10. Kromosomfejl

Question 1

Kunne definere følgende kromosomfejl (rearrangementer): deletioner, duplikationer, inversioner og translokationer

Answer 1

Kromosom arrangementer:
Deletion: Et stykke af kromosomet fjernes (mange gener).
Duplikation: Når et kromosomstykke duplikeres 2 eller flere gange.
Insertion: Når et kromosomstykke roteres 180 grader og indsættes på det samme kromosom.
Translokation: Når et stykke kromosom bryder af og hæfter sig fast på et andet kromosom.
Arrangementer sker, når kromosomerne går i stykker.

Question 2

Eksempel på en deletion

Answer 2

Hvis der opstår brud på kromosomet på to steder, og det mellemliggende stykke fjernes, inden ligase limere dem sammen, opstår der en deletion.

Question 3

Eksempel på translokation

Answer 3

Hvis der opstår brud på kromosomet på to steder, og det mellemliggende stykke fjernes, inden ligase limere dem sammen, opstår der en deletion.
Hvis et afbrækket stykke kan sættes ind i et andet stykke opstår translokation.

Question 4

Eksempel på reciprok translokation

Answer 4

Brud på to ikke-homologe kromosomer + translokation = reciprok translokation.

Question 5

Forklar hvordan kromosomale rearrangementer kan opstå

Answer 5

SKÆV OVERKRYDSNING
Eks to mikrosatellitter med samme repeat-sekvens

Question 6

Tandem duplikation

Answer 6

Skæv overkrydsning = deletion i ene DNA streng (12-45) og duplikation i anden DNA streng (123345)

Question 7

Non tandem duplikation

Answer 7

Duplikation kan også opstå ved at to homologe kromsomer går i stykker og fragmentet af det ene kromosom bindes i midten af det andet kromosom = deletion i det ene og duplikation i den anden. Når de to kromosomers fragmenter ikke længere sidder side om side kaldes det non-tandem duplikation

Question 8

Konsekvenser af deletions-rearrangementer

Answer 8

Deletions rearrangementer:
Deletions homozygoter vil ofte dø da de mangler essentielle gener i kromosomet.
Deletions heterozygoter overlever typisk men kan have påvirket fænotyper da de kun har en kopi af genet i genomet vil evt. recessive skadelige alleler komme til udtryk.
OBS: i sjældne tilfælde opstår haploinsufficiens hvor en kopi gen ikke producerer nok til at opretholde en normal fænotype.

Question 9

Konsekvenser af duplikations-rearrangementer

Answer 9

Dublikations rearrangementer:
Dublikations homozygot vil danne en tandem duplikation da den vil have to af et gen eks 12334
Dublikations heterozygoter vil danne non-tandem duplikation og have et af samme gen indsat flere steder i genomet. Eksempelvis 152345
HUSK: I sjældne tilfælde kan duplikation give AFVIGENDE fænotype.
De ekstra kopierer kan nemlig give øget produktmængde. Generne i duplikeret fragment kan adskilles fra naturlige enheder eller havne i nærheden af nye regulatorer og ekspressionen af generne ændres ift timing og produktmængde.

Question 10

Forklar hvordan inversioner og translokationer kan påvirke meiosen

Answer 10

Inversioner og translokationer:
1) Inversioner påvirker som regel ikke fænotypen men hvis kromosom-bruddet sker midt i genet kan inversionen ødelægge genets funktion.
2) Samme er tilfældet for kromosomer hvor brud ødelægger genet og deraf og påvirker fænotypen.
3) Et andet problem kan være at generne flyttes til områder med regulatorer der ændre genekspressionen.

Question 11

Forklar hvilke mekanismer meiosen benytter i tilfælde af homozygote eller heterozygote rearrangementer

Answer 11

Ved homozygoti for et rearrangement er de to homologe kromosomer ens.
Ved heterozygoti opstår problemer når de homologe skal synapse før overkrydsning fordi at de ikke er ens.
Specifikke mekanismer kromosomet benytter sig at for at få meiosen til at forløbe bedst muligt:
Deletions heterozygote
Duplikations heterozygote
Pericentrisk inversions heterozygote
Paracentrisk inversions heterozygote
Reciprok translokations synapse

Question 12

Deletions heterozygot (kromsomal rearrangement)

Answer 12

Deletions heterozygote:
Opstår når to homologe kromosomer skal synapse men den ene har fået en deletion og er derfor ikke genetisk identisk til anden kromosom. Den længste kromosom uden deletion danner derfor et loop af den sekvens der er deleteret. På den måde kan kromosomerne nu synapse og overkrydse udenfor deletionsområdet. Deletions sekvens loopet vil dog stadig nedarves til halvdelen af gameterne.

Question 13

Duplikations heterozygote (kromsomal rearrangement)

Answer 13

Duplikations heterozygote:
Opstår når et homologt kromosompar skal synapse men den ene har fået en duplikation. Duplikations heterozygoten danner igen et loop og overkrydsnignen sker udenfor duplikationen men den nedarves stadig til halvdelen af gameterne.

Question 14

Pericentrisk inversions heterozygot (kromsomal rearrangement)

Answer 14

Pericentriske inversions heterozygoter opstår når det ene kromsom har fået en inversion af genet og derfor lavet et drejet loop for at kunne synapse med det komplementære homologe kromsom.

Sker overkrydsningen i den inverterede region dannes der nu både kromosomer med deletioner og duplikationer.

På det ene kromosom vil der ske en duplikation af et område samt en deletion af et andet område så der opstår non-tandem duplikation. Omvendt vil det selvfølgelig være på det andet kromsom.

Gameter med sådanne kromosomer kaldes ubalancerede gameter der mangler eller har for meget genom. Disse medfører af embryoner ikke kan overleve.

Question 15

Paracentrisk inversions heterozygote: (kromsomal rearrangement)

Answer 15

Kromosompar hvor det ene kromosom har inversion der ikke omfatter centromeren kaldes paracentrisk. Denne skal igen lave et inversionsloop for at kunne synapse.

Sker overkrydsning i inverteret region vil det igen resulterer i kromosomer med både duplikation og deletioner.
Begge kromosomer får både deletioner og duplikationer men det ene kromosom får begge centromerer og bliver dicentrisk og vil under 2 meiotiske deling trækkes i 2 tilfældige stykker. Det andet kromosom bliver acentrisk og går tabt under meiosen.
Samlet set giver synapse i inverterede regioner ubalancerede gameter.
Derfor har også paracentrisk inversions heterozygoter have nedsat fertilitet.

Question 16

Overkrydsning i inversionsregionen = ubalancerede gamter
Overkrydsning udenfor inversinosregionen = balancerede gameter hvor kun nogle gameter vil have inversionen. ‘

Question 17

Dicentrisk kromosom

Answer 17

men det ene kromosom får begge centromerer ved rearrangement og bliver dicentrisk

Question 18

Acentrisk kromsom

Answer 18

Uden nogle centromere - tabt under rearrangement

Question 19

Forklar hvordan overkrydsning kan give nedsat fertilitet

Answer 19

Sker overkrydsning i inverteret region vil det igen resulterer i kromosomer med både duplikation og deletioner.
Begge kromosomer får både deletioner og duplikationer men det ene kromosom får begge centromerer og bliver dicentrisk og vil under 2 meiotiske deling trækkes i 2 tilfældige stykker. Det andet kromosom bliver acentrisk og går tabt under meiosen.
Samlet set giver synapse i inverterede regioner ubalancerede gameter.
Derfor har også paracentrisk inversions heterozygoter have nedsat fertilitet.

Question 20

Reciprok translokationssynapse

Answer 20

Kromsomstykke er udvekslet ml de to nonhomologe kromosomer = problemer i meiosen ada kromsomer kun kan synapse i de områder de er homologe. de kan derfor ikke synapse i de ombyttede områder. Derfor laver kromosomerne under meiosen et buk på kromsomet så de kan bøje sammen med det andet krosmompar og derved danne synapse.

Når ovekrdysnign har fundet sted skal de to homolgoe kromsomer trække smo hver sin pol. de to homologe centromerer sadskilels = to forskellige kombinationsmuligheder:
1) de to ens kromsomer hvor der ikke er sket reciprok translokation trækkes fra hianden og ender i den ene dattercelle samtdig med at de to overkrydsede krosmomer vil trækeks sammen og havne i dne anden dattercelle.

Begge kombinationer = anlednign til balancerede gamter da det begge indeholder det der svarer til et helt blåt og helt grønt kromosm og derved mangler de ikke genentisk materiale.

Alternativt vil det ene overkydsede kromsom trækkes sammen med den hele grønne kromsom og omvendt med det blå kromsom. således vil der dannes ubalancerede krosmomer da der i overkdysningen er opstået deletioner og duplikationer under synapseovekrydsinngen

Question 21

Forklar hvordan reciprok translokations synapse fører til nedsat fertilitet

Answer 21

Reciprok translokationssynapse
Kromosomstykke udvekslet ml to nonhomologe kromosomer.
Kan ikke synapse i ombyttede områder og laver derfor buk for at kunne synapse med det andet kromsompar.
Efter overkrydsning kan der ske to muligheder:
1) 2 ens krosmomer med RTL trækkes sammen så der dannes balancerede gameter.
2) et kromsom med RTL og et kromsom uden RTL trækkes sammen så der dannes ubalancerede gameter da der ikke vil være 100% samme mægnde genetisk materiale som i begyndelsen.

Question 22

Non disjunction

Answer 22

Nondisjunction er en type kromosomal aberration, hvor kromosomer ikke adskilles korrekt under celledelingen, hvilket resulterer i celler med unormalt kromosomantal. Normalt opdeles kromosomerne i cellerne under celledelingen på en præcis måde, således at hver dattercelle modtager den korrekte mængde kromosomer. Ved nondisjunction fejler denne proces, hvilket kan føre til celler med for mange eller for få kromosomer.

Reciprok translokation kan føre til problemer under segregation og forårsage non-disjunction, hvor de to homologe kromosomer ikke adskilles, men trækkes mod samme centripol. Det ene normale kromosom og dets homologe par vil have i den ene dattercelle og omvendt med den anden, hvilket fører til ubalancerede gameter. Individer med reciprok translokation kan danne forskellige varianter af ubalancerede gameter med større eller mindre duplikationer og deletioner. Dog kan disse individer også danne balancerede individer, som enten er normale eller indeholder de translokerede kromosomer, der tilsammen udgør et helt kromosom.

Question 23

Non disjunctions konsekvenser (mitose/meiose) 1

Answer 23

Nondisjunction kan opstå både under meiosen og mitosen. Under meiosen kan nondisjunction forekomme enten i første eller anden meiotiske deling, hvor kromosomerne ikke adskilles korrekt, og dermed kan gameter med unormalt kromosomantal dannes. Hvis sådanne gameter befrugtes, kan det resultere i en zygote med unormalt kromosomantal, som kan føre til udvikling af sygdomme som Down syndrom, Turner syndrom eller Klinefelter syndrom.

Nondisjunction kan også forekomme i mitosen, hvor cellerne normalt deler sig og danner to datterceller med identisk kromosomantal. Hvis kromosomerne ikke adskilles korrekt under denne proces, kan det føre til celler med ekstra eller manglende kromosomer. Dette kan føre til sygdomme som Turner syndrom, Klinefelter syndrom, eller mosaik Down syndrom, afhængigt af hvilke kromosomer der er påvirket.

Question 24

Monosomi

Answer 24

Monosomi: et af de homologe kromosomer mangler

Question 25

Trisomi

Answer 25

Trisomi: et kromosom for meget
trisomi for autosomale krom er ikke altid letale

Question 26

Anepleudi

Answer 26

Ændret antal kromosomer: anepleudi

Question 27

Hvad skyldes anepleudi? giv en detaljeret forklaring

Answer 27

Aneuploidy skyldes non disjunctions i 1 el 2 meiotiske deling:
Non disjunction i 1 meiotiske deling:
Efter overkrydsning skal de to homologe kromosomer trækkes mod hver sin pol men i sjældne tilfælde ender de i samme dattercelle. I 2 meiotiske deling skal de to søsterkromatider trækkes fra hinanden og ender i hver deres dattercelle så der dannes to gameter. To af gameterne får to eksemplarer af samme kromosom mens de to andre gameter ikke får nogle kromosomer. I forbindelse med befrugtning kommer der et kromosom fra faderen som går i de tomme gameter = 1 kromosom og 1 kromosom til de fordoblede kromosompar-gamet = 3 kromosomer.

Non disjunction i 2 meiotiske deling:
Første meiotiske deling forløber normalt. Hvis 2 meiotiske deling forløbet normalt trækkes de normalt fra hinanden og ender i hver sin dattercelle hvilket danner normale gameter.
Ved non disjunction adskilles de ikke og havner i samme dattercelle. Den ene gamet får et kromosom for meget = 3 krom og den anden et kromosom for lidt = monosomi og trisomi.