Choroby
chromosomowe
człowieka I

chromatyna

DNA + histony + białka niehistonowe

chromatyna



euchromatyna

mało skondensowana, zawiera aktywne

geny

lokalizacja: w całym jądrze



heterochromatyna

silnie skondensowana (kondensacja

uniemożliwia transkrypcję)

lokalizacja: pod otoczką jądrową i w

okolicach jąderka

Chromosom

– forma upakowania materiału

genetycznego wewnątrz komórki

– struktura znajdująca się w jądrze,

zbudowana z liniowej cząsteczki

DNA i białek, wzdłuż której

ułożone są geny, widoczna pod

mikroskopem podczas podziałów

komórkowych

gr. Chromos – kolorowy,
Soma –ciało
nazwa pochodzi od zdolności

wybarwiania się

Chromosomy:



występują we wszystkich komórkach z jądrem



zawierają liniowo ułożone geny



liczba chromosomów jest cechą gatunkową w
komórkach somatycznych (diploidalnych) – 46
chromosomów (23 pary – jeden komplet
otrzymujemy od ojca, drugi od matki) w
komórkach rozrodczych - gametach
(haploidalny)

upakowanie materiału
genetycznego

1.

podwójna helisa DNA

2.

nukleosom

3.

fibryla chromatynowa

4.

solenoid

5.

chromatyda

6.

2 chromatydy = chromosom metafazowy

chromosom metafazowy- NAJWYŻSZY stopień

skondensowania chromatyny

nukleosom

Podwójna helisa DNA + 8

cząsteczek histonów

(H2A, H2B, H3 i H4) x2

DNA o długości 146 par

zasad owija się wokół 8

cząsteczek histonów

tworzących rdzeń (1,75

zwoju). Na zewnątrz

znajduje się histon H1,

który łączy się z

łącznikowym DNA (60 par

zasad), oddziałuje z H2A i

dodatkowo chroni DNA.

fibryna chromatynowa
„sznur korali”

sąsiadujące

nukleosomy +

łącznikowy DNA

w mikroskopie

elektronowym

wyglądają jak

sznur koralików o

średnicy 10 nm

solenoid

dochodzi do zwijania we włókno chromatynowe o szerokości 30 nm
(skondensowane 40-krotnie)

…w wyniku dalszego upakowania dochodzi do 8000-krotnego

upakowania materiału genetycznego w chromosomie metafazowym

DNA w komórce to około 2 metrów!!!

chromosom metafazowy

skład: 2 symetryczne chromatydy

(siostrzane) łączące się ze sobą

w obrębie centromeru

wielkość: 10 μm - 20 μm
rdzeń: z kwaśnych białek, do

których przyczepione są włókna

chromatyny bogate w sekwencje

AT

od rdzenia odchodzą promieniście:

pętle Laemliego, tworzące

chromatydę, które przyłączone są

przez multimery białkowe SAF-A

zakończone telomerami

chromosomy

ze względu na położenie centromeru

(przewężenie pierwotne) chromosomy

dzielimy na:

1.

metacentryczny

2.

submetacentryczny

3.

akrocentryczny

4.

telocentryczny (brak u człowieka)

kariotyp



specyficzna liczba oraz charakterystyczny
układ chromosomów

44 autosomy (pary 1-22) + 2 chromosomy

płci, heterochromosomy (XX kobieta, XY
mężczyzna)



każdy prawidłowy chromosom ma jeden

centromer, jego położenie jest stałe dla

danego typu chromosomu i jest to miejsce

przyczepu włókien wrzeciona

podziałowego



każdy chromosom ma ramię krótkie p (z

franc. petit) oraz ramię długie q

kariogram (idiogram)

zestaw chromosomów przedstawionych

graficznie (wg zasad opracowanych na

konferencji cytogenetycznej w Paryżu

1971r.)

46 chromosomów ułożonych malejąco jako

22 homologiczne pary +chromosomy

płciowe

chromosomy homologiczne



zawierają te same geny, lecz różnią się
pochodzeniem (od ojca i od matki)

Aberracje
chromosomowe

aberracje chromosomowe

1.

liczbowe

2.

strukturalne

Aberracje chromosomalne liczbowe



najczęściej powstają w wyniku

nieprawidłowych rozdziałów

chromosomów w czasie podziału



poliploidie (euploidie)



aneuploidie

aneuploidie



zwiększenie/zmniejszenie diploidalnej
liczby chromosomów o pojedyncze
chromosomy

na skutek nondysjunkcji w mitozie/mejozie

czy utraty chromosomu w anafazie

aneuploidie



hipoaneuploidy

2n-1 monosomik
2n-1-1 podwójny monosomik
2n-2 nullisomik



hiperaneploidy

2n+1 trisomik
2n+1+1 podwójny trisomik
2n+2 tetrasomik
(trisomiki są bardziej żywotne niż monosomiki, w populacji

brak nullisomików i tetrasomików-letalne)

aneuploidie -przykłady



zespół Patau 47,XX+13 / 47,XY+13



zespół Downa 47,XX+21 / 47,XX+21



zespół Turnera 45,X



zespół Klinefeltera 47,XXX

euploidia



zwielokrotnienie całego haploidalnego
(1n=23) zestawu chromosomów

3n (69, XXX/ 69, XXY),
4n (92, XXXX/ 92 XXYY)
5n….

euploidia-przyczyny

1.

brak rozdziału chromosomów w mitozie –
powstaje jądro o podwójnej liczbie
chromosomów

2.

w mejozie powstają gamety o niezredukowanej
diploidalnej liczbie chromosomów

gameta 2n +gameta 2n= 4n
gameta 1n +gameta 2n= 3n

euploidia



autopoliploidy

zwielokrotniony ten sam zestaw chromosomów (ch.homologiczne)
u człowieka letalne
wykorzystywane w rolnictwie



allopoliploidy (amfiploidy)

dwa lub więcej zestawów niehomologicznych chromosomów (różne gatunki)

brak u człowieka, w rolnictwie pszen-żyto
przykład muł
bezpłodny, ponieważ niemożność koniugacji w I profazie mejozy

Aberracje chromosomalne
strukturalne



translokacje wzajemne i robertsonowskie



inwersje



insercje



delecje interstycjalne i dystalne



duplikacje i mikroduplikacje



izochromosomy



chromosomy dwucentromerowe



chromosomy pierścieniowe



chromosomy markerowe

translokacja



przemieszczenie fragmentu chromosomu
w obrębie tego samego/innego
chromosomu

translokacja wzajemna



wzajemna wymiana odcinków między
chromosomami niehomologicznymi

całkowita liczba chromosomów:

niezmieniona

budowa: zmieniona

translokacja robertsonowska
(typu fuzji)



dochodzi do połączenia się całym lub prawie
całych ramion długich różnych chromosomów



miejscem połączenia jest centromer (połączenia
centryczne)



utrata nieistotnej pod względem funkcji części
materiału genetycznego



tylko chromosomy akrocentryczne

translokacja robertsonowska



zrównoważona



niezrównoważona

translokacja robertsonowska
zrównoważona



nie zmienia się ilość materiału

genetycznego



zmienia się lokalizacja materiału w

genomie



45 chromosomów metafazowych



brak objawów fenotypowych



możliwość przekazania potomstwu

translokacja robertsonowska
niezrównoważona



materiał genetyczny zostaje powiększony
o dodatkową kopię translokowanego
chromosomu



46 chromosomów metafazowych



zawsze objawy fenotypowe

inwersja



chromosom ulega złamaniu w 2

miejscach, a fragment pomiędzy

złamaniami ulega odwróceniu o 180



inwersja pericentryczna

(eucentryczna) =obejmuje odcinek

chromosomu z centromerem



inwersja paracentryczna

(acentryczna) =nie obejmuje

centromeru

insercja



wstawienie materiału
genetycznego w nietypowe
miejsce w tym samym lub
innym chromosomie

delecja (deficjencja)



utrata odcinka chromosomu



delecja terminalna

utrata części dystalnej chromosomu



delecja interstycjalna

utrata fragmentu środkowego

kruche miejsce genomu: odcinki chromosomów o

szczególnej łamliwości

mikrodelecja



delecje o wielkości bliskiej granicy
rozdzielczości mikroskopii świetlnej

w ich identyfikacji pomocne są metody

techniki molekularnej

duplikacja



podwojenie tych samych
odcinków chromosomu



bezpośrednie powtórzenia
(proste powtórzenia
tandemowe)



odwrócone względem siebie
powtórzenia

mikroduplikacje



maleńskie duplikacje na poziomie
molekularnym (powtórzenia)



mogą mieć istotna rolę w powstawaniu
różnorodności genów w trakcie ewolucji

izochromosom



powstaje w wyniku nieprawidłowego,

poprzecznego podziału centromeru

chromosomu metafazowego

LUB poprzez złamanie izochromatydowe

i fuzję tuż nad centromerem

(dicentryczny)

izochromosom



skład: tylko z połączonych ramion krótkich LUB

tylko z połączonych ramion długich



ubytek genów (ramiona utracone)



podwojenie liczby genów (ramiona budujące

izochromosom)



dotyczy zarówno autosomów jak i chromosomu

X

chromosomy dicentryczne



dwa centromery



jeden centromer jest nieczynny, dlatego
możliwa jest prawidłowa segregacja
chromosomów podczas podziału komórki

chromosom pierścieniowy



powstaje w wyniku złamań w

obydwu ramionach chromosomu

części terminalne ulegają utracie,

proksymalne lepkie końce łączą

się, tworząc pierścień

jeśli posiada centromer = może

uczestniczyć w podziałach

komórki

w kolejnych podziałach

komórkowych zwiększa

dwukrotnie swoją wielkość

chromosom markerowy



małe, dodatkowe, zazwyczaj metacentryczne
fragmenty chromosomów



mogą występować rodzinnie i być wynikiem
translokacji robertsonowskiej



brak skutków jeśli zawierają tylko sekwencje
powtórzone lub geny dla rRNA, lecz czasem
ulegają transkrypcji, stąd nieprawdiłowy fenotyp



zespół kociego oka

przyczyny powstawania aberracji
chromosomowych



przerwanie ciągłości chromatydy lub
chromosomu (obydwu chromatyd)

Dziękuję za uwagę!

Anna Puzio
III lek, gr. 45