA NOVÁ MUTACE 47,X X / Y,+ 47,X X / Y,+/46,X X / Y 46,X X / Y zastoupení linií aberovaných a MOZAIKA závisí na normálních buněk MEIÓZA GAMETA (I. rodič) ZYGOTA (PLOD) FENOTYP KARYOTYP 4
Turnerův syndrom deleční forma Chromosomální aberace numerické - příčiny ANEUPLOIDIE Meióza redukce počtu chromosomů Porucha rozchodu chromosomů nebo chromatid - nondisjunkce Anafáze I rozchod homologních chromosomů Anafáze II rozchod sesterských chromatid 46,X,del(Xp) 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 (47,XX/Y, +) Edwardsův (47,XX/Y, +18) Patauův (47, XX/Y, +13) Downův syndrom incidence 1: 600-800 Pataův syndrom incidence 1:10 000 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 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 5
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) Klinefelterův syndrom 47, XXY incidence: 1: 1000 vysoká postava, průměrná inteligence, psychosexuální orientace mužská, hypoplázie testes, kryptorchismus, sterilita azoospermie, gynekomastie gamety Zygota - 45,X 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 6
chrom.aberace / 1000 narozených Vliv vzniku chromosomálních aberací na věku matky 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 20 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) Mnohobarevná malovací sonda karyotyp nádor hyperdiploidní počet chromosomů + přestavby 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 Lokus-specifická interfázní sonda nádor prsu Centromera 2x zelený signál Protoonkogen Her-2/neu červený signál kóduje receptor pro epidermální růstový faktor s tyrosinkinázovou aktivitou (2x ve zdravé tkáni ale 6x v buňkách nádoru) 7