|
Institut für Medizinische Diagnostik Berlin-Potsdam MVZ GbR 
|
Start > Humangenetik > Zytogenetik
ZYTOGENETIKDie Zytogenetik ist ein wichtiger Bestandteil der Humangenetik und somit der medizinischen Diagnostik. Sie befasst sich mit der Analyse der menschlichen Chromosomen, welche die Transportform des Erbmaterials, der DNA, darstellen. Jede Spezies hat einen nach Anzahl und Struktur charakteristischen Chromosomensatz, genannt Karyotyp. Der gesamte Chromosomensatz einer Körperzelle eines Menschen besteht aus insgesamt 46 Chromosomen: 44 dieser Chromosomen, die sog. Autosomen, liegen paarweise vor und werden nach ihrer Größe und nach strukturellen Merkmalen als Chromosomen 1-22 bezeichnet. Zu einem vollständigen Chromosomensatz gehört zusätzlich ein Paar Geschlechtschromosomen: bei der Frau sind dies zwei X-Chromosomen, beim Mann ein X- und ein Y-Chromosom. Entsprechend lautet die Formel für den Chromosomensatz bei der Frau 46,XX und beim Mann 46,XY.  Abweichungen vom Chromosomensatz werden als Chromosomenstörungen (sog. Chromosomenanomalien) bezeichnet. Man unterscheidet zwischen numerischen und strukturellen Chromosomenanomalien. Bei numerischen Chromosomenanomalien ist die Anzahl einzelner Chromosomen (oder des ganzen Chromosomensatzes verändert). Bei strukturellen Chromosomenanomalien finden Umbauten innerhalb eines Chromosoms oder zwischen verschiedenen Chromosomen statt. Chromosomenanomalien treten beim Menschen relativ häufig auf und wurden beispielsweise bei ca. 0,5-1% aller Lebendgeborenen festgestellt. Sie können unterschiedliche Auswirkungen auf die Betroffenen haben. Einige Chromosomenanomalien haben keine Konsequenz für die Gesundheit der Betroffenen, während andere Chromosomenanomalien mit klinischen Manifestationen einhergehen und daher einen Krankheitswert haben. Daneben gibt es Chromosomenanomalien, die zwar keine klinische Bedeutung für die Betroffenen haben, aber ein erhöhtes Risiko für Krankheitsmanifestationen bei den Nachkommen darstellen können. Chromosomenanomalien sind für eine große Anzahl humangenetischer Krankheitsbilder verantwortlich (Beispiele siehe Infobox). Patienten mit Chromosomenanomalien können unterschiedliche klinische Merkmale aufweisen. Dies können Dysmorphiezeichen, Entwicklungsstörung, mentale Retardierung, Organfehlbildungen, Skelettfehlbildungen und/oder Wachstumsstörungen in unterschiedlichen Schweregraden sein. Häufig treten einzelne dieser klinischen Merkmale in charakteristischer Weise kombiniert als sog. Fehlbildungs- bzw. Dysmorphiesyndrome in Erscheinung. Um die verschiedenen genetischen Konstellationen mit den eventuell einhergehenden Krankheitsbildern zu identifizieren, bietet die Zytogenetik unterschiedliche Untersuchungen, die je nach Fragestellung und zur Verfügung stehendem Material angewandt werden können. Klassische Zytogenetik Die Untersuchungen der klassischen Zytogenetik sind vornehmlich lichtmikroskopisch durchgeführte Chromosomenanalysen, die Veränderungen einer Größe von 5 Mb erkennen. Die Chromosomenanalyse wird an kernhaltigen, vitalen Zellen wie Lymphozyten aus peripherem Blut (routinemäßig Heparin-Blutprobe) oder Fibroblasten (Fruchtwasserzellen, Chorion- bzw. Plazentazotten, Hautbiopsien, Abortmaterial) durchgeführt. Nach Kultivierung dieser Zellen werden diese in der sog. Metaphase künstlich arretiert. In dieser Stufe des Zellzykluses liegen die Chromosomen stark kondensiert vor, so dass sie als einzelne Strukturen sichtbar sind und nach Anfärbung ein spezifisches Bandenmuster ergeben. Dadurch können die Chromosomen des Menschen (normaler, humaner Karyotyp = 46 Chromosomen) analysiert werden. Abweichungen von der normalen Anzahl und der Struktur der Chromosomen können so bestimmt werden. Richtlinien bietet die internationale Zytogenetik-Nomenklatur (ISCN). Die Chromosomenanalyse ist ein wichtiger Bestandteil der klinischen Diagnostik und sollte in aller Regel in eine genetische Beratung eingebunden sein. Somit können vor Durchführung der Analyse Möglichkeiten und Grenzen der Untersuchung erläutert werden und anschließend die Befundmitteilung in einem geeigneten Rahmen erfolgen. Molekulare Zytogenetik Als Spezialgebiet der Zytogenetik etablierte sich die molekulare Zytogenetik, die den Vorteil einer höheren Auflösung im Vergleich zur klassischen Zytogenetik hat. Strukturanomalien, die nur zu einer winzigen Veränderung führen, können hier erfasst werden. Eine wichtige Technik der molekular-zytogenetischen Diagnostik stellt die Fluoreszenz in situ Hybridisierung (FISH) dar. Diese Methode bietet sich an, wenn die zu untersuchende Region der DNA bekannt ist und gezielt eine spezifische, fluoreszenz-markierte Sonde auf den komplementären DNA-Strang hybridisiert werden kann. Eine klinisch relevante Einsatzmöglichkeit ist die Analyse von strukturellen Chromosomenanomalien, die nicht durch eine klassische Chromosomenanalyse erkennbar sind wie z. B. Mikrodeletionen (siehe Infobox). Außerdem kann die FISH bei Fragestellungen nach numerischen Veränderungen an unkultiviertem Untersuchungsmaterial angewendet werden. Hier werden chromosomenspezifische Sonden direkt auf die Zellkerne hybridisiert, so dass ein Untersuchungsergebnis nach wenigen Stunden vorliegen kann. Eine neue Entwicklung im Bereich der molekularen Zytogenetik ist die Array-CGH (komparative genomische Hybridisierung auf einem Chip). Die CGH ermöglicht eine umfassende Analyse des gesamten Genoms auf kleinste Veränderungen mit sehr hoher Auflösung. Die Array-CGH ist auch mit geringsten DNA?Mengen als Ausgangsmaterial durchführbar.
Die zytogenetischen Untersuchungen werden weiterhin unterteilt in prä- und postnatale Diagnostik.
Pränatale Chromosomendiagnostik Bei dem Großteil aller Geburten kommen gesunde Kinder auf die Welt. Besteht bei einer Schwangerschaft jedoch ein erhöhtes Risiko für eine Behinderung oder gesundheitliche Störung des ungeborenen Kindes, kann nach Absprache mit dem behandelnden Gynäkologen eine vorgeburtliche (=pränatale) Untersuchung in Betracht gezogen werden. Mögliche Indikationen können sein:
Die Chromosomenanalyse kann, abhängig von der spezifischen Fragestellung und dem Untersuchungszeitpunkt an den folgenden Zellmaterialien durchgeführt werden:
Schnellzugriff Kontakt Impressum |
