Upload
romney
View
123
Download
6
Embed Size (px)
DESCRIPTION
KROMOSZÓMA ÉS A RÁK. Előadó: Dr. Kocsis Zsuzsanna Országos Kémiai Biztonsági Intézet Budapest, Nagyvárad tér 2. Helyszín: SOTE, 2012. 04. 19. Örökletes betegség-e a rák? A rák genetikai betegség. Sejtről sejtre öröklődik . Bizonyos rák-típusok családi halmozódást mutatnak. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
KROMOSZÓMA ÉS A RÁK
Előadó: Dr. Kocsis Zsuzsanna
Országos Kémiai Biztonsági IntézetBudapest, Nagyvárad tér 2.
Helyszín: SOTE, 2012. 04. 19.
Örökletes betegség-e a rák?A rák genetikai betegség.Sejtről sejtre öröklődik .Bizonyos rák-típusok családi halmozódást mutatnak.
A sejtműködés összes információja a DNS-ben kódolt.
A DNS tömörülése NukleoszómaDNS kettős spirál és a hisztonok alkotják Hisztonok: bázikus fehérjék (argininben és lizinben
gazdag)
5 osztályuk van: H1H1, H2A, H2B, H3 és H4: nukleoszomális hisztonok
Hisztonkorong (oktamer):8 hisztonmolekulából álló (2*4)2 csavarulatban 146 bázispárnyi DNS tekeredik rá2 korong között kb. 60 bp linkerrégió + H1 molekula
Nukleoszómák feltekeredése kromatin struktúra
Kromoszóma morfológia
testvérkromatidák
centroméra
hosszú kar
rövid kar
Eukromatikus régió: aktív géneket tartalmaz (génexpresszió, RNS szintézis)
Heterokromatikus régió: inaktív DNS szakaszok konstitutív heterokromatin (pl. centromer) fakultatív heteroktromatikus régió
Kromoszóma territórium Egy adott kromoszóma a sejtmag egy adott régiójában található.Szigorú sejtmagi rend.
Genom: a sejtmagban található összes genetikai információ.Kromoszóma: A genetikai információt tároló strukturális egység. Kromoszóma száma, morfológiája szervezettsége fajra jellemző és állandó.
Fajokecetmuslica
rozs
galamb
egér
patkány
ember
mezei nyúl
kutya
ponty
páfrány
Kromoszómaszám8
14
16
40
42
46
48
78
104
1200
Humán kromoszóma Gének
1 2 968
13 748
18 766
21 303
X 1184 (Barr test)
Y 231 (mikrodeléció meddőség)
Nemhez kötött öröklődés
Humán lymphocyta kromoszóma preparátum
A sejtek kromoszómaszáma fajra jellemző, állandó érték.
Telomer: - kromoszóma vége- rövid TTAGGG szakasz, tandem duplikációja, több ezerszeres mennyiségben (20-25 ezer bázispár)- minden osztódáskor 100 bp rövidülés a DNS polimeráz enzim működéséből adódóan genetikai óra, telomer rövidülés a sejtek öregedésével arányos 2009 orvosi Nobel Díj - egészséges sejtekben a telomeráz inaktív- Az emberi sejt 50 osztódásra képes.- 50 osztódás után a sejt apoptozissal meghal.
Tumoros sejtekben a telomer szerepe:A telomeráz enzim aktivitása magasabb, a rákos sejt inmortalizált sejt.Azt gondolják, hogy a telomeráz enzim retrovírus eredetű.
Öregedés, rák, kromoszóma stabilitás
Werner szindróma: autoszomális recesszív öröklésmenetWRN génre kiterjedő mutáció.Telomer rövidülés.korai öregedéssel járó betegség (progéria),több szervre kiterjedő daganattal társul.
A mitózis és meiózis összehasonlító elemzése
Kariogram készítés
A kromoszóma számát és szerkezeti sajátságát vizsgálja a sejtben.
Vizsgálati minta:sejttenyészethumán limfocita ,csontvelő bőr fibroblasztköldökvérmagzatvíz sejtek stb.
Citogenetikai módszerek klasszikus mikroszkópos értékelés
sejt vonalak azonosítása, tipizálása alkalmas
genetikai elváltozások azonosításakromoszóma számbeli megoszlása, 50 metafázis ért.Összehasonlító kromoszóma analízisEltérések kimutatása: marker krom. polip. CA.
Emlős fibroblaszt sejt kariotípizálása
Giemsa festés-Kromoszóma sávozás
humán limphocita preparátum
*kromoszóma szerkezet kutatás*fajok kromoszómális evolúciójának kutatása*klinikai genetika*rákos szövetek genetikai elemzése
Humán limphocita standard G-sávos kariogramja
Kromoszóma preparátum enyhe proteolitikus emésztéseGiemsa festéssötét és világos csíkoka mintázat egy fajon belül állandó
Normál perifériás limphociták festése FISH technikával, két DNS próba alkalmazása 21q22.3 szakasza: piros 13q14 szakasza: zöld Az interfázisos magokban a diploid kromoszómaszámnak megfelelően két piros és két zöld fluoreszcens szignált eredményez. A kék szín a DNS-t festő DAPI fluoreszcenciájától származik.
FISH (Fluoreszcens in situ hibridizáció)DNS specifikus próbákkal (DNS marker) jelöljük a krom. specifikus régióit
FISH alkalmazása:krom. rendellenesség kimutatásagenetikai betegségek diagnosztizálása géntérképezésnélkromatin struktúra vizsgálata
KROMOSZÓMA ABERRÁCIÓ TÍPUSAI:
Strukturális kromoszóma aberráció:deléció
inszerciótranszlokáció
Numerikus kromoszóma aberráció:poliploidia
aneuploidia
Az aneuploid sejtekre jellemző a kromoszóma többlet vagy hiányA leggyakoribb aneuploid típus a triszómia. A poliploidia és aneuploidia egészségügyi vonatkozásai
Hamerton spontán abortusz vizsgálat (1291 embrió): 5% monoszóm (2 homológ helyett 1)11,9% triszóm 4,1% triploid 1,2% tetraploid 22%A kromoszóma anomáliák gyakran járnak együtt rendellenes fejlődéssel,többé-kevésbé súlyosan befolyásolja az idegrendszer működését a szellemi képességet.
NUMERIKUS KROMOSZÓMA ABERRÁCIÓ
Jellegzetes (nem véletlenszerű) aneuploidiák az ember malingus betegségeiben (Rowley - Yunis – Sandberg után)
-5 monoszómia akut nonlimfoid leukémia
+6 triszómia akut limfoid leukémia
-7 monoszómia akut nonlimfoid leukémia
+7 triszómia vastagbél-adenokarcinóma
+8 triszómia akut nonlimfoid leukémia
+12 triszómia leukémiák, különösen az idült limfoid leukémia, limfómák, hereszeminóma
+21 triszómia akut limfoid leukémia
-22 monoszómia meningióma (agydaganat)
±3, -5, -7, ±12, ±17 másodlagos leukémiák
Autoszomális triszómiákAutoszomális triszómiák21-es triszómia: Down-kór (értelmi fogyatékosság)21-es triszómia: Down-kór (értelmi fogyatékosság)13-as triszómia: Patau-szindróma (letális, 1év)13-as triszómia: Patau-szindróma (letális, 1év)18-as triszómia: Edwards-szindróma (letális, 1 év)18-as triszómia: Edwards-szindróma (letális, 1 év)
Numerikus kromoszóma aberráció jelentősége a rák-diagnosztikában
Deléció kromoszóma szegmentek elvesztése
Különböző humán betegségek delécióra vezethetőek vissza.
A kis deléciók tolerálhatóak.
A nagy deléciók nem tolerálhatóak, letalitáshoz vezetnek.
Cri du chat – macskasírás szindróma
• Az ember esetében a genom kiegyensúlyozatlanság miatt a legkisebb deléciók is komoly abnormalitást okoznak.
• A macskasírás szindróma estében az 5. kromoszóma rövid (p) karjának vége hiányzik.
• Mikroenkefáliával, holdszerű arccal és szellemi elmaradottsággal jár. 4 év alatti halál.
• születéskori gyakoriság: 1/50.000
Deléció
5
• Letört darab elvész
• Terminális deléció: a kromoszóma végéről törik le egy darabpl. macskanyávogás-szindróma (5-ös krom.)
• Köztes deléció: 2 törés a kromoszómán belülpl. 15-ös kromoszómán (Pader-Willi, Angelman-szindróma)
DELÉCIÓ
Pader –Willi: csak az apai krom. működikEpigenetikai tényező: genomiális imprintig
az elasztin génjének kieséséhez vezető mikrodeléció
Williams szindróma
Hiány bizonyító erejű.
Rákos sejtek gyakran mutatnak deléciókat
Jellegzetes (nem véletlenszerű) kromoszómaaberrációk (deléció) az ember malignus betegségeiben(Yuins-Klein - Sandberg 1984 után)
1 p- malignus melanóma 1p22, neuroblasztóma 1p31, méhtestrák
3 p- tüdőrák 3p14p23, másodlagos leukémia
5 q- másodlagos leukémia, akut nonlimfoid leukémia, méhnyakrák
6 q- limfóma, akut limfoid leukémia, malignus melanóma
7 q- másodlagos melanóma, akut nonlimfoid leukémia, hólyagrák
8 p- hólyagrák
9 p- hólyagrák, akut limfoid leukémia
11 p- Wilms vesedaganat
11 q- akut nonlimfoid leukémia -Wilms tumor 11p13, méhnyakrák
12 p- hereszeminóma, tesztikuláris tumor
12 q- másodlagos leukémia, vastagbél adenokarcinóma
13 q- retinoblasztóma
20 q- polycythaemia vera (vörösvértest-túltengés)
21 q- leukémia, akut nonlimfoid leukémia
22 q- idült mieloid leukémia, meningióma (agydaganat)
Leukémiák gyakorisága nagy
DUPLIKÁCIÓ:Kromoszóma szegmensek megkettőződése.
A gén duplikáció evolúciós szerepe
Ha a gén fontos a szervezet számára nem változhat.
De ha a génből több kópia van a képződő proteinek módosulhatnak és új funkciókat láthatnak el.
Duplikációval keletkezett gén családok hasonló proteineket készítenek.
Jó példa erre a globin gének, amelyekről α és β globin láncok szintetizálódnak, a hemoglobin szerkezeti alegységei.
Inverzió:Egy kromoszóma szakasz 180 fokos megfordulásának
az eredménye. pericentrikus inverzió magába foglalja centromert
paracentrikus inverzió a centromert nem érinti, csak a kromoszóma egyik v. másik karját
Gén környezet, gén kapcsoltság, génátírás módosul.
inzerció – vírus DNS beépül a gazda DNS-be – pozíció effektus – vírusfehérjék komplexet képeznek a szupresszor gének termékeivel pl. p53; pRb; → gátolja a tumor szupressziót és/vagy gátolhatják az apoptózis is
TRANSZLOKÁCIÓ:intrakromoszómális transzlokáció:
Egy kromoszóma szakasz áthelyeződéseugyanabba a kromoszómába.
interkromoszómális transzlokáció: Nem homológ kromoszómák
közötti transzlokáció.
Transzlokáció során nincs genetikai anyag vesztés.A gének pozíciója azonban megváltozik.
Down szindróma:•A 21-es krom. transzlokációja a 14-es krom.-ra eredményezi a familiáris Down syndromát. Örökölhető.
14 és 21-es kromoszóma közötti Robertson transzlokáció. 21-es kromoszóma triszómia (Osztódási hiba)(kis kro. nagy az osztódási instabilitás)
Az anya életkorának előrehaladtával (40-45 év felett) az előfordulási gyakoriság exp. növekszik. Prenatális szűrés. Születéskori gyakorisága nagy: 1/500-1/700
A 21-es kromoszóma triszómiájának kimutatása FISH-sel, interfázisos amniocytákban.
piros jel: 21q22.3-szekvenciára specifikus DNS-próba
Down-szindrómát igazoló triszómia
Myeloid leukémiaA 9-es és a 22-es kromoszómák közötti transzlokáció eredménye a
“Philadelphia kromoszóma”Az esetek 90%-ban krónikus myeloid leukemiát okoz.
Ph1 kromoszóma kimutatása FISH-sel. CML-es betegből származó interfázisos sejtek
hibridizációja 9q22 (zöld) és 22q11 (piros) DNS-szekvencia-specifikus próbákkal. A nyíl a két kromoszómaszegmens fúziója eredményeképpen létrejött Ph1 kromoszómára mutat, a
szignálok fedettsége egyértelmű jele a transzlokációnak
Burkitt’s lymphoma
Az esetek 90% esetén a 8-as és 14-es kromoszómák közötti transzlokáció
következménye.
Transzlokáció következtében kialakuló pozíció effektus hatására aktiválódó onkogének, sejtosztódást, rák
keletkezését okozhatják.
Jellegzetes (nem véletlenszerű) transzlokációk az ember malignus betegségeiben(Rowley -Yunis -Sandberg után)
t(9;22)(q34;q11) = Ph1 idült mieloid leukémia, akut leukémiák
t(8;21)(q22;q22) akut mieloid leukémia
t(8;22)(q22;q22) Burkitt-limfóma, meningeóma (agydaganat)
t(4;11)(q21;q23) akut limfoid leukémia
t(8;14)(q23;q32) akut limfoid leukémia, limfómák
t(15;17)(q24;q21) akut promieloid leukémia
t(11;C)(q21-23;C) akut nonlimfoid leukémia
t(3;8)(p25;q21) fültőmirigy-daganat
t(6;14)(q21;q24) petefészekrák
t(9;11)(p21;q23) akut monoblasztos leukémia
t(11;21)(q22;q21) akut nonlimfoid leukémia, más csontvelő-sejtburjánzások
t(6;12)(q15;p13) promieloid leukémia
t(6;9)(p23;q24) akut nonlimfoid leukémia
t(15;18) hólyagrák
A KROMOSZÓMA INSTABILITÁST JELLEMZI
a/ a kromoszóma törések nagy száma
b/ a testvér kromatida kicserélődések nagy gyakorisága
c/ a magasabb daganatképződési kockázat
d/ DNS reparációs hibák
Kromoszóma szerkezeti instabilitásból eredő törékeny kromoszóma szindrómák:1. Ataxia teleangiectasia egy és kétszálú CA aberráció, reparáció gyenge2. Bloom szindróma: magas spontán mutációs ráta, nagyfokú CA és
transzlokáció, emelkedett SCE 6-12/90 felett, gyenge immunitás, fényérzékenység, fokozott rákveszély.
3. Falconi anémia: törpenövés magas CA gyakoriság, mutagénekre fokozott érzékenység, fokozott rákveszély.
4. Xeroderma pigmentosum: bőrrák, fényérzékenység, timin dimérek kimetszésére képtelen, reparációs hiba. Nukleuotid exciziós repair hibája
Kromoszóma instabilitással összeföggőAutoszomális recesszív módon öröklődő daganatszindrómák
Szindróma Funkció Gén Daganatok kiindulási helyei
Xeroderma pigmentosum NER XP (ERCC) és mások
bőr
Ataxia teleangiectasia lánctörés felismerése, jelzése ATM több szerv
Fanconi-anémia keresztkötés-javítás FANC gének, BRCA2
hemopoetikus rendszer stb.
Nijmegen-szindróma kettős lánctörés javítás NBS hemopoetikus rendszer
Bloom-szindróma rekombináció BLM több szerv
Werner-szindróma rekombináció javítás, telomer
WRN több szerv
NER: nukleotide excision repair
Fragilis X szindróma
•Törékeny X krom. szindróma (fra-X) X krom. kapcsolt mentális retardációKromoszómális alapú értelmi fogyatékosságDown kór---fra-X 10 ezer/2-9 fra-X•autoszómális törékeny pontokörökletes folsav érzékeny pontok2q11, 2q13, 6p23, 7p11, 8q22, 9p21, 10q23,11q13 és 11q23, 12q13, 16p12, 20p11,
Xp27(fra-X )a fragilis X vírusos eredetű is lehet
Bloom syndroma
• Örökletes betegség, családi halmozódás
15q26.1, a BLM gén mutációja.• Fokozott sister chromatid exchange (SCE) • spontán kromoszóma törékenység emelkedés• DNS repair enzimek károsodása• Jelentős mutagén túlérzékenység.
normál sejt Bloom szindrómás sejt
A KROMOSZÓMA INSTABILITÁST JELLEMZI*DNS reparációs hibák*a magasabb daganatképződési kockázat
Retinoblasztóma, a retina rákja. A retinoblasztóma mutációs eredete öröklődő és sporadikus esetekben.
Retinoblasztóma. 40%-uk öröklött. Az RB gén egyik allélja már a csirasejtben károsodhat, ebben az esetben a daganat korán kialakul, 5 év alatt.
RB1-gén deléció kimutatása 13q14.2-specifikus DNS-próbával.
piros pont: retinoblastoma-sejtekben jelen lévő RB1-gén kópiaszámát mutatják. Valamennyi sejtben az egyik RB1-gén deleciót szenvedett
A daganatos betegségeket okozó mutációk kromoszómális lokalizációjaa génlókuszok kromoszómális elhelyezkedése Humán genom kromoszómális kórtana
(McKusick-Amberger-F. Mitelman nyomán)
zöld:45: 57%sárga:9: 11%lila:18: 22%piros:7: 9%
A kromoszómamutációk aránya (%) intézeti értelmi fogyatékosok között(Hook után)
Down-kórAutoszomális
kromoszómamutáció
Kiegyensúlyozott transzlokáció
Gonoszomális kromoszómamu
tációÖssszes
9,5 0,9 0,3 0,8 11,5
Kromoszómamutációk spontán vetélésekben(Hook után)
Terhességi hét5-7 8-11 12-15 16-19 20-27 Átlag
Rendellenes kariotípus (%)
17,5 50,6 47,0 32,8 10,7 39,9
Köszönöm a figyelmet!