Kromozom Analiz Yöntemleri

Tarihsel gelişimde sito-genetik İnsan sito-genetiği, 19. yüzyılın sonlarında, kromozomların yapı, işlev ve evrimini araştıran bir araştırma alanı olarak ortaya çıkmıştır. Flemming 1882’de ilk kromozom çizimlerini yayımlamış, 1888’de ise ilk kez Waldeyer “kromozom” terimini kullanmıştır. 1955 yılında Hsu, Ford ve Levan insan kromozomlarının sayısının 2n=46 olduğunu göstermiştir. 1970’li yılların başında G-, R-, C- ve NOR bantlama teknikleri başarılı uygulamalarda kullanılmaya başlanmış, Bunu High-Resolution bantlama teknikleri ve FISH teknikleri izlemiştir. Bu derste Fluoresan in situ Hibridizasyon ve alt tiplerini göreceğiz.

Kromozom Morfolojisi ve Sayısı Karyotip, bir birey veya türün kromozom morfolojisi, sayısı ve büyüklüğünü ifade eder. İdiogram: Kromozomların grafik olarak gösterimidir ve bir hücre içindeki ölçüm ve gözlemlere dayanır.

Bir Kromozomun Elektron Mikroskobundaki görünümü

Bir insan karyotipi

Bir insan idiogramı

Karyotipler mayotik ve mitotik kromozomlara dayanır ve kromozom bantlama yöntemleri ile detaylı analiz yapılabilir. Kromozomlar genelde en büyükten en küçüğe doğru sıralanır.

Kromozom Dönüm noktaları Birincil boğum, kromozom kollarını, sentromerin pozisyonu belirler (telosentrik, metasentrik, submetasentrik ve akrosentrik). İkincil boğum, rRNA genlerinin yerlerini belirleyen satellitlerdir. Üçüncül boğum sadece bazı türlerde vardır ve çoğunlukla soğuğa hassas heterokromatin bölgelere benzerlik gösterir.

Mitotik Karyotip Analizi Kromozom sayısı Kromozom morfolojisi Heterokromatin ve eukromatin Kromozom bantlama Etiketleme (in situ hibridizasyon)

Mayotik Karyotip Analizi Kromozom sayısı Kromozom morfolojisi (mitotik karyotip analizinden daha ayrıntılı) Heterokromatin ve eukromatin (mitotik karyotip analizinden daha ayrıntılı) Kromozom bantlama Etiketleme (in situ hibridizasyon) Kromozom parça davranışı Gen anlatımı (kesin durumlarda)

Kromozomların Gözlemlenmesinde Kullanılan Kimyasallar Hücre bölünmesinin teşviki Hücre eşleşmesi İğ ipliklerinin durdurulması ve kromozomların ayrılması Kromozom boyama Fitohemaglutinin Hidroksiürea, ametopterin, soğuk uygulaması Kolşisin, α-bromonaftalin, hidroksikuinolin, hipotonik uygulaması Feulgen (DNA’ ya özel), giemsa, karmin

Kromozom bantlama tekniklerinin tarihçesi Boyama veya bantlama Araştırıcı Yıl yöntemi Q-bantlama Caspersson,Zech,Johansson 1970 G-bantlama (tripsin) Seabright 1971 G- bantlama (acetic-saline) Sumner, Evans, Buckland 1971 C-bantlama Arrighi, Hsu 1971 R-bantlama (sıcak ve Giemsa) Dutrillaux, Lejeune 1971 G-11 boyama Bobrow, Madan, Pearson 1972 Antikor bantlama Dev ve ark. 1972

R-bantlama (fluoresans) Bobrow, Madan 1973 In vitro bantlama (aktinomisin D) Shafer 1973 T-bantlama Dutrillaux 1973 Replikasyon bantlama Latt 1973 Gümüş (NOR) boyama Howell, Denton Diamond 1973 Yüksek Ayırıcı bantlama Yunis 1975 DAPI/distamisin A boyama Schweizer, Ambros 1978 Andrle Restriksiyon endonukleaz bantlama Sahasrabuddhe, Pathak 1978 Hsu

Kromozom bantlama yöntemlerinin temeli Q-bantlama: AT-zengin bölgeler boyanır.Y kromozomu ve özel kromozomların sentromer ve satellitlerinde oluşan çeşitli polimorfizmlerin ayırtedilmesinde kullanılır. G-bantlama: Yapısal anormalliklerinkolayca ayırtedilmesinde kullanılır.Koyu bantlar G-bantlarıdır. C-bantlama: Özellikle sentromerik bölgeler boyanır.

R-bantlama: GC-zengin bölgeler boyanır. R bantları koyu renk gözlenir R-bantlama: GC-zengin bölgeler boyanır.R bantları koyu renk gözlenir.Flouresans R-bantlama da R bantları sarı-yeşil renkte gözlenir. T-bantlama: Telomeri boyar. Gümüş (NOR) boyama: Nukleolar organizasyon bölgeleri ve akrosentrik kromozomların ikincil boğumları boyanır. DAPI/Distamisin A boyama: İnsan kromozomlarının 1., 9., 15., 16.kromozomları, Y kromozomunun uzun kolunu boyar ve perisentrik kırılma noktalarının belirlnmesinde kullanılır.

G-bantlama ve R-bantlama Örnekleri

Q-Bantlama Prensip Kromozomlar florosan boyayla boyanır Q-Bantlama   Prensip Kromozomlar florosan boyayla boyanır. Bu bantlamayla spesifik kromozomların ve yapısal yeni düzenlemelerin belirlenmesi sağlanır. Özellikle Y kromozomunun (aynı zamanda interfaz nukleusunda ki Y cisimciğininde) ve satellitlerle bağıntılı çeşitli polimorfizmlerin ve spesifik kromozomların sentromerlerinin ayrımında yararlıdır.

C-Bantlama . Prensip Özellikle sentromerik bölgelerin boyanmasnda ve diğer heterokromatin yapı içeren bölgelerin boyanmasında kullanılır Örneğin insan kromozomlarından 1 , 9 , 16’nın ikincil kontriksiyonlarında ve Y kromozomunun uzun kolunun distal parçasında heterokromatin yapılar bulunur.

NOR Bantlama (Nukleolar organizer bölgeler)

Gümüşbalığı (Chalcalburnus mossulensis Heckel, 1843)’nın kromozomları (2n=48) görülmektedir 4000 X. Gümüşbalığı (Chalcalburnus mossulensis Heckel, 1843)’nın karyogram

44 + XY İnsan Karyotip Analizi

TURNER SENDROM 45 + X0

KLİNEFELTER SENDROM 47 XXY

Şekil 6: Robertsonian translokasyon taşıyıcısına ait bir karyotip görüntüsü: 45XY,der (13;14)(q10;q10)(A). Resiprokal translokasyon taşıyıcısına ait karyotip görüntüsü: 46,XY, t(7;13)(q22;q12)(B) ( ranslokasyon Taşıyıcılığı Kromozomal translokasyonların yenidoğanlarda görülme sıklığı % 0,2 iken, bu oran tekrarlayan başarısız denemeleri olan çiftlerde % 2,5’a, tekrarlayan düşükleri olan çiftlerde ise % 9,2’ye kadar yükselmektedir. Robertsonian translokasyonlar iki akrosentrik kromozomun (13,14,15,21,22) p kollarının birleşmesiyle oluşur (Şekil 6A). Dengeli resiprokal translokasyonlar ise homolog olmayan iki kromozom arasında parça kaybı olmaksızın kromozomların çoğunlukla uç bölgelerinin yer değiştirmesi şeklinde meydana gelir (şekil 6B). Görüntüler İstanbul Memorial Hastanesi, Tüp Bebek ve Genetik Laboratuvarından alınmıştır).

DOWN SENDROM

DOWN SENDROMU Ee

Down sendromu, Trizomi 21 ya da Mongolizm; genetik düzensizlik sonucu insanda fazladan bir kromozomun bulunması durumu (47 kromozom)ve bunun sonucu olarak ortaya çıkan tabloya verilen isimdir.[1] Down sendromu vücutta yapısal ve fonksiyonel değişiklikler ile karakterize edilir [2,3] Vücuttaki küçük ve büyük farklılıkların kombinasyonu yapısal olarak sergilenir [1]. Down sendromu sık sık zihinsel kavramadaki bozukluklar ve fiziksel gelişimin tipik yüz görünümü gibi farklı olmasıyla ilişkilendirilir. Çoğunlukla orta seviyeli öğrenme güçlüğü gibi sorunlar taşır [4].. Down sendromu gebelik sırasında ya da doğumda tanımlanabilen bir rahatsızlıktır [5,6]. Down sendromuna her 800 ile 1000 doğumda 1 oranında rastlanır; istatistikler anne yaşının artışıyla bu oranın yükseldiğini göstermiştir, diğer etkenlerin payı küçüktür [7]. Down sendromunun tipik yüz siması, normal kromozom sayısında sahip olan bazı insanlar da görülebilir [1].. Ancak Down sendromunda buna ek olarak; el ayasında çift yerine tek derin olarak bulunan avuç içi çizgisi, epikantik katlanmanın neden olduğu badem biçimli göz, palebral yarık, çekilmiş kısa dudaklar, düşük kas tonusu, ayak baş parmağıyla ikinci parmak arası daha büyük bir boşluk ve sarkık dil morfolojisi vardır [3,6].. Down sendromunun sağlığa getirdiği sorunların başında ise konjenital kalp yetmezliği riskleri, gastroözafagal reflü hastalığı, tekrarlayan kulak enfeksiyonları, obstürktüf uyku apnesi ve tiroid bozuklukları sayılabilir [5].. Annesinin sırtında eğlenen Down sendromlu bir çocuk Çocukluğun erken dönemlerinde sağlanacak olan aile ve tıp desteği ile eğitici özel okullar sayesinde Down sendromlu çocuklar geliştirilebilirler. Bununla beraber, Down sendromunda bazı genetik sınırlamaların getirdiği fiziksel durumlar tam olarak düzeltilemez, eğitim ve ilgiyle sadece yaşam kalitesi yükseltilebilir [1]..

Görünüm Bu bebekler doğduklarında farklı bir yüz görünümleri vardır. Başları ufak, artkafa yassı, ense kısa ve geniştir. Burun kökü yassı, kulaklar kafada normalden düşük bir seviyede durur ve gözler birbirinden ayrık ve çekik görünür. Dil, normal konuşmayı önleyecek kadar genişlemiştir. Ensede genellikle boğumlar vardır. Bu bebeklerin tonusları (vücut gerginliği) düşüktür. Geniş el, kısa ve tombul parmak ve sıklıkla avuç içlerinden birinde ya da ikisinde "Simian çizgisi" denilen tek bir çizgi vardır. Ellerin serçe parmakları genellikle içe doğru kıvrımlıdır. Vücut kısa ve tıknazdır. Zeka seviyeleri geridir. Çocukluk dönemlerinde solunum hastalıkları, kalp bozuklukları nedeniyle ölümlere rastlanabilir. Yaşam süreleri geçmiş yüzyılda yirmili yaşlarına seyrek olarak ulaşabilirlerken, günümüzde iyi bakım sonucunda bu yaş oldukça yükselmiştir.