Geny homeotyczne. Teratogeneza.

1.

Rozwój zarodka:

Geny polarności jaja (efekt matczyny)

2.

3 kategorie genów segmentacji:

• 3 geny (syncytialna blastoderma- mutacje= brak wielkich partii ciała, letalne)

• 8 genów (parasegmenty: przejście blastodermy syncytialnej w komórkową - mutacje=brak co drugiego parasegmentu)

I + II = podział blastodermy zarodka na strefy odpowiadające przyszłym 14 parasegmentom

III. 10 genów polarności segmentów

4.

Prawidłowe zróżnicowanie każdego segmentu (białka typu regulatorowego - czynniki transkrypcyjne)

Hierarchiczne zarządzanie

• Geny biorące udział w kontroli formowania zarodka w trakcie embriogenezy. Kodują białka transkrypcyjne, które bezpośrednio regulują rozwój poszczególnych obszarów ciała zarodka.

• Białka homeotyczne komplementarnie aktywują pewne geny i są jednocześnie represorami innych, zapewniają właściwą sekwencję rozwoju poszczególnych obszarów ciała zarodka.

U kręgowców geny te są nazywane genami HOX.

5.

Geny homeotyczne:

• Zawierają konserwatywną ewolucyjnie sekwencję (homeobox ~ 180 nukleotydów), kodującą 60-aminokwasową homeodomenę

• Homeodomena łączy się z sekwencjami regulatorowymi różnych genów i reguluje ich ekspresję - czynniki transkrypcyjne - pojedyncza, parzysta, palec cynkowy, suwak leucynowy

Kolorowe prostokąty ukazują schemat układu genów homeotycznych w chromosomach.
Pętla pomiędzy boksami na schemacie dla muszki owocowej przedstawia dystans pomiędzy dwoma klasterami genów homeotycznych (ANT-C i BX-C) na chromosomie.
Każdy z czterech klasterów genów homeotycznych u myszy jest zlokalizowany na innym chromosomie.

6.

Układ genów homeotycznych u ssaków jest wynikiem czterech procesów duplikacji, które zaszły w trakcie ewolucji. Klastery genów u ssaków różnią się nieco między sobą. Najczęściej różnice są wynikiem utraty części genów, obecnych w pierwotnych kalsterach.

7.

Geny HOX/Hox

• 38 genów

• 4 kompleksy (podwójna duplikacja pierwotnego, 13 genowego kompleksu, utrata niektórych genów)

• Geny paralogiczne

• Hierarchiczne sterowanie

8.

Lokalizacja (HOX / integryny)

• 2q31 HOX D

• 7p14-p15 HOX A

• 12q12-q13 HOX C

• 17q21 HOX B

9.

Tylko 6 na 20 zapłodnionych komórek jajowych rozwija się do momentu urodzenia dziecka

• Około 40% przypadków wad wrodzonych pozostaje etiologicznie niewyjaśnione

• Należy przyjąć, że mutacje w genach homeotycznych są przyczyną znacznej części wczesnych poronień
  

10.

Przykłady pwiązań genów homeotycznych a znanej patologii:

- megacolon (choroba Hirschprunga)
- anirydia (zespół Waardenburga)

11.

Teratogeneza:

Epidemiologia:

• Częstość wad wrodzonych - około 3%

• około 20% mutacje genów

• około 5-10% aberracje chromosomowe

• około 5-10% narażenie na teratogeny

Etiologia ponad 50% pozostaje niewyjaśniona!!!

12.

Teratogeneza:

Pojęcie to powinno obejmować również:

° porody niewczesne

° poronienia

° opóźnienie rozwoju śródmacicznego

A także:

zaburzenia behawioralne

13.

Rtg:

• czaszki - 0.004 rada;

• kręgosłup lędźwiowy 0.002 rada;

• miednicy 0.4 rada;

• badanie CT:

• głowy <0.05 rada;

• klatki piersiowej <0.1 rada;

• brzucha<2.6 radów;

• kręgosłupa lędźwiowego <3.5 radów.

14.

• Genopatia, jeśli czynnik mutagenny zadziała na komórki rozrodcze przed zapłodnieniem, prowadząc do powstania mutacji;

• Blastopatia, jeśli do uszkodzenia zapłodnionej komórki jajowej doszło w okresie do 14 dnia po zapłodnieniu;

• Embriopatia - jeśli wady powstały na skutek zadziałania czynnika uszkadzającego w okresie między 14 a 60 dniem od zapłodnienia;

• Fetopatia - jeśli wady zostały indukowane działaniem czynników po 60 dniu od zapłodnienia

---