Сколько телец барра при синдроме клайнфельтера

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. В.Н. КАРАЗИНА

Биологический факультет

кафедра генетики и цитологии

Курсовая работа

Синдром Клайнфельтера

Выполнила

студентка IVкурса

биологического факультета

группы БГ-41

Бабенко Е.С,

Харьков 2010г.

Введение

Синдром Клайнфельтера включает в себя целую группу патологий. Данное заболевание было описано одноименным ученым в 1942 году. Описание заключалось в том, что Клайнфельтер с коллегами опубликовали отчет об обследовании 9 мужчин, объединенных общими симптомами, такими как слабое оволосение тела, евнухоидный тип телосложения, высокий рост и уменьшенные в размерах яички.

К сожалению, литературные источники, использованные мною, расходятся во мнении, когда и кем была доказана цитогенетическая природа возникновения синдрома Клайнфельтера. Так же существует множество вариантов частоты встречаемости заболевания, что я подробнее опишу далее.

Пожалуй, единственное в чем не возникло существенных разногласий у авторов книг и статей – это то, что люди, страдающие данной патологией могут вести нормальный образ жизни, ничем не отличаться от остальных в случае своевременной диагностики и назначения лечения.

В связи с ухудшением экологической обстановки, количество детей рождаемых с различными патологиями возрастает. При Синдроме Клайнфельтера диагностика затруднена, это связано с тем, что ребенок рождается с виду нормальным, симптомы заболевания начинают проявляться, как правило, только в препубертатном периоде, когда лечение уже не настолько эффективно. Диагностика заболевания до препубертатного периода возможна только цитогенетическими методами. Как известно, в нашей стране нет возможности кариотипирования всех новорожденных детей и как правило к генетическому анализу кариотипа прибегают только тогда, когда уже проявляются видимые симптомы.

В связи с выше сказанным, я считаю изучение данной патологии и др. заболеваний связанных с затрудненной диагностикой в раннем возрасте очень актуальным.

Как уже отмечалось выше, Синдром Клайнфельтера был описан в 1942 году, на основе схожей симптоматики группы пациентов (первичный мужской гипогонадизм), было предложено лечение гормонами, но цитогенетические основы заболевания оставались неизвестны.

По одним данным, цитогенетическая основа синдрома Клайнфельтера впервые в 1956 году была описана Бриге и Баром. В кариотипе больных они выявили лишнюю Х-хромосому (полисомия по Х-хромосоме), таким образом, их кариотип представлял собой 47 XXY [2].

По другим сведения цитогенетическая основа синдрома Клайнфельтера была доказана в 1959 году Джакобсом и Стронгом. Ими было установлено наличие дополнительной Х-хромосомы при синдроме Клайнфельтера [3].

Активные исследования данной патологии велись в 70-х годах в США. Всех новорожденных мальчиков подвергали кариотипированию, в результате чего удалось достоверно выявить частоту встречаемости и генетические особенности синдрома. Было установлено, что далеко не всегда синдром Клайнфельтера вызван нарушениями количества хромосом.

Не смотря на различия в хронологии, открытия были сделаны и цитогенетические основы заболевания были установлены, что дало возможность осуществлять диагностику на основании методики исследования кариотипа.

Диагностика синдрома Клайнфельтера затруднена, в связи с тем, что в основном симптоматика проявляется в препубертатном периоде, а в случае мозаичных форм (чаще всего с кариотипом 46,XY/47,XXY) симптомы могут не проявляться вообще. Больные мозаичными формами в некоторых случаях могут иметь потомство.

Диагностика любой хромосомной патологии может осуществляться несколькими способами (в нашем случае речь идет о цитогенетических методах и о диагностике по симптомам). Следует помнить, что на основе симптоматической диагностики можно только предположить синдром Клайнфельтера, а не однозначно его диагностировать.

Пренатальная диагностика осуществляется методом амниоцетеза или боипсии хориона.

Амниоцентез — это одно из важнейших достижений пренатальной диагностики. С его помощи получают околоплодную жидкость для исследования. Клетки плода, химические соединения и микроорганизмы в жидкости, окружающей плод, несут большой объем информации о новом человеческом существе. При помощи анализа можно выяснить генетическую структуру плода, состояние его здоровья, а также степень развития.

Проведение этой процедуры рекомендуется, если:

· мать в возрасте старше 35 лет (амниопункция проводится обычно с целью определения синдрома Дауна);

· семья уже имеет ребенка с синдромом Дауна или с синдромом Хантера. Пара имеет ребенка или близкого родственника с нарушениями нервной системы;

· мать является носителем гемофилии, которую она может передать только сыновьям (при помощи амниопункций можно определить пол ребенка, но не факт наследования гена, несущего гемофилию);

· оба родителя страдают болезнью Тэй-Сакса или серпосерповидно-клеточной анемией;

· требуется определение степени развития легких ребенка, так как они начинают самостоятельно функционировать последними;

· известно, что один из родителей болен хореей Гентингтона;

· исследование околоплодной жидкости в этом случае необходимо для определения нарушений плода.

Диагностическая амниопункция беременности производится обычно в срок беременности между 16и неделями, иногда даже уже на 14-й, а бывает — и на 20-й неделе. Но ученые разрабатывают возможности проведения амниопункции в более ранние сроки — между 10 и 14 неделями.

Амниопункцию можно также производить в последнем периоде беременности с целью определения степени развития легких у плода.

Биопсия хориона

Как метод пренатальной диагностики биопсия хориона может определить врожденные дефекты плода на очень ранних сроках беременности, когда аборт может быть менее сложным, поэтому она обретает все большую популярность. Хорион — это плодовая оболочка.

Биопсия хориона может применяться экспериментально вместо амниопункции. Бывают такие случаи, когда из-за малого количества околоплодной жидкости невозможна амниопункция. К тому же биопсия хориона позволяет значительно быстрее получить результат, и в будущем она сделает возможным лечение и коррекцию многих нарушений развития плода еще в матке.

Биопсия хориона применяется для выявления только таких нарушений, как синдром Тэй-Сакса, синдром Клайнфельтера, серповидно-клеточная анемия, большинство видов муковисцидоза и синдром Дауна в тех случаях, когда эта болезнь уже проявлялась прежде в семье или известно, что родители являются носителями этой болезни.

Это исследование проводится по тем же указаниям, что и в случае амниопункции, только для оценки развития легких у плода биопсия хориона не применяется. Влагалищная биопсия хориона проводится между 8 и 12 неделями беременности, а также между 9 и 11 неделями при брюшинной биопсии. Брюшинную биопсию можно применять в исключительных случаях во втором и третьем триместре беременности.

Это исследование проводится только в центральных медицинских учреждениях через влагалище, шейку матки и брюшную стенку. Эти процедуры болезненны. Они могут вызвать легкое или серьезное недомогание.

Методы пренатальной диагностики при направильном проведении манипуляции могут нанести существенный вред плоду [4].

Постнатальная диагностика

Определение Х- и Y-хроматина часто называют методом экспресс диагностики пола. Исследуют клетки слизистой оболочки ротовой полости вагинального эпителия или волосяной луковицы. В ядрах клеток женщин в диплоидном наборе присутствуют две хромосомы X, одна из которых полностью инактивирована (спирализована, плотно упакована) уже на ранних этапах эмбрионального развития и видна в виде глыбки гетерохроматина, прикреплённого к оболочке ядра. Инактивированная хромосома X называется половым хроматином или тельцем Барра. Для выявления полового Х-хроматина (тельца Барра) в ядрах клеток мазки окрашивают ацетарсеином и препараты просматривают с помощью обычного светового микроскопа. В норме у женщин обнаруживают одну глыбку Х-хроматина, а у мужчин её нет.

Для выявления мужского Y-полового хроматина (F-тельце) мазки окрашивают акрихином и просматривают с помощью люминисцентного микроскопа. Y-хроматин выявляют в виде сильно светящейся точки, по величине и интенсивности свечения отличающейся от остальных хромоцентров. Он обнаруживается в ядрах клеток мужского организма.

Отсутствие тельца Барра у женщин свидетельствует о хромосомном заболевании — синдроме Шерешевского-Тернера (кариотип 45, ХО). Присутствие у мужчин тельца Барра свидетельствует о синдроме Клайнфельтера (кариотип 47, XXY).

Определение Х- и Y-хроматина — скрининговый метод, окончательный диагноз хромосомной болезни ставят только после исследования кариотипа.

Кариотипирование

Для изучения хромосом чаще всего используют препараты кратковременной культуры крови, а также клетки костного мозга и культуры фибробластов. Доставленную в лабораторию кровь с антикоагулянтом подвергают центрифугированию для осаждения эритроцитов, а лейкоциты инкубируют в культуральной среде 2-3 дня. К образцу крови добавляют фитогемагглютинин, так как он ускоряет агглютинацию эритроцитов и стимулирует деление лимфоцитов. Наиболее подходящая фаза для исследования хромосом — метафаза митоза, поэтому для остановки деления лимфоцитов на этой стадии используют колхицин. Добавление этого препарата к культуре приводит к увеличению доли клеток, находящихся в метафазе, то есть в той стадии клеточного цикла, когда хромосомы видны лучше всего. Каждая хромосома реплицируется (производит свою копию) и после соответствующей окраски видна в виде двух хроматид, прикреплённых к центромере, или центральной перетяжке. Затем клетки обрабатывают гипотоническим раствором хлорида натрия, фиксируют и окрашивают.

Решение задачи 1

Кариотип 1

47, ху +21 патология, синдром Дауна, трисомия по 21 паре хромосом

Кариотип 2

47, ху +13 патология, синдром Патау, трисомия по 13 паре хромосом

Кариотип 3

47, Х0 патология, синдром Шерешевского –Тернера, моносомия трисомия по 23 паре хромосом

Кариотип 4

47, ХХУ патология, синдром Клайнфельтера, трисомия по 23 паре хромосом

Кариотип 5

47, ху +18 патология, синдром Дауна, трисомия по 21 паре хромосом

Задача №2 . Решение задач на дисбаланс половых хромосом и определение

количества телец Барра

Определите количество полового хроматина у людей с дисбалансом половых хромосом, укажите число хромосом, синдром:

а)у мужчины ХХУ, ХХХУ, ХХХХУ ; б) у женщин ХО, ХХХ.

Решение задачи 2

А) Количество полового хроматина у мужчины с дисбалансом половых хромосом ХХУ-1 тельце Барра, синдром Клайнфельтера

ХХХУ — 2 тельца Барра, синдром Клайнфельтера

ХХХХУ — 3 тельца Бара, синдром Клайнфельтера

Б) Количество полового хроматина у женщины с дисбалансом половых хромосом составляет: при

ХО — ни одного, синдром Шерешевского –Тернера

ХХХ-2 тельца Баррра, синдром трипло-Х

Решение задач на нахождение гена на картах дифференциально окрашенных хромосом

Задача №3 Расшифруйте условные обозначения и отметьте стрелками соответствующие сегменты хромосом на рисунках:

а)3р13; б)3g29; в)3р26; г) 4р15; д)4g26; е) 11 р 14; ж)11g 26

Решение задачи

а) третий сегмент первого района короткого плеча третьей хромосомы;

б) девятый сегмент второго района длинного плеча третьей хромосомы;

в) шестой сегмент второго района длинного плеча третьей хромосомы;

г) пятый сегмент первого района короткого плеча четвертой хромосомы;

д) шестой сегмент второго района длинного плеча четвертой хромосомы;

е) четвертый сегмент первого района короткого плеча одиннадцатой хромосомы;

ж) шестой сегмент второго района длинного плеча одиннадцатой хромосомы.

Задача №4

С помощью современных молекулярно-генетических методов в ДНК обнаружены:

а) локус гена WHCR – ген синдрома Вольфа (низкий рост, микроцефалия, судорожные припадки, множественные аномалии развития), имеющего координаты 4 р16;

б) локус гена NF – ген нейрофиброматоза 2 типа, имеющего координаты 22 g12

в) локус гена CLS – ген синдрома Коффина Лоури (умственная отсталость, «куриная грудь», «нос боксера», гипертелоризм), Хр22;

г) локус гена GEY – зеленый/синий цвет глаз, имеющего координаты 19 р13

д) локус гена NPC — болезнь Нимана-Пика, имеющего координаты 18 g 11- g 12;

е)локус гена онкогена ras, имеющего координаты 3р25;

ж)локус гена ОFS1, CL – расщепление губы с расщеплением или без расщепления неба, 6р24

з) локус гена NF – ген нейрофиброматоза 2 типа, имеющего координаты 22 g12

Решение задачи 4

.

Этап: Подведение итогов, домашнее задание

1. Повторить к следующему занятию учебный материал по генеалогическому методу;

2. Дать характеристику кариотиограмме.

А) Б)

В)

Г)

Д)

Методические указания для студентов к практической работе №1.

Цель: Научиться отличать нормативный кариотип женщины и мужчины от патологического

по кариограммам и количеству телец Барра

Оснащение занятия: рисунки

1.  “Видимое строение хромосом”.

2.  “Хромосомный набор мужчины и женщины”.

3.  “Схематическое изображение дифференциальной окраски хромосом человека по G-методу”.

4.  Рисунок «Ядра клеток буккального эпителия».

Ход работы:

1. Изучите по схемам видимое строение хромосом (рисунок 1, 2) и зарисуйте особенности их морфологии.

2. Изучите классификацию и номенклатуру равномерно окрашенных хромосом (рисунок 3,4). Оответьте на вопросы:

—  Какая классификация хромосом принята в качестве основной?

—  В чем заключаются возможности Денверской классификации хромосом?

—  По какому принципу разделены хромосомы в этой классификации?

Классификация и номенклатура равномерно окрашенных хромосом человека впервые были приняты в 1960 году в г. Денвере. Согласно классификации все хромосомы человека разделены на 7 групп, расположенных в порядке уменьшения их длины, и обозначаются буквами латинского алфавита от A до G. Все пары хромосом стали нумеровать арабскими цифрами.

(1- 3) – самые большие хромосомы; 1 и 3-я — метацентрические, 2-я — субметацентрические.

4 и 5-я)- крупные субметацентрические хомосомы.

Группа С (6-12-я и Х-хромосома)- субметацентрические хромосомы среднего размера.

Группа D(13-15-я)- акроцентрические хромосомы средних размеров.

Группа Е (16-18-я)- маленькие субметацентрические хромосмы.

Группа F(19-20-я)- самые маленькие метацентрические хромосомы.

Группа G((21,22-я и Y) –самые маленькие акроцентрические хромосомы.

Предложенная классификация позволяла четко различать хромосомы, принадлежащие к разным группам.

3. Выполните задание

Задача 1.

Среди предложенных кариотипов (рисунок 6 , кариотипы 1-5), укажи аномальные, запиши их кариотип и определи вид хромосомной анеуплоидии: нулесомия, моносомия, трисомия, если возможно — назови синдром.

4. Изучите принципы определения определение полового хроматина

Хроматин клеточного ядра подразделяется на два основных типа на эу — и гетеро хроматин. Это наследственный материал различной степени спирализации и упаковки белками различной степени конденсации.

Эухроматин (от греч. еu — полностью и сhгоmа — цвет) в метафазных хромосомах виден в виде светлых полос.

В эухроматине находятся структурные активные уникальные гены, которые контролируют развитие признаков организма. Эухроматин менее плотно упакован и доступен для ферментов РНК-полимераз, обеспечивающих синтез и-РНК, а затем синтез белков.

Гетерохроматин выявляется в метафазных хромосомах при дифференциальном окрашивании в виде темных полос различных размеров, состоящих из конденсированной (спирализованной) плотно упакованной молекулы ДНК. Даже в интерфазном ядре гетерохроматин в виде глыбок хорошо виден в световой микроскоп Чаще всего он расположен вокруг ядрышка и около ядерной оболочки. Переписывания информации и-РНК с данных участков не происходит. Эти гены неактивны.

Структурный и факультативный гетерохроматин

Структурный гетерохроматин в интерфазном ядре спирализирован, плотно упакован в метафазных хромосомах постоянно обнаруживается вокруг центромеры во всех 46 хромосомах (составляет около 13 % от генома). Расположение темных полос для каждой пары хромосом строго индивидуально. Функция структурного гетерохроматина в целом пока неясна.

Факультативный гетерохроматин появляется в интерфазном ядре не всегда. Это спирализованный эухроматин. В метафазных хромо­сомах факультативный гетерохроматин не обнаруживают. Например, в ядрах клеток женщин в диплоидном наборе имеется две Х-хромосомы, одна из которых полностью инактивирована (спирализована, плотно упакована) уже на ранних этапах эмбрионального развития и видна в виде глыбки гетерохроматина, прикрепленного к оболочке ядра. Благодаря этому женские и мужские организмы уравновешиваются по количеству функционирующих генов, сцепленных с полом, так как у мужчин одна-X-хромосома и одна доза генов Х-хромосомы. Инактивированная Х-хромосома называется половым хроматином или тельцем Бара (рисунок 5).

Половой хроматин обычно определяют путем анализа эпителиальных клеток в соскобе слизистой оболочки щеки. Отсутствие тельца Барра у женщин свидетельствует о хромосомном заболевании — синдроме Шерешевского-Тернера, присутствие у мужчин тельца Барра свидетельствует о наследственном заболевании — синдроме Клайнфельтера (кариотип 47, XXV).

5. Выполните задание

Задача 2

Определите количество полового хроматина у людей с дисбалансом половых хромосом, укажите число хромосом, синдром:

а)у мужчины ХХУ, ХХХУ, ХХХХУ ; б) у женщин ХО, ХХХ.

6. Изучите методы цитологического окрашивания хромосом

Наиболее подходящей фазой для исследования хромосом является метафаза митоза. Для изучения хромосом чаще используют препараты кратковременной культуры крови, полученные через 48 -72 ч после взятия крови. При приготовлении препаратов хромосом к культуре клеток добавляют колхицин, который разрушаем веретено деления и останавливает деление клетки в метафазе. Затем клетки обрабатывают гипотоническим раствором, после чего их фиксируют и окрашивают.

А) Полное окрашивание хромосом. Для окраски хромосом чаще используют краситель Романовского—Гимзы, 2% ацеткармин или 2 % ацетарсеин. Они окрашивают хромосомы целиком, равномерно (ругинный метод) и могут быть использованы для выявления численных аномалий хромосом человека (45, 47 и т. д.).

Б) Дифференцированное окрашивание хромосом.

Для получения детальной картины структуры хромосом используют различные способы дифференциального окрашивания. Один из них — G-метод: по длине хромосомы выявляется ряд окрашенных и неокрашенных полос. Че­редование этих полос и их размеры строго индивидуальны и постоянны для каждой пары гомологичных хромосом. Например, хромосомы 13, 14, 15-й пар трудно отличить при равномерной окраске, а при дифференциальной — рисунок исчерченности (чередование и размер темных и светлых полос) неодинаков ( рисунок 6).

6. Выполните задания

Задача 3

Расшифруйте условные обозначения и отметьте стрелками соответствующие сегменты хромосом на рисунках:

а)3р13; б)3g29; в)3р26; г) 4р15; д)4g26; е) 11 р 14; ж)11g 26

Задача 4

С помощью современных молекулярно-генетических методов в ДНК обнаружены:

а) локус гена WHCR – ген синдрома Вольфа (низкий рост, микроцефалия, судорожные припадки, множественные аномалии развития), имеющего координаты 4 р16;

б) локус гена NF – ген нейрофиброматоза 2 типа, имеющего координаты 22 g12

в) локус гена CLS – ген синдрома Коффина Лоури (умственная отсталость, «куриная грудь», «нос боксера», гипертелоризм), Хр22;

г) локус гена GEY – зеленый/синий цвет глаз, имеющего координаты 19 р13

д) локус гена NPC — болезнь Нимана-Пика, имеющего координаты 18 g 11- g 12;

е)локус гена онкогена ras, имеющего координаты 3р25;

ж)локус гена ОFS1, CL – расщепление губы с расщеплением или без расщепления неба, 6р24

з) локус гена NF – ген нейрофиброматоза 2 типа, имеющего координаты 22 g12