Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

B UNĚČNÉ DĚLENÍ A BNORMALITY BUNĚČNÉHO DĚLENÍ A OPLOZENÍ RNDr Z.Polívková Přednáška č.402 – kurz: Dědičnost.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "B UNĚČNÉ DĚLENÍ A BNORMALITY BUNĚČNÉHO DĚLENÍ A OPLOZENÍ RNDr Z.Polívková Přednáška č.402 – kurz: Dědičnost."— Transkript prezentace:

1 B UNĚČNÉ DĚLENÍ A BNORMALITY BUNĚČNÉHO DĚLENÍ A OPLOZENÍ RNDr Z.Polívková Přednáška č.402 – kurz: Dědičnost

2 BUNĚČNÝ CYKLUS INTERFÁZE, MITÓZA, CYTOKINEZE M G1 S G2 G0 a b c a,b – G1,G2 kontrolní body c – kontrolní bod připojení mitotického vřeténka Progrese buněčného cyklu: postupná aktivace vazbou cyklin dependentních kináz na cykliny

3 Přesnost buněčného dělení zajištěna systémem kontrolních bodů Aktivace kontrolních bodů při: DNA poškození (v G1) nekompletní replikaci (v G2) nepřipojení chromozomů (kinetochorů) na dělící vřeténko (mezi metafází a anafází) v meióze: neúplné synapsi a rekombinaci (v pachytene) Buňka nemůže pokračovat do dalšího stadia pokud všechny předchozí procesy nejsou uspokojivě dokončeny

4 M G1 S G2 Chromozómy během buněčného cyklu G1 – jednochromatidové chromozomy S – replikace (začiná na mnoha místech současně) G2 – dvouchromatidové chromozomy M - mitóza

5 Dělení somatických buněk = mitóza = z diploidní mateřské buňky dvě diploidní dceřinné buňky Separace sesterských chromatid

6 interfáze profáze prometafáze metafáze anafáze telofáze Mitóza 2n

7 Úloha specifických proteinů v mitóze : Topoizomeráza II (TOPO II) - kondenzace chromozomů (součást komplexu nehistonových proteinů chromatinu) - vytváří přechodné dvouvláknové zlomy DNA - uvolnění spiralizace, rozpletení separace chromatid Centrozom = centrum organizující mikrotubuly – γ-tubulin, centrozominy duplikován v S fázi (cyklin E/CDK2) protein Eg5 – separace centrozomů (centriol) a jejich pohyb k polům buňky Separovaný centrozom - reorganizace mikrotubulů do mitotického vřeténka protein NuMA (nuclear mitotic apparatus) + protein dynein – napojení mitotického vřeténka na centrioly Kinetochorový protein (z rodiny kinezinů) = motorový protein – pohyb chromozomů CDC (Cell division cycle) proteiny – přechod z metafáze do anafáze Geny: MAD,BUB, APC – regulují průchod mitózou protein PRC1- role v cytokinezi a mnoho dalších

8 Meióza Dělení pohlavních buněk

9 n M I = redukční 2n = heterotypické n Profáze : leptotene - počátek spiralizace zygotene - párování (synapse homologů) = bivalenty synaptonemální komplex zajištuje párování homologů párování X a Y pouze konci - sexuální váček

10 pachytene - patrny sesterské chromatidy = tetrády crossing-over mezi nesesterskými chromatidami homologních chromozomů = rekombinace otcovského a mateřského chromozomálního materiálu diplotene - separace bivalentů - spojeny v místě crossing- overu = chiasmata (prevence předčasného rozchodu chromozomů) diakineze - maximální zkrácení chromozomů

11 Mechanismus rekombinace: Homologní rekombinace (HR) – zahrnuje vznik dvouvláknových zlomů DNA (double strand breaks = DSB) = stejný mechanismus jako reparace dvouvláknových zlomů DNA HR začíná vytvořením dvouvláknových zlomů (DSB) v molekule DNA exonukleáza odštěpí nukleotidy z jednoho vlákna za vzniku jednovláknových 3‘ konců jednovláknové řetězce invadují k neporušené homologní sekvenci druhé dvouvláknové DNA molekuly a párují se s komplementárními sekvencemi za vzniku nestabilní molekuly DNA polymeráza β zaplní mezery v DNA molekule dle templátu neporušené molekuly nestabilita molekuly může vyústit ve vznik rekombinované molekuly (za účasti topoizomerázy), tj. crossing-over probíhá za účasti mnoha proteinů, enzymů (geny SPO11, RAD, ATR, ATM, MLH1 a další)

12 dvouvláknový zlom Odštěpení nukleotidů (nukleázou) → jednovláknové 3´konce Podle Sumner 2003 DNA polymeráza zaplní mezery dle vzoru neporušené molekuly zlomy v oblasti Hollidayovy smyčky a spojení Crossing-over cut Crossing-over vznik rekombinované molekuly AB ab A A A A A B B B B a a a a b b b b a b B Invaze řetězců a párování poškozeného vlákna DNA s intaktním vláknem druhé dvoušroubovice homologního chromozomu

13 Rozdíl mezi meiotickou rekombinací a reparací DSB: Meiotická rekombinace probíhá mezi nesesterskými chromatidami homologních chromozomů (nemusí být zcela stejné – nesou různé alely pro mnoho genů) Reparace DSB v nemeiotických buňkách= rekombinace mezi sesterskými DNA molekulami

14 Metafáze: orientace párů chromozomů v ekvatoriální rovině, centromery se neštěpí Anafáze: rozchod homologů – náhodný z hlediska rodičovského původu chromozomů → náhodné kombinace otcovských a mateřských chromozomů Telofáze: haploidní sady na opačných pólech Interkineze: není replikace

15 M II = homeotypické = n ekvační n = mitotické n v metafázi štěpení centromer v anafázi separace chromatid

16 leptotene zygotene pachytene diplotene crossing-over diakineze I. Meiotické dělení profáze anafáze telofáze

17 II.Meiotické dělení anafáze

18 anafáze M Itelofáze M I Rozchod chromozomů - náhodný z hlediska rodičovského původu

19 II.Meiotické dělení anafáze telofáze

20 S PERMATOGENEZE zahájení v době sexuální zralosti, cyklus 64 dní předchází 200 a více mitotických dělení růst mitotické dělení → spermatogonie →primární spermatocyt (diploidní) MI MII → 2 sekundární spermatocyty (haploidní) → 4 spermatidy (haploidní) diferenciace → spermie

21 spermatogonie Mitotické dělení primární spermatocyt sekundární spermatocyt spermatidy spermie růst M I M II meioza zrání, diferenciace Spermatogeneze – v době sexuální zralosti

22 spermatogonie M I M II 2nnn primární sekundární spermatocyt spermatida spermie Spermatogeneze

23 O OGENEZE počátek v době embryonálního vývoje Cca 30 mitotických dělení oogonie (centrum vývoje folikulu) MI do konce profáze růst dictyotene(=diplotene) 3. měsíc embryonál.života primární oocyt zde v době porodu- dělení zastaveno až do doby sexuální dospělosti pak v pravidelných intervalech vždy 1oocyt dokončí MI sekundární oocyt + pólové tělísko MII sek.oocyt v metafázi MII ovulace - anafáze a telofáze pouze je-li oocyt oplozen (ve vejcovodu)

24 oogonie Mitotické dělení primární oocyt sekundární oocyt růst M I M II meioza Oogeneze – začátek v prenatálním období pokračování v době sexuální dospělosti 1.pol.tělísko 2.pol.tělísko 3.měs.fetál.života dictyotene MI v době porodu Metafáze MII ovulace Oplození – pronukleus vajíčko dokončí MII- pronukleus Anafáze,telofáze po oplození prenatálně zygota

25 oogonie primární sekundární oocyt polové tělísko 2n n I. meiotické dělení fertilizace a II.meiotické dělení Oogeneze a fertilizace

26

27 VÝSLEDEK OOGENEZE z 1 diploidní buňky = 1 vajíčko (většina cytoplasmy) + 2 až 3 pólová tělíska úbytek mnoha buněk: v 5. měsíci fetálního života 7 x 10 6 buněk v době porodu 2 x 10 6 buněk v pubertě buněk ovuluje 400 buněk dlouhý interval mezi započetím a dokončením meiotického dělení = faktor nondisjunkce u starších žen !!!

28 Oplození vajíčka v metafázi MII spermie menší, nejsou zásobní látky akrozomální váček - enzymy vaječná b. - zásobní látky pod cytoplazmat.membránou sekreční váčky (kortikální granula) vně zona pellucida

29 spermie = samčí pronukleus (22 autozomů + 1 gonozom-X nebo Y) vajíčko dokončí MII = samičí pronukleus (22 autozomů+1 gonozom X) fuze haploidních jader = zygota - replikace - mitotické dělení

30 G ENETICKÉ DŮSLEDKY MEIÓZY redukce diploidního počtu chromozomů na haploidní segregace alel v MI, MII (segregují spolu s homologními chromozomy v MI) náhodný rozchod chromozomů – náhodné kombinace chromozomů v gametách (náhodné dle rodičovského původu) zvýšení genetické variability crossing-overem (segregující chromozom složen z částí mateřského a otcovského původu)

31 C HYBY V MEIÓZE Nondisjunkce v MI – nerozdělení homologních chromozomů v MII – nerozdělení chromatid Důsledky: pro 1 pár – dizomická nebo nullizomická gameta (trizomie - 47chromozomů, monozomie - 45 chromozomů po oplození) pro celou sadu – diploidní gameta (triploidie po oplození- 69 chromozomů) Opoždění 1 chromozomu v anafázi Důsledek: nullizomická gameta – monozomie po oplození (45 chromozomů)

32 M I M II normální průběh meiózy nondisjunkce v M I důsledek: trizomie/monozomie po oplození Chyby v meióze

33 M I M II Nondisjunkce v M II Důsledek: trizomie/monozomie po oplození (X chrom.) Opoždění chromozomu v anafázi M I nebo M II Důsledek: monozomie po oplození

34 M I M II Chyby v meióze – nondisjunkce celé sady chromozomů (v M I nebo M II) Důsledek: neredukovaná gameta, triploidie po oplození

35 Chyby crossing-overu Nerovnoměrný crossing-over nebo crossing-over mezi strukturně změněným chromozomem a normálním homologem → nebalancované aberace Chybné štěpení centromery příčné štěpení centromery - izochromozom

36 C HYBY V MITÓZE Nondisjunkce ( postzygotická) Opoždění v anafázi (postzygotické) mozaicismus – 2 nebo více linií buněk s různým karyotypem v jednom organismu ! Endoreduplikace - dělení chromozomů bez dělení buňky – selhání cytokineze

37 Nondisjunkce v mitóze – vznik mozaiky - trizomie/normální chrom.vybavení (monozomie autozomu je letální)

38 X 45 Chyby v mitóze – mozaika Nondisjunkce opoždění v anafázi Důsledek: trizomie/monozomie (X) monozomie (X) v mozaice s v mozaice normální buněčnou linií

39 Vznik mozaiky z trizomické zygoty ztráta chromozomu

40 46 92 tetraploidie Endoreduplikace – dělení chromozomu bez dělení buňky

41 C HYBY FERTILIZACE Dispermie – oplození vajíčka 2 spermiemi – triploidie (69 chromozomů) Vznik chiméry – oplozením vajíčka a pólového tělíska, každé jednou spermií a fůzí obou zygot – detekujeme, pokud spermie mají odlišný gonozom (46,XX/46,XY)

42 23X 23Y 23X 46 XX 69 XXY Dispermie - oplození vajíčka 2 spermiemi oplození Poruchy oplození 23,X

43 23X 23Y 46XX/46,XY oplození vajíčka a pólového tělíska – vznik chiméry 46XX/46,XY 23,X

44 P ARTENOGENEZE Ovariální teratom – původ z oocytů po prvním meiotickém dělení- duplikací samičí sady chromozomů (dělení neoplozeného vajíčka) karyotyp buněk benigního tumoru je 46,XX (má také maligní formu) p řítomnost různých druhů tkání (kůže, chrupavka, štítná žláza atd.)

45 Hydatiformní mola – kompletní (hypertrofie trofoblastu bez přítomnosti fetální tkáně) karyotyp 46,XX (XY), ale pouze samčí sady chromozomů Vznik: a) duplikace chromozomů spermie v enukleovaném vajíčku (90%) b) dispermie a enukleované vajíčko (10%) x Hydatiformní mola částečná (hypertrofie trofoblastu + redukované embryonální tkáně) = triploidie s otcovskou nadpočetnou sadou chromozomů

46 23X 23Y 23X 46 XX 46 XY Mechanizmy vzniku úplné moly Duplikace chromozomů enukleované vajíčko a dispermie

47 Jestli se někdy cítíš malý(á), neužitečný(á),deprimovaný(á), na konci se silami, vždy si vzpomeň, že jsi jednou byl (a) nejrychlejší, nejúspěšnější a jedinou vítěznou spermií ze sto miliónů dalších!

48 Thompson &Thompson: Klinická genetika,6. vyd. Kap. 2: Chromozomální podstata dědičnosti: podkapitoly: Mitóza,Meióza, Lidská gametogeneze a fertilizace, Klinický význam mitózy a meiózy Kap. 9 Základy lidské cytogenetiky(část): Abnormality počtu chromozomů, Mozaicismus, Cytogenetika hydatidózní moly a ovariálních teratomů + doplnění informací z prezentace Prezentace:


Stáhnout ppt "B UNĚČNÉ DĚLENÍ A BNORMALITY BUNĚČNÉHO DĚLENÍ A OPLOZENÍ RNDr Z.Polívková Přednáška č.402 – kurz: Dědičnost."

Podobné prezentace


Reklamy Google