43


IZOLACJA MATERIAŁU GENETYCZNEGO KOMÓRKI

MATERIAŁ MUSI BYĆ WYSOKOCZĄSTECZKOWY, MIEĆ WYSOKI STOPIEŃ CZYSTOŚCI I NIE BYĆ POFRAGMENTOWANY.

ENZYMY RESTRYKCYJNE - ROZPOZNAJĄ PEWNE CHARAKTERYSTYCZNE SEKWENCJE NUKLEOTYDÓW DWUNICIOWEGO DNA I PRZECINAJĄ JE.

HYBRYDYZACJA:

1. KWAS NUKLEINOWY MUSI BYĆ JEDNONICIOWY.

2. CELEM HYBRYDYZACJI JEST WYKRYCIE FRAGMENTU, KTÓRY NAS INTERESUJE NP. Z MUTACJĄ. TRZEBA SPORZĄDZIĆ SONDĘ MOLEKULARNĄ.

SONDY - FRAGMENTY DNA O RÓŻNEJ DŁUGOŚCI OTRZYMANE DROGĄ:

- KLONOWANIA

-SYNTEZY CHEMICZNEJ

- NATURALNE LUB SYNTETYCZNE GENY I ICH FRAGMENTY

- CDNA

SONDY ROZPOZNAJĄ SEKWENCJE MOGĄCE RÓŻNIĆ SIĘ ZALEDWIE JEDNYM LUB KILKOMA NUKLEOTYDAMI.

SONDY TWORZĄ TRWAŁE WIĄZANIA TZW. HYBRYDY NA ZASADZIE KOMPLEMENTARNOŚCI.

ZNAKOWANIE SOND - NAJCZULSZA METODA: IZOTOPOWA NP. 35S, 35P.

DETEKCJĄ JEST AUTORADIOGRAFIA.

- METODY POŚREDNIE NP. BIOTYNA - POWINOWACTWO AWIDYNY, DIGOKSYGENINA

- METODY IMMUNOCHEMICZNE

METODY HYBRYDYZACJI:

- W ROZTWORACH - BADANIA NAD BUDOWĄ I STRUKTURĄ GENOMU

0x08 graphic
- NA NOŚNIKACH STAŁYCH NP. FOLIA NYLONOWA LUB NITROCELULOZOWA, DOT - BLOTTING, SOUTHERN - BLOTTING, NORTHERN - BLOTTING, DNA FINGERPRINTING

DOT - BLOTTING:

- NA FOLIE SPUSZCZA SIĘ KROPLĘ DNA Z PIPETY

- UNIERUCHOMIENIE DNA (ZAPIEKA SIĘ W 80 ST C)

- DENATURACJA ALKALICZNA (ROZŁĄCZENIE NICI DNA)

- ZWINIĘCIE FOLII, UMIESZCZENIE W PROBÓWCE, ZALANIE ROZTWOREM SONDY I WŁOŻENIE DO PIECA HYBRYDYZACYJNEGO

- ODPŁUKIWANIE NIEZWIĄZANEJ SONDY

- DETEKCJA ZNACZNIKA - ZNACZNIK ZOSTAJE NA SONDZIE, KTÓRA ZHYBRYDYZOWAŁA

TA METODA WYKRYWA JEDNĄ ZNANĄ MUTACJĘ.

ODMIANA ASO DOT - BLOTTING:

HYBRYDYZACJA Z JEDNĄ SONDĄ SPECYFICZNĄ DLA ALLELA PRAWIDŁOWEGO I PRAWIDŁOWEGO DRUGĄ - DLA ALLELA Z MUTACJĄ.

SOUTHERN - BLOTTING

- HYBRYDYZACJA DNA DO SONDY DNA

- BADANIE DNA

- IDENTYFIKACJA OSOBNICZA

- DOCHODZENIE OJCOSTWA

1. IZOLACJA DNA Z KOMÓRKI

2. TRAWIENIE ENZYMAMI RESTRYKCYJNYMI - UZYSKUJE SIĘ SZEREG FRAGMENTÓW RESTRYKCYJNYCH; ILOŚĆ MIEJSC RESTRYKCYJNYCH TO CECHA OSOBNICZA; GDY JEST MUTACJA TO WYPADA LUB DOCHODZI JEDNO MIEJSCE RESTRYKCYJNE.

POLIMORFIZM DŁUGOŚCI FRAGMENTÓW RESTRYKCYJNYCH.

3. STOSUJEMY ELEKTROFOREZĘ - DUŻE FRAGMENTY ZOSTANĄ BLISKO MIEJSCA NANIESIENIA, MAŁE WĘDRUJĄ NA ŻELU AGAROWYM

4. DENATURACJA ALKALICZNA - FRAGMENTY ZOSTAJĄ NA MIEJSCU, ALE PĘKAJĄ WIĄZANIA

5. WYKONUJEMY BLOTTING - PRZENOSZENIE Z ŻELU NA FOLIĘ NYLONOWĄ; TWORZY SIĘ MOST BIBUŁOWY; SĄCZENIE KAPILAROWE - ŻEL I FOLIA NA BIBUŁĘ, PRZYKRYWANE CELULOZĄ I PRZYCISKANE ODWAŻNIKIEM.

6. ZAPIEKANIE DNA

7. ZWIJAMY W RULON, ZALEWANY SONDĄ I WKŁADAMY DO PIECA HYBRYDYZACYJNEGO

8. ODPŁUKIWANIE NIEZWIĄZANEJ SONDY

MOŻNA POMINĄĆ ETAP PRZENOSZENIA NA FOLIĘ, TYLKO PO DENATURACJI ZASTOSOWAĆ SUSZENIE ŻELU, NASTĘPNIE ZWINĄĆ W RULON ITD.

DNA FINGERPRINTING - METODA WYKONANIA J.W.

- JEST BARDZO INFORMATYWNA - SONDA JEST KOMPLEMENTARNA DO OK. 70 LOCI

- POWSTAJĄ PRĄŻKI, DO USTALANIA OJCOSTWA LUB IDENTYFIKACJI OSOBNICZEJ

NORTHERN - BLOTTING

- HYBRYDYZACJA RNA (JEDNONICIOWE)

- NIE TRZEBA FRAGMENTOWAĆ ENZYMAMI RESTRYKCYJNYMI I DENATUROWAĆ

- DO WYKRYWANIA EKSPRESJI GENU, MUTACJI

1. IZOLACJA RNA

2. ELEKTROFOREZA (ŻELE DENATURUJĄCE)

3. BLOTTING - FOLIA NYLONOWA

4. ZAPIEKANIE

5. HYBRYDYZACJA Z SONDĄ

6. DODAWANIE ZNACZNIKA I AUTORADIOGRAFIA

PCR

- TYLKO FRAGMENTY DWUNICIOWE!

- BADA SIĘ DNA (2-NICIOWY) I RNA (REAKCJA Z ODWROTNĄ TRANSKRYPTAZĄ 2-NICIOWY)

1. W PROBÓWCE UMIESZCZAMY DNA, NAMNOŻONY FRAGMENT DNA, INTERESUJĄCY NAS ODCINEK „ZAZNACZAMY”

2. DENATURACJA - TOPNIENIE DNA W 94 ST.C

3. HYBRYDYZACJA STARTERÓW - DO JEDNONICIOWYCH FRAGMENTÓW MUSZĄ SIĘ PRZYŁĄCZYĆ STARTERY (= PRIMERY, OK. 20 NUKLEOTYDÓW) W 50 - 60 ST.C;

4. WYDŁUŻANIE STARTERÓW PRZY UŻYCIU POLIMERAZY (72 ST.C)

5. POWSTAŁY AMPLIKON PODDAJEMY ELEKTROFOREZIE (RÓŻNICOWANIE WIELKOŚCI FRAGMENTU MIĘDZY STARTERAMI)

- MOŻNA WYKRYĆ DELECJĘ LUB INERCJĘ

- AMPLIKON MOŻNA SEKWENCJONOWAĆ

- ODCZYT WYNIKU JEST WAŻNY W DIAGNOSTYCE

- ZASTOSOWANIE DO IDENTYFIKACJI OSOBNICZEJ

REAKCJE MULTIPLEKSOWE - KILKA PAR STARTERÓW; MOŻNA WYKRYĆ KILKA MUTACJI

PODŁOŻE GENETYCZNE ZESPOŁU DOWNA: KORELACJE GENOTYP - FENOTYP

GENOTYP - ZESPÓŁ WSZYSTKICH CECH ORGANIZMU NA POZIOMIE GENÓW

FENOTYP - CECHY DYSMORFICZNE (ODCHYLENIE OD PRAWIDŁOWEGO WYGLĄDU) + CAŁOŚĆ WYGLĄDU I FUNKCJONOWANIA ORGANIZMU.

ZESPÓŁ DOWNA JEST CHOROBĄ WRODZONĄ I GENETYCZNĄ, NIE DZIEDZICZONĄ. POWSTAJE W WYNIKU NONDYSJUNKCJI PRZY 21 CHROMOSOMIE. JEST TO PRZYPADKOWY BŁĄD W PODZIALE KOMÓREK ROZRODCZYCH (OK. 97%).

CZYNNIKI ZABURZAJĄCE PODZIAŁY KOMÓRKOWE:

- PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE

- CZYNNIKI CHEMICZNE

- HORMONY

- WIRUSY

- CZYNNIKI FIZYKO - CHEMICZNE

WIĘKSZOŚĆ TRISOMII AUTOSOMALNYCH JEST LETALNA. TYLKO PRZY CHROMOSOMIE 21, 13 I 18 NIE SĄ CAŁKOWICIE LETALNE, A PRAWIE JEDYNĄ TRISOMIĄ POZWALAJĄCĄ NA PRZEŻYCIE JEST ZESPÓŁ DOWNA.

KLASYCZNA (WOLNA, PROSTA) TRISOMIA 21:

1. JEDNORODNA: 47, XX, +21 (95%)- NIEPRAWIDŁOWY ROZDZIAŁ CHROM 21 PARY W KOM. ROZRODCZYCH

2. MOZAIKOWA: 47, XX, +21/46, XX (1 - 3%)- NIEPRAWIDŁOWY ROZDZIAŁ CHROM 21 PARY W ZYGOCIE

- CZĘSTOŚĆ WYSTĘPOWANIA: 1/700 (I DZIECKO) I 1/50 (II DZIECKO) U KOBIETY < 35 RŻ; 1/50 (I I II DZIECKO) U KOBIETY ≥ 35 RŻ

- PRZYCZYNY ZWIĘKSZONE RYZYKA URODZENIA DZIECKA Z KLASYCZNĄ TRISOMIĄ 21:

* < 35 RŻ (II DZIECKO): SKŁONNOŚĆ DO NIEROZDZIELNOŚCI CHROMOSOMÓW, UKRYTA MOZAIKA (1-5% KOMÓREK), MOZAIKA GONADALNA - INNY KARIOTYP NIŻ RESZTA ORGANIZMU (50 %)

* ≥ 35 RŻ: AKUMULACJA BŁĘDÓW GENETYCZNYCH „STAREJ” KOMÓRCE JAJOWEJ, ZMNIEJSZONA ZDOLNOŚĆ ODRZUCANIA ZYGOT/PŁODÓW Z TRISOMIĄ 21

- RYZYKO DLA KREWNYCH II I III STOPNIA JEST NIE WIĘKSZE NIŻ POPULACYJNE

TRISOMIA TRANSLOKACYJNA (4%)

- MA TROCHĘ ŁAGODNIEJSZY FENOTYP

- MOŻE POWSTAWAĆ DE NOVO LUB BYĆ ODZIEDZICZONA PO RODZICU - NOSICIELU TRANSLOKACJI ZRÓWNOWAŻONEJ CHR. 21 NA INNY CHROMOSOM (FUZJA CENTRYCZNA = TRANSLOKACJA ROBERTSONOWSKA NAJCZĘŚCIEJ Z CHR. 14)

- RYZYKO POCZĘCIA: 1/6; RYZYKO URODZENIA: TEORETYCZNE 1/3, EMPIRYCZNE - MATKA 10-15%, OJCIEC KILKA %

ZESPÓŁ PATAU (13;21)(Q10;Q10), +21

- RYZYKO URODZENIA DZIECKA Z TRISOMIĄ TRANSLOKACYJNA PRZEZ RODZICA NOSICIELA JEST NIEZALEŻNE OD WIEKU; WYSTĘPUJE RYZYKO DLA KREWNYCH II I III , RODZINNE NOSICIELSTWO TRANSLOKACJI.

- TRANSLOKACJA Z 21 NA 21 NAJCZĘŚCIEJ DE NOVO - PRAWIE NIE MA SZANSY URODZENIA ZDROWEGO DZIECKA

METODY BADAŃ CYTOGENETYCZNYCH:

1. FISH - WYKRYWANIE TRISOMII 21:

- KARIOTYP KONSTYTUCYJNY (LIMFOCYT T)

- 20 - 100 ANALIZOWANYCH METAFAZ

- BADANIA MOLEKULARNE: FISH, PCR

- REGION KRYTYCZNY ZESPOŁY DOWNA: 21Q22.2 - 21Q22.3

2.GTG - ANALIZA PRĄŻKOWA

FENOTYP ZESPOŁU DOWNA:

- OPÓŹNIENIE UMYSŁOWE

- NISKI WZROST

- CHARAKTERYSTYCZNE CECHY DYSMORFICZNE: SKOŚNE USTAWIENIE SZPAR POWIEKOWYCH, FAŁD NAKĄTNY, NISKA NASADA NOSA, NISKO OSADZONE MAŁŻOWINY USZNE, DUŻY POBRUŻDŻONY JĘZYK, POPRZECZNY FAŁD ZGIĘCIOWY DŁONI, KRÓTKA SZYJA, SPŁASZCZONA POTYLICA, NADMIAR SKÓRY NA KARKU, SZEROKI ODSTĘP MIĘDZY PALUCHEM A POZOSTAŁYMI PALCAMI STOPY, SZEROKIE KRÓTKIE DŁONIE I STOPY.

W 10-15 % PRZYPADKÓW ROZPOZNANIE KLINICZNE ZESPOŁU DOWNA JEST FAŁSZYWIE DODATNIE.

- ROZPOZNANIE ZESPOŁU GENETYCZNEGO - JEDYNIE NA PODSTAWIE BADANIA GENETYCZNEGO

- MOŻLIWOŚĆ ROZPOZNAŃ FENOTYPOWYCH FAŁSZYWIE DODATNICH LUB BŁĘDNYCH

- KONIECZNOŚĆ USTALENIA MECHANIZMU (PROSTA TRISOMIA CZY MOZAIKA - WPŁYW NA WIELKOŚĆ RYZYKA GENETYCZNEGO).

WYSTĘPUJĄ RÓWNIEŻ:

- WADY WRODZONE (WADY SERCA - 40%, ZWĘŻENIA PRZEWODU POKARMOWEGO 3-5%)

- NIEDOCZYNNOŚĆ TARCZYCY

- ZABURZENIA ROZWOJU CIELESNO - PŁCIOWEGO (KOBIETY PŁODNE, MĘŻCZYŹNI - NIE)

- PRZEWODZENIOWA UTRATA SŁUCHU

- ZABURZENIA NARZĄDU WZROKU

- OBJAWY NEUROLOGICZNE NP. HIPOTONIA MIĘŚNIOWA

- PRZYSPIESZONE STARZENIE SIĘ (SZYBSZE SKRACANIA SIĘ TELOMERÓW + UPOŚLEDZONA NAPRAWA DNA)

- NISKA ODPORNOŚĆ NIESWOISTA: ZWIĘKSZONA AKTYWNOŚĆ SOD1 (ROZKŁAD NADTLENKÓW KOMÓREK FAGOCYTUJĄCYCH), ZWIĘKSZONA DAWKA BIAŁKA S 100 Β (ZWIĘKSZONE WIĄZANIE ZN -> SPADEK AKTYWNOŚCI GRASICY I CHEMOTAKSJI NEUTROFILÓW)

- NISKA ODPORNOŚĆ KOMÓRKOWA - SŁABA AKTYWACJA LIMF. T

- ZWIĘKSZONA PODATNOŚĆ NA NOWOTWORY UKŁ KRWIOTWÓRCZEGO: BIAŁACZKI 40X, OSTRE BIAŁACZKI LIMFOBLASTYCZNE, OSTRE BIAŁACZKI MEGAKARIOBLASTYCZNE 400X

- ALE WIĘKSZA PODATNOŚĆ NA LECZENIE Z POWODU INNEGO METABOLIZMU FOLIAŁÓW

- MNIEJSZA PODATNOŚĆ NA NOWOTWORY NARZĄDOWE

FENOTYP BEHAWIORALNY: LECZENIE OBJAWOWE, REHABILITACJA OGÓLNOROZWOJOWA, WCZESNE USPRAWNIANIE.

BADANIA CYTOGENETYCZNE

BADANIA CYTOGENETYCZNE - GENETYKA KOMÓRKI JĄDRZASTEJ; BADA SIĘ CHROMOSOMY W METAFAZIE

WSKAZANIA DO ANALIZY KARIOTYPU:

- CECHY FENOTYPOWE WSKAZUJĄCE NA DANY ZESPÓŁ CHROMOSOMOWY

- OBECNOŚĆ WAD ROZWOJOWYCH, CECH DYSMORFII, UPOŚLEDZENIE UMYSŁOWE

- NIEPOWODZENIE ROZRODU: SAMOISTNE PORONIENIA, URODZENIE DZIECI Z WADAMI O NIEZNANEJ ETIOLOGII, NIEPŁODNOŚĆ NIEZNANEJ ETIOLOGII

- BRAK CECH DOJRZEWANIA PŁCIOWEGO

- PIERWOTNY LUB WTÓRNY BRAK MIESIĄCZKI

- NIEDOBÓR WZROSTU O NIEZNANEJ ETIOLOGII

- NIEPRAWIDŁOWA BUDOWA ZEWNĘTRZNYCH NARZĄDÓW PŁCIOWYCH, OBOJNACTWO

- WYSTĘPOWANIE STRUKTURALNEJ ABERRACJI CHROMOSOMOWEJ W RODZINIE

- BADANIA PRENATALNE: WIEK MATKI 35 RŻ, ANEUPLOIDIA U DZIECKA Z POPRZEDNIEJ CIĄŻY

- WYSTĄPIENIE ZESPOŁU O GENETYCZNIE UWARUNKOWANEJ NIESTABILNOŚCI CHROMOSOMALNEJ NP. ZESPÓŁ BLOOMA, ANEMIA FANCONIEGO

- ZESPÓŁ KRUCHEGO CHROMOSOMU X

KARIOTYP KONSTYTUCYJNY - TEN, Z KTÓRYM SIĘ RODZIMY

KARIOTYP NABYTY - POWSTAŁ W WYNIKU CHOROBY

KOMÓRKI CZŁOWIEK SĄ DIPLOIDALNE, CZYLI MAJĄ 46 CHROMOSOMÓW.

MONOPLOIDIE - GAMETY

POLIPLOIDIE - KOMÓRKI MIĘŚNIOWE, WĄTROBOWE, MAGAKARIOCYTY W SZPIKU

MATERIAŁ DO ANALIZY CYTOGENETYCZNEJ:

1. KREW OBWODOWA - LIMF T

2. FIBROBLASY - GDY WYNIK KARIOTYPU KONSTYTUCYJNEGO KRWI OBWODOWEJ NIE ODPOWIADA FENOTYPOWI PACJENTA

3. KOMÓRKI KOSMÓWKI - DROGA ASPIRACJI PRZEZ POWŁOKI BRZUSZNE, MIĘDZY 8 A 11 TYG; MATERIAŁ TRZEBA OCZYŚCIĆ Z TKANKI MATCZYNEJ

4. AMNIOCYTY - KOMÓRKI PŁODU POCHODZĄCE Z OWODNI - SKÓRA, UKŁ POKARMOWY, MOCZOWY; (AMNIPUNKCJA WCZESNA: 11-14 TYG, PÓŹNA: 15-17 TYG)

5. SZPIK KOSTNY (BIAŁACZKI) - KARIOTYP NABYTY

6. KOMÓRKI GUZÓW LITYCH: PŁYNY WYSIĘKOWE, BIOPSJA GUZA. NALEŻY MECHANICZNE ROZDROBNIĆ TKANKI, WRZUCIĆ DO NACZYNIA HODOWLANEGO, DODAĆ KOLAGENOZĘ. POWSTAJE PIERWOTNA ZAWIESINA KOMÓRKOWA PRZEZNACZONA DO HODOWLI

ETAPY HODOWLI:

1. POBRANIE:

- NA HEPARYNĘ O TEMP 37 ST.C

- OK. 5 ML (KREW), 2-4 ML (SZPIK)

2. ZAKŁADANIE HODOWLI KOMÓRKOWEJ (W 2 STERYLNYCH FLAKONACH):

- 4 ML POŻYWKI RPMI Z 1 ML PŁODOWEJ SUROWICY CIELĘCEJ

- MITOGEN NP. LF-7 (MUKOPROTEINA Z WYCIĄGU Z FASOLI), PHA - FITOHEMAGLUTYNINA (0,2 ML)

- ANTYBIOTYK

- KREW

MITOGEN DODAJEMY W ZALEŻNOŚCI OD RODZAJU BIAŁACZKI

WARUNKI HODOWLI: 37 ST.C, 5% CO2, 24 - 72 H, WILGOTNOŚĆ. NA 1,15 H PRZED ZAKOŃCZENIEM HODOWLI DODAJEMY KOLCEMID, ABY ZAHAMOWAĆ POWSTAWANIE WRZECIONA KARIOKINETYCZNEGO.

3. OPRACOWANIE HODOWLI:

- ODWIROWANIE 1500 OBR/MIN PRZEZ 10 MIN

- SUPERNATANT ODLEWAMY, WAŻNY JEST OSAD; KOMÓRKI MUSZĄ PĘKNĄĆ

- SZOK HIPOTONICZNY (0,075 M KCL, 37 ST.C): 40 MIN - SZPIK KOSTNY, 30 MIN - KREW

- ODWIROWANIE 1500 OBR/MIN PRZEZ 10 MIN

- 3X UTRWALANIE W MIESZANINIE METANOL : L0x08 graphic
ODOWATY KWAS OCTOWY W STOSUNKU 3 : 1 (4 ST.C, I UTRWALACZ - 30 MIN, II I III - 15 MIN)

MATERIAŁ TAKI KŁADZIEMY NA SZKIEŁKO I SZUKAMY METAFAZ. WAŻNE, ABY UZYSKAĆ CHROMOSOMY O DUŻEJ ROZDZIELCZOŚCI PRĄŻKOWEJ (400, 550 LUB 1250).

KARIOGRAM - ZESTAW POUKŁADANYCH PARAMI CHROMOSOMÓW

METODY OTRZYMYWANIA CHROMOSOMÓW WIĘKSZEJ ROZDZIELCZOŚCI W STADIUM PROFAZY I PROMETAFAZY:

1. NATURALNA - WYSZUKIWANIE METAFAZ PROFAZALNYCH I PROMETAFAZALNYCH

2. ZAPOBIEGANIE SPIRALIZACJI PRZEZ DODANIE SUBSTANCJI INTERKALUJĄCYCH (BROMEK ETYDYNY, AKTYNOMYCYNA D), KTÓRE HAMUJĄ KONDENSACJĘ.

3. ZABLOKOWANIE CYKLU KOMÓRKOWEGO PRZEJŚCIU G1-S - NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANY METOTREKSAT; SYNCHRONIZACJA HODOWLI ZA POMOCĄ AMETOPTERYNY LUB TYMIDYNY W CELU ZWIĘKSZENIA W HODOWLI LICZBY KOMÓREK W STADIUM PROFAZY I WCZESNEJ METAFAZY.

TECHNIKI PRĄŻKOWE - UMOŻLIWIAJĄ PRECYZYJNĄ IDENTYFIKACJĘ KAŻDEGO CHROMOSOMU, IDENTYFIKACJĘ BRAKUJĄCEGO LUB DODATKOWEGO MAT.CHROMOSOMOWEGO(O WIELKOŚCI CO NAJMNIEJ 4MB), WYBARWIENIE KONKRETNYCH FRAGMENTÓW:

- GTG (PRĄŻKI G, TRYPSYNA, GIEMSA) - NAJCZĘŚCIEJ STOS. DO OCENY KARIOTYPU ,TĄ METODĄ UZYSKUJE SIĘ 300-400 PRĄŻKÓW CIEMNYCH I JASNYCH CHARAKT. DLA KAŻDEJ PARY CHROM. PRĄŻKI CIEMNE ZAWIERAJĄ SKONDENSOWANĄ CHROMATYNĘ = HETEROCHROMATYNĘ (DOSTĘP TRYPSYNY DO NIEJ JEST UTRUDNIONY), BOGATĄ W PARY ZASAD A-T, ZAWIERAJĄCĄ STOS. MAŁO AKTYWNYCH GENÓW. JEST TO OBSZAR WOLNOREPLIKUJĄCY (REPLIKUJE SIĘ PÓŹNO W FAZIE S) PRĄŻKI JASNE ZAWIERAJĄ EUCHROMATYNĘ, 80% AKTYWNYCH GENÓW, DUŻO PAR C-G, OBSZARY TE REPLIKUJĄ SIĘ WCZEŚNIE. ABY WIDOCZNE BYŁY MUTACJE MUSI BYĆ MIN. 400 PRĄŻKÓW NA KARIOTYP. W PROFAZIE I PROMETAFAZIE ROZDZIELCZOŚĆ JEST MAX.(WYST. OK. 500-850 PRĄŻKÓW NA KARIOTYP-MOŻLIWE JEST STWIERDZENIE MIKROMUTACJI).

- GTW (PR.G, TRYPSYNA, B.WRIGHTA)

- CBG (PRĄŻKI C, BA(OH)2, GIEMSA) - BA(OH)2 WIĄŻE SIĘ Z HETEROCHROMATYNĄ KONSTYTUCYJNĄ (WYST. ONA W CENTROMERACH WSZYSTKICH CHROMOSOMÓW, W OK. SATELITARNYCH CHR. AKROCENTRYCZNYCH-13,14,15,21,22, NA KOŃCU RAMIENIA DŁUGIEGO CHR.Y); DOT. CHR. 1,9,16

- QFQ (PR.Q, FLUOROCHROM, QUINAKRYNA) - WYBARWIAJĄ SIĘ OK. CENTROMERU CHR 3, OK. CENTROMERU I REGIONU SATELITARNEGO CHR AKROCENTRYCZNYCH 13, 14, 15, 21, 22 ORAZ ODC DYSTALNEJ RAMION DŁUGICH CHR Y

- RHG (PR.R, HYDROLIZA NA CIEPŁO, GIEMSA) - PRĄŻKI BARWIĄ SIĘ NA ODWRÓT NIŻ W GTG, METODA TA MOŻE BYĆ UŻYTECZNA W BADANIU ABERRACJI W REGIONACH TELOMEROWYCH.

- AGNOR - ORGANIZATORY JĄDERKOWE TRAKTOWANE AZOTANEM SREBRA; STOSOWANE PRZY BIAŁACZKACH, BO WYSTĘPUJE DUŻA PROLIFERACJA I DUŻE ORGANIZATORY JĄDERKOWE

TECHNIKA GTG - JEDEN CHROMOSOM Z PARY JEST DŁUŻSZY I MA MNIEJSZĄ ODLEGŁOŚCI MIĘDZY PRĄŻKAMI (OSOBA ZDROWA). PRZY CHROMOSOMIE 1, 9, 16 I AKROCENTRYCZNYCH MOŻE DOJŚĆ DO BLOKU HETEROCHROMATYNY I WTEDY NALEŻY WYKONAĆ CBG.

GRUPY CHROMOSOMÓW:

A - 1, 2, 3 - DUŻE METACENTRYCZNE

B - 4, 5 - DUŻE SUBMETACENTRYCZNE

C - 6 - 12, X - ŚREDNIE SUBMETACENTRYCZNE

D - 13 - 15 - DUŻE AKROCENTRYCZNE

E - 16 - 18 - MAŁE SUBMETACENTRYCZNE

F - 19 - 20 - NAJMNIEJSZE SUBMETACENTRYCZNE

G - 21 - 22, Y - MAŁE AKROCENTRYCZNE

CHROMOSOM Y- HETEROCHROMATYNA W DŁUGICH RAMIONACH

GENY HOMEOBOKSOWE

GENY HOMEOTYCZNE U DROSOPHILIA MELANOGASTER:

HOM - 13 GENÓW; SĄ TO GENY, KTÓRYCH MUTACJE POWODUJĄ UPODABNIANIE SIĘ SEGMENTÓW JEDNEJ CZĘŚCI CIAŁA DO SEGMENTÓW INNEJ.

MUTACJE HOMEOTYCZNE:

- MUTACJE, W KTÓRYCH JEDEN SCHEMAT ROZWOJOWY ZOSTAJE ZAMIENIONY INNYM

- NARZĄD RÓŻNICUJE SIĘ NIEPRAWIDŁOWO ALBO TWORZY SIĘ NARZĄD CHARAKTERYSTYCZNY DLA DANEGO PRZYLEGAJĄCEGO SEGMENTU

TRANSFORMACJA HOMEOTYCZNA:

1. TYPU UTRATY FUNKCJI - PRZEJĘCIE FUNKCJI NADZORCZEJ PRZEZ INNY GEN HOMEOTYCZNY: ROZWÓJ W DANYM OBSZARZE STRUKTUR TYPOWYCH DLA INNEGO OBSZARU

2. TYPU AKTYWUJĄCEGO - PRZEJĘCIE PRZEZ DANY GEN STEROWANIA CZĘŚCIĄ CIAŁA, KTÓRA PRAWIDŁOWO NIE LEŻY W JEGO FUNKCJI

GENY HOMEOBOKSOWE:

I KLASA - GENY HOX/HOX - ZLOKALIZOWANE W KOMPLEKSACH NP. HOX A9, HOX B3

II KLASA - GENY NIE HOX/HOX - ZLOKALIZOWANE POZA GŁÓWNYMI KOMPLEKSAMI NP. HOX 11

- ZWANE MOLEKULARNYMI ARCHITEKTAMI

- PRZYPISUJĄ KOMÓRKOM W RÓŻNYCH CZĘŚCIACH CIAŁA KONKRETNE PRZESTRZENIE WZDŁUŻ OSI PRZEDNIO - TYLNEJ

- W DNA WSZYSTKICH KOMÓREK, ALE ICH EKSPRESJA ZACHODZI W TYCH, DO KTÓRYCH JEST TEN GEN PRZYPISANY

- W DANEJ TKANCE - SPECYFICZNA KONSTELACJA EKSPRESJI RÓŻNYCH GENÓW HOX

HOMEOBOX - SEKWENCJA HOMEOTYCZNA Z OK.180 NUKLEOTYDÓW

- DECYDUJE O SPECYFICZNOŚCI GENU

- KODUJE DOMENĘ HOMEOTYCZNĄ OK.. 60 AM ODPOWIEDZIALNĄ ZA WIĄZANIE Z DNA

- ZACHOWANA W PROCESIE EWOLUCJI OD WSPÓLNEGO PRZODKA MUSZKI (HOM), MYSZY (HOX) I CZŁOWIEKA (HOX)

- POZA OBSZAREM HOMEOTYCZNY GENY NA RÓŻNYCH OBSZARACH SĄ RÓŻNE

GENY HOX:

- 36 GENÓW, W 4 KOMPLEKSACH (A, B, C, D) - WYNIK PODWÓJNEJ DUPLIKACJI PIERWOTNEGO 13-GENOWEGO KOMPLEKSU

- STOPNIOWA UTRATA NIEKTÓRYCH GENÓW - ŻADEN Z KOMPLEKSÓW NIE ZAWIERA WSZYSTKICH 13 GENÓW KOMPLEKSU PIERWOTNEGO

- LOKALIZACJA: 2, 7, 12 I 17 CHR

- GENY PARALOGICZNE (ORTOLOGICZNE) - ZLOKALIZOWANE W TYCH SAMYCH MIEJSCACH RÓŻNYCH KOMPLEKSÓW

- LINOWY PORZĄDEK GENÓW (OD 3' DO 5')

ODZWIERCIEDLENIE:

- KOLEJNOŚĆ OBSZARÓW CIAŁA WZDŁUŻ OSI PRZEDNIO - TYLNEJ OKREŚLONYCH PRZEZ NIE

- KOLEJNOŚĆ ICH AKTYWACJI I EKSPRESJI W ROZWOJU ZARODKOWYM

- STOPNIE ICH WRAŻLIWOŚCI NA DZIAŁANIE KWASU RETINOWEGO

GENY PARALOGICZNE

- GENY ZNAJDUJĄCE SIĘ W TYCH SAMYCH MIEJSCACH KOMPLEKSÓW U RÓŻNYCH GATUNKÓW

- BARDZIEJ ZBLIŻONE STRUKTURALNIE I CZYNNOŚCIOWO NIŻ KOLEJNE GENY W OBRĘBIE DANEGO KOMPLEKSU

- POCHODZĄ OD WSPÓLNEGO GENOWEGO PRZODKA

- WYMIENNOŚĆ GENÓW PARALOGICZNYCH MIĘDZY GATUNKAMI

STOSOWANE TRANSFORMACJE HOMEOTYCZNE W MYSZY: STWIERDZONA PATOLOGIA PŁODÓW I OSOBNIKÓW DOJRZAŁYCH -> PORÓWNANIE Z FENOTYPEM WAD WRODZONYCH U CZŁOWIEKA -> SZUKANIE ODPOWIEDNIEGO GENU HOX U CZŁOWIEKA

ZAGADKA HOX A3:

STEROWANA MUTACJA HOMOZYGOTYCZNE (HOX A3) U MYSZY:

- NIEPRAWIDŁOWOŚCI UKŁADU KRĄŻENIA, GŁÓWNIE SERCA I DUŻYCH NACZYŃ

- BRAK GRASICY I PRZYTARCZYC

- ANOMALIE BODOWY TARCZYCY, KOŚCI I TKANKI CHRZĘSTNEJ

- ZAWIĄZKI WW. NARZĄDÓW ZNAJDUJĄ SIĘ W JEDNYM OBSZARZE CIAŁA ZARODKA

FENOTYP PODOBNY DO FENOTYPU ZESPOŁU DI GEORGE'A, ALE W REGIONIE 22Q11 NIE STWIERDZONO OBECNOŚCI GENU HOMEOBOKSOWEGO

HOMOLOGIA HOX A3 DO HOX A3 (7P15)

HIPOTEZA: GEN ZLOKALIZOWANY W 22Q11 MODULUJE FUNKCJĘ HOX A3

GSCL

- ORGANIZACJA STRUKTUR POCHODZĄCYCH Z ŁUKÓW I KIESZONEK SKRZELOWYCH (MÓZGO - I TWARZOCZASZKA, GRASICA, PRZYTARCZYCE, SERCE, DWA PNIE NACZYNIOWE)

LOCUS 22Q11.2 - NAJMNIEJSZY REGION DELECYJNY (KRYTYCZNY) ZESPOŁU DI GEORGE'A

KLINICZNE SKUTKI MUTACJI GENÓW HOMEOBOKSOWYCH:

- GENY HOX: HOX A13 - HAND - FOOT GENITAL, AD; HOX D13 - POLISYNDAKTYLIA, AD

- GENY NIE - HOX: EMX 2 - ROZSZCZEPIENIE MÓZGOWIA; MSX 2 - NIEPRAWIDŁOWE ZRASTANIE SZWÓW CZASZKOWYCH.

WYJĄTKOWO RZADKIE WYSTĘPOWANIE WAD WRODZONYCH, SPOWODOWANYCH MUTACJAMI GENU HOMEOBOKS, WYNIKA Z WYSOKIEGO STOPNIA HOMOLOGII MIĘDZY GENAMI PARALOGICZNYMI Z RÓŻNYCH KOMPLEKSÓW (PEŁNA LUB PRAWIE PEŁNA KOMPENSACJA) ORAZ Z LETALNOŚCI MUTACJI TYCH GENÓW.

GENY PAX: HOMEOBOX: 360 NUKLEOTYDÓW, A HOMEODOMENA: 128 AM.

PAX 2 - UBYTKI NERWU WZROKOWEGO, DYSPLAZJE NEREK

PAX 3 - EKSPRESJA WE WCZESNEJ NEUROGENEZIE

- NIEPRAWIDŁOWA MIGRACJA KOMÓREK POCHODZĄCYCH Z PIERWOTNEJ CEWY NERWOWEJ (+ ZABURZENIA FUNKCJI N-CAM)

- ZESPÓŁ WAARDENBURGA I - GŁUCHOTA, WODOOCZE, HIPERTELORYZM, ZABURZENIA PIGMENTACJI

PAX 6 - ANIRIDIA = BRAK TĘCZÓWKI (HETEROZYGOTA), ANOPHTALMIA = BRAK GAŁEK OCZNYCH (HOMOZYGOTA); LEŻY W POBLIŻU WT1 (11P13) - MIKRODELECJA TEGO REGIONU -> ZESPÓŁ WAGR

GENY HOX A INTEGRYNY

- LOKALIZACJA GENÓW E PODOBNYCH MIEJSCACH TYCH SAMYCH CHR

- GENY INTEGRYN SĄ RÓWNIEŻ PARALOGICZNE

- RÓWNOLEGŁA EWOLUCJA TYCH DWÓCH GRUP GENÓW - ŁĄCZNA EWOLUCJA INFORMACJI O PLANIE BUDOWY ORGANIZMU (GENY HOX) Z EWOLUCJĄ INFORMACJI OKREŚLAJĄCEJ INTEGRACJE I MIGRACJE KOMÓREK WYPEŁNIAJĄCYCH TEN PLAN (GENY INTEGRYN)

GENY HOMEOBOKSOWE A NOWOTWORY:

- GENY TE KOORDYNUJĄ FUNKCJĘ WIELU GENÓW BIORĄCYCH UDZIAŁ W PATOGENEZIE NOWOTWORÓW

- NADMIERNA LUB ROZREGULOWANA EKSPRESJA TYCH GENÓW (KODUJĄCYCH CZYNNIKI TRANSKRYPCYJNE) - MOLEKULARNE PODSTAWY WIELU NOWOTWORÓW

- NIEKTÓRE GENY HOMEOBOKSOWE = PROTOONKOGENY

GENY HOMEOBOKSOWE A PRZERZUTY:

- TKANKI TRANSPLANTOWANE ZACHOWUJĄ WZÓR EKSPRESJI NARZĄDU, Z KTÓREGO POCHODZĄ

- PRZERZUTY NOWOTWOROWE - ANALOGICZNIE (WZÓR GUZA PIERWOTNEGO I TKANKI MACIERZYSTEJ). NIE ZACHODZI W NIECH EKSPRESJA GENÓW HOMEOBOKSOWYCH CHARAKTERYSTYCZNYCH DLA LOKALIZACJI PRZERZUTU

- KONSTELACJA EKSPRESJI GENÓW HOMEOBOKSOWYCH - WSKAŹNIK HISTOLOGICZNEGO OBRAZU NOWOTWORU

KOMÓRKI NOWOTWOROWE:

- WYKAZUJĄ WZÓR EKSPRESJI GENÓW HOMEOBOKSOWYCH CHARAKTERYSTYCZNYCH DLA TKANKI, Z KTÓREJ SIĘ WYWODZĄ

- PRZEMIESZCZAJĄ SIĘ ZGODNIE Z POZYCYJNĄ INFORMACJĄ ZAWARTĄ W TYCH GENACH (NIEPRZYPADKOWO), CZYLI TYLKO DO ZAPROGRAMOWANYCH TKANEK I NARZĄDÓW.

FLUORESCENCYJNA HYBRYDYZACJA IN SITHU (FISH)

FISH ŁĄCZY W SOBIE ELEMENTY CYTOGENETYKI KLASYCZNEJ I METOD MOLEKULARNYCH.

ZASADA METODY: HYBRYDYZACJA POLEGA NA TWORZENIU DWUNICIOWYCH KOMPLEKSÓW MIĘDZY SONDĄ MOLEKULARNĄ A BADANYM JEDNONICIOWYM FRAGMENTEM DNA LUB RNA (ZGODNIE Z ZASADĄ KOMPLEMENTARNOŚCI).

SONDA MOLEKULARNA - FRAGMENT DNA, KTÓREGO SEKWENCJA NUKLEOTYDÓW JEST SPECYFICZNA WZGLĘDEM BADANEGO REGIONU. SONDĄ MOŻE BYĆ:

- SYNTETYCZNY LUB NATURALNY GEN LUB JEGO FRAGMENT

- SYNTETYCZNY OLIGONUKLEOTYD

- CDNA

- FRAGMENT CHROMOSOMU

- FRAGMENT GENOMOWEGO DNA

METODY OTRZYMYWANIA SOND:

- KLONOWANIE ODPOWIEDNIEGO FRAGMENTU DNA

- SYNTEZA CHEMICZNA (20 - 50 PZ)

- SONDY ZŁOŻONE OTRZYMUJE SIĘ PRZEZ KLONOWANIE CAŁEGO CHROMOSOMU, CIĘCIE GO ENZYMAMI RESTRYKCYJNYMI, ELEKTROFOREZA, DENATURACJA

FLUOROCHROMY: FITC (IZOTIOCYJANIAN FLUORESCEINY) - ZIELONY; RODAMINA - CZERWONY; DAPI - NIEBIESKI; AQUA - BŁĘKITNY

ETAPY HYBRYDYZACJI:1.SPORZĄDZANIE I WYZNAKOWANIE SONDY; 2. PRZYGOTOWANIE PREPARATU; 3. DENATURACJA SONDY I PREPARATU; 4. HYBRYDYZACJA

ETAPY FISH:

1. NAŁOŻENIE MATERIAŁU NA SZKIEŁKO ODWODNIONE (SZEREG ALKOHOLI)

2. NAŁO0x08 graphic
ŻENIE ODPOWIEDNIEJ SONDY MOLEKULARNEJ

3. ZAKLEJENIE SZKIEŁKA KLEJEM SILIKONOWYM

4. DENATURACJA MATERIAŁU BADANEGO I SONDY (NA PŁYCIE GRZEWCZEJ TERMOCYKLERA - 72 ST.C PRZEZ 5 MIN)

5. HYBRYDYZACJA (W KOMORZE WILGOTNEJ, IDEALNA CIEMNOŚĆ, 37 ST.C)

6. ODPŁUKIWANIE NIESPECYFICZNIE ZWIĄZANEJ SONDY PBD

7. NAŁOŻENIE DAPI NA ANALIZOWANE POLE

8. DETEKCJA SONDY

9. ANALIZA MIKROSKOPOWA

TERMOCYKLER TRZYMA DANĄ TEMPERATURĘ PRZEZ OKREŚLONY CZAS I SZYBKO POTRAFI SIĘ OCHŁODZIĆ I PODGRZAĆ.

TYPY SOND MOLEKULARNYCH:

1. SPECYFICZNE DLA UNIKALNYCH SEKWENCJI DNA

- ZESPOŁY MIKRODELECYJNE:

* CRI - DU - CHAT 5P15

* Z. MILLERA - DIEKERA 17P13.3

* Z. SMITHA - MAGENISA 17P11.2

* Z. DIGEORGE'A 22Q11.2

* Z. WILLIAMSA 7Q11.23

* Z. PRADERA - WILLIEGO/ANGELMANA 15Q12

* RETINOBLASTOMA 13Q14

- FUZJE GENOWE - ANALIZUJE SIĘ PRZY BIAŁACZKACH - 95% PACJENTÓW Z CML MA T(9;22)(Q34;Q11) Z FUZJĄ GENOWĄ BCR/ABL1 (TZW. PH) I ABL1/BCR (9Q+)

- IDENTYFIKACJA PEWNYCH GENÓW ISTOTNYCH W ROZWOJU NOWOTWORÓW

2. SPECYFICZNE DLA POWTÓRZONYCH SEKWENCJI

- CENTROMEROWE - Α SATELITARNE DNA KOMPLEMENTARNE DO TANDEMOWYCH POWTÓRZEŃ (171 PZ)

- TELOMEROWE - KOMPLEMENTARNE DO TELOMERÓW SKŁADAJĄCYCH SIĘ Z KRÓTKICH SEKWENCJI POWTARZALNYCH

- KOMPLEMENTARNE DO HETEROCHROMATYNY KONSTYTUCYJNEJ

- WYKORZYSTUJE SIĘ JE PRZY PRZESZCZEPACH, W CELU SPRAWDZENIA JAK SIĘ PRZYJĘŁY, GDY DAWCA I BIORCA RÓŻNILI SIĘ PŁCIĄ = CHIMERYZM PRZESZCZEPOWY)

3. ZŁOŻONE SPECYFICZNE DLA DUŻYCH FRAGMENTÓW LUB CAŁYCH CHROMOSOMÓW (MALUJĄCE)

- ZASTOSOWANIE DO TRANSLOKACJI WZAJEMNYCH, TRANSLOKACJI ZŁOŻONYCH - 3 LUB WIĘCEJ CHR

- M FISH = MULITCOLOR FISH - RÓŻNE KOLORY DLA KAŻDEJ PARY

ZASTOSOWANIE SOND I FISH'A:

- WYKRYWANIE ADDYCJI CHROMOSOMOWYCH NIEZNANEGO POCHODZENIA

- IDENTYFIKACJA CHROMOSOMÓW MARKEROWYCH

- WYJAŚNIENIE CHARAKTERU TRANSLOKACJI ZŁOŻONYCH

- WYKRYCIE MIKRODELECJI

- WYJAŚNIENIE ZŁOŻONYCH ABERRACJI STRUKTURY

- IDENTYFIKACJA ABERRACJI LICZBOWYCH

- BADANIE STRUKTURY I ORGANIZACJI CHROMOSOMÓW (MAPOWANIE I EKSPRESJA GENÓW)

ABERRACJE CHROMOSOMOWE

ABERRACJE - ZABURZENIA W LICZBIE LUB STRUKTURZE CHROMOSOMÓW; MUTACJE MATERIAŁU GENETYCZNEGO WIDOCZNE POD MIKROSKOPEM ŚWIETLNYM (NAJMNIEJSZY WIDOCZNY DODATEK LUB DELECJA WYNOSI OK. 0,13%, CZYLI 4 MLN PZ)

- LICZBOWE (NIEPRAWIDŁOWA LICZBA CHR)

* ANEUPLOIDIA - 2N - 1, 2N +1 (ZŁE ROZCHODZENIE SIĘ CHROMOSOMÓW = NONDYSJUNKCJA)

* POLIPLOIDIE - 3N, 4N; POWSTAJĄ: Z ZAPŁODNIENIA KOMÓRKI JAJOWEJ PRZEZ 2 LUB WIĘCEJ PLEMNIKÓW, ZABURZENIA PODZIAŁU ZYGOTY, ZABURZENIA PODZIAŁU DOJRZAŁEGO JAJA LUB PLEMNIKA I POWSTANIE GAMETY DIPLOIDALNEJ;

- STRUKTURALNE (KOMÓRKI SOMATYCZNE ZAWIERAJĄ JEDEN LUB WIĘCEJ CHR NIEPRAWIDŁOWYCH; MOGĄ DOTYCZYĆ AUTOSOMÓW LUB CHR PŁCI):

* ZRÓWNOWAŻONE - NIE MA ZMIANY W ILOŚCI MATERIAŁU GENETYCZNEGO, NP. TRANSLOKACJA WZAJEMNA, INWERSJA; SKUTKI NIE ZAWSZE SĄ WIDOCZNE: ZMIANA RAMKI ODCZYTU; SĄ PRZYCZYNĄ POWSTAWANIA W MEJOZIE GAMET Z NIEPRAWIDŁOWYM ZESTAWEM CHROMOSOMÓW.

* NIEZRÓWNOWAŻONE - ZWIĘKSZENIE MATERIAŁU, NP. DUPLIKACJA, ADDYCJA LUB UBYTEK - DELECJE; SKUTKI FENOTYPOWE SĄ WIDOCZNE

1. ABERRACJE STRUKTURALNE

A) TRANSLOKACJE - PRZEMIESZCZENIE MATERIAŁU POMIĘDZY CHROMOSOMAMI:

- WZAJEMNE - WYMIANA MATERIAŁU MIĘDZY 2 CHR NP. T(8;22)(Q34;Q11)

- ROBERTSONOWSKIE = FUZJE CENTRYCZNE; DOTYCZY CHROMOSOMÓW AKROCENTRYCZNYCH GRUPY D I G, W KTÓRYCH ZŁAMANIE NASTĘPUJE W CENTROMERZE LUB BLISKO NIEGO; POWSTAJE CHROMOSOM Z 2 CENTROMERAMI; KRÓTKIE RAMIONA ZAWIERAJĄCE NIECZYNNĄ GENETYCZNIE HETEROCHROMATYNĘ SĄ ELIMINOWANE

- INSERCJE - JEDEN CHROMOSOM MA 2 PĘKNIĘCIA, A DRUGI JEDNO, NP. INS(6;18)(Q21-22;Q221)

B) INWERSJE - CHROMOSOM PĘKA W DWÓCH MIEJSCACH I DOCHODZI DO ODWRÓCENIA MATERIAŁU GENETYCZNEGO 180 ST

- PARACENTRYCZNE - ZŁAMANIE W OBRĘBIE JEDNEGO RAMIENIA NP. INV(6)(Q25;Q31)

- PERICENTRYCZNE - ZŁAMANIE W OBRĘBIE DWÓCH RAMION ŁĄCZNIE CENTROMEREM NP. INV(6)(P22;Q31)

DUPLIKACJE - PODWOJENIE FRAGMENTU CHROMOSOMU NP. DUP(6P)

CHROMOSOM KOLISTY - POWSTAJE PRZEZ DELECJĘ CZĘŚCI TERMINALNEJ RAMIONA KRÓTKIEGO BĄDŹ DŁUGIEGO „LEPKIE” KOŃCE, KTÓRE ŁĄCZĄ SIĘ; UKŁADA PRĄŻKÓW JEST ZACHOWANY; SĄ ONE NIESTABILNE I IZOCHROMOSOM CZASIE PODZIAŁU POWSTAJE CHROMOSOM DICENTRYCZNY

IZOCHROMOSOM - POWSTAJE W WYNIKU POPRZECZNEGO PODZIAŁU CENTROMERU; DUPLIKACJA JEDNEGO RAMIENIA I DELECJA DRUGIEGO; SKUTKI FENOTYPOWE: NAJCZĘŚCIEJ ILOŚCIOWE ZMIANY LETALNE NP. I(X)(P10) ORAZ I(X)(Q10)

CHROMOSOMY MARKEROWE - POCHODZENIE I MECHANIZM POWSTAWANIA JEST NIEZNANY. NAJCZĘŚCIEJ JEST TO CHROMOSOM AKROCENTRYCZNE LUB METACENTRYCZNE.

ADDYCJA - DODATKOWY MATERIAŁ CHROMOSOMOWY NIEZNANEGO POCHODZENIA NP. ADD(19)(P13)

CHROMOSOM POCHODNY - ZNANE SĄ OKOLICE I CENTROMER DANEGO CHROMOSOMU DER(6)T(6;18)

C) DELECJE - UTRATA FRAGMENTU CHROMOSOMU

- TERMINALNA - ZŁAMANIE W CZĘŚCI DYSTALNEJ CHR NP. DEL(6)(Q34)

- INTERSTYCJALNA - PODWÓJNE ZŁAMANIE NP. DEL(6)(Q25;Q34)

- CHROMOSOM PIERŚCIENIOWY - 2 DELECJE TERMINALNE -> POWSTAJĄ LEPKIE KOŃCE, KTÓRE ŁĄCZĄ SIĘ

PIĘTNOWANIE GENOMOWE. DISOMIA UNIPARENTALNA

- IMPRINTING GENOMOWY = PIĘTNOWANIE RODZICIELSKIE

- FIZJOLOGICZNY MECHANIZM WYSTĘPUJE U WSZYSTKICH EUCARYOTA

- MODYFIKACJA EKSPRESJI GENU (SPADEK EKSPRESJI)

- MECHANIZM: METYLACJA GENÓW -> WYCISZENIE

MIEJSCE I CZAS:

- PÓŹNA GAMETOGENEZA - BARDZO WCZESNY OKRES ROZWOJU ZARODKOWEGO

- SKUTKI W NASTĘPNYM POKOLENIU

INNY WZÓR PIĘTNOWANIA W GAMETOGENEZIE MĘSKIEJ, INNY W ŻEŃSKIEJ:

- W STREFACH PIĘTNOWANIA INNE GENY SĄ PIĘTNOWANE PRZEZ KOBIETĘ, INNE PRZEZ MĘŻCZYZNĘ

- W KOMÓRKACH SOMATYCZNYCH DZIECKA - STAŁY WZÓR NAPIĘTNOWANIA GENÓW, ZALEŻY OD ICH POCHODZENIA OD OJCA LUB OD MATKI

- CECH STAŁA, ZALEŻNA WYŁĄCZNIE OD PŁCI RODZICA, NIEZALEŻNA OD PŁCI DZIECKA

- W GAMETOGENEZIE DZIECKA - ZMAZANIE PIĘTNA, NARZUCENIE NOWEGO PIĘTNA ZALEŻNEGO OD PŁCI DZIECKA

WZÓR PIĘTNOWANIA:

- SPECYFICZNY GATUNKOWO

- WE WSZYSTKICH CHROMOSOMACH

- REGIONY (STREFY) PIĘTNOWANIA

- REGION 15Q11-Q13 - JEDEN Z NAJBARDZIEJ NIESTABILNYCH REGIONÓW

- GENY W STREFACH PIĘTNOWANIA ZACHOWUJĄ SIĘ W ZALEŻNOŚCI OD PŁCI RODZICA, OD KTÓREGO ZOSTAŁY ODZIEDZICZONE

- GENY W STREFACH NIEPIĘTNOWANIA ZACHOWUJĄ SIĘ NIEZALEŻNIE OD PŁCI RODZICA

- W STREFACH PIĘTNOWANIA ŻADEN GEN NIE WYSTĘPUJE W DWÓCH AKTYWNYCH LUB NIEAKTYWNYCH KOPIACH, ZAWSZE PO JEDNEJ AKTYWNEJ

- GEN UBE 3A (LIGAZA UBIKWITYNY 3A) - PIĘTNOWANY U MĘŻCZYZN

MECHANIZM:

- NIEZNANY

- CENTRA IMPRINTINGU - GENY REGULACYJNE IMPRINTINGU W POBLIŻU STREF

ZNACZENIE:

- OCHRONA PRZED PARTENOGENEZĄ

- OCHRONA PRZED PODWÓJNĄ DAWKĄ GENÓW, KTÓRYCH DWUALLELICZNA EKSPRESJA MOGŁABY BYĆ SZKODLIWA DLA ORGANIZMU

JEST TO ZJAWISKO FIZJOLOGICZNE, ALE JAK SIĘ NAŁOŻĄ MECHANIZMY PATOLOGICZNE MOGĄ UJAWNIAĆ SIĘ ZESPOŁY MIKRODELECJI, CHORÓB MONOGENOWYCH I NOWOTWORÓW.

DISOMIA UNIPARENTALNA = JEDNORODZICIELSKA (UPD) - 2 CHR JEDNEJ PARY OD JEDNEGO RODZICA;

- ZJAWISKO PATOLOGICZNE

- ZMIANA JAKOŚCIOWA, NIE ILOŚCIOWA

HETERODISOMIA:

- 2 RÓŻNE CHROMOSOMY HOMOLOGICZNE

- NONDYSJUNKCJI MEJOZIE

- MECHANICZNE WYRÓWNYWANIE TRISOMII:

* PRZY PIERWSZYM PODZIALE KOMÓRKA POZBYWA SIĘ 1 CHR

* MOŻE BYĆ WYRZUCONY JEDEN Z DWÓCH OD JEDNEGO RODZICA (DOBRZE)

* MOŻE BYĆ USUWANY POJEDYNCZY OD JEDNEGO RODZICA (ŹLE, BO OBA ZOSTAJĄ OD DRUGIEGO RODZICA)

* DZIEDZICZENIE NIEMENDLOWSKIE

* NAŁOŻENIE WZORCA IMPRINTINGU

* PRZEKAZ HEMOFILII Z OJCA NA SYNA (PRZY ZAŁOŻENIU, ŻE X I Y SĄ HOMOLOGICZNE)

* PRZEKAZ CHORÓB AR

HOMODISOMIA = IZODISOMIA

- 2 TAKIE SAME CHROMOSOMY

- UTRATA W MEJOZIE

- MONOSOMICZNA ZYGOTA

- MECHANIZM WYRÓWNYWANIA MONOSOMII: DUPLIKACJA CHROMOSOMU

- DZIEDZICZENIE NIEMENDLOWSKIE

NIEZALEŻNIE OD MECHANIZMU:

- MOŻLIWOŚĆ NIEPRAWIDŁOWOŚCI FUNKCJI GENU ZALEŻNA OD IMPRINTINGU

- W STREFACH PIĘTNOWANIA: OBA ALLELE WYCISZONE LUB OBA AKTYWNE

ZAGADKA DELECJI 15Q11-Q13 - REGION KRYTYCZNY

- JEDNAKOWA DELECJA, DAJĄCE 2 RÓŻNE FENOTYPY:

1. ZESPÓŁ PRADERA - WILLIEGO (PWS) -> PIĘTNOWANE GENY MATCZYNE

- MIKRODELECJA W CHR OJCOWSKIE (70 - 75%)

- MATCZYNA DISOMIA UNIPARENTALNA (25%)

- ZABURZENIA IMPRINTINGU (MUTACJE CENTRUM IMPRINTINGU)

- BRAK CZYNNEGO MATERIAŁU OJCOWSKIEGO 15Q11-Q13

- MATCZYNY WZORZEC IMPRINTINGU, KTÓRY PRZYTŁUMIA EKSPRESJĘ 2 - 4 GENÓW PWS

- NP. GARB 3, SNRPN

- TRANSLOKACJE, INWERSJE OBEJMUJĄCE REGION KRYTYCZNY PWS/AS (PWACR)

- PWS W OKRESIE NOWORODKOWYM: HIPOTONIA I HIPOTROFIA; OD 2 RŻ: HIPERFAGIA, MOCNA OTYŁOŚĆ; POWIKŁANIA: ZESPÓŁ METABOLICZNY, MIAŻDŻYCA, CHOROBA NIEDOKRWIENNA, ZAWAŁY, UDARY

- FENOTYP BEHAWIORALNY: TOWARZYSKOŚĆ, PRZYJACIELSKOŚĆ, NATRĘCTWO, STEREOTYPIE, „ZDOBYWANIE” JEDZENIA

- 3 FENOTYPY: NIEMOWLĘCY; ZALEŻNY OD UPD MAT: ZABURZENIA PSYCHICZNE - CHOROBA AFEKTYWNA, JEDNO LUB DWUBIEGUNOWA W WIEKU MŁODZIEŃCZYM (DUPLIKACJA UBE 3A)

- KORELACJE GENOTYPOWO - FENOTYPOWE PWS: DELECJE (WIĘKSZE OPÓŹNIENIE ROZWOJU); UPD, ID (LŻEJSZE OBJAWY OGÓLNE, ALE ZABURZENIA PSYCHICZNE); NIEZNANA ETIOLOGIA

- RYZYKO POWTÓRZENIA: NISKIE <1%, GDY DELECJA PAT; WYŻSZE, GDY UPD MAT; WYSOKIE OK. 50% - NIEKTÓRE MUTACJE

2. ZESPÓŁ ANGELMANA (AS) - PIĘTNOWANE GENY OJCA

- MIKRODELECJA MATCZYNA 15Q11- Q13 (70%)

- UPD PAT (2 - 3%, W TYM TRANSLOKACJA ROBERTSONOWSKA)

- ZABURZENIA IMPRINTINGU U MATKI ID (3-5%), MUTACJE LUB DELECJE

- TRANSLOKACJE, INWERSJE OBEJMUJĄCE LOCUS UBE 3A LUB IC DZIEDZICZONE PO MATCE (1%)

- NIEWYJAŚNIONE (15%)

- DE NOVO ALBO ODZIEDZICZONE PO MATCE AD MUTACJE GENU UBE 3A (11%)

- OBJAWY: TAKTYCZNY CHÓD, CHARAKTERYSTYCZNE RUCHY KOŃCZYN GÓRNYCH, WYBUCHY ŚMIECHU NIEADEKWATNIE DO SYTUACJI (TZW. NAPPY PULPET SYNDROME), GŁĘBOKIE OPÓŹNIENIE ROZWOJU, NAPADY PADACZKOWE

- KORELACJE GENOTYPOWO - FENOTYPOWE:

* DELECJE - BARDZO DUŻE OPÓŹNIENIE, BRAK MOWY, HIPOPIGMENTACJA SKÓRY, WŁOSÓW I TĘCZOWEK (DELECJA GENU P - TRANSPORTERA CYTOZYNY)

* UPD, ID - NAJLŻEJSZE OBJAWY

* MUTACJA UBE 3A - POŚREDNIE

* NIEZNANA ETIOLOGIA - CIĘŻKOŚĆ OBJAWÓW, DELECJ0x08 graphic
E

- RYZYKO POWTÓRZENIA: NISKIE <1% (DELECJE MAT., UPD PAT, Z WYJĄTKIEM T(15;15)- 100% POCHODZENIA OJCOWSKIEGO ZABURZENIA PIĘTNOWANIA INNE NIŻ DELECJE); WYSOKIE OK. 50% (DZIEDZICZENIE PO MATCE, TRANSLOKACJA LUB DELECJA REGIONU KRYTYCZNEGO, DELECJE IC, MUTACJE UBE 3A, NIEZNANA PRZYCZYNA)

STRATEGIA BADAŃ GENETYCZNYCH:

- WYJŚCIOWO ZAWSZE KARIOTYP

- ANALIZA METYLACJI LOCUS SNRPN - ROZPOZNANIE PWS LUB AS

WYJAŚNIENIE MECHANIZMU:

- FISH Z SONDĄ SPECYFICZNĄ DLA REGIONU KRYTYCZNEGO - DELECJA

- BADANIE POLIMORFIZMU DNA (RFLP) - UDP

- PCR, SEKWENCJONOWANIE DNA - MUTACJE

- MUTACJE UBE 3A - AS

DZIEDZICZENIE PŁCI

CECHY OKREŚLAJĄCE PŁEĆ: GENETYCZNE, GONADALNA, GENITALNE, SOMATYCZNE, FENOTYPOWE, PSYCHOSEKSUALNE, METRYKALNE, HORMONALNE.

ROZWÓJ CIELESNO - PŁCIOWY NA ETAPIE EMBRIOGENEZY:

- PŁEĆ ZDETERMINOWANA W MOMENCIE ZAPŁODNIENIA

- PLEMNIK DECYDUJE, W KTÓRYM KIERUNKU ROZWINIE SIĘ PŁEĆ

- W 5 TYG. NARZĄDY SĄ OBOJNACZE, WYSTĘP. PRZEWODY WOLFFA I MULLERA

- OBECNOŚĆ GENU SRY -> WYTWORZENIE CZYNNIKA ANTYMULLEROWSKIEGO -> PŁEĆ MĘSKA

- BRAK GENU SRY (BRAK CHR Y) -> BRAK PŁODOWEGO JĄDRA -> ROZWÓJ PRZEWODÓW MULLERA, A ZANIK WOLFFA -> PŁEĆ ŻEŃSKA

- 46, XX -> GONADA PIERWOTNA (BRAK CZYN AM) -> JAJNIK -> ROZWÓJ PRZEWODÓW MULLERA

- 46, XY -> GONADA PIERWOTNA -> JĄDRO -> KOM SERTOLEGO (CZYN AM) -> ZANIK P. MULLERA

JĄDRO -> KOM LEYDIGA -> TESTOSTERON -> ROZWÓJ P. WOLFFA + DHT -> AR -> WIRYLIZACJA ZEWN NARZĄDÓW PŁCIOWYCH

- ROZWÓJ P. MULLERA - DAX 1, SOX 3 NA CHR 10; NADMIAR DAX 1 U MĘŻCZYZN HAMUJE SRY

- SOX 9 - AUTOSOMALNY, CHR 17 - MUTACJA O ETIOLOGII DOMINUJĄCEJ - DYSPLAZJE KOSTNO - STAWOWA, LETALNA, CAŁKOWITE ODWRÓCENIE PŁCI FENOTYPOWEJ

- WT1 - CHR 11 - BRAK TEGO GENU POWODUJE TZW. WAGR (GUZ WILLMSA, ANIRIDIA, ZMIANY W GONADACH, UPOŚLEDZENIE)

ZABURZENIA ROZWOJU CIELESNO - PŁCIOWEGO - BRAK LUB ZABURZENIE ROZWOJU I- I II- RZĘDOWYCH CECH PŁCIOWYCH:

1. ZESPÓŁ TUNERA 1:3000/5000

- 45, X; 45, X/46, XX; 45,X/46, XY (GONADOBLASTOMA)

- ABERRACJE STRUKTURALNE CHR X: I(XQ), DEL(XP), R(X)T(X; AUTOSOM)

- TYLKO 10% PŁODÓW Z MONOSOMII PRZEŻYWA (MONOSOMIE JAKO WYNIK NIEPRAWIDŁOWEGO ROZEJŚCIA X LUB Y; MOZAIKI - NA ETAPIE POSTZYGOTYCZNYM)

- DO WYKSZTAŁCENIA NARZĄDÓW - POTRZEBNY 1 JAJNIK, A DO PRAWIDŁOWEGO DOJRZEWANIA - 2 JAJNIKI

- TEORIA LYON - MONOSOMII: OD 5 M-CA ZANIK JAJNIKÓW I POWSTAJE DYSGENICZNA GONADA (ZANIKANIU ZAPOBIEGA DRUGI X) - PODUSZKOWATE GRZBIETY DŁONI I STÓP, GĘSTE WEŁNISTE WŁOSY NISKO NA KARKU, TRUDNO ROZPOZNAĆ PO URODZENIU

- PRAWIDŁOWY ROZWÓJ UMYSŁOWY, ALE NISKI WZROST I MAŁA MASA URODZENIOWA (<3 CENTYLA)

- LECZENIE HORMONEM WZROSTU DO 9 RŻ, PÓŹNIEJ SUBSTYTUCJA HORMONALNA ABY POPRAWIĆ FENOTYP

- BRAK MIESIĄCZKI, ALE ZDARZAJĄ SIĘ NIEREGULARNE KRWAWIENIA (NIEDOJRZAŁE PĘCHERZYKI)

- CIĄŻA EWENTUALNIE W MOZAIKACH, GDZIE PRZEWAGA PRAWIDŁOWEJ LINII

- ZABURZENIA ENDOKRYNOLOGICZNE: SUCHA SKÓRA, PROBLEM Z UTRZYMANIEM MASY CIAŁA

- NIEBEZPIECZNY JEST KARIOTYP Z LINIĄ KOMÓRKOWĄ MĘSKĄ: TKANKA JĄDROWA JEST NIEDOJRZAŁA I MOŻE ULEC ZEZŁOŚLIWIENIU -> USUNIĘCIE ZARAZ PO URODZENIU

- FENOTYP: PŁETWIASTA SZYJA, PASMOWATE GONADY, HIPOGONADYZM, KOŚLAWOŚĆ ŁOKCI, OBRZĘKI, LICZNE ZNAMIONA BARWNIKOWE, WADY ZASTAWKI MITRALNEJ I AORTALNEJ, DYSMORFII TWARZOCZASZKA, SKŁONNOŚĆ DO CHORÓB AUTOIMMUNOLOGICZNYCH, ANOMALIE PAZNOKCI, SKRÓCENIE IV KOŚCI ŚRÓDRĘCZA, SKŁONNOŚĆ DO OSTEOPOROZY, MOGĄ WYSTĄPIĆ WADY UKŁADU MOCZ-PŁCIOWEGO

2. ZESPÓŁ SUPERKOBIETY (JACOBS) 1:500

- 47, XXX; 48,XXXX; 49,XXXIX

- NAJCZĘŚCIEJ (90%) BRAK ZABURZEŃ

- MOGĄ WYSTĄPIĆ ZABURZENIA ROZWOJU II-RZĘDOWYCH CECH PŁCIOWYCH, TRUDNOŚCI Z ZAJŚCIEM W CIĄŻĘ I PORONIENIA

- WCZEŚNIEJSZE KLIMAKTERIUM

- MOŻE WYSTĄPIĆ UPOŚLEDZENIE UMYSŁOWE

- SKŁONNOŚĆ DO CHORÓB PSYCHICZNYCH

3. ZESPOŁY NADNERCZOWO - PŁCIOWE

- BLOKI W PRZEMIANIE STERYDÓW NADNERCZOWYCH

- HIPERANDROGENIZACJA (OBOJNACTWO, WIRYLIZACJA)

- ZABURZENIA ELEKTROLITOWE

- DZIEDZICZONE JAKO CECHA AR (W KOLEJNEJ CIĄŻY RYZYKO = 25%)

- LECZENIE = DOBRE ROKOWANIE (PRENATALNIE STERYDAMI)

4. KOBIETY 46,XY

- MUTACJA GENU SOX9 (17Q25) - ODWRÓCENIE PŁCI

- MUTACJA GENU AR (RECEPTORA ANDROGENOWEGO NA XQ13)

- ZESPÓŁ NIEWRAŻLIWOŚCI NA ANDROGENY = Z. FEMINIZUJĄCYCH JĄDER: BRAK OWŁOSIENIA PACHOWEGO I ŁONOWEGO, OBECNE PŁODOWE JĄDRO I KASKADA ANTYMULLEROWSKA, ZANIK P. MULLERA, P. WOLFFA TEŻ ZANIKAJĄ, A TKA JĄDROWA POJAWIA SIĘ W RÓŻNYCH MIEJSCACH, OBECNA TYLKO DOLNA CZĘŚĆ POCHWY

- MUTACJA W GENIE SRY -> JĄDRA -> ANDROGENY -> X TKANKI DOCELOWE

- RECESYWNE SPRZĘŻENIE Z X

- DUŻE RYZYKO ZEZŁOŚLIWIENIA TKANKI JĄDROWEJ

- BRAK JAJNIKÓW, BRAK MIESIĄCZKOWANIA, NIEPŁODNE

- PRAWIDŁOWY ROZWÓJ UMYSŁOWY

- PRZEPUKLINA PACHWINOWA (OBECNOŚĆ TKANKI JĄDROWEJ)

- MUTACJA DE NOVO LUB OD MATKI NOSICIELKI (DUŻE RYZYKO W 2. CIĄŻY); DELECJE I MIKRODELECJE W OBRĘBIE Y; DELECJE, MUTACJA GENU SRY (YP11.3)

- ZESPÓŁ SWYERA - KARIOTYP 46, XY; FENOTYP ŻEŃSKI ORAZ NARZĄDY PŁCIOWE ŻEŃSKIE; OBECNOŚĆ NIEPRAWIDŁOWEJ TKANKI JĄDROWEJ, MACICY, MOGĄ POJAWIAĆ SIĘ SPORADYCZNE KRWAWIENIA (ALE NIE MIESIĄCZKOWE); DYSGENETYCZNE GONADY NIE WYDZIELAJĄ TESTOSTERONU ANI AMH; NORMALNY WZROST

5. ZESPÓŁ KLINEFELTERA 1:500

- 47, XXY I MOZAIKI

- EUNUCHOIDALNA BODOWA CIAŁA, OKRĄGŁE BIODRA, WĄSKIE RAMIONA, MAŁE TWARDE JĄDRA (SZKLIWIENIE KANALIKÓW KRĘTYCH DO OKRESU DOJRZEWANIA), SŁABE OWŁOSIENIE PŁCIOWE, AZOOSPERMIA, GINEKOMASTIA, WYSOKI WZROST, NIEPŁODNOŚĆ, MIKROPENIS

- 20X WIĘKSZE RYZYKO RAKA PIERSI, BIAŁACZEK, CHŁONIAKA, RAKA PĘCHERZA MOCZOWEGO

- GEN DAX W JEDNYM Z X: WADY KOŚĆCA, SERCA, KOARTYKACJA, WIOTKOŚĆ STAWACH, ZA DŁUGIE KOŃCZYNY

6. MĘŻCZYŹNI 46,XX

- DUPLIKACJE GENU DAX

- FENOTYP: MĘSKI, SPODZIECTWO, MIKROPENIS, GINEKOMASTIA, PRAWIDŁOWY WZROST I ROZWÓJ UMYSŁOWY, WNĘTROSTWO

- RÓŻNICOWANIE Z OBOJNACTWEM PRAWDZIWYM!

- DIAGNOSTYKA Z SRY - CZĘSTO JEST ON OBECNY NA KTÓRYMŚ Z CHROMOSOMÓW I SPEŁNIA SWOJĄ FUNKCJĘ

- HIPOGONADYZM HIPERGONADOTROPOWY NP. W ZESPOLE TUNERA: GONADY NIE PRODUKUJĄ HORMONÓW, A PRZYSADKA PRODUKUJE W NADMIARZE

7. MĘŻCZYŹNI 47, XXY

- CZYNNOŚĆ JĄDER CZĘSTO PRAWIDŁOWA

- ZABURZENIA SPERMATOGENEZY, ALE PŁODNOŚĆ ZACHOWANA, DUŻA AGRESJA, WYSOKI WZROST, OPÓŹNIONY ROZWÓJ MOWY, PREDYSPONUJE DO BIAŁACZKI, PROBLEMY WYCHOWAWCZE ORAZ PREDYSPOZYCJE DO SAMOBÓJSTW I CHORÓB PSYCHICZNYCH, HIPOTONIA

ZAGROŻENIE NOWOTWORZENIEM:

- CZĘSTA DYSGENEZJA GONAD Z CHROMOSOMEM Y

- MIESZANA DYSGENEZJA GONAD

- DYSGENETYCZNE OBOJNACTWO RZEKOME MĘSKIE

- WARIANTY ZESPOŁU TUNERA Z LINIĄ Y

- OBOJNACTWO PRAWDZIWE

- ZESPÓŁ NIEWRAŻLIWOŚCI NA ANDROGENY

GENETYCZNE PODSTAWY KANCEROGENEZY

ZWIĄZEK ROZWOJU NOWOTWORU Z NIEPRAWIDŁOWEGO MATERIAŁU GENETYCZNEGO:

- „DUŻE” ZESPOŁY CHROMOSOMOWE NP. Z. DOWNA

- MIKROABERRACJE NP. RETINOBLASTOMA, GUZ WILLMSA

- ZESPOŁY ŁAMLIWOŚCI CHROMOSOMÓW NP. ANEMIA FANCONIEGO, Z. BLOOMA (FENOTYP: ŁAMLIWOŚĆ CHROMOSOMÓW) -> SPOWODOW. USZKODZENIEM APARATU NAPRAWCZEGO DNA

- NOWOTWORY RODZINNE (RODZINNA AGREGACJA NOWOTWORÓW)

- NOWOTWORY DZIEDZICZNE - ZNALEZIONO GEN ODPOWIEDZIALNY ZA MUTACJĘ NP. ZESPÓŁ DZIEDZICZNEGO NOWOTWORY PIERSI I JAJNIKA + ZMUTOWANY GEN BRCA; PREDYSPOZYCJA WYNOSI 80-90%

MECHANIZM GENETYCZNY I GRUPY GENÓW ZAANGAŻOWANYCH KANCEROGENEZĘ:

1. ONKOGENY

2. GENY SUPRESJI NOWOTWORÓW - DBAJĄ O STABILNOŚĆ GENOMU

3. GENY MUTATOROWE - W WYNIKU ICH MUTACJI DOCHODZI DO NIESTABILNOŚCI MIKROSATELITARNEJ

4. IMPRINTING GENOMOWY I JEGO ZABURZENIA NP. W BIAŁACZCE SZPIKOWEJ CHR 9 (ZAWSZE OD OJCA) JEST TRANSLOKOWANY NA CHR 21

5. APOPTOZA I STARZENIE SIĘ.

6. AKTYWNOŚĆ TELOMERAZY

7. CZYNNIKI ANGIOGENNE - STYMULACJA GENÓW NEOANGIOGENZEY

8. PRZERZUTOWANIE

ONKOGENY

- AKTYWNOŚĆ W ŻYCIU PŁODOWYM

- „WYCIESZENIE”/”WYŁĄCZENIE” W MIARĘ DOJRZEWANIA PŁODU

- FUNKCJE FIZJOLOGICZNE BIAŁKOWYCH PRODUKTÓW ONKOGENÓW:

* STANOWIĄ CZYNNIKI WZROSTU (SIS -> PDGE, INT - 1, 2)

* RECEPTORY DLA CZYN WZROSTU (MAS)

* KINAZY TYROZYNOWE - BIAŁKA BŁONOWE, RECEPTOROWE GF (EGFR)

* NIERECEPTOROWE KINAZY TYROZYNOWE (SRC, BCR/ABL)

* BIAŁKA G (RAS)

* RODZINY BIAŁEK GEF

* KINAZY SERONINOWO - TREONINOWE (MOS, RAF)

* REGULATORY CYTOPLAZMATYCZNE (V - RCK)

* RODZINA BIAŁEK JĄDROWYCH (MYC)

- GENY DOMINUJĄCE, KTÓRYCH MUTACJA/AKTYWACJA MOŻE BYĆ PUNKTEM WYJŚCIA DO KANCEROGENEZĘ

- W KOM NOWOTWOROWYCH - NIEPRAWIDŁOWE PRODUKTY ONKOGENÓW ALBO ZBYT DUŻA ICH ILOŚĆ

MECHANIZMY (RE-)AKTYWACJI PROTOONKOGENÓW:

PROTOONKOGENY = GENY W FAZIE UŚPIENIA

1. PRZEZ RETROWIRUSY SZYBKOTRANSFORMUJĄCE

- STOSUNKOWO PROSTA BUDOWA, POSIADAJĄ SAME EGZONY

- ONC = AKTYWNY ONKOGENY

- TZW. „AUTOSTOPOWICZE” - WBUDOWYWAŁY SIĘ W POBLIŻE ONKOGENY, POTEM WBUDOWUJĄC SIĘ ZABIERAŁY TEN ONKOGENY

ZATRZYMANIE OBOK C-ONC -> PORWANIE -> PRZETWORZENIE (MUTACJA) -> V-ONC -> PONOWNE WBUDOWANIE -> TRANSFORMACJA NOWOTWOROWA

- BADANIE IN VITRO: TRANSFEKCJE KOMÓREK NIH3T3 (CAŁY WIRUS LUB POSZCZEGÓLNE GENY); TRANSFORMACJE NOWOTWOROWE TYLKO GDY GEN ONC

2. PRZEZ RETROWIRUSY WOLNOTRANSFORMUJĄCE

- WBUDOWUJĄ SIĘ W OKOLICE GENÓW ODPOWIEDZIALNYCH ZA OBRONĘ KOMÓRKI PRZECIW NOWOTWOROM

- AKTYWACJA PRZEZ SEKWENCJE LTR

3. AMPLIFIKACJA GENÓW (ZWIELOKROTNIENIE KOPII ONKOGENÓW)

- HSR = HOMOGENEOUSLY STAINED REGIONS; W NICH WIELE KOPII JEDNOLITEGO GENU

- DMS = DOUBLE MINUTE CHROMOSOMEM NP. C-MYC

- WZROST LICZBY KOPII N-MYC W NEUROBLASTOMA ORAZ CERB B2 W RAKU PIERSI -> NIEKORZYSTNY CZYNNIK ROKOWICZY

4. MUTACJE PUNKTOWE NP. RAS W RAKU PĘCHERZA MOCZOWEGO

5. TRANSLOKACJE CHROMOSOMOWE

- POWSTAWANIE GENÓW FUZYJNYCH (CAŁKIEM NOWYCH, O NOWEJ FUNKCJI)

- NP. PRZEWLEKŁA BIAŁACZKA SZPIKOWA - NASTĘPUJE FUZJA GENÓW BCR I ABL; PUNKTY ZŁAMAŃ PRZERYWAJĄ CIĄGŁOŚĆ TYCH GENÓW, POWSTAJĄ NOWE GENY, KTÓRE KODUJĄ KINAZĘ TYROZYNOWĄ ORAZ CHR PHILADELPHIA (22Q-PH)

- NP. CHŁONIAK BURKITTA - GEN C-MYC ZOSTAJE PRZEMIESZCZONY W POBLIŻE AKTYWNYCH GENÓW I W WYNIKU TEGO ZOSTAJE AKTYWOWANY (SĄSIEDZTWO)

- ŚCIŚLE UKIERUNKOWANA TRANSLOKACJA

6. TRANSLOKACJE, INNE ABERRACJE STRUKTURALNE

- NIEPRZYPADKOWE PUNKTY ZŁAMAŃ: TZW. FRAGILE SITES; LOCI ONKOGENÓW LUB INNYCH GENÓW ISTOTNYCH W CYKLU ŻYCIOWYM KOMÓRKI; SWOISTE DLA OKREŚLONYC0x08 graphic
H TYPÓW NOWOTWORÓW

- UBYTKI CHROMOSOMU NIEDOBÓR GENÓW SUPRESOROWYCH

- NADMIAR W CHROMOSOMIE NADMIAR ONKOGENÓW

PRZYKŁADY NOWOTWORÓW NARZĄDOWYCH:

- SARCOMA SWING - FLI/EWS

- SARCOME SYNOVIALE - SSX/SYT

- RHABDOMYOSARCOMA ALVEOLARE - PAX3/FKHR

- LIPOSARCOMA MYXOIDUM - CHOP/TLS

PRZYKŁADY NOWOTWORÓW UKŁADOWYCH:

- TRANSLOKACJE AML1 W BIAŁACZKACH

MOLEKULARNE PODSTAWY TRANSFORMACJI NOWOTWOROWEJ JELITA GRUBEGO:

NABŁONEK PRAWIDŁOWY (UTRATA APC, MCC, BMSH2 I HMLH1) STAN PRZEDRUKOWY GRUCZOLAK ST.1 (UTRATA K-RAS) GRUCZOLAK ST.2 (UTRATA DCC) GRUCZOLAK ST.3 (INAKTYWACJA LUB UTRATA TP53) GRUCZOLAKORAK (UTRATA K-RAS) PRZERZUTY ODLEGŁE

GENY SUPRESJI NOWOTWORU

- GENY RECESYWNE NA POZIOMIE KOMÓRKI, ALE DOMINUJĄCE NA POZIOMIE ORGANIZMU

- ICH DWUALLELICZNA MUTACJA/DELECJA PROWADZI DO ROZWOJU NOWOTWORU (BO NA POZIOMIE KOM SĄ GENAMI RECESYWNYMI)

- W KOMÓRKACH NOWOTWOROWYCH BRAK PRODUKTÓW TYCH GENÓW

- TEORIA DWÓCH UDERZEŃ KNUDSON'A (MODEL: RETINOBLASTOMA RB1 - GEN SUPRESOROWY)

* W NOWOTWORZE DZIEDZICZNYM:

I - MUTACJA TERMINALNA W JEDNYM ALLELU (MUTACJA DZIEDZICZONA) - WYSTĘPUJE TYLKO PODATNOŚĆ NA ROZWÓJ NOWOTWORU

II - MUTACJA SOMATYCZNA W DRUGIM ALLELU (UTRATA HETEROZYGOTYCZNOŚCI = LOH) ROZWÓJ NOWOTWORU ZŁOŚLIWEGO

* NOWOTWORZE SPORADYCZNYM

I - PIERWSZA MUTACJA SOMATYCZNA W JEDNYM Z ALLELI (OBECNA HETEROZYGOTYCZNOŚĆ) W POJEDYNCZYCH KOMÓRKACH

II - DRUGA MUTACJA SOMATYCZNA W DRUGIM ALLELU UTRATA HETEROZYGOTYCZNOŚCI ROZWÓJ NOWOTWORU ZŁOŚLIWEGO

NOWOTWORY TAKIE SĄ JEDNOOGNISKOWE - WYSTĘPUJĄ TYLKO W JEDNYM NARZĄDZIE, JEŚLI JEST PARZYSTY; SĄ RZADSZE I WYSTĘPUJĄ PÓŹNIEJ.

NOWOTWORY SPOWODOWANE MUTACJĄ W GENACH SUPRESOROWYCH:

- RETINOBLASTOMA - GEN RB

- GUZ WILLMSA - GEN WT1 I WT2

- NEUROFIBROMATOZA I (CH. RECKLINGHAUSENA) - GEN NF1

- DZIEDZICZNY RAK JAJNIKA I PIERSI - GEN BRCA1

- DZIEDZICZNY RAK PIERSI - GEN BRCA2

- POLIPOWATOŚĆ JELIT - GEN APC

TP53 P53 GATEKEEPER

- KOMÓRKI Z USZKODZONYM DNA G1/S: NAPRAWA CYKL KOMÓRKOWY LUB BRAK NAPRAWY APOPTOZA (P53 AKTYWUJE BIAŁKA PROAPOTOTYCZNE)

- FUNKCJE P53:

* KONTROLA W G1/S I G2/M

* HAMOWANIE BCL - 2 (GEN ANTYAPOP)

* POBUDZA BAX (GEN PROAPOP)

* AKTYWACJA GENÓW NAPRAWY DNA

- MUTACJE P53:

* WYSTĘPUJĄ W 50% PRZYPADKÓW WSZYSTKICH NOWOTWORÓW

* NOWOTWÓR ŁAGODNY/ZŁOŚLIWY

- DZIEDZICZNA MUTACJA TP53 = ZESPÓŁ LI - FRAUMENI (PODATNOŚĆ NA NOWOTWORY RÓŻNYCH TKANEK I NARZĄDÓW)

- IMPLIKACJE KLINICZNE: MUTACJE P53 - NIE NALEŻY STOSOWAĆ CYTOSTATYKÓW POWODUJĄCYCH USZKODZENIE DNA (LEKI ALKILUJĄCE), BO SPOWODUJĄ DODATKOWE ZŁAMANIA W PRAWIDŁOWYM DNA KOMÓREK. TASKANY - USZKODZENIE WRZECIONA KARIOKINETYCZNEGO.

RB1 (RETINOBLASTOMA) GATEKEEPER

- HODOWLA KOMÓREK RB + TRANSFEKCJA GENU RB ZAHAMOWANIE WZROSTU

- GEN RB, PRODUKT: BIAŁKO RB, KTÓRE WIĄŻE SIĘ Z DNA (MOŻE WPŁYWAĆ NA AKTYWNOŚĆ INNYCH GENÓW)

- AKTYWNY = NIEUFOSFORYLOWANY HAMOWANIE G1/S

- POSTĘPUJĄCA FOSFORYZACJA (KINAZY CDK 4 I 6) ZWOLNIENIE BLOKU PROLIFERACJA PRAWIDŁOWYCH I NIEPRAWIDŁOWYCH KOMÓREK

- KOMPLEKSY Z BIAŁKAMI WIRUSÓW ONKOGENNYCH DNA (SV40, E7)

- NIEUFOSFORYLOWANE BIAŁKO RB + LARGE T ANTIGEN (SV40) NAUTRALIZACJA RB ODBLOKOWANIE G1/S

- MUTACJE REGIONÓW WIĄŻĄCYCH BIAŁKO RB W TYCH WIRUSACH UTRATA PRZEZ NIE FUNKCJI TRANSFORMUJĄCYCH

GENY MUTATOROWE - MIKROSATELITARNA NIESTABILNOŚĆ DNA (MIN)

- EKSPANSJA LUB REDUKCJA LICZBY POWTÓRZEŃ DWUNUKLEOTYDOWYCH: POŚLIZG POLIMERAZY DNA ORAZ PĘTLE MATRYCOWEJ LUB NOWOSYNTETYZOWANEJ NICI DNA

- MARKER MUTACJI GENÓW NAPRAWY DNA

- MISMATCH - REPAIR GENES (MMR) = GENY OPIEKUŃCZE (CARETAKERS) = GENY STABILNOŚCI GENOMU: MSH2, MLH1, MSH3, PMS1, PMS2; ICH MUTACJA FENOTYP MUTATOROWE = NIESTABILNOŚĆ > 2 LOCI MIKROSATELITARNYCH: SPADEK WIERNOŚCI REPLIKACJI (RER+), UPOŚLEDZENIE PRAWIDŁOWEGO FUNKCJONOWANIA WIELU GENÓW, INTERFERENCJA Z PRAWIDŁOWĄ TRANSKRYPCJĄ, ZMIANA RAMKI ODCZYTU

- DZIEDZICZNE MUTACJE GENÓW MSH2, MLH1 ZESPÓŁ LYNCH I I II (HNPCC - DZIEDZICZNY NIEPOLIPOWATY RAK JELITA GRUBEGO)

- METYLACJA - ZMNIEJSZENIE AKTYWNOŚCI GENÓW; HIPOMETYLACJA - WZROST AKTYWNOŚCI GENÓW

MINIMALNA LICZBA ZMIAN NIEZBĘDNYCH DO TRANSFORMACJI NOWOTWOROWEJ:

- IN VITRO: MUTACJE RAS, TRANSFEKCJA GENU ANTYGENU T WIRUSA SV40, UAKTYWNIENIE TELOMERAZY

- IN VIVO: NAWET 11 TYS ZMIAN, ABY POWSTAŁ NOWOTWÓR

MINIMALNE ZMIANY CZYNNOŚCIOWE:

1. UNIKANIE APOPTOZA

2. BRAK ZAPOTRZEBOWANIA NA SYGNAŁY WZROSTOWE Z ZEWNĄTRZ

3. BRAK REAKCJI NA ZEWNĘTRZNE SYGNAŁY HAMUJĄCE WZROST

4. NIEOGRANICZONA ZDOLNOŚĆ DO REPLIKACJI

5. ZDOLNOŚĆ DO STYMULACJI ANGIOGENEZY

6. ZDOLNOŚĆ DO INWAZJI I PRZERZUTOWANIE

TERAPIA GENOWA

TRANSFEKCJA - WBUDOWANIE GENU DO KOMÓRKI

TRANSDUKCJA - TRANSFEKCJA PRZY POMOCY WEKTORÓW WIRUSOWYCH

TRANSGEN - GEN WSZCZEPIONY (TRANSFEROWANY)

NARZĘDZIA:

1. WEKTORY WIRUSOWE:

- RV = RETOROWIRUSY - WIRUSY RNA Z ODWROTNA TRANSKRYPTAZĄ; TYLKO DO KOMÓREK PROLIFERUJĄCYCH

- ADENOWIRUSY - MAJĄ POWINOWACTWO DO NABŁONKA DRÓG ODDECHOWYCH; SĄ DUŻYMI CZĄSTECZKAMI; WIRUSAMI DNA

- AA = WIRUSY SKOJARZONE Z ADENOWIRUSAMI - MAŁE CZĄSTECZKI MOGĄCE WNIKAĆ DO WIELU TKANEK I NARZĄDÓW

- MOŻLIWE POWIKŁANIA:

* METAGENEZA INERCYJNA - WIRUS MOŻE WBUDOWAC SIĘ W POBLIŻE GENU LUB W DANY GEN

* REKOMBINACJE INFEKCJA RV; ZABEZPIECZNIE: WEKTOR + LINIA OPAKOWUJĄCA

* ZABURZENIA IMMUNOLOGICZNE (REAKCJA NA BIAŁKO WIRUSA)

* BEZPOŚREDNIA TOKSYCZNOŚĆ WIRUSA

2. RYBOZYMY - KRÓTKIE ODCINKI RNA O WŁAŚCIWOŚCIACH ENZYMATYCZNYCH (SWOISTOŚĆ CIĘCIA: GUU, GUA, GUC)

3. METODY CHEMICZNE: LIPOSOMY (TRANSGEN SPŁASZCZONY WARSTWĄ LIPIDOWO - BIAŁKOWĄ) - KATIONOWE, UKIERUNKOWANE; POLIMERY KATIONOWE; FOSFORAN WAPNIA

4. METODY FIZYCZNE: ELEKTROPORACJA

5. BEZPOŚREDNIA PODAŻ NAGIEGO DNA DO UKŁADU KRĄŻENIA

6. MIKROMANIPULACJA: METODA 100% EFEKTYWNA, ALE MAŁA WYDAJNOŚĆ

MATERIAŁ, KTÓRY WPROWADZAMY TO: CDNA, RNA, ANTYSENSY.

BY - STANDER EFFECT: DZIAŁANIE TRANSGENU NA INNE SĄSIEDNIE GENY

PODAŻ: IN VITRO, IN VIVO, EX VIVO

ZASTOSOWANIE: TYLKO W CHOROBACH MONOGENOWYCH (WRODZONYCH LUB NABYTYCH); WARUNKIEM UŻYCIA JEST: ROZPOZNANIE CHOROBY, ZNALEZIENIE GENU ODPOWIEDZIALNEGO ZA CHOROBĘ ORAZ POZNANIE MECHANIZMU DZIAŁANIA TEGO GENU.

STRATEGIE:

1. WYMIANA - ZABRANIE GENU NIEPRAWIDŁOWEGO I WSZCZEPIENIE PRAWIDŁOWEGO

2. KOREKCJA - POWODOWANIE MUTAGENEZY, KTÓRA ZMIENI PIERWOTNĄ MUTACJĘ LUB PRZEZ POWODOWANIE REKOMBINACJI HOMOLOGICZNEJ Z PRAWIDŁOWYM ALLELE

3. KOMPLEMENTACJA (UZUPEŁNIANIE) - WPROWADZENIE GENU BRAKUJĄCEGO LUB ZMUTOWANEGO; JEST TO METODA OGRANICZONA, GDY NIEPRAWIDŁOWY GEN PRODUKUJE NIEPRAWIDŁOWE BIAŁKO

KOMÓRKI DOCELOWE:

1. KOMÓRKI MACIERZYSTE DANEJ LINII ≈ TRWAŁA EKSPRESJA TRANSGENU

- SAMOODTWARZAJĄ SIĘ

- DAJĄ KOMÓRKI BARDZIEJ UKIERUNKOWANE

2. KOMÓRKI UKIERUNKOWANE - MOŻNA JE COFNĄĆ DO STADIUM KOMÓREK MACIERZYSTYCH

3. KOMÓRKI DOJRZAŁE - MAJĄ PRZEMIJAJĄCĄ EKSPRESJĘ NP. W MUKOWISCYDOZIE INHALACJE Z GENEM CFTR

4. KOMÓRKI MACIERZYSTE (PIERWOTNE ORGANIZMU) - MOGĄCE ZRÓŻNICOWAĆ SIĘ W RÓŻNE TKANKI; WYSTĘPUJĄ W NIEWIELKICH ILOŚCIACH KRĄŻENIU

MIKROABERRACJE

- DELECJE, DUPLIKACJE KILKU GENÓW, KTÓRYCH LOCI LEŻĄ W POBLIŻU SIEBIE (TZW. ZESPOŁY GENÓW SĄSIADUJĄCYCH)

- PATOLOGIA RÓŻNYCH ODDAL. OD SIEBIE NARZĄDÓW I UKŁADÓW.

- DIAGNOSTYKA: CHROMOSOMY O WYSOKIEJ ROZDZIELCZOŚCI PRĄŻKÓW, MOLEKULARNA: PCR, FISH; BRAK AKTYWNOŚCI, EKSPRESJI GENÓW.

1. ZESPÓŁ PRADERA-WILLEGO(PWS)

2. ZESPÓŁ ANGELMANA(AS)

3. ZESPÓŁ WAGR

4.ZESPÓŁ BECKWITH-WIEDEMANN 1:14000

- DUPLIKACJA CHR 11P15 (BARDZO CIĘŻKIE OBJAWY); W CZĘŚCI RODZIN ZAOBSERW. DZIEDZICZENIE AD O ZMIENNEJ EKSPRESJI.

- JEŚLI RODZICE SĄ ZDROWI TO RYZYKO PONOWN.WYST. U POTOMSTWA MAŁE, A DIAGNOST. PRENATALNA POL.NA PRZEPROWADZ. SERII DOKŁ.BADAŃ USG PŁODU

- EMG: E=EXOMPHALOS (WYTRZEWIENIE)-BRAKI W PRZEDNIEJ ŚCIANIE BRZUSZNEJ (PRZEPUKLINA PĘPOWIN.); M=MACROGLOSSIA (90%); G=GIGANTYZM

- WCZEŚNIACTWO, WIELOWODZIE, ROWKI PŁATKÓW USZNYCH ORAZ PRZEROST POŁOWICZY CIAŁA, DUŻA MASA URODZENIOWA, NOWORODKOWA HIPOGLIKEMIA-GEN INSULINY!(MOŻE BYĆ PRZCZYNĄ UPOŚLEDZENIA UMYSŁOWEGO), GUZY NOWOTWOROWE GŁÓWNIE GUZ WILMSA, HEPATOBLASTOMA, RHABDOMYOSARCOMA, GUZ KORY NADNERCZY, MIKROCEFALIA, WISCEROMEGALIA, TRANSPOZYCJA, WADY SERCA, NEREK, NARZ.PŁC, NIEDOROZWÓJ UMYSŁOWY

* REG. PIĘTNOWANIE (DROBNE RÓŻNICE W ZALEŻ. CZY POCH. OD OJCA CZY OD MATKI)

5. ZESPÓŁ DI GEORGA

- U 10-15% WIDOCZNE SĄ MIKRODELECJE [DEL.(22)(Q11.2); U POZOST.ISTNIENIE DEL MOŻNA WYKAZAĆ PRZY UŻYCIU SOND DNA, DEL MOGĄ BYĆ POCHODZ.MATCZYNEGO LUB OJCOWSKIEGO(BRAK DOWODÓW NA ISTN.NAPIĘT-NOWANIA GENOMOWEGO W TYM REGIONIE)

- OBJAWY: SPADEK RUCHL.PŁODU, DRGAWKI U NOWORODKA ZWIĄZ. Z NIEDOCZYNNOŚCIĄ PRZYTARCZYC(AGENEZJA, APLAZJA, HIPOPLAZJA), NOWORODKOWA ŚPIĄCZKA HIPOKALCEMICZNA, NAWRACAJCE INFEKCJE WIRUSOWE I GRZYBICZE WTÓRNE DO APLAZJI LUB HIPOPLAZJI GRASICY, HIPERTELORYZM, SKOŚNE USTAW. SZPAR POWIEK., KRÓTKA RYNIENKA NOSOWA, MAŁA ŻUCHWA, RYBIE USTA, NISKO OSADZ .USZY, WADY SERCA, GŁÓWNYCH PNI NACZYN., BRAK PRZYBIER.NA WADZE

6. ZESPÓŁ WOLFA-HIRSCHORNA

- DELECJA KRÓTKICH RAMION CHR. 4 PARY: 46,XX,4P-\46,XY,4P-

W NIEKTÓRYCH PRZYPADKACH POŁĄCZENIE FRAGM.USZKODZ., POZBAWIONYCH DYSTAL. KOŃCÓW CHR.4 PARY PROWADZI DO UTWORZENIA PIERŚCIENIA 46,XXR4\46XY,R4

- OBJAWY (WIDOCZNE BEZP.PO URODZ.):NISKA MASA URODZ., MAŁOGŁOWIE, POSZERZENIE NASADY NOSA, NIEDOROZWÓJ ŻUCHWY, NIEDOROZWÓJ PSYCHICZNY I FIZ.(OBJ.NIESTAŁE TO ZMARSZCZKI NAKĄTNE, ROZSZCZEP PODNIEBIENIA, NISKIE OSADZENIE MAŁŻOWIN USZNYCH, WADY SERCA), PRZEŻYCIE OKR. NIEMOWLĘCEGO JEST RZADKIE.

7. ZESPÓŁ KOCIEGO KRZYKU - CRI DU CHAT

-DELECJA KRÓTKICH RAMION CHR.5 PARY: 46,XX\XY , 5P-

-CZĘSTOŚĆ: 1:50000-1:100000

-DEL MOŻE CZASAMI WTÓRNIE PROWADZIĆ DO POWST. PIERŚCIENIA[46,XX,R5]

-W WIĘKSZOŚCI PRZYPADKÓW DELECJA POWSTAJE DE NOVO, A KARIOTYPY RODZICIELSKIE SĄ PRAWIDŁOWE

-CZASEM STWIERDZA SIĘ KARIOTYP Z TRANSLOKACJĄ FRAGM.CHR.5(0x08 graphic
GR B) PRZEMIESZCZ. NA JEDEN Z CHR.GR C LUB G

-U OK.20% STWIERDZA SIĘ WYSTĘPOWANIE ZRÓWNOWAŻONEJ TRANSLOKACJI U RODZICÓW, CO MOŻE BYĆ PRZYCZYNĄ URODZ.SIĘ W RODZINIE KILKU CHORYCH DZIECI

- CECHA CHARAKTERYSTYCZNA: PŁACZ NOWORODKA PRZYPOMIN .MIAŁCZENIE KOTA, + ZNIEKSZTAŁC. TWARZOCZASZKI I NIEPRAWIDŁ. ROZWÓJ UMYSŁOWY. CECHY DYSMORFICZNE GŁOWY ZMIENIAJĄ SIĘ W ZALEŻN.OD WIEKU , U NIEMOWLĘCIA:MAŁOGŁOWIE, OKRĄGŁA TWARZ, SZEROKO ROZST.OCZY, ZMARSZCZKI NAKĄTNE, ZEZ ZBIEŻNY, NIEDOR.ŻUCHWY, USZY MAŁE, NISKO OSADZ.O PRAWIDŁ. BUDOWIE, ROZW. PSYCHOMOTOR. OPÓŹNIONY, ŚMIERTELNOŚĆ MAŁA.

DZIEDZICZENIE MONOGENOWE

ALLELE - RÓŻNE FORMY GENU, MOGĄ POWSTAĆ NA SKUTEK MUTACJI ALLELU NORMALNEGO

HOMOZYGOTA - OBA GENY Z PARY HOMOLOGICZNEJ SĄ IDENTYCZNE

HETEROZYGOTA - GENY Z PARY HOMOLOGICZNEJ SĄ RÓŻNE

CECHA DOMINUJĄCA - UJAWNIA SIĘ U HETEROZYGOTY

CECHA RECESYWNA - UJAWNIA SIĘ U HOMOZYGOTY

CECHA KODOMINUJĄCA - WPŁYWY OBU GENÓW WIDOCZNE U HETEROZYGOTY

DZIEDZICZENIE AUTOSOMALNE DOMINUJĄCE (AD) CZĘSTOŚĆ WYSTĄPIENIA CHOROBY W PRZYBLIŻENIU JEDNAKOWA DLA K I M; W KAŻDYM POKOLENIU SĄ OSOBY CHORE; OSOBY ZDROWE NIE PRZENOSZĄ CHOROBY; CHOROBA PRZEKAZYWANA PRZEZ MĘŻCZYZN M I K I ODWROTNIE; PRAWDOPODOBIEŃSTWO PRZEKAZANIA PRZEZ HETEROZYGOTĘ ZMUTOWANEGO ALLELA 50%; CHARAKTERYSTYCZNA DLA AD JEST ZMIENNA EKSPRESJA (RÓŻNE NASILENIE OBJAWÓW); ZAZWYCZAJ MUTACJI ULEGAJĄ GENY KODUJĄCE PRZENOŚNIKI BIAŁKOWE, B STRUKTURALNE LUB RECEPTORY; BRAK PENETRACJI - OSOBA MOŻE POSIADAĆ ZMUTOWANY GEN I NIE MIEĆ OBJAWÓW CHOROBY, WTEDY PRZEKAZUJEMUTACJĘ POTOMSTWU, KTÓRE CHORUJE (LUKA POKOLENIOWA); PENETRACJA MOŻE ZALEŻEĆ OD WIEKU (CH HUNTINGTONA); MUTACJE NIESTABILNE - MURACJE DYNAMICZNE, KRÓTKOTRWAŁE NIE POWODUJĄ NASILONYCH OBJAWÓW, DOPIERO WYDŁUŻANIE MUTACJI W KOLEJNYCH POKOLENIACH NASILA OBJAWY; PIONOWY WZÓR RODOWODU

DZIEDZICZENIE AUTOSOMALNE RECESYWNE (AR); HETEROZYGOTY SĄ NOSICIELAMI, HOMOZYGOTY CHORUJĄ; PRAWDOPODOBIEŃSTWO CHOROBY, GDY RODZICE SĄ HETEROZYGOTAMI 25% (CHORE); 25% (ZDROWE); 50% (NOSICIELE); RODZIC CHORY PRZEKAZUJE WSZYSTKIM DZIECIOM ZMUTOWANY ALLEL; OSOBA CHORA + HOMOZYGOTA ZDROWA WSZYSTKIE DZIECI HETEROZYGOTY; ZAZWYCZAJ MUTACJE GENÓW KODUJĄCYCH ENZYMY, CO ZMNIEJSZA IHC AKTYWNOŚĆ; ALLELE WIELOKROTNE - MUTACJA WIELU ALLELI SPOWODUJE POJAWIENIE SIĘ CECHY; POZIOMY WZÓR RODOWODU; STAŁA EKSPRESJA W RODZINIE

DZIEDZICZENIE AUTOSOMALNE KODOMINUJĄCE (AK); PRZYPOMINA DZIEDZICZENIE AD, ALE MOŻNA ROZRÓŻNIĆ OBA ALLELE;

DZIEDZICZENIE RECESYWNE SPRZĘŻONE Z CHR X: CHORUJĄ TYLKO CHŁOPCY, BEZ ZMIENNOŚCI EKSPRESJI; HETEROZYGOTYCZNE KOBIETY - NOSICIELKI, PRZEKAZUJĄ CHOROBĘ; ZDROWY MĘŻCZYZNA NIE PRZEKAZUJE CECHY; ZDROWY M + NOSICIELKA 50% CÓREK - NOSICIELKI; 50% SYNÓW CHORYCH; NOSICIELKA JEST ZDROWA, ALE CZĘŚĆ KOMÓREK MA ZMUTOWANY ALLEL NA CHROMOSOMIE X(LIONIZACJA); NIETYPOWA LIONIZACJA - UJAWNIENIE CECH U HETEROZYGOT KOBIET, INAKTYWACJA NORMALNEGO CHR X; NOSICIELKA Z NOWĄ MUTACJĄ W DRUGIM CHR X, TO POWSTAJĄ OBJAWY CHOROBY JAK U M; W TRANSLOKACJI X - AUTOSOM DOCHODZI DOMINUJĄCA SPRZĘŻONA Z CHR X PREFERENCYJNEJ INAKTYWACJI X I NOSICIELKA MOŻE BYĆ CHORA.

DZIEDZICZENIE DOMINUJĄCE SPRZĘŻONE Z CHROMOSOMEM X; CHORUJĄ M I K, U M PRZEBIEG JEST ZAWSZE TAK SAMO CIĘŻKI, U K RÓŻNY PRZEBIEG ZWIĄZANY Z LIONIZACJĄ; RODOWÓD PRZYPOMINA AD; NIE MA PRZEKAZYWANIA CHOROBY OD MĘŻCZYZN DOMINUJĄCA SPRZĘŻONA Z CHR X MĘŻCZYZN

DZIEDZICZENIE KODOMINUJĄCE SPRZĘŻONE Z CHROMOSOMEM X; ZDOLNOŚĆ ROZRÓŻNIENIA KAŻDEGO Z ALLELI WYSTĘPUJĄCEGO U OSOBNIKA

CHOROBY MONOGENOWE

1. ACHONDROPLAZJA - AD; MUTACJE POJEDYNCZEGO GENU, ZLOKALIZOWANEGO W CHR 4P; PRAWIDŁOWY ROZWÓJ INTELEKTUALNY; NISKI WZROST (131 I 124 CM), KARŁOWATOŚĆ. CECHĘ MOŻNA ROZPOZNAĆ W ŻYCIU PŁODOWYM (100% PENETRACJI); DUŻA GŁOWA, KOLANA SZPOTAWE, KRÓTKA SZYJA, NADMIERNA LORDOZA, KRÓTKIE NASADY KRĘGÓW, DYSPLASTYCZNA KOŚĆ BIODROWA

2. CHOROBA VON RECKLINGHAUSENA (NEUROFIBROMATOZA I) - 1/300; FIBROMATOZA SKÓRNO - NERWOWA; RÓŻNA EKSPRESJA OBJAWÓW CHOROBOWYCH (MAŁE PLAMKI PO LICZNE NERWIAKOWŁÓKNIAKI); GEN NF1 KODUJĄCY NAUROFIBROMINĘ (ANTYONKOGEN); W PRZYPADKU METYLACJI - CZĘSTSZE WYSTĘPOWANIE NOWOTWORÓW; 3 TYPY ZMIAN: SKÓRNE, PODSKÓRNE I SPLOTOWATE (USZKODZENIE TKANKI NERWOWEJ); 30-50% ZABURZENIA KOŚĆCA - NA SKUTEK UCISKU NERWIKÓW NA OTACZAJĄCE TKANKI, WYKRZYWIENIE BOCZNE KRĘGOSŁUPA, TORBIELE, PADACZKI, OPÓŹNIENIE ROZWOJU PSYCHO-RUCHOWEGO; 10-15% - GLEJAKI NERWÓW WZROKOWYCH, OPONIAKI, GWIAŹDZIAKI. ROZPOZNANIE OBEJMUJE 2 KRYTERIA: STWIERDZENIE PRZYNAJMNIEJ 5 PRZEBARWIEŃ > 5 CM (U DOROSŁYCH) I >1,5 CM U DZIECI O BARWIE KAWY Z MLEKIEM ORAZ ZNIEKSZTAŁCENIA KOŚCI KLINOWEJ, LICZNYCH PRĘ O ŚREDNICY 2-3 MM U OKOLICACH PACHWIN I PACH, STWIERDZENIE PLAMEK LISCHA W TĘCZÓWCE.

3. ZESPÓŁ MARFANA - AD; MUTACJA GENU DLA FIBRYLINY ZLOKALIZOWANEGO NA 15Q2; FIBRYLINA JEST GŁÓWNYM SKŁADNIKIEM MACIERZY MIĘDZYKOMÓRKOWEJ; WYSTĘPUJĄ NIEPRAWIDŁOWOŚCI DUŻYCH NACZYŃ, STAWÓW, OCZU, UKŁADU SZKIELETOWEGO: ROZLUŹNIENIE POŁĄCZEŃ STAWOWYCH, PACJENT WYSOKI, SZCZUPŁY O DŁUGICH KOŃCZYNACH, ARACHNODAKTYLIA, OSŁABIENIE KRĘGOSŁUPA, SZEWSKA KLATKA PIERSIOWA, PŁASKOSTOPIE LUB NADMIERNE WYSKLEPIENIE STOPY, WIOTKIE ŚCIĘGNA RĄK I STÓP, SILNIE ZAZNACZONE WAŁY NADOCZODOŁOWE, PODNIEBIENIE GOTYCKIE, ZWICHNIĘCIE SOCZEWKI, NIEPRAWIDŁOWA BUDOWA ŚCIAN NACZYŃ - W AORCIE MOŻE DOJŚĆ DO ROZWARSTWIENIA ŚCIAN I POWSTAWANIA TĘTNIAKÓW ORAZ PĘKNIĘĆ, DEFEKTY ZASTAWEK SERCOWYCH, ROZWÓJ UMYSŁOWY PRAWIDŁOWY; DZIECI CZĘSTO CHORE NA ZAPALENIE OSKRZELI, PŁUC ORAZ ASTMĘ, A OSOBY STARSZE - OSŁABIENIE I ROZCIĄGNIĘCIE OPON; CIĄŻA JEST OGROMNYM RYZKIEM DLA PACJENTEK Z Z. MARFANA

4. CHORBA HUNTINGTONA (HD) - AD; MUTACJE POWIELENIA POWTÓRZEŃ CAG W GENIE NA CHR 4P; UJAWNIA SIĘ W 4 - 5 DEKADZIE ŻYCIA; OD ZACHOROWANIA DO ŚMIERCI UPŁYWA < 10 LAT; RUCHY PLĄSAWICE, ZMIENNA OSOBOWOŚĆ, UTRUDNIONY KONTAKT, OTĘPIENIE; WIĘKSZE RYZYKO ODZIEDZICZENIA PO OJCU, ALE DLA KOBIET I MĘŻCZYZN JEST RÓWNE; OBUMIERANIE NEURONÓW W JĄDRZE OGONIASTYM I SKORUPIE - REJONY TE SA ODPOWIEDZIALNE ZA EMOCJE, KONTROLĘ I POSTRZEGANIE; CHOROBA DOPROWADZA DO NIEPEŁNOSPRAWNOŚCI.

5. FENYLOKETONURIA (PKU) - AR; CHOROBA METABOLICZNA - NIEDOBÓR HYDROKSYLAZY FENYLOALANINOWEJ WZROST PHE WE KRWI I TKANKACH ORAZ JEJ ALTERNATYWNYCH METABOLITÓW: FENYLOPIROGRONIANU I FENYLOOCTANU; MUTACJA MUSI DOTYCZYĆ GENU MATCZYNEGO I OJCOWSKIEGO; FENOTYP: MAŁOGŁOWIE, DRGAWKI, WYPRYSKI, NIETOLERANCJA MLEKA, JASNE WŁOSY I SKÓRA, MYSI ZAPACH MOCZU; NIELECZONA MOŻE PROWADZIĆ DO CIĘŻKIEGO, NIEODWRACALNEGO USZKODZENIA MÓZGU; BADANIA PRZESIEWOWE PO 48 H OD URODZENIA, JEŚLI WYNIK DODATNI WYKONUJE SIĘ BADANIE MOLEKULARNE; WYKLUCZENIE PRODUKTÓW MIĘSNYCH, JAJ, SERA, MLEKA, PRZETWORÓW MLECZNYCH I CHLEBA; MIMO PRAWIDŁOWEJ DIETY - OPÓŹNIENIE UMYSŁOWE; DŁUGOŚĆ ŻYCIA PRZY PRAWIDŁOWYM ODŻYWIANIU JEST TAKA JAK U ZDROWYCH

6. MUKOWISCYDOZA - NOSICIELSTWO 1/20; PRZYCZYNĄ JEST MUTACJA W GENIE CFTR - POWODUJE ZABURZENIE WYDZIELANIA ELEKTROLITÓW I WODY W NABŁONKACH (SŁONY POT), ZALEGANIE GĘSTEJ I LEPKIEJ WYDZIELINY W OSKRZELACH; PACJENT NIE WCHŁANIA POKARMÓW BIEGUNKI TŁUSZCZOWE, PONIEWAŻ NIE MA DOPŁYWU ENZYMÓW PROTEOLITYCZNYCH Z TRZUSTKI (ZALEGAJĄ ONE W KANALIKACH WYDZIELNICZYCH NISZCZĄC I UPOŚLEDZAJĄC JEJ FUNKCJE); JEST TO CHOROBA OGÓLNOUSTROJOWA, MOGĄCA DOTYCZYĆ WSZYSTKICH NARZĄDÓW WYDZIELNICZYCH; LECZENIE OBJAWOWE ORAZ TERAPIA GENOWA - PRÓBY PODAWANIA GENU DO DRZEWA OSKRZELOWEGO Z WYKORZYSTANIEM ADENOWIRUSÓW, KTÓRE PRZENOSZĄ PRAWIDŁOWY GEN (EFEKT JEST NIETRWAŁY, ALE SKUTECZNY)

7. ZESPÓŁ RETTA - CHOROBA NEUROLOGICZNA UWARUNKOWANA GENETYCZNIE, ZALICZANA DO SPEKTRUM AUTYSTYCZNEGO. JEDNA Z NAJCZĘSTSZYCH PRZYCZYN OBNIŻENIA POZIOMU ROZWOJU INTELEKTUALNEGO U DZIEWCZYNEK; POJAWIA SIĘ U DZIEWCZYNEK 1:10.000 DO 1:23.000 ŻYWYCH URODZEŃ, DLA MĘŻCZYZN JEST LETALNA I PROWADZI DO ŚMIERCI NA ETAPIE ROZWOJU PŁODOWEGO, A JEŻELI DZIECKO SIĘ URODZI JEST BARDZO UPOŚLEDZONE I UMIERA W NIEDŁUGI CZAS PO URODZENIU; MUTACJA GENU MECP2 W CHROMOSOMIE X, SPONTANICZNA, TZN. ZACHODZI W NARZĄDACH ROZRODCZYCH JEDNEGO Z RODZICÓW I NIE WYSTĘPUJE WCZEŚNIEJ WŚRÓD CZŁONKÓW RODZINY; BIAŁKO KODOWANE PRZEZ MECP2 STERUJE PRACĄ GENÓW ODPOWIADAJĄCYCH ZA PRODUKCJĘ MÓZGOWEGO CZYNNIKA WZROSTU NERWÓW (BDNF) ORAZ GENÓW MITOCHONDRIALNYCH; OBJAWY: NORMALNY ROZWÓJ OD URODZENIA DO 6-18 MIESIĄCA ŻYCIA, UTRATA SPRAWNOŚCI MANUALNEJ I ZDOLNOŚCI MÓWIENIA, DEMENCJA, ATAKSJA, NISKI WZROST, MAŁE RĘCE I GŁOWA (WTÓRNA MIKROCEFALIA), STEREOTYPOWE RUCHY RĄK (KLASKANIE, STUKANIE, WKŁADANIE DO UST), ZGRZYTANIE ZĘBAMI, PROBLEMY Z KONTAKTAMI SPOŁECZNYMI, ATAKI PANIKI, UNIKANIE KONTAKTU WZROKOWEGO, NAPADY PADACZKOWE, PROBLEMY ŻOŁĄDKOWO-JELITOWE I ODDECHOWE, BOCZNE SKRZYWIENIE KRĘGOSŁUPA, PRZYKURCZE MIĘŚNIOWE.

8. DYSTROFIA MIĘŚNIOWA DUCHENNE'A (DMD) - CHOROBA GENETYCZNA POWODUJĄCA POSTĘPUJĄCĄ DYSTROFIĘ (ZANIK) MIĘŚNI; DZIEDZICZONA RECESYWNIE, SPRZĘŻONA Z X; 1/3300-3500 URODZEŃ CHŁOPCÓW; OK. 1/3 PRZYPADKÓW - MUTACJA DE NOVO; RÓŻNE MUTACJE GENU KODUJĄCEGO DYSTROFINĘ: DELECJE JEDNEGO LUB WIĘCEJ EGZONU (60%), DUPLIKACJE (5-10%) I MUTACJE PUNKTOWE (30-35%); DYSTROFINA WŁÓKNA AKTYNOWE Z BŁONĄ KOMÓRKOWĄ, BIERZE UDZIAŁ W PRZEKAZYWANIU SYGNAŁÓW W KOMÓRKACH, BRAK POWODUJE USZKODZENIA BŁONY KOMÓRKOWEJ I NEKROZĘ KOMÓREK MIĘŚNIOWYCH; MUTACJE POWODUJĄ PRZESUNIĘCIE RAMKI ODCZYTU I CAŁKOWITY BRAK DYSTROFINY W MIĘŚNIACH; CHOROBA MA CHARAKTER POSTĘPUJĄCY, PIERWSZE OBJAWY WYSTĘPUJĄ W WIEKU 3-8 LAT: OPÓŹNIONY ROZWOJU RUCHOWY, KACZKOWATY CHÓD I KŁOPOTY Z BIEGANIEM ORAZ CHODZENIEM PO SCHODACH, PRZY WSTAWANIU POMAGANIE SOBIE RĘKAMI (OBJAW GOWERSA), PSEUDO-HIPERTROFIA MIĘŚNI ŁYDEK I HIPERLORDOZA LĘDŹWIOWA, MOŻE WYSTĄPIĆ UPOŚLEDZENIE UMYSŁOWE, KARDIOMIOPATIA.

9. DYSTROFIA MIĘŚNIOWA BECKERA - 3-6/100 000 URODZONYCH CHŁOPCÓW; OBEJMUJE ZARÓWNO POSTAĆ ŁAGODNIEJSZEJ DYSTROFII DOSIEBNEJ, JAK TEŻ KARDIOMIOPATII IZOLOWANEJ LUB WSPÓŁISTNIEJĄCEJ Z USZKODZENIEM MIĘŚNI SZKIELETOWYCH, KURCZÓW MIĘŚNIOWYCH, MIALGII, A TAKŻE ZWIĘKSZONEJ AKTYWNOŚCI KINAZY KREATYNOWEJ JAKO JEDYNEGO OBJAWU; OBJAWY CHOROBOWE ZACZYNAJĄ OK. 11R.Ż CHOROBA PRZEBIEGA ŁAGODNIEJ, CHORZY DŁUGO SĄ SPRAWNI RUCHOWO; JEDNYM Z PIERWSZYCH OBJAWÓW JEST PRZEROST ŁYDEK I KURCZE MIĘŚNIOWE

10. ZESPÓŁ ŁAMLIWEGO CHR X - WYDŁUŻENIE CIĄGÓW POWTÓRZEŃ CGG GENU FMR1; 3 PODSTAWOWE STANY WYDŁUŻENIA: NORMALNY (50 TRIPLETÓW) - INTELIGENCJA JEST NORMALNA, A DŁUGOŚĆ TAKA SAMA W KAŻDYM POKOLENIU; PREMUTACJE (50-200 TRIPLETÓW) - INTELIGENCJA JEST NORMALNA, ALE SĄ RÓŻNICE MIĘDZY GENERACJAMI O ZWIĘKSZAJĄCYM SIĘ NASILENIU; PEŁNE MUTACJE (>200) - SĄ MASYWNYMI, SOMATYCZNIE NIESTABILNYMI ZMIANAMI U CHORYCH OSOBNIKÓW; FENOTYP: PODŁUŻNA TWARZ Z DUŻĄ ŻUCHWĄ, DUŻE I/LUB ODSTAJĄCE USZY, POWIĘKSZONE JĄDRA, ŁAGODNE WIELKOGŁOWIE I WZROST POWYŻEJ ŚREDNIEJ W DZIECIŃSTWIE, OPÓŹNIENIE PSYCHOMOTORYCZNE, IQ OBNIŻA SIĘ Z WIEKIEM, MAJĄ OPÓŹNIONY ROZWÓJ MOWY I JĘZYKA; FENOTYP ZACHOWANIA: HIPERAKTYWNOŚĆ, UNIKANIE TOWARZYSTWA I LĘK, WYMACHIWANIE RĘKAMI, GRYZIENIE RĄK, UNIKANIE WZROKU I OBRONA PRZED DOTYKIEM, NIEZGRABNY CHÓD, HIPOTONIA, ZEZ, OPADANIE POWIEK, DRGAWKI (U 25%)

Dziedziczenie wielogenowe - odnosi się do tych procesów, w których choroba lub wada jest rezultatem sumującego się efektu działania jednego lub wielu genów i czynników środowiskowych. Zalicza się do dziedziczenia małego (do 5%)

Kryteria dziedziczenia wieloczynnikowego:

Czynniki teratogenne:

Czynniki mutagenne indukują zmiany w genomie, które można obserwować na wszystkich poziomach jego organizacji: chromosomów, genów i nukleotydów. Teoretyczna częstość samoistnych mutacji wynosi dla jednej generacji komórek ok. 10-7 mutacji na gen. Istnieją mutageny, które zwiększają częstość mutacji ponad 1000 krotnie.

Większość uszkodzeń DNA zostaje usunięta za pomocą systemów reperacyjnych komórek. Jeśli uszkodzenia DNA nie zostaną usunięte, zmiana genetyczna może zostać utrwalona w postaci mutacji.

Konsekwencje biologicznych mutacji dotyczą pojedynczej komórki lub całego organizmu.

Komórki z uszkodzonym DNA mogą wejść w cykl podziałowy, co prowadzi do powstania linii komórek zawierających mutację.

Mutacje może spowodować zanik cyklu komórkowego, „kom drzemiąca” która ponownie może wejść do cyklu po zadziałaniu promotorów np. pobudzających proliferację komórek

Zmiana informacji może doprowadzić do zaburzenia podstawowych funkcji życiowych komórki, tak że będzie przyczyną jej śmierci.

W odniesieni do całego organizmu biologiczne działanie czynników mutagennych może wyrażać się:

Skutki biologiczne zależą od typu komórek, które zostały uszkodzone (komórki płciowe lub somatyczne):

Mutacja komórek somatycznych - etapy karcenogenezy:

Proces transformacji nowotworowej wynika z kumulacji zmian:

Zależność między wzrostem narażenia a ryzykiem indukcji procesów nowotworowych jest: BEZPROGOWA i LINOWA.Wzrost narażenia nie jest równe ciężkości przebiegu. Ryzyko transformacji nowotworowej występuje przy każdym narażeniu na działanie czynników teratogennych. Efekt teratogenny jest skutkiem zaburzeń dotyczących wielu komórek, wynikających z uszkodzenia DNA lub innych molekół.

Teratogen - każdy czynnik uszkadzający materiał genetyczny, lub mechanizmy powiązane z replikacją, transkrypcją i translacją w wyniku czego zachodzi do zaburzenia funkcji i podziałów komórki. Zaburzenia w trakcie życia płodowego powodują zaburzenia procesów tworzenia się i rozwoju narządów płodu.

Efekt teratogenny to skutek uszkodzenia wielu kom w wyniku czego następuja:

Wady wrodzone indukowane działaniem czynników teratogennych mogą być zmianami:

Talidomid - powodował fokomelia (brak rozwoju kończyn górnych i lub dolnych), blokuje IGF-1 i FGF-2, które są odpowiedzialne za regulacje transkrypcji, podjednostki av i β3 integryn stymulujących angiogeneze w kończynach. Sekwencje promotorowe genów IGF-1 i FGF-1 oraz av i β3 nie posiadają sekwencji TATA, ale sekwencje powtarzalne GG.

Kwas retinoidowy - reguluje rozwój szkieletu poprzez: jądrowe receptory hormonów RARs oraz RXRs, zaburzenia w syntezie RARs zaburzają proces tworzenia chrząstek, co w konsekwencji powoduje zaburzenie różnicowania się chondroblastów.

Nikotyna - powoduje wzrost ekspresji genu c-fos, który indukuje apoptozę w prawidłowych komórkach, prowadzi to do zaburzenia procesów różnicowania komórek neuronalnych.

Teratogeny swoiste: toksoplazma, różyczka, ospa wietrzna, alkohol etylowy, talidomid

Efekt teratogenny dawki - zależy od dawki progowej, nie ma dawki bezpiecznej, po przekroczeniu jej następuje wzrost wystąpienia i ciężkości uszkodzeń płodu

Genopatie - czynniki mutagenne działające na komórki rozrodcze przed zapłodnieniem prowadzące do mutacji

Blastopatie - uszkodzenie zapłodnionej komórki jajowej do 14 dnia po zapłodnieniu, zasada „wszystko albo nic”

Embriopatie - wada w okresie 14-60 dzień po zapłodnieniu

Fetopatie - wady indukowane działaniem czynników po 60 dniu od zapłodnienia (śmierć, zaburzenie funkcjonowania, upośledzenie wzrostu, dysfunkcja OUN)

Efekt teratogenny: poronienie, opóźniony rozwój płodu, przedwczesne porody, wzrost śmiertelności noworodków

Etiologia wad wrodzonych:

Indywidualne zróżnicowanie wrażliwości/podatność na działanie teratogenów zalezy od getoypu matki i od genotypu dziecka

Podatność zależy od: transportu łożyskowego, absorbcji i dystrybucji, metaboliźmie teratogenów chemicznych, sprawności mechanizmów naprawy DNA

Wady budowy ciała:

Typy wad wrodzonych:

Skojarzenia wad wrodzonych:

Sekwencje wad:

  1. Materiał do badań:

  1. Etapy izolacji DNA:

W zależności od rodzaju i pochodzenia materiału wstępne przygotowanie może obejmować oczyszczenie z różnego rodzaju zanieczyszczeń zewnętrznych, pożywki i pozostałości innych komórek, a następnie rozdrobnienie, homogenizację, później zawieszenie jednolitej masy w odpowiednim buforze

Lizę komórek prowadzi się w zależności od rodzaju komórek i tkanek np. poprzez: homogenizację (miękkie tk. zwierzęce), rozcieranie (tk. roślinne, kom. bakteryjne), lizę detergentami (komórki z hodowli komórkowych, krew), lizę enzymatyczną (komórki bakteryjne, drożdżowe, krew). Destrukcji błony towarzyszy uwolnienie DNA i innych komponentów komórkowych do roztworu.

W tym celu stosuje się m.in. sole (SDS), które degradują białka (także białka histonowe)

  1. Standardowe metody izolacji DNA:

PCR

  1. Metoda PCR w czasie rzeczywistym (real time PCR, RT-PCR):

  1. Sekwencjonowanie DNA: technika umożliwiająca ustalenie sekwencji (kolejności zasad) w DNA, nie musimy przy tym bawić się w sondy, obecnie jest to zloty standard; najczęściej sekwencjonowanie wykonuje się techniką Sangera.

Ludzki genom: ponad 3 mld pz z czego 2% to sekwencje kodujące (>20 tys. genów kodujących białka, >8 tys. genów kodujących RNA, >12 tys. pseudogenów), a 98% to sekwencje niekodujące (introny + sekwencje niekodujące)

Metoda Sangera (metoda „dideoksy”): jest to metoda enzymatyczna; punktem wyjścia jest prąd PCR, następnie dodajemy dideoksynukleotydy (ddNTP zamiast dNTP). Do ddNTP dołączony jest barwnik fluorescencyjny w różnych kolorach - wynik badania to elektroforegram.

NGS (next generations sequencing) - w Polsce analizy całego genomu jeszcze nie przeprowadza, koszt 1,5 tys $, czas 1 tydzień, problemem jest tylko odczyt wyników za względu na ogromną ilość polimorfizmów w obrębie jednego genu; NGS jest to szybka, tania i wydajna metoda, mało precyzyjna w porównaniu z Sangerem. Zastosowanie: sekwencjonowanie całych genów, sekwencjonowanie wyłącznie eksonów.

MLPA - metoda do analizy mikrodelecji, na pograniczu cytogenetyki molekularnej; polega na hybrydyzacji DNA z sondami; zastosowanie: diagnostyka prenatalna i nowotworowa

Hybrydyzacja DOT - BLOT

  1. Kwasy nukleinowe (DNA, RNA)

Budowa nukleotydu

Struktura kwasów nukleinowych:

Struktura I rzędowa i II rzędowa

Odwracalne topnienie dwuniciowej helisy.

Denaturacja zwana także „topnieniem” jest to separacja dwuniciowej helisy na dwie pojedyncze nici wskutek zerwania wiązań wodorowych pomiędzy niciami.

Denaturację otrzymujemy poprzez:

Temperatura, w której dochodzi do utraty połowy helikalnej struktury jest nazywana temperatura topnienia (Tm).

Dwunicieniowa helisa jest strukturą wysoce kooperacyjną utrzymującą się dzięki działaniu wielu wiązań, wzmacniających struktury stabilizujące:

Hybrydyzacja kw. nukleinowych