Biologie & Tumorbiologie Flashcards
Ultraschalluntersuchungen bei Schwangeren
- 9-12 SSW (1. Trimenon) - Embryo wird zu Feten
- Nachweis der intakten intrauterinen Schwangerschaft
- Bestimmung Gestationsalter
- Endeckung möglicher embryonaler Entwicklungsstörungen
- 11-14 SSW Messung der Nackentransperenz -> Trisomie 21? Herzfehler?
- 19-22 SSW (2. Trimenon) - Beurteilung des:
- fetales Wachstum (überlappende Finger?, Polydaktylie1?, Klinodaktylie2?, Syndaktylie3?, Mikrognathie4?, prominenter Prämaxilla5?)
- Organentwicklung (Ventrikelseptumsdefekt?)
- Fruchtwassermenge
- Lage der Plazenta
- 29-32 SSW (3. Trimenon) - Erfassung möglicher intrauteriner Wachstumsretardierung
1Polydaktylie: zu viele Finger
2Klinodaktylie: angeborende seitlich-winklige Abknickung eines Fingerglieds
3Syndaktylie: Verwachsung bzw. Nichttrennung von Finger- oder Zehengliedern
4Mikrognathie: Hypoplasie des Unterkiefers
5prominente Prämaxilla (Zwischenkiefer)
Eigenschaften genetischer Marker
- folgen Mendel´schen Erbgang
- sind polymorph (d.h. das die zu untersuchenden Personen mit einer großen Wahrscheinlichkeit heterozygot für den Marker sind und sich damit mütterliche und väterliche Allele unterscheiden lassen)
- sind mit geringem Aufwand typisierbar
- über das gesamte Genom in kleinen Abständen verteilt, so können unterschiedlich Chromosomenabschnitte je nach Fragestellung untersucht werden
=> Alle Eigenschaften werden von DNA-Polymorphismen erfüllt
Non-Disjunction
ausbleibende Trennung von zwei homologen Chromosomen bei der:
- Meiose I: beide homologen Chromosomen eines Paares bleiben in einer Zelle
- Meiose II: beide Schwesterchromatiden werden während der zweiten Reifeteilung nicht getrennt
Uniparentale Disomie (UPD)
UPD 15
- beschreibt den Zustand, dass beide homologen Chromosomen von nur einem Elternteil abstammen
- Man unterscheidet:
- uniparentale Heterodisomie: beide homologen Chromosomen eines Elternteils bei einem Nachkommen zu finden
- uniparentale Homodisomie: bei der ein Nachkommen zwei identische Kopien eines Chromosoms von einem Elternteil geerbt hat -> monosomie rescue
- UPD 15:
- je nach elterlicher Herkunft führt die UPD des Chromosom 15 zum:
- Prader-Willi-Syndrom: UPDmat 15
- Angelman-Syndrom: UPDpat 15
- je nach elterlicher Herkunft führt die UPD des Chromosom 15 zum:
Genetische Erkrankungen, die mit Ultraschallauffälligkeiten assoziiert sind
Trisomie 21 - Down Syndrom
- erhöhte Nackentransperenz
- Herzfehler (Septumdefekt)
Trisomie 13 - Pätau-Syndrom
- Hexadaktylie
- Holoprosencephalie (Fehlbildung des Vorderhirns und Gesicht?
Trisomie 18 - Edwards-Syndrom
- erhöhte Nackentransperenz
- Omphalozele
Turner-Syndrom (45,X)
- generalisiertes Ödem
- überschüssige Nackenhaut
Mikrodeletion 22q11-Syndrom (Nachweis mittels FISH)
- typische Fazies
- Gaumenspalte
Triploidie
- geringe Fruchtwassermenge
- erhöhte Nackentransperenz
- Spina bifida
- Syndaktylie
Thalassämie (allgemein)
Gb wird nicht ausreichend gebildet
Ursache: Mutation in den für Globine kodierenden Genen oder einem Gen, das ein Regulatorprotein für Globingene kodiert
α-Thalassämie
- Synthesedefizit an α-Globinketten
- Mensch hat zwei verschiedene Gene, die für α-Globine kodieren: HBA1(α1) und HBA2 (α2) => diploid somit 4 (α1α1/α2α2)
- je nachdem wie viel α Globingene durch Mutation ausgeschaltet/inaktiviert sind, kommt es zu unterschiedlichen Krankheitsbildern, die sich schon vorgeburtlich (da HbF=2α2γ) manifestieren
- α-Thalassämie minima: 1 der 4 mutiert (aut-dom)
- α-Thalassämie minor: 2 der 4 mutiert (aut-dom)
- HbH-Krankheit: 3 der 4 mutiert (aut-rez)
- Hb-Barts´s-Hydrops-fetalis-Syndrom: alle 4 (aut-rez)
keine bzw. reduzierte Synthese von α-Globinketten -> Überschuss von β-Tetrameren (HbH) und γ-Globine (γ-Tetramere = Hb-Bart) -> ineffektive Erythropoese
β-Thalassämie
- Synthesedefizit an β-Globinketten
- β-Globine werden durch das Gen HBB (β) kodiert -> diploid -> d.h. 2 (β/β)
- β-Thalasämie minor: eine der beiden Gene mutiert
- β-Thalassämie intermedia: beide HBB-Genkopien mutiert, aber es wir noch eine variable Menge an β-Globinketten synthetisiert
- β-Thalassämie major: beide HBB-Genkopien sind mutiert und keine β-Globinkette synthetisiert
keine Bildung von β-Globinketten -> kein normales HbA1 + positive Selektion des HbF d.h. prozentualer Überschuss von γ- und α-Globinen -> ineffektive Erythroposes
ATR-Syndrom
- α-Thalassämie in Kombination mit Intelligenzminderung
-
ATR-16-Syndrom (Alpha-Thalassämie-Inteligensminderuns-Syndrom, Chromosom 16 (aut-dom))
- Patienten, aus nicht mit Thalassämie in Verbindung gebrachter endemischen* Region und kraniofaziale Dysmorphien
- Deletion (Contiguous-Gene-Syndrom) die sich in Subtelomerregion des Chromosom 16 befindlichen Gene HBA1, HBA2 und benachbarter Gene
-
ART-X-Syndrom (Alpha-Thalassämie-Inteligensminderuns-Syndrom, X-Chromosomal)
- kraniofaziale Dysmorphien, meist bei XY
- Mutation in dem in Region Xq13 kodierenden ATR-X-Gen
- ATR-X-Proteine beeinflussen die Chromationstruktur - Reguliert ATR-X die Expression von einigen Proteinen -> d.h. bei Mutation verminderte Expression der beiden α-Globingene
-
ATR-16-Syndrom (Alpha-Thalassämie-Inteligensminderuns-Syndrom, Chromosom 16 (aut-dom))
*Endemie: Stark gehäuftes und zeitlich unbegrenztes Auftreten einer Erkrankung in einer umschriebenen Region
Mutationen
=permanente Änderungen der DNA-Sequenz
Chromosomenmutation (strukturelle Aberration) (können zytogenetisch erfasst werden)
balanciertb (gehalt an gen. Material gleich) vs. unbalanciertu (gehalt an gen. Material ändert sich)
-
Deletionu: Verlust eines Chromosomensegments (je nach Größe unterschiedlich viele Gene)
- Interstitielle Deletion: Zerstörung eines inneren Anteils eines Chromosoms
- Terminale Deletion: Zerstörung eines äußeren Anteils eines Chromosoms
- wenn mehrere benachbarte (voneinander unabhängige) Gene zum krankheitstypischen Phänotyp führen -> Contiguous-Gene-Syndro
-
Duplikationu: vorliegen eines Chromosomensegmentes in dreifacher statt zweifacher Kopie
- häufig nacheinander geschaltetes Orginalsegment mit Kopie, aber auch andere Stelle möglich
-
Inversionb:
- parazentrisch: beide Bruchstellen auf einem Chromosomenarm
- perizentrisch: jeweils eine Bruchstelle auf zwei verschiedenen Chromosomenarmen
-
Translokationb:
- konstitutionell: in allen Körperzellen auch Keimzellen
- somatisch: nur in den Somazellen vorhanden
Genmutation (->nummerische Abberation)
- Punktmutation: eine Base durch eine andere ersetzt (Basensubstitution) -> es entsthet entweder ein am COOH-Ende verkürztes Protein, ein funktionsuntüchtiges Protein oder kein Protein (als Folge des vorzeitigen Abbaus)
- Synonyme-Mutation
- Missense-Mutation
- Nonsens-Mutation
- Spleißstellen-Mutation (Mutation die zum fehlerhaften Spleißen der hnRNA führt -> letaler Effekt)
- Rearrengment
- Deletion: wie bei Chromosomenmutation -> kann zur Lese-Raster-Verschiebung führen
Genommutation: Veränderung der Chromosomenzahl
Grundsätzliche Unterscheidung der genetischen Labordiagnostik
- Zytogenetik: Untersuchung der Anzahl und Struktur der Chromosomen
- Molekulargenetik: diagnostische Methode zur Analyse von genetischen Veränderungen an extrahierter DNA oder RNA
SNPs
=Single Nucleotid Polymorphisms
- wenn ein Substitution einzelner Nukleotide in einer Population weit verbreitet ist (>1%) -> SNPs
- Beispiel: wenn 3% der Menschen statt Cystein Thymin an einer bestimmten Stelle codiert hat)
- bei seltenen Substitutionen (<1%) ist es schwer zu unterscheiden ob es sich um einen Polymorphismus oder eine pathogene Mutation handelt
Polymorphismus: Sequenzvariation in den Genen einer Population -> d.h. genetischer Fingerabdruck vorhanden
MLPA-Methode
=multiplex ligation-dependent probe amplification
- Mikrodeletationen und Mikroduplikationen können durch konventionelle Chromosomenanalyse aufgrund ihrer geringen größe nicht erfasst werden -> d.h. MLPA-Analyse notwendig / Auch für vergleich von Polymorphismen (Vaterschaftstest) einsetzbar
Aufbau:
Oligonukleotid (blau) -> Hybridisiert an Referenz-DNA
Stuffer-Sequenz (grün) -> macht die PCR-Produkte (unterschiedliche Länge)
Sequenz für PCR Primer A und B (schwarz)
Referenz-, Patienten-DNA (rot)
Ablauf:
- nach vorliegen der klinischen Befunde wird entschieden welches MLPA-Sondengemisch für die Analyse zum Einsatz kommt
- die beiden Oligonukleotide hybridisieren an Referenz-DNA (Simultan an 50 MLPA-Sonden)
- Ligation der beiden Oligos
- die legierten Oligos werden von der Referenz-DNA getrennt und dienen nun als Matrize für die PCR
- spezifischer Primer für A (nicht fluoreszenzmakiert) und für B (fluoreszenzmakiert) binden an Primersequenz
- simultane Amplifikation aller legierten Oligopaare mittels PCR
- cave: Ein PCR-Produkt kann nur entstehen, wenn beide Oligos an die genomische DNA gebunden haben und legiert sind -> dies setzt vorraus, dass die Sequenz in der Patienten-DNA vorhanden ist, was nicht der Fall ist wenn eine Deletation vorliegt
- Deletation in homozygoten Zustand (auf beiden Allelen) -> kein PCR-Produkt wird von diesen Sequenzabschnitt gebildet
- Deletation in heterozygoten Zustand (auf einem Allel) -> nur ein PCR-Produkt wird von diesen Sequenzabschnitt gebildet
- Duplikation -> Bildung von ca. 150% PCR-Produkt im Vergleich zur Referenz-DNA
- PCR-Produkte werden durch Kapillarelektrophorese der größe nach aufgetrennt und durch ein System werdeb die fluoreszenzmakierten PCR-Produkte dargestellt
- Bei der Fragmentanalyse wir die Menge jedes entstandenen PCR-Produktes pro MLPA-Sonde eines Patienten mit der entsprechenden Menge an PCR-Produkt einer gesunden Kontrollperson verglichen
Cri-du-chat-Syndrom
terminale Deletion: p5
- verzögerte Entwicklung
- schwere Intelligenzminderung
Robertson´sche Translokation
Translokation des langen Armes eines Chromosoms 21 auf den langen Arm eines Chromosoms 14 unter Wegfall der jeweiligen kurzen Arme (= Fusion von Chromosom 21 und 14)
Gonosomale Aneuploidie (XXY; X)
Klienfelter-Syndrom: 47, XXY
- Ausbleiben der sekundären Geschlechtsmerkmale
- unproportionales Hcohwachstum
- Interfilität
Monosomie X -> Ulrich-Tuner-Syndrom
Trisomie 13 und 18
schwere multiple Fehlbildung
Wachstumsreatardierung
Lippen-Kiefer-Gaumenspalte
Lebenserwartung: wenige Tage (<1 Jahr)
Metadtasierungskaskade
- Primärtumor
- Expressionsverlust von Zell-Zell-Kontak-Proteinen
- Wachstum des Primärtumors und Angiogenese
- Tumore >2mm müssen zur Nährstoffaufnahme Angiogenese indzuieren
- Beginn bereits vor Zusammenbruch der Basalmembran und ist nicht immer mit einer Metastasierung verbunden
- Invasion und Intravasation
- Transport (Ablösen von Extrazellulärer Matrix)
- Arrest (“physical tapping”) und Extravasation
- Klonisierung
- erstehes Bestehen in Sekundärorganen als:
- Mikrometastasen <2mm -> können lange Zeit im Organ verharren = Dormancy
- Makrometastasen >2mm
- erstehes Bestehen in Sekundärorganen als:
