Chromosomenanalyse

Screening

Die Präparate werden im Mikroskop in der Übersicht bei 100facher Vergrößerung gescreent. Es wird nach geeigneten Mitosen Ausschau gehalten.

Bei 1000facher Vergrößerung wird die Mitose genauer begutachtet - es wird die Anzahl der Chromosomen ausgezählt und die Geschlechtschromosomen bestimmt. Auf diese Weise können numerische Aberrationen sofort erkannt werden.
Wenn möglich wird beim Auszählen auch auf strukturelle Auffälligkeiten geachtet.

Normalerweise werden 15 - 20 Zellen ausgezählt, 5 davon analysiert. Diese Anzahl an ausgewerteten Mitosen garantiert, dass ein eventuell vorhandenes Mosaik gefunden wird.
Bei der Analyse wird darauf geachtet, ob alle Bänder vorhanden sind, um strukturelle Anomalien erkennen zu können.

Erstellen eines Karyogramms

Für Karyogramme werden die schönsten Metaphasen verwendet. Mittels Videoprinter wird die Mitose ausgedruckt und die einzelnen Chromosomen manuell (mittels Schere) ausgeschnitten und sortiert.

Die Handarbeit wird heute zunehmend von Computerprogrammen übernommen. Diese Analysensysteme nehmen über eine Kamera die Metaphase direkt am Mikroskop auf und übertragen das Bild auf den Computermonitor.
Eine spezielle Software versucht die Chromosomen zu erkennen und anschließend ein Karyogramm zu erstellen. Es muss mehr oder weniger oft nachgeholfen werden - bei der Segmentierung müssen engliegende oder überlagernde Chromosomen manuell getrennt werden. Auch bei der Zuordnung der Chromosomenpaare sind der Computersoftware Grenzen gesetzt - dies hängt nicht zuletzt von der Qualität der Chromosomen ab.
Nichts desto trotz sind Analysensysteme ein große Unterstützung und bieten zusätzlich ein verlässliches Dokumentationssystem.


Analyse

Mittels Videoprinter wird die im Mikroskop eingestellte Mitose ausgedruckt. Die Chromosomen werden paarweise zusammengesucht und der Reihe nach beschriftet.

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Karyogramm

Die Chromosomen werden paarweise sortiert, abhängig von Größe, Morphologie und Bänderung.

Auf diese Weise kann der Zytogenetiker eventuelle strukturelle Veränderungen wie z.B. Translokationen (Austausch von Genmaterial zwischen zwei Chromosomen) erkennen.

Das Karyogramm wird zur Beschreibung des Karyotyps herangezogen.

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:: Karyogramm und Karyotyp ::

Karyogramm

Die Chromosomen werden in Gruppen eingeteilt:

· Gruppe A (1-3) - große metazentrische Chromosomen
· Gruppe B (4-5) - große submetazentrische Chromosomen
· Gruppe C (6-12, X) - mittelgroße metazentrische und submetazentrische Chromosomen
· Gruppe D (13-15) - mittelgroße akrozentrische Chromosomen
· Gruppe E (16-18) - relativ kurze metazentrische und submetazentrische Chromosomen
· Gruppe F (19-20) - kurze metazentrische Chromosomen
· Gruppe G (21-22,Y) - kurze akrozentrische Chromosomen

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Normaler Karyotyp

Normale humane Zellen enthalten 46 Chromosomen:
22 Paare (Autosomen) und 2 Geschlechtschromosomen (Heterosomen, als X- und Y-Chromosom bezeichnet).

Dies wird als diploider Chromosomensatz bezeichnet. Frauen besitzen 2 X-Chromosomen (46,XX), Männer ein X- und ein Y-Chromosom (46,XY).
Eizelle und Spermium enthalten jeweils nur 23 Chromosomen (haploider Chromosomensatz), verschmelzen sie miteinander entsteht in der befruchteten Zelle wieder ein diploider Chromosomensatz mit 46 Chromosomen.
Jeder Elternteil gibt auf diese Weise von jedem seiner Chromosomenpaare jeweils eine Hälfte weiter, die Mutter zusätzlich immer eines der beiden X-Chromosomen, der Vater entweder das X- oder das Y-Chromosom. Es ist also der Vater, der das Geschlecht des Kindes bestimmt.

Normvarianten

Das sind Variationen in der Struktur, die keinen Krankheitswert haben. Diese chromosomalen Polymorphismen finden sich nur in bestimmten Chromosomenregionen, die vermutlich genetisch inaktive DNA enthalten. Solche DNA befindet sich in der Zentromerregion aller Chromosomen, im proximalen langen Arm des Chromosoms 1, 9 und 16 sowie im distalen langen Arm des Y-Chromosoms.

1qh+, 9qh+, 16qh+, inv(9)

Die kurzen Arme der akrozentrischen Chromosomen 13, 14, 15, 21 und 22 sind ebenfalls variabel. Hier sind Gene für die rRNA lokalisiert - ein Verlust oder Zugewinn ist kompensierbar und hat keinen Einfluss auf den Phenotyp. Diese Zugewinne werden auch als Satelliten bezeichnet.

Abnormaler Karyotyp

Obwohl chromosomale Aberrationen sehr komplex sein können, werden sie grundsätzlich in zwei Gruppen eingeteilt:

· Numerische Aberrationen
· Strukturelle Aberrationen

Beide Typen können gleichzeitig auftreten.

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:: Quellenangabe

· The AGT Cytogenetics Laboratory Manual

 Autor: M.J. Barch, T. Knutsen, J.L. Spurbeck
Jahr: 3. Auflage
Verlag: Lippincott-Raven
ISBN 0-397-51651-7