Created by Neevia Document Converter trial version

- 1 -

- 1 -

GENETYKA – ĆWICZENIA

Wstęp

•

telomery – (T/A)

1-4

G

1-8

; telomeraza – komórki macierzyste, gonady, nowotwory

•

mutacje: liczbowe (1:50), strukturalne (1:1000), genowe (1:10

10

)

•

mitDNA: 2 rRNA + 22 tRNA + 13 mRNA = 37 genów

•

w komórce ekspresji ulega około 15% genów (różne w różnych tkankach)

ISCN, kariotypowanie

•

crossing – over zachodzi pomiędzy chromatydami siostrzanymi

•

An International System for Human Cytogenetic Nomenclature = ISCN

•

chromosomy

-

metacentryczne: 1, 3, 16, 19, 20

-

submetacentryczne: 2, 4 –12, 17, 18, X

-

akrocentryczne: 13 – 15, 21, 22, Y

•

grupy chromosomów:

-

A: 1 – 3: duże metacentryczne,

-

B: 4 – 5: duże submetacentryczne

-

C: 6 – 12, X: średnie meta- i submetacentryczne

-

D: 13 – 15: średnie akrocentryczne

-

E: 16 – 18: krótkie meta- i submetacentryczne

-

F: 19 – 20: krótkie metacentryczne

-

G: 21 – 22, Y

•

przykłady zapisów ISCN:

47,XX,+21
47,XX,+?8
46,XX,del(1)(q2?)
46,XX,del(1)(q?2)
46,XX,del(5)(pter→q13:) – delecja terminalna w chromosomie 5 od końca p do q13

46,XX,add(19)(p13 or q13) – naddatek w chromosomie 9 w miejscu p13 lub q13

46,XX,ins(2)(p13q21q31) – insercja w 2p13 materiału z od q21 do q31
46,XY,ins(5;2)(p14;q21q25) – insercja w 5p14 materiału z od 2q21 do2q25
46,XX,inv(2)(p21q31) – inwersja pericentryczna

46,XY,t(12;16)(q13;p11) – translokacja zrównoważona pomiędzy 12q13 a 16p11
46,XX,t(5;6)(q13q23;q15q23) – translokacja zrównoważona między 5q13-q23 a 6q15-q23
46,XX,t(2;7;5)(p21;q22;q23) – translokacja zrównoważona pomiędzy trzema chromosomami

45,XX,dic(13;15)(q22;q24) – translokacja zrównoważona, utrata jednego chromosomu i powstanie chromosomu
dicentrycznego z połączenia 13q22 i 15q24
46,XX,+13,dic(13;15)(q22;q24) – translokacja niezrównoważona, dodatkowy chromosom 13 oraz chromosom
dicentryczny z translokacji od 15q24 na 13q22
46,XX,der(22)t(9;22)(q34;q11) – pochodny chromosom 22 powstały w wyniku translokacji zrównoważonej
materiału między 2q11 a 9q34
46,XX,der(1)t(1;3)(9p32;q21)dup(1)9q25q42) – pochodny chromosom q powstały z translokacji zrównoważonej
między 1p32 a 3q21 oraz duplikacji fragmentu od 1q25 a 1q42

46,XX,13cenh+pat – polimorfizm chromatyny okołocentromerowej pochodzenia ojcowskiego
46,XY,17ps+mat – polimorfizm satelit chromosomu 17 pochodzenia matczynego
46,XX,9qh+ - polimorfizm heterochromatyny na 9q
46,XY,upd(15)mat – disomia uniparentalna matczyna chromosomu 15

46,X,fra(X)(q27.3) – łamliwy chromosom X w obszarze q27.3
46,XX,r(7)(p22q36) – chromosom kolisty 7 po delecjach terminalnych w punktach p22 i q36
46,XX,i(17)(q10) – izochromosom 17
47,XX,+mar – obecność markera – dodatkowego chromosomu nieznanego pochodzenia
mos 45,X[20]/46,XX[80] – mozaika: 20 komórek ze 100 z monosomią X

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 2 -

- 2 -

Mutacje chromosomowe
Zmiany genetyczne dotyczące odcinka chromosomu, całego lub kilku chromosomów nazywamy aberracjami
chromosomowymi. Anomalie mogą występować na każdym etapie życia komórki, najczęściej jednak pojawiają
się w czasie podziału komórki. Aberracje chromosomowe zmieniają strukturę, a niekiedy również liczbę
chromosomów.
Aberracje chromosomowe strukturalne
Przyczyną różnych zmian strukturalnych chromosomów mogą być:
a) pęknięcia, a następnie albo utrata fragmentu (delecja), zwielokrotnienie fragmentu (duplikacja), odwrócenie

fragmentu (inwersja), przemieszczenie fragmentu do innego chromosomu (translokacja) albo obu końców
chromosomu i połączenie przeciwległych biegunów (chromosom kolisty)

b) nieprawidłowy podział centromeru (izochromosom)
c) niezrównoważona wymiana chromatyd siostrzanych w czasie crossing-over (powstaje chromosom z delecją

lub duplikacją)

Delecja – zmiana polegająca na utracie fragmentu chromosomu, wielkość utraconego odcinka może być różna.
Osobnik traci jakąś część informacji genetycznej, dlatego zbyt duże delecje stanowiące ok. 3 % genomu są
letalne nawet w stanie heterozygotycznym. W zależności od tego, jaki fragment chromosomu jest tracony
wyróżniamy:
-

delecję terminalną, inaczej deficjencję (pojedyncze miejsce pęknięcia, utracona zostaje dystalna cześć
chromosomu)

-

delecję interstycjalną (chromosom pęka w dwóch miejscach i tracona jest jego środkowa część)

Duże delecje hamują tworzenie synaps w mejozie i powodują nondysjunkcję (nie rozejście się) chromosomów,
obniżając w ten sposób płodność. Delecje nie odgrywają dużej roli w ewolucji, ponieważ utrata materiału
genetycznego jest najczęściej duża i osobnik z takim rodzajem mutacji ginie.
Duplikacja – zmiana polegająca na zwielokrotnieniu fragmentu chromosomu. Jeśli zduplikowany fragment
zostaje umieszczony w innym miejscu tego samego chromosomu lub w innym chromosomie, jest to duplikacja
insercyjna. Duplikacja najczęściej jest wynikiem niesymetrycznej rekombinacji pomiędzy powtórzonym
sekwencjami na chromosomach homologicznych. Bardzo rzadko jest rezultatem translokacji części lub całego
chromosomu, Dzięki duplikacjom dochodzi do amplifikacji genów, które w wyniku różnicowania tworzą nowe
geny. Proces ten odrywa dużą rolę w ewolucji organizmów, doskonałym przykładem mogą być geny globiny u
człowieka. Różne rodzaje hemoglobiny (A, A

2

, płodowa) zawierają różne łańcuchy polipeptydowe (globiny: α,

β, γ, δ, ε, ζ) kodowane przez geny powstałe na drodze duplikacji genu pierwotnego. W wyniku mutacji geny te
stały się odrębnymi genami kodującymi inne białka globinowe.
Inwersje – zmiana polegaj na pęknięciu chromosomu w dwoch miejscach i nieprawidłowej naprawie, w czasie
której fragment ulega odwróceniu o 180

o

. Wówczas geny zmieniają swoje położenie, co może wpływać na ich

ekspresję (efekt pozycji). W zależności od tego, jaki fragment chromosomu jest objęty inwersją wyróżniamy:
-

inwersje pericentryczne (odwrócony fragment zawiera centromer),

-

inwersje paracentryczne (odwrócony fragment nie zawiera centromeru).

Inwersje częściej występują u osobników heterozygotycznych niż u homozygotycznych. Podczas mejozy
koniugacja fragmentu objętego inwersją może przebiegać w różny sposób:
1. Chromosomy tworzą pętlę inwersyjną, co umożliwia koniugację homologiczną na prawie całej długości

biwalentu z wyjątkiem miejsc granicznych inwersji.

2. Koniugacja niecałkowita, brak koniugacji w miejscu,, gdzie występuje odwrócony fragment.
Translokacja robertsonowska (fuzja centryczna) polega na połączeniu ramion długich dwóch chromosomów
niehomologicznych (akrocentrycznych lub telocentrycznych), miejscem pęknięcia są okolice centromeru.
Tracona jest niewielka ilość materiału genetycznego zawarta w ramionach krótkich, a liczba chromosomów
zmniejsza się o jeden. U człowieka fuzja centryczna najczęściej dotyczy par 13 i 14 oraz 14 i 21.
Podział centryczny – nieprawidłowy podział centromeru w chromosomie o dwóch ramionach prowadzi do
powstania dwóch chromosomów telocentrycznych, w związku z czym wzrasta liczba chromosomów w komórce.
Translokacje mogą być indukowane lub pojawiają się samorzutnie.
Translokacje zrównoważone nie powodujące zmian w składzie DNA, prowadzą tylko do innego rozmieszczenie
materiału w chromosomach. Liczba chromosomów może być prawidłowa lub zmieniona, aberracja najczęściej
nie ujawnia się fenotypowo, ale jej nosiciel może wytwarzać gamety nieprawidłowymi chromosomami, w
związku z tym u części potomstwa pojawiają się chromosomopatie.
W przypadku translokacji niezrównoważonej dochodzi do zmian w składzie genomu, ilość materiału może być
większa lub mniejsza. Takie translokacje zawsze ujawniają się fenotypowo.
Chromosom kolisty – zmiana powstaje na skutek utraty obu końców chromosomu, nowo powstałe końce mogą
się połączyć. Skutek takiej aberracji zależy od wielkości utraconego fragmentu, najmniejszy widoczny w
mikroskopie świetlnym fragment tracony z chromosomu ma około 4000 kpz. Delecja genów może powodować
liczne wady rozwojowe i zaburzenia w rozwoju umysłowym. U człowieka chromosomy koliste powstają z
chromosomów 4, 13, 18 i X.
Izochromosom – zmiana powstaje w wyniku nieprawidłowo przebiegającej płaszczyzny podziału centromeru,
który dzieli się poprzecznie, dając chromosom składający się tylko z ramion krótkich i długich. Dochodzi w tym
przypadku do delecji jednego ramienia (ubytek genów) i duplikacji drugiego (podwojenia genów).

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 3 -

- 3 -

Izochromosom mogą tworzyć zarówno autosomy, jak i chromosomy płci. Najczęściej spotykanym
izochromosomem jest izochromosom ramion długich X (nosiciele mają fenotypowo podobne zaburzenia jak w
zespole Turnera), spotyka się także izochromosom Y. Zmiany tego typu w innych chromosomach prowadzą do
wczesnych poronień, stosunkowo rzadko występują izochromosomy ramion krótkich 9 i 12.

Aberracje liczbowe

•

zespół Downa – trisomia 21

•

znanych jest ok. 200 cech fenotypowych, które mogą występować w różnym układzie; spośród nich stałe
jest jedynie upośledzenie umysłowe umiarkowanego stopnia;
zmarszczka nakątna (epicanthus), mongoidalne rysy twarzy, plamki Brunchfielda, płaska twarz, zapadnięty
nos, płetwiasta szyja, hipotonia, bruzda poprzeczna dłoni, wrodzone wady serca

94% - prosta trisomia – nondysjunkcja w mejozie, zmiana niedziedziczna
1% - mozaikowatość – nondysjunkcja w mitozie, zmiana niedziedziczna
4% - translokacja niezrównoważona – rodzic jest nosicielem translokacji zrównoważonej
niezrównoważona – 46,XX,+21,der(21;22)(q10;q10)
rzadko – duplikacja (trisomia częściowa) (21q22)
•

zespół Patau (+13) – holoprosencefalia, cyklopia, głębokie upośledzenie umysłowe, hiperteloryzm,
dysmorfia głowy, rozszczep podniebienia, płetwiasta szyja, ścisk palców, bruzda dłoni, woda w jamach
ciała, polidaktylia, wnętrostwo, głuchota, ubytki skórne na czaszce

•

zespół Edwardsa – urodzenie w 2,5%, przeżycie roku w 5%
mała masa urodzeniowa, dysmorfia głowy, mała broda, wypukła potylica, zniekształceni uszu, zachodzenie
palców na siebie (II na III a V na IV), cepowate stopy

Aberracje strukturalne

•

cri-du-chat (CDCS; 46,XX,del(5)(p15.2-15.3)) – koci płacz, mikrocefalia, micrognathia, hiperteloryzm,
„zespół monosomii 5p”, macrostomia, wywinięta warga dolna, otwarte usta, nadmierne ślinienie, asymetria
uszu, „uszy elfa”, wady płuco – serca, epicanthus, twarz okrągła i z wiekiem asymetryczna, zaburzony
odruch ssania, reflux, zez, fenotyp behawioralny (samouszkodzenia, hyperacusis, stereotypie ruchowe)

-

postępowanie: cytogenetyka, FISH, ew. badanie rodziców (translokacja zrównoważona)

-

diagnostyka prenatalna, np. amniopunkcja

•

zespół Pradera – Willego (PWS) – hipotonia, słabe przybieranie na wadze, brak ssania, prenatalnie –
położenie pośladkowe i obniżona ruchliwość płodu, migdałowate oczy, hipogonadyzm, micropenis,
hiperfagia, zaburzenia zachowania, bezdech nocny, niski wzrost, hipopigmentacja, skubanie skóry

-

przyczyny:

70% mikrodelecja fragmentu ojcowskiego 46,XX,del(15)(q11-13)
20-25% disomia uniparentalna matczyna
5% zaburzenia metylacji i translokacje zrównowazone
-

postępowanie: badanie cytogenetyczne, FISH, badanie metylacji DNA (test metylacji)

-

porada: sporadyczne i disomia – ryzyko populacyjne, translokacja – ryzyko podwyższone

•

zespół Angelmana – napady niepohamowanego śmiechu, nadmierna wesołość, fascynacja wodą i hałasem,
wady kręgosłupa, wiotkość mięśni grzbietu, upośledzone raczkowanie i chodzenie

-

przyczyny: mikrodelecja fragmentu matczynego bądź disomia uniparentalna ojcowska

•

zespół Wolfa – Hirschhorna – monosomia 4; microcefalia, hiperteloryzm, dysgnathia, twarz jak hełm
wojownika greckiego

•

zespół Wiliamsa – monosomia 7; elastyna – zwężenie nadzastawkowe aorty (SVAS); uszy elfa; fenotyp
behawioralny – gaduły opowiadające niestworzone historie, nadwrażliwość na muzykę

•

CATCH22 = zespół diGeorga = zespół podniebienno – sercowo – twarzowy (VCFSS) (del22q11.2) –
wrodzone wady serca (FT, IAA, VSD, PTA), zaburzenia podniebienia, hipokalcemia → przykurcze,
głuchota, dysmorfia twarzy i uszu, niedobory odporności i zaburzenia autoagresyjne (spadek limfocytów T)

•

zespół Millera – Diekera (MDS; 17p13.3) – mikrocefalia, mikrognathia, hiperteloryzm, dystonia,
lisencefalia i agyria z możliwymi miejscowymi ścieńczeniami kory, wady serca, wnętrostwo, upośledzenie
wzrostu, mowy, ruchów oraz umysłowe

Badania cytogenetyczne

•

hodowla fibroblastów (tkanek)

-

2 hodowle dla każdego pacjenta; czas około 1 – 2 tygodnie; temp. 37

oC

; przepływ CO

2

-

roztwór tkanki w kolagenazie (2,5 mg / ml, temp. pok.)

-

skład hodowli: 7 ml podłoża do tkanek z antybiotykiem (np. gentamycyna) + 3 ml tkanki

-

podłoże Eagl’a: 10% surowicy + 1% r-r L-gluaminy, 80u / 0,5 l gentamycyny

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 4 -

- 4 -

•

hodowla limfocytów krwi obwodowej

-

2 hodowle dla każdego pacjenta; czas 72 h; temp 37

oC

-

skład hodowli: 4 ml podłoża z antybiotykiem (np. gentamycyna) + 1 ml surowucy + 1 ml LF (czynnika
wzrostu) + 1 ml krwi pacjenta

•

hodowla komórek szpiku kostnego

-

4 hodowle dla jednego pacjenta: czas 24 i 48 h; temp 37

oC

; przepływ CO

2

-

skład hodowli: 5(4) ml podłoża z antybiotykiem – np. Marrowmax + (1 ml surowicy) + 1 ml szpiku pacjenta

•

hodowla komórek z płynu owodniowego (badanie prenatalne)

-

2 hodowle dla jednej pacjentki; czas 2 – 3 tygodnie; temp 37

oC

; przepływ CO

2

-

dwie cieplarki

-

skład hodowli: 6 ml podłoża z antybiotykiem – np. Amniomax + 1 ml surowicy + 7 ml płynu owodniowego

-

co około 7 dni wymiana podłoża

•

czas badania (górna granica):

-

płyn owodniowy:21 dni (zalecane 17 dni)

-

kosmówka: 20 dni

-

krew – badanie zwykłe oraz inne tkanki nie nowotworowe: 28 dni (zalecane 14 dni)

-

krew, badanie pilne: 10 dni

IZOLACJA CHROMOSOMÓW

krew

szpik

płyn owodniowy

tkanki

kolcemid

2 krople

30 – 40 min

2 krople

1 – 1,5 h

7 – 8 kropli

3 h

zwir. podłoża

1500 g / 8 min (osad)

szok osmotyczny KCl

8 min

30 min

20 min

zwir.

1500 g / 8 min (osad)

utrwalacz (metanol : kwas octowy 3:1)

30 min 3 x

zwir.

1500 g / 8 min (osad)

przechowywanie

-20

oC

METODY BARWIENIA CHROMOSOMÓW

symbol

prążków

technika

barwienia

odczynniki

zastosowanie

G

GTG

trypsyna, odczynnik Giemzy

podstawowa, wszystkie chromosomy

C

CBG

Ba(OH)

2

, odczynnik Giemzy

centromery, heterochrmatyna chromosomów 1, 9, 16, Y

Ag-NOR

AgNO

3

organizatory jąderkotwórcze 13, 14, 15, 21, 22

Q

QFQ,

QFH

fluorochrom

wszystkie chromosomy, satelity i centromery
akrocentryków, wariant chromosomu Y, fluorescencyjna

R

RBG

BrdU, odczynnik Giemzy

wszystkie chromosomy, aberracja w regionach
dystalnych

DAPI

DAPI

wszystkie chromosomy – fluorescencyjna

RBA

BrdU, odczynnik Giemzy

nieaktywny chromosom X

Rozdzielczość prążkowa – liczba prążków w haploidalnym zestawie chromosomów (zwiększenie rozdzielczości
– zatrzymanie podziału w prometafazie)

Najmniejsza rozpoznawalna aberracja:
7 – 10 x 10

6

pz przy rozdzielczości 400 prążków

2 – 5 x 10

6

pz przy rozdzielczości 850 prążków

liczba
punktów

rozdziel
-czość

omówienie

0

brak

nie jest możliwa jednoznaczna identyfikacja chromosomów

2

~150

możliwa identyfikacja chromosomów, można odróżnić 8 od 9 i 4 od 5

4

~400

2 ciemne prążki na 8p i 9p, 3 ciemne prążki w środkowej części 5q

6

~550

4 ciemne prążki na 18q i 3 na 11p; rozdzielone są 7q33 i 7q35; widoczny prążek 22q13.2

8

~850

widoczne są 6q24, 6q25.2 i 6q26; można odróżnić11p14.1 i 14.3; na 20p ≥3ciemne prążki

Autosomalne recesywne

•

heteozygota złożona – osobnik posiadający dwa zmutowane allele (rózne mutacje)

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 5 -

- 5 -

•

heterozygota podwójna – zmutowane allele w dwóch loci

•

heterogenność alleliczna (różne mutacje tego samego genu) i nie alleliczna (mutacje w różnych genach)

•

mukowiscydoza

-

tzw. test potowy – jontoforeza pilokarpinowa (noworodki – nie pocą się; niemowlęta – 40mM Cl

-

; dzieci

starsze – 60 mM Cl

-

)

-

dawniej: śmierć z powodu niedożywienia i niewydolności wielo-narządowej (tzw. choroba krwi, łez i potu)

-

CFTR – rodzin ABP, kanał K

+

- zależny, przepuszcza drobne cząsteczki

-

nabłonki: oddechowy, pokarmowy, naskórek, płciowy, żółciowy

-

upośledzenie transportu Cl

-

→ upośledzenie transportu zewnątrzkomórkowego H

2

O → gęsta wydzielina →

bezpłodność / niedrożność smółkowa / zwężenie oskrzeli / upośledzenie funkcjonowania rzęsek w układzie
oddechowym → nawracające infekcje oddechowe (Pseudomonas) → nieodwracalne uszkodzenie płuc →
niewydolność oddechowa / niedrożność przewodów trzustkowych → niedobór enzymów → cukrzyca

-

mutacje: najczęściej ∆F508 – co 25 osoba jest nosicielem; rozkład: 49% ∆/∆, 21% ∆/częsta, 21% ∆/rzadka,
4,5% częsta / rzadka, 2,25% częsta / częsta, 2,25 % rzadka / rzadka

-

badanie: na ∆F508, dalej badanie rozszerzone dziecka i rodziców

-

epidemiologia w Europie: 1:2500

-

badanie przesiewowe: trypsyna i immunoreaktywny trysynogen (ITR)

-

terapia genowa – wystarczyłoby skorygować 10% komórek; formy: metody niewirusowe (liposomy
kationowe) i wirusowe (adenowirusy, postać aerozolu)

Autosomalne recesywne

•

NF1 – bardzo zmienna ekspresja choroby, plamy kawowe, sinawe guzki podskórne (nerwiakowłókniaki),
nerwiaki → padaczka, niedowłady, możliwe zezłośliwienie łagodnych nowotworów, zaburznia widzenia,
guzki Lischa (badanie okulistyczne), deformacje w układzie kostnym (kręgosłup), nadcisnienie tętnicze,
problemy z uczeniem się

-

kryteria: ≥6 plam >5 mm lub >15mm zależnie od wieku, ≥2 nerwiakowłówniaki lub 1 nerwiakowłókniak
splotowany, objaw Creve (piegi w pachach i pachwinach), guz nerwu wzrokowego, ≥2 guzki Lischa,
zmiany kostne, chory krewny I

o

-

ekspresja – różne osoby z taką samą chorobą genetyczna mogą być nią dotknięte w bardzo różnym stopniu

•

pląsawica Huntingtona (HD) = taniec św. Wita – nie jest spowodowana konkretną mutacją genową, lecz
nadmierną liczba powtórzeń trójki nukleotydów; mutacja dynamiczna – im wcześniej się ujawni, tym
szybciej postępuje; choroba trwa 10 – 30 lat; ≥36 powtórzeń CAG w genie IT15 (4p16.3); pełna penetracja,
choć nie u wszystkich; ekspresja proporcjonalna do liczby powtórzeń CAG; antycypacja – pogorszenie
fenotypu w kolejnych pokoleniach

•

plejotropizm – jeden gen wpływa na kilka cech jednocześnie (początkowo przyjmowano, że liczba genów
wynosi ok. 100 tys., lecz obecnie wiadomo że mamy 30 tys., z czego wiele plejotropowych)

•

mozaikowatość (mieszanina komórek): konstytucyjna – w całym ciele / somatyczna – w pojedynczym
miejscu / germinalna – wyłącznie w komórkach płciowych

FISH i CGH

•

FISH = Fluorescent In Situ Hybridization – technika kolorowania chromosomów barwnikami
fluorescencyjnymi; liczne zastosowania:

-

oznaczanie punktów złamań chromosomów,

-

badanie fuzji genowych,

-

badanie pochodzenia chromosomów markerowych,

-

badanie mikrodelcji,

-

badanie pochodzenia centromerów,

-

obecność telomerów,

-

amplifikacja genów,

-

mozaicyzm,

-

kariotypowanie

•

sonda – dwuniciowy odcinak DNA lub cDNA komplementarny do badanego obszaru, wyznakowany
pośrednio (przeciwciało znakowane fluorescencyjnie) lub bezpośrednio (znacznik wbudowany w co któryś
nukleotyd)

-

malująca – na metazfazy; barwi całe chromosomy lub jedno z ramion; translokacje, aneuploidie, markery

-

centromerowa – na jądra interfazalne i metafazy; barwi centromery; dicentryki, aneuploidia

-

specyficzna – na jądra interfazalne; barwi okreslony fragment; translokacje, mikrodelecje, telomery

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 6 -

- 6 -

•

mikroskop fluorescencyjny; preparat na szkiełku → przemycie 2 x SSC → odwodnienie we wzrastających
stężeniach alkoholu → nałożenie sondy → denaturacja → hybrydyzacja sondy z homoloicznym fragmentem
→ odpłukanie tła → barwienie DAPI → analiza obrazu

nuc – jądra interfazalne
przykład prawidłowego FISH: ish 22q11.2(TUPLE1x2),22qter(N85A3x2) [100]
•

problemy z identyfikacją: oktachrom (8 szkiełek x 3 sondy) – wybarwienie wszystkich chromosomów

•

SKY = multicolor FISH = M-FISH – kolorowe fragmenty chromosomów (zamiast kariotypu o wysokiej
rozdzielczości prążkowej)

•

CGH = Comparative Genome Hybridization

-

pobieranie, izolowanie i znakowane DNA nowotworowego (zielone) oraz prawidłowego (czerwone)

-

fragmentacja i mieszanie

-

nałożenie na firmowe podłoże z metafazami, denaturacja i hybrydyzacja

-

identyfikacja amplifikacji (zielone) oraz delecji (czerwone)

Choroby sprzężone z płcią

•

X jest dużym chromosomem, zawierającym wiele genów; utrata Y powoduje bezpłodność i upośledzenie
umysłowe

•

losowa inaktywacja chromosomu X – tzw. lyonizacja (metylacja powoduje zmianę struktury chromatyny i
ekspresji genów),

•

w chorobach sprzężonych z płcią występuje tzw. ruch konia szachowego – chorują synowie kobiety oraz jej
brat (ich wujek)

•

mężczyzna jest hemizygotą pod względem genów znajdujących się na chromosomie X, dlatego każde
mutacje w ich obrębie zawsze się ujawnią u mężczyzny (recesywne)

•

na zaburzenia dominujące chorują obie płcie; mężczyzna nie przekazuje choroby synom; częściej występują
u kobiet, u mężczyzn są letalne

•

dystrofia mięśniowa typu Duchenne’a (DMD)

-

CPK podwyższone zarówno u chorych, jak i matki nosicielki

-

różny okres choroby, najczęściej nie przeżywa się 20 – 30 lat; infekcje kończą się sztuczną wentylacją

-

zaburzenia w EKG i EMG, USG serca (84% kardiomiopatie), ↑CPK, biopsja mięśni

-

Xp21.2-21.3 – największy gen, stanowiący 1% genomu, 2.3 Mbp, 79 egzonów

-

dystrofina występuje we wszystkich miocytach i w niektórych neurocytach

-

mutacje: w 60% różnej wielkości delecje, w 10% częściowa duplikacja; 2/3 dziedziczone jest od matki, a
1/3 powstaje de novo

-

hot-spot: PCR, Southern-blotting, pośrednio RFLP

•

dystrofia Beckera – podobna do DMD, choć o łagodniejszym przebiegu

Zaburzenia determinacji i różnicowania płci

•

etapy:

-

1 – 4 tyg. – formowanie niezróżnicowanej gonady pierwotnej oraz przewodów Wolffa i Müllera; geny
SF1(9q33), WT1 (11p13), SOX9, DAX1 (Xp21)

-

4 – 6 tyg. – proces determinacji płci – role genu SRY → białko SRY → kaskada genów → gonada męska
(możliwość zaburzeń w obie strony) |1|→ komórki Sertollego → AMH → regresja przewodów Müllera; |2|
→ komórki Leyiga → testosteron (wewnętrzne narządy płciowe: nasieniowody, najądrza, pęcherzyki
nasienne) → |5α-reduktaza| → dihydrotestosteron (zewnętrzna narządy płciowe: prącie, moszna, gruczoł
krokowy, cewka moczowa)

-

różnicowanie płci

•

rodzaje płci: gonadalna, chromosomowa, genitalna

•

dwie kopie DAX1 hamują nawet prawidłowy gen SRY; zrodzony przerost nadnerczy = zespół nadnerczowo
– płciowy

•

zespół Turnera (1:2500)

– jedno z częstszych zaburzeń; kobiety nie posiadające chromosomu Y
– nondusjunkcja w czasie mejozy
– całkowita monosmia X lub mozaicyzm
– przyczyny: i(X)(q10), del(X)(q21), del(X)(p11), r(X), t(X,5), mar
– objawy: obrzęki limfatyczne stóp i fałdu karkowego, układ krwionośny – koarktacja, niski wzrost (100%),

zaburzenia nerek, skóry, słuchu, dysplastyczne łącznotkankowe jajniki – hypogonadyzm
hypergonadotropowy (w przeciwieństwie do zespołu Pradera – Willego), płetwiastość szyi, niska linia

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 7 -

- 7 -

owłosienia karku, hydroma, skrócenie IV i V kości śródręcza, w 98% niepłodność, pierwotny brak
miesiączki (95%), hypoplastyczna macica i pochwa

– diagnostyka: cytogenetyka, ciałka Barra, amniocenteza, CVS, kordocenteza
– w 2 – 6 % wykrywa się u pacjentek z zespołem Turnera sekwencje chromosomu Y, co potęguje narażenie

na choroby nowotworowe (gonadoblastoma, dysgerminoma)

•

zespół Klinefeltera (1:1000)

-

mężczyźni z większą ilością X; od 47,XXY do 49,XXXXY

-

nie do rozpoznania przed okresem dojrzewania (chyba że przypadkowo w badaniu prenatalnym)

-

objawy: ginekomastia, eunuchoidale proporcje ciała, zaburzenia psycho – socjalne, skąpe owłosienie,
obniżenie masy ciała, niski wzrost, zmiana dystrybucji tkanki tłuszczowej, hypogonadyzm
hypergonadotropowy), upośledzenie inteligencji o 15

o

na każdy dodatkowy chromosom X

•

47,XXX – ogólnie prawidłowy fenotyp, zespół wczesnego wygasania czynności jajnika, upośledzenie
umysłowe w przypadku tetra- i pentasomii X

•

47,XYY – mężczyźni agresywni i bezpłodni

•

czysta dysgenezja gonad – kariotyp 46,XX lub 46,XY; macica hypoplastyczna, źle wykształcone wargi;
badania cytogenetyczne (GTG + CBG) → FISH → badania molekularne SRY → badania hormonalne

•

mieszana dysgenezja gonad – szczątkowe gonady / lewy jajnik + prawe jądro / gonada dwupłciowa; fenotyp
żeński z cechami maskulinizacji

•

niedobór 5α-reduktazy – AR; w okresie noworodkowym: ♂ spodziectwo / obojnactwo / ♀ przerost
łechtaczki, brak macicy i jajowodów, wnętrostwo, ślepo zakończona pochwa; okres dojrzewania: ♂
prawidłowy rozwój, ew. atroficzna pochwa / ♀ opóźnienie miesiączkowania; leczeni operacyjne i
hormonalne

•

wrodzony przerost nadnerczy (DAX1) – AR

-

chłopcy mają prawidłowe narządy, krótsze i szybsze dojrzewanie oraz niski wzrost

-

dziewczynki z objawami maskulinizacji lub obojnactwa

-

↓ aldoteronu i kortyzolu / ↑ testosteronu i 17-KS

•

CAIS (zespół całkowitej niewrażliwości na androgeny) = zespół feminizujących jąder: żeńskie narządy
płciowe zewnętrzne, brak macicy i jajników, brak owłosienia płciowego, brak miesiączki

-

badanie fizykalne + wywiad → FISH → DNA(SRY) → mutacja receptora → badanie cytogenetyczne z
tkanki gonadalnej

•

PAIS (zespół częściowej niewrażliwości na androgeny) – maskulinizacja w okresie dojrzewania

•

zespół niepełnej wrażliwości na androgeny = zespół Reifensteina

•

zespół przetrwałych przewodów Müllera (PMDS) – mutacje AMH / MIS 19p13.3, rec. AMH typu II 12q13

Wady wrodzone i badania prenatalne

•

czynniki zewnętrzne:

-

prenatalne: TORCH, HIV, FAS, FTS, RTG, anoreksja

Toxoplazmoza
Other – grypa, odra, TBC, kiła, listeroza
Rubeola - triada Gregga w różyczce: zaćma, głuchota, wady serca
CMV
Herpes / HIV
-

perinatalne: wcześniactwo, ciąż mnoga

-

postnatalne – urazy itd

•

podział 1.

-

malformacje – tkanka kształtuje się od początku źle → zmiany morfologiczne

-

deformacje = zmiekształcenia – nieprawidłowy ucisk ← przyczyny płodowe i matczyne

-

dysplazje → zmiana funkcji

-

dysrupcje = przerwanie ciągłości rozwijającej się tkanki

•

podział 2

-

sekwencje, np. Pierre – Robina – (zahamowanie rozwoju żuchwy przed 9 tygodniem życia płodowego,
czego konsekwencją jest rozszczep podniebienia i małożuchwie), Pottera = BRA (agenezja nerek →
małowodzie → agenezja płuc, starcza twarz, deformacje kończyn dolnych)

-

kompleksy – jeden czas rozwoju

-

zespoły – wiele pierwotnych malformacji, np. zespół Sotosa (duże dzieci), zespół Smith – Lemii – Opitz
(zaburzenie syntezy cholesterolu → wrodzone wady OUN)

-

asocjacje – nielosowe połączenia, np. VATER, CHARGE

•

cechy dysmorficzne – obiektywne i symetryczne

•

dziedzicznie wieloczynnikowe = geny + środkowisko; model progowy

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 8 -

- 8 -

-

wieloczynnikowe: ryzyko populacyjne 1-1,3%, ryzyko powtórnego urodzenia chorego dziecka 3-4%, np.
zwężenie odźwiernika, wady cewy nerwowej, wrodzone wady serca

•

diagnostyka prenatalna: AFP, USG-4D

-

rozszczep wargi i podniebienia,

-

wrodzone wady serca,

-

choroba Hirchprunga,

-

przerostowe zwężenie odźwiernika (pylorostenoza)

•

jeśli dane zaburzenie występuje ogólnie u danej płci, to pojawienie się go u płci przeciwnej świadczy o
ciężkim piętnie

•

teratologia

-

etap uszkodzenia: genopatia (do 14 dnia), embriopatia (14 – 60 dzień), feopatia (po 60 dniu; OUN)

-

czynniki: zespół Gregga, różyczka, CMV, Toxoplasma gongii, cukrzyca matki (↑3x), fenyloketonuria matki

•

badania prenatalne

-

nieinwazyjne – przesiewowe

USG – wady OUN, układu kostnego, serca, nerek, przewodu pokarmowego, twarzczaszki

PAPP-A (przy NT > 3mm → ↓PAPP-A + ↑βhCG) – zorientowane na zaburzenia chromosomowe

test potrójny: AFP (ciężkie wady OUN), βhCG, uE3 (zaburzenia chromosomowe, śmierć płodu)

test poczwórny = test potrójny + INH-A

test zintegrowany = PAPP-A + test potrójny

AChE – przy otwartych wadach cewy nerwowej pojawia się NAcAChE
-

inwazyjne

badanie kosmówki, analiza komórek trofoblastu (chorion vilii sampling = CVS)

amniocenteza = amniopunkcja

kordocenteza – pobranie krwi z żyły pępowinowej (precutaneous umbilical blood sampling = PUBS)
-

wskazania do badań inwazyjnych

nieprawidłowy wynik badań nieinwazyjnych

zaawansowany wiek matki (>35)

urodzenie poprzednio chorego dziecka

nosicielstwo aberracji chromosomowych lub mutacji monogenowych
-

cel

w 98% uspokojenie rodziców (wyniki prawidłowe)

w 2% wyniki nieprawidłowe → informacja rodziców o chorobie / nastawienie psychiczne rodziców /

zaplanowanie opieki nad dzieckiem / ew. decyzja o aborcji

Niepłodność małżeńska

•

niepłodność to niemożność zajścia w ciążę w czasie 1 roku przy braku środków antykoncepcyjnych i
regularnej aktywności seksualnej

•

badania:

-

nosicielstwo translokacji – np. 46,XY,t(2;24)(p24;q32) – zrównoważony kariotyp, ale niezrównoważone
gamety (częściowa trisomia) → wczesne poronienie (2,5-10%) / martwica płodu / wady wrodzone dziecka
(12-30%)

-

dziecko – możliwa jest dodatkowa nondysjunkcja

•

przyczyny poronień ze strony jaja płodowego

-

nieprawidłowość w rozwoju zarodka → naturalne selekcja płodów

•

przyczyny poronień ze strony matki

-

zmiany miejscowe w obrębie narządów płciowych,

-

zaśniad groniasty = nieprawidłowy rozwój łożyska,

-

zaawansowany wiek i choroby matki,

-

pęknięcie pęcherza płodowego i zakażenia wewnątrzmaciczne,

-

przedwczesne odklejenie łożyska,

-

czynniki emocjonalne

•

przyczyny niemożności zajścia w ciążę:

-

kobieta: wady budowy macicy, aberracja chromosomowe, choroby monogenowe, zaburzenia
immunologiczne, zaburzenia hormonalne,

-

mężczyzna: azoospermia, oligospermia, mikrodelecje chromosomu Y, mutacje CFTR (CBAVD/CUAVD),
mutacje genu receptora androgenowego, zaburzenia determinacji płci, zespół Kallmana (całkowita lub
częściowa utrata węchu – anosomia lub hiposomia; może być autosomalny dominujący, autosomalny
recesywny lub sprzężony z chromosomem X)

-

możliwy mozaicyzm germinalny – mutacja obejmuje wyłącznie jajnik lub jądro

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 9 -

- 9 -

Nowotwory dziedziczne

•

cechy – różne nowotwory pierwotne, młody wiek, podobne przypadki u innych członków rodziny

•

badanie molekularne → potwierdzenie → typowanie u innych członków rodziny

→ wykluczenie

•

ryzyko – maksymalnie 80% dla piersi oraz 50% dla jajnika

•

nowotwory – dziedziczne (mendlowskie) / rodzinne (wieloczynnikowe) / sporadyczne

•

cech charakterystycznych dla dziedziczenia AD nie stwierdza się w przypadkach: mutacji germinalnych,
mozaikowych, o niskiej penetracji, skutkujących zachorowaniem u tylko jednej płci, przy efekcie
założyciela (wzrost częstości występowania nosicieli w kolejnych pokoleniach)

•

fenokopie – przypadkowe mutacje, nie związane z nosicielstwem rodzinnym, spowodowane czynnikami
środowiskowymi

•

krewny II

o

przez mężczyznę to jak krewny I

o

przez kobietę, gdy mężczyzna nie choruje (np. rak piersi)

•

zespół Li-Fraumni (p53), choroba Cowdena (PTEN), HNPCC (MSH1/2), zespół Peutza – Jeghersa (STK),
ataxia-teleangiectasia (ATM), zespół Klinefeltera (wzrost ryzyka raka piersi)

•

profilaktyka – odstawienie doustnej antykoncepcji hormonalnej, ostrożna hormonalna terapia zastępcza,
długotrwałe karmienie piersią, wczesne urodzenie dziecka, chemoprewencje (Tamoxifen, selen),
profilaktyczna adnexectomia i mastektomia

•

zaangażowane geny:

-

onkogeny (fizjologicznie – protoonkogeny – czynniki wzrostu i receptory dla nich)

-

geny supresorowe (antyonkogeny),

-

geny mutatorowe (geny naprawy DNA)

•

badania

-

chromoomy

metody genetyki klasycznej (prążkowanie)

cytogenetyka molekularna (FISH, MC-FISH, CGH)
-

badania molekularne

poszukiwanie mutacji: PCR, SSCP

sekwencjonowanie genu lub jego fragmentacja
-

badania szczegółowych zdarzeń w genomie

MSI – zmiana ilości mikrosatelit (tandemowe) (CA)

n

LOH – utrata heterozygotyczności
-

SNP (single nucleotide polymorphysm)

-

mikrochipy

DNA

białkowe
•

geny:

-

BRCA1/2 – rak piersi i jajnika, prostaty, jelita grubego

-

p53 – rak piersi, krwi

-

MSH2, MLH1, MSH6 – rak jelit grubego, trzonu macicy, żołądka, pęcherzyka żółciowego, jajnika

-

APC – jelito grube

-

RB – siatkówczak

-

PTEN – pierś, tarczyca, mózg

•

HBOC

-

BRCA1 – 17q21 – aktywator transkrypcji, naprawa pęknięć w DNA

-

BRCA2 – 13q12-13 – aktywator transkrypcji, acetylotransferaza histonów

-

mutacje w Polsce: 5382insC, 185delAG, C61G, 4153delA, 6174delA, 9630delC

-

metody: ACRS-PRC, ASA-PRC, SSCP

•

LOH – utrata jednego z dwóch różnych alleli tego samego genu (heterozygota) → hemizygoyczność →
delecja jest jednym z głównych mechanizmów odpowiedzialnych za utratę funkcji genów supresorowych i
mutatorowych

-

polimorfizm długości markerów mikrosatelitarnych w ocenie LOH: amplifikacja DNA guza ze starterami
swoistymi dla wybranych markerów mikrosatelitarnych → żel / sekwentator → porównanie markerów
mikrosatelitarnych pomiędzy DNA guza a DNA z krwi obwodowej → LOH jest widoczny jako utrata
prążka lub zmiana pola pod krzywą

•

MSI – zmiana długości alleli na skutek zmian liczby powtórzeń nukleotydowych

-

polimorfizm długości markerów mikrosatelitarnych w ocenie MSI – 5 markerów (2x1+3x2); rozpoznawana
na podstawie każdej zmiany długości allelu, będącej wyrazem zmiany liczby jednostek powtarzalnych w
mikrosatelitach w guzie w porównaniu do tkanek; nieswoista LOH <20% - MSI

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 10 -

- 10 -

GENETYKA – WYKŁADY

Aspekty etyczne badań genetycznych

•

nagroda Nobla 2006 – wyciszenie genów m. in. przez dwuniciowe RNA

•

Genetyka rozwija się bardzo szybko i w związku z tym pojawiają się problemy etyczne na różnych
płaszczyznach. Przełom w etiologii i diagnostyce, możliwości terapeutyczne.

-

prowadzenie badań – konflikt swobody badań z bezpieczeństwem człowieka – wiedza nt. genów, powstanie
człowieka – różnica w wykorzystaniu tego samego DNA

-

zastosowania medyczne

-

wykorzystania komercyjne

-

problem klonowania – terapeutyczne (rozwiązanie innych problemów) oraz reprodukcyjne; klon nie jest do
końca kopią rodzica (na fenotyp oprócz genotypu wpływają dodatkowo czynniki środowiskowe)

-

choroby genetyczne stanowią 25 – 38 % ogólnej zachorowalności, są powodem 26 – 42 % śmiertelności
niemowląt; ponieważ inne problemy terapeutyczne stopniowo się zmniejszają, toteż zagadnienia genetyczne
stają się coraz bardziej istotny

-

metody badawcze:

choroby uwarunkowane chromosomowo – metody cytogenetyczne

choroby uwarunkowane monogenowo – metody analizy genów

choroby uwarunkowane wieloczynnikowo – obecnie brak badań, pole do popisu
-

diagnostyka postnatalna – u pacjentów z podejrzeniem choroby lub zdrowych (diagnostyka przedobjawowa
/ predykcyjna): pląsawica, nowotwory (dziedziczne – 5%, rodzinne – 15%, sporadyczne – 70%); określenie
ryzyka wystąpienia choroby przy określonych czynnikach środowiskowych; ryzyko dyskryminacji przez
pracodawców oraz przez firmy ubezpieczeniowe

-

badania prenetalne – dyskusja nad przerwaniem ciąży po informacji nt. wad genetycznych obecne prawo
zostawia pod tym względem duże pole do interpretacji; wątpliwości etyczne nie są bezzasadne

-

poradnictwo genetyczne nie powinno być diagnostyką dyrektywną, a raczej zawierać informacje dla
pacjentów

-

Konwencja o Prawach Człowieka i Biomedycynie – nie jest jeszcze ratyfikowana w Polsce; w Polsce
istnieje ośrodek diagnostyki preimplantacyjnej prowadzony przez ginekologa i 2 bioinformatyków (brak
regulacji prawnych oraz norm ISO)

Genetyczne podstawy transformacji nowotworowej

•

genetyczny ≠ dziedziczny ≠ wrodzony

•

podział nowotworów:

-

dziedziczne: 5 – 10 %

-

rodzinne: 15% (na bazie tła genetycznego + środowiskowego + sporadycznego)

-

sporadyczne 75%

•

transformacja nowotworowa – proces wieloetapowy (inicjacja → promocja → progresja) i długotrwały (7 –
40 lat)

•

po 1 etapie – apoptoza / naprawa / zmiana latentna = milcząca → tendencja do zmian genetycznych typu
mutacji lub bodziec do proliferacji → rozwój zmiany nowotworowej, np. łagodna dysplazja → niestabilność
genetyczna → nagromadzenie błędów → poważna dysplazja → rozwój guza litego → progresja
nowotworowa → rak

•

geny krytyczne (ang. major genes)

-

onkogeny – stymulacja podziału komórki

-

geny supresorowe – policjanci genomu kierujący do naprawy lub apoptozy

-

geny mutatorowe = geny naprawy DNA – korekcja źle sparowanych zasad

•

onkogeny

-

znanych jest ok. 200 onkogenów

-

występują one we wszystkich komórkach w postaci protoonkogenów, które mogą aktywować się do
onkogenów, a te z powrotem deaktywować do protoonkogenów

-

kodują one: czynniki wzrostowe, receptory dla nich, białka szlaku przekaźnikowego efektor → jądro,
czynniki transkrypcyjne

-

zmiany w genach mogą polegać na:

amplifikacji genu (np. NF1)

translokacji genu → fuzja genu → powstanie genu fuzyjnego → synteza białka fuzyjnego (np. CML)

przeniesienie genu w obszar silnego promotora (np. chłoniak Burkitta)
-

bardzo istotna w onkogenetyce jest translokacja zrównoważona

-

na poziomie komórkowym onkogeny działają jako geny dominujące

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 11 -

- 11 -

•

geny supresorowe i mutatorowe – wpływ na funkcję genu RB oraz na cykliny (hamowanie protoonkogenu);
problem pojawia się przy utracie funkcji genu (delecja na różną skalę, mutacja punktowa, epigenetyczna
kontrola aktywności genu – głównie metylacja, mutacja promotora, błąd w obróbce posttranslacyjnej białka;
geny te działają jako recesywne – efekt ujawnia się dopiero, gdy utraci aktywność drugi allel, inaczej
mówiąc gen przestaje pełnić swoją funkcję gdy zajdą dwa zdarzenia mutacji (np. retinoblastoma), czym
tłumaczy się późny wiek występowania nowotworów sporadycznych

•

geny mutatorowe = geny naprawy DNA → |mutacje| → ślizganie się polimerazy DNA → mutacje
dynamiczne

•

aberracje chromosomowe w nowotworach: pierwotne / wtórne / szum genetyczny; pierwotne sa typowe dla
danego typu nowotworu: zespoły mielodysplastyczne, AML, CML, chłoniak Burkitta, meningioma, rak
nerki, rhabdomyosarcoma, ALL, seminoma

•

możliwości diagnostyczne – FISH, CGH (lokalizacja genów, naddatki – amplifikacje protoonkogenów,
ubytki – delecje genów supresorowych)

Zespoły niestabilności chromosomowej

•

Są to zespoły zwiększonego ryzyka nowotworowego dziedziczące się autosomalnie dominująco (rzadko
recesywnie); choroby autosomalne recesywne ze zwiększonym narażeniem na nowotworzenie.

•

Xeroderma pigmentosum – nadwrażliwość na promienie UV z powodu zaburzeń naprawy DNA (ścieżka
NER). Opisano 7 grup komplementacyjnych: XPA – XPG. Diagnostyka molekularna może być prowadzona
w wyspecjalizowanym laboratorium – wykonuje się badania pod kątem: nadwrażliwości na UV, łamliwości
chromosomów, badanie komplementacyjne oraz sekwencjonowanie genów. Możliwa jest diagnostyka
prenetalna: test kometkowy (komórka, stanowiąca głowę komety, ciągnie za sobą uszkodzone DNA,
stanowiące jej ogon). Poszczególne postaci XP różnią się od siebie: częstością (często XPA, rzadko XPE),
przebiegiem i ciężkością. Niekiedy typy B, D, G warunkują zespół Cockayene. W XP zgon nastepuje w
młodym wieku w wyniku rozwoju nowotworów (pierwsze trądziki w 1 – 2 r. ż., rak skóry w 8 r. ż.).

•

Zespół Cockayene – zespół wielosystemowy (karłowatość, retinopatia, ptasia twarz, nadwrażliwość na
światło). Zmiany pojawiają się w młodym wieku, dołączają się szybkie zaburzenia neurologiczne. Zgon
następuje najczęściej w 2 – 3 dekadzie życia (na ciężką postać zespołu umiera się w wieku 6 – 7 lat). Zespół
nie jest związany ze zwiększeniem ryzyka nowotworów.

•

Ataxia – teleangiectasia – zaburzenie wielosystemowe; grupy A – D; gen 11q22-23. Obecne są zaburzenia
neurologiczne (ataksja móżdżkowa), zaburzenia odporności, nadwrażliwość na promieniowanie jonizujące,
poszerzenie obwodowych naczyń krwionośnych (teleangiectasia) oraz predyspozycje nowotworowe.
Klasyfikacji dokonuje się na podstawie dominujących cech klinicznych: neurologicznych, skórnych lub
odpornościowych. Czasami dołącza się zespół przedwczesnego starzenia. Złamania chromosomu 7 i 14. Rol
genu ATM jest kluczowa w mechanizmie naprawy DNA.

•

Zespół Nijmegen – mutacje genu NBS (8q21) kodującego nibrynę. Objawy: małogłowie, dysmorfia twarzy
(dziwny profil twarzy utrzymujący się z wiekiem), niski wzrost, niedobory immunologiczne, nadwrażliwość
na promieniowanie, nowotwory układu limfatycznego.

•

Zespół Blooma – zaburzenia w genie w 15q26.1 kodującego proteinę aktywności helikazy; bardzo częste
wymian chromatyd siostrzanych (SCE). Objawy: niski wzrost, zmiany skóry w kształcie motyla, ochrypły
głos, infekcje i schorzenia górnych dróg oddechowych, , dysmorfia twarzy, upośledzenie umysłowe,
podwyższone ryzyko guzów litych i białaczek.

•

Anemia Fanconiego – grupy A, B, C (75 – 80%), D; loci FANCA 16q24.3, FANCC 9q22.3. Objawy i
konsekwencje: deformacje szkieletu (60%), opóźnienie wzrastania (70%), brak zaburzeń
immunologicznych, postępująca niewydolność szpiku kostnego, predyspozycja do rozwoju białaczek (ostra
anemia aplastyczna w 8 – 9 r. ż.); charakterystyczna niestabilność chromosomowa.

Autosomalnie dominująco dziedziczone skłonności do nowotworów

•

klasyczne kryteria amsterdamskie – wypływają z zasad dziedziczenia, ocena dziedziczności nowotworów:

-

≥3 członków rodziny ma raka, z czego 2 jest krewnymi I

o

,

-

badane są ≥2 pokolenia,

-

≥1 pacjent jest ma nowotwór zdiagnozowany przed 50 r. ż.

•

choroby i geny: retinoblastoma (RB1, 13q14), Li-Fraumeni (p53, 17p13), familiar adenomatous polyposis
(APC, 5q21), guz Wilmsa (WT1, 11p13), nerwiakowłókniakowatość (NF1, 17q11 / NF2, 22q12), von
Hippel – Lindau (VHL, 3p25), familiar melanoma (p16, 9p21), HBOC

•

siatkówczak (RB – hamowanie cyklu komórkowego) – hipoteza dwóch strzał Kundson’a: komórka z jedną
mutacją ma wysokie ryzyko, a z dwoma staje się nowotworowa. Losowe zdarzenie w 1. przypadku jest
prawdopodobne i grozi rakiem. Dziedziczne nowotwory występują z tego powodu w młodszym wieku niż
sporadyczne oraz często są wieloogniskowe (multifokalne) i obustronne (bilateralne). Mechanizmy: delecje,
mikrodelecje, mutacja, hipermetylacja regionu promotora, dalsze – wpływ na cytoplazmatyczna RNA lub

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 12 -

- 12 -

obróbkę posttranslacyjną. Przeżycie w 86 – 92 %, ale spada z wiekiem pacjanta; zazwyczaj wysoka
penetracja.

•

Guz Wilmsa (WT, nephroblastoma) – mutacja genu supresorowego. Zwiększone ryzyko WT w zespołach:
WAGR (Wilm’s tumor, Airidia, Genitalia, mental Retardation), Beckwith – Wieldemann, Denys – Drash,
Perlman.

•

Zespół Li-Fraumeni (LFS) – predyspozycja do nowotworów, zwiększone ryzyko wielu nowotworów
pierwotnych, wzrastające dodatkowo z wiekiem; mięsaki tkanek miękkich, rak piersi, białaczki,
kostniakomięsak, czerniak złośliwy, rak kory nadnerczy (adenocortical carcinoma = ACC)

-

kryteria rozpoznania podobne do amsterdamskich (proband + 2 krewnych),

-

odpowiedzialny gen Tp53 (17p13.1) – dziedziczy się autosomalnie dominująco w ponad 50% przypadków

-

testy presymptomatyczne do oceny ryzyka

-

białko p53 – czynnik transkrypcyjny, kontroler proliferacji, zatrzymanie cyklu komórkowego (areszt lub
apoptoza),

-

rodzina p53, p63, p73 kontroluje łącznia aktywność ok. 30 genów

-

możliwie podobny CHEK2 – upodobnia się objawowo

•

Nerwiakowłókniakowatość = neurofibromatosis = choroba Reclinghausena (NF1, 17q11.2) – 100%
penetracja ale zmienna ekspresja (chorują wszystkie osoby, ale w różnym stopniu). Nerwiakowłókniaki
mogą pojawiać się wszędzie, ogólnie w liczbie nawet kilku tysięcy; ciąża może je nasilać i zazłośliwiać.
Typ II (NF2) – nowotwory synchroniczne i metachroniczne: schwannoma na gałęzi przedsionkowej nerwu
VIII, zmiany skórne guzowate lub o kolorze kawy, zmiany oczne – barwnikowe, harmatoma siatkówki.

•

Zespoły wielogruczołowe:

-

MEN1, 11q13, gen supresorowy (zespół Wermera) – gastrinoma, insulinoma, nowotwory przysadki i kory
nadnarczy

-

MEN2, onkogen – guz rdzeniasty tarczycy, pheochromocytoma; typy a i b, typowy wygląd twarzy, cechy
marfanoidalne

•

fenokopie – dodatkowe nowotwory sporadyczne

•

antycypacja – choroby występują w kolejnych pokoleniach w coraz większym wieku i w coraz bardziej
nasilone

Dziedziczne nowotwory piersi i jajnika (ang. hereditary breast and ovarian cancer = HBOC)

•

częstość w Polsce: 11 tys. rocznie; najczęstsza przyczyna zgonu kobiet po 55 r. ż.

•

rak piersi

- przedinwazyjny

- przewodowy
- zrazikowy

- inwazyjny – naciekający

•

rak jajnika – nabłonkowy, ze sznurów płciowych, germinalny

•

ryzyko:

-

wzrost: estrogeny, alkohol, otyłość, HTZ

-

spadek: wczesna i donoszona pierwsza ciąża, długa laktacja, uprawianie sportu

•

typowość cech dziedzicznych nowotworów: pionowość w rodowodzie, wczesny wek wystepowania,
obustronność i wieloogniskowość, ≥1 u jednej osoby

•

fenokopia – rak piersi nie związany z mutacją konstytucyjną w rodzinie z mutacją BRCA1

•

BRCA1, 17q21 – homologia z innymi genami przez wpływ palców cynkowych RING; ok. 1200 odkrytych
mutacji, z czego w Polsce zaledwie 4 stanowią 95% (nie powstały one de novo, lecz wskutek efektu
założyciela)

•

BRCA2, 13q12 – interakcja białka z DNA; 1400 rozrzuconych mutacji; brak efektu założyciela

•

Mutacje konstytucyjne BRCA1/2 zwiększają ryzyko wielu nowotworów, w tym aż do 85% dla raka piersi
oraz do 63% dla raka jajnika; prostata do 25%, trzustka, jelito grube, żołądek, głowa i szyja.

•

test genetycznej predyspozycji nosicielstwa zmian w BRCA1/2

•

badania kontrolne w podejrzanych rodzinach

-

pierś

samokontrola: od 20 r. ż. co 6 m-cy

badanie palpacyjne: od 25 r. ż. co 6 m-cy

USG: od 25 r. ż. co 12 m-cy

mammografia: od 35 r. ż. co 12 m-cy (na zmianę z USG)
-

narząd rodny

USG dopochwowe: od 30-35 r. ż. co 12 m-cy

marker CA125: od 30-35 r. ż. co 12 m-cy
•

nowotwór występuje najczęściej w 4 – 5 dekadzie życia, najczęściej diagnozuje się w III

o

zaawansowania;

histopatologicznie są to raki: rdzeniaste, atypowe, przewodowe; brak receptorów estrogenowych (ER-)

•

Doustna antykoncepcja hormonalna – przeciwwskazanie przy stwierdzonych mutacjach w genach BRCA,
gdyż zwiększa ryzyko raka piersi o 35%, natomiast zmniejsza o 50% ryzyko wystąpienia raka jajnika.

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 13 -

- 13 -

Czynnikami hamującymi częstość nowotworu są: długie karmienie piersią, wczesna pierwsza ciąża, późne
dojrzewanie, wczesna menopauza; ponadto:

-

chemoprewencja: Tamoxifen (spadek 50% ER+)

-

adnexektomia profilaktyczna – spadek OC o 5% i BC o 30 – 40%

-

skojarzenie w przypadku mutacji – spadek do 10%

-

mastektomia – obecnie odstapienie (popularne w latach 90.)

•

etiologia: BRCA1 20%, BRCA2 20%, CHK2 5%, TP53 1%, nieznane geny 54%

•

inne geny:

-

NOD2 – rak piersi i płuc, jelita grubego

-

CHEK2 – rak piersi, tarczycy, prostaty

-

NBS1 – rak piersi, prostaty, non-Hodgkin’s lymphoma

Nowotwory jelita grubego

•

dziedziczny polipowaty rak jelita grubego (ang. familiar adenomatous polyposis = FAP) – nowotwór
rozwija się na podłożu polipów (w liczbie od kilkuset do kilku tysięcy); stanowi 1% wszystkich
nowotworów; mutacja genu supresorowego APC, 5q21 (zahamowanie apoptozy w 1. etapie formowania
polipów); objawy towarzyszące – wrodzona hipertrofia siatkówki, osteomata, cysty żuchwy

•

schemat Vogelsteina – rozwój nowotworu począwszy od polipu

•

średni wiek występowania:

polipów: 16 r. ż. (36 w postaci łagodnej)
nowotworu: 35 – 40 r. ż. (54 w postaci łagodnej)

•

usunięcie jelita grubego nie chroni przed: guzami desmoidalnymi w jamie brzusznej, adenocarcinoma
dwunastnicy i brodawki Vatera, medulloblastoma (zespół Turcata), zespół Gardnera, AAPC (łagodna postać
FAP)

•

rokowania fatalne – średnia wieku wynosi 42 lata

•

diagnostyka – sekwenconowanie genu, skanowanie mutacji, sama PTP, diagnostyka prenatalna

•

dziedziczny niepolipowaty rak jelita grubego (ang. hereditary non-polyposous colorectal cancer = HNPCC)

-

mutacja w obrębie tzw. genów opiekujących się genomem (ang. caretakers), podobnych do genów
supresorowych, a odpowiedzialnego za naprawę źle sparowanych zasad (ang. mismatch repait = MMR);
prowadzi to do niestabilność mikrosatelitrnej (MI) (badanie krwi i guza czy doszło do MI)

-

nosiciele mają prawie 100% ryzyka wystąpienia nowotworu

-

kryteria amsterdamskie – obserwacja ciągu przekazywania genu:

u ≥3 osób w rodzinie, z których jedna jest krewnym I

o

dla dwóch pozostałych,

choroba w dwóch generacjach

≥1 osoba miała nowotwór przed 50 r. ż.
-

poszerzenie kryteriów: zaostrzenie / rozszerzenie (całe spektrum nowotworów, np. jajnik, endometrium,
górny odcinek przewodu pokarmowego)

-

choroba autosomalna dominująca; niepełna penetracja; stanowi 2,8 wszystkich nowotworów

 I postać: Lynch I – miejscowo specyficzny rak jelita grubego
 II postać: Lynch II – dodatkowe nowotwory: endometrium, jajniki, jelito cienkie, żołądek, wątroba i

pęcherzyk żółciowy

 III postać: zespół Muir – Torre: jak Lynch II oraz gruczoły łojowe, keratocanthromas, inne nowotwory

skóry

-

niestabilność mikrosatelitarna (MI):

- 90% HNPCC
- 20% nowotworów sporadycznych jelita grubego i odbytnicy
- 30% nowotworów sporadycznych macicy

-

prewencja: - kolonoskopia, gastroskopia, USG i biopsja macicy

- kolektomia, histerektomia, oophrorectomia

•

zaburzenia chromosomowe w nowotworach

-

niestabilność genetyczne chromosomowa bądź mikrosatelitarna

przyczyna lub efekt nowotworzenia

inicjacja na poziomie przedinwazyjnym → kumulacja zmian o zmiennej dynamice

najczęściej transformacje powodujące powstanie genów fuzyjnych (teoria Mittelmana 2000r.)
•

mutacje znane są dla niewielkiej liczby nowotworów, m. in. dla większości białaczek (CML: wymiana bcr z
22 na abl z 9 – chromosom 22 Filadelfia; chłoniak Burkitta: przeniesienie genu myc z 8 na 2, 33, 14 (IgH)
→ meningioma, rak nerki)

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com

- 14 -

- 14 -

Genetyczne podstawy procesu starzenia a ryzyko rozwoju otępienia. Choroby prionowe

•

otępienie czołowo – skroniowe (ang. frontotemporal dementia = FTD) – w 20 – 30 % dziedziczne, reszta
sporadyczna; heterogenność kliniczna – parkinsonizm i objawy psychiatryczne; patologia τ: 30 – 60 %
rodzinnych przypadków FTD, 20 – 40 % nie ma ani mutacji genu τ ani nieprawidłowego białka τ; odkrycie
nowych loci sprzężonych z dziedziczoną postacią FTD: 9p13.2-p12, 9q21-22, chromosom 3

•

otępienie z ciałami Lewego (Lewi bodies dementia = LBD) – złożona i nie w pełni poznana etiologia,
rozpoznanie LBD ma wartość rozpoznawczą w 30%; nie wiadomo jak zróżnicować LBD z chorobą
Alzheimera (AD), ani też czym są ciała Lewego i czy są one przyczyną czy efektem patologii: postulowany
jest udział w rozwoju następujących czynników: Apoε4 (29% w chorych / 10 – 15 % w próbie kontrolnej),
CYP2D6B – tranzycja G>A (SD 0,307 / 0,163), mutacje P

R

P

•

otępienie naczynioruchowe (VD) – geny modulujące ryzyko zaburzeń naczyń mózgowych, geney
determinujące rekcje tkanki mózgowej na uszkodzenia naczyniopochodne, zaburzenia w utrzymaniu
długości polimerów

•

choroba Parkinsona – nie należy do grupy otępień wieku starszego; postać autosomalna dominująca (4
geny) i recesywna (3 geny); diagnostyka molekularna dla PARK2, 6, 7, 8

•

choroby prionowe – GSSD, CJD, LFI, kuru

-

występowanie – sporadyczne, dziedziczne, zakaźne

-

P

R

P (= prion-related protein) (20 pter – p12) → białko (α>β); polimorfizm, mutacje, powtórzenia

trójnukleotydowe;
krytyczny polimorfizm – pozycja 129: Met / Met – 37%, Met / Val – 51%, Val / Val – 15%

Zespół Retta

•

wystepuje u dziewczynek; odpowiednikiem u chłopców jest encefalopatia noworodkowa

•

po 1 r. ż. ma miejsce utrata nabytych umiejętności (mówienie, chodzenie)

•

występuja: lekooporna padaczka, drgawki, ruchy rąk przypominające mycie, wkładanie do buzi, stukanie po
głowie, skrzywienie kręgosłupa, zaburzenia snu z tendencją do hiperwentylacji, zaburzenia snu,
normocefalia przechodząca w mikrocefalię

•

podobieństwo do zespołu Angelmana

•

4 stadia: stagnacji (½ – 1 r. ż.), regresji (1 – 4 r. ż.), III (zaburzenia snu i oddychania), IV (spadek
ruchliwości, komunikacja wzrokowa)

•

gen MECP2 (Xq) – epigenetyczna regulacja transkrypcji innych genów (1999 r.)

•

badania genetyczne potwierdzają diagnozę kliniczną

•

w Polsce brak postaci rodzinnej

•

rodzinna hipercholesterolemia – heterozygoty 1 : 500, homozygoty 1 : 1 000 000

•

mutacje dynamiczne: fraX (FMR1), HD (IT15), dystrofia miotoniczna

•

Ekspresja genów HOX następuje w ściśle określonym porządku czasowym i przestrzennym, zwanym
przednio - tylnym, podczas embriogenezy OUN i zawiązków kończyn. Kolejność ta jest taka jak kolejność
genów od 3' do 5'. Geny HOX kodują domenę wiążącą DNA, która ma działać jako czynnik transkrypcyjny.
Są to geny ewolucyjnie konserwatywne.

•

Zespół wielotorbielowatych nerek (chr. 16) – torbiele uciskają na tętniczki doprowadzające, co prowadzi do
aktywacji układu RAA, wzrostu ciśnienia tętniczego i objawów: krwiomoczu, tętniaków mózgu,
rozdymania miedniczek nerkowych, bólów lędźwiowych, wypadania zastawki dwudzielnej.

•

Splicing alternatywny – proces wyboru, które fragmenty pre-mRNA staną się egzonami, a które intronami;
w procesie tym biorą udział białka SR.

Created by Neevia Document Converter trial version

http://www.neevia.com