Cytogenetika loveka i
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 51

Cytogenetika človeka I PowerPoint PPT Presentation


  • 167 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Cytogenetika človeka I. zaoberá sa štúdiom chromozómov (ich počtom, morfológiou, segregáciou) za normálnych a patologických podmienok a koreláciou týchto nálezov s fenotypom

Download Presentation

Cytogenetika človeka I

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Cytogenetika loveka i

Cytogenetika človeka I

  • zaoberá sa štúdiom chromozómov (ich počtom, morfológiou, segregáciou) za normálnych a patologických podmienok a koreláciou týchto nálezov s fenotypom

  • chromozómy (ako ich vidíme v mikroskope) predstavujú organizáciu DNA , ktorá sa vyskytuje len krátko, v určitom štádiu bunkového cyklu (v metafáze cyklu M)

  • majú dôležitú úlohu pri zabezpečovaní správneho a presného rozdelenia genetického materiálu (DNA) do dcérskych buniek počas mitotického a meitického delenia buniek


Bunkov cyklus

Bunkový cyklus


Morfol gia chromoz mov

Morfológia chromozómov

Chromozómy majú podľa stupňa špiralizácie a kondenzácie v nich uloženej DNA odlišný morfologický vzhľad

  • interfáza – dešpiralizované dlhé vlákna, pozorovateľné len elektrónovým mikroskopom


Morfol gia chromoz mov pokr

Morfológia chromozómov – pokr.

  • metafáza – najvhodnejšia fáza bunkového cyklu na sledovanie chromozómov

    • chromozómy sú maximálne špiralizované

    • skladajú sa z 2 chromatíd vzniknutých autoreduplikáciou

    • primárna konstrikcia (zaškrtenie)

      • rozdeľuje chromozóm na dve ramená

      • obsahuje centroméru

    • sekundárna konstrikcia

      • v jej oblasti sa nachádza jadierkový organizátor


Morfol gia udsk ch chromoz mov

Morfológia ľudských chromozómov


Triedenie udsk ch chromoz mov

Triedenie ľudských chromozómov


Morfol gia udsk ch chromoz mov1

Morfológia ľudských chromozómov


Usporiadanie dna v chromoz me

Usporiadanie DNA v chromozóme

  • nukleozómový reťazec – prvá úroveň špiralizácie

    • nukleozóm

      • oktamér histónov H2A, H2B, H3 a H4

      • obtočený DNA dĺhej 146 bp (1,75 otáčok)

      • H1 stabilizuje nukleozóm

spacer


Usporiadanie dna v chromoz me pokr

Usporiadanie DNA v chromozóme – pokr.

lešenie


Elektr n mikroskopov obraz chromat nu a nukleoz movej re aze

Elektrón mikroskopový obraz chromatínu a nukleozómovej reťaze

chromatínové vlákno

nukleozómový reťazec


Elektr n mikroskopov obraz chromoz mov ho le enia

Elektrón mikroskopový obraz chromozómového lešenia


Elektr n mikroskopov obraz r znych t di kondenz cie dna

Elektrón mikroskopový obraz rôznych štádií kondenzácie DNA


Elektr nov mikroskopov obraz chromoz mov

Elektrónový mikroskopový obraz chromozómov


Ultra trukt ra chromoz mov pokr

Ultraštruktúra chromozómov –pokr.

Podľa intenzity sfarbenia, stupňa kondenzácie a intenzity transkripcie sa chromatín delí:

  • euchromatín

    • dekondenzovaný v interfáze

    • slabo sa farbiaci bázickými farbivami

    • DNA je skoro syntetizovaná v S fáze

    • geneticky aktívny (obsahuje exprimované gény)

  • heterochromatín

    • kondenzovaný aj v interfáze

    • silne sa farbiaci

    • DNA syntetizovaná neskoršie v S fáze

    • geneticky neaktívny


Ultra trukt ra chromoz mov pokr1

Ultraštruktúra chromozómov – pokr.

heterochromatín sa delí na:

  • konštitutívny heterochromatín

    • pretrváva v kondenzovanom stave počas celého bunkového cyklu vo všetkých bunkách a vo všetkých vývinových štádiách organizmu

    • nachádza sa predovšetkým v centromérach a často v telomérach

    • v interfáze vytvára zhluky označnené ako chromocentrá

  • fakultatívny heterochromatín

    • v niektorých štádiách ontogenézy alebo v niektorých typoch buniek sú euchromatínového char. v iných heterochromatínového

    • napr. obsahujú gény, aktívne len v určitých štádiách ontogenézy, alebo chromatín jedného X chr. u žien


Po et chromoz mov

Počet chromozómov

  • počet, tvar a veľkosť chromozómov sú stále a druhovo špecifické znaky

  • počet chromozómov človeka:

    • 46 (23 párov) – diploidný (v somatických bunkách)

    • 23 – haploidný (v gamétach)

    • bol presne stanovený až v roku 1956 (Tjio a Levan)

  • z toho 22 párov autozómov a 1 pár gonozómov (XX/XY)

  • karyotyp – súbor chromozómov v somatickej bunke

    • zápis: 46,XX – ženský, 46,XY – mužský)

    • označenie karyotyp sa používa aj na obraz metafázických chromozómovusporiadaných podľa štandardnej klasifikácie

  • idiogram – schematické (idealizované) znázornenie karyotypu


Norm lny karyotyp mu a

Normálny karyotyp muža


Norm lny karyotyp eny

Normálny karyotyp ženy


Idiogram

Idiogram


Po et chromoz mov pokr

Počet chromozómov – pokr.

  • počet chromozómov nie je v žiadnom vzťahu s komplexnosťou organizmu alebo fylogenetickým postavením druhu


Chromoz mov anal za

Chromozómová analýza

Najvhodnejším štádiom chr. a. je metafáza resp. prometafáza

  • získať dostatočný počet metafazických buniek je možné len kultiváciou v tkanivových kultúrach

    • najčastejšie používané bunky – leukocyty, fibroblasty, kostná dreň, bunky plodovej vody

  • fytohemaglutinín – stimuluje bunkové delenie

  • kolchicín – zablokuje mitózu v metafáze (inhibuje deliace vretienko)

  • hypotonizácia – zabezpečí vhodné prietorové rozloženie

  • fixácia na podložnom sklíčku

  • farbenie – sú známe rôzne techniky, umožňujúce individuálnu identifikáciu jednotlivých chromozómov s rôznou rozlišovacou schopnosťou


Sch ma cytogenetickej anal zy

Schéma cytogenetickej analýzy


Mikroskopick poh ad na metafazick chromoz my

Mikroskopický pohľad na metafazické chromozómy


Konven n farbenie chromoz mov

Konvenčné farbenie chromozómov


C pr ky

C-prúžky


G pr kovanie r pr kovanie opa n obraz

G-prúžkovanie(R-prúžkovanie, opačný obraz)


Sce v mena setersk ch chromat d

SCE – výmena seterských chromatíd


Fish fluorescen n in situ hybridiz cia

FISH – fluorescenčná in situ hybridizácia

  • kombinácia klasickej a molekulárnej cytogenetiky


D kaz translok cie pomocou fish

Dôkaz translokácie pomocou FISH


Multifarebn fish

Multifarebná FISH


Komparat vna gen mov hybridiz cia cgh

Komparatívna genómová hybridizácia - CGH


Komparat vna gen mov hybridiz cia cgh1

Komparatívna genómová hybridizácia - CGH


Prietokov cytometria flow cytometry

Prietoková cytometria (flow cytometry)

  • umožňuje rýchle a presné meranie množstva DNA


Anal za interf zov ch chromoz mov

Analýza interfázových chromozómov

X-chromatín (Barrovo teliesko)


Y chromat n

Y-chromatín


Fish na interf zovom jadre

FISH na interfázovom jadre

chromozóm č.13

chromozóm č. 21


Chromoz mov determin cia pohlavia

Chromozómová determinácia pohlavia

  • 22 párov autozómov

  • 1 pár gonozómov (pohlavných chromozómov)

  • chromozómové pohlavie typu „drozofila“

    • homogametické pohlavie(46,XX) – ženské

    • heterogametické pohlavie (46,XY) – mužské

  • chromozómové pohlavie jedinca je určené v momente oplodnenia (k fenotypovému pohlaviu ale vedie ešte dlhá cesta)

    • všetky vajíčka môžu mať iba X chromozóm

    • spermie môžu mať X rep. Y chromozóm (pomer 1 : 1)

    • teoretický pomer počatí jedinca ženského alebo mužského pohlavia je 1 : 1, pri narodení to je 1 : 1,06


Chromoz mov determin cia pohlavia pokr

Chromozómová determinácia pohlavia - pokr.


Pohlavn chromoz my a diferenci cia pohlavnej s stavy

Pohlavné chromozómy a diferenciácia pohlavnej sústavy

  • rozhodujúce je prítomnosť Y a nie počet X chromozómu

  • TDF (Testes Determining Factor) na Y chr. spúšťa premenu indiferentných embryonálnych gonád na semenníky

  • v neprítomnosti TDF vývin pokračuje smerom ženských vnútorných pohlavných orgánov

  • sekundárne pohlavné znaky sú pod kontrolou hormónov vnútorných pohlavných orgánov

    • ženský fenotyp – 45,X0, 47,XXX,

    • mužský fenotyp – 47,XXY, 48,XXXY, 47,XYY ...

  • chromozómové pohlavie sa nemusí zhodovať s fenotypovým pohlavím (mutácie v génoch zapojených do diferenciácie pohlavia)


Kompenz cia d vky hypot za lyonovej

„Kompenzácia dávky“ (hypotéza Lyonovej)

  • X chr. je nosičom génov ako hociktorý autozóm

  • Y chr. obsahuje veľmi málo génov a sú odlišné od génov na X (okrem pseudoautozomálnej oblast na konci krátkych ramien)

  • ženy majú dvojnásobné množstvo X-viazaných génov

    • dvojnásobná dávka produktov – v skutočnosti neplatí

      Hypotéza Lyonovej – kompenzácia dávky inaktiváciou jedného z dvoch X chr. u ženy

  • uskutočňuje sa vo včasnom štádiu blastogenézy (okolo 12. dňa

  • je náhodná (v niektorých bunkách sa inaktivuje X maternálneho v iných paternálneho pôvodu)

  • ale je fixovaná vo všetkých následných generáciách buniek danej línie


Hypot za lyonovej pokr

Hypotéza Lyonovej – pokr.

  • ženský organizmus predstavuje mozaiku

  • inaktívny X chr. v interfáze tvorí X-chromatín (Barrovo teliesko)

    • počet Barrových teliesok sa rovná počtu X chr. mínus 1

      45,XO = O, 46XY = 0, 46,XX = 1, 47,XXX = 2, 47,XXY = 1

  • replikácia DNA v ňom prebieha neskôr

  • je geneticky takmer inertný (niektoré gény ale sú exprimované)

  • inaktivácia nie je úplná

    • osoby s odchýlkou od normálneho počtu X chr. klinicky nie sú úplne zdravé

      • napr. 45,X0 – Turnerov syndróm

      • 47,XXY – Klinefelterov syndróm, a pod.


Prejav x chr mozaicizmu

Prejav X chr. mozaicizmu

Čierne a oranžové škvrny sú zapríčinené rozdielnými alelami v tom istom lokuse na X chr. Kaliko mačka je heterozygotná pre tieto alely a je vždy samička.


Evol cia chromoz mov

Evolúcia chromozómov

Definície

  • ortológia – homologické chromozómy/úseky u rôznych druhov

  • paralógia - homologické úseky/gény v rámci druhu na rôznych chromozómových lokalizáciách

  • synténia – lokusy na tom istom chromozóme (nemusia byť vo väzbe, keď sú dostatočne ďaleko od seba)

    Typy chromozómových zmien v evolúcii

    frekventné prestavby veľkého rozsahu, aj medzi príbuznými druhmi

  • duplikácie genómu

  • inverzie

  • translokácie/fúzie


Duplik cia gen mu tetraploidiz cia

Duplikácia genómu (tetraploidizácia)

• Duplikácia genómu vedie k prechodnej tetraploidii, pokiaľ sa chromozómovou divergenciou neobnoví diploidia

• V línii vedúcej k stavovcom genómová duplikácia sa vyskytla pravdepodobne dvakrát


Paralogick segmenty na chr 12 a 17

Paralogické segmenty na chr. 12 a 17

Paralogické segmenty chr. 12 a 17 sú asi pozostatkom dávnej genómovej duplikácie


Evol cia chromoz mov pokr

Evolúcia chromozómov – pokr.

  • čím vzdialenejšie druhy, tým nižší rozsah konzervácie synténie

    • medzi človekom a myšou je to okolo 10 Mb (výnimku tvorí X chr., väčšina ľudských sekvencií má ortologické sekvencie na X chr. myší)


Rozdiely medzi pr buzn mi druhmi

Rozdiely medzi príbuznými druhmi

čínsky muntjac – 46 chr.

indický muntjac – samec 7 chr., samička 6 chr.


Porovn vacia cytogenetika prim tov

Porovnávacia cytogenetika primátov

  • výrazná podobnosť v štruktúre morfológii a vo vzoroch prúžkov chromozómov medzi človekom a vyššími primátmi (šimpanz, gorila, orangutan)

  • počet chromozómov

    • primáti: 24 párov

    • človek: 23 párov

      • chr. č. 2 u človeka – výsledok fúzie 2 akrocentrických chrom. u šimpanza

      • dôkaz: repetitívne telomerické sekvencie a ich orientácia u človeka, pozostatky 2 centromér chr. š.

  • identický prúžkový profil u všetkých 4 druhov na chr. 6, 13, 19, 21, 22 a X

  • veľká podobnosť chr. 3, 11, 14, 15, 18, 20 a Y u človeka, šimpanza a gorily

  • úsek cca 100kb u čl. a š. translokovaný z chr. 1 na Y (u gor. a oran. to nie je)

  • väčšina rozdielov sú typu inverzií, ale vyskytujú sa aj translokácie


Chromoz my u prim tov

Chromozómy u primátov

Vznik chr. 2 u človeka fúziou 2 akrocentrických chr. šimpanza

H – človek

C – šimpanz

G – gorila

O - orangutan


Chromoz my u prim tov1

Chromozómy u primátov

Pericentrická inverzia chr. 5 u šimpanza


Chromoz my u prim tov2

Chromozómy u primátov

Extrémna podobnosť chr. 6 u všetkých 4 druhov, rozdiel len v prítomnosti telomer. heterochromatínu na 6p u šimpanza a na obidvoch koncoch chr. 6 u gorily


  • Login