http://www.kacr.or.kr/img/gene_expression/hemoglobin.jpg Hemoglobinopatiler

Hemoglobinopatiler

http://www.kacr.or.kr/img/gene_expression/hemoglobin.jpg

1. Hemoglobinopatiler ve gen mutasyonları

2. Orak hücreli anemi

3. Thalassemiler

Single nt substitution= unstable Hb-AD- precip, hemolysis

b globin mutation that results in loss of b chain expression

Mut locks Hb in its high/low Oxygen affinity state

Deoxygenated HbS polymerizes

Deletion of a globin genes

Deletion of b, upregulation of g

Hemoglobin A yapısı a

₂

B

₂

http://www.chem.purdue.edu/chm333/hemoglobin.JPG

~2%

Vitellüs kesesi fetal karaciğer kemik iliği

Hemoglobin sentezi

HbF

<1%

HbF 75%

Atasal Globin geni Duplikasyon

a Duplikasyon ve Mutasyone

z g b

Kromozom 16 Kromozom 11

a Transposisyon b

Mutasyon a b

y_a1 e

y_a2

y_z ^y_b

z a₂ Duplikasyon ve Mutasyona₁ y_q G_g A_g d b Erişkin Embiryo Fetus

Embiryo Fetus ve erişkin

CBC -(complete blood count) results show

Elevated WBC count

Elevated reticulocyte (immature RBC) (5-15%)

Blood smear

Sarah’s bloodwork

Diagnosis: Orak hücreli anemi: beta zincirinde mutasyon

normal (kromozom 11) SCA

SCA nokta mutasyonları ile b globin geninde oluşur

Pro Val Glu Lys

a.a. 1 2 3 4 5 6 7 8 . . .

Val His Leu Thr

Glu6Val mutasyonu

Pro Glu Glu Lys

a.a. 1 2 3 4 5 6 7 8 . . .

Val His Leu Thr

normal b globin

normal RBC b globin geni

GAG GTG

b globin geni Single base change

orak RBC

Tek amino asit değişiminin etkileri

Çok hidrophilik hidrofobik

Glu6Val hidrofobik b globin noktası oluşturur

Glu6Val

Glu6Val

Hb S deoksigenize olursa agregatlar oluşturur

Glu6Val

Deoxygenated hydrophobic spot

İki hidrofobik Molekülün etkileşimi

Kapillerleri tıkar.

normal (a₂b₂) Orak hücreli anemik

Otosomal Resesif:

b^Sb^S

b^Ab^S b^Ab^S

Heterozigotlar b

_A

b

_S

1. Adaptif- malaria-Heterozigot üstünlüğü!

2. oksijen basıncından etkilenirler

B s Allel dağılımı

Hemoglobin elektroforezi

Normal ASO

Mutant ASO

C T

G

T ^{Normal ASO} G ^{Mutant ASO}

Differential tags

Allel-spesifik oligonucleotide (ASO) probları

Normal dizi Mutant

A

A

T

G

C Bağlanmaz

DNA analizi b

^S

- ASO

Homozigot normal b^A

Homozigot mutant b^Sb^S

Heterozigot b^Ab^S

DNA analizi b

^{S ‘de}

ASO probları ile - “dot blot”

G

R

Y _T^A

TA

TA

CG C

G CG

DNA analizi b

^{S -}

restriksiyon

enzimleri ile

NATIONAL INSTITUTES OF HEALTH National Heart, Lung, and Blood Institute EMBARGOED FOR RELEASE

Thursday, December 13, 2001 2:00 p.m. EST

Contact:

NHLBI Communications Office (301) 496-4236

Gen Terapi Farede

For the first time scientists have corrected sickle cell disease in mice using gene therapy, according to a study supported by the National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) of the National Institutes of Health and published in the December 14, 2001 issue of Science.

Diğer Hb anormalileri

Yapı varyantları-

globin polipeptidini sentez oranını etkilemeden değişik olduğu durumlar-örnek: b_S

Thalassemiler-

Hb zincirlerinden birinin sentez

oranını etkileyen durumlar : a ve b zincir oranlarında dengesizlik

Fetal hemoglobin varlığı

(HPFH)-klinik olarak letal g zinciri b globin zinciri yerine oluşur.

Nokta mutasyonları--tek nukleotid değişimi (substitüsyon)

Transisyon-nukleotid değişimi

purines - purines (A->G) veya pirimidin - pirimidin (T->C)

Transversiyon-nukleotid değişimi

purin - pirimidin veya tersi

ATT- ile; mutasyon--ATG- met

A

A

missense mutasyon-

bir aa yerine diğeri geçer

TTA- Leu; mutasyon--TGA- stop

nonsense mutation-

stop kodonu oluşur.

A

A

TAA- stop mutasyon--GAA- glutamik asid stop kodonu yerine amino asid

.

A

A

Result:

Frame- Shift

(Çerçeve Kayması)

His-Ser-Pro-Val-Pro

His-Ala-Pro-Val-Pro

His-His-Leu-Tyr-Gln

His-Val-Thr-Cys-Thr

5’ 3’

gen (DNA)

transkripsiyon

translation

protein

N C

ekson1 ^intron1 exon2 ^intron2 ekson3 (AAA) signal promoter/enhancer

5’ ekson1 ekson2 ekson3 AAAA…AAA 3’

olgun mRNA transcript

ATG

“start”

“stop”

codon processing

5’ ^{ekson1 ekson2} ekson3 AAAA…AAA 3’

primer mRNA transcript

X X

X X

X

DNA nın kodlama yapmayan bölgelerindeki mutasyon tipleri

VNTR - minisatellitler-10-100 bp

Mikrosatellitler--2-4 bp

Single NucleotidePolymorphisms (SNP)- 1 bp

Nisbi frekansları:

SNPs>mikrosatellitler>VNTRs

BamH I restriksiyon enzimi-- GGATCC

CCTAGG

RFLP-restriction fragment length polymorphism

RFLPs

VNTRs--variable number of tandem repeat

polimorfizmler RFLP ile izlenebilirler:

5-10 farklı VNTR lokusu incelemesi ile parmakizleri oluşturulurlar.

VNTR’s Genetik parmakizi oluştururlar.

http://darwin.nmsu.edu/~molbio/diabetes/images/fprint_5.gif

VNTR

Mikrosatellitler

VNTRs lere göre daha sık ve polimorfik 2, 3, 4 nukleotid tekrarı:

^TGTGTG

CAACAACAA or AAATAAATAAAT

Çok alleli (heterozigotluk freq-70%)



Örn. 10-30 AC dinukleot tekrarı

PCR ile izlenebilirler

Mikrosatellitler

PCR primers

Allel 1 – 8 “CA” Allel 2 – 12 “CA”

PCR

40 basepair 48 basepair

electrophoresis

Mikrosatellitler

Aile çalışması

Mikrosatellitler tanıda kullanım

Hangi çoçuk bu ebevenlere ait değil?

SNP

Single Nucleotide Polymorphism Tek baz değişimi

1 / 1000 bp

PCR ile tanımlanabilir

DNA polimorfizmleri:

Bağlantı

DNA mutasyonları Analık-babalık tanısı Adli tıp

DNA instabilitesi

Rekombinasyon oluşumu sıklığı gibi çalışmalarda kullanılırlar.

Hemoglobin Mutants: Missense, Nonsense, and Frameshift

Füsyon polimorfizmleri

Homolog olmayan krossing -overler

 …….. …….. …….. …..… …..…

e g1 g2 d b

…….. …….. …….. …..… …..…

e g1 g2 d b

ürün

…....… Lepore …...… anti-Lepore d - b b - d

…....… Kenya ….. … ölür g1 - b b - g2

Alpha-Thalassemiler

• beta thalassemilerden daha sık

• alpha globin kusur

• alpha gen delesyonları a1 ve a2 1-4 gen olabilir.

Alpha-Thalassemiler

chr. 16

normal hemoglobin

a2 a1 a2 a1 a2

a2 a1 a2 a1

a2 a1 a2 a1

a2 a1 a2 a1

microcytic orta anemi

taşıyıcı

hemolitik anemiağır Hb H (b₄)

clinically severe

Hb Barts (g₄) hydrops fetalis

a thalassemiler:

• Delesyonlar sonucu oluşur.

Neither release O₂

a thalassemia trait

Hydrops fetalis veya homozigot a -Thalassemia

http://www.ramacme.org/program-exam/3-21-207-2412-0203-01/3-21-207-2412-0203-01-0010.jpg

b thalassemiler:

kr. 11

• 2 beta geni var

• beta globin zincirinde azalma

b thalassemia:

Gen var gende nokta mutasyonları var.

transcripsiyon

RNA splicing RNA cleavage

frameshift * nonsense codon

unstable globin ^{cap site}initiator codon küçük delesyon

b thalassemiler:

b

⁰

thal.

b thal.

major

b

⁺

thal.

b⁰ b⁰ b⁺

b⁰ b⁺

b⁺ b⁺

b⁰

b thal.

minor

klinik ağır tablo

ılımlı

ekstrem

WT mut

Null

bazı HbA

HbA yok

b thalassemia

Kıbrıs’ta Thalassemi

~1/7 b thalassemi taşıyıcı

~1/158 yenidoğan b thalassemi Günümüzde genetik danışma ile engellendi.