'

Лекция № 4

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Лекция № 4 Хромосомы, хроматин История и методы изучения кариотипа. Хромосомные болезни. Номенклатура хромосомных мутаций. Карты хромосом


Слайд 1

Хромосома (греч. – «окрашенное тело») – комплекс ДНК с белками (гистоновыми и негистоновыми) Строение хромосом эукариот ДНК гистоны хромосома


Слайд 2

ДНК бактерий тоже иногда называется бактериальной хромосомой. Она кольцевая и лишена гистонов.


Слайд 3

Хромосома бактерий имеет небольшое количество белков Оболочка клетки Точка начала репликации ДНК ДНК ДНК-связывающие белки


Слайд 4

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


Слайд 5

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».


Слайд 6

Хромосомы к клетке в зависимости от фазы клеточного цикла бывают: Интерфазные, активные Митотические, неактивные интерфаза митоз


Слайд 7

Фазы митоза


Слайд 8

Интерфазные хромосомы – слабо упакованы и готовы к использованию (репликации, транскрипции и др.) Вид интерфазного ядра под микроскопом. Хромосомы активна


Слайд 9

Митотические хромосомы – подобны упакованным для переезда вещам Метафазная хромосома видна в микроскоп и неактивна


Слайд 10

Уровни организации эукариотической хромосомы


Слайд 11

ДНК – 2 нм Нуклеосома – 11 нм Фибрилла 30 нм «соленоид» - 300 нм Нить – 700 нм Метафазная хромосома – 1400 нм активная неактивная ДНК 2 нм Нуклеосома 11 нм Фибрилла 30 нм Фибрилла 300 нм Фибрилла 700 нм Метафазная хромосома 1400 нм


Слайд 12

Строение нуклеосомы ДНК Кор из 8 молекул гистонов 2 х (Н2а, Н2b, H3, H4) Гистон Н1 линкер


Слайд 13

белковый каркас (остов, скаффолд) Нуклеосомы (11 нм) 30 нм Укладка типа «соленоида» 300 нм


Слайд 14


Слайд 15

Метафазные хромосомы


Слайд 16

Рассмотрим интерфазные хромосомы


Слайд 17

Хроматин – комплекс ДНК и белков (гистонов и негистонов) Хроматин Эухроматин (слабо конденсированный, активный) Гетерохроматин (сильно конденсированный, неактивный) Факультативный (содержит гены, не активные в данной клетке в данное время) Конститутивный (структурный) (структурный) не содержит генов ядро ядрышко эухроматин гетерохроматин


Слайд 18

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


Слайд 19

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


Слайд 20

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: клетка ядро


Слайд 21

Ген, отвечающий за инактивацию Х-хромосомы, на ней же и лежит. Которая из Х-хромосом будет инактивирована, по-видимому, процесс случайный. У черепаховых кошек ген черной и желтой окраски лежит в Х-хромосоме. Распределение пятен абсолютно непредсказуемо.


Слайд 22

Теперь поговорим о митотических хромосомах


Слайд 23

Изучение митотических хромосом – цитогенетика.


Слайд 24

Этапы цитогенетического исследования


Слайд 25

Кровь (или другой материал) Отделение лейкоцитов Добавление стимулятора митоза – ФГА (фитогемагглютинина) 72 часа Добавление колхицина – блокатора микротрубочек Деление лимфоцитов тормозится на стадии метафазы


Слайд 26

Добавление гипотонического раствора – клетки разбухают Х ХХ х х при раскапывании от удара о стекло хромосомы разлетаются в стороны – образуется метафазная пластинка Затем препарат фиксируют и окрашивают Х Х


Слайд 27

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.


Слайд 28

Виды метафазных хромосом согласно Денверской классификации Метацентрическая, субметацентрическая, акроцентрическая, телоцентрическая, со спутником (первичная перетяжка) вторичная перетяжка короткое плечо (р) длинное плечо (q)


Слайд 29

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


Слайд 30

Плечи делят на районы (бенды) и суббенды


Слайд 31

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


Слайд 32

Не для зарисовки!


Слайд 33


Слайд 34

FISH-метод позволяет лучше распознавать хромосомные перестройки, чем одноцветная окраска


Слайд 35

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


Слайд 36

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


Слайд 37

Внутрихромосомные перестройки Делеция Дупликация Инверсия Кольцевая хромосомам Изохромосома


Слайд 38

Делеция(del) Дупликация(dup) Инверсия(inv)


Слайд 39

Варианты инверсий перицентрическая парацентрическая


Слайд 40

Возникновение изохромосомы (i) при неправильном разделении хроматид p q p q p q p q Нормальное расхождение в анафазе Изохромосомы


Слайд 41

Образование кольцевой хромосомы (r) кольцо ацентрические фрагменты


Слайд 42

Межхромосомные перестройки - транслокации Взаимные Невзаимные Робертсоновские


Слайд 43

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


Слайд 44

Робертсоновская транслокация (rob) (центрическое слияние) Между разными акроцентриками – у человека 13,14,15,21,22


Слайд 45

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


Слайд 46

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 Не для заучивания!!!


Слайд 47

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


Слайд 48

С клинической точки зрения хромосомные мутации удобнее делить на Сбалансированные (нет потери или добавления генов) Например, инверсия, реципрокная транслокация Несбалансированные (гены теряются или добавляются) Например, делеция дупликация


Слайд 49

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


Слайд 50

Сравнение хромосомных наборов человека (слева) и шимпанзе (справа). Видно, что наша хромосома 2 – результат Робертсоновской транслокации у нашего общего предка.


Слайд 51

При лейкозах выявляются множественные хромосомные перестройки


Слайд 52

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)


Слайд 53

Различные случаи делеций -- Синдром кошачьего крика -- Синдром Вольфа-Хиршхорна


Слайд 54

Делеция короткого плеча хромосомы 5 – синдром кошачьего крика, cri du chat


Слайд 55

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


Слайд 56

Карта хромосомы 9


Слайд 57

Карта хромосомы 21 и митохондриального генома


Слайд 58

Последовательности, распознаваемые разными рестриктазами EcoRI Г ААТТЦ ЦТТАА Г SmaI ЦЦЦ ГГГ ГГГ ЦЦЦ ДНК разрезают рестриктазами и подвергают электрофорезу. Рестрикционная карта - вид физической карты, на которой указаны расстояния между соседними сайтами расщепления ДНК определенной рестриктазой. Не для заучивания!!!


Слайд 59

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


Слайд 60

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


Слайд 61

Хромосомы типа ламповых щеток В них активны гены, обеспечивающие образование желтка для развития зародыша


Слайд 62


Слайд 63

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. 1 — диски; 2 — междисковые участки; 3 — пуф, образовавшийся за счет деконденсации хроматина диска


Слайд 64

Активные участки -пуфы Неактивные - диски Политенные хромосомы дрозофилы


Слайд 65

Конец. Спасибо за внимание!


Слайд 66

Геномные мутации Полиплоидии kn k = 1 - гаплоидия k = 2 – норма k = 3 - триплоидия k = 4 - тетраплоидия и так далее Анеуплоидии (гетероплоидии) 2n+/-k,где к не равно n. 2n + 1- трисомия 2n + 2 - тетрасомия 2n – 1- моносомия 2n – 2 - нулисомия


Слайд 67


Слайд 68

Полиплоидия у растений приводит к увеличению размеров всех частей тела


Слайд 69

У животных и человека приводит к гибели плода


Слайд 70

При триплоидии (3n) характер нарушения зависит от того, чьих хромосомных набора 2, а чьих один 2 от матери + 1 от отца – плод выглядит нормально, но плацента недоразвита 2 набора от отца + 1 от матери – маленький плод, но очень большая плацента Пузырный занос


Слайд 71

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.


Слайд 72

Примерное количество генов в хромосомах человека


Слайд 73

Анеуплоидии возникают при нарушениях расхождения хромосом


Слайд 74

Есть связь между частотой анеуплоидии и возрастом матери


Слайд 75

Синдром Дауна- трисомия 21


Слайд 76


Слайд 77

Объяснил синдром Дауна как хромосомную аномалию. Впервые описал синдром кошачьего крика — иногда его называют «синдромом Лежена». Жером Лежен


Слайд 78

Синдром Патау, трисомия 13


Слайд 79

Трисомия 13 – синдром Патау


Слайд 80

Трисомия 18 – синдром Эдвардса


Слайд 81

Синдром Эдвардса, трисомия 18 Стопа-качалка


Слайд 82

Синдром Шерешевского-Тернера, 45,ХО


Слайд 83

Плод с синдромом Шерешевского-Тёрнера


Слайд 84

Синдром Клайнфелтера (более одной Х при наличии У) Женский тип оволосения и гинекомастия


Слайд 85

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


Слайд 86

Как записывается хромосомный диагноз


Слайд 87

Примеры некоторых обозначения хромосомных перестроек - не для заучивания! 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


Слайд 88

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)


Слайд 89

Хромосомные карты Генетические – где лежит какой ген Цитологические – по окраске Физические – основаны на точном расстоянии в базах, кило-, мега- и гига базах Рестрикционные – по местам рестрикции – разрезания специальными ферментами 1 сМ (сентиморган = морганида – единица расстояния между генами, при которой вероятность кроссинговера 1%, соответствует примерно 1 мегабазе Гаплоидный геном человека составляет примерно 3 300 000 000, т.е. 3300 сМ


Слайд 90

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


Слайд 91

Методы создания хромосомных карт Гибридологический Анализ родословных (генеалогический) Генетики соматических клеток ДНК-зондов (но об этом поговорим потом)


Слайд 92

Примеры карт хромосом человека Не для запоминания и зарисовки!


Слайд 93

Карта хромосомы 1, самой большой


Слайд 94

Карта хромосомы 21 и митохондриального генома


Слайд 95

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


Слайд 96


Слайд 97


Слайд 98

Конец. Спасибо за внимание!


×

HTML:





Ссылка: