Biologia medyczna genetyka PDF

Preview

Summary

Download Biologia medyczna genetyka PDF

Description

Budowa chromosomu metafazowego, techniki i rodzaje prążkowego wybarwiania chromosomów Chromosom taki składa się z: ● ramion chromosomu; ● centromer, inaczej zwany przewężeniem pierwotnym; ● organizator jąderka, inaczej zwany przewężeniem wtórnym; ● satelity (nie zawsze występuje).

Ze względu na położenie centromeru wyróżnia się chromosomy: ● metacentryczne (przypominają literę V, u podstawy litery znajduje się centromer, ramiona są równej długości); ● submetacentryczne (jedno ramię jest krótsze, przez co chromosom jest asymetryczny); ● akrocentryczne (tak jak w poprzednim typie jedno ramię jest krótsze, przez co chromosom jest asymetryczny, cechy te są bardziej nasilone w porównaniu do poprzedniego typu, krótsze ramię jest słabo widoczne; ● telocentryczne (chromosom jedno ramię, na jego końcu znajduje się centromer).

Chromatydy mogą być ze sobą splecione na dwa sposoby: 1.plektonemiczny – jest to luźny splot, umożliwia łatwe rozplecenie się chromatyd; 2.paranemiczny – silny, trudny do rozplecenia, chromosomy oplecione są względem siebie helikalnie.

Barwienie prążków ✔ Wyróżnia się cztery typy prążków: - związane z organizatorem jąderka (NOR); - związane z centromerem; - prążki heterochromatynowe; - prążki euchromatynowe. - Prążki ciemniejsze, barwiące się intensywniej – nazwane prążkami „pozytywnymi”. - Prążki jaśniejsze, które barwią się słabiej – zwane „negatywnymi”. Układ prążków jest charakterystyczny dla chromosomu, umożliwia jego identyfikację i wykrywanie nieprawidłowości (zmiana struktury chromosomu).

✔ Metody barwienia • barwione absorpcyjnie – z wykorzystaniem barwnika Giemsy: - prążki C – ujawniane metodą BSG (Barium hydroxine/ Saline/Giemsa); reprezentują heterochromatynę konstytutywną chromosomów (głównie u roślin); - prążki G – wybarwiane odczynnikiem Giemsy (metoda GTG) lub Wrighta (metoda GTW) po trawieniu proteolitycznym; uwidaczniają regiony bogate w adeninę i tyminę, dzięki czemu pozwalają nie tylko na identyfikację chromosomów, ale również na uzyskanie informacji o ogólnej organizacji DNA i genów; - prążki R – uwidaczniane barwnikiem Giemsy po denaturacji termicznej; odwrotność prążków G; reprezentują charakterystyczne dla euchromatyny obszary bogate w cytozynę i guaninę; - prążki N – występują głównie w obszarze organizatora jąderkowego NOR; - prążki T– uzyskiwane w zastosowania barwnika Giemsy w podwyższonej temperaturze; - Ag- NOR – to najczęściej stosowana metoda barwienia organizatorów jąderkowych; zastosowany azotan srebra wybarwia białka związane z aktywnym transkrypcyjnie DNA;

• Barwione fluorescencyjnie – z wykorzystaniem fluorochromów wykazujących powinowactwo do obszarów bogatych w pary AT lub GC. Uzyskany w ten sposób wzór można wzmocnić stosując dodatkowy barwnik (fluorochrom lub związek nie wykazujący fluorescencji): - Prążki Q – najstarsza metoda, która wykorzystuje barwnik quinakrynę (atebrynę) dający seledynowe zabarwienie o różnej intensywności, widoczne w regionach bogatych w pary AT; - CMA – barwienie DNA bogatego w pary GC antybiotykiem A3 oraz mitramycyną (żółto-czerwona fluorescencja); to odwrotność prążków DAPI; - DAPI – DAPI- 4’-6-diamidyno-2-fenylindol selektywnie łączy się z sekwencjami bogatymi w pary AT dając jasnoniebieską barwę.telomery

Aberracje chromosomowe liczbowe (genowe, chromosomowe liczbowe) i strukturalne Abberacja genowa Mutacje genowe - dotyczą zmiany sekwencji nukleotydów w cząsteczce DNA i zachodzą w obrębie nie więcej niż jednego genu. Są one wywoływane najczęściej w sposób spontaniczny. Ze względu na podstawowy mechanizm ich powstawania dzielimy je na: 1. Substytucje (mutacje punktowe) – polegają na zamianie jednej pary nukleotydów na inną parę, wyróżniamy: • tranzycje – mają miejsce, gdy zasada purynowa zastępowana jest inna zasadą purynową (np. A przez G), a zasada pirymidynowa inną pirymidynową (np. C przez T); • transwersje – mają miejsce, gdy zasada purynowa zastępowana jest zasadą pirymidynową (np. A przez T) lub zasada pirymidynowa zastąpiona jest przez zasadę purynową (np. C przez G).

2. Delecje – polegają na utracie jednej lub kilku par nukleotydów. 3. Insercje – polegają na wstawieniu pary nukleotydów lub kliku par. 4. Inwersje – polegają na zmianie kolejności nukleotydów. Ze względu na wywołane skutki w kodowanym białku mutacje dzielimy na: - mutacja polimorficzna – punktowe zmiany w genie, które prowadzą do zmiany aminokwasu w cząsteczce kodowanego białka. - mutacja synonimiczna - zmiana pojedynczego nukleotydu w genie nie powodująca zmiany aminokwasu w kodowanym białku (mutacja cicha). - mutacja niesynonimiczna - mutacja punktowa, która zmienia aminokwas kodowany przez kodon. - mutacja typu zmiany sensu, mutacja minsensowna – rodzaj mutacji punktowej spowodowanej przez substytucję pojedynczego nukleotydu. Powoduję zmianę sensu kodonu kodującego jeden aminokwas na kodon kodujący inny aminokwas, w powstającym białku. - mutacja typu nonsens - rodzaj mutacji, w której dochodzi zmiany pojedynczego nukleotydu i w efekcie do powstania przedwcześnie kodonów STOP, co prowadzi do przedwczesnej terminach translacji. - mutacja milcząca - zmiana nukleotydu na inny w obrębie kodonów, kodujących ten sam aminokwas. Najczęściej zachodzi na trzecim nukleotydzie kodonu i dzięki degeneracji DNA nie wpływa na sekwencje aminokwasową w powstającym białku. - mutacja typu zmiany ramki odczytu – zmiana mająca miejsce w DNA, która jest wynikiem insercji lub delecji nie będącej wielokrotnością kodonu. Wiąże się to ze zmianą sekwencji białka. - mutacja typu utraty funkcji - rodzaj mutacji powodujący powstanie produktu białkowego pozbawionego normalnej funkcji. - mutacja typu nabywania funkcji - rodzaj mutacji prowadzący do powstawania produktu białkowego o niskiej aktywności lub mającego nowe właściwości. - mutacja w miejscu splicingu - zmiana w sekwencji DNA występująca na granicy eksonu i intronu (miejscu splicingu). Ta zmiana może zakłócić składanie RNA powodując utratę egzonów lub włączenie intronów w efekcie zmienić sekwencję kodującą białko.

Aberracje chromosomowe 1.Zespół Turnera (X0, Xq) - występuje u kobiet, polega na braku jednego chromosomu X0 (w 70% przypadków) lub występowaniem izochrosomu X mającym podwójne długie ramię Xq. Tylko % procent nienarodzonych dzieci, które zostały dotknięte chorobą dożywa do porodu. Po narodzeniu objawami są: niedorozwój jajników i bezpłodność, niski wzrost - około 20 cm mniej od średniej populacji (ok 140 cm), płetwiasta szyja. Zespół Turnera zdarza się 1:2 500 porodów dziewczynek.

2.Zespół Klinefeltera (XXY) - występuje u mężczyzn, polega na obecności dodatkowego chromosomu X lub kilku dodatkowych chromosomów X przy parze chromosomów płciowych. Objawami są: kobieca sylwetka, niedobór testosteronu, powiększone sutki i piersi, cukrzyca, rozedma płuc, czasem stwierdza się obniżony iloraz inteligencji, małe jądra, brak owłosienia. Choroba dotyka około co 700-go chłopczyka.

3.Zespół Downa - polega na obecności dodatkowego chromosomu przy 21 parze chromosomów (trisomia). Objawami są: upośledzenie umysłowe, wiotkie mięśnie, opóźniony rozwój motoryczny, skośne i szeroko rozmieszczone oczy, fałd mongolski, wada serca, wady nerek i układu oddechowego. Przyczyny zespołu Downa nie są znane. Wiadomo jednak, że na częstość występowania tej choroby wpływa wiek matki, poniższa tabela przedstawia tę zależność. 4.Zespół Edwardsa - dodatkowy chromosom przy 18 parze chromosomów. Około 95% płodów ulega poronieniu. Po narodzeniu natomiast tylko co dziesiąte dziecko dożywa roku. Spowodowane jest to objawami tejże choroby: zniekształcona czaszka i małżowiny uszne, wady serca, narządów płciowych itd. 5.Zespół Pataua - dodatkowy chromosom przy 13 parze chromosomów. Objawami są: zniekształcona czaszka, rozszczepienie podniebienia, zwielokrotniona ilość palców (polidaktylizm). Stwierdzono wprost proporcjonalną zależność między wiekiem matki a częstością narodzin dzieci z zespołem Pataua.

Prawidłowy kariogram człowieka Kariogram sporządza się, wykonując mikrofotografię wybarwionych prążkowo płytek metafazowych, a następnie z otrzymanych odbitek fotograficznych wycina się chromosomy i układa w pary homologiczne, stosując kryteria wielkości, położenia centromeru oraz wzorów prążkowych.

Układanie kariogramu człowieka

CHROMOSOMY

Stopnie upakowania chromatyny: 1. dwuniciowa helisa DNA 2. nukleosomy 3. solenoid (włókno chromatynowe) 4. fragment chromosomu w fazie rozproszonej – pętle 5. skondensowany fragment chromosomu metafazowego – minipasmo 6. chromosom metafazowy...