E Stefanou_PartA-presentation

ΚΥΤΤΑΡΟΓΕΝΕΤΙΚH -Α
Τετάρτη 17/01/2007, 4-6μμ
(Δρ Ε-Γ. Γ. Στεφάνου)
Περιεχόμενα
1. Κυτταρογενετική-ορισμός
2. Ιστοί απομόνωσης
3. Ενδείξεις για μεταγεννητικό έλεγχο
4. Χρωμοσώματα (φυλετικά-αυτοσωμικά): χαρακτηριστικά, κριτήρια
ταξινόμησης, ιδεογράμματα
5. Καρυότυπος, ονοματολογία
6. Χρωματίνη
7. Μεθοδολογία προετοιμασίας παρασκευάσματος, τεχνικές χρώσης
8. Χρωμόσωμα Υ
9. Διαφοροποίηση φύλου-σύνδρομα φυλετικών χρωμοσωμάτων
10.Απενεργοποιημένο Χ - ιδιομορφίες του Χ
11.Πολυμορφισμοί
12.Εύθραστες θέσεις
13.Σύνδρομο εύθραυστου Χ

1. ΚΥΤΤΑΡΟΓΕΝΕΤΙΚΗ - ΟΡΙΣΜΟΣ
• - Κλάδος της Ιατρικής Γενετικής
- Μελετά τη δομή, τον αριθμό και την κληρονόμηση τωνχρωμοσωμάτων
- Μικροσκοπιακή (ή αυτόματη) ανάλυση των χρωμοσωμάτων
- Ταξινομούνται σε 23 ζεύγη ανάλογα με το μέγεθός τους
(καρυότυπος)
• Χρωμοσωμικές ανωμαλίες που οδηγούν σε αύξησηήμείωσητου γενετικού
υλικού ή διαταραχή της γονιδιακής έκφρασης προκαλούν παθολογικό
φαινότυπο γι’ αυτό κρίνεται απαραίτητη η ανάλυση χρωμοσωμάτων όταν
υπάρχουν παθολογικές ενδείξεις
• Γενικοί κανόνες:
1. Τρισωμίες ‘καλύτερες’ από τις μονοσωμίες
2. Ισοζυγισμένες ανακατατάξεις – συνήθως φυσιολογικό φαινότυπο
3. Κάποιες χρωμοσωμικές περιοχές όταν εμπλέκονται σε ανακατατάξεις,
οδηγούν σε περισσότερο επιβεβαρυμένο φαινότυπο από ότι άλλες

2. ΙΣΤΟΙ ΑΝΑΛΥΣΗΣ
Οι κύριοι ιστοί για την απόκτηση χρωμοσωμικών
παρασκευασμάτων, προκειμένου να γίνει η ανάλυση του
καρυότυπου, είναι :
Μεταγεννητικός έλεγχος – Περιφερικό αίμα (Λεμφοκύτταρα
Τ), βιοψία γονάδων (σε νεογνά)
Προγεννητικός έλεγχος – Αμνιακό υγρό, Χοριακή λάχνη,
εμβρυϊκό αίμα, προϊόντα αποβολής
Νεοπλασίες – Μυελός των οστών, βιοψίες όγκων
ΜωσαΪκισμός – Ινοβλάστες δέρματος, ούρα, στοματικό επίχρισμα

3. ΑΙΤΙΕΣ ΜΕΤΑΓΕΝΝΗΤΙΚΟΥ ΧΡΩΜΟΣΩΜΙΚΟΥ
ΕΛΕΓΧΟΥ
• Δυσμορφία ή/ συγγενείς ανωμαλίες σε νεογνά (λαγώχειλο,
καρδιοπάθειες)
• Αμφίβολο φύλο
• Διανοητική /σωματική καθυστέρηση (π.χ. σύνδρομο Fragile X
στους άρρενες)
• Καθυστέρηση ενήβωσης (π.χ. πρωτοπαθή αμηνόρροια, Turner)
• Υπογονιμότητα ( σύνδρομο Kleinefelter)
• Ζευγάρια με πολλαπλές αποβολές (3% φέρουν χρωμοσωμική
ανωμαλία)
• Κληρονομικότητα (ιστορικό οικογένειας με χρωμοσωμική
ανωμαλία)
• Αιματολογικές παθήσεις (Fanconi anaemia)

Προτεραιότητα ανάλυσης σε
ομάδες υψηλού κινδύνου
Νεογνά έως 30 ημερών με παθολογικό
φαινότυπο
Γονείς με χρωμοσωμική ανωμαλία στον
προγεννητικό έλεγχο
Εμβρυικό αίμα από κύημα ύστερα από
παθολογική ένδειξη

4. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑΤΟΣ
• Η ανάλυση των χρωμοσωμάτων είναι εφικτή στο προμεταφασικό και
μεταφασικό στάδιο της μίτωσης όπου φαίνονται απλωμένα κάτω από το
μικροσκόπιο και συσπειρωμένα σε ικανοποιητικό βαθμό με διακριτό το
κεντρομερίδιο και τις αδερφές χρωματίδες.
• 46 χρωμοσώματα: 22 αυτοσωμικά ζεύγη και 1 ζεύγος φυλετικών
• Κάθε χρωμόσωμα έχει 2 αδερφές χρωματίδες (κάθε χρωματίδα είναι μία
διπλή έλικα DNA), που ενώνονται στο κεντρομερίδιο (centromere; cen) ή
πρωτογενής σύσφιξη
• Το κεντρομερίδιο αποτελείται από ‘α-δορυφορικό DNA’ (πλην των νέοκεντρομεριδίων)
που συντίθεται από μία επαναλαμβανόμενη αλληλουχία
DNA περίπου 170bp, της οποίας συγκεκριμένο τμήμα -μήκους 17bp- είναι
ο τόπος σύνδεσης με την πρωτεΐνη CENP-B. Υπάρχουν 7 κεντρομερικές
πρωτεΐνες με ρόλο στο διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων-χρωματίδων
κατά τη διαίρεση του κυττάρου
• Το κεντρομερίδιο διαιρεί το χρωμόσωμα σε 2 βραχίονες : τον μικρό ‘p’
(petit) και τον μεγάλο ‘q’ (queue)

Chromosome 1
Metacentric (1,3,16,
19, 20)
4α. ΙΔΕΟΓΡΑΜΜΑΤΑ
Chromosome 9
Submetacentric
Chromosome 14
Acrocentric
(13-15, 21, 22, Y)

• Κάθε βραχίονας αποτελείται από εναλλάξ σκοτεινών και φωτεινών
ζωνώσεων /ταινίες (bands). Αυτές βρίσκονται σε συγκεκριμένες περιοχές
(regions) που καθορίζονται από σημεία (landmarks) όπως το κεντρομερίδιο,
τα τελομερή και συγκεκριμένες ζωνώσεις. Κάθε περιοχή έχει ≤ 9 ζωνώσεις.
• Οι ζωνώσεις και οι περιοχές αριθμούνται με αύξοντα αριθμό ξεκινώντας
από την περιοχή κοντά στο κεντρομερίδιο
π.χ. το 3q26 υποδηλώνει: το χρωμόσωμα 3, τον μεγάλο βραχίονα q, την
περιοχή 2 και τη ζώνωση 6 στην περιοχή αυτή
• Ανάλογα με τη θέση του κεντρομεριδίου τα χρωμοσώματα διακρίνονται σε
μετακεντρικά (1,16,19,20), σε ακροκεντρικά (13,14,15,21,22) και
υποκεντρικά (όλαταυπόλοιπα)
• Τα χρωμοσώματα κατατάσσονται σε 7 ομάδες (με λατινικά γράμματα από Α
έως G) ανάλογα με το μέγεθός τους και τη θέση του κεντρομεριδίου τους:
A–1, 2, 3 E–16, 17, 18
B–4, 5 F–19, 20
C–6, X, 7, 8, 9, 10, 11, 12 G–21, 22, Y
D–13, 14, 15

G Banded Cell

5. ΚΑΡΥΟΤΥΠΟΣ / ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ
• H ταξινόμηση των χρωμοσωμάτων ανά ζεύγη βάση ενός συστήματος
κατάταξης που τυποποιήθηκε στη Γαλλία, το 1971 (ISCN-International System
of Chromosome Nomenclature).
• Όταν περιγράφουμε τον καρυότυπο ακολουθούνται βασικοί κανόνες
/συντομογραφίες, γράφοντας πρώτα :
1. Τον αριθμό των χρωμοσωμάτων π.χ. 46
2. Τα φυλετικά χρωμοσώματα π.χ. 46,ΧΥ
3. Τα σύμβολα (+) και (-) μπαίνουν μπροστά από το χρωμόσωμα
υποδηλώνοντας προσθήκη ή απώλεια του π.χ. 47,ΧΧ,+21
4. Υπάρχουν ειδικοί συμβολισμοί-συντομογραφίες για τις δομικές ανωμαλίες
(βλ. πίνακα)
5. Οποιοδήποτε παθολογικό εύρημα στην δομή και τον αριθμό των
χρωμοσωμάτων, γράφεται διαχωρίζοντας το από άλλο εύρημα με ένα κόμμα
(,) π.χ. 48,ΧΧΧ, +21, inv(2)(p11q11)
6. Πρώτα γράφεται η ανωμαλία σε φυλετικό χρωμόσωμα και μετά, με
αριθμητική σειρά γράφεται η ανωμαλία σε αυτοσωμικά π.χ.
46,Χ,inv(Y)(p11q14),dup(8)(p23),inv(9)(p11q11)

7. Στις δομικές ανωμαλίες με 2 χρωμοσώματα το χρωμόσωμα με τον
μικρότερο αριθμό γράφεται πρώτο ενώ το άλλο ακολουθεί ύστερα από το
σημείο στίξης ; Τα σημεία θραύσης χωρίζονται επίσης από το ; π.χ.
46,ΧΥ,t(9;22)(q34;q11)
8. Στις δομικές ανωμαλίες με 2 χρωμοσώματα το χρωμόσωμα με τον μικρότερο
αριθμό γράφεται πρώτο ενώ το άλλο ακολουθεί ύστερα από το σημείο στίξης
; Τα σημεία θραύσης χωρίζονται επίσης από το ; π.χ. 46,ΧΥ,t(9;22)(q34;q11)
9. Όταν η δομική ανωμαλία αφορά ένα μόνο χρωμόσωμα (π.χ. αναστροφή) τα
σημεία θραύσης δεν χωρίζονται από το σημείο στίξης ; π.χ.
46,XX,inv(3)(p11q11) ή 46,ΧΥ,del(5)(p14.1p14.3)
10. Στις ενθέσεις το χρωμόσωμα δέκτης γράφεται πρώτα, ύστερα από το σύμβολο
; ακολουθεί το χρωμόσωμα δότης π.χ. 46,ΧΧ,ins(10;3)(q23;p11p13)
11. Σε περίπτωση μωσαΪκισμού με 2 ή περισσότερες κυτταρικές σειρές, η
φυσιολογική σειρά γράφεται στο τέλος ενώ στις ανώμαλες σειρές πρώτα
γράφεται η σειρά με τον μεγαλύτερο αριθμό κυττάρων π.χ.
45,Χ[15]/47,ΧΧΥ[3]/46,ΧΥ[10].

‘Από τα χρωμοσώματα….(χρωματίνη)…στα γονίδια’

6. ΧΡΩΜΑΤΙΝΗ
Η χρωματίνη κάθε χρωμοσώματος διακρίνεται σε:
(α) ευχρωματίνη (euchromatin) -γενετικά ενεργή
- περιέχει κυρίως μοναδιαίο- μη επαναλαμβανόμενο DNA
- αντιγράφεται γρήγορα
- είναι πυκνή σε περιεκτικότητα βάσεων GC
- βάφεται ωχρά σταμεταφασικάχρωμοσώματα
(β) ετεροχρωματίνη (heterochromatin) - γενετικά αδρανής
- πλούσια σε ΑΤ
- αντιγράφεται καθυστερημένα
- βάφεται έντονα στα μεταφασικά χρωμοσώματα
- συντίθεται από δορυφορικό DNA στα κεντρομερή και
τους μικρούς βραχίονες των ακροκεντρικών και των 1qh, 9qh, 16qh,
Υqh (που παρουσιάζουν πολυμορφισμό).
Υπάρχουν 2 είδη:
(α) η ιδιοστατική (constitutive) -
που είναι πάντα μεταγραφικά ανενεργή
(β) ηδυνητική (facultative) -
που μπορει να αποδιπλωθεί και να επιτρέψει τη μεταγραφή
ορισμένων περιοχών του DNA – (το απενεργοποιημένο χρωμόσωμα Χ)

7. ΚΥΤΤΑΡΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ- ΧΡΩΣΕΙΣ
Καλλιεργητικό υλικό: περιέχει απαραίτητα θρεπτικά συστατικά (εμβρυϊκός ορός
μοσχαριού με αμινοξέα, βιταμίνες, ορμόνες, άλατα κ.α.), γλουταμίνη,
αντιβιοτικά, ηπαρίνη (για αποφυγή πήξης αίματος) και PHA
(φυτοαιμαγλουτινίνη) που επάγει τη μιτωτική διαίρεση
Διάρκεια επωασμού: 1-3 μέρες για αίμα και μυελό, 5-12 μέρες για αμνιακά,
χοριακή λάχνη, δέρμα
Συγχρονισμός κυττάρων για προμεταφασικά χρωμοσώματα:
- για τη λεπτομερή ανάλυση συγκεκριμένης περιοχής όταν
υπάρχει αμφιβολία (high resolution banding 550-800 bands)
- προστίθεται θυμιδίνη (εμποδίζει τη σύνθεση DNA στη φάση S) για 16 ώρες
→ συσσώρευση κυττάρων στο στάδιο S → το καλλιέργημα πλένεται →
συνεχίζεται η μίτωση με μεγαλύτερο αριθμό κυττάρων

880 bands versus 450 bands

3. Συγκομιδή κυττάρων
(κολχικίνη: αναστέλλει την
άτρακτο)
7α. ΑΠΟ ΤΟ ΔΕΙΓΜΑ ΣΤΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ
2. Καλλιέργεια
δείγματος- κυττάρων
(1-14μέρες)
1. ΙΣΤΟΣ-δείγμα
4. Εξαγωγή χρωμοσωμάτων σε
πλακάκια (σταθεροποίηση με fix) και
χρώση αυτών (G-χρώση)
5. ΚΑΡΥΟΤΥΠΟΣ
(μικροσκοπική ανάλυση)
6. Aποτέλεσμακλινική
αναφορά

Η διακριτική ικανότητα του καρυότυπου έχει αυξηθεί
σημαντικά με τη νέα τεχνολογία από:
1. 5Mb (μεταφασικά χρωμοσώματα) σε
2. 50kb - 2Mb (interphase FISH)
3. 5kb-500kb (fibre FISH) έως
4. ένα νουκλεοτίδιο (DNA microarrays)

7β. ΜΕΘΟΔΟΙ ΧΡΩΣΗΣ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑΤΩΝ (BANDING)
• Επιτρέπουν την αναγνώριση και την μελέτη των χρωμοσωμάτων μέσω της
ανάλυσης χαρακτηριστικών για κάθε χρωμόσωμα ζωνώσεων
• Υπάρχουν εννιά κυρίως μέθοδοι ζωνώσεων: G, C, R, DAPI, NOR, Q,
ομοιόμορφη χρώση/solid staining, ζώνωση αντιγραφής (replication banding) και η
μέθοδος ανταλλαγής αδερφών χρωματίδων (sister chromatid exchange)
• Zώνωση G: χρησιμοποιείται ως η κύρια μέθοδος ανάλυσης. Όταν υπάρχει
αμφιβολία για συγκεκριμένες χρωμοσωμικές περιοχές, χρησιμοποιούνται ως
συμπληρωματικές οι C, NOR, DAPI (χρωμόσωμα 15qcen) και Q (χρωμ. Υ)
• Zώνωση αντιγραφής: χρησιμοποιείται για την μελέτη του Χ χρωμοσώματος
(απενεργοποιήση), κυρίως όταν υπάρχει δομική ανωμαλία σε αυτό
• Mέθοδος ανταλλαγής αδερφών χρωματίδων: γιατασύνδρομα
χρωματοσωματικής αστάθειας (π.χ. σύνδρομο Fanconi, Bloom κα)
• Η μελέτη του καρυότυπου γίνεται σε χρωμοσώματα με 400-550
ζωνώσεις- Για πιο λεπτομερή ανάλυση χρησιμοποιούνται
προμεταφασικά κύτταρα 880-1200 ζωνώσεων. Κάθε ζώνωση έχει μήκος
περίπου 5Mb και μια χρωμοσωμική ανωμαλία για να γίνει διακριτή με απλή
μικροσκοπία πρέπει να δημιουργεί αλλαγή τουλάχιστον 3-4 Mb.

G- BANDING; trisomy 13

C-BANDING

NOR - BANDING

Patient
Fanconi’s anaemia
Control
SCEbanding

8. ΤΟ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑ Υ
• Κατά τη μείωση το Χ με το Y συζευγνύονται και ανασυνδιάζονται (σαν
αυτοσωμικά ομόλογα) στην ψευδοαυτοσωμική περιοχή των μικρών
βραχιόνων, στο Y η περιοχή αυτή βρίσκεται στο Yp11.3
• Το Υ έχει μικρό αριθμό γονιδίων:
- το SRY (Sex-determining region on the Y) στο Yp11.3 που είναι
ρυθμιστικός παράγοντας για άλλα φυλοκαθοριστικά γονίδια
- γονίδια στην AZF (azoospermic-factor loci) του Yq11, έλλειψη
των οποίων → αζοοσπερμία. Η περιοχή υποδιαιρείται σε 3
περιοχές a, b, c όπου έχουν βρεθεί ελλείμματα /μεταλλάξεις, με πιο
συχνή σε ελλείμματα την AZFc - όπου βρίσκεται το γονίδιο DAZ
(del DAZ-αζοοσπερμία).
- το ZFY στο Yp11.3 (‘zing-finger’ protein) του οποίου η
πρωτεΐνη ρυθμίζει άλλα γονίδια σημαντικά για την ορχική
διαφοροποίηση
- άλλα είναι το Η-Υ, το AMELY(Amelogenin)

• SRY: σημαντικό ρόλο στον καθορισμό του φύλου
- έχει ένα εξόνιο που κωδικοποιεί έναν ρυθμιστικό παράγοντα
- ανήκει σε μία ομάδα γονιδίων, τα SOX (SRY-box related), με κοινό
πρωτεϊνικό τμήμα (HMG-high mobility group box) που
προστίθεται στο DNA και το μεταβάλλει παίζοντας έτσι ρόλο στην
έκφραση *γονιδίων, σημαντικών στην εμβρυογένεση και
διαφοροποίηση του φύλου
Τόπος
17q24
9q34
11p13
1p35
9p24.3-pter
10q25-qter
Xp21.2-p22.2
Xq11-q12
Γονίδιο
SOX9
SF-1 - πυρηνικός υποδοχέας απαραίτητος για
τη βιοσύνθεση στεροειδών
WT1-Wilms tumour
Wnt4 - παίζει ρόλο στον σχηματισμό πόρων
του Muller, ρυθμίζει το γονίδιο DAX-1
DMTRI
SRA
DSS (dosage sensitive sex reversal)
Androgen receptor gene
Μηχανισμός
•Απλοανεπάρκεια
•Υπερέκφραση
Απλοανεπάρκεια
Απλοανεπάρκεια
Υπερέκφραση
Απλοανεπάρκεια
Απλοανεπάρκεια
Διπλασιασμός γονιδίου
Απλοανεπάρκεια
Φαινότυπος
Υπεύθυνο για Campomelic dysplasia και
γοναδική δυσγένεση όταν τροποποιηθεί
•Μετάλλαξη → XY female
•Διπλασιασμός → XX male
XY θήλυ
XY θήλυ, σύνδρομο WAGR
XY θήλυ
XY θήλυ
XY θήλυ
XY θήλυ
XY θήλυ

9. ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ ΦΥΛΟΥ
• Στοεμβρυϊκόστάδιοανάπτυξης(6η βδομάδα) πρωταρχικά γεννητικά κύτταρα
μεταναστεύουν από την εξω-εμβρυϊκή τους θέση στις γοναδικές ακρολοφίες που
μετασχηματίζονται σε πόρους (άρρεν –μεσονεφρικοί/Wolffian και θήλυπαραμεσονεφρικοί/Mullerian)
• Κάθε οργανισμός έχει 2 αδιαφοροποίητες γονάδες και 2 ζεύγη πόρων
Παρουσία του SRY - συγκεκριμένα σωματικά κύτταρα διαφοροποιούνται σε
Sertoli (στηρικτικά κύτταρα των σπερματοφόρων σωληναρίων) που
(1) παράγουν την MIF (Mullerian inhibitory factor) → εκφυλισμό των πόρων
Muller (απουσία του SRY ή μετάλλαξή του θα οδηγήσει τις γονάδες να
σχηματίσουν τις ωοθήκες) και
(2) διεγείρουν άλλα σωματικά κύτταρα στη γονάδα να μετατραπούν σε κύτταρα
Leydig που παράγουν τεστοστερόνη (ανδρογόνο) που οδηγεί
(i) την αδιαφοροποίητη γονάδα σε → όρχη
(ii) τους μεσονεφρικούς πόρους σε → γεννητικούς πόρους άρρενος
‘Wolff’
(iii) σε σχηματισμό των εσωτερικών γεννητικών οργάνων άρρενος
(σπερματικοί πόροι, σπερματοδόχος κύστη και επιδιδυμίδα)
Απουσία του SRY -
(1) οι γονάδες μετατρέπονται σε ωοθήκες
(2) οι πόροι Muller μετατρέπονται σε εσωτερικά γεννητικά όργανα θήλεος
(σάλπιγγες, μήτρα, κόλπος) και
(3) οι ωοθήκες εκρίγνουν οιστραδιόλη που θα οδηγήσει στον σχηματισμό
εξωτερικών γεννητικών οργάνων.

Week 6
Primitive germ cells, which will later become
either sperm or eggs cells, migrate from the
embryo's yolk sac to the genital ridge. Here,
they are incorporated into the primary sex
cords. The primary sex cords are fingerlike
projections that have formed over the previous
week.
At this time male and female gonads appear
identical.

Παρουσία γονιδίων - σημαντικών στη διαφοροποίηση του φύλου

9α. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΤΟΥ ΦΥΛΟΥ
• Οι διαταραχές στην ανάπτυξη του φύλου προκαλούνται από:
(1) ανωμαλίες στον καρυότυπο (π.χ. 45,Χ, 47,ΧΧΥ, μωσαϊκισμό )
(2) ανωμαλίες στο γοναδικό φύλο/γαμέτες από λανθασμένη ή
ελλειπή έκφραση φυλετικών/αυτοσωμικών γονιδίων (SRY,
MIS) και από
(3) ανωμαλίες στον φαινότυπο όπου πχ. Θήλυ άτομο
αναπτύσσεται από έμβρυο άρρενος εξαιτίας ορμονικών
διαταραχών
• Δύο κύριες κατηγορίες διαταραχών φύλου διακρίνονται:
(1) Αληθή ερμαφρόδιτα – με ωοθηκικό και ορχικό ιστό και συνήθως
ασαφή γεννητικά όργανα
(2) Ψευδοερμαφρόδιτα (άρρεν και θήλυ) – με γοναδικό ιστό ενός
φύλου (2 όρχεις ή 2 ωοθήκες) και φαινοτυπικό φύλο που δε συμφωνεί με το
γενετικό ή γοναδικό φύλο
(3) Μικτήγοναδικήδυσγένεση– όρχις + αδιαφοροποίητη γονάδα
(4) Αμιγής γοναδική δυσγένεση – υποπλαστικές γονάδες ή πλήρης έλλειψη
γονάδων

Figure 6. Pelvic exploration of the right groin shows testicular tissue
fused with dyplastic ovarian tissue (an ovotestis). Left-sided
exploration and biopsy showed ovarian tissue appropriate for age.

ΧΥ Ψευδοερμαφρόδιτοι
1. AIS – όρχεις, απουσία ωοθηκών, μήτρας σαλπίγγων, στειρότητα –
Xq11-13; ελαττωματικό γονίδιο για την πρωτείνη του υποδοχέα
ανδρογόνων
2. Αμιγή γοναδική δυσγενεσία (Swyer syndrome) – αμφίβολλα γεννητικά
όργανα; Αρρενοποιούνται στην εφηβεία ανεπαρκή επίδραση
φυλοκαθοριστικών γονιδίων, 15% μετάλλαξη SRY
3. Ανεπάρκεια στον μεταβολισμό ενζύμων (5 α -αναγωγάση, 17 α
υδροξυλάση)
4. Άλλα σύνδρομα (Campomelic dysplasia, Smith Lemi Opitz) – SOX9
(17q24.3-25.1), WT1 (11q12-13) μεταλλάξεις
ΧX Ψευδοερμαφρόδιτοι
1. Συγγενείς επινεφριδιακή υπερπλασία (80%) – απουσία όρχεων αλλά
αρρενοποίηση εξ γεν οργάνων, ↑ ανδρογόνα (ατέλειες σε ένζυμα:
ανεπάρκεια 21α-υδροξυλάση, χρωμόσωμα 6)→ αρρενοποίηση
2. Αναστροφή φύλου –στειρότητα, μικροί όρχεις, αμφίβολλα όργανα, SRY +
(80%) στο Χ

10. ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ ΤΟΥ Χ (Χ-INACTIVATION)
Ένα από τα δύο Χ στασωματικάκύτταρατωνXX είναι απενεργοποιημένο -
μηχανισμός ‘αντιστάθμισης δόσης’ (dosage compensation)
• 15-16 ημέρα της κύησης: τυχαία απενεργοποίηση του ενός Χ, είτε το πατρικό
ήτομητρικό
• πρώτα λαμβάνει χώρα στις εξτρα-εμβρυονικές μεμβράνες
• ίδιο Χ απενεργοποιημένο στα θυγατρικά (δημιουργία ‘κλώνου’)
όλων των επακόλουθων κυτταρικών διαιρέσεων (XX’s: μωσαϊκισμός)
• η απενεργοποίηση ΔΕΝ λαμβάνει χώρα στα γαμετικά κύτταρα
• απενεργοποιούνται όλα πλην ενός από τα Χ που υπάρχουν ανά κύτταρο
(π.χ.47,ΧΧΧ)
• Κάποια γονίδια παραμένουν ενεργά
Το απενεργοποιημένο Χ:
1. αντιγράφεται αργά στην S φάση
2. συμπυκνώνεται σε μία μορφή ετεροχρωματίνης
(σωμάτιο Barr) στη μεσόφαση
3. μεθυλιώνεται στο 5’ των περισσότερων γονιδίων του
4. υπόκεινται σε Η4 υποακετυλίωση
5. εκφράζει το γονίδιο Xist, υπεύθυνο της έναρξης της
απενεργοποίησης
Xp22.3: 1o
pseudoautosomal region
XIC: Xq13
2o pseudoautosomal
region

• Μερικά γονίδια παραμένουν ενεργά (30% of the ‘p’ arm genes and 5% of the ‘q’
arm genes): οι ψευδοαυτοσωμικές περιοχές Xp22.3 και Xqter
τα γονίδια STS-στεροειδή σουλφατάση
G6PD
γονίδια πιθανώς υπεύθυνα για την ανάπτυξη των ωοθηκών
το RPS4 στο Xq13 (μονοσωμία του μπορεί να οδηγήσει σε Turner)
SHOX, UBE1, ZFX στο Xp22.1
• 45,Χ, 47,ΧΧΧ, 47,ΧΧΥ, 48,ΧΧΧΥ και 48,ΧΧΧΧ - παθολογικοί φαινότυποι
οφείλονται στην αυξημένη/ μειωμένη ‘δόση’ έκφρασης γονίδιων που
παραμένουν ενεργοποιημένα στα απενεργοποιημένα Χ
• Υπάρχουν 4 στάδια απενεργοποίησης (initiation, counting, spreading, fixation
and maintεnance) και στα οποία οι εξής παράγοντες μπορούν να συμβάλλουν:
- το Xist, υπεύθυνο της έναρξης, όχι όμως της διατήρησης της απενεργοποίησης
- το TsiX που μεταγράφεται από την antisence strand του Xist και εμποδίζει την
- εναπόθεση μεταγράφων του Xist στο Χ
- το Xce (X-chromsome controlling element) που παίζει ρόλο στην επιλογή
- απενεργοποίησης ενός από τα Χ

XIC (X inactivation centre)
κέντρο απενεργοποίησης στο Χq13.2 του ενεργού Χ
(106 bp long)
• υπεύθυνο για την έναρξη και την εξάπλωση της απενεργοποιήσης,
προς και τις 2 κατευθύνσεις του Χ
• περιέχει το γονίδιο Xist (Χ inactive specific transcript) που
μεταγράφεται σε RNA αλλά δεν μεταφράζεται
• τα Xist mRNA (17kb) εκφράζονται μόνο στοανενεργόΧ
• δημιουργούν περίβλημα γύρω από το Χ (κυρίως σε φωτεινές G
–ζωνώσεις) που εξαπλώνεται και προς τα 2 άκρα του Χ→
• Στην τελική φάση, η απενεργοποιημένη κατάσταση εμφανίζει ένα σύνολο
χρωματινικών τροποποιήσεων όπως:
(1) μεθυλίωση του DNA (Η3)
(2) προσελκύεται στις μεθυλιωμένες περιοχές, επιλεκτικά,
πρωτεϊνικού συμπλέγματος, (MeCP, MeCP 2, SW1/SNF) που
(3) οδηγεί σε απο-ακετυλίωση των H2A, Η3, H4 της περιοχής
(4) πρόσδεση αυτών στο μεθυλιωμένο DNA
(5) οι αποκετυλωμένες ‘ουρές’ των Η3 και H4 απομακρύνουν τους
μεταγραφικούς παράγοντες εμποδίζοντας έτσι την μεταγραφή και
συμπυκνώνουν τη χρωμαίνη
(6) προσέλκυση ετεροχρωματικών πρωτεϊνών (ΗP1) από μεθυλιωμένες ιστόνες που
συμπυκνώνουν τη χρωματίνη →μεταγραφική καταστολή

ΜΗ τυχαία απενεργοποίηση (X-inactivation skewing):
1. στις εξω-εμβρυϊκές μεμβράνες, το πατρικό Χ απενεργοποιείται
2. σε δομικές ανωμαλίες του X, π.χ.το χρωμόσωμα με έλλειμμα
απενεργοποιείται σε αντίθεση με το Χ-Α χρωμόσωμα
3. όταν η απενεργοποίηση ξεκινάει: 4-16 κύτταρα στην αρχή της
ανάπτυξης του εμβρύου – μείωση στον αριθμό των κυττάρων
μεταβάλλει την ‘τυχαία’ απενεργοποίηση
4. πιο εμφανής σε γυναίκες μεγαλύτερης ηλικίας
5. σε άτομα που ξεκίνησαν ως τρισωμικά έμβρυα, αλλά η
επανόρθωση (trisomy rescue) περιόρισε την τρισωμία στον
πλακούντα

10α. Δομικά ανώμαλο Χ
Α) Eπιλεκτική απενεργοποίηση σε δομική ανωμαλία (έλλειμμα, διπλασιασμός)
Β) Σε Χ-αυτοσωμική ισοζυγισμένη μετάθεση:
• απενεργοποιείται το φυσιολογικό Χ γιαναμείνειενεργό το αυτοσωμικό
τμήμα στο ανώμαλο Χ ή
• παθολογικός φαινότυπος- ανάλογα με το σημείο θραύσης:
1. Μονογονιδιακή διαταραχή:
(α) όταν υπάρχει υπολειπόμενο γονίδιο στο Χ-Α της γυναίκας-φορέα που
εκφράζεται ως επικρατές επειδή το φυσιολογικό Χ (που φέρει το
φυσιολογικό αλληλόμορφο) έχει απενεργοποιηθεί επιλεκτικά (τουλάχιστον σε
50% των κυττάρων). Η ασθενής θα εμφανίσει τον παθολογικό φαινότυπο
(skewed X-inactivation) που εμφανίζεται μόνο στους ημίζυγους άνδρες (π.χ.
DMD, Hunter syndrome)
(β) Όταν το σημείο θραύσης στο ενεργό Χ-Α δημιουργήσει υπολειπόμενο
γονίδιο το οποίο εκφράζεται ως επικρατές
2. Γοναδική δυσγένεση – σημείο θραύσης στο Χq13-q22 και Xq22-27 (Xq23-
26: critical region for ovarian function)
3. Πνευματική καθυστέρηση /συγγενείς ανωμαλίες – αν απενεργοποιηθεί το
Χ-Α προκαλώντας αυτοσωμική μονοσωμία και δισωμία για μέρος του Χ. Τα
σημεία θραύσης εμφανίζονται συνήθως στις περιοχές Χp22 ή Χq28

• 50% των XX με Χ-Α και όλοι οι Χ-Α-Υ φορείςείναιστείροι
• ο φαινότυπος θήλεος εμβρύου με μητρικής προέλευσης ισοζυγισμένο Χ-Α
μπορεί να διαφέρει από αυτόν της μητέρας λόγω διαφορετικής μορφής
απενεργοποίησης του Χ
• 46,Χ,r(X) - συνήθως Turner, εξαιτίας των ελλειμματικών αλληλουχιών στα
άκρα του δακτυλίου
• Del, dup iso(Χq), iso(Xp) - φαινότυπος που ποικίλει από σύνδρομο Turner
έως/και στειρότητα
• Η απενεργοποίηση του Χ μελετάται με:
(1) R-banding (όπου η θυμίνη αντικαθίσταται από το ανάλογό της, BrdU που
ανάλογα με τη χρονική στιγμή που προστίθεται τη φάση S, δημιουργεί
αντίστοιχες ζωνώσεις Giemsa)
(2) PCR με περιοριστικά ένζυμα ευαίσθητα στη μεθυλίωση και
(3) RT-PCR για τον ποσοτικό προσδιορισμό της έκφρασης των γονιδίων της
αυτοσωμικής περιοχής ώστε να διευκρινιστεί η εξάπλωση της \
απενεργοποίησης

11. ΧΡΩΜΟΣΩΜΙΚΟΙ ΕΤΕΡΟΜΟΡΦΙΣΜΟΙ ΔΙΧΩΣ
ΦΑΙΝΟΤΥΠΙΚΟ ΑΝΤΙΚΤΥΠΟ
Ετεροχρωματίνη (HETEROCHROMATIN) και NOR
1. Αυξο-μείωση περικεντρομερικής περιοχής (κυρίως 1, 9, 16, Υ, π.χ. 9qh+ ή
16qh_) με έντονη C-ζώνωση
2. Ετερομορφισμός στο μέγεθος, τον αριθμό και τη μορφή των δορυφόρων
και μίσχων των ακροκεντρικών που περιέχουν πολλαπλά αντίγραφα
επαναλαμβανόμενων αλληλουχιών του γονιδίου rRNA (π.χ. έλλειψη
δορυφόρων ή μίσχων, διπλοί δορυφόροι, διπλοί δορυφόροι και μίσχοι).
Επίσης τελομερικές μετατοπίσεις ακροκεντρικών δορυφόρων σε μη
ακροκεντρικά (1-3, 5, 9, 10, 12, 18, X και Υ)
3. Ετεροχρωμική περιοχή του Υq (Υqh+, Yqh-). Μελέτη με τις τεχνικές
ζώνωσης G- και C
4. Αναστροφές: inv(9(p11q12), inv(1)(p13q21)
Ευχρωματίνη (EUCHROMATIN)
1. Αναστροφές: inv(2)(p11q13), inv(3)(p11q11), inv(3)(p11q12) κ.α.
2. Διπλασιασμοί: dup(8)(p23), ins dup (15)(q12-13).
3. Ελλείμματα: del (5)(p14.1p14.3), del(16)(q21), del(11)(p12) κ.α.
4. Επιπρόσθετες G-ζωνώσεις, πλην των φυσιολογικών: 9p13, 9q13-21,
16p11.2

46,XY, 9qh+
46,ΧΥ, Υqh+/46,XY,Yqh-

ΠΟΛΥΜΟΡΦΙΣΜΟΙ ΣΤΟ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑ 9

΄Φυσιολογικοί΄ πολυμορφισμοί
Ετεροχρωματίνη (heterochromatin): 1qh, 9qh,
16qh, Yqh, Yqh,
δορυφόροι: δορυφόροι 21sat 21sat
+
Eυχρωματίνη
υχρωματίνη (euchromatin):
euchromatin):
Αναστροφές: inv(2)(p11q13), inv(3)(p11q11),
Διπλασιασμοί: dup(8)(p23), ins dup (15)(q12-
13).
Ελλείμματα: del (5)(p14.1p14.3), del(16)(q21),
Επιπρόσθετες G-ζωνώσεις, πλην των
φυσιολογικών: 9p13, 9q13-21, 16p11.2
Εύθραυστες θέσεις (πλην πλην του FraX)

12. Εύθραυστες θέσεις (fragile sites- ‘fra’)
• Περιοχές που παραμένουν άβαφες, επειδή υπάρχει ‘χάσμα’ ή
επιμήκυνση χρωματίνης εξαιτίας της ατελούς αντιγραφής του DNA
στις θέσεις αυτές και κατ’επέκταση της ατελούς συμπύκνωσης του
στη μίτωση
• Το ‘χάσμα’ συνήθως εμφανίζεται και στις δύο αδερφές χρωματίδες
η εύθραυστη θέση είναι ηίδιαστα κύτταρα ενός ατόμου ή μιας
οικογένειας και κληρονομείται σύμφωνα με τους νόμους του Mendel
• Φυσιολογικός φαινότυπος εκτός από το FraXA (Xq27.3) → (Fragile
X), FraXE (Xq28) που ίσως(;) να συσχετίζεται με παθολογικό
γονότυπο και το Fra11B → σύνδρομοJacobsen (11q-)
• Εμφανείς μόνο σε 5% των κυττάρων.

(συνέχεια…) Εύθραυστες θέσεις (fragile sites- ‘fra’)
Τρεις κατηγορίες ανάλογα με τη συχνότητα τους στο γενικό πληθυσμό και
τις ειδικές συνθήκες καλλιέργειας
(1) Σπάνιες θέσεις (rare sites) – τουλάχιστον 26 θέσεις, (

FraxD: common, harmless
FraxA: common, clinical significance
FraxE: rare, ? clinical significance
FraxF: rare, harmless

13. ΣΥΝΔΡΟΜΟ ΕΥΘΡΑΣΤΟΥ Χ(Fragile X)
• Η πιο συχνή αιτία πνευματικής καθυστέρησης ύστερα από την τρισωμία 21
• Συνδεδεμένη με το Χ, αλλά με άτυπο πρότυπο κληρονόμησης και
μειωμένη διεισδυτικότητα (80% στους ΧΥ και 30% στα ΧΧ με παθολογικό
φαινότυπο)
Φαινότυπος – πνευματική καθυστέρηση, μακρύ προσωπείο, μακροορχιδισμός,
υπερκινητικότητα, αυτισμός (20%). 30% των ΧΧ έχουν
πνευματική καθυστέρηση ή δυσκολίες μάθησης
Συχνότητα – 1/1500 στους ΧΥ και 1/2500 στις ΧΧ (φορείς), 1/4000 ΧΥ και
1/6000 ΧΧ (προσβεβλημένα)

Γενετική – απώλεια λειτουργίας του FMR-1 (Fragile X mental
retardation -1, Χq23.1).
Στους νευρώνες, η πρωτεΐνηFMRP μετακινείται μεταξύ πυρήνακυτταροπλάσματος
και προσδένεται σε ορισμένα mRNA γονιδίων
με ρόλο στην ανάπτυξη και λειτουργία του εγκεφάλου, επιδρώντας
στη μετάφρασή τους. Έχει συσχετιστεί με την πλαστικότητα κατά
το σχηματισμό συνάψεων
Μηχανισμός – Επέκταση της τρινουκλεοτιδικής αλληλουχίας CCG (εντός της
5’- μη μεταφραζόμενης περιοχής του εξονίου 1 του FMR1) μέσω
ΧΧ μείωσης→οδηγεί σε υπερμεθυλίωση γειτονικού CpG και
απενεργοποίηση του γονιδίου. Η αλληλουχία γίνεται ασταθής
όταν ξεπεράσει τις 50 επαναλήψεις.

Μεταλλάξεις – 6-55 (φυσιολογικό/πολυμορφισμός),
– 45-55 (φυσιολογικό/‘grey zone’)
– 55-220 (‘προ-μετάλλαξη’/φορέας)
– >220 (πλήρη μετάλλαξη/παθολογικό)
– ελλείμματα /σημειακές μεταλλάξεις (σπάνια)

• Φαινοτυπική εκδήλωση – τουλάχιστον δύο διαδοχικές μεταβολές στην
αλληλουχία CCG μέσω ΧΧ μείωσης
– Ανάλογα με το μέγεθος της μεθυλίωσης και το
ποσοστότωνκυττάρωνμεπλήρηήπρο-μετάλλαξη,
έχουμε ολική ή μερική απώλεια της λειτουργίας της
πρωτεΐνης και φαινότυπο που ποικίλλει (μωσαϊκισμός)
• Κυτταρογενετική – δεν συμπυκνώνεται η χρωματίνη, γεγονός που προκαλεί το
χάσμα στη θέση Χq27.3, γνωστό ως FraXA. Εκφράζεται σε μικρό ποσοστό
κυττάρων των ασθενών
• Ηπρο-μετάλλαξη επιμηκύνεται μόνο στα
θηλυκά άτομα-φορείς (μέσω μείωσης) και
οδηγεί σε απογόνους φορείς
προσβεβλημένους.
• ΧΥ φορείς (non transmitting males) – οι
κόρες τους είναι φορείς (όχιοιυιοί), αλλά
με υψηλό κίνδυνο να αποκτήσουν
καθυστερημένους υιούς
Εργαστηριακή στρατηγική –
(1) PCR - δεν μπορεί να ταυτοποιήσει άτομα με >80 επαναλήψεις
(2) έλεγχος αλληλικού μεγέθους και μεθυλίωσης με Southern Blotting
(3) κυτταρογενετική για άλλες αιτίες
(4) άλλες μέθοδοι (immunocytochemistry on blood smears).