Biomedyczne podstawy rozwoju 13.12.2010 r.
· Geny składają się z DNA 0 kwasu dezorybonukleinowego
· DNA ma kształt podwójnej helisy lub skręconej drabiny w której:
o „prowadnice” to cząsteczki cukru i fosforów.
o „szczeble” to zasady: cytozyna C, guanina G, adenina A, tymina T.
Gen jest funkcjonalną jednostką dziedziczenia. Geny składają się z DNA i są zgrupowane w chromosomach. Informacja zapisana w genie musi być przetłumaczona do RNA. Cząsteczki RNA są końcowymi produktami genów rRNA, tRNA i snRNA.
Transkrypty większości genów są przetwarzane do mRNA a następnie ulegają translacji do polipeptydów.
Podstawowe funkcje komórkowe zależą w większości od produktów genów, które w procesie ewolucji zmieniają się bardzo powoli.
Np. sekwencje niektórych genów są identyczne u groszku ogrodowego i ludzi (w 93 z 118 aminokwasów).
Genom – to pełny zapis informacji genetycznej organizmu. Haploidalny genom człowieka zawiera 3 x 10(do potęgi 9) par zasad DNA. Ocenia się że genom człowieka koduje około 30 000 różnych genów.
Genom człowieka: 3 000 000 000 par zasad
Przeciętny chromosom – 120 000 000 par zasad
Przeciętny gen – 200 – 200 000 par zasad
Mutacja która może spowodować chorobę – 1 para zasad.
Genotypem nazywamy komplet genów danego osobnika.
Fenotypem to zespół cech organizmu wynikający z ekspresji genotypu.
o Locus (lm – loci)) – określa umiejscowienie genu w chromosomie
o Allel (e) – jedna z dwóch lub więcej odmian w tym samym locus. Jeden allel jest dziedziczony od każdego z rodziców.
o Polimorfizm – allele obecne w ponad 1% populacji.
Allel to jedna z wersji sekwencji genu.(…)
Allele dominujące i recesywne
o Cecha uwarunkowana przez allel dominujący ulega ekspresji niezależnie od drugiego allelu, czyli u heterozygot. Oznacza się je dużymi literami (A)
o Cecha uwarunkowana allelem recesywnym ujawnia się tylko u homozygot, u których oba allele są tego samego typu. Oznacza się je małymi literami (a).
Mutacje to dziedziczne zmiany w genomie organizmu, które mogą wywołać określony efekt fenotypowy. NA poziomie molekularnym: mutacje dotyczą zmiany w sekwencji lub organizacji DNA.
Kod genetyczny tworzą grupy trzech nukleotydów, tak jak litery w zdaniu. Różne mutacji mogą zmieniać zarówna pojedyncze kodony (słowa) jak i liczne kolory (całe zdania).
Ekspresja genu – informacja zakodowana w DNA genów prowadzi do wytworzenia białek, które pełnią funkcje (…)
Zmienność i dziedziczność :D
Geny i choroba
o Choroby monogenowe: mukowiscydoza, choroba Huntingtona, hemofilia (głównie czynniki spowodowane genami)
o Choroby wieloczynnikowe: choroba alzheimera, cukrzyca typu II, nowotwory, choroba sercowo – naczyniowa, depresja (pół na pół, ale bardziej geny)
o Infekcje: grupa, zapalenie wątroby. (głównie czynniki środowiskowe)
Kategorie i techniki badań służące wykazywaniu związku pomiędzy genami a chorobą:
Analiza rodowodu – ocena rozmieszczenia cechy/choroby w rodzinie
Badania rodzinne – ocena częstości choroby wśród krewnych kontra populacja
Badania bliźniąt – ocena udziału czynników genetycznych i środowiskowych w ekspresji choroby
Badania sprzężeń (linknage studies) – fizyczna lokalizacja genu
Badanie asocjacji – (…)
Podstawy zastosowania analizy DNA w diagnostyce molekularnej
o Każda komórka organizmu zawiera w jądrze komórkowym i mitochondriach zakodowaną w DNA, pełną informację genetyczną.
o Wszelkie zmiany dziedziczne muszą znaleźć swoje odbicie w DNA
Rodzaj diagnostyki molekularnej a źródło DNA:
o Diagnostyka postnatalna (dolne komórki jądrzaste, fragmenty tkanek)
o Diagnostyka prenatalne (komórki trofoblastu, komórki płynu owodniowego)
o Diagnostyka preimplantacyjna (komórki zarodka, komórki linii płciowej)
Rodzaje predyspozycji genetycznej w chorobach:
o Monogenowe – zależna od obecności mutacji genowej dziedzicząca się zgodnie z prawami mendla jako cecha autosomalna lub sprzężone z chromosomem X, dominujące lub recesywne
o Aberracje chromosomowe – przejawiają się upośledzeniem intelektualnym
o Numeryczne
o Strukturalne
o Poligonowe(wieloczynnikowe) – wielogenowa predyspozycja wyzwalana czynnikami środowiskowymi.
Cechy dziedziczenia autosomalnego:
o Objawy choroby ujawniają się u osób obojga płci
o Oboje rodzice chorego dziecka są bezobjawowymi klinicznie heterozygotami (nosicielami) pod względem zmutowanego genu
o Ryzyko ponownego urodzenia chorego dziecka jest zawsze duże i wynosi 1:4 (25%). Jest ono stałe, niezależne od liczby posiadanych już przez to małżeństwo zdrowych i/lub chorych dzieci
o Prawdopodobieństwo, że ze zdrowego rodzeństwa chorego dziecka jest heterozygotą (nosicielem mutacji) wynosi 2:3
o Jeśli choroba (lub cecha) występuje w populacji rzadko, istnieje duże prawdopodobieństwo pokrewieństwa między rodzicami chorego. Osoba chora może być nosicielem dwóch różnych mutacji w danych locus genowym. Wszystkie dzieci osoby chorej będą nosicielami mutacji genowej (heterozygotami)
o Ujawnienie się choroby u heterozygot. Stan homozygotności dla genu dominującego występuje bardzo rzadko; zazwyczaj jest to wtedy bardzo ciężka lub wręcz śmiertelna postać choroby
o Prawdopodobieństwo przekazania nieprawidłowego genu potomstwu wynosi 50%
o Duże ryzyko przekazania choroby jest stałe i nie zależy od liczby posiadanych już zdrowych i/lub chorych dzieci.
migotka1313