8 stycznia 2002

Prelekcja VIII

GENETYKA MEDYCZNA CZ. I

Rodowodem nazywamy graficzne przedstawienie układu pokoleń danej rodziny. Podstawą jego
konstrukcji jest dokładny wywiad dotyczący wszystkich jej członków. Analiza rodowodu określa
sposób dziedziczenia i ryzyko wystąpienia czy powtórzenia się wybranych genetycznie
uwarunkowanych chorób.

Analizę ta może być utrudniona na skutek:

•

heterogenności gamet (choroby o podobnych objawach mogą być powodowane przez
mutacje różnych loci lub powstawać z udziałem różnych alleli oraz dziedziczyć się w
odmienny sposób);

•

występowania fenokopii naśladującej choroby uwarunkowane genetycznie, a spowodo-
wanej czynnikami środowiskowymi, np. małogłowie;

•

pojawiania się rzadkich przypadków w mało licznych rodzinach;

•

niepewności ojcostwa.

GENETYCZNIE UWARUNKOWANE CHOROBY UK ADU KR

ENIA

Ł

ĄŻ

1. Mikrosferocytoza (dziedziczna sferocytoza, wrodzona niedokrwistość hemolityczna).

Choroba ta dziedziczy się dominująco, a powodująca ją mutacja zachodzi w ramieniu
krótkim chromosomu 8 (loc 8p). Częstość jej występowania to 1:5 tys. urodzeń.
Przyczyną choroby są mutacje w DNA, powodujące niedobór ilościowy lub
nieprawidłowości w budowie spektryny — szkieletowego białka, nadającego krwince
sztywność.

U chorych w rozmazie krwi obwodowej obok prawidłowych krwinek czerwonych
(normocytów), pojawiają się tzw. czerwone sferocyty, niewielkie komórki o zwiększonej
zawartości hemoglobiny i obniżonej zawartości ATP. Sferocyty rozpadają się łatwo w
warunkach obniżonego ciśnienia parcjalnego lub osmotycznego. Powoduje to nasilenie
hemolizy w warunkach przyspieszonego metabolizmu (przy wysiłku fizycznym, na
skutek urazów psychicznych, podczas ciąży lub menstruacji). Ponadto na skutek niższego
poziomu ATP zaburzeniu ulega gospodarka elektrolityczna komórki (np. regulacja
poziomu K

+

w jej wnętrzu).

Ponieważ zwiększony rozpad krwinek następuje w śledzionie, choroba zwykle objawia
się jej powiększeniem i wzrostem poziomu bilirubiny we krwi (żółtaczka).

Najczęściej stosowanym przy mikrosferocytozie zabiegiem jest usunięcie śledziony.

2. Wrodzone defekty hemoglobiny, które dzielimy na dwie główne grupy:

•

hemoglobinopatie (wynikające z niewłaściwości w budowie łańcuchów
polipeptydowych globin), czyli zaburzenia jakościowe;

•

talasemie (wynikające ze zmniejszenia ilości lub zupełnego braku określonych
łańcuchów globin) — zaburzenia ilościowe.

Pobrano z: www.med-news.pl

1

Do wrodzonych defektów hemoglobiny zaliczyć możemy niedokrwisto

(anemi )

ść

ę

sierpowatą. Przyczyną tej choroby są mutacje punktowe (zmiany sensu) w obydwu
genach kodujących β-globinę (jeden z łańcuchów polipeptydowych hemoglobiny),
zlokalizowanych w ramionach krótkich chromosomu 11 (loc 11p

1,2

). Zmiana sensu

powoduje wstawienie do łańcucha aminokwasu waliny zamiast kwasu glutaminowego.
Zmienia to elektryczny ładunek polipepetydu, a w konsekwencji — wiele spośród jego
właściwości.

Produktem zmutowanego genu jest globina oznaczana jako β

S

. Podczas gdy u osób

zdrowych cząsteczka hemoglobiny (Hb

A

) ma budowę α

2

β

2

, u osób z mutacją przybiera

ona kształt α

2

β

S

2

. Taka cząsteczka nazywa się hemoglobiną S (Hb

S

). Ma ona mniejsze

powinowactwo do tlenu i mniejszą rozpuszczalność. Pod wpływem obniżonego ciśnienia
parcjalnego wytrąca się w postaci złogów, co powoduje, że zawierające ją erytrocyty
zapadają się, przybierając kształt sierpowaty. Erytrocyty takie mają zmniejszoną
oporność na urazy mechaniczne, osmotyczne i termiczne, łatwiej też ulegają rozpadowi.

Anemia sierpowata dziedziczy się w sposób pośredni, tzn. allele prawidłowe i

zmutowane są kodominujące. Osoby, u których wystąpiła mutacja, dzielimy zatem na
heterozygoty i homozygoty mające dwa zmutowane allele.

U homozygot (chorzy z anemią sierpowatą) cała hemoglobina jest nieprawidłowa.

Powoduje to liczne groźne konsekwencje, które zostały opisane wyżej, i sprawia, że
chorzy rzadko dożywają 20 roku życia.

Heterozygoty (osoby obciążone cechą sierpowatości) w warunkach normalnego

ciśnienia parcjalnego tlenu są całkowicie sprawne. U osób takich hemoglobinę możemy
podzielić na dwie frakcje — Hb

A

, występującą u osób zdrowych, i Hb

S

, występującą u

chorych na anemię sierpowatą. Obydwie frakcje stanowią po około 50%.

Częstość nosicielstwa genu Hb

S

(heterozygoty Hb

S

Hb

A

) wśród Murzynów afrykańskich

wynosi niemal 40%, podczas gdy w USA nie sięga 10%. Spowodowane jest to
zwiększoną odpornością osobników z takim genotypem na pospolitą w Afryce malarię
(pierwotniak Plasmodium falciparum).

Prostym testem wykrywającym sierpowatość krwinek jest test Emmela. Kroplę krwi
mieszamy z 0,8% roztworem NaCl i umieszczamy je między dwoma szkiełkami, których
brzegi zabezpieczamy parafiną. Po upływie 48 godzin na skutek obniżonego ciśnienia
parcjalnego tlenu (metabolizm krwinek) erytrocyty zawierające przewagę Hb

S

zmieniają

kształt na sierpowaty.

Czasami w celu stwierdzenia sierpowatości stosuje się metody elektroforetyczne lub
chromatograficzne, polegające na rozdzieleniu obydwu rodzajów hemoglobin z
erytrocytów, lub metodę hybrydyzacji DNA.

GENETYCZNIE UWARUNKOWANE DEFEKTY METABOLICZNE

Najczęściej spotykane defekty metabolizmu przekazywane drogą genetyczną dotyczą zaburzeń
prawidłowej przemiany aminokwasów aromatycznych (fenyloalaniny i tyrozyny). Są one
spowodowane niedoborem pewnych enzymów, których synteza warunkowana jest przez
odpowiednie odcinki DNA komórki.

Pobrano z: www.med-news.pl

2

Mutacja zachodz ca w takim odcinku powoduje zmian sensu kodu genetycznego, co powoduje

ą

ę

wstawienie do a cucha polipeptydowego niew a ciwego aminokwasu. Otrzymany peptyd pod

ł ń

ł ś

wzgl dem biologicznym jest nieaktywny, nie mo e wi c uczestniczy w procesie przemiany

ę

ż

ę

ć

aminokwasu aromatycznego.
Prawid owa forma genu jest prawie zawsze dominuj ca. Choroba wyst puje u osób, które

ł

ą

ę

odziedziczy y dwa recesywne (zmutowane) allele.

ł

1. Fenyloketonuria.

Fenyloketonuria klasyczna (PKU) jest dziedziczną wadą metaboliczną związaną z
nieprawidłową przemianą aminokwasu fenyloalaniny. Na skutek braku hydroksylazy
fenyloalaninowej — enzymu warunkującego przekształcenie fenyloalaniny w tyrozynę
— następuje nagromadzenie się jej w organizmie, czyli hiperfenyloalaninemia.
Nadmiernie wysoki poziom fenyloalaniny może powodować uszkodzenia centralnego
układu nerwowego, a co za tym idzie — upośledzenie umysłowe u dzieci.

Jedyną możliwą drogą postępowania jest odpowiednio wczesne rozpoznanie bloku
metabolicznego i wdrożenie leczenia dietetycznego.

Rozpoznania bloku metabolicznego dokonuje się tuż po urodzeniu. Badaniu podlegają
obowiązkowo wszystkie noworodki. Wykonuje się u nich badanie przesiewowe,
polegające na oznaczeniu ilości fenyloalaniny w suchej kropli krwi. Krew pobiera się na
bibułę z pięty noworodka, po czym wysuszone krążki bada się metodą
mikrobiologicznego testu zahamowania Guthriego, pozwalającego na półilościowe
oznaczenie stężenia fenyloalaniny we krwi. Wyniki badania przedstawiają się
następująco:

►

stężenie fenyloalaniny poniżej 2,8 mg na 100 ml krwi jest normą;

►

jeżeli stężenie zawiera się pomiędzy 2,8 a 8 mg na 100 ml krwi, badanie
należy powtórzyć. Następnie porównuje się obydwa wyniki. Jeżeli jeden z
nich przekracza 4 mg na 100 ml, do rodziców dziecka wysyła się drugą bibułę
celem ponownego pobrania krwi. W wypadku powtórzenia się sytuacji
dziecko musi zostać poddane szczegółowym badaniom;

►

jeśli stężenie przekracza 8 mg na 100 ml krwi, konieczna jest bezzwłoczna
wizyta w poradni metabolicznej.

Ponieważ poziom fenyloalaniny we krwi noworodka znacząco wzrasta między 6. a 12.
godziną po urodzeniu, krew może zostać pobrana najwcześniej po 24 godzinach. W
Polsce dokonujemy tego najczęściej w trzeciej lub czwartej dobie życia dziecka. Bibuły z
krwią przechowywać można do 6 miesięcy w temperaturze 2–8˚C.

Badania diagnostyczne fenyloketonurii opierają się na wykrywaniu w surowicy krwi lub
w osoczu wysokich ilości fenyloalaniny, a głównie kwasu fenylopirogronowego, który
daje barwne reakcje z FeCl

3

. Podobne efekty daje badanie moczu. Jego analiza polega

ona na dodaniu do moczu 4-5-tygodniowego dziecka kilku kropli FeCl

3

, co powoduje

pojawienie się intensywnego zabarwienia, od ciemnoniebieskiego do zielonooliwkowego.

Rozpoznanie choroby w czwartej dobie ycia jest rozpoznaniem wst pnym i musi

ż

ę

by poparte szczegó owymi badaniami weryfikacyjnymi w poradni metabolicznej.

ć

ł

Dopiero po potwierdzeniu obecno ci defektu enzymatycznego mo na podj

ś

ż

ąć

decyzj o rozpocz ciu odpowiedniego, wieloletniego leczenia.

ę

ę

Pobrano z: www.med-news.pl

3

Reżim dietetyczny, jakiemu podlegają chorzy, opiera się na znacznym ograniczeniu
spożycia fenyloalaniny. Nie można jednak całkowicie wykluczyć jej z diety, ponieważ
jest aminokwasem egzogennym (nie produkowanym w organizmie). W tym celu należy
stosować odpowiednie preparaty, zawierające odpowiednią do wieku ilość fenyloalaniny.
Należą do nich: Nofelan, Nofemix, Albumoid XP, Milupa PKU

1

i PKU

2

.

Iloraz inteligencji osób z fenyloketonurią zależy od czasu wdrożenia diety. Przeciętnie
wynosi on około 100; rezultat ten uzyskuje się, stosując taką dietę już od pierwszych
tygodni życia. Mężczyźni muszą przestrzegać jej do ok. 18 roku życia (czyli do
momentu, gdy układ nerwowy osiągnie pełen stopień rozwoju). Kobiety pozostają na
diecie do końca okresu prokreacji. Jest to związane z występowaniem tzw.
fenyloketonurii matczynej. Heterozygotyczne dziecko chorej kobiety może urodzić się z
upośledzeniem umysłowym w przypadku, gdy matka podczas ciąży nie stosuje diety. Jest
to związane z ekspozycją płodu na zwiększony poziom fenyloalaniny, która w okresie
rozwoju przenika do jego organizmu z ustroju matki.

Heterozygotyczność w stosunku do genu fenyloketonurii wykrywa się, analizując zmiany
poziomu tyrozyny i fenyloalaniny we krwi badanej osoby po doustnym podaniu tej
ostatniej w ilości 0,1 g na każdy kilogram masy ciała. Okazuje się, że:

 u homozygot dominujących (FF, czyli osób zdrowych) stężenie fenyloalaniny

wynosi ok. 1,5 mg na 100 ml krwi. Po podaniu fenyloalaniny, stężenie aminokwasu
wzrasta do 8 mg na 100 ml. W ciągu następnej godziny spada ono do 6 mg na 100
ml, a w ciągu kolejnych 24 godzin wraca do normy. Stężenie tyrozyny z kolei w
ciągu godziny po podaniu fenyloalaniny zwiększa się niemal trzykrotnie, aby
wrócić do normy również w ciągu 24 godzin;

 u heterozygot (Ff, czyli nosicieli genu fenyloketonurii) po podaniu fenyloalaniny jej

stężenie we krwi podnosi się do 9 mg na 100 ml w ciągu 2 godzin, po czym obniża
się znacznie wolniej niż u homozygot dominujących. Stężenie tyrozyny we krwi
wzrasta bardzo nieznacznie.

Pobrano z: www.med-news.pl

4

2. Tyrozynemia noworodków.

Choroba jest cechą recesywną autosomalną, której częstość występowania wynosi od
1:200 tys. do 1:100 tys. urodzeń. Wynika ona z niedoboru oksydazy
parahydroksyfenylopirogronowej,

enzymu

utleniającego

kwas

parahydroksyfenylopirogronianowy (keto-pochodna tyrozyny) do kwasu
homogentyzynowego. W efekcie powoduje to wzrost poziomu fenyloalaniny, tyrozyny i
jej metabolitów w ustroju chorego.

Dolegliwości towarzyszące tyrozynemii to przede wszystkim uszkodzenia nerek na
skutek nagromadzenia się metabolitów tyrozyny, a w dalszym etapie — ciężkie postacie
krzywicy, zaburzenia wodno-elektrolityczne, zaburzenia neurologiczne oraz upośledzenie
rozwoju umysłowego. Klinicznie wyróżniamy dwie postaci choroby — ostrą,
prowadzącą do zgonu już w drugim półroczu życia, oraz przewlekłą.

Wykrywanie choroby polega głównie na oznaczaniu stężenia tyrozyny we krwi metodami
biologicznymi bądź mikrobiologicznym testem Guthriego. Nieraz stosuje się również
testy moczowe, pozwalające wykryć w moczu kwasy p-hydroksyfenolowe.

Leczenie tyrozynemii, podobnie jak przy fenyloketonurii, opiera się przede wszystkim na
zachowywaniu odpowiedniej diety (o niskiej zawartości fenyloalaniny i tyrozyny).
Uważa się, że pomocne mogą być wysokie dawki witaminy D.

3. Alkaptonuria.

Choroba jest cechą recesywną autosomalną, występującą z częstością 1:200 tys. urodzeń.
Związana jest z brakiem oksydazy homogentyzynianowej — enzymu rozkładającego
kwas homogentyzynowy do kwasu fumaryloacetooctowego.

Kwas homogentyzynowy powstaje z rozkładu fenyloalaniny i tyrozyny, a nierozłożony
kumuluje się w organizmie, wywołując objawy chorobowe. U chorego występuje
odkładanie się barwnika w obrębie chrząstek przylegających do kości i kręgosłupa,
ciemne, siatkowate przebarwienia skóry w okolicy czoła i policzków oraz plamy
barwnikowe na twardówce (czasem siatkówce) oka. W dalszym etapie pojawiają się
stany zapalne i zmiany zwyrodnieniowe stawów. U małych dzieci choroba nie daje
objawów. Uogólniona pigmentacja tkanki łącznej oraz uszkodzenia stawów (ochronoza)
pojawiają się dopiero w 2-3 dekadzie życia.

Zwiększone ilości kwasu homogentyzynowego są również wydalane z moczem, i pod
wpływem powietrza ulegając utlenianiu. Skutkiem utleniania jest ciemnienie moczu,
który przybiera brązową barwę. Objaw ten może być pomocny przy rozpoznaniu
choroby.

Pobrano z: www.med-news.pl

5

W częściowym ochronieniu oksygenazy w ustroju może dopomóc podawanie
zwiększonych ilości witaminy C.

4. Albinizm.

Choroba dziedziczy się autosomalnie recesywnie z częstością ok. 1:10 tys. Wyróżniamy
odmianę oczno-skórną (tyrozynododatnią i tyrozynoujemną), oraz oczną, która może być
sprzężona z chromosomem X.

Albinizm jest defektem metabolicznym związanym z brakiem enzymu tyrozynazy,
przekształcającego tyrozynę w jeden z prekursorów melaniny. Brak enzymu jest
odpowiedzialny za zahamowanie syntezy melanin w melanocytach (komórkach
barwnikowych) naskórka, cebulek włosowych oraz w tęczówce i siatkówce.

Skóra albinosów jest różowo-czerwona i łatwo ulega oparzeniu pod wpływem
promieniowania UV, włosy są białe i jedwabiste, tęczówki niebieskie lub różowe z
wyraźnym czerwonym połyskiem. Objawem towarzyszącym chorobie jest zmniejszona
ostrość wzroku.

Pobrano z: www.med-news.pl

6

15 stycznia 2002

Prelekcja

IX

GENETYKA MEDYCZNA CZ. II

GRUPY KRWI

Pojęcie grup krwi opisuje zróżnicowanie krwi ludzi związane z obecnością u każdego człowieka
charakterystycznych białek, zwanych antygenami, którym mogą odpowiadać swoiste
przeciwcia a

ł . Antygeny znajdują się na powierzchni krwinek czerwonych człowieka,

przeciwciała natomiast może zawierać surowica krwi, a w większości przypadków także
wydzieliny i płyny ustrojowe. Kontakt antygenu z odpowiadającym mu przeciwciałem wywołuje
aglutynację — zlepianie się krwinek zawierających antygen, stąd też antygeny nazywa się
czasem aglutynogenami, zaś przeciwciała — aglutyninami.

Podstawowym układem grupowym krwi człowieka jest układ AB0, związany z występowaniem
lub brakiem na powierzchni erytrocytów antygenów grupowych A i B, którym odpowiadają
obecne w surowicy przeciwciała α (anty-A) i β (anty-B).

Na b onie erytrocytu znajduje si przeci tnie ok. 1 mln antygenów uk adu AB0, atwo

ł

ę

ę

ł

ł

dost pnych dla przeciwcia ze wzgl du na swoje zewn trzkomórkowe po o enie. Towarzysz im

ę

ł

ę

ą

ł ż

ą

z regu y antygeny uk adu Rh, umieszczone ródb onowo, a co za tym idzie — dla przeciwcia

ł

ł

ś

ł

ł

nieco trudniej dost pne.

ę

PRZECIWCIA A NATURALNE I ODPORNO CIOWE. AGLUTYNACJA

Ł

Ś

Układ AB0 został wykryty przez Landsteinera w 1901 r. Ten sam uczony stwierdził, że

przeciwciała naturalne z klasy IgM (izoprzeciwciała) w przeciwieństwie do przeciwciał IgG
(odpornościowych) powstają bez uprzedniego kontaktu z antygenem. Okazuje się, że jest tak w
istocie. Przeciwciała naturalne wytwarzane są w ustroju ludzkim już po urodzeniu. W
początkowym okresie życia (3-6 miesiąc) jest ich jeszcze za mało, aby mogły aglutynować obce
erytrocyty, jednak ich stężenie szybko wzrasta i między 5. a 10. rokiem życia osiąga swój
maksymalny poziom. W późniejszym wieku zaczyna powoli się zmniejszać i u ludzi starszych
ponownie spada na tyle, że aglutynacja jest znacznie ograniczona.

Różnice między przeciwciałami naturalnymi i odpornościowymi wynikają z ich

odmiennej budowy. Wykryto, że na błonie erytrocytu występują reszty kwasu sjalowego,
nadające mu pewien elektryczny ładunek ujemny. W środowisku elektrolitu (np. 0,9 % NaCl)
erytrocyt przyciąga zatem kationy, wytwarzając wokół siebie otoczkę o dodatnim potencjale.
Obecność takich otoczek o jednoimiennym ładunku elektrycznym powoduje, że erytrocyty są od
siebie oddalone o około 25 nm.

Miejsca wiążące antygen przeciwcia naturalnych z klasy IgM

ł

są od siebie oddalone o

ok. 30 nm, co sprawia, że po ich zetknięciu z odpowiednim antygenem reakcja aglutynacji
następuje bardzo łatwo. Przeciwciała naturalne nazywa się więc często aglutyninami
kompletnymi.

Zasięg ramion przeciwcia odporno ciowych z klasy IgG

ł

ś

wynosi z kolei ok. 14 nm, co

powoduje, że w standardowych warunkach reakcja aglutynacji zachodzi znacznie trudniej.

Pobrano z: www.med-news.pl

7

Przeciwciałom tym nadano nazwę aglutynin niekompletnych. Do grupy tej należą przeciwciała
anty-D (anty-Rh).

Okazuje się, że zasięg miejsc wiążących antygen tych przeciwciał można zwiększyć,

działając na nie środkami redukującymi (powoduje to rozbicie mostków dwusiarczkowych
między łańcuchami ciężkimi cząsteczki IgG). Zmienione w ten sposób przeciwciała są
stosowane do identyfikacji antygenu D i D

u

układu Rh.

Aglutynację zachodzącą z udziałem przeciwciał niekompletnych może przyspieszyć

również obniżenie ujemnego ładunku na ich powierzchni erytrocytów. Możemy tego dokonać na
drodze trawienia erytrocytów enzymami takimi jak papaina, ficyna czy bromelaina,
usuwającymi reszty kwasu sjalowego.

IDENTYFIKACJA ANTYGENÓW

Określenie grupy krwi wymaga stwierdzenia ilości i rodzaju antygenów występujących

na powierzchni erytrocytów.

W celu wykrycia we krwi antygenów o budowie wielocukrowej używa się często białek

roślinnych lub białek bezkręgowców, mających zdolność wiązania określonych cukrów.
Przykładem takiego białka jest lektyna, fitoaglutynina otrzymywana z rośliny Dolichos biflorus.
Działanie wodnym wyciągiem z nasion tej rośliny (tzw. Dolichotest) pozwala odróżnić antygen
A

1

od A

2

. Różnicę można zaobserwować gołym okiem — erytrocyty zawierające antygen A

1

są

aglutynowane ok. 500 razy silniej niż te z antygenem A

2

. Lektyny wiążą α-N-acetylo-D-

galaktozaminę A.

Fitoaglutyniny obecne w wodnym wyciągu z rośliny Bandeiraea simplicifolia dzięki

swojej zdolności wiązania α-D-galaktozy pozwalają wykryć antygen B. Z kolei wyciąg z rośliny
Lotus teragonolobus, której fitoaglutyniny wiążą L-fukozę, umożliwia wykrycie antygenu H
(identyfikacja grupy krwi 0).

Cząsteczki krzyżowo reagujące z antygenami układu AB0 znaleziono również w

komórkach bakterii, w płytkach roślin i komórkach zwierzęcych — przykładem mogą być
heteroaglutyniny obecne w surowicy końskiej.

We współczesnych technikach laboratoryjnych często stosuje się tzw. przeciwcia a

ł

monoklonalne. Są one wytwarzane in vitro z przez klonowanie hybryd pochodzących z fuzji
limfocytów B i komórek szpiczaka (nowotworu szpiku kostnego, którego komórki również
pochodzą z szeregu rozwojowego limfocytów B). Powstałe hybrydy są zdolne do syntezy białek,
a zarazem mają charakter nowotworowy, co zapewnia im nieśmiertelność i umożliwia długą ich
hodowlę.

Przeciwciała monoklonalne przez dłuższy czas pozyskiwano z komórek mysich; dzisiaj

można je otrzymać również z komórek człowieka. Stało się to możliwe dzięki wyhodowaniu
myszy chimerycznych i transgenicznych. U myszy chimerycznych układ immunologiczny w
całości zostaje zastąpiony ludzkim. Wyhodowanie myszy transgenicznej polega na
wprowadzeniu do mysich limfocytów B genów układu immunologicznego człowieka. Po raz
pierwszy dokonali tego w 1984 r. Milstein i Kochler.

Przeciwciał monoklonalnych używa się do wykrywania i określania stężenia leków,

enzymów, hormonów, a także w diagnostyce, lokalizacji i leczeniu nowotworów. Przydatne są
również w immunosupresji, np. po przeszczepach, lub jako odczynniki monoklonalne IgM do
oznaczania układu grupowego AB0. Ponadto pozwalają na identyfikację rozmaitych innych

Pobrano z: www.med-news.pl

8

układów grupowych, np. układu Rh (antygeny D, C

w

, C, c, E, e) czy układów Lewis, Kidd, P,

MNSs i Kell.

12 lutego 2002

Prelekcja X

GENETYKA MEDYCZNA CZ. III

DETERMINACJA P CI

Ł

U zwierząt wyróżnia się następujące rodzaje genetycznej determinacji płci:

♀

♂

1. Lygeus

XX

XY

(ssaki)

2. Protenor

XX

X

(pluskwiaki, nicienie)

3. Abraxas

ZW

ZZ

(ryby, płazy, gady, ptaki)

4. Fumea

X

XX

(motyle z rodzaju Fumea)

Determinacja płci u ssaków jest modelem tzw. prze czenia rozwojowego

łą

, tzn. przejścia z

jednego szlaku rozwojowego na inny. Zygota ssaków jest biseksualna — oznacza to, że podczas
rozwoju embrionalnego niezróżnicowana gonada może rozwinąć się w jądro lub jajnik.
Czynnikiem powodującym jej rozwój w kierunku gonady męskiej jest czynnik TDF, mieszczący
się w ramieniu krótkim chromosomu Y, w obrębie specyficznego regionu zwanego SDR (z ang.
Sex Determiny Region).

 Jeżeli ww. czynnika brakuje, niezróżnicowana gonada staje się jajnikiem, a różnicowanie

płciowe przebiega w kierunku osobnika żeńskiego.

 Jeżeli czynnik TDF jest obecny, gonady rozwijają się w jądra, które rozpoczynają

produkcję dwóch hormonów działających miejscowo. Komórki kanalików nasiennych
Sertoliego wydzielają inhibitor przewodu Millera, powodując zanik pierwotnej macicy
i jajowodów. Z kolei komórki śródmiąższowe jąder produkują testosteron, który
stymuluje różnicowanie się przewodów Wolffa w najądrza, nasieniowód i pęcherzyki
nasienne oraz odpowiada za męskie cechy zewnętrznych narządów płciowych.

Czynnik TDF utożsamiany jest obecnie z genem SRY, obejmującym otwartą ramkę odczytu,
która koduje białko zawierające domenę złożoną z 80 aminokwasów. Domena ta posiada
zdolność wiązania się ze specyficzną sekwencją DNA. Gen SRY jest zatem genem
regulatorowym, którego białkowy produkt kontroluje aktywność innych genów biorących
udział w determinacji płci.

Innym znanym czynnikiem biorącym udział w determinacji płci w kierunku osobnika męskiego
jest gen HY, znany inaczej jako SMCY. Jest on zlokalizowany w części krótkich ramion
chromosomu Y. Gen ten koduje u ludzi antygen HY, który wydzielany przez komórki
podporowe Sertoliego pierwotnej gonady powoduje przekształcenie jej w jądra. Antygen ten
przejawia słabe działanie immunologiczne i w wyjątkowych wypadkach może powodować
odrzucanie przeszczepu tkanek samca przez samicę (jego wykrycia u myszy dokonano właśnie
dzięki nie przyjmowaniu się takiego przeszczepu). Gen homologiczny do genu HY
zlokalizowany jest w chromosomie X i koduje produkt białkowy różniący się dwoma
aminokwasami od antygenu HY.

Pobrano z: www.med-news.pl

9

Czasami zdarza się, że nieprawidłowości genetyczne powodują znaczące zaburzenia
prawidłowego kształtowania się płci. Przykładem może być upośledzenie rozwojowe
spowodowane mutacją sprzężoną z chromosomem X i określane jako TFM, czyli zespół
feminizuj cych j der

ą

ą

(pseudohermafrodytyzm męski, zespół niewrażliwości na androgeny).

Osobnicy z tą mutacją na skutek defektu w budowie białkowego cytoplazmatycznego receptora
androgenów prezentują fenotyp żeński mimo kariotypu 46, XY oraz obecności i prawidłowej
czynności wydzielniczej jąder.

DETERMINACJA P CI U MUCHY OWOCOWEJ

Ł

Determinację płci u muchy owocowej Drosophila melanogaster po raz pierwszy opisał Bridges.
Okazuje się, że za płeć u tego gatunku nie jest odpowiedzialna obecność lub brak odpowiednich
heterochromosomów, lecz stosunek liczby chromosomów X do liczby garniturów autosomów
(przyjmuje się, że jeden garnitur stanowią trzy autosomy) — tzw. wska nik Bridgesa

ź

.

Wartość tego wskaźnika,

(A)

X

, pozwala nam określić płeć muchy o dowolnym kariotypie:

9, XXX

5

,

1

(A)

2

X

3

=

„nadsamica”

12, XXX

1

(A)

3

X

3

=

samica

11, XX

67

,

0

(A)

3

X

2

=

interseks

7, X

5

,

0

(A)

2

X

1

=

samiec

10, X

33

,

0

(A)

3

X

1

=

„nadsamiec”

Jeżeli wartość wskaźnika Bridgesa przekracza 1,5 lub jest mniejsza od 0,33 — dany osobnik jest
letalny.

Osobniki różnych płci Drosophila melanogaster można odróżnić również po fenotypie. Samice
mają wydłużony tułów i pięć poprzecznych pasków na grzbiecie, samce natomiast
charakteryzuje tułów skrócony i tylko trzy poprzeczne paski.

CHROMATYNA P CIOWA U CZ OWIEKA

Ł

Ł

Chromatynę płciową u człowieka reprezentują przede wszystkim tzw. cia ka Barra

ł

.

występujące w komórkach mających więcej niż jeden chromosom X. Znajdujemy je niemal we
wszystkich komórkach ustroju. Ciałko Barra jest unieczynnionym chromosomem X, mającym
postać grudki zbitej chromatyny, która swoją płaską powierzchnią przylega bezpośrednio do
otoczki jądra.

Według hipotezy Lyon grudek takich w komórce jest zawsze o jedną mniej niż chromosomów X
w kariotypie. Pojedyncze ciałka Barra spotykamy u wszystkich normalnych kobiet (46, XX), ale
również u mężczyzn z zespołem Klinefeltera (47, XXY). W przypadku zespołu „nadkobiety”
(47, XXX) ciałek Barra jest po dwa w każdej komórce.

Pobrano z: www.med-news.pl

10

Inną nieraz spotykaną formą chromatyny X jest tzw. „pa eczka dobosza”

ł

, występująca w

jądrach granulocytów obojętnochłonnych.

Chromatynę płciową męską możemy zaobserwować w 30–80% komórek mężczyzn w postaci
cia ka Y

ł

. Jest to chromosom Y, widoczny w jądrze komórkowym w postaci małej grudki

wykazującej silną fluorescencję. Badanie ciałka Y jest jedną z metod określenia płci
kariotypowej. Liczba ciałek Y w jądrze komórkowym równa jest liczbie chromosomów Y w
kariotypie.

Ciałko Y może być niewidoczne u mężczyzn, u których wystąpiła delecja części ramion długich
chromosomu Y, gdyż to ich dystalne części najsilniej świecą w obrazie fluorescencyjnym.

Pobrano z: www.med-news.pl

11

19 lutego 2002

Prelekcja

XI

GENETYKA MEDYCZNA CZ. IV

CHROMOSOMY POLITENICZNE

Chromosomy politeniczne (olbrzymie) są to wielkie chromosomy o rozmiarach nawet ponad
sto razy przekraczających przeciętną. Powstają one w wyniku wielokrotnych endomitoz i
złożone są z wielu chromatyd (512, 1024, 4096), które łączą się ze sobą na całej długości. W
jednym chromosomie występuje do kilku tysięcy poprzecznych pasm o charakterystycznym
układzie. Powstawanie tych pasm wiąże się ze ścisłym połączeniem chromatyd tworzących
chromosom i wynika z sąsiadowania ze sobą takich samych fragmentów poszczególnych
spośród nich.

Na chromosomach politenicznych powstają ponadto charakterystyczne zgrubienia, tzw. pufy
albo pierścienie Balbianiego. Stanowią one strukturalne modyfikacje pewnych części
chromosomu — uważa się, że są efektem jego lokalnego rozszczepienia na pojedyncze
chromatydy. Pufy są miejscami szczególnie aktywnej syntezy RNA; po utworzeniu pufu
następuje wydatny wzrost syntezy tego kwasu.

Chromosomy politeniczne obecne są głównie w komórkach tkanek sekrecyjnych, m.in. w
gruczołach ślinowych larw owadów (przede wszystkim muchówek), a także w cewkach
Malpighiego, komórkach nabłonka rectum, ciałach tłuszczowych.

MUTACJE GENOMOWE ZWI ZANE Z HETEROCHROMOSOMAMI

Ą

Do mutacji genomowych związanych z chromosomami płciowymi zalicza się przede wszystkim
aneuploidie tych chromosomów.

1. Zespó Turnera

ł

.

Mianem zespołu Turnera, występującego z częstością 1:5 tys. urodzonych dziewczynek,
określa się monosomię X.

Do możliwych kariotypów należą:

•

45, X

klasyczna monosomia

57%

•

46, Xi (Xq)

izochromosom ramienia długiego chromosomu X

17%

•

46, XX / 45, X

mozaika

16%

•

46, XX; del (Xp)

ubytek krótkiego ramienia chromosomu X

10%

Około 99% płodów z tym zespołem ulega samoistnemu poronieniu. Jak dotąd wśród
rodziców cierpiących nań dzieci nie stwierdzono osób w starszym wieku, zdarzał się on
natomiast u dzieci urodzonych przed 21. rokiem życia matki.

Pobrano z: www.med-news.pl

12

Zespół Turnera należy do grupy dysgenezji gonad. Oznacza to, że u chorej kobiety
zamiast jajników wytwarzają się łącznotkankowe pasma, w których nigdy nie stwierdza
się prawidłowych komórek płciowych.

Kobiety z zespołem Turnera są oczywiście niepłodne i oprócz dysgenetycznych gonad
wyróżniają się cechami takimi jak: niski wzrost, zmiany w układzie kostnym, z cech
wtórnych niedorozwój drugo- i trzeciorzędowych cech płciowych. U chorych kobiet
znacznie częściej zdarzają się choroba Hashimota, osteoporoza, nadciśnienie tętnicze
oraz nowotwory nie wywodzące się z gonad.

2. Zespó Klinefeltera

ł

.

Mianem zespołu Klinefeltera określa się występowanie jednego lub większej liczby
dodatkowych chromosomów X w kariotypie mężczyzny. Częstość tego zespołu wynosi
ok. 1:1000 urodzonych chłopców. Dowiedziono, że rośnie ona wraz z wiekiem matki.

Do możliwych kariotypów należą:

•

47, XXY

trisomia

75%

•

46, XY / 47, XXY

mozaika

15%

•

48, XXXY

tetrasomia

49, XXXXY

pentasomia

10%

Zespół Klinefeltera powstaje na skutek nondysjunkcji heterochromosomów podczas I lub
II podziału mejotycznego u matki, a u ojca, kiedy w I podziale mejotycznym powstaną
plemniki XY). W trisomii X dodatkowy chromosom w 60% przypadków pochodzi od
matki, a w pozostałych 40% — od ojca.

Niepłodność mężczyzn z zespołem Klinefeltera związana jest ze zwyrodnienie kanalików
nasiennych (dysgenezja kanalików nasiennych) i zanikiem komórek płciowych,
prowadzącym do azoospermii.

Charakterystyczna dla chorych jest eunuchoidalna (kobieca) budowa ciała. Prawidłowy
fenotyp męski występuje rzadko. Zespołowi towarzyszy zazwyczaj upośledzenie
umysłowe, tym większe, im więcej nadliczbowych chromosomów X.

3. Zespó „nadkobiety”

ł

.

Zespół ten charakteryzuje się kariotypem 47, XXX. Występuje on z częstością 1:1000
noworodków płci żeńskiej, a częstość występowania wzrasta z wiekiem matki.
Aneuploidia heterochromosomów powstaje na skutek nondysjunkcji w I lub II podziale
mejotycznym u matki lub w II podziale mejotycznym u ojca.
Kobiety z tym zespołem są klinicznie prawidłowe i większości płodne.

4. Kariotyp XYY.

Kariotyp 47, XYY zdarza się z częstością 1:1000 noworodków płci męskiej, bez
widocznego wpływu wieku rodziców. Taki układ chromosomów powstaje w wyniku
utworzenia spermatydy YY w II podziale mejotycznym lub w wyniku nondysjunkcji
chromosomu Y po zapłodnieniu.

Pobrano z: www.med-news.pl

13

Mężczyźni z tym kariotypem są w większości płodni. Przy wysokim wzroście zachowują
prawidłowe proporcje ciała, charakteryzuje ich jednak z reguły niższy iloraz inteligencji
oraz zaburzenia zachowania z agresywnością włącznie.

MORFOGRAM

Aby ocenić prawidłowość budowy ciała, wykonuje się tzw. morfogram. Badanie to polega na
ocenie pięciu określonych wymiarów antropometrycznych i porównaniu ich z wymiarami w
przybliżeniu wzorcowymi.

Przy wykonaniu morfogramu mierzy się:

1) Obwód klatki piersiowej.

Obwód ten mierzy się na bezdechu, zaś taśma miernicza powinna przebiegać przez punkt
XIPHION(ALE). Punkt ten w stanie spoczynku znajduje się w linii pośrodkowej ciała na
powierzchni mostka, w miejscu połączenia trzonu mostka z wyrostkiem mieczykowatym.

2) D ugo ko czyny dolnej

ł

ść

ń

.

Długość tę mierzymy taśmą od punktu TROCHANTERION (najwyższy punkt krętarza
większego kości udowej) do płaszczyzny poziomej (basis), na której stoi badany.

3) Wysoko cia a

ść

ł .

Mierzymy ją w pozycji stojącej od płaszczyzny poziomej do punktu VERTEX
(najwyższy punkt czaszki). Głowa podczas badania powinna być ustawiona w tzw.
poziomej frankfurckiej (tzn. przechylona tak, aby linia łącząca górny brzeg otworu
słuchowego zewnętrznego z dolnym brzegiem oczodołu przebiegała równolegle do
podłoża).

4) Szeroko barków

ść

.

Mierzymy ją od przodu cyrklem kabłąkowym, którego ramiona powinny dotykać
obydwu punktów ACROMION (najbardziej bocznie i ku górze położony punkt na
zewnętrznej krawędzi wyrostka barkowego łopatki).

5) Szeroko mi dzykr tarzowa

ść

ę

ę

.

Pomiaru dokonujemy od tyłu cyrklem kabłąkowym, którego ramiona dotykają obydwu
punktów TROCHANTERION.

Pobrano z: www.med-news.pl

14

26 lutego 2002

Prelekcja XII

GENETYKA MEDYCZNA CZ. V

ZESPO Y CHOROBOWE ZWI ZANE Z ANEUPLOIDI AUTOSOMÓW

Ł

Ą

Ą

1. Zespó Downa

ł

.

Zespół Downa pojawia się z przeciętną częstością 1:700 urodzeń. Ryzyko wystąpienia
zespołu wyraźnie wzrasta z wiekiem matki — wśród kobiet 40-letnich ma się już jak
1:100, a wśród 45-letnich — jak 1:50 lub jeszcze więcej. Około 60% płodów z tą
aberracją ulega samoistnemu poronieniu.

Przyczyną zespołu Downa jest pojawienie się w komórce dodatkowej trzeciej porcji
materiału genetycznego zawartego w końcowym odcinku długich ramion chromosomu
21.

I. W 95% przypadków zespół Downa spowodowany jest regularn (prost ) trisomi

ą

ą

ą

chromosomu 21. W kariotypie pojawia się wówczas dodatkowy chromosom, co
przedstawia się: 47, XX, + 21 lub 47, XY, + 21.

II. W 3% przypadków mamy do czynienia z trisomi powsta

w wyniku

ą

łą

translokacji. U osobników z translokacyjnym zespołem Downa stwierdza się
wprawdzie prawidłową liczbę 46 chromosomów, jednak występuje u nich nadmiar
materiału genetycznego w postaci translokacji dodatkowego chromosomu 21. do
innego akrocentrycznego chromosomu z grupy D (13, 14, 15) lub G (21, 22).

Mówimy wówczas o translokacji niezrównoważonej, przedstawianej przez kariotypy:

46, XX (XY), – 14, + t(14q; 21q)
46 XX (XY), – 21, + t(21q; 21q).

W wyniku takiej translokacji w komórce trzykrotnie pojawia się informacja zawarta
w ramionach długich chromosomu 21., co fenotypowo odpowiada regularnej trisomii.

III. 1-2% przypadków odpowiada mozaikowatość, w której połowa linii genetycznej

jest prawidłowa, połowa zaś wykazuje trisomię 21.

IV. Osobn grup stanowi

ą

ę

ą nosiciele zespołu Downa, czyli osoby z translokacją

zrównoważoną. W translokacji tego typu w kariotypie pojawia si tylko 45

ę

chromosomów, ale ubytki dotycz mniej znacz cego materia u genetycznego

ą

ą

ł

zawartego w ramionach krótkich chromosomów D i G. Kariotypy przedstawiaj si

ą ę

nast puj co:

ę

ą

45, XX (XY), – 14, – 21, + t(14q; 21q)

Pobrano z: www.med-news.pl

15

45 XX (XY), – 21, – 21, + t(21q; 21q)

Nosiciele (albo inaczej osoby z utajonym zespołem Downa) na pierwszy rzut oka nie
wykazuj objawów choroby, poniewa ramiona d ugie chromosomu 21. pozostaj w

ą

ż

ł

ą

ich kariotypie w liczbie dwóch. Znacznie cz ciej przekazuj jednak zespó Downa

ęś

ą

ł

swojemu potomstwu; st d w ród nosicielek obserwuje si wy szy procent poronie ,

ą

ś

ę

ż

ń

wynikaj cy z samoistnego usuwania zygot i p odów z aberracj . Ponadto m czy ni-

ą

ł

ą

ęż

ź

nosiciele s niep odni na skutek zaburze spermatogenezy.

ą

ł

ń

Cechy wyróżniające chorych z zespołem Downa to charakterystyczne zmiany budowy
ciała i niedorozwój umysłowy. Ponadto występuje wśród nich wysoka śmiertelność i
zaburzenia płodności (kobiety na ogół są zdolne do zajścia w ciążę, mężczyźni jednak są
niepłodni).

2. Zespó Edwardsa

ł

.

Zespół pojawia się z częstością 1:3 tys. żywo urodzonych dzieci, przy czym ryzyko
wystąpienia aberracji rośnie wraz z wiekiem matki. W rozwoju prenatalnym blisko 80%
płodów z tą wadą ulega samoistnemu poronieniu. Płody płci męskiej ulegają poronieniu
częściej niż żeńskiej, stąd wśród noworodków z zespołem Edwardsa więcej jest
dziewczynek.

Przyczyną zespołu Edwardsa jest trisomia chromosomu 18. Aberracja powstaje w
wyniku nondysjunkcji podczas I lub II podziału mejotycznego u jednego z rodziców.
Kariotyp osobnika obciążonego tym zespołem przedstawia się: 47, XX, + 18 lub 47, XY,
+ 18. Czasami mamy do czynienia z mozaikowatością 46, XX (XY) / 47, XX (XY), + 18.
Dodatkowy chromosom 18. jest zazwyczaj przeniesiony na jeden z chromosomów grupy
D lub C.

Chorych cierpiących na zespół Edwardsa charakteryzuje głębokie upośledzenie
umysłowe Ponadto znacznie częściej występują wśród nich wady serca, nerek i innych
narządów. Około 30% spośród nich umiera już w pierwszym miesiącu życia, zaledwie
10% przeżywa pierwszy rok.

3. Zespó Patau

ł

.

Przyczyną tego zespołu jest trisomia chromosomu 13. Kariotyp osobnika obciążonego tą
aberracją przedstawia się: 47, XX, + 13 lub 47, XY, + 13. W niektórych przypadkach
zespołu Patau występuje translokacja (niezrównoważona) nadliczbowego chromosomu
13. na inny autosom, najczęściej z grupy C lub E. W około 5% przypadków mamy do
czynienia z mozaikowatością 46, XX (XY) / 47, XX (XY), + 13.

Trisomia chromosomów 13. spowodowana jest nondysjunkcją I lub II podziału
mejotycznego u któregoś z rodziców. Dosyć często, bo w ok. 20% przypadków jedno z
rodziców jest nosicielem translokacji zrównoważonej.

Częstość zespołu wynosi od 1:5 tys. do 1:15 tys. żywych urodzeń, przy czym
stwierdzono zależność między jego występowaniem a wiekiem matki. Śmiertelność
wśród dzieci nim obciążonych jest bardzo wysoka — ok. 70% noworodków umiera w
pierwszym półroczu życia.

4. Zespó „cri du chat” („kociego krzyku”)

ł

.

Pobrano z: www.med-news.pl

16

Przyczyną tego zespołu, w przeciwieństwie do poprzednich, nie jest zwielokrotnienie
liczby chromosomów, lecz delecja ramion krótkich chromosomu 5. Kariotyp osobnika
obciążonego zespołem przedstawia się: 46, XX, del (5p) lub 46, XY, del (5p).

Częstość zespołu wynosi ok. 1:50 tys. urodzeń. Opisano przypadki urodzenia chorych
dzieci przez kobiety fenotypowo zdrowe, lecz będące nosicielkami translokacji
zrównoważonej, polegającej na przeniesieniu krótkich ramion chromosomu 5. na któryś z
autosomów z grupy D lub G.

HETEROPLOIDIA AUTOSOMÓW

W wyniku asymetrycznych podziałów mitotycznych komórek nowotworowych w komórkach
potomnych powstają nowe warianty komórkowe ze zmienioną liczbą chromosomów. Zjawisko
takie określamy mianem heteroploidii.

Obserwujemy je np. w komórkach określanych jako He-La — najstarszej sztucznie
utrzymywanej hodowli ludzkich komórek nowotworowych na świecie. Pobrano je od pacjentki
(od której imion pochodzi nazwa komórek), u której stwierdzono raka płaskonabłonkowego
(gruczolakoraka) szyjki macicy. Komórki te posiadają pewne stałe cechy kariotypowe i
metaboliczne — np. zmutowany gen kodujący produkcję enzymu dehydrogenazy gluko-6-
fosforanowej (G-6PD). Stały się one istotnym obiektem badań klinicznych nad nowotworami,
syntezą białka, mutacjami.

Asymetryczne podziały mitotyczne podczas kariokinezy stwierdzono także w komórkach
nowotworowych myszy, określanych jako NK/Ly (Nemeth-Keller Lymphoma).

MUTACJE

Mutacja genowa jest to dziedziczna zmiana w obr bie JEDNEGO GENU, powstaj ca

ę

ą

nagle, skokowo i prowadz ca do przekszta cenia tego genu w jego nowy allel. Mutacje

ą

ł

genowe dotycz ce tylko jednej zasady nukleinowej nosz nazw mutacji punktowych.

ą

ą

ę

Polegaj one na zmianie chemicznej struktury genu, tj. zamianie, wstawieniu, wypadni ciu

ą

ę

lub utracie pary nukleotydów.

W odró nieniu od mutacji genowej,

ż

mutacja genomowa dotyczy garnituru chromosomów jako

ca o ci i z regu y wi e si ze zmian liczby chromosomów.

ł ś

ł

ąż

ę

ą

Średnia częstość mutacji jest porównywalna u wielu gatunków i wynosi od 10

-4

do 10

-6

mutacji

na jedno locus w jednym pokoleniu (u ludzi mniej więcej 10

-5

). Ponieważ jednak liczba loci

wynosi między 10

5

a 10

6

, w ciągu jednego pokolenia w danym zestawie genów zachodzi średnio

od 1 do 10 mutacji.

Mutacje mogą zachodzić spontanicznie bądź też być indukowane przez działanie rozmaitymi
czynnikami (promieniowanie ultrafioletowe i jonizujące, określone związki chemiczne). Między
mutacjami spontanicznymi a indukowanymi nie stwierdza się przy tym żadnych różnic.

DO WIADCZENIE LEDERBERGÓW

Ś

Pobrano z: www.med-news.pl

17

Spontaniczne występowanie mutacji udowodniło ostatecznie do wiadczenie Lederbergów

ś

.

Przeprowadzając je w 1952 r. bracia Lederbergowie wykazali możliwość powstawania szczepów
bakterii opornych na dany czynnik selekcyjny bez udziału tego czynnika. Doświadczenie to
polega na wyhodowaniu na płytce matrycowej kolonii nieodpornych bakterii, a następnie na
przeniesieniu bakterii z tej płytki na inną, która zawierać będzie czynnik selekcyjny (np.
streptomycynę).

Dokonuje się tego tzw. metodą stemplową, używając bloczka obciągniętego jałowym
aksamitem, którego włoski pełnią rolę wielokrotnej ezy (równomiernie przenoszą bakterie). Na
bloczek nakłada się na początku płytkę matrycową, a następnie kilka kolejnych płytek ze
streptomycyną. Na każdej z płytek zaznaczamy, w jaki sposób nałożona została na bloczek, po
czym po kilkugodzinnej inkubacji porównujemy rozkład miejsc, w jakich wyrosły oporne
kolonie. Okazuje się, że jest on podobny na wszystkich płytkach, z czego wnioskujemy, że
mutacja powodująca odporność na streptomycynę zaszła już na płytce matrycowej, mimo że nie
zetknęła się ona w żadnym momencie z czynnikiem selekcyjnym.

Chcąc uzyskać czyste mutanty odporne na streptomycynę, powtarzamy doświadczenie kilka
razy, za każdym razem pobierając bakterie do nowej hodowli z miejsca, w którym wyrosła
oporna kolonia.

Oporno bakterii na streptomycyn powstaje w wyniku mutacji jednego z genów komórki

ść

ę

bakteryjnej i zachodzi z cz sto ci raz na 10

ę ś ą

-9

komórek w jednej generacji. Mutacja taka

powoduje skokowe powstanie oporno ci na najwy sze praktyczne st enie tego antybiotyku, w

ś

ż

ęż

przeciwie stwie do oporno ci np. na penicylin , wi

cej si z wielokrotn mutacj w kierunku

ń

ś

ę

ążą

ę

ą

ą

zwi kszaj cej si odporno ci na ten antybiotyk.

ę

ą

ę

ś

RÓ NICE GENETYCZNE A ZMIENNO

FENOTYPOWA MUCHY DOMOWEJ

Ż

ŚĆ

Na podstawie map genetycznych chromosomów politenicznych możemy badać mutacje genów
odpowiedzialnych za określone fenotypy muchy domowej. Jak dotąd udało się określić kilka
genów odpowiedzialnych za następujące zmiany fenotypowe:

•

mutacja white — polega na zmianie barwy oczu z czerwonej na białą; zmiana taka
uwarunkowana jest powstaniem recesywnej formy allela znajdującego się w
chromosomie X;

•

mutacja nub

2

— objawia się skróceniem skrzydeł i zachodzi w autosomie 3.;

•

mutacje ebony i yellow — wiążą się ze zmianą barwy ciała, odpowiednio na ciemną lub
żółtą;

•

mutacja bar — objawia się wstęgowatymi oczami o zredukowanej liczbie fasetek; cecha
ta wiąże się z duplikacją odpowiedniego genu znajdującego się w chromosomie X.
Triplikacja tego genu powoduje mutację ultra bar.

Pobrano z: www.med-news.pl

18

5 marca 2002

Prelekcja XIII

GENETYKA MEDYCZNA CZ. VI

DZIEDZICZENIE CECH POLIGENOWYCH

Cechy poligenowe, czyli takie, o dziedziczeniu których decyduje więcej niż jeden gen, stanowią
znaczącą większość wszystkich dziedziczonych cech. Możemy podzielić je na:

•

jako ciowe

ś

— są nimi głównie wady wrodzone (takie jak rozszczep podniebienia,

zwężenie odźwiernika, zwichnięcie stawu biodrowego) oraz częste choroby wieku
dojrzałego (schizofrenia, choroba wrzodowa, choroby alergiczne);

•

ilo ciowe

ś

— należą do nich np. masa ciała, wzrost, barwa skóry, ciśnienie tętnicze krwi,

iloraz inteligencji, liczba erytrocytów itp. Dobrym przykładem cechy ilościowej, zależnej
bezpośrednio od wzrostu i masy ciała, jest powierzchnia ciała PC, opisywana wzorem
Isakssona:

(

)

1

100

+

+

=

dH

P

PC

gdzie P oznacza masę ciała w kilogramach,
zaś dH — różnicę wzrostu ciała w stosunku do 160 cm.

Rozkład cechy ilościowej jest wynikiem zarówno genotypu, jak i oddziaływania czynników
środowiska. Częstość jej występowania podlega prawu normalnego rozkładu i może być
zilustrowana krzywą Gaussa.

Rozkład cech ilościowych (poszczególnych fenotypów) w pokoleniu F

2

możemy badać również

za pomocą trójk ta Pascala

ą

.

1

1

1

1

2

1

1

3

3

1

1

4

6

4

1

1

5

10

10

5

1

1

6

15

20

15

6

1

1

7

21

35

35

21

7

1

1

8

28

56

70

56

28

8

1

1

9

36

84

126

126

84

36

9

1

1

10

45

120

210

252

210

120

45

10

1

Dalsze rz dy trójk ta konstruuje si , na skraju rz dów dodaj c „1”, a poni ej ka dej pary liczb

ę

ą

ę

ę

ą

ż

ż

wstawiaj c kolejn liczb b d c ich sum .

ą

ą

ę ę ą ą

ą

Pobrano z: www.med-news.pl

19

Badany przez nas rząd trójkąta zależy od ilości genów polimerycznych (zwanych także
kumulatywnymi), warunkujących daną cechę. Jeżeli cechę tę warunkuje np. 6 alleli (czyli 3
pary), rozkład fenotypów przedstawia rząd 6. Jeżeli cecha warunkowana jest przez 5 par alleli,
analizujemy rząd 10. itd. Rzędy oznacza się kolejnymi liczbami naturalnymi, przy czym
najwyższemu rzędowi w trójkącie („1”) daje się numer 0.

WYMIARY CZASZKI JAKO CECHA ILO CIOWA

Ś

Jako dobry przykład cechy ilościowej mogą służyć wymiary ludzkiej czaszki, do których
badania używamy antropomierza.

1) D ugo czaszki

ł

ść

D.

Mierzymy ją między punktem GLABELLA (gładzizna kości czołowej) a punktem
OPISTHOCRANION (najbardziej oddalony od gładzizny punkt na kości potylicznej).

2) Szeroko czaszki

ść

S.

Mierzymy ją między dwoma punktami EURYON (punkt na kości ciemieniowej lub

skroniowej najbardziej oddalony od płaszczyzny pośrodkowej ciała).

3) Wysoko czaszki

ść

W.

Wysokość czaszki inaczej mierzy się na czaszce martwej, a inaczej u żywego człowieka.
Na czaszce martwej oznacza się odległość między punktami BASION (punkt przecięcia

płaszczyzny pośrodkowej ciała z przednią krawędzią otworu wielkiego) i BREGMA
(miejsce zetknięcia się szwów strzałkowego z wieńcowym).

U żywego człowieka mierzy się odległość między punktami VERTEX i TRAGION

(punkt na górnym brzegu skrawka małżowiny usznej). Wysokość czaszki otrzymujemy,
odejmując tę odległość od wyrażonego w centymetrach wzrostu badanego.

Znajomość tych trzech wymiarów, wyrażonych w centymetrach, pozwala obliczyć wskaźnik
szerokościowo-długościowy oraz pojemność czaszki.

Wska nik szeroko ciowo-d ugo ciowy

ź

ś

ł

ś

oznaczany jest jako W

SD

i przedstawia się wzorem:

%

100

D

S

W

SD

⋅

=

Pojemno czaszki V

ść

można mierzyć dwiema metodami:

1) Metoda Broca.

Polega na wypełnieniu uszczelnionej czaszki kaszą jaglaną, a następnie przesypaniu

kaszy do cylindra miarowego i odczytania wyniku ze skali. Metoda ta stosowana jest
wyłącznie do pomiaru pojemności czaszek martwych.

2) Metoda Pearson-Lee.

Metodę tę stosuje się do badania czaszek uszkodzonych lub przy pomiarach
dokonywanych in vivo. Polega na zmierzeniu w wyżej opisany sposób długości,

Pobrano z: www.med-news.pl

20

szerokości i wysokości czaszki a następnie obliczeniu pojemności, zależnie od płci, z
odpowiedniego wzoru:

♂ V = 524,6 + 0,266 · D · S · W

♀ V = 812,0 + 0,156 · D · S · W

Otrzymujemy w ten sposób pojemność czaszki w cm

3

.

EWOLUCYJNE ZMIANY BUDOWY CZASZKI U NACZELNYCH

W toku ewolucji człowieka występowała tendencja do zwiększania się objętości czaszki — z ok.
650 cm

3

u małp do ok. 1500 cm

3

u ludzi. Człowieka od innych naczelnych odróżnia jednak nie

tylko pojemność czaszki, ale i szereg innych cech jej budowy. Dla porównania możemy zestawić
wybrane cechy czaszki człowieka (Homo sapiens) i goryla (Gorilla sp.):

Gorilla sp.

Homo sapiens

1) trzewioczaszka większa od mózgoczaszki mózgoczaszka większa od trzewioczaszki
2) otwór potyliczny położony w tylnej części otwór potyliczny przesunięty do środka

podstawy czaszki

podstawy czaszki

3) grzebień potyliczny

kresy karkowe na kości potylicznej

4) kąt nachylenia kości czołowej (spłaszczenie kąt nachylenia kości czołowej: 54–74˚,

czaszki): 17-22˚

średnio 63˚

5) wały nadoczodołowe

łuki brwiowe

6) wcięcie pozaoczodołowe

—

7) prognatyzm kośćca twarzy (wysunięcie

ortognatyzm kośćca twarzy (cofnięcie pod

do przodu)

puszkę mózgową)

8) —

wydatność kośćca nosa

9) szczęka długa i wąska

szczęka krótka i szeroka

10) żuchwa wydłużona

żuchwa skrócona

11) —

„bródka” na przedniej ścianie żuchwy

12) część zębodołowa żuchwy wysunięta

„bródka” wysunięta

13) łuk zębodołowy w kształcie litery V

łuk zębodołowy w kształcie litery U

14) duże kły wysunięte poza linię zębów

małe kły nie wysunięte poza linię

zębów

15) pojemność czaszki: 325–650 cm

3

pojemność czaszki: 1200–1500 cm

3

16) masa mózgu w stosunku do 100 kg masy

masa mózgu w stosunku do 100 kg masy

ciała: 340 g.

ciała: 2380 g.

Swoisty „etap przejściowy” między jednymi a drugimi stanowić może wymarły obecnie rodzaj
Plesianthropus z rodziny Hominidae. Rodzaj ten charakteryzowała dobrze wysklepiona czaszka
z częścią twarzową wysuniętą ku przodowi. Kość czołowa przypominała budową kość ludzką,
lecz występowały na niej wyraźne wały nadoczodołowe, zaś ta szczycie czaszki — grzebień
kostny. Żuchwa i zęby zbudowane były zasadniczo tak, jak u współcześnie żyjących ludzi.

EWOLUCYJNE ZMIANY UZ BIENIA

Ę

W toku ewolucji nastąpiło zmniejszenie się ogólnej liczby zębów. Dokonał się również zanik
przerwy (diastemy) i uformowanie się zębów w łuk paraboliczny.

Pobrano z: www.med-news.pl

21

U ssaków mamy do czynienia z uz bieniem heterodontycznym

ę

, czyli takim, w którym obok

siebie występują różne rodzaje zębów (siekacze, kły, przedtrzonowce i trzonowce). Ogólna
liczba zębów jest stała dla danego gatunku. Stosukowo największym wśród zębów jest drugi
trzonowiec, drugi przedtrzonowiec natomiast ulega zmniejszeniu. Uzębienie homodontyczne
cechuje niższe kręgowce — ryby, płazy i gady.

Ssaki dzielimy na krótko- i długozębne. U pierwszych korzenie zębów kształtują się wcześnie i
mają niewielkie otwory wierzchołkowe, natomiast korony cechuje ograniczony wzrost. U
ssaków długozębnych korzenie kształtują się późno i charakteryzują się szeroko otwartym
kanałem i dużym otworem wierzchołkowym, zaś korony zębów są długie i rosną przez całe
życie.

Charakterystyczną cechą współczesnych ssaków są trzonowce o pofałdowanych koronach.
Pierwotne ssaki owadożerne miały zęby 4-, 5- i 6-guzkowe. U ludzi zęby trzonowe z nielicznymi
wyjątkami mają po 4 guzki, rozdzielone bruzdami ułożonymi na kształt krzyża.

Znaczącą różnicę między człowiekiem a innymi naczelnymi stanowi zanik zwarcia
obcęgowatego (labidoncja). U rasy białej występuje przede wszystkim zwarcie nożycowate
(psalidoncja), u rasy żółtej, nieco rzadziej niż w ½ przypadków — zwarcie dachówkowate
(stegodoncja).

Pewne cechy ludzkiego uzębienia mogą być przekazywane genetycznie. Przykładem jest
dziedziczne bezzębie u mężczyzn — cecha recesywna, gonosomalnie sprzężona z płcią. Innym
przykładem może być brak szkliwa — cecha również sprzężona z płcią, lecz dominująca.

WZORY Z BOWE

Ę

Do opisu uzębienia stosujemy tzw. wzory z bowe

ę

, ilustrujące ilość zębów w odpowiadających

sobie połowach szczęki i żuchwy:

Z by mleczne

ę

człowieka ilustruje wzór

20

2102

2102

=

.

Do z bów sta ych

ę

ł

używamy wzoru

32

2123

2123

=

.

Wzory z bowe innych ssaków przedstawiaj si nast puj co:

ę

ą ę

ę

ą

Gryzonie (np. królik):

28

1023

2033

=

.

Drapieżne (np. lis):

42

3143

3142

=

.

Wszystkożerne (np. świnia):

32

3143

3143

=

Przeżuwające (np. owca):

32

3133

0033

=

Pobrano z: www.med-news.pl

22

12 marca 2002

Prelekcja XIV

GENETYKA MEDYCZNA CZ. VII

INTELIGENCJA

Inteligencją (z łac. intelligentia = pojętność) nazywamy najogólniej zdolność subiektywnego
rozumienia czynników środowiska i zdarzeń w nim zachodzących oraz znajdowania na nie
właściwych, celowych reakcji.

Istnieje kilka definicji inteligencji, sformułowanych przez różnych badaczy tego zagadnienia.

Wg Cattela:

Wyróżniamy dwa „rodzaje” inteligencji:

1) płynną — zależną od struktur i funkcji mózgu i warunkującą szybkość kojarzenia,

koncentrację uwagi i tempo pracy umysłowej. Ten rodzaj inteligencji ujawnia się podczas
rozwiązywania testów bezsłownych i największą wartość osiąga między 18. a 21. rokiem
życia;

2) skrystalizowaną — rozwijającą się na bazie inteligencji płynnej w wyniku uczenia się i

nabywania doświadczeń.

Wg Piageta:

Inteligencja to rozwinięta forma adaptacji biologicznej. Rozwój umysłowy polega na coraz
lepszym przystosowaniu, któremu towarzyszy wzrost złożoności i efektywności struktur
poznawczych.

Wg Sternberga (TRIACHICZNA teoria inteligencji):

Inteligencja to zjawisko indywidualne, należące do świata wewnętrznego jednostki jako
zjawisko zdeterminowane przez świat zewnętrzny i odzwierciedlające się w doświadczeniach
jednostki. Jest ono wynikiem interakcji świata zewnętrznego i wewnętrznego.

Miarą inteligencji jest iloraz inteligencji. Jego wysokość określa się najczęściej według skali
Wechslera. Badanie obejmuje 6 testów słownych (wiadomości, rozumienie, arytmetyka,
powtarzanie liczb, podobieństwa, słownik) oraz 5 bezsłownych (np. porządkowanie obrazków,
błędy i braki w obrazkach, klocki).

UK AD LINII PAPILARNYCH

Ł

Pobrano z: www.med-news.pl

23

Linie papilarne, czyli dermatoglify, występują na powierzchni rąk i stóp u człowieka i innych
naczelnych. Tworzą je cienkie listewki skórne, pełniące funkcje czuciowe i mechaniczne,
pomiędzy którymi znajdują się bruzdy.

Listewki skórne zaczynają tworzyć się w 3-4 miesiącu życia płodowego, aby pełne
ukształtowanie osiągnąć pod koniec 6. miesiąca. W dalszym życiu w trakcie wzrastania i
dojrzewania następuje ich rozbudowa, jednakże bez naruszenia wzajemnych proporcji.
Ostateczne wymiary listewek wynoszą: 0,1–0,4 mm wysokości i 0,2–0,7 mm szerokości.
Ponadto na dłoniach i stopach człowieka i naczelnych występują bruzdy zgi ciowe

ę

, również

kształtujące się w życiu płodowym i nie zmieniające swego układu do końca życia.

Układ linii papilarnych warunkują trzy pary genów współdziałających. Jest to cecha jakościowa,
modyfikowana przez czynniki środowiska wewnętrznego organizmu — fakt ten tłumaczy
różnice w układzie linii między prawą a lewą ręką. Ogólna liczba listewek skórnych jest cechą
ilościową.

Odzwierciedleniem układu linii papilarnych jest tzw. daktylogram, który może być
wykorzystywany przy identyfikacji osobnika. Układ dermatoglifów jest charakterystyczny,
niepowtarzalny (wg Galtona prawdopodobieństwo wystąpienia dwóch identycznych wzorów
linii papilarnych ma się jak 1:64 mld) i niezniszczalny.

Układ linii papilarnych opuszek palców charakteryzuje się pewnymi powtarzającymi się
rysunkami. Jednym z najważniejszych spośród nich jest tzw. delta (trójramiennik, trójpromień).
Powstaje ona na skutek rozchylenia się dwóch listewek biegnących koło siebie (delta typowa)
lub rozdwojenia listewki pojedynczej (delta rozwidlona).

Łącząc środek delty ze środkiem wzoru papilarnego określonego palca otrzymujemy tzw. linię
Galtona. Liczba linii papilarnych przecinających tę linię stanowi indeks RC. Suma indeksów
RC dla wszystkich dziesięciu palców zwana jest indeksem TRC. Wartość tego indeksu jest
cechą poligenową, dziedziczącą się ilościowo, i przeciętnie wynosi ok. 129 dla kobiet i ok. 146
dla mężczyzn.

W zależności od ilości delt na opuszce palca wyróżniamy trzy zasadnicze typy wzorów:

1. ukowy

ł

(bezdeltowy);

2. p tlicowy

ę

(jednodeltowy);

3. wirowy (dwudeltowy).

(Ze względu na obecność dwóch delt, we wzorze wirowym dla danego palca otrzymuje się dwa
indeksy RC. Podczas obliczania indeksu TRC do sumy włącza się tylko indeks RC o większej
wartości).

Ponadto w zależności od ułożenia wzory dzieli się również na:

•

ulnarny (łokciowy);

•

symetryczny;

•

radialny (promieniowy).

W praktyce kryminalistycznej i badaniach genetycznych wykorzystuje się minucje, czyli
najdrobniejsze różnice w układzie bruzd i linii papilarnych.

Pobrano z: www.med-news.pl

24

UK ADY DERMATOGLIFÓW A WYBRANE SCHORZENIA GENETYCZNE

Ł

Pewne schorzenia genetyczne charakteryzują się szczególnym układem linii papilarnych:

1. W brachydaktylii rzadko występują wzory wirowe, bardzo często natomiast pętlicowe i

łukowe.

2. W zespole Turnera następuje przewaga wzorów wirowych, a ponadto zwiększenie

wartości TRC (przeciętnie ok. 165) i podwyższone (dystalne lub pośrednie) położenie
trójpromienia osiowego.

3. W zespole Klinefeltera następuje przewaga wzorów łukowych, a wartość TRC ulega

zmniejszeniu w stosunku do normy.

4. W zespole Downa zmniejsza się częstość występowania wzorów wirowych, natomiast w

80% przypadków mamy do czynienia z pętlicami łokciowymi (norma 62%). Trójpromień
osiowy ułożony jest dystalnie (64–86% przypadków). Ogólna liczba bruzd zgięciowych
na dłoniach i stopach jest zwiększona. Ponadto wybitnie charakterystyczną cechą tego
zespołu (50–70% chorych) jest występowanie na dłoni czteropalcowej bruzdy zgięciowej
(bruzda poprzeczna, „małpia bruzda”).

5. W zespole Edwardsa następuje przewaga wzorów łukowych i dystalne ułożenie

trójpromienia osiowego. Czteropalcowa bruzda zgięciowa występuje u 30% chorych.

6. W zespole Patau mamy do czynienia z przewagą wzorów łukowych i pętlic radialnych.

Trójpromień osiowy ułożony jest dystalnie, czteropalcowa bruzda zgięciowa występuje w
60% przypadków.

GENETYCZNE PODSTAWY TRANSPLANTACJI

Aby dany organ lub tkanka mogły być przeszczepione z powodzeniem, konieczny jest przede
wszystkim brak niezgodności antygenów g ównego uk adu zgodno ci tkankowej MHC

ł

ł

ś

między dawcą a biorcą. Antygeny te są kodowane przez większą liczbę genów, cechujących się
polimorfizmem (liczne allele wielokrotne).

Poza układem MHC na różnych parach autosomów zlokalizowane są sekwencje DNA kodujące
inne antygeny, zwane s abymi antygenami zgodno ci tkankowej

ł

ś

. Jak się okazuje, w procesach

transplantacji one również mają bardzo duże znaczenie i na skutek silnego odpychania
transplantacyjnego mogą spowodować odrzucenie przeszczepu nawet przy pełnej zgodności
układu MHC.

Przy dokonywaniu przeszczepu konieczna jest również pełna zgodność uk adu AB0

ł

oraz

(zazwyczaj w mniejszym stopniu) innych układów grupowych krwi.

Obecnie najcz ciej wykonywanymi s allogeniczny przeszczep nerki i autogeniczny — skóry.

ęś

ą

ODRZUCANIE PRZESZCZEPU. PRZESZCZEP PRZECIW GOSPODARZOWI

Ponieważ w praktyce uzyskanie pełnej zgodności wszystkich antygenów jest bardzo trudne, w
transplantologii stosuje się rozmaite zabiegi zapobiegające odrzuceniu przeszczepu. Najczęściej

Pobrano z: www.med-news.pl

25

polegają one na aplikowaniu pacjentowi określonych substancji, jak cyklosporyna A, globulina
antytymocytarna lub duże ilości glikokortykosterydów. Niekiedy w celu osłabienia odpowiedzi
immunologicznej napromieniowuje się również tkankę limfatyczną biorcy.

Wyróżniamy kilka mechanizmów odrzutu przeszczepu:

1) nadostry (odrzucenie przeszczepu dokonuje się w ciągu kilku minut — powstające

mikrozakrzepy prowadzą do niedokrwienia i niemal natychmiastowej martwicy tkanki
lub narządu);

2) ostry (odrzucenie przeszczepu następuje w ciągu dni lub miesiący);
3) przewlek y

ł (procesy odrzucenia przeszczepu rozciągają się na lata).

Odrzucenie przeszczepu jest naturalną konsekwencją niezgodności antygenowej między
przeszczepionym narządem a organizmem biorcy. Czasami dzieje się jednak inaczej. W
przypadku, gdy w przeszczepianej tkance (najczęściej w szpiku kostnym) znajduje się duża
liczba komórek immunologicznie czynnych, komórki te mogą wejść w oddziaływanie z
niezgodnymi antygenowo komórkami biorcy.

Zjawisko to nazywamy reakcj przeszczepu przeciw gospodarzowi

ą

. Występuje ona nader

często po przeszczepieniu szpiku kostnego w celach leczniczych chorym, których układ
immunologiczny uległ osłabieniu na skutek rozmaitych chorób lub urazów — pacjentom z
białaczkami, anemią aplastyczną, ostrą chorobą popromienną czy poddanym uprzednio radio-
lub chemioterapii. Ze względu na upośledzenie odporności immunologicznej biorca
allogenicznych limfocytów nie jest w stanie ich zniszczyć, one zaś, rozpoznając jego antygeny
jako „obce”, powodują masowe niszczenie komórek jego organizmu.

Aby uniknąć opisanych wyżej zjawisk, w obecnych technikach transplantacyjnych przed
dokonaniem przeszczepu podaje się dawcy leki immunosupresyjne lub przed dokonaniem
przeszczepu eliminuje z pobranego szpiku dojrzałe limfocyty T.

Pobrano z: www.med-news.pl

26

19 marca 2002

Prelekcja XV

GENETYKA MEDYCZNA CZ. VIII

PRAWO HARDY’EGO-WEINBERGA

Prawo Hardy’ego-Weinberga przedstawia zależność między częstością genów a częstością
genotypów w populacji mendlowskiej, opisując stan dynamicznej równowagi genetycznej w tej
populacji.

Prawo powy sze mówi, e je eli w populacji:

ż

ż

ż

p — cz sto genu dominuj cego

ę

ść

ą

q — cz sto genu recesywnego

ę

ść

to cz sto poszczególnych genotypów w tej populacji opisuje równanie:

ę

ść

p

2

+ 2pq + q

2

= 1

gdzie p

2

oznacza cz sto homozygot dominuj cych,

ę

ść

ą

2pq — cz sto heterozygot,

ę

ść

a q

2

— cz sto homozygot recesywnych.

ę

ść

Ze względu na statystyczny charakter tego prawa, doświadczalne wyniki jego badania zgadzają
się z założeniami teoretycznymi tylko w przypadku populacji o dużej liczebności. Tworzenie
zygoty możemy przyrównać do losowania dwóch ze zbioru gamet danej populacji tylko przy
założeniu, że kojarzenia są przypadkowe, nie działa dobór naturalny i wykluczamy migracje i
mutacje. Zazwyczaj jednak warunki te nie są spełnione, gdyż na populację wpływa bardzo wiele
czynników chwiejących równowagą w częstości występowania alleli.

SELEKCJA I DRYF

Selekcja jest procesem eliminacji niekorzystnych genotypów związanych ze zróżnicowaną
rozrodczością różnych osobników. O selekcji danego osobnika mówimy, gdy jest on bezpłodny
lub nie dożywa czasu reprodukcji.

Wpływ selekcji na częstość występowania cechy zależy od tego, czy jest ona dominująca, czy
recesywna. Szkodliwe allele dominujące zostają wyeliminowane z populacji na ogół bardzo
szybko. Allele recesywne mogą pozostawać w puli genowej przez wiele pokoleń, gdyż będą
podlegały selekcji tylko w homozygotach.

Dryfem genetycznym nazywamy bezkierunkowe zmiany częstości genów, wynikające ze
zjawisk losowych i ujawniające się zwłaszcza w populacjach niewielkich lub przy

Pobrano z: www.med-news.pl

27

przypadkowym pobieraniu niewielkich próbek z dużych populacji. Zjawisko dryfu może
wówczas prowadzić do istotnych odchyleń od pierwotnej częstości genów.

WYBRANE CECHY DOMINUJ CE I ICH ROZK AD W POPULACJI CZ OWIEKA

Ą

Ł

Ł

Do najistotniejszych cech allelomorficznych dziedziczących się dominująco należą:

1) ząbek włosów na czole;

2) włosy nierude (ciemne lub blond);

3) wzgórek Darwina (niewielka kosteczka na krawędzi małżowiny usznej);

4) wolny płatek ucha;

5) dołki w policzkach;

6) zdolność zwijania języka w literę U;

7) zdolność unoszenia końca języka ku górze;

8) zdolność odczuwania smaku fenylotiomocznika;

W populacji ludzi i ma p cz ekokszta tnych wyró nia si dwie klasy: odczuwaj cy i

ł

ł

ł

ż

ę

ą

nieodczuwaj cy gorzkiego smaku fenylotiomocznika (PTC) u nasady j zyka. Jest to

ą

ę

cecha allelomorficzna, warunkowana przez allel dominuj cy oznaczany symbolem T.

ą

Wyst puje ona z ró n cz sto ci u ró nych ras ludzkich:

ę

ż ą ę ś ą

ż

 w ród Chi czyków — 93%

ś

ń

 w ród Indian pó nocnoameryka skich — 97%

ś

ł

ń

 w ród Europejczyków — 75%.

ś

Fenotypowa wra liwo na smak fenylotiomocznika wykazuje rozk ad dwumodalny.

ż

ść

ł

Oznacza to, e reakcje homozygot dominuj cych TT i heterozygot Tt ró ni si mi dzy

ż

ą

ż ą ę

ę

sob . Okazuje si , e homozygoty TT odbieraj gorycz fenylotiomocznika jako bardzo

ą

ę ż

ą

intensywn , za dla heterozygot Tt jest ona jedynie wyczuwalna.

ą

ś

9) orli nos (kształt nosa warunkowany jest przez 4 pary genów allelomorficznych)

10) piegowatość;

11) tendencja do używania prawej ręki;

Lewor czno i prawor czno s przejawem funkcjonalnej asymetrii cia a cz owieka,

ę

ść

ę

ść ą

ł

ł

zwi zanej z dominacj jednej z dwóch pó kul mózgowych (lateralizacja). Dominacja ta

ą

ą

ł

cz sto bywa jednorodna (prawor czno ci towarzyszy prawooczno itd.). Szacuje si , e

ę

ę

ś

ść

ę ż

tendencj do pos ugiwania si praw r k przejawia ok. 96% ludzi. Lewor czno

ę

ł

ę

ą ę ą

ę

ść

wykazuje zaledwie 4%. Czasami mamy tak e do czynienia z obur czno ci

ż

ę

ś ą

(ambidekstri ), która mo e mie charakter pierwotny lub wtórny.

ą

ż

ć

12) składanie kciuka prawego na lewy;

13) włosy na środkowej powierzchni paliczków dłoni;

14) grupy krwi A i B:

Obok kodominuj cych alleli I

ą

A

i I

B

wyst puje recesywny allel i. Homozygoty pod

ę

wzgl dem tego allela maj grup krwi 0. Grupa ta szczególnie cz sto wyst puje w ród

ę

ą

ę

ę

ę

ś

Indian w Chile.

Pobrano z: www.med-news.pl

28

15) prawidłowe widzenie barw:

Okazuje si , e mniej wi cej 6,6–9% m czyzn w Europie dotkni tych jest daltonizmem.

ę ż

ę

ęż

ę

Najcz ciej, bo a w 4,5% przypadków, mamy do czynienia z deuteranomali ,

ęś

ż

ą

najrzadziej — z protanopi .

ą

Poza Europ lepota barw nale y do rzadko ci:

ą ś

ż

ś

 w ród Australijczyków — 1,9%

ś

 w ród Indian — 2,3%

ś

 w ród Murzynów afryka skich — 2,4%.

ś

ń

Pobrano z: www.med-news.pl

29