Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
TYPY CHROMOSOMOVÝCH ABERACÍ
- VYŠETŘENÍ VROZENÝCH CHROMOSOMOVÝCH
ABERACÍ – prenatální a postnatální vyšetření
- VYŠETŘENÍ ZÍSKANÝCH CHROMOSOMOVÝCH
ABERACÍ (vznikajících v důsledku působení mutagenních
faktorů prostředí na člověka) – postnatální vyšetření
- VYŠETŘENÍ ZÍSKANÝCH CHROMOSOMOVÝCH
ABERACÍ (u onkologických onemocnění)
vyšetření z kostní dřeně a tkáně solidních tumorů
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
vrozené patologické změny v karyotypu
VYŠETŘENÍ KARYOTYPU
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
Postnatální stanovení karyotypu
(ověřujeme přítomnost / nepřítomnost
VCA u dětí a dospělých)
- odběr periferní krve dětí a dospělých
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
Klinické indikace
k postnatálnímu stanovení
karyotypu
• problémy časného růstu a vývoje
neprospívání, opoždění vývoje, dysmorfická facies, mnohočetné
malformace, malá postava, obojetný genitál, mentální retardace
• narození mrtvého plodu a úmrtí novorozence
výskyt chromosomových abnormalit je vyšší u případů narození
mrtvého plodu (téměř 10%) než u živě narozených dětí (asi
0,7%), zvýšený výskyt také u dětí, které umírají v
novorozeneckém období (okolo 10%)
• problémy s fertilitou
ženy s amenoreou, infertilní páry, opakované spontánní aborty,
partneři před IVF
• rodinná anamnéza
známá nebo suspektní chromosomová abnormalita u příbuzných
• dárci gamet, děti k adopci
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
Prenatální stanovení karyotypu
(ověřujeme přítomnost /
nepřítomnost VCA u plodu)
invazivní metody vyšetření karyotypu plodu:
- odběr plodové vody (amniocentéza, AMC) – klasická 16.-20.t.g.
- odběr krve plodu z pupečníku (kordocentéza, CC) – po 20. t.g.
- biopsie choriových klků (CVS) – časná CVS – 11. – 14. t.g.
- pozdní CVS – II. a III. trimestr
(placentocentéza)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
Klinické indikace
k prenatálnímu stanovení
karyotypu (VCA)
invazivní metody vyšetření karyotypu plodu – při vyšším riziku narození dítěte
s VCA
- patologické hodnoty biochemických markerů (screening II., event. I. trimestru)
- VVV nalezené na UZ
- balancovaná VCA u rodičů
- výskyt VCA v rodině
- předchozí porod dítěte s VCA
- věk matky – 35 let v roce porodu – pouze vyšší věk není indikací k vyšetření
- věk otce – nad 40 let (riziko vyššího výskytu monogenních chorob) - -II-
součet věku rodičů – nad 70 let - pouze vyšší věk není indikací k vyšetření
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
• významně se podílejí na mnoha případech poruch reprodukce,
vrozených malformací, mentálních retardací, vývojových vad
• cytogenetické poruchy jsou přítomny přibližně u 0,6% živě
narozených dětí
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
CHROMOSOMOVÉ ABNORMALITY
(ABERACE)
• vrozené chromosomové aberace (VCA)
(vyšetření karyotypu) – početní
- strukturní
prenatální a postnatální stanovení karyotypu
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
• abnormality počtu chromosomů
- polyploidie – abnormality počtu chromosomových sad
- počet chromosomů v jádrech somatických buněk
je více než dvojnásobkem haploidního počtu (n = 23)
(triploidie 3n= 69, tetraploidie 4n = 92)
většinou pouze u plodů (samovolné aborty)
- aneuploidie – nejčastější a klinicky velmi významný
typ chromosomových poruch
- abnormality počtu chromosomů v páru
- tento stav je vždy spojen s poruchou
fyzického nebo mentálního vývoje
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu chromosomů
aneuploidie
• trisomie – nejčastější porucha
(přítomnost nadbytečného chromosomu v páru)
- trisomie autosomů (trisomie celého chromosomu je jen vzácně slučitelná
se životem)
- Downův syndrom 47,XX,+21 47,XY, +21
- Edwardsův syndrom 47,XX,+18 47,XY, +18
- Patauův syndrom 47,XX, +13 47,XY, +13
- syndrom Rethore 47,XY, +9 47,XY,+9
- Warkanyho syndrom 47,XX,+8/46,XX nebo
47,XY,+8/46,XY - vždy v mozaice
- trisomie gonosomů (fenotypové důsledky jsou méně
závažné než u trisomie autosomů)
- Klinefelterův syndrom 47,XXY (muž)
- další syndromy
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu autosomů
Downův syndrom 47, XX, +21 – volná trisomie
Obr. 1 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu autosomů
Edwardsův syndrom 47,XY,+18
Obr. 2 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu autosomů
Patauův syndrom 47,XY,+13
Obr. 3 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu autosomů
syndrom Rethore 47,XY,+9
Obr. 4 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu autosomů
Warkanyho syndrom 47,XX,+8/46,XX
vždy v mozaice
Obr. 5 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu gonosomů
Klinefelterův syndrom 47,XXY
Obr. 6 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu gonosomů
méně časté nálezy
aberace gonosomů jsou tolerovány
lépe než podobné aberace u autosomů
(týká se početních i strukturních aberací)
47,XXX 47,XYY
48,XXYY
Obr. 7 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu chromosomů
aneuploidie
• monosomie – méně častá porucha
(chybění chromosomu v páru)
- monosomie gonosomu X (Turnerův syndrom)
45,X (žena)
častý výskyt
- monosomie autosomů – výjimečně se vyskytující
porucha, slučitelná se životem jen u některých
chromosomů a to v mozaice (v těle jedince mohou
být přítomny 2 nebo více buněčné linie s různou
chromosomovou sestavou, např. linie normální
s linií s monosomií chromosomu č.18)
45,XX,-18[10]/46,XX,r(18)[190]
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
abnormality počtu gonosomů
Turnerův syndrom 45,X
Obr. 8 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VZNIK POČETNÍCH ABERACÍ DE
NOVO -PORUCHY V MEIÓZE
• meiotická nondisjunkce - porucha rozchodu páru chromosomů
v anafázi meiózy I nebo II (většinou v průběhu meiózy I)
• důsledkem nondisjunkce je aneuploidie – abnormální počet chromosomů
v chromosomovém páru v karyotypu - absence chromosomu nebo
přítomnost nadbytečného chromosomu
• oba chromosomy v páru v anafázi meiotického dělení přemístí
ke stejnému pólu místo aby segregovaly k opačným pólům dělícího
vřeténka
• nejčastější mutační mechanismus našeho druhu
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
MEIÓZA
• typ buněčného dělení, při kterém
z diploidních zárodečných buněk
(primárních oocytů a primárních
spermatocytů) vznikají haploidní
gamety
z 1 diploidní zárodečné buňky
vzniknou 4 haploidní gamety
Obr. 9 (Nussbaum, 2004)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
MEIÓZA
Obr. 10 (Nussbaum, 2004), upraveno
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
PORUCHY ROZCHODU CHROMOSOMŮ
V MEIÓZE
Obr. 11 (Nussbaum, 2004)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
• méně časté než aneuploidie
• změna struktury chromosomů (autosomů i gonosomů)
• podmínkou je vznik zlomů na chromosomech
• metodami klasické cytogenetiky (ve světelném mikroskopu) lze na
chromosomech rozlišit pouze strukturní změny
o určité velikosti (>5-10Mb)
• změny menší lze detekovat metodami s vyšší rozlišovací schopností
– metodami molekulární cytogenetiky
• strukturní aberace vznikají buď v souvislosti s opravou zlomů na
chromosomech (interchromosomové přestavby) nebo v důsledku
nerovnoměrného crossing-overu (delece, duplikace –
intrachromosomové změny)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
• translokace – nejčastější ze strukturních aberací
(výskyt možný u všech chromosomů),
předpokladem je vznik dvou zlomů,
každý na jednom chromosomu
reciproké translokace –
výměny chromosomových segmentů
mezi dvěma, zpravidla nehomologními,
chromosomy
robertsonovské translokace –
2 akrocentrické chromosomy
fúzují v oblasti centromery
a ztrácejí svá krátká
raménka (ztráta nemá vliv na
fenotyp), vznik zlomů v oblasti centromery
reciproké translokace
se vyskytují s frekvencí
přibližně 1:600 novorozenců
Obr. 12 Schemata přestaveb
(Nussbaum, 2004)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
reciproká translokace t(1;15)
výměna koncových úseků chromosomů
Obr. 13
Vzory chromosomů s G – pruhy (ISCN 1995)
Chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
reciproká translokace t(1;15)
46,XX,t(1;15)(q12;q22)
Obr. 14 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
robertsonovská translokace der(13;14)
(derivovaný chromosom)
Obr. 15 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
robertsonovská translokace
45,XX,der(13;14)(q10;q10) Obr. 16 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
translokační forma Downova syndromu
45,XX,der(21;21)(q10;q10) 46,XY,der(21;21)(q10;q10),+21
fenotyp normální
potomekrodič
postižený
Obr. 17 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
translokační forma Downova syndromu
45,XX,der(14;21)(q10;q10) 46,XY,der(14;21)(q10;q10),+21
potomekrodič
Obr. 18 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
• inverze – na jednom chromosomu vzniknou 2 zlomy, segment
mezi nimi se otočí o 180° a opět se začlení
do chromosomu
paracentrická inverze –
oba zlomy jsou na stejném raménku,
úsek nezahrnuje centromeru
pericentrická inverze –
na každém raménku je jeden zlom,
invertovaný úsek zahrnuje
centromeru
(změna polohy centromery – změna
morfologie chromosomu)
Obr. 19 Schemata přestavby
(Nussbaum, 2004)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
pericentrická inverze inv(8)
Obr. 20
Vzory chromosomů s G-pruhy (ISCN 1995)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
46,XX,inv(8)(p23.1q23) Obr. 21 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
46,X,inv(Y)
souvislost s poruchami fertility
u mužů
Obr. 22 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
paracentrická inverze inv(1)
Obr. 23
Vzory chromosomů s G-pruhy (ISCN 1995)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
46,XX,inv(1)(q21q32) Obr. 24 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
• delece – vznik zlomů a ztráta úseku chromosomu,
který způsobuje vznik nebalancovaného karyotypu
(parciální monosomie) – na 1 chromosomu v páru úsek
přítomen je, na druhém chybí
terminální delece –vznik jednoho zlomu,
ztráta koncového úseku chromosomu
intersticiální delece –vznik dvou zlomů,
ztráta segmentu uloženého mezi
centromerou a terminální částí
incidence cytogeneticky pozorovatelných delecí
je asi 1:700 živě narozených dětí
Obr. 25 Schemata přestavby
(Nussbaum, 2004)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
terminální delece del (5)(pter)
syndrom Cri du chat (syndrom kočičího křiku)
Obr. 26
Vzory chromosomů s G-pruhy (ISCN 1995)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
delece
46,XX,del(5)(p14.1) Obr. 27 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
delece
další důležité deleční syndromy:
- Wolf – Hirschhornův syndrom – 46,XX,del(4p) / 46,XY,del(4p)
delece části 4p
- De Grouchy syndrom – 46,XX,del(18p) / 46,XY,del(18p)
delece části 18p nebo celého 18p
(nebo i části 18q)
některé delece nemusí souviset s fenotypem, který
je zařazen do kategorie syndrom (málo častý výskyt)
Obr. 28
Vzory chromosomů s G-pruhy (ISCN 1995)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
delece
delece Y – často souvisí se sterilitou u mužů
mohou být i mikrodelece
(nelze nalézt metodami klasické
cytogenetiky) – delece
oblastí AZF na Yq
Obr. 29 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
delece
46,XX,del(Xp)
fenotyp podobný Turnerovu syndromu
(klíčový význam – chybění Xp)
Obr. 30 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
• inzerce – nereciproký typ translokace
- segment z jednoho chromosomu je odstraněn
a vložen do jiného chromosomu buď ve své
původní orientaci nebo opačné
- k jejich vzniku jsou potřeba 3 body zlomu, 2 na
jednom chromosomu a 1 na druhém
- jsou poměrně vzácné (1:80000)
- hrozí vznik nebalancovaných gamet a narození
abnormálních potomků
Obr. 31 Schema přestavby
(Nussbaum, 2004)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
inzerce
inzerce úseku chromosomu č. 14 do chromosomu č. 6
karyotyp probanda
46,XY,ins (6;14), de novo
Obr. 32
Vzory chromosomů s G-pruhy (ISCN 1995)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
inzerce
46,XY,ins(6;14)(p24;q13q22) Obr. 33 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
• duplikace – nadbytečný chromosomový segment, který
způsobuje vznik nebalancovaného karyotypu
(parciální trisomie)
- bývají méně nebezpečné než delece
duplikace segmentu
dup(6)
Obr. 34
Vzory chromosomů s G-pruhy (ISCN 1995)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
duplikace
46,XX,dup(6)(q22q23) Obr. 35 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
neobvyklé typy chromosomů
marker chromosomy
– malé chromosomy (s centromerou),
často v mozaice, obtížně identifikovatelné
(mohou být vrozené nebo kultivačního původu)
kruhové chromosomy
(ring chromosomy)
– na obou koncích chromosomu
vzniknou zlomy, dojde ke
ztrátě koncových úseků, zbytek
chromosomu se spojí
- jsou poměrně vzácné, ale byly zjištěny
u všech lidských chromosomů
marker chromosomy představují
nadbytečný genetický materiál v karyotypu
Kruhový chromosom
Obr. 36
Schema přestavby (Nussbaum, 2004)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG
FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
ring chromosom
46,XX,r(18) Obr. 37 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
marker chromosom
47,XX,+mar Obr. 38 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
neobvyklé typy chromosomů
• izochromosomy –
metacentrické chromosomy,
jejichž 1 raménko chybí a druhé
je duplikováno (parciální
monosomie 1 raménka
a parciální trisomie
2. raménka)
podstata tvorby izochromosomu není
přesně známa, jsou popsány alespoň 2
mechanismy:
- porucha dělení centromery (příčné),
následné dosyntetizování celého
raménka v S fázi buněčného cyklu
- výměna celého raménka
Obr. 39 (Dokumentace OLG FN Brno)
Obr. 40 (Therman, 1993)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
izochromosom
46,X,i(Xq)
fenotyp podobný Turnerovu syndromu
(klíčový význam – chybění Xp)
Obr. 41 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
izochromosom
46,X,i(Xq),i(Xq)
Obr. 42 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
neobvyklé typy chromosomů
• dicentrické chromosomy
(robertsonovská translokace)
- na dvou chromosomech dojde
ke zlomu
- vznikne dicentrický chromosom
fúzí úseků s centromerou
a acentrický fragment
spojením úseků bez centromery
(satelity akrocentrických chromosomů
se obvykle z mitózy ztratí)
• dicentrické chromosomy
(izochromosomy)
viz mechanismus vzniku izochromosomů
robertsonovské translokace, izochromosomy
idic (Xq)
dic (13;14)
Obr. 43
Schema přestavby (Nussbaum, 2004)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
dicentrický chromosom
46,XY,dic(13;14)(q11;q11) 46,X,idic(Xq)
Obr. 44 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
derivovaný chromosom
• robertsonovská translokace
• chromosom u nebalancovaného potomka rodičů – nositelů
balancované přestavby
• chromosom se změněnou strukturou oproti normě
karyotyp matky
46,XX,t(16;21)
dítě s nebalancovaným
karyotypem
46,XY,der(21)t(16;21)mat
46,X,der(Y)
Yq
Yq
45,XX,der(13;14)
Obr. 45
Vzory chromosomů s G-pruhy (ISCN 1995)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
karyotyp balancovaný/nebalancovaný
strukturní aberace
balancovaný karyotyp– genetický materiál v buněčném jádře
nechybí ani nepřebývá, ale může být jinak
organizován (přestavby)
nebalancovaný karyotyp – genetický materiál v buněčném jádře
- chybí i přebývá
- nebo pouze chybí či pouze přebývá
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
karyotyp balancovaný/nebalancovaný
strukturní aberace
nebalancovaný genetický materiál –
u potomků rodičů s balancovanou chromosomovou přestavbou
nebalancovaný genetický materiál je možné zdědit
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA) - příklady
strukturní změny – balancované přestavby
– např. reciproká translokace
balancovaný karyotyp
46,XY,t(5;19)(q15;p12)
nositelé vrozených balancovaných přestaveb většinou nemají žádné změny fenotypu
Obr. 47 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní změny – vztah mezi balancovanou
a zděděnou formou nebalancované přestavby
– přenos na potomky
- reciproká translokace, inverze
• translokace a pericentrické inverze u svých nositelů většinou
nezpůsobují abnormální fenotyp
• vysoké riziko vzniku nebalancovaných gamet – samovolné aborty
• narození postižených dětí (nebalancovaný karyotyp - parciální
monosomie jednoho a parciální trisomie druhého chromosomu)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní přestavby
translokace a inverze
schemata vzniku gamet s balancovanou a nebalancovanou chromosomovou sestavou
u nosičů balancovaných přestaveb – reciproké translokace a inverze
Obr. 48 Schemata (Nussbaum, 2004)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní změny – vztah mezi balancovanou
a zděděnou formou nebalancované přestavby
– přenos na potomky
- reciproká translokace, inverze
možné typy gamet rodiče s balancovanou translokací :
- bez přestavby (normální haploidní sada chromosomů)
- s balancovanou přestavbou (oba translokované chromosomy)
- s nebalancovanou přestavbou (1 část translokace - chybí část
jednoho chromosomu, přebývá část druhého chromosomu) !!!!!!!!!!!!
zygota (embryo), při jejichž vzniku se uplatnila gameta :
- s normální chromosomovou sestavou:
velká pravděpodobnost narození zdravého potomka, který nenese balancovanou přestavbu v karyotypu
- s balancovanou přestavbou
lze očekávat narození zdravého potomka – nosiče balancované přestavby
- s nebalancovaným genetickým materiálem:
parciální monosomie jednoho, parciální trisomie druhého chromosomu –
postižený potomek nebo samovolný abort
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní změny
– např. translokace - derivovaný chromosom
vztah mezi balancovaným karyotypem
a zděděnou formou nebalancovaného karyotypu
postižený potomek
s nebalancovaným karyotypem
46,XY,der(21)t(16;21)mat
nebalancovaný karyotyp (parciální monosomie jednoho a parciální trisomie
druhého chromosomu) – potomek rodiče – nositele balancované translokace
matka s balancovanou
přestavbou v karyotypu
46,XX,t(16;21)
chromosomy, které se
zúčastnily translokacederivovaný chromosom 21, pochází z translokace
u matky (parciální monosomie – chybění
části chromosomu 21, parciální trisomie - nadbytek
části chromosomu 16)
Obr. 49
Vzory chromosomů s G-pruhy (ISCN 1995)
Reálné chromosomy (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
46,XX,t(16;21)(q22;q22.1) 46,XY,der(21)t(16;21)(q22;q22.1)mat
rodič potomek
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní změny
– např. translokace - derivovaný chromosom
vztah mezi balancovaným karyotypem
a zděděnou formou nebalancovaného karyotypu
Obr. 50 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
karyotyp balancovaný/nebalancovaný
strukturní aberace
nebalancovaný genetický materiál – vznik de novo
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
strukturní změny – nebalancované aberace
– např. koncová delece de novo
46,XX,del(5)(p14.1)
syndrom Cri du Chat
G-pruhování chromosomů (klasická cytogenetika)
potomek rodičů s normálním karyotypem
Obr. 51 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS
• má – li osoba chromosomovou abnormalitu, bývá většinou aberace přítomna
ve všech jejích buňkách
• mozaicismus = v těle jedince jsou přítomny 2 nebo více linie buněk s
odlišnou chromosomovou konstitucí
- nejčastější výskyt mozaiky gonosomů (často poruchy fertility)
45,X[6]/47,XXX[4]/46,XX[190]
- mozaika autosomů
- Downův syndrom v mozaice s normálním karyotypem
47,XY,+21[172]/46,XY[28]
• ve formě mozaiky mohou být přítomny numerické aberace i strukturní
přestavby, početní se vyskytují výrazně častěji
• nejčastější příčinou mozaicismu je nondisjunkce v časném
postzygotickém mitotickém dělení (např. ztráta chromosomu č.21
z buňky zygoty s trisomií tohoto chromosomu)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
DEFINICE MOZAIKY
Jedinec nebo tkáň obsahuje 2 nebo více buněčných
klonů s odlišným karyotypem pocházejících z jediné
zygoty, které vznikly v důsledku nondisjunkce
při mitotickém dělení.
(Chiméra – buňky jedince pocházejí z více zygot.)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
45,X[6]/46,XX[194]
Karyotyp vyšetřujeme metodou analýzy chromosomů s G – pruhy. Při nálezu alespoň 1 mitózy s abnormálním
počtem gonosomů materiál vyšetříme metodou I-FISH (analýza interfázních jader) za použití sond pro gonosomy.
Touto metodou stanovíme zastoupení patologické linie v karyotypu vyšetřované tkáně.
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS - gonosomy
3% = hraniční patologický nález
Obr. 52 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS - gonosomy
45,X[6]/46,XX[194]
vyšetření % zastoupení jednotlivých linií buněk v periferní krvi
pacientky metodou FISH z interfázních jader
(3% zastoupení buněčné linie 45,X)
1 signál
(přítomen
1 chromosom X
(1 centromera)
v jádře buňky)
2 signály (přítomny
2 chromosomy X
(2 centromery)
v jádře T-lymfocytu)
Obr. 53 (Dokumentace OLG FN Brno)
Při vyšetření použita
centromerická sonda
chromosomu X
(cep X)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS – kombinace početní a strukturní aberace
12 letý pacient s diagnózou malý vzrůst
buněčná linie 46,X,r(Y)?
Obr. 54 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS – kombinace početní a strukturní aberace
buněčná linie 46,X,mar(Y)?
Obr. 55 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS – kombinace početní a strukturní aberace
buněčná linie 46,X,t(Y;9)(p11?;q12?)
t(Y;?), přítomna oblast SRY
buněčná linie
Obr. 56 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS – kombinace početní a strukturní aberace
buněčná linie 45,X Obr. 57 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS – kombinace početní a strukturní aberace
Karyotyp – chromosomy s G - pruhy:
46,X,r(Y)?[5]/46,X,t(Y;9)(p11.32?;q12?)[4]/45,X[1]
Nálezy metodou FISH:
Vyšetření na interfázních jádrech:
XY [120]
X [70]
Vyšetření na mitózách:
t(Y;?), přítomna oblast SRY [26]
X + marker z chromosomu Y, oblast SRY přítomna [17]
X [7]
složitý zápis i interpretace složitých karyotypů v mozaice
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS - význam
• je obtížné posoudit význam nálezu mozaiky
- záleží na typu chromosomové abnormality
- význam má % zastoupení linie s patologickým karyotypem
- % zastoupení jednotlivých buněčných linií může být v různých
tkáních rozdílné (vyšetření z periferní krve, stěru z bukální sliznice
pro ověření a porovnání)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS – prenatální diagnostika
AMC – odběr plodové vody
– přítomnost pravého mozaicismu u plodu (v těle plodu jsou přítomny 2 nebo více
buněčných linií, jejichž karyotyp je odlišný) např. 47,XX,+21 [35] / 46,XX [65]
– riziko vzniku pseudomozaiky kultivačního původu (kultivační artefakt)
(např. přítomnost nadbytečného chromosomu nebo strukturní přestavby v 1 mitóze)
vyloučení kultivačního artefaktu - kultivace 2 paralelních kultur z AMC
- opakovaný odběr (AMC, CVS)
- riziko kontaminace mateřskou krví při odběru - po kultivaci nemůže ovlivnit výsledek
karyotypu plodu, protože buňky mateřské krve se nenakultivují v médiu specifickém pro
kožní fibroblasty, (ale může ovlivnit výsledek analýzy metodou PCR – izolovaná DNA
je směsí DNA kožních fibroblastů plodu a krevních buněk matky)
- riziko kontaminace mateřskou tkání při odběru – může ovlivnit výsledek karyotypu
plodu, kožní fibroblasty matky i plodu podléhají kultivaci
mozaicismus - přítomnost 2 nebo více buněčných linií ve vyšetřované tkáni, které
se liší karyotypem - NE VŽDY SE JEDNÁ O PRAVÝ MOZAICISMUS
INVAZIVNÍ METODY PRENATÁLNÍ DIAGNOSTIKY
analýza buněk plodu
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS – prenatální diagnostika
– pravý mozaicismus – rozdílný karyotyp u embrya a v extraembryonální tkáni
(kromě toho jak u plodu, tak v klcích, může být karyotyp s pravou mozaikou nebo bez
mozaiky)
- riziko vzniku pseudomozaiky kultivačního původu hrozí u dlouhodobě kultivovaných
vzorků
- při dlouhodobé kultivaci existuje riziko vzniku pseudomozaiky způsobené kontaminací
mateřskou tkání (pouze u plodů ženského pohlaví) – prevence – pečlivé oddělení mateřské
tkáně před kultivací
- kontaminace mateřskou krví pro cytogenetické vyšetření nevadí (buňky krve
se nenakultivují za podmínek kultivace choriových klků); pro molekulárně genetické
vyšetření je kontaminace krví matky na závadu – izolujeme DNA současně z krve i klků
– směs DNA plodu a matky)
Přibližně 2% vyšetření vzorků z CVS přinášejí nejednoznačný výsledek v důsledku chromosomového mozaicismu
(zahrnuje pravý mozaicismus a pseudomozaicismus). V těchto případech je pro potvrzení případné chromosomové
aberace doporučeno indikovat AMC.
INVAZIVNÍ METODY PRENATÁLNÍ DIAGNOSTIKY
CVS - biopsie choriových klků (chorionic villi sampling)
analýza extraembryonální tkáně (plodový obal chorion)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VROZENÉ CHROMOSOMOVÉ
ABERACE (VCA)
MOZAICISMUS – prenatální diagnostika
– je možný rozdílný nález karyotypu embrya a extraembryonální tkáně
- riziko, že placenta má normální karyotyp a plod trisomii je minimální
- sporné nálezy jsou potvrzovány AMC
placentární mozaicismus –
možný zdroj falešně
pozitivních výsledků
pravý mozaicismus u choriových klků
Obr. 58 (Nussbaum, 2004)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VZNIK MOZAIKY
(vždy de novo, nedědí se)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
M fáze buněčného cyklu = MITÓZA
postupná kondenzace chromatinu až do maxima
v metafázi, vznik chromosomů (chromosomy tvořeny
dvěma chromatidami)
oddělení sesterských chromatid v centromeře v anafázi
(chromosomů je dvojnásobný počet a jsou tvořeny
jednou chromatidou) – podélné dělení centromery
segregace dceřinných chromatid (samostatných
chromosomů), pohybují se k protilehlým pólům buňky
VZNIK MOZAICISMU - SESTERSKÉ CHROMATIDY
SE NEROZEJDOU K OPAČNÝM PÓLŮM
(abnormální rozchod, mitotická nondisjunkce)
mitóza je dokončena cytokinezí - rozdělením cytoplazmy
původně mateřské buňky za vzniku dvou dceřinných
buněk, jejichž jádra obsahují stejnou genetickou výbavu
jako buňka mateřská (dělení buňky)
rozchod dceřinných
chromatid v anafázi mitózy
MITÓZA (proces dělení somatických buněk)
Obr. 60 (Alberts, 1986)
Obr. 59 (Nussbaum, 2004)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
ROZESTUP SESTERSKÝCH
CHROMATID V ANAFÁZI MITÓZY
M fáze = MITÓZA
chromosomy během metafáze a anafáze mitózy
průběh rozchodu chromatid
metafázní
dvouchromatidový
chromosom
dva
jednochromatidové
chromosomy
Obr. 61 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
CHROMOSOMY V PÁRU
(HOMOLOGNÍ CHROMOSOMY)
• jeden chromosom pochází od jednoho, druhý od druhého rodiče
• abnormalita s klinickými důsledky (postižení jedince) –
chromosomy v páru jsou zděděny od 1 rodiče (uniparentální
disomie) – abnormalitu nelze prokázat vyšetřením karyotypu,
ale molekulárně genetickými metodami
Obr. 62 (Dokumentace OLG FN Brno)
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
UNIPARENTÁLNÍ DISOMIE (UPD)
klinický význam
chromosomy v páru zděděny od stejného rodiče
genomový imprinting
– existují rozdíly v genové expresi mezi alelami, které se nacházejí na chromosomech, zděděných od otce
a od matky – jsou důsledkem genomového imprintingu (metylace chromatinu, různý metylační vzor
na chromosomu mateřského a otcovského původu, dochází k ovlivnění exprese genů, nedochází ke změně
sekvence DNA) – genová exprese párových chromosomů se vzájemně doplňuje, společně se podílejí
na vzniku normálního fenotypu jedince
- párové chromosomy pocházejí od stejného rodiče – mají stejný metylační vzor – abnormální fenotyp (např.
syndrom Prader Willi / Angelman, chromosom 15 – uniparentální disomie simuluje mikrodeleční syndrom,
geny se neexprimují buď v důsledku chybění oblasti (delece) nebo zametylování (inaktivace) stejné oblasti
na obou párových chromosomech – chybí funkční (nezametylovaná) alela od druhého rodiče)
- imprinting je reverzibilní – v germinální linii v procesu vzniku gamet dochází ke změně imprintingu – podle
pohlaví rodiče
mechanismy vzniku – „trisomy rescue“ (ztráta nadbytečného chromosomu v buňkách
embrya), „monosomy rescue“ (duplikace přítomného chromosomu)
nemendelovská dědičnost
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
VÝZNAM VYŠETŘENÍ VCA
- objasnit příčinu zdravotních potíží pacienta
- stanovit prognózu onemocnění, nabídnout pacientovi možnosti léčby a péče
- prevence výskytu vrozených chromosomových aberací v rodině
VCA léčbou nevymizí
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
Doporučená literatura
1) Nussbaum R.L., McInnes R.R., Willard H.F.: Klinická
genetika, Triton, 6. vydání, 2004, ISBN 80-7254-475-6
Vytvořilo Oddělení lékařské genetiky FN Brno
Použitá literatura
1) Balíček P.: Pericentrické inverze lidských chromozómů a jejich rizika. Časopis lékařů
českých, 140, 2001, č.2
2) Balíček P.: Paracentrické inverze lidských chromozómů a jejich rizika. Časopis lékařů
českých, 143, 2004, č.1
3) ISCN 1995, Mitelman (ed), S. Karger, Basel 1995, ISBN 3-8055-6226-8
4) Kotzot D.: Complex and segmental uniparental disomy (UPD): review amd lessons from
rare chromosomal complements. J Med Genet 2001;38:497-507
5) Nussbaum R.L., McInnes R.R., Willard H.F.: Klinická genetika, Triton, 6. vydání, 2004,
ISBN 80-7254-475-6
6) Vargas M.T., Fernández-Novoa M.C.: Balanced reciprocal translocation mosaicism:
clinical implications. Two new cases.Genetic Counseling, Vol. 12, No 3, 2001, pp.
269-271
1) Alberts a kol.: Molekulární biologie buňky, překlad do ruského jazyka, „Mir“ 1986
2) ISCN 1995, Mitelman (ed), S. Karger, Basel 1995, ISBN 3-8055-6226-8
3) Nussbaum R.L., McInnes R.R., Willard H.F.: Klinická genetika, Triton, 6. vydání, 2004,
ISBN 80-7254-475-6
4) Therman E., Susman M.: Human Chromosomes, Structure, Behavior, and Effects,
Springer – Verlag, Third edition, 1993, ISBN 0-387-97871-2
Text:
Obrázky: