Genetik Laboratuvarında Yapılan İşlemler

advertisement
12
Genetik Laboratuvarında
Yapılan İşlemler
Bu broşür Dr. Ian M Frayling (Galler Üniversitesi Hastanesi, Tıbbi Genetik
Enstitüsü, Cardiff, UK), Dr. Domenico Coviello (Tıbbi Genetik Laboratuvarı,
Fondazione IRCCS, Milan, Italy) ve Genetic Alliance UK un yardımlarıyla
oluşturulmuştur.
Çeviri; Dr. Türker BİLGEN, Akdeniz Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Tıbbi Biyoloji
ve Genetik Anabilim Dalı 07059.
Mart 2009
Bu çalışma EuroGentest, Avrupa Birliği FP6 tarafından
desteklenmiştir. Kontrat Numarası: 512148.
Resimler; Rebecca J Kent
www.rebeccajkent.com
rebecca@rebeccajkent.com
Hastalar ve Aileler için Bilgiler
2
11
Genetik Laboratuvarında Yapılan İşlemler
Bu broşürde genetik laboratuvarına gönderilen bir örneğin hangi
işlemlerden geçirildiğine ilişkin bilgiler yer almaktadır. Tartışılan
temel konular:

Genetik testlerin gerçekleştirilmesi için laboratuvarda
kulanılan yöntemler,

Neden bazı genetik testler çok zaman alırken, bazıları daha
kısa zamanda sonuçlanır,

Neden bazı durumlarda laboratuvar sonuca ulaşamaz.
Genetik test yaptırmanızı gerektiren durumlar hakkında detaylı
bilgi için lütfen ‘Genetik Test Nedir?’ isimli broşüre bakınız.
Genetik Test Nedir?
Genetik testlerin çoğunda vücudumuzun büyümesi, gelişmesi ve
fonksiyonunu yerine getirebilmesi için gerekli bilgileri sağlayan
molekül olan DNA kullanılır. DNA; spesifik bilgilere karşılık gelen
genleri kodlayan bir dizidir. İnsanlar kromozom olarak bilinen
ipliksi yapılar üzerinde yer alan 30,000 farklı gene sahiptir.
İnsanda 46 tane kromozom vardır. Kromozomlarımızın 23
tanesini annemizden, 23 tanesini
babamızdan olmak üzere
ebeveynlerimizden alırız.
Böylelikle 23 kromozomun iki
k o p ya s ın a , ya n i 2 3 çif t
kromozoma sahip oluruz. Eğer,
genetik hayatın kitabı olarak
düşünülürse; bu kitapta DNA
harf ler, gen ler kelimele r,
kromozomlar ise bölümlerdir.
güvencesi kapsamında belirlenen eylem planını uygularlar.
Test tamamlandıktan sonra örneğime ne olur?
Hasta test sonrası örneğinin atılmasını istemediği sürece,
laboratuvar genellikle örnekleri saklar. Laboratuvarlar örneğinizin
durumu hakkında size bilgi verirler ve bireyler istedikleri takdirde
örneklerinin yok edilmesini veya kendilerine teslim edilmesini
talep edebilirler. Diğer hastalıklara ilişkin testler hastanın rızası
olmaksızın gerçekleştirilmez.
Yeni testler geliştirildiğinde, laboratuvarlar bu testleri hastanın
izni alınarak saklanan örneklere uygulayabilirler (örneğin yapılan
ilk test sonuçsuz kaldığında). Bu durumda hasta ve klinisyen
doktor geliştirilmiş yeni bir testin varlığı konusunda
bilgilendirilebilir. Laboratuvarlar, bireyler aksini istemedikleri
sürece DNA örneklerini, kayıtlarını ve kimlik bilgilerini silerek yeni
bir test geliştirmek amacıyla kullanabilir ya da kalite güvencesi
ağı kapsamında paylaşılabilir. Saklanan diğer klinik örneklerde
olduğu gibi DNA da, hastanın tıbbi kayıtlarının bir parçası olarak
gizlilik içerisinde saklanmaktadır. Bunun anlamı; DNA’ ya erişim
yalnızca uygun bir profesyonel sağlık çalışanı aracılığıyla
mümkündür.
Bazı kişiler polisin kendi DNA’sına ulaşmasından
endişelenmektedir. Bu oldukça nadir karşılaşılan bir istektir. Eğer
polis genetik laboratuvarından DNA
örneğine ulaşmayı isterse (hastanın
diğer tıbbi kayıtlarında olduğu gibi)
bu ancak mahkeme kararıyla
mümkündür.
10
Eğer ailede daha önce bulunmuş bir mutasyon yoksa ya da
hastalıkla ilişkili çok sayıda gen varsa, sonuca ulaşmak için daha
çok çaba gereklidir. Genin sadece bir bölgesine odaklanmak
yerine tüm genin ya da birden fazla genin analiz edilmesine
ihtiyaç vardır. Bu birkaç ayı alabilen uzun bir süreç olabilir. Süre
genin büyüklüğü ve laboratuvarın olanakları gibi çok sayıda
etkene bağlıdır.
3
Resim 1: Genler, Kromozomlar ve DNA
Bilinen en uzun genlerden biri olan distrofin genindeki
mutasyonlardan kaynaklanan Duchenne Musküler Distirofisi
örneğinde olduğu gibi, binlerce olası mutasyon vardır. Bu
nedenle aileye özgün mutasyonun belirlenmesi uzun ve zahmetli
bir süreç olabilir. Diğer yandan Huntington hastalığında olduğu
gibi huntingtin genindeki mutasyonlar genellikle aynı küçük
bölgededir. Bu nedenle bilim insanları gen içerisinde hangi
bölgeye bakacaklarını bilirler ve dolayısıyla test kısa zamanda
sonuçlanır.
DNA’ nın kalitesi de önemli bir faktördür. Bazen laboratuvarlar
öncelikle özel bir mutasyonu taşıdığı daha önce belirlenmiş olan
bir kişinin DNA’ sını kontrol ederler. Eğer DNA kalitesi kötü ise
mutasyonun belirlenmesi iki ya da üç kat daha fazla zaman alır.
Bazı durumlarda yeteri kadar DNA yoksa test
tamamlanamayabilir.
Test sonuçları yanlış olabilir mi?
Genetik test bireyin kendisi ve akrabaları hakkında önemli
sonuçlar doğurabileceği için aileye dikkatlice yaklaşılmalıdır.
Sonuç, doğruluğundan emin olmak için birçok defa kontrol
edilmektedir. Mutasyon belirlendiğinde emin olmak için bir kez
daha kontrol edilir (testin birçok basamağında makineler
kullanılmasına rağmen, bilim adamları daima sonuçları kontrol
ederler). Araştırmacılar sonucu kontrol etmek için sıklıkla başka
bir tekniği kullanırlar. Ayrıca örneklerin karışmasını önlemek
üzere gerekli önlemler de vardır. Birçok laboratuvar kaliteli ve
güvenilir test gerçekleştirdiğinden emin olmak için, kalite
Gen ya da kromozomlardaki değişimler mutasyon olarak
bilinmektedir. Mutasyonu bir cümledeki birkaç kelime ya da
hecenin değişimi olarak düşünebilirsiniz. Mutasyonlar oldukça
yaygındır ve hepimiz birkaç mutasyon taşırız. Mutasyonun etkisi
iyi veya kötü olabilir ya da hiçbir etkiye sahip olmayabilir. Bu;
çevresel faktörlere, şans faktörüne ya da diğer genlerdeki
mutasyonlara bağlıdır. Mutasyonlar vücudun düzgün çalışması
için gerekli doğru bilgileri ileten gen ya da kromozomları
etkilediğinde problemlere neden olabilirler. Bu nedenle, genetik
testler belli bir gen ya da kromozomdaki mutasyonları bulmayı
amaçlar. Bu testler genellikle kan ya da bazen başka dokular
kullanılarak gerçekleştirilir. (Bazı durumlarda DNA elde etmek
için tükrük kullanılması olasıdır. Yine de bilim insanları genellikle
kaliteli ve bol miktarda DNA’ ya gereksinim duyarlar. Bu nedenle
kan daha çok tercih edilen bir dokudur). Hastadan kan veya
başka bir örnek alınarak, genlerin veya kromozomların analiz
edilmesi için laboratuvara gönderilir.
4
Genetik klinikleri genellikle kendi laboratuvarlarına sahiptirler.
Bununla birlikte çok sayıda farklı hastalık için oldukça fazla
sayıda genetik test olduğundan her laboratuvar bütün testleri
yapamaz. Bu durum özellikle nadir görülen hastalıklar için
geçerlidir. Bu nedenle, test yapılmak üzere alınan örnek doktor
tarafından ilgili hastalığı çalışan başka bir laboratuvara
gönderilebilir.
9
olmasından kaynaklanır. Bu mutasyonlara ‘sınıflanamayan
varyantlar’ denir ve bu sonucu almak tüm taraflar için hayal
kırıklığı yaratabilir. Bu durumda laboratuvarın, yanlış tanı
konulmaması için, bu mutasyonun zararlı olduğunu söylememesi
gerekir.
Yapılan bir genetik testin, sadece test edilen hastalık hakkında
bilgi sağlayabileceği unutulmamalıdır. Bütün genetik hastalıkları
gösteren genel bir test yoktur. Genetik kliniklerinde yapılan
testlerin amacı birey ya da ailenin sağlık durumuyla ilgili bilgi
sağlamaktır. Genetik testler bazen biyolojik babanın
belirlenmesine dair bilgi verici olabilmesine rağmen, genetik
klinikleri genellikle babalık testi gibi diğer durumlar için test
yapılmasını istemezler.
Bazı durumlarda problemin nedenini bulmak için test yapılsa da
mutasyon bulunamayabilir.

Bazen genetik test ile belirli bir hastalığa neden olan en
yaygın mutasyonlar taranır. Eğer hasta nadir görülen bir
mutasyona sahip ise laboratuvar bunu bulamayabilir.
Genetik Laboratuvarları

Bilim adamları genetik hastalıklara neden olan bütün
genleri henüz tanımlayamamışlardır.
İki temel tipte genetik laboratuvarı vardır. Birisi genleri, diğeri
kromozomları test eder.

Hasta aslında var olduğu düşünülenden farklı bir hastalığa
sahip ise, araştırmacılar hastalıktan asıl sorumlu olan geni
gözden kaçırabilirler.
1) Sitogenetik
Eğer doktorlar kromozomlardan birinin işe karışmasıyla ortaya
çıkan bir genetik hastalıktan şüphelenirlerse, Sitogenetik
laboratuvarından hastanın kromozomlarının incelenmesini
isteyebilirler. Kan, deri veya amniyosentez ya da CVS’ den elde
edilen örnekler kromozomların
incelenmesi
için
kullanılabilirler. İlk olarak
hücreler laboratuvarda kültür
ortamında çoğaltılırlar,
sonrasında hücreler lam (özel
bir cam) üzerine alınır ve
m i k r o s k o p t a i n c e l e m e yi
kolaylaştırmak
için
kromozomlar boyanırlar.
Laboratuvarlar her zaman mutasyonları belirleyebilirler mi?
Bunun bazı nedenleri vardır:
Genetik testlerde kullanılan teknikler ve genetik hakkındaki
bilgimiz hızlı bir şekilde gelişmektedir. Dolayısıyla eğer bir
mutasyon belirlenememiş olsa bile, bilim insanlarının yeni
tekniklerle gelecekte bunu belirleyebilme olasılığı vardır.
Niçin bazı genetik testler çok zaman alırken bazıları daha
kısa zamanda sonuçlanır?
Ailede başka bir kişide aynı durumun olması veya genin hangi
bölgesine bakılacağının bilinmesi durumunda laboratuvar tam
olarak hangi mutasyonu aradığını biliyorsa, işler oldukça
kolaylaşır. Bu durumda testin sonuçlanması bir ya da iki hafta
sürer.
8
Mutasyonun zararlı etkiye sahip olduğu nasıl anlaşılır?
5
Figür 2: Kromozomların mikroskoptaki görünüşü
Bu çok önemli bir sorudur. Genetik laboratuvarlarının bir deyişi
vardır ‘herhangi bir kimse mutasyonu bulabilir, fakat herkes onu
yorumlayamaz’. Mutasyonlar farklı derecelerde etkiye sahip
olabilirler ve mutasyonun nasıl bir etkiye sahip olduğunu bilmek
hastalık, gen ve kromozom hakkında uzman deneyimi ve
ayrıntılara dikkat etmeyi gerektirir. Bu durumda bir laboratuvar,
mutasyonun iyi veya kötü etkisinin olduğunu ya da hiçbir etkisinin
olup olmadığını nasıl anlamaktadır?
Her şeyden önce bir uzman (örneğin klinik genetik uzmanı)
hastayı, akrabalarını, aile öyküsünü ve daha önce yapılmış olan
bütün tetkikleri inceler. Bu bilgiler genetik uzmanına hangi gen ya
da kromozomun araştırılması gerektiği hakkında ipuçları verir.
Örneğin genetik uzmanı; hastalığın klinik bulgularını göstermesi
ve ailede benzer başka hastaların olması nedeniyle kistik fibrozis
hastalığından şüphelenirse, hastadan örnek alarak test edilmesi
için laboratuvara gönderir. Aynı zamanda laboratuvara hastanın
aile öyküsü ile hasta hakkındaki önemli olabilecek bilgileri bildirir
ve kistik fibrozise neden olan mutasyonların taranmasını ister.
Eğer laboratuvar kistik fibrozise neden olduğu bilinen mutasyonu
tespit ederse, hastaya kistik fibrozis tanısı konulur.
Bazı durumlarda çocuk hastalıktan
etkilenmiş olmasına rağmen,
ebeveynlerin her ikisi de mutasyonu
taşımazlar. Bu durumda muhtemelen
mutasyon, bebeğin oluşumuyla birlikte
ilk kez ortaya çıkmıştır. Bu duruma
Latince’den gelen ‘de novo’ veya ‘yeni’
mutasyon denir.
Bazı durumlarda laboratuvar,
mutasyonun hastalığa neden olup
olmayacağını bilemeyebilir. Bu durum
DNA kodundaki değişimin belirsiz
Sitogenetikçiler ilk olarak kromozomların sayısını kontrol
ederler. Bazı hastalıklar ilave kromozomlardan kaynaklanır.
Bunun en yaygın örneklerinden birisi Down sendromudur. Down
sendromlu kişiler genellikle hücrelerinde bir ilave kromozoma
sahiptirler. Sitogenetikçiler aynı zamanda kromozomların
yapısını da kontrol ederler. Bir kromozomda kırılma ve şeklinde
yeniden bir düzenlenme ile kromozom yapısında değişiklik
meydana gelebilir. Böylece oluşan bu yeni durum, kromozomal
materyalin kaybı ya da artışına neden olabilir. Bu değişiklikler
belirlenemeyecek kadar küçük de olabilirler. Bazen mikroskopta
görülemeyecek kadar küçük olan değişimleri belirleyebilmek için
ya da mikroskopta görülebilen küçük değişimleri başka bir
teknikle teyit etmek için Floresan In-Situ Hibridizasyon (FISH)
olarak bilinen başka bir teknik de kullanılmaktadır.
6
Figür 3: Belirli bir sıraya göre düzenlenmiş kromozomlar:
Karyotip
7
doğru direktiflerin verilmesini engellerse, genetik bir hastalığa
neden olabilirler.
Kromozomların aksine, DNA mikroskopta görünmez. Moleküler
genetikçiler hücrelerden DNA’ yı elde ederler ve ilgilenilen genin
kodunu okumak için DNA’ yı kullanarak çok özel kimyasal
reaksiyonları gerçekleştirirler. Mutasyonları belirlemek için birçok
farklı teknik kullanılmaktadır. DNA dizisini kontrol etmek yaygın
kullanılan yöntemlerden birisidir.
Fig. 4: DNA Dizi analizi: Farklılığa dikkat ediniz!
Sitogenetik test uzun bir süreç olabilir. Öncelikle hücrelerin
çoğaltılmasına ihtiyaç vardır ve bu en az bir hafta sürer.
Sonrasında preparatların hazırlanması ve kromozomların
mikroskop altında tek tek incelenebilmesi için yaklaşık bir haftaya
daha ihtiyaç vardır.
2) Moleküler Genetik
Eğer doktorlar bir gendeki değişimden(mutasyondan)
kaynaklanan bir genetik hastalıktan şüphelenirlerse, Moleküler
Genetik laboratuvarından ilişkili gen için DNA’ nın incelenmesini
isteyebilirler. DNA’ daki bilgiler A, C, G, T gibi dört harf ile
oluşturulan bir kod olarak yazılır. Eğer istenirse hecelemedeki
değişimleri ya da hataları belirlemek için Moleküler Genetik
laboratuvarı özel bir gendeki kodun belli bir dizisini inceleyebilir.
Tek bir gen 10,000 ya da daha fazla harf içerebilir. Moleküler
genetikçiler kodu okuyabilme ve değişikliği belirleyebilme
kabiliyetine sahiptirler. Eğer gendeki bu değişiklikler vücuda
Normal DNA Dizisi
Hastaya ait DNA Dizisi
Şekilde bir gene ait kısa bir dizi görmektesiniz. Eğer resmi renkli
olarak görüyorsanız DNA’ daki her bir harfi farklı renkte
göreceksiniz. Soldaki resim normal diziyi gösterirken sağdaki
resim bir hastaya aittir. Soldaki resimde her bir harf bir ‘pik’ e
sahipken, sağdaki resimde hastanın belirli bir pozisyon için iki
‘pik’ e sahip olduğunu görebilirsiniz, şöyle ki; G (siyah pik) ve C
(mavi pik). Bu iki ‘pik’ bu noktada kromozom çiftlerinden birisinde
bir mutasyon olduğunu gösterir.
Download