PRAWIDŁOWY KARIOTYP

CZŁOWIEKA I ANOMALIE

AUTOSOMÓW

PRAWIDŁOWY KARIOTYP CZŁOWIEKA

Kryteria klasyfikacji chromosomów:

• Wielkość chromosomów wyrażona w procentach w

odniesieniu do długości wszystkich chromosomów
haploidalnych i chromosomu X przyjętej jako 100%

• Położenie centromeru

• Rozmieszczenie prążków w chromosomach

• Kariotyp-suma chromosomów występujących w

komórce somatycznej, właściwa organizmowi lub
grupie organizmów o charakterystycznej liczbie i
morfologii

• Kariogram- sfotografowany zestaw chromosomów

typowych dla danego organizmu, grupy
organizmów lub gatunku, uszeregowany wg
umownych zasad.

Chromosomy, najważniejsze składniki jąder
komórek roślinnych i zwierzęcych będące
siedliskiem czynników dziedzicznych, czyli
genów. Chromosomy zbudowane są głównie
z silnie barwiącej się chromatyny, w której
skład wchodzą długie cząsteczki kwasu
dezoksyrybonukleinowego (DNA, kwasy
nukleinowe) oraz białka (głównie histonowe)
i kwas rybonukleinowy (RNA).

Chromosomy mają

zdolność

do

samoodtwarzania się

w

trakcie podziałów

komórki. Widoczne są po wybarwieniu tylko

w czasie podziałów komórki (mitoza, mejoza),

kiedy ulegają silnej kondensacji, w okresach

między podziałami (interfaza) ulegają silnej

despiralizacji

i

stają

się

niewidoczne.

Liczba chromosomów danego gatunku (określana jako
podstawowa liczba chromosomów = 2n) jest stała
i charakterystyczna i może wynosić od 2 do kilkuset (u
niektórych roślin), najczęściej od 10 do 40 (u człowieka
46). Każdemu organizmowi odpowiada zespół
chromosomów o określonej liczbie (jednakowej we
wszystkich jądrach komórkowych) i różniących się między
sobą morfologią oraz składem występujących w nich
genów.Liczba chromosomów, ich wielkość i kształt są dla
danego gatunku stałe i charakterystyczne. Tak więc np.:
u człowieka występuje 23 pary chromosomów z których 22
pary to chromosomy homologiczne, jednakowe
(autosomy), oraz 1 para chromosomów płciowych,
heterochromosomów, różniących się od siebie (allosomy).

W komórkach rozrodczych (gamety)

w wyniku mejozy liczba chromosomów

zredukowana jest do połowy, po

połączeniu się dwóch gamet odtwarzana

jest dzięki temu liczba chromosomów

charakterystyczna dla gatunku.
Chromosomy organizmów

prokariotycznych, do których należą

bakterie, sinice oraz wirusy, są pod

względem strukturalnym mało

skomplikowane w

porównaniu

z

chromosomami organizmów

eukariotycznych.

METODY BADAŃ CHROMOSOMÓW

W celu określenia liczby
chromosomów bada się komórki:
Szpiku kostnego, gonad męskich,
fibroblasty z hodowli wycinków
skóry, limfocyty krwi obwodowej.

Najczęstszą

metoda badań

chromosomów jest krótkotrwała
hodowla limfocytów krwi
obwodowej

Obecnie w rutynowych badaniach
cytogenetycznych stosuje się metody
barwienia pozwalające stwierdzić na
chromosomach obecność prążków G,Q
lub R. Charakterystyczny dla każdego
chromosomu układ prążków umożliwia
identyfikację poszczególnych par oraz
analizę nieprawidłowości ich struktury.

BARWIENIE DIASTAMYCYNĄ A/DAPI

- barwienie chromosomów fluoorochromem 4,6-
dwuamino-2-fenyloindolem (DAPI) wykazującym
powinowactwo do par zasad A-T pozwala na uzyskanie
wzoru prążkowego podobnego do wzoru prążkowego Q.
Zastosowanie DAPI i antybiotyku diastamycyny A, która
wykazuje również powinowactwo do zasad A-T pozwala
uzyskać bardziej kontrastowy obraz prążkowy.
Metodą tą uzyskujemy silnie fluoryzujące prążki
odpowiadające regionom heterochromatyny
konstytutywnej chromosomów 1, 9, 16, dystalnej części
ramion długich chromosomu Y oraz proksymalnej części
ramion krótkich chromosomu 15.

AUTORADIOGRAFIA

Metoda badania struktury chromosomów
oraz badania kinetyki i asynchronii
replikacji DNA. Często wykorzystywana w
hybrydyzacji kwasów nukleinowych z
użyciem sond znakowaych takimi
izotopami jak:

3

H,

32

P,

35

S,

14

C.

Autoradiografia jest metodą stosowaną do
badania czasu trwania poszczególnych faz
cyklu komórkowego.

CYTOMETRIA PRZEPŁYWOWA

Wykorzystanie pomiaru ugięcia i rozproszenia światła oraz

wzbudzenia fluorescencji w zawiesinie komórkowej.

Można zmierzyć zawartość DNA w jądrze komórkowym.

Ocenia się intensywność fluorescencji w cytometrze
przepływowym. Na podstawie wyników odczytywanych
na monitorze mikrokomputera sporządza się wykresy
zawartości DNA w poszczególnych populacjach komórek
czyli histogramy.

HYBRYDYZACJA IN SITU (In situ

Hybrydyzation- ISH)

Pozwala zlokalizować specyficzne sekwencje DNA lub

RNA bezpośrednio w materiale biologicznym(preparat
cytogenetyczny, rozmazy komórkowe, skrawki tkanek)
znajdującym się na szkiełku podstawowym lub rzadziej

w zawiesinie.

ZAPISYWANIE WYNIKÓW BADAŃ

CYTOGENETYCZNYCH

• 46,XX
• 46,XY
• 46,XX,1qh+ ( prawidłowy kariotyp żeński z obecnością

większego odcinka heterochromatyny konstytutywnej (h+)
w okolicy centromerowej ramienia długiego q
chromosomu pary 1

• 46,XX,15ps+ (duże satelity (s+) na krótkich ramionach (p)

chromosomu pary 15.

Są to cechy polimorficzne chromosomów

Wykaz skrótów

+ (plus) - nadmiar , dodatek
-(minus) niedobór, ubytek
: (dwukropek) – pęknięcie
:: (podwójny dwukropek) – pęknięcie i połączenie
, (przecinek) - rozdziela liczbę chromosomów od chromosomów płci i
ewentualnego opisu aberracji
; (średnik) - rozdziela zapisy dotyczące różnych chromosomów
. (kropka) – oddziela zapis subprążków od cyfry określającej prążek

(strzałka – od do (określa zakres regionu chromosomu)

( ) nawiasy – obejmują strukturalnie zmienione chromosomy lub
miejsca pęknięć za skrótem określającym typ aberracji.
/ (ukośnik) – oddziela różne linie w mozaikach

WYKAZ SKRÓTÓW

• cen-centromer
• del-delecja
• der-chromosom pochodny
• dic-chromosom dicentryczny
• dup- duplikacja
• h-heterochromatyna konstytutywna
• i-izochromosom
• ins-insercja
• inv-inwersja
• kpz-kilo par zasad
• mar-chromosom markerowy

Wykaz skrótów

• mat-pochodzenia matczynego
• NOR –organizator jąderkowy
• p-krótkie ramię chromosomu
• pat – pochodzenia ojcowskie
• PAR – region pseudoautosomalny
• PCR-łańcuchowa reakcja polimerazy
• q- długie ramię chromosomu
• r-chromosom pierścieniowy
• s-satelity
• t-translokacja
• tel-telomer
• ter- koniec chromosomu (fragment terminalny)
• UPD- jednorodzicielska (uniparentalna) disomia
• UPHD – uniparentalna heterodisomia
• UPID – uniparentalna izodisomia

KOMÓRKI POLIPLOIDALNE

KOMÓRKI POLIPLOIDALNE POWSTAJĄ W

WYNIKU ZWIELOKROTNIENIA CAŁEGO

HAPLIDALNEJ GARNITURU CHROMOSOMÓW

• KOMÓRKA TRIPLOIDALNA ;

• 69,XXY

• Tetraploidalna
• 92,XXXX

KOMÓRKI ANEUPLOIDALNE

• Komórki aneuploidalne to takie, w których

brakuje jednego chromosomu lub jest obecny

dodatkowy jeden, dwa lub rzadziej więcej

chromosomów

• 45,X - monosomia X
• 47,XXX - polisomia X
• 47,XYY - polisomia Y
• 47,XY,+21 - trisomia 21

Translokacja robertsonowska (der)

• Powstaje w wyniku pęknięć w pobliżu cenromeru dwóch

chromosomów akrocentrycznych i połączenia się ich
ramion długich z jednoczesną utratą ramion krótkich w
wyniku czego powstaje jeden chromosom pochodny
zapisywany skrótem der

Translokacja zrównoważona

• 45,XX,der(13;21)(q10;q10)-zapis skrócony
• 45,XX,der(13;21)(13qter 13q10::21q10 21qter) –

zapis rozszerzony

• Pęknięcie w prążku q10 chromosomu pary 13 i 21.

Translokacja niezrównoważona

46,XY,der(21;21)(q10;q10),+21

do translokacji niezrównoważonej doszło między

chromosomami 21 pary w wyniku czego powstał
chromosom utworzony z ramion długich dwóch
chromosomów 21.

Translokacja wzajemna (t)

Wymiana odcinków chromosomów leżących dystalnie od pęknięć
w obu chromosomach.

Zjawisko dotyczy zarówno ramion długich, jak i krótkich
wszystkich autosomów i heterochromosmów

46,XX,t(2;5)(q21;q31) – zapis skrócony,

46,XX,t(2;5)(2pter (2p21::5q31

5qter;5pter 5q31::2q21 2qtr) - zapis rozszerzony

Kariotyp żeński z 46 chromosomami, w którym doszło do
wzajemnej zrównoważonej translokacji pomiędzy chromosomami
pary 2 i 5. Punkty złamań występują w prążku q21 chromosomu 2
i prążku q31 chromosomu 5. Podwójny dwukropek obrazuje
pęknięcie w jednym chromosomie i przyłączenie fragmentu z
drugiego chromosomu.

DELECJA (DEL)

Utrata fragmentu chromosomu
Wyróżniamy:
a)

Delecję terminalną

– gdy utracony został końcowy fragment ramion

długich lub krótkich.

46,XY,del(5)(q13)-zapis skrócony
46,XY,del(5)(pter q13)- zapis rozszerzony
-delecji uległ końcowy fragment ramion długich chromosomu pary 5

prążka q13, co obrazuje pojedynczy dwukropek

b) delecje interstycjalną

–gdy doszło do utraty środkowego fragmentu

chromosomu.

46,XX,del(5)(q13q33)-zapis skrócony
46,XX,del(5)(pter q13::q33 qter) – zapis rozszerzony

Utraty wewnętrznego fragmentu ramienia długiego chromosomu pary 5

pomiędzy prążkami q13 i q33

• DUPLIKACJA (dup)

Podwojenie określonego fragmentu chromosomu w sposób

bezpośredni lub z jego odwróceniem o o 180 ° (inwersja)

Duplikacja fragmentu chromosomu w sposób bezpośredni

46,XX,dup(1)(q22q25)- zapis skrócony
46,XX,dup(1)(pter q25::q22 qter)- zapis rozszerzony
Jest to podwojenie fragmentu chromosomu pary 1 zawartego między

prążkami q22 i q25

Duplikacja tego samego fragmentu chromosomu, ale z jego inwersją

(odwróceniem o 180 ° )

46,XX,dup(1)(q25q22)-zapis skrócony
46,XX,dup(1)(pter q25::q25 q22::q25 qter) -
Zapis rozszerzony

Inwersja (inv)

• Odwrócenie o 180 ° fragmentu chromosomu
• Inwersja paracentryczna – w obrębie ramion długich lub krótkich nie

obejmujący centromeru

• 46,XX,inv(3)(q21q26) – zapis skrócony
• 46,XX,inv(3)(ptr q21::q26 q21::q26 qter) - zapis

rozszerzony

• Inwersja fragmentu pomiędzy prążkami q21 i q26 w długim ramieniu

chromosomu 3

inwersja paricentryczna – odwrócenie fragmentu chromosomu obejmujące

centromer

46,XX,inv(3)(p13q21)- zapis skrócony
46,XX,inv(3)(pter p13::q21 p13::q21 qter) - zapis

rozszerzony

Inwersja fragmentu chromosomu pary 3 pomiędzy prążkami w ramieniu

krótkim p13 i q21 w ramieniu długim, a więc obejmującego centromer

• Insercja (ins)

Włączenie fragmentu chromosomu w jego ramię długie

lub krótkie

46,XX,ins(2)(p13q21q31) –zapis skrócony
46,XX,ins(2)(pter p13::q31 q21::p13
q21::q31 qter) - zapis rozszerzony
Insercja fragmentu ramion długich chromosomu pary 2

zawartego między prążkami q21 i q31 w ramię krótkie
tego samego chromosomu, w prążek p13

• Izochromosomy

• Powstają w wyniku nieprawidłowego, poprzecznego

podziału chromosomu w obrębie centromeru, czego
skutkiem jest duplikacja jednego a delecja drugiego
ramienia.

• Izochromosom składa się z dwóch identycznych krótkich

lub długich ramion.

• 46,X,i(X)(q10) - zapis skrócony
• 46,Xi(X)(qter q10::q10qter) – zapis rozszerzony
• 46,XX,i(17)(q10) – zapis skrócony
• 46,XX,i(17)(qter q10::q10 qter) – zapis rozszerzony
• Najczęściej spotyka się izochromosom ramion długich

• Chromosomy dicenrtyczne (dic)

• Powstają w wyniku translokacji, inwersji i innych aberacji

chromosomowych. Zawierają dwa centromery

45,XX,dic(13;15)(q22;q24) –zapis skrócony
45,XX,dic(13;15)(13pter 13q22::15q24

15pter) - zapis rozszerzony

• Chromosomy pierścieniowe (r)

• Powstają w wyniku pęknięcia i ponownego połączenia

złamanych końców jednego lub kilku chromosomów.

• Fragmenty dystalne od miejsc pęknięcia ulegają delecji
• 46,XX,r(7)(p22q36)-zapis skrócony
• 46,XX,r(7)(::p22 q36::) - zapis rozszerzony

• Chromosomy markerowe

Są to dodatkowe chromosomy , których pochodzenie i

mechanizm powstawania są nieznane. Najczęściej sa to

chromosomy meta lub akrocentryczne.

Zawierają jeden lub dwa centromery
47,XX, +mar

47,XX,t(12;16)(q13;p11), + mar

Kariotyp mozaikowy

To kariotyp w którym obecne są dwie lub więcej linie

komórkowe u tego samego osobnika Jedna zawiera

prawidłową liczbę prawidłowych chromosomów, drugi lub

kolejne nieprawidłową liczbą chromosomów.

45,X/46,XX/47,XXX
46,XY(70%)/47,XY,+21(30%)
46,X(40%)/46,XY(60%)

Nieprawidłowe
rozchodzenie się
chromosomów
płciowych w
mejozie podczas
pierwszych
podziałów
zygoty

Rodzaje kariotypów
u zarodków we
wczesnych
poronieniach

Najczęstsze aberracje
chromosomowe stwierdzane u
noworodków

Nazwy opisowe stosowane w dysmorfologii

ZESPOŁY ABERACJI LICZBOWYCH

CHROMOSOMÓW SOMATYCZNYCH

• Zespół Downa

1:700 urodzeń. Dodatkowy chromosom 21 pary.
Do wystąpienia zespołu prowadzą:

-trisomia 21 pary(95%) – 47,XX, + 21 lub 47,XY,+21

-translokacja niezrównoważona (4%) 46,XX,der(21;21)(q10;q10), +21

lub 46,XY,der(21;21)(q10;q10) +21

-kariotyp mozaikowy (1%)
46,XX/47,XX, +21 lub 46,XY/47,XY, +21
Chromosom pary 21 może ulec translokacji na jeden z chromosomów

grupy D (13,14,15) lub grupy G (21,22)

Zespół Downa

• W przypadku trisomii 21 nondysjunkcja zachodziła

najczęściej w pierwszym podziale mejotycznym u matek
(80%). Ponad 60% zarodków i płodów z trisomią 21 ulega
samoistnemu poronieniu

• Prawdopodobieństwo urodzenia dziecka z Zespołem

Downa wzrasta z wiekiem. Kobieta 35 letnia- 1:300

• 45 letnia -

1:22

• Ryzyko wystąpienia zespołu 1:700 żywo urodzonych

dzieci

ZESPÓŁ PATAU

• Częstość występowania-1:8000-10 000 urodzeń.
• Przyczyna-dodatkowy chromosom pary 13.
• Kariotypy
- 47,XX,+13 i 47XY, +13 (75%)
- - translokacja niezrównoważona w obrębie pary

chromosomu 13

- - kariotypy mozaikowe

ZEPÓŁ PATAU

Cechy zespołu:

Mikrocefalia, ubytki skóry na głowie, wystające czoło,
rozszczep wargi i podniebienia, wady gałek ocznych
(częściowy ubytek siatkówki i naczyniówki), hipoteloryzm,
nisko osadzone uszy, anomalie palców (polidaktylia,
syndaktylia). Wrodzone wady rozwojowe narządów
wewnętrznych (nerek, serca, macicy, anomalie w budowie
mózgu. Hipotonia mięśni i głuchota.
70% UMIERA W PIERWSZYM PÓŁROCZU ŻYCIA
10% PRZEŻYWA DO 1 ROKU ŻYCIA.
Ryzyko ponownego urodzenia dziecka z zespołem Patau
mniejsze niż 1%

ZESPÓŁ EDWARDSA

Trsomia chromosomu 18 (47,XX,+18 lub 47,XY,+18
Częstość – 1:5000
Duży wpływ na wystąpienie aberracji ma wiek matki
Cechy :
stopa cepowata z wystającą kością piętową, krótkim
paluchem i zrostami palców, wrodzone wady
rozwojowe serca, nerek przewodu pokarmowego,
niedorozwój narządów płciowych u dziewczynek,
niezstąpienie jąder u chłopców.
30% - zgon w okresie noworodkowym.
Ok. 10% przeżywa 1 rok.

TRSOMIA CHROMOSOMU 8

47,XX,+8 lub 47,XY,+8, kariotyp mozaikowy 46,XX/47,XX,+8
lub 46,XY/47,XY,+8
Cechy:
Zahamowanie wzrostu, zaburzenia w budowie twarzoczaszki,
anomalie kostno-stawowe
W obrębie głowy:- wysokie czoło, mała cofnieta żuchwa,
małżowiny uszne duże i odstające oraz nisko osadzone, nos
duży i zadarty, nieznaczny hiperteloryzm i czasami zez.
Obserwuje się skrzywienie kręgosłupa, nadliczbowe kręgi,
rozszczep kręgów, brak rzepki, wodonercze, spodziectwo,
niezstąpienie jąder. Cechą charakterystyczna zespołu jest
pogłębienie bruzdy w obrębie dłoni i stóp. Występuje
upośledzenia umysłowe niewielkiego stopnia.

ZESPOŁY DELECJI CHROMOSOMOWYCH

ZESPÓŁ WOLFA –HIRSCHHORNA

Częstość- 1:50 000 żywo urodzonych
Przyczyna - delecja terminalna części krótkiego ramienia
chromosomu 4.
Krytyczne miejsce pęknięcia - region 4p16.3
46,XY,del(4)(p16.3) i 46,XX,del(4)(p16.3)
Badanie wykazały obecność innych aberracji chromosomu 4;
Translokacja,
Delecja interstycjalna ramienia krótkiego
Chromosom pierścieniowy

DELECJA KRÓTKICH RAMION

CHROMOSOMU 5.

(ZESPÓŁ CRI DU CHAT)

• Delecja terminalna części ramion krótkich chromosomu 5 z

krytycznym miejscem pęknięcia w regionie 5p15.

• Inaczej „zespół miauczenia kota”
• Kariotyp: 46,XX,del(5)(p15 lub 46,XY,del(5)(p15)
• Częstość- 1:50 000 do 1:100 000

• Cechy:

- u niemowląt małogłowie, okrągła twarz, (księżyc w pełni), gałki

oczne szeroko rozstawione, zez zbieżny, małżowiny uszne małe,

nisko osadzone,

- -u starszych dzieci- powiększenia żuchwy, wydłużenie części

twarzowej żuchwy,

- płacz noworodka przypomina miauczenia kota(zaburzenia

budowy krtani)

- - brak zdolności mówienia

DELECJA DŁUGICH RAMION

CHROMOSOMU 13.

Częściowa, rzadziej całkowita delecja ramion długich chromosomu 13.
-najczęściej delecja interstycjalna chromosomu 13(13g14-q22)
-kariotyp: 46,XX,del(13)(q14q22) lub 46,XY,del(13)(q14q22)

Cechy:

Mikrocefalia, zniekształcenia twarzoczaszki, (głowa kształtu trójkątnego,
zaburzenia rozwoju komór mózgowia, hiperteloryzm, i małoocze), wąskie
szpary powiekowe, zmarszczka nakątna, wady tęczówki zaćma, szeroki
grzbiet nosa, duże małżowiny uszne, nisko osadzone, szyja krótka.

Inne wady:

zarośnięcie odbytu, spodziectwo, niezstąpienie jąder,

zaburzenia budowy moszny, wrodzone zwichnięcie stawu biodrowego,
stopa końsko-szpotawa, niedorozwój kciuka.

WYBRANE ZESPOŁY MIKRODELECJI

Mikrodelecja to aberracja strukturalna na
poziomie cytogenetycznym tak mała, że nie
uwidocznienia się w mikroskopie świetlnym.

Najmniejsza mikrodelecja widoczna w
mikroskopie świetlnym o dużej rozdzielczości
obrazu obejmuje około 4000 kb.

ZESPÓŁ PRADERA-WILLEGO

• Częstość- 1:10 000 – 1: 15 000 żywo urodzonych.
• W ok. 75 % przyczyna zespołu jest delecja interstycjalna

długiego ramienia chromosomu 15 (15q11-q13), który jest

pochodzenia ojcowskiego.

• Kariotyp:

46,XX,del(15)(q11q13) lub 46,XY,del (15)(q11q13)

W 20% -uniparentalna disomia pochodzenia matczynego
U około 1-2% prawidłowe dziedziczenie regionu
15q11q-q13.

Cechy zespołu zmieniają się z wiekiem pacjenta

ZESPÓŁ ANGELMANA

• 1:25 000 urodzeń
• U 70% -delecja interstycjalna długiego ramienia

chromosomu 15 w regionie 15q11-13q, który jest
pochodzenia matczynego

• Kariotyp:
• 46,XX,del(15)(q11q13) lub 46,XY,del(15)(q11q13)
• 3-5% uniparentalna disomia chromosomu 15 pochodzenia

ojcowskiego

• 8% imprinting genomowy

ZASPÓŁ DiGEORGE

• mikrodelecja w obrębie ramion długich chromosomu22.
• kariotyp
• 46,XX,del(22)(q11.21q11.23) lub

46,XY,del,(22)(q11.21q11.23)

• Cechy:
• Niska waga urodzeniowa, rozszczep podniebienia, małe

szpary powiekowe, hiperteloryzm, antymongoidalne

ustawienie szpar powiekowych, „rybie usta”, czworokątny

czubek nosa., wrodzone wady serca, łuku aorty, brak

grasicy

• Z powodu niedoboru limfocytów T częste infekcje