Defintion Zytogenetik:
- Untersucht Aufbau und Funktion der Chromosomen
- Bestimmt den Karyotyp und Karyogram
- Beschäftigt sich mit strukturellen und numerischen Chromosomenaberrationen
Wovon ist die Chromosomenmorphologie abhängig?
- Lebensart
- Meiose/Mitose
- Phasen der Meiose/Mitose
- Chromosomenform in der Interphase und während Zellteilungen
Aufgabe der Chromosomen
Transport des genetischen Materials während Mitose/Meiose.
Wo sind die wichtigsten genetischen Komponenenten der Chromosomen
Telomerregion
Centromerregion
Bei akrozentrischen Chromosomen: NOR
das besondere der Telomerregion
- verkürzt sich mit Alterung
- besitzt Minisatelliten DNA
Das besondere des Centromers
es besitzt Satelliten DNA
Wonach kann man die menschlichen Chromosomen characterisieren?
1) Anzahl
2) Länge
3) Centromerisierung
Spezifiziere die Anzahl der Chromosomen.
Was für Centromere gibt es?
Welche sind die Akrozentrischen Paare und wo kommen sie vor?
Sie kommen in der NOR vor
13,14,15,21,22
Was wird in der NOR hergestellt?
rRNA
Was ist ein Karyogramm?
Das gesamtbild aller 23 Chromosomenpaare einer Zelle.
Was ist ein Idiogramm?
Das gesammtbild der Chromosomen bei etwa 100 Zellen.
Gibts unterschiede zwischen Idiogramm und Karyogram?
Bei einem gesunden Menschen nicht, bei einem kranken womöglich schon.
Karyotyp vom gesunden Mann und Frau
46 XY Mann
46 XX Frau
Was sind Tandemrepeats?
Es sind DNA Sequenzen die wiederholt werden, die von unterschiedlicher Länge sind. Diese kommen in unterschiedlichen Regionen vor.
Was für Arten von Tandemrepeats gibt es?
Satelliten DNA
Minisatelliten DNA
Mikrosatelliten DNA
Charakterisiere Satelliten DNA
Länge repititonseinheit:
5-171BP
Länge der Repeats:
100kB- mB
Wo kommts vor?
Centromer
Characterisiere Minisatelliten DNA
Länge repititonseinheit:
6-25 BP
Länge der Repeats:
0,1- 20kB
Wo kommts vor?
Telomer nd häufig in der Nähe davon
Characterisiere Mikrosatelliten DNA
Länge repititonseinheit:
1-4 BP
Länge der Repeats:
<150BP
Wo kommts vor?
überall im Genom
Was trägt zur Variablität in bezug auf Tandemrepeats bei?
Die Tandenwiederholungen in Mikro/Minisatelliten DNA trägt dazu bei.
Inwiefern unterscheidet man Variablität bei Tandenrepeats?
Es gibt zwei unterscheidungen:
TR in
a) in nicht kodierenden Regionen
- > Polymorphismus
b) in kodierenden Regionen
- > mögliche Mutationen
Wozu dienen Polymorphismen z.B.?
Vaterschaftstest
Fingerprinting
Stammbaumanalyse
Was für Arten der Mutationen gibt es?
- Genmutationen
- numerische Chromosomenmutationen
- strukturelle Chromosomenmutationen
Vergleiche Mutationen und Polymorphismen!
Mutation
Polymorphismus
gemeinsam: veränderung der DNA
<1%-> meist schädlich, löst Krankheiten aus
a) Genmutationen
b) Chromosomenmutationen
- numerisch
- strukturell
c) Genommutation
>1% nicht schädlich
Wann passieren Mutationen?
In der Meiose:
Mutation in der Keimzelle -> betroffene Nachkommen
In der Mitose:
In der Frühentwicklung (möglicher Mosaizismus) oder später im Alter (entweder unauffällig oder Krebs)
Was spielt bei der strukturellen Chromosomenaberration ein wichtige Rolle?
Telomere und Bruchpunkte spielen dort eine wichtige Rolle. Das Chromosom wird instabil.
Nenne mir Grundbegriffe der numerischen Chromosomenaberration.
Euploidie
Polyploidie
Aneuploidie
Monosomie
Trisomie
Definiere Euploid
vollständiger Chromosomensatz
2n bei Menschen
Definiere Polyploid und nenne Folgen dieser
Der Chromosomensatz ist mehrfach vorhanden.
≥3n
ist lethal bei Menschen, es kann bei einigen Körperzellen auftreten wie bei Krebs -> atypische Mitose
Aneuploid
Von einem Chromosomen mehr oder weniger:
2n ± 1
2n ± 2
Definition Monosomie
nur ein Chromosom von einem paar
2n - 1 = 45 Chromosomen
Definiere Trisomie von wem stammt sie meistens?
Drei Chromosomen von einem Paar
2n + 1 =47 Chromosomen
90% der Trisomien stammen vom Vater und
10% von der Mutter
Zeichne das Schema was wir unterricht zur numerischen Chromosomenaberration gelernt haben.
Definiere Nondisjuntion
Das fehlende Auseinanderweichen von zwei homologen Chromosomen bei der Meiose I oder das Nichttrennen von Schwesterchromatiden in der Meiose II.
Zeichne die Nondisjuntion in Meiose I
Zeichne die Nondisjuntion in Meiose II
Wie korreliert das Alter der Mutter in Bezug auf Trisomie häufigkeit?
Je älter die Frau desto höher ist die Wahrscheinlichkeit einer Mutation in den Oocyten
Nenne bekannte Krankheiten die bei Trisomien auftreten und spezifiziere
13 Patau
Haben Aneuploidien und Nondisjuntion etwas miteinander zu tun?
Ja, durch Nondisjuntion entstehen ja erst die Aneuploidien
Was ist der Grundsatz bei Mangel und Überschuss von genetischen Material?
ÜS: ist lebensfähig
Mangel: ist schwer lebensfähig
Nenne Krankheiten die bei Nondisjuntion auftreten.
Es sind alle Krankheiten die durch Aneuploidien ausgelöst werden. Siehe schemazeichnung deiner Unterlagen oder bei BS in den Folien.
Triploidie 69 spezifiziere was das ist.
Chromosomenmutation
numerisch
polyploidie
Lethal!
Patau Syndrom spezifiziere was das ist
“Trisomie #13”
Chromosomenmutation
numerisch
aneuploidie
trisomie
autosomal
stirbt im ersten Jahr fast immer
Edwards Syndrom spezifiziere was das ist
“Trisomie #18”
Chromosomenmutation
numerisch
aneuploidie
trisomie
autosomal
Nieren und Herzfehler
Downsyndrom spezifiere was das ist
“Trisomie #21”
Chromosomenmutation
numerisch
aneuploidie
trisomie
autosomal
gesitig zurückgeblieben
auch möglich ist eine 14/21 Translokation, dort hat #14 mehr Gene = strukturelle chromosomenmutation
Turner Syndrom spezifiziere was das ist
Turner 45, XO
Chromosomenmutation
numerisch
aneuploidie
monosomie
gonosomal
nur weiblich, infertil, Nackenfalte, einzig lebensfähige Monosomie
Spezifieziere die Mutation 45, OY
gibts nicht
Nenne mir Krankheiten die bei numerischen Chromosomenaberraion, aneuploidie, monosomie autosomal vorhanden sind.
Absolut lethal! Existiert nicht!!!
Klinefelter Syndrom spezifiziere was das ist
Klinefelter 47, XXY
Chromosomenmutation
numerisch
aneuploidie
trisomie
gonosomal
männlich, infertil, ein inaktives X
Superfemale spezifiere was das ist
Karyotyp 47, XXX
Chromosomenmutation
numerisch
aneuploidie
trisomie
gonosomal
zwei inaktive X chromosomen, weiblich
Supermale spezifiziere was das ist
Karyotyp 47, XXY
Chromosomenmutation
numerisch
aneuploidie
trisomie
gonosomal
im allgemeinen gesund, fertil, nur die väterliche zweite meiotische Teilung kann dazu führen
Definition UPD
Chromosomenanzahl ist normal, aber bei einem Chromosomenpaar sind beide homologe Chromosomen nur von einem Elternteil
Was für Arten gibt es von UPD?
Uniparentale Heterodisomie
Uniparentale Isodisomie
Zeichnung Uniparentale Heterodisomie
Zeichnung Uniparentale Isodisomie
Was ist der unterscheid bei den beiden Arten der UPD’s?
Die Uniparentale Heterodisomie hat eine Nondisjunction in Meiose I
Die Uniparentale Isodisomie hat eine Nondisjunction in Meiose II
Welche Krankheit tritt bei einer UPD auf?
- Prader Willi
- Angelmann
Prader Willi spezifiziere was das ist
Chromosom 15 ist betroffen
Chr. 15 UPD, imprinting oder interstitielle Deltetion
Mütterliche gene vorhanden, väterliche gehen verloren
das dicke kind
Angelmann spezifiziere was das ist
Chromosom 15 ist betroffen
Chr. 15 UPD, imprinting oder interstitielle Deltetion
Väterlich gene vorhanden, mütterliche gehen verloren
das dünne Kind
Was nehmen wir als Fazit bei UPD mit?
Die Quelle der Chromosomen muss aus beiden Richtungen stammen (mütterliche und väterliche Gameten), sonst ist das Kind krank
Defintion Mosaizissmus
der Organismus enthält zwei oder mehrere Zellinien, die unterschiedliche Chromosomenzahl, Chr-Struktur oder genetische Information haben, aber ihre Herkunft ist identisch
Was passiert beim Mosaizissmus?
Befruchtete Eizelle macht Mitose
->eine mutiert (sehr früh in der Embryonalentwicklung)
es gibt also normale gesunde teilende Zellen und mutierte Zellen die sich dann teilen.
Dies hat auswirkungen auf den Körper
Nenne die Unterarten des Mosaizismusses
a) Chromosomaler Mosaizismus
- >unterschiedliche Chromosomenanzahl oder Chr-Struktur –mitotischer Fehler, früh oder später in der Entwicklung
b) Genmosaizismus
- >Genmutation in Zellen eines Gewebes
c) die Frauen sind funkzionelle Mosaike –ein X-Chromosom wird inaktiviert
Was lässt sich über die gesundheitliche Entwicklung in bezug auf Mosaizismuss sagen?
Je später der Mosaizismuss auftritt, desto weniger schaden
Was ist die Pränantale Diagnose?
Es ist die Untersuchung der Eizelle, mit der Frage ob das Kind gesund sein wird.
Was sind Faktoren bei eine eine pränantale Diagnose in Betracht ziehen sollte?
Was wird in diesen Fällen gemacht?
Alter der Mutter
Vorkrankheiten in der Familie
Präimplantationsdiagnostik (Prüfung bei in-Vitro)
Es wird eine Zytogenetische Untersuchung gemacht.
Nenne alle Untersuchungsarten der Pränantalen Diagnose
Ultraschall
Amniozentese
Chorionzottenbiopsie
Was wird beim Ultraschall bei einer Pränantalen Diagnose gemacht?
Es wird u.a. die Genickfalte gemessen (Hinweis auf Turner syndrom)
Was wird bei einer Amniozentese gemacht?
Es wird in der 16-18 Woche Fruchtwasser entnommen.
Dann werden Embryonalzellen isoliert und ein Karyogram/Idiogram und Karyotyp analysiert.
Was wird bei der Chorionzottenbiopsie gemacht und was gibts da zu beachten?
Es wird in der 10-12 Woche Plazentazellen entnommen. Dieser Eingriff ist etwas gefährlich für das Kind.
Dann werden Embryonalzellen isoliert und ein Karyogram/Idiogram und Karyotyp analysiert.
Schemazeichnung Grundsatz zur Strukturellen Chromosomenmutation
Definition Balanzierte Chromosomenaberration
im Phänotyp nicht auffälig
aber Meiose läuft nicht richtig ab, Nachkommen evtl. Betroffen
Defintion Unbalanzierte Chromosomenaberration
schwere phänotypische Abnormalitäten oder Tod
Nenne alle Arten die bei der strukturellen Mutation von Chromosomen vorkommen
- Deletion
- terminale
- interstitielle
- Duplikation
- Translokation
Insertion
- reziproke – wenigstens 2 Bruchpunkte
- Robertson’sche (zentrische Fusion)
- Inversion
- parazentrische – 2 Bruchstellen
- perizentrische - 2 Bruchstellen
- Ringchromosomen
- Isochromosomen
Zeichne eine terminale Deletion, was gibts zu beachten?
Zeichne eine interstitielle Deletion
Zeichne eine Duplikation
Zeichne eine insertions Translation
Zeichne eine reziproke Translokation
Zeichne die robertsonsche Translokation
Zeichne eine parazentrische Inversion, was ist besonders?
Zeichne eine perizentrische inversion, was gibts zu beachten?
ist meist balanciert
Zeichne Ringchromosomen, was ist besonders?
Zeichne Isochromosomen, was ist besonders?
Spezifiziere Cri-du-chat syndrom
Katzenschreisyndrom
5p- (also fehlt der p Teil auf einen Chr. 5)
Terminale Deletion (partielle Monosomie)
Spezifiziere Williamssyndrom
Chr. 7, interstititielle Deletion
partielle Monosomie für Elastin und LIM Kinase Gene
Speziefiziere was beim Philadelphia-Chromosom bertroffen ist
t( 9;22)
Reziproke Translokation, bruchstelle im Genom
Was kann man über das Krankheitsbild des Philadelphia-Chromosoms sagen?
Kann balanziert oder unbalanziert sein.
Bei Balanzierung kann man davon ausgehen, dass der Defekt in den Introns liegt.
Bei unbalazierung führt es zu Leukämie
Es führt zu Krebs weil: das abl-Gen (ein Protoonkogen) wird durch die Translakotion beschädigt und dies führt zu Tumoren
Was passiert beim Burkitt-Lymphom?
t(8;14) oder t(8;2) oder t(8;22)
Translokation des c-myc Gens
Was lässt sich über das Krankheitsbild des Burkitt-Lymphom sagen?
c-myc Gen ist transloziert
dieses Gen ist für Zellteilung zuständig
bei Translokation verliert es den eigenen Promotor
- Die Folge ist dass es von einem starken Immunglobulinpromotor reguliert wird
Es gibt durch den anderen Promotor mehr c-myc welches zu schnellem Zellyzylus führt -> hohes risiko für Tumore
ein Indiz das man das auf dem Karyogram sehen kann ist, dass wir einen Markerchromosom (extra Chromosom) haben (Tumorindiz)
Was kann man zum Erscheinungsbild über die Robertsonsche Translokation sagen
Betroffen sind nur Akrozentrische Chromosomen
im p Teil der Akrozentrischen Chr. ist nichts wichtiges kodiert
Durch entsehung von dizentrischen Chr. wird nur eine Hälfte lesbar
Da es 10NOR’s gibt ist es balanziert.
Aber Enkelkinder sind gefährdet!!!
Was passiert bei einer zentrischen Fusion von Chr 14 und 21?
Robertsonsche Translokation
Balanziert!!!
Characterisiere Chromosomenbruchsyndrom
Bloom-Syndrom
eine seltene genetische Krankheit
- hohe Zahl der Chromosomenbrüche
- erhöhter Schwesterchromatiden austausch
- hohes Tumorrisiko
- DNA- Reperaturfehler
Was macht man bei der Herstellung von Chromosomenpräparaten (stichpunktartig)?
- Bei den Zellen Mitose anregen
- warten
- Colchicin benutzen
- Zentrifugierung der Zellen
- in hypertonischen lösung legen
- mit Giemsa färben
- fixieren
Wozu dient Colchicin bei der Herstellung von Chromosomenpräparaten?
Man stoppt damit die Zelle in der Metaphase
Was für ein Nutzen hat es bei der Herstellung von Chromosomenpräparaten die Zellen in hypertonischen Lösung zu legen?
Die Zelle schwillt an und man bringt sie so zum platzen
Wozu sind Bänderungsmethoden da?
Mit Bänderungsmethoden kann man Banden auf dem Chromosom unterscheiden.
Nenne mir die gelernten Bänderungsmethoden
G-Bänderung
C-Bänderung
NOR-Bändeung
T-Bänderung
R-Bändeung
Was ist das besondere der G-Bänderung?
Giemsa Färbung
Färbt die interstitiellen Translokationen
Was ist das besondere der C-Bänderung?
Färbt Centromere
Was ist das besondere der NOR-Bänderung?
Färbt die Akrosomen ein
Was ist das besondere der R-Bänderung?
Ein Negativ der G-Bänderung