GENETIK HASTALIKLARIN TANISINDA BIYOKIMYASAL TESTLER

1
GENETIK HASTALIKLARIN TANISINDA BIYOKIMYASAL
TESTLER

• Doç. Dr. Mustafa ALTINISIK
• ADÜTF Biyokimya AD
• Aydin, 2008

2
Genler Kalitim birimleri Protein sentezini
kodlayan DNA dizilimleri
3
Genetik hastaliklar Genlerdeki mutasyonlarin
sonucu olarak ortaya çikan patolojik durumlar
4
Mutasyon somatik hücrelerde etkili olursa
edinsel hastalik ortaya çikar Mutasyon germ
kökenli hücrelerde etkili olursa otozomal
(dominant veya resesif) veya cinsiyete bagli
(tipik olarak X kromozomu ile ilgili) kalitilan
kalitsal hastalik ortaya çikar
5
Genetik hastaliklar, Üç grup altinda
incelenirler -Kromozomal bozukluklar -Monogen
ik bozukluklar -Poligenik (multifaktöryel)
bozukluklar
6
Kromozomal bozukluklar Kromozomlarin sayi veya
dizilimindeki degisiklikler nedeniyle eksik veya
fazla genetik materyal olusmasi Çogu (hepsi
degil) edinsel hastaliklara neden olur ve
kalitilmaz Anöploidi Bir veya daha fazla
kromozomun kaybi veya fazlaligidir. Trizomi, bir
kromozomun 2 yerine 3 kopyasinin bulunmasi.
Monozomi, bir kromozomun çift yerine tek kopya
olmasi
7
Monogenik bozukluklar Bir genin veya gen
lokusunun hatasi Kalitsal hastalik ile
sonuçlanmasi en olasi bozukluk Mutasyonlarin
çogunlugu Tek nükleotid eklenmesi (nokta
mutasyonu) Daha fazla nükleotidin eklenmesi veya
çikarilmasi (çerçeve kaymasi mutasyonu)
8
Poligenik (multifaktöryel) bozukluklar Fiziksel
ve kimyasal faktörlerle bozulmus çok sayida genin
etkilesimi sonucu olusan bozukluklar Ailelerden
görülür Kalitim modeli öngörülemez ve tekrarlama
riski tipik Mendelyen genetik bozukluklara bagli
olarak 25-50den azdir Alzheimer hastaligi,
koroner arter hastaligi, belirli kanserler, tip
II diabetes mellitus, hipertansiyon gibi kompleks
hastaliklarin poligenik (multifaktöryel) bozukluk
oldugu düsünülmektedir
9
Genom, genotip, fenotip Insan genomu Her
çekirdekli hücrede 22 çift otozom ve 1 çift seks
kromozomu (diploid sayi-diploid
hücre) Kromozomlarin içindeki bireysel gen
dizilimleri genotipi olusturur Bir genin degisik
sekilleri alel olarak adlandirilir Çiftteki
aleller ayni dizilime sahipse homozigot, farkli
dizilime sahipse heterozigot alellerdir
10
Sperm ve ovum, bir sonraki döle aktarmak için
gereken genetik materyalin yarisini tasirlar
(haploid sayi-haploid hücreler) Sperm ve ovumun
birlesmesi, erken embriyonik hücrelerde görülen
23 çift kromozomu olusturur
11
Genotipin ekspresyonu ile fenotip ortaya
çikar Hastalik fenotipleri göz önüne
alindiginda Baskinlik (dominans), kromozomun
belirli lokusunda heterozigot alellerin varligi
sonucunda görülen fenotipik özelliktir.
Etkilenmis bireyler otozomal dominant hastalik
genine ve normal gene sahiptir
12
Çekiniklik (resesif), kromozomun belirli
lokusunda homozigot alellerin varligi sonucunda
görülen fenotipik özelliktir Aleller otozomlar
üzerinde yerlesmisse fenotipler otozomal dominant
özellikler veya otozomal resesif özellikler
olarak adlandirilir eger X kromozomu üzerinde
yerlesmisse Xe bagli dominant özellikler veya
Xe bagli resesif özellikler olarak adlandirilir
13
Geleneksel kalitim modelleri Otozomal dominant
kalitim modeli 1. Özellikler dikey olarak
(soyagacinda üstten alta) ebeveynden çocuga
aktarilir 2. Kadin ve erkekler kalitim açisindan
esit sansa sahiptir 3. Özellige sahip olan
bireyin bunu çocuklarina geçirme olasiligi
50dir 4. Özellige sahip olmayan bireylerin
çocuklari da özellige sahip olmaz 5. Özellige
sahip bireylerin aileleri de özellige
sahiptir Bazen, otozomal dominant bozuklugu olan
bir üyeye sahip ailenin soyagaci listelenen 5
özelligi izlemez
14
Otozomal resesif kalitim modeli 1. Soyagacinda
özellik yatay olarak görülür 2. Homozigot alele
sahip etkilenmis bireylerin etkilenmemis
heterozigot ebeveynleri vardir 3. Heterozigot
ebeveynlerin homozigot, etkilenmis çocuk sahibi
olma olasiligi 25dir Kistik fibrozis, orak
hücreli anemi, PKU, Tay Sachs hastaligi,
otozomal resesif kalitim modeli gösteren
hastaliklardir. Enzim bozukluklarinin (dogustan
metabolik hastaliklar) çogu otozomal resesiftir
15
Xe bagli kalitim modeli 1. Tasiyici kadin 50
olasilikla normal X kromozomunu kiz veya erkek
çocuga aktarir 2. Etkilenmis erkeklerin tüm erkek
çocuklari saglam, tüm kiz çocuklari ise
tasiyicidir 3. Tasiyici kadin 25 olasilikla
etkilenmis erkek çocuk, etkilenmemis erkek çocuk,
tasiyici olmayan kiz çocuk ve tasiyici kiz çocuk
sahibi olur Hemofili, Duchene müsküler distrofisi
(DMD) ve frajil X sendromu Xe bagli bozukluk
örnekleridirler
16
Geleneksel olmayan kalitim modelleri Uniparental
dizomi Bir bireyin her iki kromozom kopyasinin
bir ebeveyninden gelmesi durumunda Imprinting
Çocukta genin anneden veya babadan kalitilmasi
ile belirlenen tercihli ekspresyon Mozaizm Iki
veya daha fazla hücre tipi varliginda birinin
normal, digerinin anormal genetik yapiya sahip
olmasi Antisipasyon Üçlü tekrarlarin
genislemesine bagli olarak hastalik baslangicinin
beklenenden daha erken olmasi
17
Mitokondriyal kalitim modeli mtDNA tümüyle
ovumun sitoplazmasindadir ve kalitim sekli
dikeydir Yaklasik 50 zararli mtDNA bozuklugu
erkek ve kzi çocuklari etkiler
18
Özel kalitsal hastaliklar -Neoplastik
hastaliklar -Kardiyovasküler hastaliklar Faktör
V mutasyonu -Nöromüsküler hastaliklar -Nörolojik
hastaliklar Huntington hastaligi Frajil X
sendromu Ailesel erken baslangiçli Alzheimer
hastaligi -Dogustan metabolik hastaliklar Lizozom
al depo hastaliklari -Diger sik rastlanan
kalitsal bozukluklar Herediter
hemokromatoz Kistik fibrozis
19
Kalitsal hastaliklarin klinik özellikleri Bir
çogu klinikte anormallik yaratmaz Genetik
danismanlik, prenatal tani ve gebeligin
sonlandirilmasi açisindan önemlidir Uygulanacak
tedavi, geri dönüsümsüz klinik sonuçlari veya
ölümü önler
20
Kalitsal hastaliklarin klinik laboratuvarda
degerlendirilmesi -Kromozom analizleri -DNA
analizleri Gen dizilimleri kalitsal
hastaliklardaki mutasyonlarin belirlenmesi -Enzim
aktivitesi yoklugu veya azliginin
belirlenmesi -Öncül proteinlerde konsantrasyon
artisinin belirlenmesi -Birikmis metabolitin
degerlendirilmesi -Enzim-substrat reaksiyon
ürününün eksikliginin belirlenmesi
21
Prenatal tarama testleri Yüksek risk
gruplarinda -Daha önce hasta bir çocuk dogurmus
olan kadinlar -Tasiyiciligin yüksek oldugu etnik
gruplar Sadece bazi hastaliklar için Amniosentez
veya korionik villus biopsisiyle alinan
fibroblastlar kültüre ekilir, üreyen hücrelerde
metabolik defekt gösterilir.
22
Yenidoganda tarama testleri Dogumdan sonraki
6-9. günlerde topuktan süzgeç kagidina alinan
kan, 4-6. haftalarda alinan idrarda -Fenilketonür
i -Hipotiroidizm -Galaktozemi -Kistik fibrozis
için Pozitif test yenilenmeli, nicel testler
yapilmali
23
Bebeklik veya erken çocuklukta tarama
testleri Kusma Gelisme geriligi Hepatosplenome
gali Uzun süren sarilik Mental retardasyon,
epileptik nöbet Çamasir veya çarsaflarda özel
koku veya renk Hipoglisemi Metabolik
asidoz Tedaviye dirençli rasitizm Böbrek
taslari varliginda
24
Dogustan metabolizma bozukluklarinin tanisi için
dolayli tarama testleri -Üre döngüsü
bozukluklarinda plazma amonyak düzeyi
ölçümü -Amino asit metabolizmasi bozukluklarinda
plazma ve idrarda amino asit kromatografisi Dalli
zincirli amino asit metabolizma bozuklugunda
idrarda organik asit aranmasi
25
Karbohidrat metabolizmasi bozukluklari ve
laboratuvar -Glikojen depo hastaliklari (tip
I-IX glikojenoz) -Galaktozemi -Fruktoz
metabolizmasi bozukluklari Kalitsal fruktoz
intoleransi Esansiyel fruktozüri Genellikle
hipoglisemi ve kas güçsüzlügü ile
karakterizedirler
26
Amino asit metabolizmasi bozukluklari ve
laboratuvar Fenilketonüri Fenilalanin
hidroksilaz eksikligi veya yoklugu Guthrie
tarama testi Bacillus subtilis adli organizmanin
emdirildigi disk seklindeki filtre kagidina topuk
kaninin uygulanmasiyla mikroorganizmanin üremesi
testin pozitif oldugu anlamina gelir. Test, kan
fenilalanin düzeyi ölçümüyle dogrulanmalidir
27
Alkaptonüri Homogentisik asit oksidaz
eksikligi Idrarla homogentisik asit atilir
idrar bekletilince koyulasir
28
Ardiç agaci surubu idrar hastaligi (Maple syrup
Urine Disease, MSUD) Dalli zincirli amino
asitlerin metabolizmasi sirasinda olusan
ketoasitleri dekarboksile eden enzim
eksikligi Idrarla atilan ketoasitler, idrarin
karakteristik ardiç agaci surubuna benzeyen
kokusundan sorumludurlar Laboratuvar
arastirmalari sirasinda hastalarda metabolik
asidoz ve hipoglisemiye rastlanir Tani, plazmada
asiri miktarda yükselmis dalli zincirli amino
asit düzeylerinin saptanmasiyla konur
29
Organik asidemiler ve laboratuvar Amino asit,
karbohidrat ve lipid metabolizmasi sirasinda
sentezlenen düsük molekül agirlikli karboksilik
asitlerin birikmesi Hipoglisemi, ketozis, laktik
asidozis ve hiperammonemi görülür Tani, idrarda
özgün organik asit düzeyinin saptanmasi ve enzim
aktivitelerinin belirlenmesiyle konur
30
Hiperammonemiler ve laboratuvar Üre döngüsünde
yer alan enzimlerden birinin eksikligine
bagli Kan amonyak düzeyi yüksekligi
31
Reye sendromu ve laboratuvar 15 yasin altindaki
çocuklarda, genellikle bir ust solunum yolu
enfeksiyonunu takiben kusma, konvülsiyon ve koma
Serum transferazlari ve amonyak düzeyi
yüksekligi, metabolik asidoz, uzamis protrombin
zamani ve hipoglisemi baslica laboratuvar
bulgularidir
32
Kistik fibrozis ve laboratuvar Kistik fibrozis
membran iletkenlik düzenleyicisindeki (CFTR)
kusur nedeniyle Salgilarin su içerigi azalmistir
ve normalden daha koyu kivamda bulunurlar Tani,
karakteristik klinik bulgularla ve ter klor
konsantrasyonunun 60 mmol/Lnin üstünde olmasiyla
konur
33
Lizozomal depo hastaliklari ve laboratuvar Lizozo
mlardaki hidrolitik enzimlerin bir veya daha
fazlasi tarafindan yikilabilecek lizozomal
metabolitlerin birikmesi sonucu -Niemann-Pick
hastaligi (sfingomiyelin lipidoz) Sfingomyelinaz
eksikligi -Gaucher hastaligi (glukozilseramid
lipidoz) ß-glukozidaz eksikligi -Krabbe
hastaligi (galaktozilseramid lipidoz)
Galaktozilseramid ß-glukozidaz eksikligi -Fabry
hastaligi a-galaktozidaz eksikligi -Tay Sachs
hastaligi (GM2-gangliozidoz) ß-N-asetil
Glukozaminidaz A (NAG-A) eksikligi
34
Ilaç duyarliliklari ve laboratuvar -Suksametonyum
duyarliligi Psödokolinesteraz aktivitesi
düsüklügü -Bazi sitma ilaçlari ve K vitamini
analoglarina bagli hemolitik kriz
Glukoz-6-fosfatdehidrogenaz aktivitesi eksikligi