Chromatyna, chromosom (przewężenie wtórne(strefa jąderko twórcza NOR), satelita, kinetochor, przewężenie pierwotne(centromer), chromatydy siostrzane, telomery)

Chromosom metacentyryczny, submeta, akro i telo (ramie długie, krótkie)

Etapy oznaczania kariotypu: oznaczanie kariotypu to określenie liczby i struktury chromosomów w kom danego gatunku. Badanie polega na analizie chromosomów uzyskanych z dzielących się mitotycznie kom somatycznych. Etapy:1.namnażanie kom z pobranego materiału w hodowli In vitro w celu uzysk kom mitotycznych2.nagromadzenie kom w stadium metafazy +kolchicyna3.zakończenie hodowli, sporządzenie prep chromosomowych(szok hipotoniczny utrwalenie w utrwalaczu-nakrapianie zawiesiny na szkiełko podstawowe)4badanie chromosomów5 analiza w mikroskopie, fotografowanie i sporządzanie kariogramu

Techniki hodowli kom:* limfocytów krwi, fibroblastów, gdy nie można pobrać krwi lub wynik badania kariotypu limfocytów nie odpowiada fenotypowi osobnika( mozaicyzm /chimeryzm)*amniocytów(kom płynu owodniowego) i kom trofoblastu, *bezpośrednia analiza kom szpiku kostnego- zawiera dużo mitotycznych kom, *komórek litych guzów nowotworowych, *oocytów i zarodków ssaków i ptaków

Metody barwienia preparatów chromosomowych: *wykorzystuje się najczęściej chromosomy metafazowe po wybarwieniu na prążki G(GTG)*liczba prążków- rozdzielczość- związana jest ze stopniem kondensacji chromatyny *w haploidalnej liczbie chromosomów metafazowych 300-400 prążków, prometafazowych 550-580 i profazowych do 1250. *HRT- metoda uzyskiwania chromosomów o zwiększonej rozdzielczość obrazu prążkowego

Barwienie prążkowe= techniki prążkowe *wymaga się wybarwienia, traktowania prep odczynnikami chemicznymi , enzymami w przypadku trypsyny lub fizycznymi temp *umożliwia to identyfikację chromosomów homologicznych lub uwidocznienie chromosomu nap obszary jąderko twórcze * techniki te G i R dają wiele prążków *R jest odwrotny względem G tzn pozytywny(wybarwiony- ciemny przy barwieniu Giemsą lub świecący przy barwieniu barwnikami fluoroscencyjnymi, R odpowiada negatywnemu niewybarwionemu prążkowi G* prążki Q lub DAPI jest zgodny z układem pozytywnych prążków G a nieświecące prążki Q odpowiadają jasnym prążkom G * do uwidocznienia G stosujemy enzymu lub związki chemiczne powodują denaturację struktur białkowych efektem jest puchnięcie chromatyd i selektywna utrata chromatyd powinowactwa do barwników zasadowych

Prążek G(etapy): 1trypsyna narusza strukturę białek histonowych,2 cząsteczki białek przemieszczają się w ten sposób, że grupy dodatnie białka łączą się z ujemnymi grupami fosforanowymi DNA, 3 błękit metylenowy wypiera białka w miejscach pozytywnych prążków G, natomiast białka w prążkach R-pozytywnych są wiązane tak ściśle, że uniemożliwiają przyłączenie barwnika kationowego,

Prążki R ujawnione w chromosomach po zastosowaniu techniki fluorescencyjnej RBA, wymagają wprowadzenia do podłoża, w którym hodowane są limfocyty, 5-bromo-2'-deoksyurydyny-BrdU (analog tymidyny wbudowuje się w jej miejsce w później fazie S cyklu komórkowego, podczas replikacji DNA) W ten sposób powstają miejsca niedostępne dla fluorochromu(oranż akrydyny) i dlatego pojawiają się nieświecące (negatywne) prążki R, prążki wcześnie replikujące przyłączają fluor ochrom, dzięki wiązaniu z tymidyną wbudowana do DNA we wczesnym okresie fazy S i świecą podczas obserwacji w mikroskopie fluorescencyjnym.

Prążki Q- technika opisana przez CASPERSSONA i In w 1969 r dla chromosomów roślinnych Vicia fabia, technika QFQ (prążki Q barwienie fluorescencyjne, barwnik kwinakryna), polega na barwieniu preparatów chromosomowych barwnikiem fluorescencyjnym- kwinakryną, silnie fluoryzujące prążki ujawniają rejony DNA bogate w pary AT, a wygaszanie fluorescencji jest proporcjonalne do zawartości par GC.

Prążki G: 1971- Seabright opisał tą metodę dla barwienia chromosomów człowieka- technika GTG (prążki G, trawienie trypsyną, barwienie Giemsą) podstawowa rola w opracowaniu wzorów kariotypów, powszechnie wykorzystana do identyfikacji chromosomów w badaniach diagnostycznych, uzyskiwane poprzez trawienie trypsyną -proteazą, prążki ciemne: to miejsce późno replikujące- 2 połowa fazy S cyklu komórkowego, DNA w tych prążkach bogatsze o 3% w pary AT i w mniejszym stopniu nasycone sekwencjami kodującymi- nieaktywna genetycznie skondensowana heterochromatyna, z większą częstością występują długie rozproszone sekwencje powtarzalne (LINES) prążki jasne: miejsca gdzie replikacja zachodzi we wczesnym okresie fazy S, DNA obecne w tych prążkach jest bogatsze w pary GC i zawiera więcej sekwencji kodujących (geny)- aktywna transkrypcyjnie, rozluźnia euchromatyna, w prążkach tych częściej występuje krótkie (<500 pz) rozproszone sekwencje powtarzalne (SINES). Wzór prążków G jest charakterystyczny i unikatowy dla każdej pary homologów, prążki odzwierciedlają odmienną kondensację chromatyny, co umożliwia dokładną identyfikację każdego chromosomu z pary homologicznej

Rozdzielczość 400 prążków wystarcza do identyfikacji zaburzeń liczby chromosomów (aneuploida) oraz większość dużych aberracji strukturalnych. Do badania mikrodelecji i małych aberracji używa się większej rozdzielczości prążkowej lub FISH.

Prążki R- 1973-Dutrillaux i In. technika RBG (prążki R. wbudowane BrdU, barwienie Giemsą) RBA RHG, stanowią odwrotność prążków G (rejony ciemne w prążkach G są jasne w prążkach R i odwrotnie) ciemne prążki R- zawierają DNA bogaty w pary GC, jasne prążki R zawierają DNA bogaty w pary AT, opiera się na wykorzystaniu barwnika fluorochromowego- oranżu akrydyny, w ostatnim cyklu replikacyjnym przed ukończeniem hodowli kom dodawany jest 5-bromo-2'deoksyurydynę-BrdU, ten sam układ prążków można uzyskać przy barwieniu odczynnikiem Giemsy, jeśli wcześniej preparaty poddawane są naświetlaniu promieniami UV

Prążki T 1973 Dutrillaux i In. Technika THA(prążki T, w preparatach poddanych hydrolizie cieplnej barwionych oranżem akrydyny) lub THG(prążki T, hydroliza cieplna, barwienie Giemsą), uznawane są z subprążki prążków R, występują najczęściej w rejonach telomerowych chromosomów, przed zakończeniem hodowli do próbek dodaje się BrdU, temperaturę hydrolizy cieplej dobiera się w zależności od czasu przechowywania preparatów (87 C-3 dni, 90C- 1 dzień) chromosomy widoczne są jako bardzo blade i trudne do analizy, końce chromatyd są intensywnie wybarwione, analizuje się w mikroskopie fluorescencyjnym, chromosomy barwią się na pomarańczowy a telomery żółto-zielony

Prążki C: służą do wykrywania rejonów chromosomów zawierających heterochromatynę konstytutywną, występuje ona w okolicach centromerów ale mogą w innych (części dystalne ramion, części interstycjalne)wybarwiają się barwnikiem Giemsy w obszarze heterochromatyny konstytutywnej (centromery i obszary przycentromerowe) po uprzedniej inkubacji w roztworze wodorotlenku baru

Prążki Ag-NOR wysrebszarze obszarów jądrkotwórczych : w tych obszarach zlokalizowane są geny kodujące rybosomalne kwasy nukleinowe o stałych sedymentacji 28S 18S 5,8S, obszary te tworzą zazwyczaj przewężenia twórcze, liczba ta jest stała i charakterystyczna dla kariotypu danego gatunku, zmienna jest aktywność transkrypcyjna genów kodujących rRNA co można ujawnić za pomocą ich wysrebrzania tzn barwienia roztworem azotanu srebra, służy do badania polimorfizmu przewężenia wtórnego i satelitów oraz aberracji ramion krótkich chromosomów akrocentrycznych, identyfikacja chromosomów markerowych- często utworzonych z ramion krótkich chromosomów akrocentrycznych

A/DAPI barwienie distamycyną: barwienie chromosomów fluorochromem 4,6-dwuamino-2-fenyloindolem (DAPI) wykazującym powinowactwo do par zasad AT, zastosowanie DAPI i distamycyny A (antybiotyk) wykazującej również powinowactwo do zasad AT pozwala na uzyskanie bardziej kontrastowego obrazu prążkowego, pozwala na uzyskanie wzoru prążkowego podobnego do wzoru prążku Q, uzyskiwane są silnie fluoryzujące prążki odpowiadające regionom heterochromatyny konstytutywnej, identyfikacja regionów h-k oraz chromosomów markerowych

Zasady analizy kariotypu: wymóg: wiarygodność wyników, analiza liczy chromosomów w 15-20 metafazach- w przypadku podejrzenia aberracji lub mozaikowości w 30-50 metafazach, szczegółowa analiza analizy obrazu prążkowego w 3-5 metafazach (prążki G), dostosowanie stopnia rozdzielczość prążkowej analizowanych chromosomów do wskazania, które zdecydowały o wykonaniu badania

Cytogenetyka-nauka o chromosomach, przedmiotem badań jest zachowanie się chromosomów podczas podziałów komórkowych i ich udział w rekombinacji genów

Cytogenetyka molekularna- obejmuje także lokalizację genów badanie struktury i funkcji w jądrze niedzielącym się w czasie interfazy cyklu komórkowego

Metoda FISH- polega na łączeniu (hybrydyzacji) sondy molekularnej z komplementarnym DNA w chromosomach metafazowych, jądrach interfazowych, kom rozrodczych i tkankach, dzięki znakowaniu sondy- fluorochromy, miejsca hybrydyzacji mogą być identyfikowane pod mikroskopem i lokalizowane w chromosomach, ogromną zaletą tej metody jest możliwość stosowania kilku sond jednocześnie, pozwoliła ona na detekcję sekwencji o wielkości 200-500 pz. Charakteryzuje się dużą dokładnością i łatwością analizy wyników, preparaty do analizy mogą być gorsze jakości( niski indeks mitotyczny, chrom nałożone na siebie, o różnym stopniu kondensacji)

Metoda hybrydyzacji In situ umożliwia: lokalizację genów w chrom, tworzenie map fizycznych, wykrywanie całych chrom lub fragmentów, rozróżnianie genomów rodzicielskich w kom mieszańców, wykrywanie zmian strukturalnych i rearanżacji chromosomowych powst w skutek spontaniczny lub pod wpływem zabiegów: środ, hodowlanych, biotechnologicznych

Lokalizacja genów: hybrydyzacja DNA-DNA In situ pozwala na mapowanie genów bezpośrednio o chrom i tworzenie fizycznych map chromosomów, dzięki możliwości równoczesnego mapowania kilku genów DNA, można obserwować wzajemne ułożenie kilku genów lub genów i innych sekwencji w tym samym chromosomie, pierwszymi genami wyizolowanymi i często wykorzystywanymi w w Bad cytogenetycznych są geny rybosomalne (rRNA), położenie genów rRNA w chrom jest charakterystyczne dla danego gat, analiza porównawcza lokalizacji tych genów u gat spokrewnionych może dostarczyć inf o przemianach chrom ewolucji Bad gat

Identyfikacja chromosomów: jest podstawą w Bad cytogen szczególnie u gat z małymi licznymi i słabo zróżnicowanymi chrom, sygnały hybrydyzacji In situ z powtarzalnymi sekwencjami DNA mogą dawać wzór charakterystyczny chrom danego gat, jeżeli zastosowanie jednej sondy nie pozwala odróżnić wszystkich chrom stosujemy mieszaninę kilku sekwencji, stosując do hybrydyzacji In situ sekwencję DNA specyficzne dla chrom można identyfikować w genomie pary chrom homologicznych tzn pochodzących od ojca i matki, a następnie uporządkować je według wielkości tworząc kariogram, znajomość kariogramu określanego gat pozwala wykrywać i analizować aberrację chromosomowe, możliwa analiza przedimplantacyjna zarodków lub penetralne Bad kom płodu z płynu owodniowego, identyfikowane kom nowotworowe, szczególnie przydatne przy diagnostyce mozaikowości, zwłaszcza gdy jedna z linii reprezentowana jest przez niewielką liczbę kom.

Główne etapy hybrydyzacji In situ: 1.znakowanie sondy 2 denaturacja sondy 3 przygotowanie i denaturacja prep chromosomowego 4 hybrydyzacja 5 usunięcie nadmiaru sondy z prep mikroskopowego po uprzedniej inkubacji 6 amplifikacja sygnały hybrydyzacyjnego 7 detekcja miejsca gdzie zaszła hybrydyzacja

Sondy molekularne: mogą identyfikować całe chrom WCPP, określone ich fragmenty PCPP, struktury chromosomowe(centromery, telomery, regiony jąderko twórcze), określone sekwencje DNA( sondy genowo specyficzne)

Sondy mogą być otrzymywane przez: 1 sortowanie w cytometrze przepływowym 2 mikrodysekcję z prep chromosomowych( z użyciem promieni lasera, manualną z wykorzystaniem mikromanipulatora ze szklaną igła) 3 na drodze syntezy chemicznej i klonowania w wektorach plazmidowych( sztucznych chrom np. PAC od bakteriofaga P1 lub DOP-PCR

Znakowanie sondy: bezpośrednie wprowadzenie do łańcucha DNA zmodyfikowanego nukleotydu do którego dołączony jest barwnik np. rodamina- dUTP, po hybryd miejsce polaczenia sondy z DNA chrom widoczne jest w mikroskopie fluorescencyjnym; pośrednie: do DNA sondy jest wprowadzany zmodyfikowany nukleotyd (połączony z biotyną) konieczne jest naniesienie na preparat związku (no awidyny) który jest zdolny do wiązania się ze zmodyfikowanym nukleotydem i ma przyłączony barwnik fluorescencyjny widoczny w mikroskopie fluorescencyjnym

Znakowanie sondy: do wyznakowanej sondy dodawany jest konkurencyjny DNA w celu zablokowania sekwencji powtarzalnych które mogą niespecyficznie hybrydyzować z wieloma miejscami na chrom, może to być genomowy DNA, który po wyizolowaniu podawany jest fragmentowaniu z pomocą fal ultradźwiękowych lub Cot I DNA- frakcji bogatej w sekwencje powtarzalne, do mieszaniny Dna sondy dodaje się DNA pochodzące od odległego gat w celu ograniczenia wiązania się wyznakowanej sondy z fragmentami kom

WCP i PCP mogą służyć w Bad porównawczych różnych gat opisywanych jako ZOO-FISH, chromosome painting, metoda ta polega na zastosowaniu techniki FISH z sondą komplementarną do chromosomów jednego z gat na chrom innego gat, mapy porównawcze zostały utworzone m.in. dla genomu człowieka i gat zw gosp tj bydło, owce, świnie, konie, osły

M-FISH: technika polega na jednoczesnym wybarwieniu wszystkich chrom na różne kolory (każda sonda specyficzna dla danego chrom znakowana kombinacją jednego lub kilku barwników fluorescencyjnych ), sondy malujące tak przygotowane aby nie wiązały się z sekwencjami powtarzalnymi i chromosomowo niespecyficznymi( zablokowane sekwencje centromerowi i regiony heterochromatyny)

Zastosowanie M-FISH: diagnostyka aberracji strukturalnych chrom- zwłaszcza złożonych translokacji( z udziałem kilku chrom lub niewidocznych w analizie prążków tzw ukrytych translokacji- obejmujących fragmenty o identycznym wzorze prążkowym ), identyfikacja chrom markerowych, neocentrycznych chrom markerowych centromer DNA , technika użyteczna w charakterystyce małych nadliczbowych chrom markerowych pozbawionych luz z niewielką ilością euchromatyny, cenM-FISH- pozwala na identyfikację centromerów z wykorzystaniem znakowanego centromerowego DNA jako sondy

SKY-FISH- subiektywna ocena barwy światła przez oko ludzkie zastąpiona spektrofotometryczną analizą widma światła emitowanego przez poszczególne chrom. Sonda komplementarna do określonego chrom jest unikatową kombinacją od jednego do kilku barwników różniących się widmem emitowanego światła, po przetworzenie w prog komp uzyskujemy różnokolorowy obraz kariotypu w którym każda para chrom wybarwiona jest innym kolorem, stosuje się jednocześnie 24 sondy molekularne, wyznakowane różnymi kombinacjami 5 różnych fluorochromów

CSCDM polega na stosowaniu jako sondy klonów zawierających inserty genomowego DNA, w wyniku hybrydyzacji uzyskuje się wzór sygnałów FISH specyficzny dla poszczególnych chrom Bad gat umożliwiający jego identyfikacji

GISH- wykorzystując do hybrydyzacji In situ całkowity genomowy DNA jednego z rodzicielskich gat jako sondę można wyróżnić chrom tego gat w genomie mieszańca, dostarcza cennych inf o podobieństwach między DNA pokrewnych gat.

CGH- identyfikacja genomów. W cytogenetyce człowieka genomowy DNA izolowany z kom normalnych i nowotworowych jest stosowany do poszukiwania duplikacji lub delecji w kom nowotworowych a tym celu odmienni znakowane oba typu genomowego DNA są jednocześnie hybrydyzowane do chrom prawidłowych kom, na podstawie intensywności obu barw wnioskuje się o typie nieprawidłowości.

- Alternatywną metodą identyfikacji chromosomów jest CSCDM polegające na stosowaniu jako sądy klonów zawierających inserty genomowego DNA.

- W wyniku hybrydyzacji otrzymuje się wzór sygnałów FISH specyficzny dla poszczególnych chromosomów badanego gatunku, umożliwiający ich identyfikacje.

- Wykorzystując do hybrydyzacji in situ całkowity genomowy DNA jednego z rodzicielskich gatunków jako sondę, można wyróżnić chromosomy tego gatunku w genomie mieszańca.

- Metoda ta znana jest jako GISHktóry dostarcza cennych informacji o podobieństwach między DNA pokrewnych gatunków i daje nowe możliwości w badaniach filogenetycznych i taksonomicznych.

- Identyfikację genomu umożliwia technika porównawczej hybrydyzacji genomowej CGH.

- W cytogenetyce człowieka genomowy DNA izolowany z komórek normalnych i nowotworowych jest stosowany do poszukiwania duplikacji lub delecji w komórkach nowotworowych.

- W tym celu odmienne znakowane oba typy genomowego DNA są równocześnie hybrydyzowane do chromosomów prawidłowych komórek.

- Na podstawie intensywności obu barw wnioskuje się o typie nieprawidłowości.

ZASADA CGH

- Na preparat cytogenetyczny nakłada się DNA pacjenta i DNA kontrolny (1:1) i prowadzi hybrydyzację. Po hybrydyzacji analiza komputerowa obrazu.

- Interpretacja wyników.

- Przewaga fluorescencji zielonej - duplikacja materiału genetycznego pacjenta.

- Przewaga fluorescencji czerwonej - delecja materiału genetycznego pacjenta.

Array CGH

- Zasada techniki taka sama jak dla CGH (DNA kontrolny i badany wyznakowane różnymi fluorochromami), ale sekwencja docelowa to małe odcinki DNA umieszczone na nośniku( mikromacierz).

- Alternatywą dla tradycyjnej metody FISH jest technika PRimed IN Situ DNA labelling (PRINS).

- Procedura oparta jest na przyłączeniu nieoznakowanego oligonukleotydu(pełniącego rolę startera syntezy DNA) oraz przynajmniej jednego znakowanego nukleotydu, np. dUTP.

- Starter dobierany jest tak, aby hybrydyzował z wybraną sekwencją DNA chromosomowego.

- Mieszanina reakcyjna zawiera ponadto dATP, dTTP, dGTP, dCTP, polimerazę oraz bufor z Mg ++

- Denaturacja i amplifikacja przeprowadzona jest w termocyklerze z przystawką na szkiełka podstawowe.

- Metoda MLPA umożliwia szybką diagnostykę submikroskopowych aberracji chromosomowych ograniczoną jedynie liczbą zastosowanych sond w jednym badaniu.

- W MLPA zhybrydowane do DNA sondy oligonukleotydowe są następnie łączone przez ligazę i powielane w reakcji PCR z odpowiednimi strarterami.

- Liczba produktów takiej reakcji jest proporcjonalna do liczby kopii badanej sekwencji DNA.

ABERRACJE CHROMOSOMOWE

A.Liczbowe - Euploidia= poliploidia, Aneuploidia

B. Strukuralne- Zrównoważone i Niezrównoważone

Euploidie - poliploidie

- Obecność zwielokrotnionej (innej niż 2n) liczby genomów w komórce: tetraploidia - 4n, triploidia - 3n.

- Nie spotykane u osobników dorosłych (czasami pojedyncze komórki poliploidalne lub osobnik mozaikowy - składający się z linii komórkowych o różnych kariotypach)

- Istotna rola w wywoływaniu śmiertelności zarodkowej- poliploidalny zarodek obumiera przed implantacją: Bydło kilkanaście % poliploidalnych oocytów, Świnie kilkadziesiąt % poliploidalnych oocytów.

Aneuploidie

- Sytuacja gdy kom. Somatycznej liczba chromosomów w danej parze jest inna niż 2n:

-- nullisomia (2n-2) - brak chromosomów homologicznych,

-- monosomia (2n - 1)- 1 chromosom z pary homologicznej

--trisomia (2n+1)

--tetrasomia (2n+2)

-- podwójna monosomia (2n-1 -1)

- Większość aneuploidii powstaje de novo - jest efektem nieprawidłowego przebiegu podziału komórek linii płciowej lub komórek zarodkowych

- Jest rzadko dziedziczona- letalna lub wady rozwojowe powodujące bezpłodność.

1. aneuploidie autosomów prowadzą do śmierci zarodkowej lub okołourodzeniowej

2. aneuploidie chromosomów płci wywołują obojnactwo związane z bezpłodnością lub obniżoną płodnością- istotny problem w hodowli zwierząt:

-Monsomia chromosomu X (najczęściej występuje) - brak chromosomu X u samicy:

-- zespół Turnera - u człowieka

-- u myszy jedynie obniżona płodność i skrócenie okresu reprodukcyjnego

-- u klaczy najczęściej kariotyp mozaikowy 64,XX/63,X - brak widocznych zmian fenotypowych - zaburzenia cyklu płciowego (brak lub bardzo słabe objawy rui) - analiza cytogenetyczna = barwienie techniką prążków C (2 prążki C na chromosomie X)

-- u bydła wystarczy barwienie Giemsą

--u świni - konieczność badania całego kariotypu

1. aneuploidie chromosomów płci - cd:

- Trisomia XXY - mało przypadków u zwierząt domowych:

-- zespół Klinefeltera - u ludzi - niedorozwinięte jądra, gynakomastia, upośledzenie umysłowe

- Trisomia XXX u samic szansa na uzyskanie potomstwa jest duże.

_ Trisomia XYY sporadyczne przypadki barwienie techniką prążków C.

WNIOSKI

1.Mutacje te upośledzają funkcje reprodukcyjne nosiciela, ale czasami osobnik (XXX lub X0 w układzie mozaikowym) może mieć potomstwo i mutacja może być dziedziczona

2. Diagnostyka - ocena znacznej liczby metafaz (>100) - ustalenie czy osobnik ma kariotyp mozaikowy czy chimeryczny

3. Przy podejrzeniu mozaicyzmu - badanie dodatkowo fibroblastów (poza limfocytami)

MUTACJE STRUKTURALNE

Spowodowane są:

- błędem w procesie crossing - over

- przerwanie ciągłości cząsteczki DNA w wyniku działania czynnika mutagennego oraz braku naprawy tego uszkodzenia przez systemy reperacyjne komórki lub przeprowadzeniem tego procesu w sposób nieprawidłowy.

MUTACJE CHROMOSOMOWE dzielimy na dwie grupy:

1 Niezrównoważone - w ich wyniku następuje zmiana ilości niezbędnego materiału genetycznego w komórce na skutek utraty bądź uzyskania dodatkowego chromosomu lub jego fragmenty.

2. Zrównoważone - prowadzą jedynie do przegrupowania fragmentów chromosomów bez zmiany ilości niezbędnego materiału genetycznego.

- izochromosom - zawiera 2 identyczne ramiona chromosomowe (duplikacja) przy jednoczesnym braku (delecja) drugiego ramienia obecnego w prawidłowym chromosomie - powstaje wyniku nieprawidłowego podziału centromeru

Delecje:

- powstają zazwyczaj w efekcie pęknięcia ramienia chromosomu, któremu nie towarzyszylo naprawienie tego uszkodzenia

- gdy nastąpiło 1 pęknięcie - utrata części ramienia od miejsca peknięcia do telefonu

- gdy nastąpiły 2 pęknięcia i nieprawidłowa naprawa uszkodzenia - dochodzi do utraty śród ramiennego fragmenty

ZRÓWNOWAŻONE MUTACJE CHROMOSOMOWE:

- polegają na rearanżacji struktury pojedynczego chromosomu (inwersje) lub obejmują 2 czy więcej chromosomów ( translokacje) którym nie towarzyszy zmiana ilościowa (utrata lub zwiększenie informacji genetycznej w komórce)

- są dziedziczone

- wpływają niekorzystnie na płodność nosicieli

- zazwyczaj nie wywołują widocznych zmian fenotypowych - mogą łatwo rozprzestrzeniać się i populacji szczególnie w przypadku stosowania inseminacji (bydło, świnie)

RODZAJE TRANSLOKACJI:

1 fuzja centryczna = translokacja robertsonowska = fuzja centromerowa

2 fuzja tandemowa = tandem - fuzja

3 translokacja wzajemna

Fuzja centryczna:

- powstaje w wyniku pęknięcia 2 chromosomów akrocentrycznych w okolicach centromeru, a następnie nieprawidłowej naprawy tego uszkodzenia = niewłaściwe połączenie fragmentów chromosomowych

- prowadzi do powstania dużego chromosomu dwuramiennego i zagubienia małych fragmentów okołocentromerowych

- może zajść pomiędzy chromosomami homologicznycmi (letalne) i niehomologicznymi

- ważna rola w procesie ewolucji kariotypów: kariotyp bydła i owiec

- łatwo rozprzestrzeniają się w populacjach (proste dziedziczenie)

- powszechna u bydła fuzja centryczna pomiędzy chromosomami par 1 i 29.

- polimorfizm kariotypowy u lisów polarnych - 3 formy kariotypowe będące efektem fuzji centrycznej między akrosomami par 23 i 24 - w efekcie większość osobników ma 49 chromosomów a pozostałe formy 50 i 48 występują z częstością od 15 do 30%

- skutki występowania fuzji centrycznej w układzie heterozygotycznym - niewielkie obniżenie płodności (kilka %) np. u bydła z fuzją 1;29

- u owiec i lisów polarnych nie odnotowane tego efektu

- fuzje centryczne nie wywołują żadnych zmian fenotypowych

- wszystkie buhaje przeznaczone do inseminacji sa objęte obowiązkowymi badaniami cytologicznymi

- fizja (rozpad) centryczna - z 1 chromosomu dwuramiennego powstają 2 chromosomy jednoramienne - odegrały znaczną rolę w ewolucji kariotypów

Fuzja tandemowa:

- mogą w niej uczestniczyć 2 chromosomy akrocentryczne lub 1 akrocentryczny i 1 dwuramienny

- nieprawidłowa naprawa peknięcia w terminalnej części jednego chromosomu oraz w pobliżu centromeru drugiego chromosomu akrocentrycznego

- powstaje duzy chromosom w którym jedno z ramion uległo wydłużeniu o fragment odpowiadający całemu ramieniu długiemu chromosomu akrocentrycznemu - powstaje kariotyp 2n - 1

- brwienie Giemsą - łatwa identyfikacja tandem fuzji tandem-fuzji: kariotyp 2n-1 oraz obecność nietypowego (długiego) chromosomu

Translokacja wzajemna:

- powstaje w wyniku pęknięcia 2 lub więcej różnych chromosomów i wzajemnej wymianie fragmentów chromosomowych na skutek nieprawidłowej naprawy tychże pęknięć

- nie wywołuje zmiany liczby chromosomow a jedynie zmienia ich budowę

- efektem jest pojawienie się nowego układu prążków w chromosomach translokowanych oraz nietypowa wielkość i/lub morfologia

- identyfikacja - techniki różnicowej analizy chromosomów (barwienie prążkowe, malowanie chromosomów FISH)

- może zajść między chromosomami homologicznymi (letalne) i niehomologicznymi

- może wystąpić w kariotypie w układzie hetero i homozygotycznym

- układ heterozygotyczny = 2 chromosomy translokowane i 2 prawidłowe z par zaangażowanych w fuzję

- układ homozygotyczny = 2 pary chromosomów translokowanych i brak chromosomów prawidłowych z obu par

- translokacja wzajemna podlega prostemu dziedziczeniu

- duza część gamet nosiciela translokacji wzajemnej m niezrównoważoną ilość informacji genetycznej

Skutki wystąpienia translokacji wzajemnej:

- nosiciele translokacji autosom - autosom wyraźnie gorsze wyniki użytkowości rozpłodowej

- gatunki jednopłodowe (bydło, koń) - obniżenie płodności większa liczba inseminacji = dłuższy okres między ciążowy

- gatunki wielopłodowe (świnia) - obniżenie plenności = mniejsza liczba miotu od 20 do 50%

- osobniki obarczone translokacją autosom - autosom mają prawidłowy fenotyp, normalne libido, typowy obraz nasienia

- translokacja typu X-autosom lub Y-autosom: bezpłodność samów nosicieli - brak plemników; u samic nosicieli obniżenie płodności

- efekt zmiany pozycji genu - np. chromosom Filadelfia u człowieka

INWERSJE:

- zachodzi w obrębie jednego chromosomu i polega na odwróceniu o 108* jego fragmentu, ograniczonego dwoma miejscami, w których doszło do pęknięcia nici chromatynowej

- podłożem może być nieprawidłowa naprawa dwóch pęknięć, które wystąpiły w tym samym czasie w jednym chromosomie, lub nieprawidłowy przebieg podwójnego crossing-over

- podlegają prostemu dziedziczeniu, czyli w potomstwie nosiciela można spodziewać się obecności tej mutacji w kariotypie połowy zwierząt

- niewielka liczba przypadków inwersji u zwierząt domowych - najwięcej u bydła

- inwersja może wywołać nieporządane skutki fenotypowe w postaci obniżonych wskaźników płodności, może ona również zakłócić ekspresję sąsiadujących genów

- inwersje dzielą się na pericentryczne i paracentryczne

Pericentryczne - obejmują cnetromer, zazwyczaj zmieniają morfologię chromosomu; identyfikacja tych inwersji jest znacznie łatwiejsza jeśli dochodzi w jej wyniku do zmiany morfologii chromosomu - z metacentryka na submetacentryk lub z submetacentryka na akrocentryk

Paracentryczne - nie obejmują centromeru, nie prowadzą one do zmiany morfologii chromosomu; identyfikacja inwersji paracentrycznej jest możliwa jedynie w oparciu o barwienie prązkowe

MOZAICYZM:

- to wystąpienie u jednego osobnika dwóch lub większej linii komórkowych które wywodzą się z jednej zygoty

- przyczyną powstania są mutacje chromosomowe lub genowe lub zaburzenia w podziałach mitotycznych prowadzące do powstania linii komórkowych różniących się zestawem chromosomów

- może zachodzić na różnych etapach rozwoju ontogenetycznego i dlatego mozaicyzm może być ograniczony do jednej lub wszystkich tkanek organizmu

CHIMERYZM:

- obecność u danego osobnika więcej niż jednej linii komórkowej wywodzących się z dwóch lub większej liczby zygot

- komórki różnych linii maja różny genotyp

- chimeryzm może dotyczyć komórek jednej tkanki lub mieć charakter ogólnoustrojowy

- u zwierząt domowych często można spotkać się z chimeryzmem limfocytów będącym wynikiem powstawania anastomoz pomiędzy łożyskami sąsiadujących płodów - frymantynizm - u płodów różnej płci obserwuje się linie komórkowe = własną i osobnika bliźniaczego., jałówki są bezpłodne

- mozaicyzm często jest diagnozowany u nosicieli aneuploidii chromosomów płci:

Klacz z monosomią chromosomu X posiada kariotyp mozaikowy np. 64,XX/63,X

Trisomie chromosomów płci np. u ogierów XY/XXY lub XY/XYY

- w przypadku chimeryzmu ważne jest czy własna linia komórek ma prawdziwy kariotyp - wtedy ryzyko wystąpienia wad rozwojowych u osobnika jest niewielkie

- jak odróżnić mozaicyzm od chimeryzmu? - analizując polimorfizm markerów genetycznych najczęściej tych wykorzystywanych do kontroli pochodzenia

- mozaicyzm - gdy we wszystkich badanych loci markerowych zidentyfikujemy maksymalnie 2 allele

- chimeryzm - gdy w danym locus markerowym zidentyfikujemy 3 lub 4 allele

CHOMOSOM MARKEROWY:

- dodatkowy chromosom w komórce

- pochodzenie: niezrównoważona mutacja chromosomowa

- może powstać de novo lub zostać odziedziczony po rodzicu

- u zwierząt przypadki zdiagnozowanego chimeryzmu lub mozaicyzmu związanego z obecnością chromosomu markerowego są rzadkie

- czy mamy do czynienia z chimeryzmem lub mozaicyzmem czy jest to może artefakt który powstał podczas przygotowania preparatu? - odpowiedź: (1) gdy częstość komórek o nieprawidłowym kariotypie jest <5% to obserwacje należy potraktować jako artefakt lub (2) korzystając z tablic zaprogramowanych przez Hook'a (3) przy podejrzeniu mozaicyzmu ocena dużej liczby metafaz >100

Występowanie nieprawidłowości chromosomowych

Bydło:

-GUSTAVSSON (1969) - rozprzestrzenienie się w populacji szwedzkiego bydła czerwono- białego fuzji centrycznej chromosomów par 1 i 29, powodującej obniżenie płodności.

-Badania innych ras na świecie ujawniły, że translokacje robertsonowskie są najczęstszą mutacją chromosomową u tego gatunku.

-Zidentyfikowano ponad 60 różnych translokacji robertsonowskich, zarówno u ras szlachetnych jak i rodzimych.

-Translokacja rob(1;29) występuje częściej u ras mięsnych (charolaise, blond d'Aquitaine, Limousine).

-Zwierzęta będące nosicielami fuzji centrycznych mają prawidłowy fenotyp, dotyczy to także układu rozrodczego .

-Aktywność płciowa krów i buhajów oraz produkowanego przez nosicieli nasienia nie odbiega od normy.

-Obniżenie płodności nosicieli wyraża się niższym wskaźnikiem niepowtarzalności rui i wydłużonym okresem międzywycieleniowym.

Translokacje wzajemne- diagnozowane u bydła znacznie rzadziej

-Identyfikacja możliwa tylko z zastosowaniem technik prążkowych lub malowania chromosomów- rutynowa diagnostyka cytogenetyczna bydła opiera się na barwieniu odczynnikiem Giemsy (możliwa jedynie identyfikacja chromosomów płci i fuzji centrycznych)

-Dotychczas zidentyfikowano tylko kilkanaście różnych translokacji wzajemnych, dotyczących zarówno autosomów jak również chromosomów płci.

-Translokacje wzajemne prowadzą do znacznego obniżenia płodności a nawet bezpłodności- szczególnie jeśli w translokację zaangażowany jest chromosom X i autosom u samców.

-Przykłady efektów translokacji autosom-autosom:

*t(8;13) - niepłodność buhaja nosiciela

*t(20;24)- zmniejszenie płodności o ok. 17% i zwiększenie częstości urodzeń zwierząt z wadami rozwojowymi o ok. 9%

*t(1;8;9)- translokacja dotycząca trzech autosomów - obniżenie płodności o ok. 40%

*t(1;5)- istotnie obniżona skuteczność zacieleń

-Przykłady efektów translokacji autosom - chromosom płci

*t(X;18)- buhaj nosiciel - bezpłodność, u krów jedynie obniżenie płodności na poziomie typowym dla translokacji autosom- autosom

*t(Y;9) - bezpłodność u buhaja

-Niewiele zidentyfikowanych przypadków translokacji typu fuzji tandemowej

-Najbardziej znany przypadek opisany w latach 70 dotyczy populacji bydła czerwonego w Danii

-Można przypuszczać iż powoduje ona niewielkie obniżenie płodności (rzędu kilku procent)

Inwersje - rzadko identyfikowane.

-Opisywanych kilkanaście przypadków inwersji pericentrycznych : kilka inwersji autosomów, kilka inwersji chromosomów X i jeden przypadek inwersji chromosomu Y

-Efekt fenotypowy tych mutacji jest słabo poznany

Delecje i duplikacje - diagnozowane sporadycznie gdyż powodują zaburzenia rozwojowe, często prowadzące do śmierci już w okresie embrionalnym bądź płodowym

-Jeden opisany przypadek delecji fragmentu długiego ramienia chromosomu X, powodującej liczne deformacje w budowie czaszki.

Trisomie - najczęściej notowane mutacje liczbowe

-Trisomię autosomów stwierdzono w przypadku chromosomów par: 12, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 26, 27, 28.

-Prowadzą one do wystąpienia szeregu wad rozwojowych lub nawet do śmierci w okresie prenatalnym bądź około urodzeniowym

-Trisomia chromosomu 28 u krowy

*opóźniony rozwój somatyczny,

*niedorozwój żuchwy,

*przerost łechtaczki,

*podwójna szyjka macicy.

-Kariotyp mozaikowaty 60XX/61,XX+25

*opóźniony rozwój somatyczny

*niezdolność do trawienia stałej paszy

*nieprawidłowy rozwój układu kostnego

*niedorozwinięte jajniki

*nadmierna bojaźliwość

-Trisomia chromosomu 24:

*opóźniony rozwój somatyczny

*przerost żuchwy

*nieprawidłowości w rozwoju serca

*wady układu moczowego

-Liczne przypadki trisomii chromosomów płci

-Najczęściej opisywana trisomia XX

-Łatwa identyfikacja ze względu na wyróżniającą się morfologię heterosomów

-Rzadko są letalne, jednak z reguły są przyczyną wad rozwojowych układu rozrodczego

-Opisywane zazwyczaj w układzie kariotypu mozaikowego

-Buhaje obarczone syndromem XXY:

*obustronna hipoplazja jąder,

*obniżony poziom testosteronu,

*degeneracja kanalików plemnikotwórczych o różnym nasileniu,

*opóźniony rozwój somatyczny

-Trisomia XXX u krowy - nosicielki:

*niedorozwój macicy i jajników

*znany przypadek krowy o kariotypie 61,XXX która urodziła buhajka o kariotypie 61XXY

Frymartynizm- najczęstsza przyczyna niepłodności jałówek

-identyfikacja opiera się na stwierdzeniu chimeryzmu komórek krwi

-Chimeryzm chromosomowy 60XX/60XY jest wykrywany w hodowlanych In vitro limfocytach zwierząt pochodzących z mnogich ciąż różnopłciowych.

-Dochodzi do wymiany hormonów i komórek układu krwiotwórczego między rozwijającymi się obok siebie płodami dzięki połączeniom naczyń krwionośnych (anastomozy) błon płodowych bliźniąt.

Diagnozowanie chimeryzmu komórkowego

-analiza grup krwi- identyfikacja cech antygenowych osobnika i bliźniaka,

-ocena polimorfizmu sekwencji mikrosatelitarnych DNA wyizolowanego z komórek krwi,

-Identyfikacja genów sprzężonych z chromosomem Y (np. SRY) lub zlokalizowanych w obu chromosomach płci, ale różniących się obecnością mutacji inaktywującej gen w chromosomie Y (np. gen amelogeniny),

-wykonanie preparatów chromosomowych z hodowli limfocytów

-Jałówka z chimeryzmem XX/XY są bezpłodne na skutek patologicznych zmian w budowie układu rozrodczego

-Zewnętrzne narządy płciowe wykształcone prawidłowo czasami powiększenie łechtaczki

-Pochwa mała czasem ślepo zakończona macica hipo- bądź aplastyczna, gonady często zmaskulinizowane.

Badania cytogenetyczne bydła w Polsce

-SYSA (1976) - pierwsze w Polsce przypadki translokacji robertsonowskie między chromosomami 1 i 29 (dwa buhajki rasy polskiej czerwonej)

-Najczęściej występująca mutacja chromosomowa, notowana głównie u ras o użytkowości mięsnej lub mleczno- mięsnej

-Od 1989 r. badania cytogenetyczne buhajów przewidzianych do użytkowania inseminacyjnego stały się obligatoryjne

-W polskie populacji bydła zidentyfikowano także translokację robertsonowską chromosomów z par 13 i 24

-wystąpiła ona w grupie pięcioraczków rasy czerwono białej

-osobniki te charakteryzowały się również obecnością chimeryzmu komórkowego krwi - formuła kariotypu 59,XY, rob(13;24)/60,XX

-zwierzęta odziedziczyły translokację po matce, nosiciele nieprawidłowości kariotypu, która wykazywała tendencję do spontanicznych poliowulacji.

-Jałówki z grupy badanych pięcioraczków były frymartynami - trwale bezpłodne

-Buhajki wykazywały słabe libido i charakteryzowały się azoospermią, bądź obecnością pojedynczych plemników.

-U buhaja rasy czerwono- białej przypadek fuzji centrycznej dotyczącej chromosomów z pary 5 i 22

-Translokacja robertsonowska klasyfikowana jako dicentryczna - niedawne pochodzenie tej aberracji

Inne stwierdzone mutacje strukturalne to:

*Inwersja pericentryczna chromosomu X u krowy rasy czarno- białej - fenotyp nosicielki i produkcyjność mleczna w normie, niewielkie obniżenie płodności, przypadek obojnactwa w potomstwie

*Izochromosom u buhajka - obecność dwóch linii komórkowych: jednej z prawidłowym kariotypem i drugiej, gdzie wystąpiło 57 akrocentrycznych autosomów, chromosom X i Y oraz duży chromosom metacentryczny o identycznych ramionach - nasienie osobnika odznaczało się słabą jakością, nieprawidłowy chromosom nie został odziedziczony.

-najczęściej występującą aneuploidią chromosomów płci w kariotypie buhajów jest trisomia - 61,XXY -powoduje opóźniony rozwój somatyczny i hipoplazję jąder, brak prawidłowych kanalików nasieniotwórczych i komórek podlegających spermatgeniezie = bezpłodność

-Może występować w postaci czystej (61,XXY), mozaikowej (np.61,XXY/60,XY) lub chimerowej (np.61,XXY/60,XX).

-Odnotowana u różnych ras: czarno-białej, czerwono - białej, polskiej czerwonej, charolaise, holsztyńsko-fryzyjskiej.

-Odnotowane przypadki trisomi XYY u buhajów - mniejsze jądra, ale wysoki poziom testosteronu.

-Występowanie u buhaja rasy holsztyńsko - fryzyjskiej dwóch lini komórkowych - 60,XY i 61,XYY także w hodowlach fibroblastów skóry, komórek śledziony, nerki i płuc (chimeryzm komórkowy).

-Zwierzę charakteryzowało się normalnym wzrostem i dobrze rozwiniętymi narządami płciowymi, ocena nasienia odpowiadała normom przyjętym dla reproduktorów.

Świnia

-Opisano ponad 100 różnych translokacji wzajemnych, które były zaangażowane wszystkie chromosomy płci chromosom X

-W translokacje najczęściej zaangażowane były chromosomy z par: 1, 6, 7, 11, 13, 14, 15 - wyższa częstość pęknięć indukowanych czynnikami mutagennymi

-Zastosowanie techniki malowania chromosomów oraz techniki uzyskiwania wydłużonych chromosomów

Translokacje wzajemne są istotną przyczyną obniżeni płodności świń - zmniejszenie liczby prosiąt w miocie

Translokacje autosom - chromosom X - całkowita bezpłodność knurów spowodowana zatrzymaniem spermatogenezy w procesie I mejozy = azoospermia

Translokacja robertsonowskie chromosomów z par 15 i 17 - nieznaczne obniżenie płodności

Inwersje rzadko notowane

-znany przypadek inwersji 4(p14;q23) u czterech knurów rasy wielkiej białej - brak niekorzystnych skutków fenotypowych

-inne opisane przypadki Inwersji dotyczyły chromosomu 1 i 8

-zidentyfikowane przypadki trisomi 39, XXY oraz tetrasomi 40,XXXY

-badania świń z fenotypowymi cechami obojnaczymi wykazały że czasami towarzyszy temu chimeryzm leukocytarny 38,XX/38,XY

Badania cytogenetyczne świń w Polsce

-zidentyfikowano translokacje wzajemne - powodujące obniżenie płodności:

*t(8;14)(p21;q25) u knura rasy polskiej białej zwisłouchej

*t(7;13)(q13;q46) u lochy rasy duroc

*t(1;5)(q21;q21) u knura rasy polskiej białej zwisłouchej

*t(9;14)(q14;q23) u bezpłodnego knura linii 990

-Inwersja paracentryczna dotycząca krótkiego ramienia chomosomu 8 stwierdzona u loch rasy wielkiej białej polskiej - rozdzielenie obszaru jąderkotwórczego na dwa mniejsze fragmenty; nie stwierdzono obniżenia płodności nosicielki.

-Inwersja pericentryczna dotycząca chromosomu 1 w kariotypie lochy o prawidłowym fenotypie oraz normalnej płodności i plenności

-U loch z objawami obojnactwa częsta obecność prawidłowego kariotypu żeńskiego - 38,XX

-Zespół odwróconej płci (38,XX, brak genu SRY) spowodowany recesywnym genem autosomalnym

-U takich zwierząt zmiany w układzie rozrodczym: powiększenie łechtaczki, połączenie odbytu ze sromem, występowanie macicy, nasieniowodów oraz jąder pozbawionych aktywności spermatogenetycznej

Konie

-Aberracje chromosomowe są jedną z głównych, nieinfekcyjnych przyczyn niepowodzeń w rozrodzie koni

-Zdecydowana większość nieprawidłowości chromosomowych spotykana jest wśród klaczy

- najczęściej notowane są aneuploidie chromosomów płci

-Ok. 50% diagnozowanych na świecie nieprawidłowości kariotypowych stanowi monosomia chromosomu X u klaczy (63,X) w postaci czystej lub mozaikowej (np. 63,X i 64,XX)

-Prawie zawsze stwierdzono bezpłodność połączoną z brakiem rui lub niezauważalnymi jej objawami

-Prawidłowy fenotyp klaczy, w tym prawidłowo rozwinięte narządy płciowe

-Opisane przypadki trisomii chromosomów płci: 65,XXX i 65,XXY oraz kilka przypadków trisomii małych autosomów z par : 23, 26 i 28

-trisomia chromosomów płci zazwyczaj połączona z bezpłodnością, a trisomie autosomów z deformacjami rozwojowymi

-Dotychczas rozpoznano ok. 10% translokacji wzajemnych w tym autosom -X

-Zespół odwróconej płci - klacze z tym defektem mają kariotyp 64,XY lub 64,XX.

-W przypadku obojnactwa z kariotypem męskim duża zmienność zmian budowy zewnętrznych narządów płciowych, od prawidłowego żeńskiego po silnie zmaskulinizowany

-Klacze charakteryzują się dysgenezją gonad i są bezpłodne, bądź ich płodność jest obniżona

-najczęściej spotykane wśród koni czystej krwi arabskiej

-Przypadki obojnaczego rozwoju zwierząt z żeńskim zestawem chromosomów płci (64,XX) - warunkowane nieznanym genem recesywnym i podlegające dziedziczeniu

Badania cytogenetyczne koni w Polsce

Znane przypadki monosomii chromosomu X (63,X) u niepłodnej klaczy czystej krwi arabskiej i trisomii XXY u ogiera rasy zimnokrwistej

Kompleksowe badania cytogenetyczne 244 klaczy kilku ras, niewykazujących objawów rui, które nie mogły się zaźrebić mimo krycia, roniły lub rodziły sporadycznie, wykazały obecność nieprawidłowości chromosomowych u 4% ogólnej liczby klaczy oraz 12,8% w odniesieniu do klaczy całkowicie niepłodnych

Klacze z monosomią chromosomu X nie wykazywały oznak rui, również po podaniu syntetycznego analogu prostaglandyny

Klacze te miały małe jajniki o obniżonej aktywności i tylko śladowe ilości progesteronu, testosteronu i kortyzolu w osoczu krwi przed i po podaniu preparatu luteolitycznego

Charakteryzowały się także nieco niższym wzrostem i mniejszą masą ciała

Wśród klaczy reprezentujących monosomię chromosomu X w układzie mozaikowym (64,XX/63,X) notowano zarówno zwierzęta bezpłodne, jak również takie, u których występował dość regularny cykl płciowy, ale po pierwszej ciąży nie uzyskano już następnych

Fenotypy wszystkich klaczy były prawidłowe

Chimeryzm XX/XY związany jest z ciążami bliźniaczymi

Dotychczas zdiagnozowano przypadki chimeryzmu u klaczy pełnej krwi angielskiej, zimnokrwistej, i klaczy rasy małopolskiej

Chimeryzm limfocytarny 64,XX/64,XY zbadano także u bliźniąt różnopłciowych urodzonych przez klacze konika polskiego, zimnokrwiste, pełnej krwi angielskiej i małopolskie

Klacze ze stwierdzonym chimeryzmem miały prawidłowo rozwinięte narządy rozrodcze i były płodne

Dotychczas zidentyfikowano dwa przypadki odwróconej płci

*1- niepłodna klacz z męskim układem chromosomów płci 64,XY;

*badani molekularne nie ujawniły obecności genuSRY;

*bezpłodność spowodowana dysgenezją gonad

*2- klacz pełnej krwi angielskiej z kariotypem męskim,

*obecny gen SRY

*typowe zachowanie samcze i poziom testosteronu charakterystyczny dla ogierów

Owca i koza

U owiec najczęściej notowane translokacje robertsonowskie dotyczące chromosomów par: 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 22, 24, 25, 26

Większość stwierdzonych translokacji dotyczyła owiec utrzymywanych w Nowej Zelandii

Mogą one byś przyczyną obniżonej płodności

Opisano cztery przypadki translokacji wzajemnych w które były zaangażowane chromosomy z par: 1,2,3, 13, 20, 24- znaczne obniżenie płodności

Zidentyfikowane pojedyncze przypadki delecji i duplikacji

Obserwowano szereg nieprawidłowości związanych z chromosomami płci

Najwięcej przypadków trisomi XXY - tryki z hipoplazją jąder

Opisany przypadek kariotypu mozaikowego 54,XY/54,XYY u tryka z prawidłowo rozwiniętymi zewnętrznymi narządami płciowymi

Monosomia chromosomu X rzadko opisywana, samice z tą nieprawidłowością są bezpłodne

Najczęściej diagnozowaną nieprawidłowością jest chimeryzm limfocytarny 54,XX/ 54,XY u zwierząt pochodzących z ciąż mnogich różnopłciowych

Maskulinizacja układu płciowego frymartynek

Nie wpływa na jakość nasienia i płodności u tryczków

U kóz występują translokacje robertsonowskie w które zaangażowane są chromosomy z par ; 1, 2, 6, 13, 17

nieznaczne obniżenie płodności nosicieli

Pojedyncze przypadki aneuploidii chromosomów płci w układzie mozaikowym : 64,XXXY/65,XXXXY związane z azoospermią oraz 60,XY/60,XdelY/59,X u płodnego koziołka

chimeryzm limfocytarny XX/XY - kozy nosicielki wykazywały cechy frymartynizmu = maskulinizacji układu płciowego

Syndrom PIS - obojnactwo bezrogich kóz z żeńskim kariotypem (60,XX)

Zwierzęta bezrogie są homozygotami dominującymi w locus genu rogatości

Za wadę tą odpowiada delecja fragmentu DNA w pobliżu dwóch genów zaangażowanych w proces różnicowania oraz genu bezrożności

Badania cytogenetyczne owiec i kóz w Polsce

Chimeryzm limfocytarny 54,XX/54,XY u Jarek z ciąż bliźniaczych i mnogich różnopłciowych

Wysoki odsetek u owiec wysokoplennej rasy booroola

Samice z objawami obojnactwa będące frymartynkami miały zewnętrznie żeńskie narządy płciowe z powiększoną łechtaczkę, charakteryzowały się brakiem oznak rui i posiadały wykształcone rogi, które są niespotykane u samic tej rasy

Silna maskulinizacja wewnętrznych układów rozrodczych z wieloma nieprawidłowościami

U tryczków z chimeryzmem stwierdzono normalny fenotyp z dobrze wykształconymi zewnętrznymi narządami płciowymi, normalny popęd i odruchy płciowe

Podstawowe parametry nasienia nie wykazywały negatywnego wpływu chimeryzmu

W grupie niepłodnych kóz pochodzących z ciąż bliźniaczych różnopłciowych stwierdzono prawie 10% zwierząt z chimeryzmem 60,XX/60,XY.

Analiza obojnaczych bezrogich zwierząt ujawniła że wszystkie miały kariotyp żeński (60,XX) i nie posiadały genu SRY - szeroki zakres zmian w budowie układu płciowego ( jądra bez aktywność spermatogenetycznej, jajniko -jądra hipoplastyczna macica z towarzyszącymi nasieniowodami)

Pies

Spośród aneuploidii chromosomów płci najczęściej stwierdzona trisomia XXY oraz monosomia chromosomu X

Obie aberracje występowały albo w układzie czystym (77,X lub79,XXY) albo mozaikowym (78,XX/77,X lub 78,XX/79,XXY)

Rzadziej opisywane przypadki samic z trisomią (79,XXX) lub chimeryzmem limfocytnym XX/XY

Opisane fuzje centryczne w które zaangażowane były chromosomy z par: 1, 8, 14, 21 i 33 oraz inne małe autosomy których nieudało się jednoznacznie zidentyfikować

Jedna opisana translokacja wzajemna typu X- autosom suki z kariotypem 78,XY/78,XY t(X; autosom) -przyczyna odwrócenia płci

Często spotykane obojnactwo - zespół odwróconej płci zwierząt o fenotypie samczym z żeńskim kariotypem brakiem genu SRY - zewnętrzne narządy płciowe zmaskulinizowane, jajniko- jądra lub dysgenetyczne jądra= bezpłodność

Badania cytogenetyczne psów w Polsce

Trisomia 79,XXX u bezpłodnej suki wykazującej nadmierną bojaźliwość i wrodzone braki w uzębieniu

Przypadki mozaicyzmu 78,XX/77,X wykryte za pomocą techniki malowania chromosomów

Fuzje centryczne: kariotyp chimerowy 78,XX/77,XX+Rb u suki; 77,XX der (8;14)(q10;q10)

przypadki zespołu odwróconej płci u szczeniąt owczarka niemieckiego -kariotyp 78,XX i brak genu SRY oraz niepłodnej dorosłej jamniczki - kariotyp 78,XY i obecność genu SRY

Lis pospolity, lis polarny i jenot chiński

Polimorfizm chromosomowy

W kariotypie lisa pospolitego i jenota chińskiego występują chromosomy B

U lisa polarnego szeroko rozprzestrzeniona translokacja robertsonowska chromosomów z pary 23 i 24

Kury, gęsi i indyk

Kariotyp kury : 9 par makrochromosomów ( w tym jedna para chromosomów płci (ZZ samiec lub ZW samica) oraz 30 par mikrochromosomów

Triploidia 3A ZZW u interseksualnego kurczęcia

Liczne przypadki chimeryzmu/ mozaicyzmu 1A/2A, 2A/3A, 1A/2A/3A

Triploidia 3A,ZWW- zamieralność przed wylęgiem.

Haploidia letalna - haploidalne zarodki 1A,Z tylko we wczesnym okresie rozwoju embrionalnego

Większość translokacji i inwersji indukowanych promieniami X lib mutagenami chemicznymi - wpływ na procent zapłodnionych jaj i wylęgowość

Kura, gęś i indyk

U nosicieli inwersji pericentrycznej w chromosomie drugiej pary wiele wad kości kończyn, zniekształcenia i redukcje kości śródręcza i śródstopia, dodatkowe lub połączone kość palców

Badania cytogenetyczne kur, gęsi i indyków w Polsce

U kur ras nieśnych RIR, Pb, Sx, Zk i Zk w stadach zachowawczych stwierdzono 3% zarodków z nieprawidłowościami chromosomowymi

Większość to hiploidalno - diploidalny chimeryzm (1A,Z/2A,ZZ; 1A,Z/2A,ZW)

Druga liczna grupa zarodków to zarodki haploidalne 1A,Z (Sx i Zk)

Triploidalne zarodki 3A,ZZW (Zk i Źk)

Zarodki monosomiczne z brakiem chromosomu w parze 1 lub 3 (ZK)

Triploidalność nie zawsze jest letalna

Dorosłe osobniki pod względem fenotypu i ekspresji genów nie różnią się od diploidalnych, są jednak niepłodne

Fenotyp i płodność kur z chimeryzmem diploidalno- triploidalnym zależy od składu chromosomów płci i stosunku komórek diploidalnych do triploidalnych

Mozaikowatość diploidalno - tetraploidalna (2A/4A) - nie stwierdzono wpływu na fenotyp

Stwierdzono przypadki aneuploidii (2A, ZZ-4, 2A, ZW-3), translokacji (2A,ZW, t/4;6) i tetraploidii (4A,ZZZZ) tylko w zrodkach

---