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

• Markery typu STR:

- AMXY – chromosomy X i Y

- X22 – chromosomy X i Y

- HPRT – chromosom X

AMXY X22 HPRT

QF-PCR – quantitative fluorescent PCR

Detekcja mikrodelecji w chromosomie Y u mężczyzn z idiopatyczną azoospermią

A set of 60 Y specific STS (sequence tagged site) (accessedfrom 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.

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.

Mikrodelecje -Oligospermia,azoospermia

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

Zbadano 919 mężczyzn z PolskiBydgoszcz (1), Kraków (2), Gdańsk (3), Wrocław (4), Warszawa (5),

Lublin (6);

1273 mężczyzn z innych populacjieuropejskichRosja: Moskwa (7); Litwa: Vilnius (8);Łotwa: Riga (9); Estonia: Tartu (10); Niemcy: Berlin (11)Lipsk (12); Węgry: Budapeszt (13) Baranya (14); Włochy: Rzym (15).

9 mikrosatelitów z chromosomu Y

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

WnioskiBrak 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

Entrez PubMed Nucleotide Protein Genome Structure OMIM PMC Journals Books

Search PubMed

for Go

Limits Preview/Index History Clipboard Details About Entrez

Text Version Entrez PubMed Overview Help | FAQ Tutorial New/Noteworthy E-Utilities 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

Abstract Show:

20

1: Int J Legal Med. 2002 Oct;116(5):289-91. Epub

2002 Jun 22.

Related Articles, Links

First Polish DNA "manhunt"--an application of Y-

chromosome STRs.

Dettlaff-Kakol A, Pawlowski R.

Institute of Forensic Medicine, Medical University of Gdansk,

PL 80-210, Gdansk, Debinki 7, Poland. Richard@amg.gda.pl

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 D7S820AM

GD8S1179 D21S11 D18S51

Case 1 15, 16, 17 14, 15, 17 22, 22.2, 23 11, 12, 13 10, 11, 12 8, 10, 12X>

Y12, 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, 12X>

Y12, 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, 13X>

Y12, 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 D7S820AM

GD8S1179 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 biomarkeryw epidemiologii molekularnej

Biomarker może sygnalizować proces nowotworzenia wcześniej niż zmiany kliniczne

preinicjacja

całe życie

ekspozycja nagromadzenie selekcja klonalna przerzutowanie

mutacji rak in situ

kilka – kilkadziesiąt

lat

poniżej kilku lat 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 - usuwanieaktywowanych 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 32P-postlabelling

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

• 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

Addukty DNA powstające w wyniku palenia tytoniu

4-Aminobiphenyl-DNA adducts inexfoliated bladder cells of a non-smoker

4-Aminobiphenyl-DNA adducts inexfoliated bladder cells of a smoker

Immunohistochemical Staining for DNA Adducts

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