Genetyka-prelekcje - genetyka ul. 3 maja

Genetyka-prelekcje.doc
(959 KB) Pobierz
Prelekcja I:
Podstawowe określenia:








Genotyp – to materiał genetyczny danej osoby uporządkowany w charakterystyczny układ alleli
Fenotyp – to końcowy efekt działania czynników genetycznych i środowiskowych, ujawniający się w
postaci określonego obrazu klinicznego lub obserwowanej ekspresji genu. Badania korelacji genotypowofenotypowej służą do oceny i powiązania obrazu klinicznego choroby ze specyficzną mutacją genu.
Jeżeli allele w tym samym locus są identyczne, to osobę z takim układem nazywa się homozygotą. Oba
allele mogą być prawidłowe lub nieprawidłowe.
Jeżeli allele w tym samym locus są różne to osobę z takim układem nazywa się heterozygotą. Określenie to
odnosi się zazwyczaj do sytuacji posiadania jednego prawidłowego i jednego nieprawidłowego lub
zmutowanego allelu. Takie heterozygotyczne osoby nazywane są nosicielami.
Pojęcie „autosomalny” odnosi się do chromosomów (autosomów) nie będących chromosomami
płciowymi. O cechach dziedziczonych autosomalnie mówi się, gdy są one uwarunkowane genami
zlokalizowanymi w autosomach.
Sprzężenie z chromosomami X i Y odnosi się do genów mających loci na chromosomie X lub Y. Z allelami
sprzężonymi z chromosomami X związane jest dziedziczenie dominujące lub recesywne. Określenie
sprzężenie z płcią jest synonimem używanym do przedstawienia dziedziczenia sprzężonego z chromosomem
X.
Cechy uwarunkowane dominująco występują zarówno u heterozygot, jak i homozygot. Oznacza to, że
obecność pojedynczego allelu danego genu wystarcza do ujawnienia się cech.
Cechy uwarunkowane recesywnie występują tylko u homozygot, co oznacza, że do ich wystąpienia
konieczna jest obecność alleli recesywnych w obu chromosomach. Pojęcia dominacji i recesywności dotyczą
obrazu klinicznego, a nie samych genów.
Dziedziczenia autosomalne dominujące:


Ponad połowa opisanych dotychczas cech jest dziedziczona dominująco: około 1/3, a 1/10 jako cechy
sprzężone z chromosomem X. Pojęcie choroby dziedziczonej dominująco oznacza, że pojedynczy allel danej
choroby ( jak u heterozygoty) wystarcza do ujawnienia się jej objawów.
Kryteria dziedziczenia autosomalnego dominującego są następujące:
 dana cecha przekazywana jest bez przeskoków z pokolenia na pokolenie.
 przy skojarzeniu osoby chorej (heterozygoty) ze zdrową homozygotą (najczęściej występująca
sytuacja) każde dziecko ma 50% ryzyka dziedziczenia zmutowanego allelu prawidłowego.
 osoby obu płci chorują z jednakową częstością
Dziedziczenia autosomalne dominujące – cechy kliniczne:

Nowa mutacja:
 Nowe mutacje są najczęściej przyczyną chorób o tak ciężkim przebiegu, że zmniejszają zdolność do
reprodukcji. Większość przypadków achondroplazji jest wynikiem nowej mutacji.
 Późny wiek ojca może być związany ze zwiększeniem częstości nowych mutacji w niektórych loci.
 Częstość występowania nowych mutacji w niektórych chorobach dziedziczonych dominująco jest znana
i wykorzystywana w poradnictwie genetycznym:
zmniejszona penetracja – jeśli częstość ekspresji fenotypowej danego genotypu jest mniejsza niż
100%, to mówi się o obniżonej penetracji. O braku penetracji mówi się , gdy dany allel
dziedziczony, lecz nie wykazuje ekspresji fenotypowej.
b) zmniejszona ekspresja – ekspresja jest zmniejszona w zależności od tego, w jakiej postaci
klinicznej lub w jakim stopniu poszczególny allel ujawnia się w fenotypie danej osoby.
a)
Nowa mutacja:
1.
Zmienność ekspresji jest powszechna w choroabach dziedziczonych dominująco.
2.
Osoby chore, lecz zdolne do reprodukcji, wykazują zwykle mniejsze nasilenie objawów choroby.

Przykłady kliniczne:
 Choroba Huntingtona
 Zespół Marfana
Dziedziczenie autosomalne recesywne:





W tym typie dziedziczenia charakterystyczny fenotyp obserwuje się tylko u homozygot, a wtypowym
rodowodzie występuje obok probanta chore rodzeństwo obu płci oraz ich zdrowi rodzice.
Dziedziczenie recesywne podejrzewa się, jeśli rodzice są spokrewnieni, i uważa się za pewne, jeśli stwierdza
się niski poziom lub brak aktywności określonego enzymu u każdego z obojga rodziców probanta.
Kryteria:
 jeśli cecha jest rzadka, rodzice i krewni, w odróżnieniu od potomstwa są zazwyczaj zdrowi.
 jeśli recesywne geny są heterozygotami, to częstość segregacji w każdej ciąży wynosi 25% zdrowych
homozygot, 50% heterozygot i 25% chorych homozygot.
 choroba występuje z jednakową częstością u oby płci
 jeśli cecha jest rzadka to istnieje duże prawdopodobieństwo, że rodzice są spokrewnieni.
Cechy charakterystyczne:
 częstość występowania heterozygot w populacji. Chore osoby są prawie zawsze potomkami zdrowych
heterozygot (nie homozygot).
 nosicielstwo. Nosiciele to osoby zdrowe lecz u n iektórych z nich występuje obniżenie o połowę w
stosunku do normy aktywności określonego enzymu.
Przykłady kliniczne:
 Galaktozemia
 Homocystynuria
 Mukowiscydoza
Dziedziczenie sprzężone z chromosomem X:




Może być zarówno recesywne i dominujące.
Objawy choroby dziedziczonej recesywnie w sprzężeniu z chromosomem X obserwuje się tylko u mężczyzn.
Dziedziczenie sprzężone chromosomem X podejrzewa się, jeśli dana cecha występuje u kilku mężczyzn
spokrewnionych poprzez kobiety. Ponieważ mężczyźni mają tylko jeden chromosom X, są zatem
homozygotami dla genów sprzężonych z chromosomami X
Kryteria:
 jeśli cecha jest rzadka, rodzice i krewni (wyłączając wujów ze strony matki i innych męskich krewnych
w linii kobiecej) są zazwyczaj zdrowi.
 chorzy homozygotyczni mężczyźni nie mają ani chorych synów, ani chorych córek.
 heterozygotyczne kobiety nosicielki są klinicznie zdrowe, lecz przekazują zmutowany gen 50%
męskiego potomstwa. 50% córek to zdrowe heterozygoty a 50% zdrowe homozygoty.
 chore córki są najczęściej potomstwem heterozygotycznej kobiety i chorego mężczyzny
 każdy chory mężczyzna jest urodzony przez heterozygotyczną kobietę (z wyjątkiem nowych mutacji)
 jeśli cecha jest dominująca to wszystkie córki chorego mężczyzny są chore.

Przykłady kliniczne
 Dystrofia mięśniowa Duchenne'a (DMD)
 Zespół leniwego chromosomu X [fra(X)]
Dziedziczenie mitochondrialne:



Ludzkie komórki mają setki mitochondriów rozpoznanych w cytoplazmie, z których każde zawiera pewną
liczbę kolistych cząstek DNA
Mutacje mitochondrialne DNA są odpowiedzialne za niewielką liczbę schorzeń genetycznych.
Kryteria:
 Każde mitochondrium zawiera pewną liczbę kopii kolistego genomu.
 Niemal cały mitochondrialny DNA jest dziedziczony od matki
 Określone tkanki mają różnż liczbę mitochondriów.
Duże rearanżacje genowe:




Delecje są łatwo wykrywane dzięki technologii rekombinacji DNA przez stwierdzenie nieobecności lub
zmianę wielkości fragmentu DNA. Delecje genowe, z wyjątkiem kilku zespołów są rzadkimi przyczynami
mutacji w ludzkim genomie.
Duplikacje sekwencji DNA są powszecjne w procesie ewolucji i mogą być spowodowane nieprawidłowym
procesem koniugacji homologicznych sekwencji DNA położonych blisko siebie, z duplikacją materiału
genetycznego, który jest zawarty wewnątrz genu. Mechanizm duplikacji jest podobny do obserwowanego w
balasemii. Duplikacje mogą zmienić ramkę odczytu. Rodzinna hipercholesterolemia i DMD są przykładami
chorób genetycznych, które mogą być spowodowane duplikacjami.
Insercje są rzadkimi przyczynami mutacji w ludzkim genomie. Transpozycja DNA jest jednak zjawiskiem
powszechnym w ludzkim genomie, lecz zwykle nie obejmuje sekwencji kodujących. Transpozycja może
niekiedy przerwać ciągłość genomu i być przyczyną nieprawidłowej ekspresji uszkodzonego genu.
Mutacje punktowe. Zastąpienie pojedynczego nukleotydu, podobnie jak obserwowane u bakterii i
wirusów, jest najczęstszą przyczyną mutacji w ludzkim genomie. Jeśli w kodonie dojdzie do zmiany
pojedynczego nukleotydu, to powstałe punktowe mutacje nazywa się mutacjami zmiany sensu. Zaburzenia,
które są skutkiem różnych mutacji punktowych, to np. beta-talasemia, mukowiscydoza, fenyloketonuria i
zespół Taya-Sachsa.
Mutacje transkrypcyjne:

Mogą wystąpić w obszarze od 5’ końca początku kodonu inicjującego w sekwencji DNA.

Miejsce to jest krytyczne dla regulacji transkrypcji.

Przykładem mogą być różne mutacje znalezione w sekwencji TATA, regionie zlokalizowanym około 30
nukleotydów w kierunku końca 5’ od kodonu inicjującego.

Ważną rolę w regulacji transkrypcji odgrywają także reszty na 3’ końcu genu beta-globiny. Mutacje w tych
dystalnych elementach promotora mogą być przyczyną obniżenia aktywności transkrypcyjnej i spadkiem produkcji
białka beta-globiny.
Mutacje translacyjne:

Mutacje uszkadzające translację obserwowane są czasem w talasemii. Opisane zostały także w innych
chorobach takich jak fenyloketonuria.

Mutacje nonsensowne

Mutacje zmiany ramki odczytu.
Mutacje RNA:

Mutacje procesu cięcia RNA i jego stabilności mogą spowodować nieodpowiednie cięcie wytwarzanego
RNA w sekwencjach w kierunku do końca 3’. Wynikiem tego jest powstanie RNA, który jest nienormalnie duży,
niestabilny i szybko ulega degradacji.

Mutacje procesu składania RNA.
Mutacje dynamiczne:

W ostatnich latach opisano nowy mechanizm powstawania mutacji u ludzi, spowodowany wzrostem liczby
trójnukleotydowych sekwencji powtarzalnych w genie. Trój nukleotydy te mogą znajdować się w nie ulegającym
translacji regionie 5’ genu, w regionie kodującym genu lub w nie ulegającym translacji regionie 3’ genu.
Negatywne mutacje dominujące:

Mutacja jednego z alleli w danym locus może dać efekt dominujący, jeśli obecność tylko jednego
funkcjonalnie prawidłowego allelu jest niewystarczająca do wytworzenia odpowiedniej ilości produktu tego genu.
Hipercholesterolemia rodzinna jest chorobą będącą przykładem takiej mutacji.
Polimorfizm genetyczny
Polimorfizm i markery genetyczne
Definicje

Polimorfizm genetyczny – oznacza występowanie w populacji dwóch lub więcej alleli w danym locus z
częstością większą niż wynikająca z ogólnej częstości mutacji. Polimorfizm to zrównoważenie genetyczne
warunkujące zmienność wewnątrz gatunku.

Polimorfizm. Wszystkie odmiany polimorfizmu są efektem zmian zachodzących w sekwencji DNA, które
mogą być wykryte metodami biologii molekularnej. Polimorfizm można również wykazać w badaniach białek o
zmienionej funkcji, enzymów lub antygenów oraz nieprawidłowych cech fizycznych organizmu. Polimorfizm może
być zatem klasyfikowany zależnie od metody jego wykrycia.

Polimorfizm DNA – jest identyfikowany poprzez bezpośrednie wykrycie zmienionych sekwencji DNA.

Polimorfizm długości fragmentów restrykcyjnych (RFLP) – polimorfizm krótkich tandemowych
powtórzeń (STRP)
Znaczenie kliniczne polimorfizmu:

Większość rodzajów polimorfizmu nie wpływa na cechy kliniczne fenolu.

Bez względu na ich efekt fenotypowy są one użytecznymi markerami genetycznymi.
Markery genetyczne:

Markery genetyczne mogą być wykorzystane do określenia prawdopodobieństwa asocjacji genów choroby
w rodzinie lub u pojedynczych chorych, a także do ustalenia pokrewieństwa oraz genetycznej zgodności krwi, nasienia
czy tkanki.

Bliźnięta. Z genetycznego punktu widzenia istnieją dwa rodzaje bliźniąt:

Jednojajowe (MZ) lub identyczne bliźnięta mają wszystkie geny takie same. Pochodzą z jednej zygoty,
która dzieli się na dwa embriony.

Dwujajowe (DZ) lub braterskie bliźnięta mają około połowy genów takich samych. Rozwijają się z dwóch
oddzielnych zygot i są tak samo genetycznie spokrewnione, jak z pozostałym rodzeństwem.
Markery genetyczne:


Ustalenie ojcostwa:
 Ustalenie ojcostwa wymaga pobrania próbek od dziecka, matki i domniemanego ojca.
 Badania z zastosowaniem markerów genetycznych mogą wykluczyć, ale nie udowodnić ojcostwo. Są
dwie możliwości wykluczenia ojcostwa:
a) ojcostwo jest wykluczone jeśli żaden z dwóch alleli danego locus u domniemanego ojca nie
występuje u dziecka
b) ojcostwo jest wykluczenie, jeśli u domniemanego ojca brakuje allelu, który jest obecny u dziecka,
a nie m ago u matki.

Im więcej markerów zostanie przebadanych i mniej wspólnych alleli ustalonych, tym bardziej
prawdopodobne, że ojcostwo danego mężczyzny będzie wykluczone.
 Prawdopodobieństwo ojcostwa może być obliczone na podstawie liczby przebadanych markerów oraz
częstości alleli, dla których dziecko jest informacyjne. Za pomocą techniki DNA fingerprinting,
pozwalającej badać szczególnie polimorficzne markery prawdopodobieństwo ojcostwa, które jest bardzo
wysokie, można zazwyczaj uzyskać, kiedy porównanie dotyczy dziecka i jego biologicznego ojca.
Zastosowanie markerów genetycznych w sądownictwie obejmuje ponadto:
...
Plik z chomika:
Lekarski.Zabrze.WUM-IIWL
Inne pliki z tego folderu:

Genetyka-prelekcje.doc (959 KB)
Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin




Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dział Pomocy
genetyka prof Kiczm
 prezentacje

Opinie


Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Copyright © 2012 Chomikuj.pl