Kromozom Bozuklukları

(1)

Doç Dr Zerrin YILMAZ ÇELİK

Kromozom Yapısı

(2)

Chroma: renkli Soma: cisim

Sitogenetik: kromozom sayı ve yapısını inceleyen

genetik bilim dalı

1888 Waldeyer tarafından adlandırıldı

1917 Wieman X ve Y kromozomlarını tanımladı

1956 Tjio ve Levan insan kromozom sayısının 46 olduğunu buldu 1959 Lejeune ve ark. Down sendromlu hastalarda kromozom sayısının 47 olduğunu gösterdi

(3)

(4)

Kromozom Yapısı

Kromozomlar histon ve

nonhiston

proteinlerle kaplıdır

Histon oktamerleri

DNA ile sarılarak

nukleozomları

(5)

Histonlar ve Nukleozomlar

• 5 tip histon vardır:

• 4 ü merkezde , H2A, H2B, H3, and H4.

• Oktamer yapısını oluştururlar, her birinden

iki tane bulunur

• Histon oktomeri etrafını DNA iki kere

sarar.

• Yaklaşık olarak 160 baz çifti oktomere

sarılır

• 5. histon, H1, nukleozomlar arasındaki DNA

yı bağlar (spacer veya linker histone).

(6)

Histonlar nükleer aktiviteyi düzenler:

kromatin yapısındaki değişiklikler gen

ifadelenmesini etkiler:

asetilasyon

fosforilasyon

metilasyon

ubikütinasyon

(7)

Kromozom Yapısı

Non-histon proteinler nukleozom dışındaki kromozom

bölgelerine bağlanır

(8)

DNA paketlenmesi ile

kromozom oluşumu

• DNA paketlenmesinin

farklı aşamaları bulunur,

her aşamada katlanma

birkaç kat daha artar.

• Paketlenme olayı DNA nın

çekirdeğe yerleşimini

sağlar, ancak bazen gen

ifadelenmesini

(9)

Soru?

• İnsanda kromozom sayısı kaçtır?

– Soma hücresi

– Germ hücresi

• Bu hücrelerde kaç adet nükleer DNA

molekülü vardır?

(10)

Kromozom Anotomisi

• sentromerler

kromozomların en büyük daralma bölgesidir

•mitotik fibriller buraya bağlanır

•171 bç’ ti 100,000lerce kez tekrarlar, bunlara alfa satelit dizileri denir

(11)

Telomerler:

Kromozomların uçlarında bulunurlar.

TTAGGG/AATCCC dizilerinin tekrarlarından oluşurlar. D loop oluşturarak kromozom uçlarını kapatır.

Mayoz bölünmede homolog eşleşmesinde rol oynar. Hücre bölünmesinde önemi var.

(12)

•Subtelomerler

8,000 - 300,000 baz içeren kromozomun telomer bölgesine yakın bölgelerdir.

Tekrar dizileri telomer dizilerine benzerlik gösterir gen aileleri içerirler (ör: olfactory receptor genler).

(13)

Kromatin kromozomu oluşturan materyaldir.

DNA, histon ve Non histon proteinlerini içerir.

Ökromatin bölgeler kromozomda açık renkte boyanan

protein sentezleyen genleri içeren bölgelerdir.

Heterokromatin koyu boyanır

İnaktif, ifadelenmeyen veya tekrarlayan DNA bölgelerini içerir.

Konstitüsyonel heterokromatin

(sentromer,telomer,satellit)

(14)

Yapısal

heterokromatin

Fakültatif

heterokromatin

Stabil

Geri dönüşümlü

Satellit DNA içerir

LİNE dizilerinden

zengin

Polimorfik

Polimorfik değil

(15)

-• kromozomlar sentromer yerleşimine göre 4 gruba ayrılır:

uçta - telosentrik

uca yakın - akrosentrik ortada - metasentrik merkezden uzak -

(16)

• sentromerin iki yanındaki kromozom parçalarına

kromozom kolu denir

kısa kol = p kolu

uzun kol = q kolu

TTAGGG

(17)

En büyük Metasentrik En küçük akrosentrikler Cinsiyet kromozomları XX A B C D _E F G En büyük submetasentrik

(18)

–

_A

_1-3

–

B 4-5

–

C 6-12 + X

–

_{D 13-15}

–

E

16-18

–

F 19-20

–

_{G 21-22 +Y}

(19)

Akrosentrik kromozomlar

(20)

kromozomlar farklı büyüklüktedirler

kromozom Milyon baz _{büyüklüğü} genom_%

5 194 6

16 98 3

19 60 2

21 33.55 1

(21)

kromozomlar farklı

genler taşır

(22)

kromozomları görüntülemek

• Çekirdekli canlı hücreler gereklidir:

– Fetal dokular: amniyon sıvısı hücereleri

koryonik villus biyopsisi

fetal kan hücreleri

– Yetişkin dokular: kan (beyaz kan hücreleri)

kemikiliği

cild hücreleri (fiboblast)

solid doku biyopsisi

vücut sıvılarından elde edilen dokular

(23)

(24)

• kültür sonrası hücreler metafazda

durdurularak kromozom elde edilir.

• DNA boyaları veya DNA’ yı

görüntüleyen problarla boyama yapılır.

• kromozomlar bilinen özelliklerine

(25)

Karyotip

Homolog kromozom çiftlerinin büyüklüklerine göre

düzenlenerek haritalanmasıdır.

(26)

1.Doku kültürü

Fitohemaglutinin, amino asit ve antibiyotik içeren

medyum içinde 72 saat 37°C de bekletilir 68 - 70. saatte kolşisin eklenir

Hipotonik tuz çözeltisi

Fiksatif çözeltisi (1 Asetik asit; 3 Metanol)

Yayma (soğuk ve nemli lam üzerine) 2. Boyama (Bantlama )

3. Analiz

(27)

(28)

(29)

Karyotip yapımı

Metafaz kromozomları lama damlatılarak yayılır ve DNA boyaları ile boyanarak bantlanır.

bantlanma özellikleri kromozomları birbirinden ayırmayı sağlar.

(30)

Kromozomal bantlar

•ideogram kromozomun şematik halidir

•Ana band bölgeleri sayılarla gösterilir

X kromozomu

X

q

2 4.1:

Uzun kolu

(31)

İ D E O G R A M

(32)

KROMOZOM BANTLAMA YÖNTEMLER

İ

•

Giemsa Bantlama Yöntemi

• Revers Bantlama Yöntemi

• Floresan Bantlama Yöntemi

• Yapısal heterokromatin Bantlama Yöntemi

• Nükleolar Oluşum Bölgesi (NOR) Bantlama

Yöntemi

• Ayırıcı replikasyon Bantlama Yöntemi

• Yüksek rezolusyon bantlama

(33)

Giemsa Tripsin bantlama yöntemi:

Sitogenetik laboratuvarlarında en sık kullanılan

yöntemdir.

Kromozomların elde edilen bant özellikleri

hem fonksiyonel hem de yapısal kompozisyonu

yansıtmaktadır.

A-T den zengin heterohromatin bölgeler koyu

renk

(34)

(35)

C- bantlama

Sentromer altı ve üstü heterokromatin bölgeler polimorfiktir. Büyüklük olarak bireyler arasında farklılık gösterirler.

Y q, akrosentrik kromozom satellit ve stalk bölgeleri gibi heterokromatin bölgeler koyu renk boyanırken, ökromatin bölgeler boyanmaz.

(36)

Kromozomal polimorfizm

• Toplumda %30 oranında kromozom yapısında ışık

mikroskopu ile görülebilecek kadar belirgin büyüklük farklılıkları bulunabilmektedir.

• Buna heteromorfizm denmektedir

• C bant ile koyu boyanma özelliği taşırlar Polimorfik değişiklikler:

• Y kromozomu uzun kol heteromorfizmi

• Sentromerik heterokromatin büyüklüğü (1, 9, 16) • Satellit polimorfizmi(akrosentrik kromozomlarda) • Frajil bölgeler

(37)

(38)

(39)

Nor bantlama

Akrosentrik kromozom satellit bölgelerine özel gümüş nitrat boyası ile boyama.

(40)

Q- bantlama

Quinakrin adlı floresan boya kullanılır, polimorfizmler için kullanılır. Analizi için floresan mikroskop gerekli.

(41)

Kardeş kromatit bantlama

Kromozom kırıklarının gösterilmesinde yeri var.

(42)

Yüksek rezolusyon bantlama

Prometafaz evresinde kromozomlar incelenir. 850-1200 bant seviyesinde çözünrlük sağlar.

(43)

(44)

(45)

Sayısal analiz:

• Metafaz plaklarındaki kromozomlar

sayılır.

• Her hastadan 20 alan sayısal

değerlendirme için incelenir.

• Mozaiklik beklenen durumlarda sayı

30-50 ye çıkarılır.

(46)

Tüm homolog kromozomların bant özellikleri

karşılaştırılır

5 alan değerlendirilir.

Kromozomların ayrılarak her homolog kromozom

çifti eşlenip karyotip oluşturulur.

Normal karyotip 46,XX kadın

46,XY erkek şeklinde raporda

belirtilir.

(47)

Klonal kabul edilen durumlar

• Sayısal anormallik,

 En az iki alanda aynı kromozomun fazlalığı

 En az üç alanda aynı kromozomun eksikliği

• Yapısal anormallik,

 En az iki alanda aynı yapısal kromozom

anormalliği

(48)

Kromozom elde edilemezse sonuç verilemez.

4Mb lık kromozom değişikliklerini saptayabilir. Daha küçük anomaliler gözden kaçabilir.

(49)

(50)

(51)

(52)

FISH:

fluoresan in situ hibridizasyon

1. Kromozom preperatlarının hazırlanması. 2. Probların hazırlanması (işaretleme).

3. İn situ hibridizasyon

A. Prob denaturasyonu ve hibridizasyon karışımı. B. Kromozom denaturasyonu.

C. Hibridizasyon.

(53)

(54)

Farklı tipte problar kullanılarak, kromozomların farklı bölgeleri incelenebilir.

İncelenen kromozom dışında diğer kromozomlar hakkında bilgi veremez.

(55)

FISH yönteminin uygulandığı örnekler;

* Fikse edilmiş kromozomlar

* İnterfaz nukleusu üzerindeki çalışmalar * Uzatılmış tek zincirli DNA molekülleri * Nukleus ve alt ünitelerinin incelenmesi

* Formalinle fikse edilmiş doku, kan ya da kemik iliği preparatları

(Analiz için eski preparatlar, aylar yıllar sonra kullanılabilir)

(56)

Kromozom bozuklukları fenotipe

yansıyabilmektedir

Trizomi 21 durumunda,karyotipte bir fazla 21. kromozomun fazla olması Down Sendromu fenotipine yol açar