Chromosom Y

Chromosom Y
Metody wykrywania chromosomu Y
•
Detekcja sekwencji w ramieniu długim
- locus DYZ1 – sekwencje powtarzające się
- detekcja metodą dot hybridization
- kwestionowana specyficzność
- region heterochromatyny chromosomu Y może ulegać delecji bez
zauważalnego efektu fenotypowego – 10% mężczyzn posiada
chromosom Y o skróconym ramieniu długim
- region ten może występować u kobiet (1 na 3000 badanych)
•
Detekcja sekwencji w ramieniu krótkim
- gen SRY (ang. Sex determining region of the Y chromosome),
detekcja za pomocą PCR przy zastosowaniu starterów
homologicznych do konserwowanej części genu
- loci PABY (pseudoautosomal border of Y) region ten jest bardzo
podobny do regionu PABX, ale w PABY znajduje się insercja 170
bp nieobecna w PABX.
Detekcja za pomocą multiplex PCR – jeden starter wspólny dla
PABY i PABX + 2 startery homologiczne tylko do jednego z tych
loci.
Jednocześnie można amplifikować dwa produkty – dłuższy,
specyficzny dla chromosomu Y i krótszy dla chromosomu X
- gen amelogeniny AMGL - znajduje się na chromosomie X, a jego
homolog na Y
- sekwencje są do siebie bardzo podobne, ale na X występuje
insercja 177 bp
- w wyniku PCR powstają dwa prążki u mężczyzn, a jeden u kobiet
•
Region pericentromerowy
- rodzina sekwencji powtarzających się
(alfoidalne, satelitarne alfa, alfa satelity) –
locus DYZ3
- powtarzający się monomer ma długość 171 bp
- na chromosomie Y monomery występują w
obrębie bloku o długości 5.5 kb (32
powtórzenia), który może być powtórzony 100 –
500 razy
- sekwencje alfoidalne na chromosomie Y nie są
strukturalnie podobne do tych na chromosomie
X
- detekcja polega na wykrywaniu fragmentu 5.5
kb wycinanego enzymem Eco RI z chromosomu Y
- stosuje się metodę hybrydyzacji typu
Southern lub dot-blot
- sonda – kosmid Y97 zawierający locus DYZ3
Wykorzystanie detekcji chromosomu Y
•
Znaczenie detekcji chromosomu Y u osób z
zespołem Turnera
- klasyczna postać zespołu Turnera wiąże się z
kariotypem 45,X – monosomia chromosomu X –
40-60% chorych
- inne kariotypy – 46,XX; 46,XY; mozaiki
45,X/46,XX; 45,X/46,XY
- monosomia genu RPS4 (białko rybosomowe 4),
po jednej kopii na chromosomie X i Y, do
normalnego rozwoju potrzeba dwóch kopii tego
genu.
- Osoby z zespołem Turnera i kariotypem 46,XY
lub mozaicyzmem 45,X/46,XY znacznie częściej
zapadają na nowotwory gonad, przede
wszystkim na nowotwór gonadoblastoma
(komórczak rozrodczy)
Diagnostyka prenatalna chorób związanych z płcią
QF-PCR – quantitative fluorescent PCR
AMXY
X22
HPRT
• Markery typu STR:
- AMXY – chromosomy X i Y
- X22 – chromosomy X i Y
- HPRT – chromosom X
Detekcja mikrodelecji w chromosomie Y u mężczyzn z idiopatyczną
azoospermią
Mikrodelecje Oligospermia,
azoospermia
STS – sequence tagged site - Any site in a
chromosome or genome that is identified by a
known unique DNA sequence – sekwencja, która
występuje w genomie tylko raz.
A set of 60 Y specific STS (sequence tagged site) (accessed
from Gene Bank, USA) was tested in each patient.
The SRY, CDY, DBY and DFFRY gene and sY45, sY66, sY67, sY68, sY78,
sY81, sY82, sY83, sY86, sY87, sY90, sY95, sY102, sY106, sY117, sY119,
sY121, sY124, sY130, sY133, sY134,sY136, sY139, sY142, sY143, sY146,
sY149, sY152, sY153, sY155, sY157, sY158, sY160, sY200, sY202, sY205,
sY210, sY211, sY254, sY274, sY276, sY277, sY283, sY591, sY592,
sY594, sY595, sY600, sY601, sY602, sY603, sY610, sY620, sY624,
sY634, sY638 were used.
Monitorowanie przeszczepów szpiku
- W szpiku biorcy po przeszczepie może pojawić się stan mieszanego
chimeryzmu (obecność komórek biorcy obok komórek dawcy), całkowity
chimeryzm, to kolonizacja szpiku biorcy przez komórki dawcy.
- Wczesne wykrycie mieszanego chimeryzmu ma znaczenie dla
przewidywania niebezpieczeństwa odrzucenia przeszczepu lub nawrotu choroby
- Gdy biorcą jest mężczyzna, a dawcą kobieta mieszany chimeryzm
można wykrywać za pomocą amplifikacji sekwencji specyficznych dla
chromosomu Y
Homogenność i odrębność polskich linii ojcowskich –
sekwencje mikrosatelitarne chromosomu Y
9 mikrosatelitów
z chromosomu Y
Zbadano 919 mężczyzn z Polski
Bydgoszcz (1), Kraków (2), Gdańsk (3),
Wrocław (4), Warszawa (5),
Lublin (6);
1273 mężczyzn z innych populacji
europejskich
Rosja: Moskwa (7);
Litwa: Vilnius (8);
Łotwa: Riga (9);
Estonia: Tartu (10);
Niemcy: Berlin (11)
Lipsk (12);
Węgry: Budapeszt (13) Baranya (14);
Włochy: Rzym (15).
Zdarzenia historyczne, które ukształtowały różnorodność
genetyczną ludności Polski
•
•
•
•
•
Najazdy i exodusy (Germanie – XII i XIII w i XVII-XX w)
Związki z Litwą i Łotwą (XIV – XVIIIw)
Obecność mniejszości – Żydów, Ukraińców, Białorusinów
Stopniowa utrata terytoriów aż do rozbioru – 1795 r
II Wojna Światowa
- eksterminacja ponad 2.6 mln polskich Żydów
- wysiedlenie 8 mln Niemców ze Śląska, Pomorza i Prus
- przybycie 3 mln Polaków z obecnej Ukrainy i Białorusi
Efekt – 1939 r – 31% obywateli Polski było niepolskiego pochodzenia
- obecnie tylko 450 tys. obywateli spośród niemal 40 mln
Wnioski
Brak zróżnicowania w populacji polskiej
- homogenność genetyczna populacji naszych słowiańskich przodków
- utrata mniejszości etnicznych po II Wojnie Światowej
- migracje ludności po wojnie
Najbliższe polskiej są populacje litewska i łotewska
Następna, ale znacznie oddalona, jest populacja rosyjska – wynik wspólnego
słowiańskiego rodowodu
Znaczne różnice w porównaniu z populacją niemiecką – różne pochodzenie
- brak bliskich związków – różnice socjalne, religijne i kulturowe
Overview
Help | FAQ
Tutorial
New/Noteworthy
E-Utilities
1: Int J Legal Med. 2002 Oct;116(5):289-91. Epub
2002 Jun 22.
Related Articles,
Links
PubMed Services
Journals Database
MeSH Database
Single Citation Matcher
Batch Citation Matcher
Clinical Queries
LinkOut
Cubby
Related Resources
Order Documents
NLM Gateway
TOXNET
Consumer Health
Clinical Alerts
ClinicalTrials.gov
PubMed Central
Privacy Policy
First Polish DNA "manhunt"--an application of Ychromosome STRs.
Dettlaff-Kakol A, Pawlowski R.
Institute of Forensic Medicine, Medical University of Gdansk,
PL 80-210, Gdansk, Debinki 7, Poland. [email protected]
This study presents the application of Y-chromosomal STR
polymorphisms to male identification in the case of a serial
rapist and woman murderer in Poland. Since August 1996 a
rapist from Swinoujscie (northwest Poland) committed at least
14 rapes. In the year 2000 he brutally raped 8 young girls and
murdered a 22-year-old girl. DNA profiles obtained from semen
stains left at the scenes of crime gave information that one and
the same man had committed all the rapes. The Y-chromosome
haplotype (9 loci) obtained was used for the elimination process
of 421 suspects. One man was found who had an identical DNA
profile in all Y-chromosome STR loci analysed and possessed
common alleles in 9 out of 10 autosomal loci, strongly
suggesting that the real rapist and the typed man were closely
related males. Analysis of reference DNA obtained from the
man's brother revealed an identical DNA STR profile to that
identified at the crime scenes. To the best of our knowledge this
is the first case in Poland and probably in Eastern Europe where
DNA typing of a large population was used to identify the
offender.
Publication Types:
Samples analysed
DYS locus
DYS 19
DYS 390
DYS 393
DYS 392
DYS391
DYS389I
DYS 389II
DYS 385I/II
Case 1
16
25
13
11
10
13
29
11, 15
Case 2
16
25
13
11
10
13
29
11, 15
Case 3
16
25
13
11
10
13
29
11, 15
Case 4
15, 16
24, 25
12, 13
11
10
12, 13
29, 30
11, 14, 15,17
Case 5
16
25
13
11
10
13
29
11, 15
Alleles typed in bold represent dominating alleles in the mixture.
Analysed samples
ProfilerPlus loci
D3S1358
VWA
FGA
D5S818
D13S317
D7S820
AM
G
D8S1179
D21S11
D18S51
Case 1
15, 16, 17
14, 15, 17
22, 22.2, 23
11, 12, 13
10, 11, 12
8, 10, 12
X>
Y
12, 13
29, 30, 31
15, 18, 20
Case 2
15, 16, 17
14, 17
21, 22, 22.2, 25
10, 11, 12
10, 11, 14
8, 9, 10, 12
X>
Y
12, 13, 14
28, 29, 31, 31.2
17, 20
Case 3
15, 16, 17
14, 17, 18
20, 22, 22.2, 23
11, 12
9, 10, 11, 12
7, 8, 12, 13
X>
Y
12, 13
28, 29, 31
14, 17, 20
Deduced Rapist's profile
16, 17
14, 17
22, 22.2
11, 12
10, 11
8, 12
XY
12?, 13
29, 31
20
Alleles shown in bold type indicate alleles which were not present in the victim's reference material.
Sample analysed
ProfilerPlus loci
D3S1358
VWA
FGA
D5S818
D13S317
D7S820
AM
G
D8S1179
D21S11
D18S51
Deduced offender profile
16, 17
14, 17
22, 22.2
11, 12
10, 11
8, 12
XY
12?, 13
29, 31
20
Suspect (KW)
16, 17
17
22
10, 11
10, 12
10, 11
XY
12, 13
30.2, 31
15, 20
Suspect's brother (TW)
16, 17
14, 17
22, 22.2
11, 12
10, 11
8, 12
XY
12, 13
29, 31
20
Chromosome Y.
The crippled tiny chromosome determining
the (male) gender. Contracted to 2/3 of its
original size in only 300 million years.
Males will disappear from the planet in
circa 5000 generations i.e., in 125000
years.
Man - the error of Nature.
Addukty DNA jako biomarkery
w epidemiologii molekularnej
Biomarker może sygnalizować proces nowotworzenia wcześniej niż
zmiany kliniczne
preinicjacja
ekspozycja
całe życie
nagromadzenie
mutacji
kilka – kilkadziesiąt
lat
selekcja klonalna
rak in situ
poniżej kilku lat
przerzutowanie
kilka miesięcy/
lat
• Addukty DNA – produkty reakcji zasad DNA z mutagenami, utleniania,
reakcji wolnorodnikowych lub przebiegających pod wpływem UV i
promieniowania jonizującego
• Utworzenie wiązania kowalencyjnego między zasadą w DNA a
ugrupowaniem zależnym od typu ekspozycji
• Konsekwencje powstawania adduktów DNA :
- zahamowanie lub obniżenie szybkości replikacji DNA
- niewłaściwe parowanie zasad
Addukty DNA powstają w sposób tkankowo specyficzny
- barwniki anilinowe – pęcherz moczowy
- aflatoksyny – wątroba
- policykliczne węglowodory aromatyczne (PWA) - płuca
• Problem – dostępność tkanek do analizy markerów –materiał biopsyjny
jest uzyskiwany przede wszystkim podczas usuwania nowotworów
• Do biomonitorowania ekspozycji – materiał zastępczy – najczęściej
leukocyty krwi obwodowej, czasami łożysko
Polimorfizm genetyczny a powstawanie
adduktów DNA
•
Cząsteczki mutagenów są
hydrofobowe, apolarne,
mają niską reaktywność
•
Aktywacja metaboliczna
(PWA) - reakcje utleniania
i hydroksylacji
katalizowane przez
monooksygenazy i
hydroksylazy – enzymy
fazy I
•
Detoksykacja - usuwanie
aktywowanych mutagenów - enzymy
fazy II
•
AHH – enzym fazy I - hydroksylaza
węglowodorów aromatycznych –
indywidualne zróżnicowanie aktywności
AHH w populacji ludzkiej sięga ponad
tysiąca razy
- rozkład
aktywności tego enzymu nie jest
gaussowski tylko trimodalny – trzy
wyraźne fenotypy
- u osób
chorych na raka płuc fenotyp
związany z wysoką aktywnością AHH
spotyka się częściej niż u osób
zdrowych
- N-acetylotransferaza – enzym fazy
II odpowiedzialny za acetylację amin
aromatycznych– stwierdzono związek
między aktywnością tego enzymu a
podatnością na rozwój choroby
nowotworowej (rak pęcherza)
•
Indywidualne zróżnicowanie procesu
naprawy DNA
- wyższa efektywność naprawy DNA u
palaczy tytoniu – adaptacja organizmu
Techniki analizy biomarkerów DNA
• Techniki fluorescencyjne wykorzystuje się do detekcji adduktów
utworzonych przez PWA
- PWA posiadają skondensowane pierścienie aromatyczne – silna
fluorescencja
Techniki immunologiczne – kwasy nukleinowe zyskują właściwości
immunogenne dopiero po modyfikacji np. wywołanej działaniem
mutagenu
- dostępne są przeciwciała monoklonalne i poliklonalne
skierowane przeciwko odpowiednim adduktom mutagen:DNA
- rozpoznają zarówno addukt w cząsteczce DNA jak i
mutagen związany z pojedynczym nukleotydem
Analiza adduktów DNA za pomocą testu 32Ppostlabelling
Wzbogacenie hydrolizatu DNA w
modyfikowane nukleozydy:
1. Ekstrakcja n-butanolem –
addukty PWA:DNA
2. Trawienie nukleazą P1 – trawi
tylko nukleozydy
niezmodyfikowane, które po
trawieniu nie ulegają fosforylacji
– wzbogaca hydrolizat w addukty
amin aromatycznych
3. Jonowymienna chromatografia
kolumnowa – metylowane addukty
DNA
Addukty DNA a wykonywana praca
•
PWA powstają podczas niepełnego spalania substancji organicznych –
produkcja koksu, procesy petrochemiczne, produkcja metali i ich
obróbka w wysokiej temperaturze, produkcja gumy
• Badania przeprowadzone w czterech koksowniach Górnego Śląska:
- addukty PWA:DNA wykryto zarówno u osób eksponowanych jak i u nie
eksponowanych, ale częściej wśród eksponowanych i na wyższym
poziomie
- w obu grupach stwierdzono znaczne międzyosobnicze zróżnicowanie w
poziomie adduktów
• Badania ludności w zanieczyszczonych rejonach Górnego Śląska
- poziom adduktów u ludzi nie mających zawodowego kontaktu z PWA był
tylko nieznacznie niższy niż u pracowników koksowni, ale znacznie wyższy
niż u mieszkańców wsi w okolicach Białej Podlaskiej
Addukty DNA powstające w wyniku palenia tytoniu
•
Palenie tytoniu - nowotwory dróg oddechowych i górnej części przewodu
pokarmowego
- prawdopodobnie - nowotwory trzustki, miedniczek nerkowych, pęcherza
moczowego i szyjki macicy
•
80% zgonów na nowotwory płuc i 30-40% wszystkich zgonów na choroby
nowotworowe spowodowane jest paleniem tytoniu – Międzynarodowa Agencja
Badań nad Rakiem
•
Istnieje liniowa zależność między liczbą wypalanych papierosów a poziomem
adduktów PWA:DNA w tkance płucnej
•
U 85% osób palących w DNA z makrofagów pęcherzyków płucnych wykryto
addukty BPDE:DNA (diolepoksyd benzo(a)pirenu), u niepalących i byłych palaczy
nie wykryto tych adduktów
•
Addukty PWA:DNA wykrywano w operacyjnie usuniętych krtaniach osób chorych
na nowotwór tego organu oraz w komórkach jamy ustnej – nie tylko u palaczy, ale
również u osób żujących tytoń
Immunohistochemical Staining for DNA Adducts
4-Aminobiphenyl-DNA adducts in
exfoliated bladder cells of a nonsmoker
4-Aminobiphenyl-DNA adducts in
exfoliated bladder cells of a
smoker
Addukty DNA związane z dietą
•
Indie – rak przełyku występuje najczęściej w
regionach gdzie jest najwyższe spożycie herbaty
przygotowywanej w sposób powodujący powstawanie
mutagenu N-nitrozoaminy
•
Francja – korelacja między wskaźnikiem
występowania raka żołądka a poziomem spożycia
kalwadosu
•
Przygotowywanie jedzenia w wysokiej
temperaturze prowadzi do zwiększenia zawartości
PWA i nitrozoamin
•
Stwierdzono związek między poziomem adduktów
powstających w wyniku alkilacji zasad a obecnością
pasożytów