🗊Презентация Хромосомы

Хромосомы Хромосомы, хроматин История и методы изучения кариотипа. Хромосомные болезни. Номенклатура хромосомных мутаций. Карты хромосом

Строение хромосом эукариот

Хромосома бактерий имеет небольшое количество белков

Хромосомная теория наследственности Гены лежат в хромосомах в линейном порядке Каждый ген занимает определенное место – локус Гены одной хромосомы образуют группу сцепления Сцепление нарушается при кроссинговере Частота кроссинговера зависит от расстояния между генами Набор хромосом (кариотип) каждого биологического вида уникален

Томас Морган Томас Хант Морган (англ. Thomas Hunt Morgan, 25 сентября 1866), Лексингтон — 4 декабря 1945, Пасадина) — американский биолог, один из основоположников генетики, иностранный член-корреспондент РАН (1923) и иностранный почётный член АН СССР, Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1933 года «За открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности».

Хромосомы к клетке в зависимости от фазы клеточного цикла бывают:

Фазы митоза

Интерфазные хромосомы – слабо упакованы и готовы к использованию (репликации, транскрипции и др.)

Митотические хромосомы – подобны упакованным для переезда вещам

Уровни организации эукариотической хромосомы

Строение нуклеосомы

Метафазные хромосомы

Рассмотрим интерфазные хромосомы

Хроматин – комплекс ДНК и белков (гистонов и негистонов)

Канадский ученый Барр (1908 – 1995) и его студент Бертрам открыли в 1948 году в ядрах нервных клеток кошек структуру, названную тельце Барра, или Х-половой хроматин

Тельце Барра – пример факультативного гетерохроматина, можно видеть в соматических клетках женского организма млекопитающих

Исследование полового хроматина – тельца Барра У пациента берется соскоб эпителия ротовой полости Помещается на предметное стекло Окрашивается Рассматривается Дешевый экспресс метод определения числа Х хромосом:

Ген, отвечающий за инактивацию Х-хромосомы, на ней же и лежит. Которая из Х-хромосом будет инактивирована, по-видимому, процесс случайный.

Теперь поговорим о митотических хромосомах

Изучение митотических хромосом – цитогенетика.

Этапы цитогенетического исследования

Виды окраски хромосом Рутинная, появилась в 50-х годах ХХ века. (Денверская классификация поделила все хромосомы человека на 7 групп по размеру и форме) Дифференциальная, появилась в конце 60-х годов (G, R, Q и С методы).Парижская конференция закрепила за каждой хромосомой номер, ввела обозначения для мутаций. FISH - метод, был разработан в 90-х годах и дал еще больше возможностей для диагностики.

Виды метафазных хромосом согласно Денверской классификации

Парижская классификация основана на дифференциальной окраске (чаще всего G-окраска)

Плечи делят на районы (бенды) и суббенды

FISH -метод – Fluorescent in situ hybridization дал еще больше возможностей

Исследование кариотипа (кариотипирование = цитогенетическое исследование позволяет диагностировать хромосомные и геномные мутации Хромосомные мутации – изменение строения хромосом. Геномные мутации – изменение числа хромосом

Хромосомные мутации часто являются результатом нарушения кроссинговера – обмена участками между хромосомами, происходящего в профазе 1 мейоза

Внутрихромосомные перестройки Делеция Дупликация Инверсия Кольцевая хромосомам Изохромосома

Варианты инверсий

Возникновение изохромосомы (i) при неправильном разделении хроматид

Образование кольцевой хромосомы (r)

Межхромосомные перестройки - транслокации Взаимные Невзаимные Робертсоновские

Транслокация (t):1 – невзаимная (инсерция), 2 – взаимная (реципрокная)

Робертсоновская транслокация (rob) (центрическое слияние)

В результате транслокаций могут возникать дицентрические (dic) хромосомы и парные ацентрические фрагменты

Номенклатура хромосомных мутаций. del Делеция, например 46,XX,del(5p) — женщина с делецией короткого плеча хромосомы 5 dup Дупликация, например 46,XY,dup(ll)(ql2) — мужской кариотип с дупликацией сегмента ql2 хромосомы 11 fra Ломкий сайт i Изохромосома, например 46,X,i(Xq) — женский кариотип, одна из хромосом Х представлена изохромосомой по длинному плечу inv Инверсия, например 46,XY,inv(10)(pl3ql2) — мужской кариотип, перицентрическая инверсия с точками разрыва р13 и ql2 rob Робертсоновская транслокация, например, 45,XX,rob (14q21q) — женщина со сбалансированной робертсоновской транслокацией длинных плеч хромосом 14 и 21, или 46,XX,-14, r Кольцевая хромосома, например 46,ХХ, г(16) — женщина с кольцевой хромосомой 16 t Транслокация, например 46,ХХ, t(2;4)(q21;q21) — женщина с реципрокной трансплантацией, включающей длинное плечо хромосомы 2, начиная с сегмента 2q21, и длинное плечо хромосомы 4, начиная с сегмента 4q21

Кроме того, хромосомные мутации бывают: Спонтанные/индуцированные Соматические /генеративные Вредные/полезные/нейтральные

С клинической точки зрения хромосомные мутации удобнее делить на Сбалансированные (нет потери или добавления генов) Например, инверсия, реципрокная транслокация

Значение хромосомных мутаций Материал для эволюции, способствует появлению новых видов Патология у человека

При лейкозах выявляются множественные хромосомные перестройки

Самый известный пример: Филадельфийская хромосома – транслокация между 22 и 9 хромосомами – пример соматической мутации ведущей к развитию хронического миелобластного лейкоза t(9;22)(q34.1;q11.2)

Различные случаи делеций

Хромосомные карты Генетические – где лежит какой ген Цитологические – по окраске Физические – основаны на точном расстоянии в базах, кило-, мега- и гига базах Рестрикционные – вид физической карты, на которой указаны расстояния между соседними сайтами расщепления ДНК определенной рестриктазой (разрезающим ферментом) Карты часто бывают комбинированные 1 сМ (сентиморган = морганида) – единица расстояния между генами, при которой вероятность кроссинговера равна 1%, (соответствует примерно 1 мегабазе) Гаплоидный геном человека составляет примерно 3 300 000 000 баз, т.е. 3300 сМ

Последовательности, распознаваемые разными рестриктазами EcoRI Г ААТТЦ ЦТТАА Г SmaI ЦЦЦ ГГГ ГГГ ЦЦЦ

Методы создания хромосомных карт Гибридологический (по результатам скрещиваний. Т.Морган) Анализ родословных (генеалогический) Генетики соматических клеток* ДНК-зондов*

Необычные виды хромосом «ламповые щетки» (найдены в овоцитах амфибий) политенные хромосомы (в слюнных железах личинок двукрылых)

Хромосомы типа ламповых щеток

Политенные (многонитчатые) хромосомы Репликация ДНК не сопровождается делением клетки, что приводит к накоплению вновь построенных нитей ДНК. Большое количество копий генов на политенных хромосомах позоляет синтезировать больше нужных личинке белков.

Геномные мутации Полиплоидии kn k = 1 - гаплоидия k = 2 – норма k = 3 - триплоидия k = 4 - тетраплоидия и так далее

Полиплоидия у растений приводит к увеличению размеров всех частей тела

У животных и человека приводит к гибели плода

При триплоидии (3n) характер нарушения зависит от того, чьих хромосомных набора 2, а чьих один

Анеуплоидии – изменение количества отдельных хромосом Чем меньше генов в хромосоме, тем вероятнее, что плод с анеуплоидией доживет до рождения. Абсолютное большинство погибает на ранних сроках беременности.

Анеуплоидии возникают при нарушениях расхождения хромосом

Есть связь между частотой анеуплоидии и возрастом матери

Синдром Патау, трисомия 13

Трисомия 13 – синдром Патау

Трисомия 18 – синдром Эдвардса

Синдром Эдвардса, трисомия 18

Синдром Шерешевского-Тернера, 45,ХО

Плод с синдромом Шерешевского-Тёрнера

Синдром Клайнфелтера (более одной Х при наличии У)

Анеуплоидии по половым хромосомам не приводят к тяжелым нарушениям развития благодаря способности Х хромосомы образовывать тельце Барра

Как записывается хромосомный диагноз

Примеры некоторых обозначения хромосомных перестроек add = Addition material of unknown origin del = Deletion der = Derivative Chromosome dic Dicentric dup = Duplication ins = Insertion inv = Inversion i или iso = Isochromosome r = Ring chromosome rcp = Reciprocal translocation rob = Robertsonian translocation t = translocation

Примеры записи хромосомного диагноза 46,XX 46,XY 46,XX,del(14)(q23) Female with 46 chromosomes with a deletion of chromosome 14 on the long arm (q) at band 23. 46,XY,dup(14)(q22q25) Male with 46 chromosomes with a duplication of chromosome 14 on the long arm (q) involving bands 22 to 25. 46,XX,r(7)(p22q36) Female with 46 chromosomes with a 7 chromosome ring. The end of the short arm (p22) has fused to the end of the long arm (q36) forming a circle or 'ring' 47,XY,+21 Male with 47 instead of 46 chromosomes and the extra chromosome is a 21. (Down Syndrome)

Конец. Спасибо за внимание!