Kromoszómák, kromoszóma-aberrációk Falus András SE, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet

A kromoszómák szerveződése A humán DNS teljes hossza 2 m  ~ 10 mm átmérőjű sejtmagba kell bepakolni A kettős spirál fehérjékre tekeredik fel, majd tovább tömörül (kondenzálódik) Nem-osztódó sejt: kromatin lazább, transzkripció számára hozzáférhető Osztódó sejt: kromoszóma tömör, transzport forma

A kromoszómák szerveződése Metafázisos kromoszóma Kondenzált kromatin nukleoszómák DNS Kromoszóma Kihorgonyzás fehérjevázhoz Kromatinszál Szolenoid Nukleoszóma DNS hélix Krsz. 1 (humán) DNS hossza 50 mm Krsz. hossza 3-4 mm 10.000 x kondenzálás

A genetikai állomány vizsgálatának szintjei DNS — molekuláris biológia/molekuláris genetika Kromoszóma — Citogenetika Jelleg, tünetek, fenotípus — Családfa-analízis, klinikai genetika

Citogenetika Kromoszómaszintű vizsgálatok: Kromoszóma preparálás Kromoszóma azonosítás Kromoszóma elemzés (kariogram, kariotípus)

Kromoszóma preparálás

Kromoszóma-azonosítás Méret A kromoszóma relatív hossza a teljes készlethez viszonyítva Alak centroméra elhelyezkedése, karok hossza alapján Sávozottság Speciális festés

Kromoszómaalak (morfológia) rövid kar centroméra hosszú kar testvérkromatid

Kromoszómasávozás

Kariogram: egy sejt/szervezet rendezett kromoszómakészlete Kariotípus: a fajra jellemző kariogram Ember: 23 kromoszóma egy készletben (n=23) 22 testi (autoszomális) + X, Y ivari (szex) Ember testi sejtek: 2X23=46 44 + XX nő 44 + XY férfi

Kromoszóma-azonosítás FISH technikával

Kromoszómamutációk Számbeli A normál kromoszómaszám megváltozása Szerkezeti A kromoszómák felépítésében bekövetkezett változás

Számbeli kromoszóma-mutációk Teljes génkészlet többszöröződése Euploid mutációk Egy vagy néhány kromoszóma többlete vagy hiánya Aneuploid mutációk Két eltérő kromoszómaszámú sejtvonal van jelen a szervezetben Mixoploid mutációk

Euploid mutációk Kromoszómaszerelvény alapszáma n, ennek többszöröse az euploid sejtekben. Mutáció: normálistól eltérő érték Testi sejtek normálisan diploidak (2n): 2X kromoszómaszerelvény (1 apai, 1 anyai homológ) Poliploid mutációk: n>2 Emberben triploidia (3n) – spontán abortusz, élettel összeegyeztethetetlen Növényeknél előnyös is lehet (búza, banán)

Aneuploid mutációk Csak bizonyos kromoszómák többlete vagy hiánya Monoszómia: 1 homológ kromoszóma 2 helyett Triszómia: 3 homológ kromoszóma 2 helyett Nulliszómia: 0 az adott kromoszómából

Példák Autoszomális Ivari kromoszómát érintő 21-es triszómia: Down-kór (értelmi fogyatékosság) 13-as triszómia: Patau-szindróma (letális, 1év) 18-as triszómia: Edwards-szindróma (letális, 1 év) Ivari kromoszómát érintő X0: Turner-szindróma (egyetlen életképes monoszómia) női fenotípus, terméketlen XXY: Klinefelter-szindróma férfi fenotípus, terméketlen XXX: „szupernő” termékeny, enyhe értelmi fogyaték XYY: „szuperférfi” agresszívebb?

Down-kór XXY, Klinefelter X0, Turner

(a felismert terhességek %-ában) Triszómia gyakoriság Anyai életkor

Down-kór várható gyakorisága/1000 születés Anyai életkor

Szerkezeti kromoszóma-mutációk Feltétele a kromoszómák törése Csoportosítás a törés száma és kromoszómán belüli helye alapján

Deléció Letört darab elvész Terminális deléció: a kromoszóma végéről törik le egy darab pl. macskanyávogás-szindróma (5-ös krom.) Köztes deléció: 2 törés a kromoszómán belül pl. 15-ös kromoszómán (Pader-Willi, Angelman-szindróma)

Duplikáció Kromoszóma-részlet megkettőződése

Transzlokáció Letört részek áthelyeződése (2 v. 3 törés) Krónikus mieloid leukémia (CML), akut limfoid leukémia (ALL)

Robertson-féle transzlokáció (centrikus fúzió) Kromoszómaszám-csökkenéssel jár együtt Hominidák evolúciója

Inverzió Megfordulás, ugyanaz a kromoszóma 2X törik el, a darab megfordul Paracentrikus mindkét törés ugyanazon a karon van Pericentrikus – a törések a krsz. két karjára esnek

Gyűrűkromoszóma A kromoszóma mindkét vége letörik, a törésvégek összezárulnak

Izokromoszóma A testvérkromatídák hossztengelyre merőlegesen válnak el A karokon lévő sok gén elvesztése miatt gyakran letális

Dicentrikus kromoszóma 2 centromérája van a kromoszómának

Kromoszóma fragment A kromoszómákról letört darabok ritkán a sejtben maradnak, nincs centromér régiójuk

Áramlási citometria

FISH és multikolor FISH

Multikolor FISH= fluoreszcensz in situ hibridizáció vagy SKY = spectral karyotyping

CGH = Összehasonlító genom hibridizáció Piros = hiány; zöld = többlet