Diagnosticera sicklecellsanemi
med DNA-analys
Niklas Dahrén
Sicklecellsanemi
Monogenrecessivsjukdom:Sicklecellsanemiärenmonogen
recessivgene?sksjukdomvilketinnebära0sjukdomenorsakas
avenendagen(monogen)menbådaallelernaavgenenmåste
varamuteradeföra0sjukdomenskabrytaut(recessiv).
Sjukdomengerförsämradcirkula<onochsyrebrist:Erytrocyter
meddennaovanligaformharsvårta0passeragenomvissa
blodkärl,klibbarihopmedvarandra,fastnarikärlväggarnaoch
deärocksåextrakänsligaföra0förstörasimjälten.Sjukdomen
gerenförsämradcirkula?onvilketökarriskenförvävnadshypoxi
(syrebristivävnader)ochcellnekros(celldöd).De0akallasför
ü Erytrocyternaserutsom”skäror”:Sjukdomeninnebära0de
rödablodkropparna(erytrocyterna)serutsomskäror(eng.
sickle)iställetföra0hanormalform.Anledningen?llden
ovanligaformenära0hemoglobin-molekylerna(somfinnsinu?
erytrocyterna)harklibbatihopmedvarandraochbildatlånga
trådar.
ü
ü
kärlocklusivsjukdom.De0akanvaraväldigtallvarligtförvik?ga
organsomkräverenhögsyre?llförsel.
Förekomst
ü SjukdomenärvanligastiAfrika:Knappt2procentavjordensbefolkningbärpåe0anlagför
sjukdomen.IAfrikaärsiffranca10procentmedandeniEuropaärca0,1procent.Detfödsminst225
000barnårligenmedsicklecellsanemivaravdrygt200000födsiAfrika,drygt20000iAsienoch
endastcirka200iEuropa.
ü ISverigefinnsuppskaCningsvisknappt100invånaremedsjukdomen.
ü DenmuteradegenengereCvisstmalariaskydd:Sjukdomenärvanligareimalariaområdensomt.ex.
AfrikaeOersomdenmuteradegenengere0visstmalariaskydd.Detäraldrigposi?vta0ha
sjukdomeneOersomdetärenväldigtallvarligsjukdom.Evolu?onenbordedärförha”gjortsigav”
meddennamuteradegenvarianteOersomdenminskaröverlevnadschansen.Menommanär
heterozygot(anlagsbärareavsjukdomen)såharmane0visstskyddmotmalariaeOersom
malariaparasitendåharsvårta0levainu?erytrocyterna.Denmuteradegenenhardärförlevtkvari
t.ex.Afrikadärmalariaärrela?vtvanligt.
Sjukdomen beror på en punktmutation
ü
ü
ü
Sjukdomenberorpåenpunktmuta<onigenenförhemoglobin.Dengenenfinnspå
kromosomnummer11.
Punktmuta<onenharändratnukleo<dsekvensenpåe0ställeigenenvilketfårföljdena0
aminosyranr.6ihemoglobinetärutby0frånglutaminsyra?llvalin.
Hemoglobinetfårlägrelöslighet:Punktmuta?oneninnebära0hemoglobinetblirmycket
mindrelösligtiva0envilketfårföljdena0olikahemoglobinmolekylerklibbarihopmed
varandraiställetochbildarlångatrådarnärsyreinteärbundet.Erytrocyternablirdå
mindreformbara.
Tillvägagångssätt för att diagnosticera
sicklecellsanemi med DNA-analys
Extrahera
DNAfrån
celler
Kopiera
”sicklecellgenen”med
PCR
Klippaigenen
mede0
restrik?ons-enzym
Separera
genfragmenten
medgelelektrofores
Färga
genfragmenten
ochanalysera
resultatet
För att kunna diagnosticera sicklecellsanemi
behövs ett restriktionsenzym
Restrik<onsenzymernakommerursprungligenfrånbakterierochanvändsibakteriersome0skydd
motangripandevirus.Forskarehardockisoleratdessaenzymerochdeanvändsnufli?gtinom
molekylärbiologiskochmedicinskforskningochdiagnos?cering.
Vissarestrik<onsenzymklyverDNAmeds.k.”bluntends”medanvissaklyvermeds.k.”s?ckyends
(klistrigaändar).
ü Restrik<onsenzymerharförmågana0klippa/klyvaDNApåspecifikaställen.Detfinnsmånga
restrik?onsenzymerochvarjeenzymharspecifikanukleo?dsekvenser(bassekvenser)dekänner
igenochviddessaklyvsDNA:t.
ü
ü
”Bluntends”
”S<ckyends”
Restriktionsenzymet klipper i den friska
genen men inte i den muterade
Friskgen
EOer”behandling”med
restrik?onsenzymetbildas2
fragmentavgenen.
Restrik?onsenzymet
kännerigendenna
kvävebassekvensoch
klippergenenhär.
Enpunktmuta?onhar
förändratsekvensen
vilketinnebära0
restrik?onsenzymetej
kännerigensekvensen.
Genenklippsdärförinte.
Muteradgen
Vid”behandling”med
restrik?onsenzymetskeringen?ng.
Genenärfor^arandeintakt.
Resultatet av restriktionsenzymets påverkan
kan vi sedan se med hjälp
av gelelektrofores
Denfriskagenens
restrik<onsmönster
STR
Denfriskagenen
harklipptsi2DNAfragment;e0
medellångtoche0
kort.Detkorta
fragmentetvandrar
längstigelen.
Denmuteradegenens
restrik<onsmönster
STR
Denmuteradegenen
harejklipptsvilket
innebära0genenär
intakt.Vifårdärför
enbarte0DNAfragmentigelen.
De0afragmentär
långtochvandrar
därförenbartenkort
bitigelen.
Varje gen finns alltid i 2 upplagor
(2 alleler)
ü
ü
ü
Allagenerfinnsi2upplagor:Denenaupplagan(allelen)fårvifrånvårmammaochdenandra
upplagan(allelen)fårvifrånvårpappa.Iblandärdebådagenernaiden?ska.Iblandkandock
genernaskiljasigåt(t.ex.kanengenvaranormalmedanengenärmuterad).
FöraCblisjukkrävsdetaCbådagenernaärmuteradeeOersomde0aärenrecessivsjukdom.
Närvidiagnos<cerarsicklecellsanemimedgelelektroforesmåstevidärförhaibeaktandea0vi
kanfåflerän2bandigelen!
Bandmönstret hos helt friska, anlagsbärare resp.
personer med sicklecellsanemi
Friskindivid:
Ingenavgenernaärmuterad
Anlagsbärare:
Enavgenernaärmuterad
Båda
genernaär
normalaoch
klippsdärför
i2delar
vardera=2
bandigelen.
Dominanthomozygot
Sjukgen Heterozygot
Sjukindivid
Bådagenernaärmuterade
Enav
genernaär
muteradoch
klippsej=1
bandigelen.
Denandra
genenär
normaloch
klippsdärför
i2delar=2
bandigelen.
Sjukgen
Båda
genernaär
muterade
ochdärför
klippsingen=
1bandi
gelen.
Recessivhomozygot
Exempel på andra genetiska sjukdomar som
kräver restriktionsenzym
vid analys
ü
ü
Hemokromatos:Sjukdomenkallasävenför”bronsdiabetes”eller”jämtlandssjuka”.
Hemokromatosärengene?sksjukdomsominnebära0kroppentaruppförmycketjärni
tunntarmen.Nivåernaikroppensvävnaderochorganblirdärmedförhöga.
Akondroplasi:Denvanligasteformenavdvärgväxt.
SegärnaflerfilmeravNiklasDahrén:
hCp://www.youtube.com/Kemilek<oner
hCp://www.youtube.com/Medicinlek<oner
