A genetikai lelet értelmezése monogénes betegségekben Tory Kálmán Semmelweis Egyetem, I. sz. Gyermekklinika
A ~20 ezer fehérje-kódoló gén a 23 pár kromoszómán A kromoszómán található bázisok száma: 250M 200M 191M 181M 171M 159M 146M 141M 135M 135M 134M 115M Fehérje-kódoló gének száma: 2012 1203 1040 718 849 1002 866 659 785 745 1258 1003 318 155M 107M 102M 90M 81M 78M 59M 63M 48M 51M 59M 0,017M 601 562 805 1158 268 1399 533 278 522 905 96 13
Figure 4-15 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)
A monogénes betegségek Egyetlen gén mutációja elegendő a betegség kialakulásához a monogénes betegségek is gyakran genetikailag heterogének ~10.000 monogénes betegség ismert A populáció 1-2%-át érintik Mendeli öröklésmenetet mutatnak: ha egy szülői allél érintettsége már betegséget okoz: a betegség dominánsan ha csak akkor alakul ki, ha egy ép allél sincs: recesszíven öröklődik
Autoszomális domináns öröklésmenet Érintett utódai 50% eséllyel öröklik a mutációt PKD1 wtǀwt wtǀq2158* wtǀwt wtǀq2158* wtǀq2158* wtǀwt Lehetségesek-e domináns öröklésmenet esetén ilyen családfák?
Autoszomális domináns öröklésmenet Érintett utódai 50% eséllyel öröklik a mutációt PKD1 de novo mutáció (vagy inkomplett penetrancia) esetén wtǀwt wtǀq2158* wtǀwt wtǀq2158* wtǀq2158* wtǀwt Lehetségesek-e domináns öröklésmenet esetén ilyen családfák?
Autoszomális domináns öröklésmenet Érintett utódai 50% eséllyel öröklik a mutációt PKD1 de novo mutáció, csírasejt-mozaicizmus esetén wtǀwt wtǀq2158* wtǀwt wtǀq2158* wtǀq2158* wtǀwt Lehetségesek-e domináns öröklésmenet esetén ilyen családfák?
Autoszomális domináns öröklésmenet Miért vezet egyetlen allél mutációja betegséghez? Haploinszufficiencia familiaris hypercholesterinaemia Funkciónyerő Huntington, amyloidosis Domináns negatív hatás osteogenesis imperfecta Második szomatikus mutáció következtében ADPKD 50% kevés a kóros fehérje tönkreteszi a sejtet a kóros fehérje tönkreteszi a polimert 2. mutáció után nincs ép fehérje
Autoszomális recesszív öröklésmenet Ha a két szülő ugyanabban a génben hordoz mutációt... p.y156* p.y156* p.glu4serfs*3 NPH 625 NPH 626 NPH 627 NPH 628 NPH 630 Összetett heterozigóta (a két allél mutációja különböző) anyai: p.y156*, apai: p.glu4serfs*3 Homozigóta (a két allél mutációja ugyanaz) anyai: p.y156*, apai: p.y156*
Autoszomális recesszív öröklésmenet A családi anamnézis negatív. NPH 625 NPH 626 NPH 627 NPH 628 NPH 630 Összetett heterozigóta (a két allél mutációja különböző) Homozigóta (a két allél mutációja ugyanaz) A származási hely lehet azonos, ami távoli vérrokonságot sejtethet.
Autoszomális recesszív öröklésmenet, vérrokon házasság édesapa: c.2431 G>A, het édesanya: c.2431 G>A, het első érintett gyermek: c.2431 G>A, hom második érintett gyermek: c.2431 G>A, hom harmadik érintett gyermek: c.2431 G>A, hom kontroll
A monogénes betegségekben azonosított gének száma
A genetikai lelet értelmezése
Melyik szervből származik a DNS-minta? Minta: vérből kivont DNS öröklött, nukleáris DNS-en kódolt mutáció esetében a fehérvérsejt szokott a forrás lenni szomatikus mutációk (daganat) vagy mitokondriális DNS-mutációk esetében fontos!
Az X gén kódoló exonjait és a hasítási helyeit szekvenáltuk
Egy exon és a hozzá tartozó hasítási helyek: előtte és utána 20-20 bázis
A kódoló szekvencia start stop
A kódoló szekvencia Hol kezdődik és zárul a kódoló rész?
A fehérje-átírás kezdete, a start kodon: ATG
A stop kodonok: TAG, TAA, TGA
Milyen mutáció-típusokat különítünk el?
Nonszensz mutáció a mutáció következtében stop kodon alakul ki c.468c>g het., p.y156* c. = kódoló szekvenciában a bázis száma g. = a kromoszómán a bázis száma p. = protein szekvenciában az aminosav száma (harmada a c. számnak) Glu Tyr Val Stop
Deléció c.489delt mihez vezet ez fehérje-szinten? p.f163lfs*19
Eredmény: c.10delg, p.glu4serfs*3 Az out of frame deléciók Normál szekvencia: A T G C G A T T A G A G T A C A T A A C G G G G Met Arg Leu Glu Tyr Ile Thr Gly In-frame deléció (3 bázis vagy annak többszöröse) A T G C G A T T A G A G T A C A T A A C G G G G Met Arg Leu Glu Tyr Ile Thr Gly A T G C G A T T A T A C A T A A C G G G G Met Arg Leu Tyr Ile Thr Gly Out of frame deléció (3-mal nem osztható számú bázis kiesése) A T G C G A T T A G A G T A C A T A A C G G G G Met Arg Leu Glu Tyr Ile Thr Gly A T G C G A T T A A G T A C A T A A C G G G G A Met Arg Leu Ser Thr Stop
Misszensz mutáció egyetlen aminosav-változással járó mutáció beteg c.179g>a, het p.g60d (p.gly60asp) kontroll Asp Gly Leu Asp
ismert, mint SNP? A magyarázat - Biztos, hogy a talált báziseltérés egy mutáció? vagy mint mutáció? patogén? megváltoztatja az aminosavsorrendet? együtt öröklődik a betegséggel a családban? evolúciósan konzervált aminosavat érint? predikciós programok szerint patogén? megtalálható-e azonos etnikumú kontroll populációban?
Szükséges-e szülői minta? Összetett heterozigóta állapot autoszomális recesszív betegségben a két mutáció valóban magyarázza a betegséget Domináns betegségben azonosított mutáció ha a családi anamnézis pozitív: hordozzák-e az érintett rokonok a mutációt? ha a családi anamnézis negatív: de novo alakult ki vagy inkomplett a penetrancia? Pozitív eredmény esetén mindig szükséges. Érdemes ezért mindig küldeni szülői mintát, már az első vizsgálat kérésekor. a két mutáció nem magyarázza a betegséget
A negatív genetikai lelet értelmezése Többféle mutációt nehéz szekvenálással azonosítani: a promoterben, az intronokban lévőt, vagy egy nagyobb deléciót Ezért egy negatív genetikai lelet nem zárja ki, csak csökkenti egy gén kóroki szerepének lehetőségét. Csak a pozitív genetikai lelet biztos.
Összefoglalás A monogénes betegségekért felelős gének azonosítása gyorsan halad, genetikai lelettel ezért egyre gyakrabban fogunk találkozni. A nonszensz és a kereteltolódással járó mutációk a kódolt fehérje megrövidüléséhez vezetnek, egyértelműen patogének. A misszensz mutációk kóroki szerepét vizsgálni kell a genetikusnak. A negatív genetikai lelet nem zárja ki, csak csökkenti a kóroki gén szerepének lehetőségét.
AR öröklésmenet - rizikóbecslés cisztás fibrózis: prevalencia: q 2 =1/2500, q=2%, p=98%, hordozóállapot: 2pq ~ 4% hordozó-állapot valószínűsége 50% ~100% érintett állapot valószínűsége ⅔ 2pq ⅔ x 2pq x 0,25 = 0,7% az unokaöcs érintettségének esélye