Transcript Genetik Hastalıklar 2

GENETİK HASTALIKLAR II
• Normal karyotip ve sitogenetik tanı yöntemleri
• Normal insan karyotipi, 22 çift otozom ve 2 seks
kromozomundan oluşur; 44+xx veya 44+xy
• Karyotipleme yani kromozomların incelenmesi,
sitogenetiğin temelidir. Kültür ortamında bölünen
hücreler, metafazda kolsemid kullanılarak durdurulur;
kromozomlar boyanır ve boylarına göre çiftler
sıralanır.
• G-bantlama=Giemsa boyası ile 400-800 arası bant
seçilebilir.
• Son yıllarda profaz bantları ile, daha da fazla bant
seçilir hale gelmiştir.
• Kromozomların İsimlendirilmesi
• Kromozomun numarası daha sonra uzun ya da kısa kol
belirtilir.
• Xp21.2 dendiğinde, X kromozomunun kısa kolu
anlaşılır.
• p: “petit” kısa; q da ondan sonra gelen harf uzun kolu
gösterir. Daha sonraki sayılar bölge, bant ve subbandı
gösterir.
• Sitogenetik analiz amacıyla örnekleme
• Çeşitli dokularda yapılabilir. Amniyon sıvısı, koryon
vilusu, fetal kan, periferik kan, deri fibroblastları,
kemik iliği, solid tm.lerde örnekleme yapılabilir.
• Amniyon sıvısı: Gebeliğin 14.haftasından sonra sıvı
alınır. Komplikasyon oranı %0.5’den azdır.
• Koriyon villus örneklemesi: 8-12.haftada örnek almak
mümkün.
• Fetal kan örneklemesi: 17.gestasyon haftasından
itibaren göbek kordonundan kan alınır. En güvenilir
sonuç, ancak komplikasyon daha fazla.
• Periferik kan: kolay ve en fazla kabul gören yöntem;
Down sd. Ve hematolojik malignitelerde
• İnterfaz Sitogenetiği
• Yakın geçmişe kadar kromozom çalışması için tek araç
karyotipleme idi; dezavantajı: sadece bölünen
hücrelere uygulanabilir olması. Son yıllarda başka bir
teknikte, DNA probları kullanılmaktadır. Bu yöntem
FISH: floresan in situ hibridizasyon tekniği;
kromozomların belirli bölgelerine uyan problar
floresan boyalarla işaretlenir, DNA probu spesifik
hedef kromozoma bağlanır o bölge görünür hale gelir.
• Sitogenetik hastalıklar
• Kromozom sayısında anormallik veya
• Bir veya birden fazla kromozomda yapısal anormallik
söz konusudur.
• Euploid: haploid sayının tam katları
• Aneuploid: 23’ün tam katları olmayan sayıda (mitoz
veya meioz hatası sonucu)
• Aneuploidinin en sık nedenleri: “non-disjunction” ve
“anaphase lag”
• Non-disjunction: 1.meiotik bölünme sırasında homolog
çiftlerin ayrılmaması veya 2. meiotik bölünme veya
somatik bölünme sırasında 2 kromatidin ayrılmaması=
sonuçta 2 aneuploid hücre oluşur.
• Anaphase lag: meioz sırasında bir homolog kromozom
veya mitoz sırasında bir kromatidin hücre çekirdeği
dışında kalması
• Sonuçta 1 normal ve 1 monozomik hücre ortaya çıkar
• Seks kromozomlarını ilgilendiren monozomi veya
trizomi: yaşamla uyumlu, ancak fenotipik anomaliler
var
• Otozomları ilgilendiren monozomi: yaşamla uyumlu
değil, genellikle embriyogenez olmaz
• Otozomları ilgilendiren trizomilerden bazıları yaşamla
uyumlu
• Mozaiklik: Erken gelişme aşamalarında meydana gelen
mitotik hatalar sonucunda, aynı insanda 2 veya daha
fazla hücre popülasyonu ortaya çıkar.
• Seks kromozomlarını ilgilendiren mozaiklik, göreceli
olarak çok.
• 45X ve 47XXX ortaya çıkmışsa, bu hücrelerden
ortaya çıkan tüm hücrelerde de aynı özellikte 2
popülasyon görülecektir. Hata biraz daha geç bir
bölünmede ortaya çıkarsa, 45X/45XX/47XXX gibi 3
populasyon ortaya çıkar.
• Yapısal Anomaliler
• Mevcut bantlama teknikleri ile görülebilir olması için,
önemli miktarda DNA ‘yı ilgilendiren (yaklaşık 4 milyon
baz çifti) bir değişiklik olmalıdır. Çevresel faktörler
(mutajenler, kimyasallar, iyonize radyasyon) bu hata
oranını arttırır.
• Bazı hastalıklarda, kromozom kırılmalarına eğilim
vardır: Fanconi anemisi, Bloom send., Ataksitelanjiektazi; kanser riskinde artış vardır.
• Delesyon: kromozomun bir kısmının kaybolmasıdır.
• 46xy, 16p- dendiğinde, 16.kromozom kısa kolunda
kayıp vardır.
• Translokasyon: Bir kromozomdan bir segment, bir
diğer kromozoma taşınır. Balanced resiprokal
translokasyonda, dengeli karşılıklı bir translokasyon
vardır.
• Balanced resiprokal translokasyon; söz konusu her iki
kromozomda birer kırılma noktası ve kopan
segmentlerin kromozomlar arasında yer değiştirmesi
söz konusudur.
• 46xy t (2;5) (q31, p14)= 2 kromozomun uzun kolu ile 5.
kromozomun kısa kolu arasında karşılıklı bir
translokasyon vardır. Genetik materyel kaybı yoktur;
kişi fenotipik olarak normaldir.
• İzokromozom: Bir kromozomun bir kolunun kaybı ve
diğer kolunun duplikasyonu; kromozom ya iki kısa, ya
da iki uzun koldan oluşur. Xq (kısa kolda monozomi,
uzun kolda trizomi ortaya çıkar)
• Ring kromozom: özel bir tip delesyondur; kromozomun
her her iki ucundan birer parça kopar ve kalan kısmın
uçları birleşir. Örnek: 46xy, r (14)
• İnversiyon: Bir kromozomda iki kırılmanın olması ve
sonra kopan kısmın inversiyon ile tekrar yerleşmesidir
• Zigotların %7.5’inde bir kromozomal anomali olduğu
tahmin edilmektedir. Bunların bir çoğu yaşamla
bağdaşmaz.
• Abortuslarda %50, ölü-doğum ve erken post-natal
ölümlerde %5 oranında kromozom anomalisi
mevcuttur.
• Canlı doğumlarda kromozom anomalisi %0.5-1 kadardır.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Otozomları ilgilendiren sitogenetik hastalıklar
Trizomi 21 (Down sendromu)
Kromozom anomalileri arasında en çok görülenidir.
Zeka geriliğinin en başta gelen nedenlerindendir.
Yenidoğanda insidens 1/700
Annenin yaşı çok önemlidir; 45’in üzeri yaşlarda
insidens 1/25’e çıkar.
Bulgular:
%80 çocukta IQ 25-50 arasındadır.
%40 hastada konjenital kalp hastalığı vardır.
Akut lösemi riski yüksektir.
İnfeksiyona eğilim vardır.
Ort yaşam 45 civarına ulaşmıştır; bu yaştaki
hastaların beyinlerinde Alzheimer benzeri
değişiklikler görülür.
• Diğer trizomiler:
• 8, 9, 22, 18 ve 13. kromozomlarda da trizomiler
tanımlanmıştır.
• Trizomi 18-Edwards sendromu: mental gerilik,
mikrognati, konj.kalp hastalıkları, renal malformasyon
• Trizomi 13-Patau sendromu: mikrosefali, mental
gerilik, kalp anomalisi, umbilikal herni, renal defekt
• Cri du Chat sendromu: kedi miyavlaması send. 5p• 1 yaşına kadar ağlaması kedi miyavlamasına benzer;
ağır mental gerilik, mikrosefali vardır.
• Seks kromozomlarını ilgilendiren sitogenetik
hastalıklar
• Otozomal olanlara oranla daha fazladır.
• Fazla veya eksik kromozom durumu, otozomal olanlara
göre daha iyi tolere edilir.
• (Y kromozomunda az genetik materyel bulunur ve x
kromozomunun rastlantısal inaktivasyonu ile açıklanır)
• X kromozomu inaktivasyonu
• 1961 Mary Lyon tarafından Lyon hipotezi ortaya
konmuş.
• Lyon hipotezi: X kromozomlarından sadece 1 tanesi
genetik olarak aktiftir.
• Diğer X kromozomu (anne veya baba kaynaklı)
heteropiknoza uğrar ve inaktiftir.
• X inaktivasyonu embriyonik yaşamın 16. gününde
blastositin tüm hücrelerinde rastlantısal olarak
gerçekleşir.
• Aynı X kromozomunun inaktif hali, anne hücreninki ile
aynı şekilde yavru hücrelerde devam eder.
• İnaktif X: interfaz çekirdeğinde Barr cisimciği veya X
kromatini; kadınların tüm somatik hücrelerinde
görülür.
• En kolay bukkal smear’de skuamöz epitel hücrelerinde
görülür.
• İlk zamanlar, inaktif X’in tüm genlerinin suskun olduğu
sanılmaktaydı. Ancak son çalışmalar, birçok genin X
inaktivasyonu dışında kaldığını göstermektedir.
• Y kromozomu: erkek cinsiyet gelişimi için gerekli ve
yeterli
• X kromozomu sayısından bağımsız olarak tek bir Y
varlığı, erkek cinsiyeti belirler.
• Tüm seks kromozomu hastalıklarında ortak noktalar
• Genel olarak belirsiz, seksüel gelişme ve fertilite ile
ilgili problemlere yol açarlar.
• Çoğunun tanısı, doğumda zordur. Genellikle puberte
sonrasında tanınırlar.
• Genel olarak erkek veya kadında, X kromozomu ne
kadar fazlaysa, mental retardasyon şansı o kadar
artar.
•
•
•
•
Klinefelter sendromu
Erkekte hipogonadizm:
2 veya daha fazla sayıda X kromozomu ve
1 veya daha fazla sayıda Y kromozomu
• Seks kromozomlarıyla ilgili hastalıklar arasında en sık
olanlardan biridir.
• Erkek hipogonadizminin en sık nedenlerinden biridir.
• %82 47XXY klasik Klinefelter-meiotik nondisjunction
• %15 mozaiklik 46XY/47XXY; 47XXY/48XXXY
• X sayısı arttıkça, anomaliler artar.
• Bulgular:
• Uzun boylu görünüm, küçük atrofik testisler, küçük
penis
• Sekonder erkek seks karakteristiklerinin yokluğu
(ses, kıllanma)
• IQ hafif düşük
• Testiste: seminifer tubuluslar atrofiktir
• Meme ca normalin 20 katı fazla görülür; ekstragonadal
germ hücreli tm, SLE görülebilir.
• XYY sendromu
• 47XYY veya daha fazla Y: aşırı uzun boy akneye eğilim
• Fenotip genellikle normaldir
•
•
•
•
•
Turner sendromu
Komplet veya parsiyel X kromozomu monozomisi
Primer amenore vakalarının en önemli nedenidir; 1/3’ü
%57 hastada tam bir X yokluğu: 45X
%43 diğer anomaliler; kısa kol delesyonu; kısa veya
uzun koldan bölümlerin delesyonu; kısa veya uzun
koldan bölümlerin delesyonu ve ring kromozom
oluşumu; mozaiklik gösteren vakalar
• 45X Turner sendromu vakalarında anomaliler ağır: tanı
doğumda veya erken çocukluk çağında konabilir.
• Kısa boy, aort koarktasyonu, infertilite, amenore,
doğumda periferik lenfödem
• Multi-X kadınlar
• Büyük çoğunluğu normal
• Ancak X fazlalaştıkça, mental retardasyon eğilimi
artar
• Hermafroditizm ve Psödohermafroditizm
• Gerçek hermafrodit: Over ve testis dokusunun varlığıçok nadir
• Psödohermafrodit: fenotipik ve gonadal seks arasında
uyumsuzluk
• Dişi psödohermafrodit: over ve erkek dış genital
organlar; konjenital adrenal hiperplazi en önemli neden
• Erkek psödohermafrodit: testis ve dişi dış genital
organlar; androjen sentez veya etkisinde bozukluk var
Klasik kalıtım uğramayan tek gen hastalıkları
Bazı tek gen hastalıklarının, klasik Mendel Kanunlarına
uymadığı bilinmektedir. Bunlar 4 bölüme ayrılır.
–
–
–
–
Üçlü nukleotit tekrar mutasyonları
Mitokondriyal genlerdeki mutasyonlar
Genomik imprinting
Gonadal mozaiklik
• Üçlü tekrar mutasyonları
• Frajil X sendromu
• 3 nukleotidli uzun tekrarlayan sekans ile
karakterizedir
• Frajil X sendromu, genetik nedenli mental gerilikler
içinde Down sendromundan sonra 2.sıradadır
• X’e bağlı bir hastalıktır
• FMR-1 gen mutasyonu vardır; x uzun kolunda
devamlılık bozulmuştur
•
•
•
•
•
IQ 20-60 arasındadır
Uzun yüz, büyük mandibula, büyük testisler
Yüksek damak, mitral valv prolapsusu
Aşırı ekstansiyona gelen eklemler
• Erkek hastalığa yakalanır; X’e bağlı hastalıklardaki
gibi
• Ancak bazı geçiş özellikleri x’e bağlı res. Geçiş
paternine uymaz:
• Bu mutasyonu taşıyan erkeklerin %20’si hasta değildir
• %50 taşıyıcı kadın mental retardedir
• Başlıca trinukleotid tekrar bozuklukları
• Frajil X sendromu
CGG
• Friedreich ataksisi
GAA
• Myotonik distrofi
CTG
• Huntington hastalığı
• Spinoserebellar ataksinin çeşitli tipleri
• Mitokondriyal genlerdeki mutasyonlar
Leber herediter optik nöropati
Genlerin çoğu çekirdekteki kromozomlarda yer alır.
Bu genler, Mendel kanunlarına uyarak kalıtıma uğrar.
Oysa bazı genler bu kurallara uymaz.
İnsan mitokondriyal DNA ‘sı 37 gen içerir; bunların
13’ü oksidatif fosforilasyonda görevli enzimleri kodlar.
Bozukluklarında da, primer olarak oksidatif
fosforilasyona bağımlı organlarda hastalık ortaya
çıkar: santral sinir sistemi, çizgili kas ve kalp kası,
karaciğer, böbrek
• Mitokondriyal kalıtımla ilişkili hastalık azdır, olanların
da çoğu nöromuskuler sistemi etkiler
• Leber herediter optik nöropatisinde, 15-35 yaş
arasında görme bozukluğu ortaya çıkar. Ovumda bol
mitokondri vardır; spermatozoada ise varsa bile çok
az. Anneden hastalık kızı ve oğluna geçer, fakat
sadece kız çocuk kendi kızlarına hastalığı geçirebilir.
• Genomik imprinting
• Her genin 2 kopyası, anne ve babadan çocuğa geçer.
• Anne ve babadan geçen bu genlerin fonksiyonel olarak
birbirinden farkı olmadığı düşünülmekteyken
anlaşılmış ki, bazı genlerde bir fark var: anne veya
babadan geçen kopyanın birisi bazen inaktive
olabiliyor: genomik imprinting
• Ovum veya spermde olur, mitozla tüm hücrelere geçer
• Bu olaya örnek iki hastalık var
• Prader Willi sendromu ve
• Angelman sendromu
•
•
•
•
•
•
•
•
Prader Willi sendromu
Mental retardasyon
Kısa boy
Hipotoni
Obezite
Küçük el ve ayak
Hipogonadizm
Babadan gelen 15. kromozomun q12 bandında delesyon
vardır
• Angelman sendromunda ise, aynı bölgede anneden
gelen kromozomda delesyon vardır: mental
retardasyon, ataksi, konvülziyon ve anormal gülme
• Gonadal mozaiklik
• Her otozomal hastalıkta bazı ebeveynler hasta olmaz;
bu yeni mutasyonla açıklanabilir
• Ancak böyle bir durumda da, sadece mutasyon olan
çocuk hastadır, kardeşleri hasta olmaz
• Oysa bazı otoz. dom. hastalıklarda (osteog.
imperfekta) normal anne babaya rağmen birden fazla
hasta çocuk vardır; gonadal mozaiklik ile
açıklanmaktadır.
• Gonadal mozaiklik, erken gelişim (embriyonik)
sırasında postzigotik mutasyon sonucu olur.
• Moleküler Tanı
• İnsan genomu projesinin tamamlanmasıyla, DNA
probları genetik ve edinsel hastalıkların tanısı için
önemli bir yardımcı oldular.
• Moleküler tanı yöntemlerinin kullanıldığı durumlar
• 1) genetik hastalıkların temelindeki kalıtsal
mutasyonların saptanmasında prenatal veya doğumdan
sonra
• 2) tümörlere neden olan edinsel mutasyonların
saptanması
• 3) özellikle hematopoetik sistem kaynaklı tümörlerin
doğru tanısı ve sınıflandırılması
• 4) HIV dahil enfeksiyon hastalıklarının tanısı
• 5) transplantasyon, bablık testi ve adli tıpta doku
gruplarının saptanması
• 6) bunlara ek olarak: akciğer ca.’da olduğu gibi,
hastalığa duyarlılığı etkileyen polimorfizmin
saptanması (P-450 monooksigenaz sistemindeki bilinen
bir polimorfizm, sigaraya bağlı akciğer ca.’ya eğilimi
arttırır)
• Hedef: komple genetik analiz ile muhtemel genetik
hastalıklar ve çevre etkisiyle olan hastalıklar açısından
riski saptamak mümkün olacak
• Genetik bilgiyi kullanırken gizlilik ilkesi ve etik önemli
• Genetik hastalıkların tanısı, genetik materyelin
incelenmesi ile mümkün olur.
• Başlıca 2 yöntem kullanılmaktadır
1) Sitogenetik analiz/karyotipleme
2) Moleküler analiz
Prenatal kromozom analizi hangi durumlarda yapılır?
anne yaşı >34 ise trizomi riski artar
anne veya baba translokasyon ya da inversiyon
taşıyıcısı ise
önceki çocukta kromozom anomalisi varsa
anne/baba X’e bağlı genetik hast. taşıyıcısı ise
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Postnatal kromozom analizi
Periferal kandan lenfositler alınarak yapılır
Multipl doğumsal anomali
Açıklanamayan mental gerilik veya gelişimsel gecikme
Şüpheli anöploidi-özellikle Down açısından
Şüpheli dengelenmemiş otozom-Prader Willi
Şüpheli seks kromozom anomalisi-Turner sendromu
Şüpheli frajil X sendromu
İnfertilite-seks kromozom anomalisini ekarte etmek
için
• Multip spontan abortus-anne/babanın taşıyıcılığını
ekarte etmek için
• Birçok genetik hastalık, karyotipleme ile
saptanamayacak düzeyde küçük değişiklikler sonucu
meydana gelir
• Geleneksel olarak tek gen hastalıklarının tanısı:
• Anormal gen ürünleri (mutant Hg veya enzim)
• Ya da bunun sonucunda ortaya çıkan klinik etkilerin
(anemi, mental gerilik) saptanması ile yapılırken,
• bugün doğrudan DNA düzeyinde patolojiyi göstermek
mümkün
• Rekombine DNA teknolojisinin önemli avantajları:
• Duyarlı bir teknik olması
• PCR (polimeraz chain reaction) kullanımı sayesinde,
tek bir hücreden alınan örnek bile çoğaltılarak tanıya
gidilebilir
• Beyinde bir patoloji varsa, bu patoloji sonucu oluşan
anormal madde veya enzim de beyin dokusundan
saptanabilir; oysa moleküler inceleme tüm hücreler
aynı DNA’yı içerdiği için, her hücrede yapılabilir
• Direkt gen tanısı -PCR ve RT-PCR ile
• İndirekt gen tanısı- bir hastalıkta çeşitli mut.varsa
• Bu yöntem daha uygun-linkage analiz kullanılır