Biologia - Wyklady drukowane - 1

GENETYKA JAKO NAUKA O ZMIENNOŚCI LUDZI

________________WYKŁADY_________________

I. DZIEDZICZNE PODOBIEŃSTWA I RÓŻNICE CZŁOWIEKA

Genetykę człowieka określa się najczęściej jako naukę o mechanizmach, przy

pomocy których cechy, czy właściwości człowieka przenoszone są z pokolenia na
pokolenie. Genetyka jest nauką o dziedziczeniu różnic, a nie podobieństw. Nigdy
jednak nie wiadomo które z dostrzegalnych różnic są dziedziczne, a które
wynikają z wpływów środowiska. Takich czynników jak odżywianie, zakażenia i
zarażenia, infekcje czy też bodźce psychiczne.

Przedmiotem genetyki człowieka są więc wszystkie różnice między osobnikami,

czy grupami osobników, których często egzogenny charakter budzi wątpliwość.
Jeżeli charakter egzogenny jakiejkolwiek różnicy dostrzeganej budzi wątpliwość,
co do pochodzenia środowiskowego, że jest egzogenny, to wtedy taka różnica
musi być przedmiotem genetyki.

Człowiek podlega tym samym prawom i zasadom, co wszystkie inne organizmy

żywe, mimo iż zajmuje wyjątkowe stanowisko wśród organizmów żywych.
Człowiek jest jedynym gatunkiem na świecie, który poznał swoją przeszłość.
Powstawał on na drodze pewnego procesu, nad którym nie panował, ale poznał
ten proces i potrafi na niego wpływać. Stąd wynika wniosek, że człowiek, dzięki
znajomości tegoż procesu, może decydować o swojej przyszłości. Przez to ciąży
na nim odpowiedzialność za losy wszystkich organizmów, o których będzie chciał
on zadecydować.
Człowiek podlega tym samym prawom i mechanizmom dziedziczenia. Poznał je i
może je kontrolować - na tym polega wyjątkowość homo sapiens. Ogólne prawa
dziedziczenia zawierają się w zasadach mendelizmu i morganizmu.
Różnice między osobnikami określamy mianem zmienności. Jest to zmienność
biologiczna, fenotypowa, danej obserwowanej cechy. Zmienność można
podzielić na dwie klasy:
• genetyczną, czyli dziedziczną (źródłem jej jest segregacja genów i ich
współdziałanie oraz mutacje)
• niegenetyczną, czyli środowiskową (źródłem są wszystkie czynniki wewnątrz- i
zewnątrzkomórkowe, które modyfikują działanie genów).
W rzeczywistości każdy fenotyp musi powstawać na drodze sterowania
genetycznego, ale w pierwszej kategorii zmienności są to bezpośrednio czynniki
genetyczne. W drugim typie zmienności jest to bodziec płynący ze środowiska,
który modyfikuje działanie genów. Ta zmienność, czyli różnice między ludźmi są
ogromne. Wynika to z faktu, że każdy człowiek jest złożoną heterozygotą.
Na przykład: każdy człowiek jest heterozygotą w odniesieniu do 16%
posiadanych grup krwi (jest ich bardzo dużo), a dokładniej do locii, które
wyznaczają te grupy. Jest heterozygotą z wyjątkiem bliźniąt jednojajowych. Ale i
u nich może występować różnorodność genetyczna,
polegająca na występowaniu różnej liczby chromosomów. Podczas zaburzeń w
pierwszych podziałach mitotycznych zarodek może posiadać populację komórek
o prawidłowej i nieprawidłowej liczbie chromosomów. Jest to tzw. mozaikowatość
chromosomowa (miksoploidalność) dotycząca pewnych zespołów, jak np. zespół
Turnera (XO). Lecz jeśli to zjawisko nastąpi przed podziałem zarodka, to urodzą
się bliźnięta o różnym materiale genetycznym. Dlatego też nie ma dwóch ludzi na
świecie, którzy byliby identyczni pod względem składu genetycznego. Tak więc
potomstwo pary heterozygotycznej musi być również różne.
Współdziałanie genów w różnych kombinacjach i jego różny charakter tworzy
olbrzymią zmienność typów fizycznych i psychicznych. Jeszcze jeden przykład:
używając 17 surowic i badając 475 mieszkańców Londynu, uwzględniając tylko
niektóre antygeny grupowe (Al, A2, B, H, L, S, s, grupy Rh, Kell, Laserent,
Levis), wykazano istnienie 269 fenotypów odmiennych, z których aż 211
występowało u pojedynczych osób, a 58 fenotypów odpowiadało grupom ludzi
powyżej jednej osoby. Najbardziej liczna grupa identycznych pod względem grup
krwi ludzi nie przekraczała 10 osób.
Podobnie wygląda różnorodność enzymów. Szansa, że dwie osoby będą zgodne
pod względem tych nielicznych grup krwi wynosi l : 200. Tu widać, jak wielka jest
zmienność człowieka. Inne badania wykazały, że około 30% (spośród 50 tysięcy)
wszystkich locii u człowieka wykazuje polimorfizm genetyczny, czyli
wielopostaciowość (jednoczesne występowanie w obrębie badanej populacji
dwóch lub więcej form o odmiennych genotypach, między którymi nie ma form
przejściowych); na zasadzie “albo albo”, tzn. albo A albo B, nigdy A i B.
W związku na zmiejszającą się liczbę chorób wywoływanych wpływem
środowiska, narasta zapotrzebowanie na przewidywanie przyszłości, czyli na
poradnictwo, związane z chorobami dziedzicznymi. Pojawiają się coraz częściej
pytania o ryzyko urodzenia dziecka chorego rodziców zdrowych, jeśli

niespodziewanie pierwsze dziecko rodzi się z defektem. Jaka jest szansa na
zdrowe dziecko? Inne pytania będą dotyczyły potomstwa rodziców, którzy u
swoich pokoleń dostrzegali pewne defekty, a nie chcieliby narażać na nie swoich
dzieci.

Będą również pytania o ryzyko w małżeństwach spokrewnionych, np.

kuzynostwo. Porady dotyczące spraw dziedzicznych powinny być zawsze
podawane w formie przypuszczenia, a nie pewności. Ważny jest fakt, że około l z
30 ciąży prowadzi do urodzenia dziecka z odchyleniami, które pojawiają się przy
porodzie albo we wczesnym okresie życia. Należą do nich takie cechy, jak: zajęcza
warga, rozszczepienie kręgosłupa, wrodzone choroby serca, ułomności
psychiczne. Pojęcie wrodzony oznacza rozpoznawalny przy urodzeniu, a nie
dziedziczny. Sytuacje, które mają całkowitą pewność wystąpienia dotyczą
nielicznych przypadków, tzn. tych, które mają charakter mendlowski, np.:
• choroby powodowane przez autosomalne geny dominujące (pląsawica
Huntingtona -prawdopodobieństwo wystąpienia tej choroby, gdy jeden z
rodziców ma ten gen wynosi 1:2, to ryzyko jest podobne również dla dalszego
rodzeństwa),
• choroby dotyczące cech recesywnych (torbielowatość włóknista, ryzyko l :4),
• spowodowane translokacją (zespół Downa, ryzyko jest mniejsze niż 1:4),
• choroby związane z recesywnym genem sprzężonym z chromosomem X
(hemofilia).

Drugą grupę chorób stanowią choroby o niskim ryzyku, ale mające charakter

empiryczny (istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia jakiegoś zjawiska, które
jest oparte raczej na uprzednim doświadczeniu, niż na jakiś przewidywaniach
wynikających z ogólnych teorii). W takich przypadkach, mimo, że choroba ma
charakter genetyczny, przenoszenie na następne pokolenie nie jest wyraźnie
określone. Powody tego niewyraźnego przenoszenia mogą być różne.
Są to choroby wywoływane przez wiele genów, tzw. dziedziczenie wielogenowe
(przerostowe zwężenie odźwiernika, wrodzone zwichnięcie biodra, wysokie
ciśnienie tętnicze), częściowy wpływ środowiska, tzw. dziedziczenie
wieloczynnikowe (ASP - Anencephalia cum Spina Piphida, bezmózgowie i
rozszczep kręgosłupa), choroba może mieć różne pochodzenie, czyli może być
heterogeniczna (celiakia, czyli choroba trzewna - biegunka powodowana
nadwrażliwością na gluten).

II. GENOTYP, FENOTYP, PENETRACJA, EKSPRESYWNOŚĆ

Fenotyp człowieka nie jest określony jako stan “albo albo” dlatego, że genotyp

jest najczęściej modyfikowany przez czynniki środowiska, nawet w takich
przypadkach, gdy cecha jest wyznaczana przez jedną parę genów.
Przykład: całkowity daltonizm, polegający na rozróżnianiu jedynie barw czarno -
białych. Tak długo, jak długo środowisko nie zadziała, ten człowiek nie jest chory.
Gdyby przebywał on w środowisku barw czarno - białych nie będzie chory, gdyż
nie potrzebuje odróżnić barw czerwonej, zielonej, itd. Ten przykład wskazuje na
ścisły związek cechy dziedzicznej z wpływami środowiska.
Zmienność skupiająca się dookoła średniej, jaka jest wyznaczona przez określony
gen, jest powodowana przez czynniki środowiska. Genotyp determinuje
(wyznacza) zakres fenotypowych możliwości i w tym zakresie może pojawić się
cecha danego osobnika. Genotyp wyznacza zkres, a nie całą cechę. Jednak jest
możliwość, że dana cecha nie wystąpi, choć istnieje jej gen (całkowity daltonizm).
W takim przypadku mówimy, że w ogóle nie wystąpi ekspresja (ujawnienie się)
danego genu występującego w efektywnej dawce (jeden gen dominujący, ale
dwa recesywne). Fenotyp może mieć charakter cechy fizjologicznej i dlatego jest
obserwowalny w sensie biochemicznym (zmutowany enzym o większej
wydajności). Podstawą materialną genotypu jest DNA, a większości własności
fenotypowej - drobina polipeptydów. Można przyjąć, że granica między
genotypem a fenotypem to granica między DNA a polipeptydem.
Większości fenotypów nie da się prześledzić biochemicznie, od genu aż do cechy.
Ten łańcuch przyczynowy między genotypem a fenotypem jest bardzo złożony i
dlatego jest tam miejsce na działanie środowiska. Jeżeli gen warunkuje zawsze
określoną cechę, powoduje zawsze powstanie takiej cechy, to wtedy mówimy, że
posiada 100% penetrację (przenikliwość) czyli penetrację całkowitą. Jeśli cecha
się nie ujawni, wtedy gen nie posiada penetracji (penetracja zerowa). Jeśli gen
powoduje powstanie cechy w mniej niż 100%, to ma on penetrację niezupełną.
Inaczej mówiąc, penetracja genu mierzona jest ilościowo. Penetracja jest zależna
od środowiska i od pozostałych genów. Rzadko się zdarza, żeby gen działał
samodzielnie i niezależnie od innych genów. Penetracja nie jest stałą
właściwością danego genu, ale jest funkcją pozostałych genów i czynników
środowiska. Gen dominujący będzie miał całkowitą penetrację, jeżeli cecha przez
niego wywoływana ujawni się zawsze u nosiciela danego genu. W wypadku

UWAGA

- Ten tekst jest pomniejszona wersja wykladow drukowanych z zeszlego roku (z naniesionymi drobnymi poprawkami)

- W wielu miejscach czytelnik moze odniesc wrazenie duzej niespojnosci i niekiedy braku logiki przekazywanych wiadomosci-

niestety tak to wygladalo w orginale i niewiele dalo sie w tej materii zrobic.

- Literowki i ew. bledy ortograficzne sa wynikiem fatalnego stanu tekstu zrodlowego (rowniez posiadajacego bledy) z ktorym

program OCR nie zawsze byl w stanie sobie poradzic (ja zas nie mialem cierpliwosci, zeby owe bledy poprawiac...)

<[e-mail]>

Biologia - Wyklady drukowane - 2

genu recesywnego penetracja uzyska 100%, jeżeli wystąpi u osobnika noszącego
podwójny gen.

Ekspresywność (wyrazistość) polega na ilościowych różnicach w przejawianiu

spodziewanego genotypu. Gen może posiadać nawet 100% penetrację u każdego
osobnika, ale stopień ekspresji tego genu może być różny u poszczególnych
osobników. Mówimy wtedy, że dany gen posiada zmienną espresywność. W
wypadku dominujących genetycznych zaburzeń występują cięższe przypadki
choroby obok lżejszych przebiegów, ale choroba taka występuje. Ekspresję
ujawnia gen, a ekspresywność jest obserwacją opartą na wielu osobnikach, u
których występuje pewna cecha, lecz w różnym nasileniu (polega na zmienności
ujawniania się cechy). W komórce występują dwa geny, które na siebie działają,
ale to działanie może być silniejsze lub słabsze. Zjawisko ekspresywności może
przechodzić w zjawisko penetracji, gdy np. objawy choroby są już tak słabo
wyraźne, że umykają możliwości kontroli klinicznej.

GENETYKA JAKO NAUKA O ZMIENNOŚCI LUDZI
Streszczenie:
Człowiek podlega pewnym prawom, które rządzą wszystkimi organizmami żywymi,
a więc również temu, że jest on, jako gatunek, zmienny. Nie tylko w sensie czasu
ewolucji, ale także w tym, że ludzie nie są podobni do siebie. Nie ma praktycznie
na świecie dwóch identycznych ludzi pod względem genotypu, uwzględniając
nawet bliźnięta jednojajowe, u których też występują pewne zmiany, czy różnice.
Zmienność można podzielić na genetyczną i niegenetyczną. Genotyp komórki
zawsze wyznacza jej przyszłe cechy, ale ich ujawnienie się jest pod silnym
wpływem środowiska. Inaczej mówiąc: środowisko umożliwia ujawnienie się
genotypu. Tu jednak następują pewne odchylenia i dlatego wprowadza się
pojęcie ekspresywności i penetracji. Ekspresja genu dotyczy zjawisk
dostrzeganych u konkretnych osobników, czyli ujawnienie się obecności genu w
komórce w postaci cechy. Ekspresywność należy do pojęć całej populacji, a nie
do jednego osobnika.

III. POJĘCIE GENU

Gen (definicja obowiązująca do roku 1940) jest jednostką strukturalną

chromosomu, która jest niepodzielna w zjawisku crossing - over (krzyżowe
przemienienie struktury informacji genetycznej (CO)), tzn. uważano, że CO
zachodzi tylko między genami, tymi jednostkami, a nie w obrębie samych genów.
Zgodnie z tym poglądem różne miejsca mutacyjne genu nie mogły rekombinować,
mapować tylko w tym samym, jednym lokusie.
Obecnie już wiemy, że CO ma miejsce na granicy genów, między nimi i w ich
obrębie. Co więcej, różne miejsca mutacyjne mogą być również rozdzielane w
zjawisku CO. Jednak tym pojęciem genu lat 40 posługujemy się i dziś, np.
wyjaśniając prawa Mendla.
Genetyka klasyczna określa gen jako podstawową jednostkę:
• dziedziczną, niepodzielną w rekombinacji genetycznej, w zjawisku CO, w czasie
zmiany struktury chromosomu,
• zróżnicowania fenotypowego, która jest związana z jedna pierwotną i
niepodzielną funkcją,
• mutacji genowej, która po przekształceniu jest odtwarzana w tej przekształconej
formie.
Współczesne pojęcie genu i genotypu:
Specyficzny układ nukleotydów w kwasie nukleinowym (DNA lub RNA). Jest to
jednostka funkcjonalna, która dzięki zawartej w sobie informacji genetycznej:
• określa kolejność nukleotydów w cząsteczce RNA,
• określa kolejność aminokwasów w polipeptydzie,
• określa jakąkolwiek kolejność, która chociaż nietranskrybowana, spełnia rolę
sygnałów regulacyjnych i przystankowych.
Gen jest więc jednostką budującą pojedynczy polipeptyd.
Drobna podmiana jednego nukleotydu w tym genie kodującym polipeptyd,
zmienia układ
informacyjny i prowadzi do wytworzenia takiego typu drobiny białkowej, która
różni się jedną
cząsteczką aminokwasową.
Gen funkcjonalny to nie jest to samo, co gen powodujący mutację, gdyż gen
funkcjonalny to
ten, który steruje powstaniem całej informacji.
Natomiast gen powodujący mutacje to ten, który zmienia kolejność sekwencji
aminokwasów
kodujących białka zmieniając ich charakter. Gen funkcjonalny musi się składać z
wielu genów
mutacyjnych, gdyż w jego pojęciu mieszczą się podjednostki genów
mutacyjnych
Kodon - najkrótsza sekwencja nukleotydów w kwasie nukleinowym (DNA lub
RNA, jeśli ten ostatni jest nośnikiem pierwotnej informacji genetycznej)
wyznaczająca miejsce danego aminokwasu w łańcuchu polipeptydowym. Kodon
w każdym genie składa się ze swoistej sekwencji trzech nukleotydów (tripletów).
Obie nici w DNA są komplementarne, czyli każda niesie odmienną informację a
więc tylko jedna z nici każdego z tych genów będzie kopiowana w czasie
przenoszenia informacji i tylko: jedna z nici będzie tłumaczona na swoistą

sekwencję łańcucha polipeptydowego. I ta nić, od której zależy określona
struktura polipeptydu zwana jest nicią sensu. “
Cistron - każdy funkcjonalny region DNA odpowiedzialny za produkcję
określonego łańcucha polipeptydowego, który może być oznaczony przy
pomocy testu cis -trans (test komplementacji). Cistron można uznać za gen
złożony z trzy razy większej liczby par nukleotydów dla liczby aminokwasów w
kodowanym łańcuchu polipeptydowym (np. 100 aminokwasów musi być
kodowane przez 300 nukleotydów).
Należy jednak dodać do tej jednostki strukturalnej, do cistronu, sygnał startowy,
zatrzymujący i te wszystkie nukleotydy, które nie są transkrybowane. W
genetyce pojęcia cistron i gen są zazwyczaj synonimami. Każdy cistron jest
podzielny i dlatego można wprowadzić dalsze pojęcia:
• Muton - najmniejszy odcinek DNA zdolny do mutacji, czyli para nukleotydów
(bo podwójna nić). Można zatem powiedzieć, że cistron składa się z wielu miejsc
mutacyjnych, z wielu mutonów. Oczwiście zmiana mutacyjna może mieć różny
charakter (sensowny (kodon sensowny -> inny kodon sensowny) lub
nonsensowny (kodon sensowny-> kodon nonsensowny)).
• Rekon - najmniejszy odcinek kwasu DNA, który może ulec rekombinacji. Jest to
też jedna para nukleotydów. CO może wystąpić w obrębie genu funkcjonalnego,
cistronu. Z doświadczeń wynika, że w obrębie tripletu może mieć miejsce tak
mutacja, jak i rekombinacja. Mamy więc jednostkę, w której nie następuje
mutacja, ale rekombinacja.
• Operon - zbiór sąsiadujących nukleotydów, który obejmuje jeden lub kilka
genów kodujących pojedynczą drobinę mRNA i stanowiący jednostkę
transkrypcji genetycznej. U eukariotów taki model operonu nie występuje. Geny
kodujące analogiczne enzymy, które u bakterii tworzą operony, w komórkach
eukariotycznych są rozmieszczone w różnych miejscach tego samego
chromosomu lub w różnych chromosomach. Mimo ich odmiennego
rozmieszczenia podlegają one skoordynowanej regulacji, kodując powstanie
określonego enzymu. I dlatego te jednostki u eukariota nazwano regulonami.
W komórkach eukariotycznych opisano zgrupowanie powiązanych ze sobą
funkcjonalnie genów, które tworzą bloki mające wiele cech operonu, choć z
pewnymi różnicami. Najbardziej znane jest zgrupowanie pięciu genów - tzw.
AROM. Ten zespół koduje enzymy związane z biosyntezą aminokwasów
aromatycznych. W obrębie tego złożonego lokusu otrzymano mutacje, które
sugerują, że powstanie w efekcie działania tych genów tylko jeden transkrypt
(produkt transkrypcji odcinka DNA). Badania enzymatyczne wykazały, że w
wyniku translacji powstanie wielofunkcjonalne białko o określonej masie (w
przypadku AROM pięciofunkcjonalne o masie 120 kdaltonów). AROM różni się
od klasycznego operonu tym, że transkrybuje informację o jednym białku, ale
pięciofunkcjonalnym. Natomiast w operonie klasycznym na policistronowym
mRNA przebiega oddzielnie translacja poszczególnych białek, a więc
powstawałoby pięć odmiennych białek. Takie złożone locii, jak AROM, nazwano
genami zespolonymi.

Wykład 3
genom eukariota . Genom jądrowy (jenom mitochondrialny Genom
chloroplastowy ( lub plastydowy )
• Pochodzenie plazmonów - dowody na migrację genów miedzy plazmonami I
genomem
Genom u organizmów eucariotycznycn => informacja genetyczna zawarta w DNA
jądrowym ; haploidalny zespół chromosomów wraz ź zawartymi w nich genami .
Że względu na to , ze w przypadku organizmów eucariotycznych DNA występuje
również pozachromosomowo wyróżnia się:
Genom jądrowy
Genom mitochondrialny = suma genow pozachromosomowych zawartych w
jednej kolistej cząsteczce DNA .
Genom chloroplastowy ( plastydowy ) = suma genów pozachromosomowych
zawartych w jednej cząsteczce DNA.
Plazmon -> genom mitochondrialny + chloroplastowy ; wykazuje wieje cech
genomu organizmów prokariotycznych co DNA kolisty . Niewielka iiość genów (
I2S ) nie tworzy kompleksów z histonami ; mitDNA u człowieka I dwuniciowa
kolista cząsteczka o wielkości ok. 16 pz zawiera gł. niepowtarzalne sekwencje
DNA . Charakterystyczna cechą jest duża oszczędność organizacji genomu (
prawie każda pz zaangażowana jest w kodowanie białka lub RNA , geny
zachodzące na siebie ) Plazmony maja wiele cech przypominających genom org.
prokariotycznych , co ma istotne implikacje odnośnie ich pochodzenia .
Mitochondria -> pochodzą od bakterii z gr. Proteobacteria , które dostały się do
kom. eukariontow na drodze fagocytozy I stały się endosymbiontaml
przystosowanymi do dostarczenia energii wyzwolonej w procesie oddychania ok
l min lat temu .
Chloroplasty -> (I inne rodzaje plastydow ) - pochodzą od pierwotnych
cyjanobakterii, ktore dostały się do kom. heterotroficżnyćh w procesie
endocytczy I w wyniku dalszej ewolucji stary się’ endosymbiontami do
fotosyntezy . ( utraciły one samodzielność ).
Chloroplasty I mitochondria powstały w wyniku symbiozy organizmów będących
przodkami eukariontow z organizmami zbliżonymi do obecnych cyjanobakterii (
chloroplasty ) I bakterii purpurowych ( mitochondria ) .

Biologia - Wyklady drukowane - 3

Fagocytoza -> rodzaj endocytozy polegający na pobraniu z otoaczajacego
środowiska dużych cząstek organicznych lub nieorganicznych : Wchłonięty
materiał zostaje otoczony przez wypustki plazmatyczne I zamknięty w wakuoli
zwanej fagosomem . Wymaga aktywnego uczestnictwa mikrofilamentow
aktynowych . i
Endocytoza -> ogólnie jest to proces pobrania przez kom. niewielkiej porcji płynu
lub rożnego rodzaju makrocząsteczek ze środowiska ; polega na wpukleniu się
błony kom. I otoczeniu pobranych cząsteczek bloną.

DOWODY NA MIGRACJE GENÓW MIEDZY PLAZMIDAMI A GENOMEM
JĄDROWYM
• Większość białek chloroplastowych ( 80-90% ) I mitochondrialnycri ( 95% )
jest kodowana przez genom jadrowy •
Doświadczalnie wykazano możliwość wymiany genów miedzy mit. a genomem
jądrowym {
• W rożnych organizmach ten sam gen może Być kodowany przez genom
jądrowy I mitochondrialny ; np; podjednostka

δ

kompleksu ATP-azy jest

kodowana przez mitDNA
Jaki jest biologiczny sens istnienia plazmonow ?
Dlaczego kom. utrzymują tak kosztowne energetycznie odrębne systemy
replikacji, transkrypcji!
translacji genów znajdujących się w tych organellach ?
Geny kodujące białka mitochondrialne migrowały w czasie ewolucji do jądra , w
przeszłości I obecnie zachodzi wymiana genów między genomem , a piazmonem .
Geny mogą być kodowane przez geny z plazrnogenu lub jądra . Delecja
większości genów U symbiontow -> stały się organellami. Przypuszaainie
piazmony stanowią ślepy zaułek ewolucji, bo niektóre białka uczestniczące w
fotosyntezie I oddychaniu nie mogą przechodzić przez błony organelli -> muszą
być syntetyzowane od wewn.
Funkcje metaboliczne , których dostarczyły symbionty ( oddychanie tlenowe I
fotosynteza ) są czasem niebędne dla organizmu gospodarza ; większość genów
kodujących białka uczestniczy w obu tych procesach , przemieściła się do jądra
komórkowego -> symbionty przemieściły się w organelle kom. mRNA I tRNA
także mogą być transportowane do wnętrza organeili I dlatego redukcja
plazmonow ; przenoszenie się genów z organelli do jądra kom. musiało w pewnym
czasie się zatrzymać . Chloroplasty I mitochondria są reliktami wczesnej inwazji.
Wielkość genomu Eukariota!
Wielkość genomu Procariota -> kilka tyś. pz u wirusów , kilka min u bakterii .
Wielkość genomu Euca riota -> jest bardziej zróżnicowana - od kilku min pz do
kilkudziesięciu min pz = całkowita zawartość

ONA

w chromosomach , która

obejmuje nie tylko geny ale I bardzo rozmaite sekwencje powtarzalne.
Czy morfologiczna złożoność organizmu musi odzwierciedlać ilość DNA
zawartego w haploidalnym genomie ?
Genom pałeczki okrężnicy ma ok 4,7 min pz , koduje 3 tyś. produktów białkowych
. Genom człowieka jest 638 razy > niż genom E. Coli, koduje ok 30 - 40 tyś. białek,
czyli tylko 10 -12 razy więcej niż gen struktury bakterii. Ilość DNA nie jest
skolerowana z miejscem jakie zajmuje organizm na drabinie ewolucji.
Paradox zawartości DNA ( c-value paradox ) Ilość DNA w genomie często nie
jest skolerowana ze złożonością organizmu , czy pozycja jakq zajmuje na drabinie
ewolucyjnej . Np. genom ryby płucodysznej jest 10 - 15 razy większy niż ssaków ,
jeszcze większy genom mają salamandry .
Czy kontrola ekspresji genów u Eucariota jest bardziej złożona niż u Proca
riota ?
Czy sekwencje powtarzalne, introny, transpozony I pseudogeny, które stanowią
większość całkowitej
ilości DNA w genomie Eucariotow są śmieciowym DNA , czy odgrywają rolę w
ekspresji genów ?
Samolubny DNA -> jego hipoteza zakłada że istnieją sekwenge DNA, które są lub
były zdolne do rozprzestrzeniania się w genomach , stanowią one rodzaj
pasożytów molekularnych , które namnażają się kosztem aparatu replikacyjnego
kom. Samolubny DNA nie kodując żadnej funkcji jest “pasażerem bez biletu” w
ewolucji .
Dawenis twórca teorii samolubnego genu , uważa że paradox zawartości DNA
jest pozorny . DNA nie istnieje po to aby sprawować nadzór nad metabolizmem
kom. I dziedziczeniem jej cech , lecz jedyną funkcją DNA jest przeżycie I
replikowanie się , natomiast metabolizm , struktura kom. I całego organizmu
żywego , są jedynie środkami do tego celu I wytworzone przez ewolucyjny DNA .
Śmieciowy DNA nie ulega ekspresji fenotypowej, ale I nie podlega selekcji
wewnątrzgenowej, co może doprowadzić do wzrostu liczby pewnych typów
sekwencji DNA , które są w stanie efektywnie zaśmiecać genomy .
Odcinki kodujące.
W genomie Eucariota niewielki % stanowią geny strukturalne, resztę stanowią
sekwencje o
niewyjaśnionej funkcji , w tym wiele powtarzajacych się setki i tysiace razy .
Genom czlowieka jest jak
• ocean-, a geny stanowią jedynie niewielkie wyspy . Sprzężone geny są
podzielone ( sprzężenie = łączne przekazywanie genów zlokalizowanych w tymi
samym chromosomie lub cząsteczce kwasu nukleinowego ) . Np. rodzina genów

kodujących globiny A

δ

I G

δ

człowieka jest przedzielona niekodującymi

sekwencjami DNA o dł. 3 tyś pz.
Przeciętnie odległość między genami ssaków wynosi ok. 35000 pz . Dla
zakodowania cząsteczki białka złożonej z.300 aminokwasów wystarczy 900
nukleotydow w DNA [.= gen struktory (cistron ) kodujący
dany polipeptyd składa się z ± 1000 nukleotydow ].
DNA haploidalnej kom. człowieka zawiera ok. 3 mld pz, czy to oznacza , że kom.
człowieka może oferować informacje dla 3 min rożnych łańcuchów
polipeptydowych ? -> NIE ! Liczba genow u człowieka to ok. 30 tyś. -> < 5%
całkowitej ilości DNA . Ok. 97%

0

genomu człowieka nie ulega ekspresji

Większość sekwencji powtarzalnego ONA jest rozproszona w całym genomie,
niektóre z nich grupują się w specyficznych rejonach chromosomów 20-50%
większości zwierzęcych genomow .

Rodziny wielogenowe .
Rodziny wielogęnowe -> seria genów powiązanych ( spokrewnionych )
sekwencyjnie , które posiadają wspólnego przodka . Przedstawiciele rodziny
wieicgenowej mogą kodować identycznie powiązane ze sobą, ale również ... W
jądrowym genomie wszystkich wielokomórkowych Eucariota powtażalne
sekwencje DNA cechują się :
1. Liczbą par zasad na sekwencję
2. Swoistym uporządkowaniem par zasad w sekwencji
3. Liczbą kopii sekwencji na genom
Geny struktury stanowiące wielogenowe rodziny mogą występować albo w
ułożeniu tandemowym ( podwojone odcinki w tym samym chromosomie
przylegające do siebie ), albo mogą być rozrzucone pojedynczo . Do
powtarzalnych tandemowo rodzin wielogenowych należą m.in. geny kodujące
histony, globiny, cząsteczkę- rRNA . Stopień powtarzalności tych sekwencji jest
rożny u rożnych grup organizmów .
Geny kodujące rRNA różnią się od pozostałych tym, że :
Są powtórzone tandemowo u niemal wszystkich Eucariotow . Jest > niż 100 kopii
genów w pewnych fazach życia mogą ulec amplifikacji, proces ten jest niezbędny
do bardzo szybkiej biosyntezy białka.
Większość genów rR.NA znajduje się w mlejscachi chromosomów , które są
związane z jąderklem .
Mutanty pozbawione jąderka syntetyzują bardzo mało rRNA i dlatego nie są
zdolne do życia . Częstość powtórzeń genów kodujących hlstony Jest rożna u
rożnych organizmów , np. u Jeżowca morskiego 300-1000 kopii, u drożdży 2 kopie
. Rela powtórzeń sekwencji niekodującyćh jest nieznana ; jeżeli odgrywają, rolę w
regulacji ekspresji genu oraz procesach transkrypcji t rekombinacji to czemu
większość z nich jest usuwana w procesie dojrzewania RNA ( = nie pełnią one
żadnych funkcji w dojrzałej RNA)? . . U kręgowców w
odróżnieniu od genów kodujących inne białka , geny histonow nie zawierają
intronow , histonowy mRNA nie ulega poliadenylacji . Brak intronow I ogona
poi! (A) => histonowy mRŃA jest bardzo szybko tworzony I transportowany do
cytoplazmy
i
• Geny kodujące globiny poszczególnych hemoglobin są powtarzane kilka razy w
genomie człowieka , ułożenie genów globin odpowiada kolejności ich ekspresji
podczas rozwoju :
1. Hemoglobina embrionalna
2. Hemoglobina płodowa
3. Hemoglobina dorosłych
Każda globina zbudowana jest z 2 łańcuchów ( alfa I beta) geny łańcuchów a
tworzą zespół na innym chromosomie niż beta. W zespole genów kodujących
łańcuch a lub 8 gen kodujący embrionalny łańcuch -* geny łacuchow
hemoglobiny płodowej I dorosłych . .
Dalczego geny ulozone sa w kolejnosci ich expresji ?
• W trakcie ewolucji geny alfa i beta uległy duplikacji I zróżnicowaniu na kilka
genów występujących dziś u czowieka
• Z zespołów genów kodujących globiny a I 8 zawierają pseudogeny .
Bliskie sąsiedztwo genów wskazuje na możliwość przełączenia genów oraz
odzwierciedla historię ich -
ewolucji.
Pseudogeny -> sekwencje przypominające geny struktury , ale nie kodujące
funkcjonalnych produktów .
• Liczba rożnie pomiędzy ich DNA wskazuje, że pochodzą od wspólnego pragenu
hemoglobiny , który uległ duplikacji, a następnie zróżnicował się dając geny a I 3
globin ( 500 min lat temu ). Np. gen reduktazy dihydrofolianowej - kluczowy
enzym w syntezie deoksytymidylanu ulega amplifikacji na skutek działania
subtelnymi dawkamileku . Wpływ na strategię chemoterapii nowotworów ->
oporność na lek może powstawać w wyniku działania na komórkę subtelnymi
dawkami leku . Powtarzalne sekwencje genów struktury odgrywają na ogół ważną
rolę w produkcji związków potrzebnych komórkom w dużej liczbie cząsteczek .
• Nagle powiększenie sie genow moze miec tragiczne skutki dla nosiciela
Zespół lamliwego chromosomu X -> przyczyną jest mutacja polegająca na
niestabilnej długości ‘. fragmentu powtarzającej się sekwencji CGG . Mutacja ,
której wynikiem jest mała liczba tych powtarzejących się sekwencji może

Biologia - Wyklady drukowane - 4

przebiegać bez objawów , lub może być odpowiedzialna za niektóre objawy
chorobowe , dalszy wzrost liczby powtórzeń CGG przejawia się upośledzeniami
umysłowymi. U normalnych osób gen FMR-1 obejmuje do 60 tandemowych
powtórzeń na jednym z końców długiego ramienia chromosomu X . U zdrowych
nosicieli ten gen może wystąpić w 200 powtórzonych kopiach , u osób chorych
ten odcinek powtórzeń jest dłuższy o wiele setek, lub tyś. kopii, co powoduje, że
ta część chromosomu X jest połączona z resztą cienką nicią DNA .
Paradoks Shermana -> zmutowane geny wyduzające sie w kolejnych
pokoleniach , ujawla się w nasilających się objawach chorobowych w kolejnych
pokoleniach .
Powtarzalne sekwencje DNA są ważne w procesach ewolucji.
W ewolucji genomu Eucariota rolę odgrywały duplikacje genów lub całych
genomow . Ponieważ nieraz w
komórkach występuje duże zapotrzebowanie metaboliczne na produkty
niektórych genów , to nie
ulegały one dywergencji I utrzymały swoją początkową funkcje .
Zduplikowarte kopie mogły dostać się pod kontrolę odmiennych mechanizmów
regulacyjnych ; na
skutek odmiennej ekspresji biorą udział w procesach różnicowania się tkanek ->
część genów stała się
nowymi jakościowo cenami .
Przemieszczające sią elementy dziedziczne .
W genomie istnnieja ruchome elementy dziedziczne
• Transpozony u Procariota l Eucariota -> to jakikolwiek rodzaj rożnych
odcinków DNA zdolnych do zmiany miejsca położenia w genomie na drodze
procesu -> transpozycji, jest on niezaleny od ogólnej zdolności rekombinacyjnej
nosiciela .
Proces transpozycji związany z wycinaniem I integracją transpozonow jest
wynikiem rekombinacji DNA między niehomologicznymi sekwencjami .
Uczestniczą w nim specyficzne enzymy -=> transpozazy. .
•Retrotranspozony -> podobnie jak retrowirusy przechodzą w cyklu transpozycji
przez RNA , a następnie w wyniku działania odwrotnej transkryptazy RNA jest
przepisywany na DNA ; mają na obu końcach powtórzone sekwencje terminalne ,
które umożliwiają ich integrację w rożnych miejscach DNA . W odroznieniu od
retrowirusow , nigdy nie ...
Eucariota .
Klasyczne transpozony -> grupa złożonych przemieszczających się elementów
dziedzicznych , składających się z genu lub grupy genów funkcjonalnie
związanych z transpozycją, a które nigdy nie są ‘ zajęte przez 2 identyczne lub
prawie identyczną sekwencje insercyjne (IS ) .
Sekwencje insercyjne -> odcinki DNA krótsze niż 2 pz. Zawierają geny nie
związane z samą funkcją wstawek , same mają zdolność przemieszczania się w
genomie powodując zmianę ekspresji genu po wstawieniu elementu IS .
Jeśli dwie sekwencje IS znajdują się blisko siebie , to mogą przemieścić także
odcinek DNA znajdujący sie. miedzy nimi , gdy w takim odcinku znajda sie
funkcjonalne geny . to slanowia one transpozony
Przemieszczające się elementy dziedziczne -> geny skaczące . .
Ruchome elementy w obrębie genomu jądrowego mogą:
‘- Podwyższać tempo mutacji rożnyćH genów -» zwiększają zmienność I
przyczyniają się do podniesienia możliwości adaptacyjnej populagi rożnych
organizmów .
- Powodować powstanie rożnych pollmorflzmow -> zwiększają zdolności
adaptacyjne populacji - pełnić rolę elementów rożnych systemów
regulatorowych
Istnieją możliwości przenoszenia genów :
A) z mitochondriow I chloroplastow do jądra I odwrotnie ;
8) z jednego organizmu do drogiego , z komórki do komórki;
np: uzyskane oporności bakterii na antybotyki lub sulfonoamidy nie na drodze
mutacji -> plazmidy.
Plazmidy -> autonomiczne , koliste samoreplikujące się drobiny DNA ,
występujące u większości bakterii poza genoforem ( odpowiednik fizyczny
chromosomu u Procariota ) lub u niektórych Eucariota poza chromosomami ; mają
zdolność czasowego właczania się do genomu żywicielskiej komórki; u bakterii
mogą przenosić zestawy genów odpornościowych . /
Możliwe jest przenoszenie informacji genetycznej miedzy osobnikami
eucariotycznymi z pominięciem drogi rozmnażania płciowego .
C) Wektorami przenoszącymi informacę genetyczną poza plazmidami są;
- wirusy zwierzęce
- bakteriofagi oraz tworzone in vitro za pomocą enzymów
Wektory & czynniki za pomocą których DNA wprowadzane jest do komórki
bakteryjnej lub eucariotycznej .
Geny podzielone = nieciągłe
1978 r. wiele genów struktury ma- budowę mozaikową, sekwencje DNA kodujące
informacje genetyczną
( egzony ) są poprzedzielane sekwencjami niekodujacymi (introny ) .
Egzon -> kazda cześć genomu podzielonego , której ekspresja ujawnia sią w
postaci produktu - białka
lub RNA .

Intron -> każda z sekwencji w genach mozaikowych , która przerywa sekwencję
kodującą t jest
transkrybowana jako cześć prekursorowych RNA ( pre-m-RNA ), długości od
10000 pz . Introny są
transkrybowane na mozaikowy prekursorówy RNA, a potem wycinane
enzyrńatycznie podczas obróbki
RNA.
Geny podzielone stwierdzono u wszystkich wyższych Eucariota w genomie
jądrowym , brak ich w
genomie mitochondrialnym człowieka ( występują w genomie mit. drożdży ). Z
reguły brak ich u bakterii
właściwych ; rzadko występują u niższych Eucariota . U ssaków przeważająca
większość genów
jądrowych kodujących białka to geny podzielone ( wyjątek stanowią geny
histonow , interferonów , oraz
geny aktywowane w czasie szoku hypertermicznego ) . ,
Z reguly Introny stanowią przeważającą część genu . Np: gen prokolagenu ma
długość 38000 pz zawiera
50 intronow długości 80 - 2000 pz = 85% całego organizmu .
W 1986 r. ziokalizowanow chromosomie X człowieka gen wywołujący dystrofię
mięśniową Duchenn’a ->
gen DMD -> produkt białkowy - dystrofina , największy z opisanych dotąd
genów Eucariota - dł. 2,5
miliona pz , 1% DNA chromosomu X , 0,001% genómu człowieka .
75 egzonow podzielonychjest intronami o śr. dł. 35 tyś,.pz ( DNA genu dystrofiny
jest stosunkowo mały
zawiera ok. 14 tyś. pz ( pierwsze 11386 pz koduje białko , a reszta jest regionem
nie ulegającym
transkrypcji ) . •
Lokalizacja intronow w genomie jest rożna . M.in. oddzielają od siebie egzony
kodujące strukturalne lub
funkcjonalnie odrębne fragmenty bialka tzw, domeny,
Związek miedzy egzonami, a domenami białkowymi (lizozym , globiny ,
owomukoid , kolagen”, hemoglobina ) np: geny kodujące immunoglobiny , każda
z odrębnej części łańcucha ciężkiego Ig (
hydrofobowy lider, część zmienna , poszczególne domeny części stałej) jest
kodowana przez inny ‘ egzon. O Sekwencje intronow nie są podobne :
- w obrębie tego samego genu ;
- w genach rożnych gat. ( np. w genach kodujących a , (5 - globiny w których
egzony są podobne ), ale Introny zachowują identyczną dla wszystkich gatl.
lokalizacje w obrebie genu
i
Gen ACE -> enzym konwertujący angiotensynę ( bierze udział w regulacji
ciśnienia krwi ) składa się z 26 egzonow I 25 intronow , chromosom 17g w locus
23 .
1993 - introny mogą odgrywać rolę w regulowaniu ekspresji genu ;
charakteryzuje się polimorfizmem intercyjno-delecyjnym obejmującym 287 pz w
16 intronie .
W populaqi występują 3 genotypy genu : D/D , I/I oraz I/D ; w porównaniu do
genotypu l/l, genotyp D/D ma 100% zwiększoną aktywność konwertaży
arigiotensynowej, genotyp pośredni poziom ACE ; wykrywanie zmian w obrębie
16 intronu -> możliwość rozpoznania ludzi zagrożonych chorobami naczyń , czy
zawałem serca .
Pochodzenie genów podzielonych ^
Ewolucyjnie stare (powszechność występowania u Eucariotow , podobieństwo
lokalizacji w genach pokrewnych np: kodujących alfa , beta - globiny ) 500mln. lat
temu .
-> Prawdopodobna hipoteza - geny praorganizmow z których wywodzą się
współczesne Procariota I Eucariota miały już strukturę podzielona , geny
podzielone tRNA występują u archeobakterii ( posiadają introny ) I w
mitochcndriach drożdży ( geny jądrowe drożdży nie zawierają wielu intronow ) .
Pierwotnym materiałem genetycznym był RNA (zdolność samoskiadania się RNA
oraz kataliczna endonukleotyczna aktywność RNA ).
Znaczenie genów podzielonych w ewclucli Eucariontow : wykazano związek
między egzonami I domenami białek -> pojedynczy egzon reprezentuje
prymitywna formę minigenu -> wielokrotne duplikage -> gen podzielony ;
islnienie genów zawierających egzony kodujące wyspecjalizowane fragmenty
polipeptydowe -> możliwość przyspieszenia ewolucji białek .
Egzony z rożnych części genomu mogą też prowadzić do rożnych kombinacji ->
nowe jednostki dziedziczne bez utraty dotąd przekazywanej informacji
dziedzicznej .
Nowe kombinacje egzonow są bardziej efektywną I szybszą drogą ewolucji niż
mutage sekwencji nukleotydow lub proces podwajania odcinków DNA .
- Dlaczego introny nie zostały wyeliminowane w przebiegu ewolucji zgodnie z
zasadą, że prostsze, energetyczne I bardziej wydajne struktury winny podlegać
selekcji pozytywnej ? Procariota mają ciągłą strukturę genu , przodkowie
procariontow pozbyli się. intronow na pewnym etapie ewolucji -» bardzo
wydajny-i szybki rozwój ( oszczędność w wydatkowaniu energii , intensywne

Biologia - Wyklady drukowane - 5

podziay komórek, itp. ) -> utrata potengału ewolucyjnego genów podzielonych -?
ta selekcja odzwierciedla ciągłą strukturę występującą u Procariota .
Z form , które nie utraciły intronow rozwinęły się organizmy wyższe .
Przyczyną braku tendencji do eliminowania intronow u organizmów wyższych
jest uzyskanie przez
introny rożnych funkcji w procesie ewolucji .
Działa wiele mechanizmów regulujących (np: elementy regulacyjne DNA ,
determinujące poziom
występowania ekspresji genu)
Introny mogą zawierać tzw. sekwencje identyfikujące odpowiedzialne za
uaktywnianie genów w
centralnym układzie nerwowym .

Geny zachodzące na siebie . .
1976 Borrel I wsp. - geny zachodzce ne siebie występują u bakteriofagów,
wirusów roślinnych I
zwierzęcych , w niektórych genach mitochondrialnych oraz w mniejszym stopniu
w genomach
bakteryjnych . Maksymalizacja pojemności kodowania przy minimalnym
udziale replikacji.
Każda z par zachodzących się na siebie produkuje 2 rożne polipeptydy .
Geny żaćhodzća ha siebie stwierdzono również w mitochondriach człowieka .
Charakterystyczną cechą
ludzkiego genomu mitochondrialnego jest oszczędność w jego organizacji.
Niemal każda para zasad jest

zaangażowana w kodowanie baiłka lub RNA, a niektóre odgrywają podwójną
rolę - służąc jako ostatnia zasada jednego genu I pierwsza następnego .
Dzialanie genów’.
Pewien fragment DNA posiada 5375 pz , przeciętny gen -1000 pz -> 5 lub 6 genów
, w rzeczywistości ma 9 genów . -> jest 9 rożnych rodzajów białek . Porównano
kompletną sekwencję nukleotydow . w 9 łańcuchach białka - geny nie mają
unikalnych’ pozycji. 2 pary genów zachodzą na siebie (A B oraz DE).

Przykładowe zadania testowe.
-> Dla każdego z poniżej niekompletnych stwierdzeń podano odpowiedź (1-4 ), z
której jedna lub
więcej są prawidłowe . Wybierz właściwy zestaw :
A) jeśli l, 2 ,1 i są prawidłowe •;
R) jesli 1 I 3 sa) prawidłowe
C) jeśli 2 l 4 są prawidłowe
D) jeśli wszystkie odpowiedzi są prawidłowe
i
l Elementy ruchowe genomu mogą :
1. Podwyższać tępo mutacji różnych genów ;
2. Powodować powstawanie polimorfizmow w obrębie populacji;
3. Przemieszczać się miedzy osobnikami Eucariota , z pominięciem drogi
rozmnażania płciowego ;
4. Przemieszczać się między jądrem , a mitochondrium ;
-> Wszystkie poprawne .

2 Genom Eucariota charakteryzuje się
1. Niewielką ilością odcinków kodujących ;
2. Obecnością licznych genów zachodzących na siebie ;
3. Z regoły licznymi sekwencjami powtarzalnymi;
4. Nielicznymi elementami ruchomymi DNA
-> l I 3 są poprawne

-> Każdy podany poniżej temat składa się z twierdzenia I przesanki podzielonych
ponieważ. Wybierz waściwą odpowiedź .

TWIERDZENIE

JEST

PRZESLNKA

JEST

1. prawdziwa istnieje związek prawdziwa
2. prawdziwa brak zwiazku prawdziwa
3. prawdziwa fałszywa
4. fałszywa prawdziwa
5. fałszywa fałszywa

. Genom mitochondrialny czowieka posiada genomy Procariota
ponieważ
genom mit. Człowieka podobnie jak genom Procariota stanowi najmniej zwarty I
oszczędny układ informacji genetycznej . Odp. C

. Zjawisko ustępowania objawów niektórych chorób dziedzicznych w kolejnych
pokoleniach ( np; zespół
- łamliwego chromosomu X ) można uznać za paradoksalne
ponieważ
następowanie zmian chorobowych w kolejnych pokoleniach jest skutkiem
nienormalnego powiększanie się powtórzeń danego zmutowanego genu.

- Nie prawdziwe ! Nieprawdziwe

WYKŁAD 4
ORGANIZACJA MATERIAŁU GENETYCZNEGO U PROKARIOTA
-jest zwarta i oszczędna
- geny są ułożone ściśle jeden za drugim, rzadko podzielone krótkimi sekwencjami
- przeważającą większość genomu stanowią sekwencje kodujące, niektóre geny
(kodujące rRNA i tRNA ) są zwielokrotnione ( mała liczba kopii)
- elementy ruchome DNA, ale też nieliczne
- występują geny zachodzące na siebie (u bakteriofagów wirusów oraz w
mniejszym stopniu w genomach bakteryjnych)
Zmienność i dziedziczność
- wzrost i rozwój normalnego, zdrowego, dojrzałego człowieka z pojedynczej kom.
( zygoty) wymaga udziału tysięcy genów związanych ze wzrostem i
różnicowaniem licznych rozmaitych typów kom. dojrzałego organizmu
- odmienność ko’nórek jest zakodowana w genomie zygoty: ujawnia -
zaprogramowana wzorce ekspresji genów
- geny w genomie człowieka są wysoce wzajemnie powiązane i zaburzenia w
ekspresji nawet jednego z nich przerywają cały proces rozwoju
-jeżeli gen koduje podstawową funkcję organizmu, jego zaburzona ekspresja jest
śmiertelna
-w wielu innych przypadkach dotyczących ważnych lecz niekoniecznie
zasadniczych genów, takie zaburzenie prowadzi do „niezdrowego” lub
nieprawidłowego fenotypu
-często defekt l genu daje całą serię odchyleń fenotypowych = zespoły
chorobcwe(syndromy)
Ile jest chorób genetycznych?
Prawdopodobnie ogólna liczba dorównuje ogólnej liczbie genów, które
odgrywają istotną rolę w procesach wzrostu i rozwoju. Jednym z zadań
społeczeństwa jest utrzymanie tempa mutacji i obciążenia genetycznego w puli
genów człowieka na znośnym poziomie. Można tego dokonać m.in. poprzez
zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska.
TEMPO MUTACJI - średnia częstotliwość mutacji genu w danym locus
przypadająca na generację i jednostkę biologiczną ( wirus, kom, org.)
OBCIĄŻENIE GENETYCZNE - upośledzenie zdolności przystosowawczych
danego osobnika (populacji) w stosunku do teoretycznej wartości optymalnej na
skutek występowania genów o działaniu niekorzystnym (np. genów letalnych lub
semiletalnych )
PULA GENOWA - cała informacja genetyczna zakodowana we wszystkich
genach populacji mendlowskiej w danym czasie.
Rodzice i dzieci nie są w pełni podobni do siebie
- w przypadku chorób dziedzicznych uwarunkowanych genami recesywnymi
dzieci nie są z reguły podobne do rodziców.
- choroba dziedziczna może wystąpić na skutek mutacji u dziecka
- podobieństwo między- rodzeństwem wynika z posiadania tych samych
podobnych genów i tych samych warunków środowiskowych
- brak podobieństwa między rodzeństwem mimo wspólnych warunków
środowiskowych wskazuje wyraźnie na znaczenie mechanizmów dziedziczenia.
Podobieństwo i zmienność to pojęcia ściśle ze sobą powiązane.
Zmienność i różnice świata żywego na podłoże dziedziczne uwarunkowania
W zależności od warunków zewnętrznych organizmy o idealnym genotypie mogą
różnić się między sobą
fenotypowo lub mogą warunkować sytuacje w których dziedziczona nie ujawni
się.
Zmienność = występowanie dziedzicznych i ntedziedzicznych różnic.
1.W stałych strukturach komórek ( zmienność wewnątrzosobnicza)
2. Między osobnikami tej samej populacji ( zmienność indywidualna osobnika)
3. Między populacjami ( zmienność grupowa )
Zmienność fenotypowa = całkowita zmienność biologiczna danej cechy
Zmienność ciągła = zmienność fenotypowa nie wykazująca naturalnych
braków ciągłości (cechy ilościowe lub
metryczne np. rozkład wzrostu ludzi)
Zmienność nieciągła = (skokowa, alternatywna) dotyczy cech jakościowych,
które można podzielić na wyraźne
przeciwstawne klasy

ZMIENNOŚĆ - Niedziedziczna (środowiskowa)
- Dziedziczna - rekombinacyjna
- mutacyjna - (mutacje chromosomowe, genowe
strukturalne, liczbowe)

Zmienność genetyczna
pierwotne źródło - mutacje -> nowe alleie genów
wtórne źródło -rekombinacje -> nowe kombinacje genów (nowe genotypy )
Zmienność środowiskowa ( niedziedziczna, fluktuacyjna ) to zmiany fenotypu nie
Zmienność fenotypowa = zmienność genetyczna +• zmienność środowiskowa , (
wptyw środowiska + efekt współdziałania miedzy genotypem a środowiskiem)
przekazywane na następne pokolenie; różnice między osobnikami -> wpływ

Biologia - Wyklady drukowane - 6

środowiska, stadium rozwojowego, wieku lub sezon wegetacyjny. Pomiar
zmienności: analizy wariancji Vp = Vg + Ve
Zmienność genetyczna cześć zmienności fenotypowej wywołana segregacją i
współdziałaniem genów. Ma wyłącznie charakter dziedziczny. Ta część nazywana
jest odziedziczalnośćią i jest podawana w %.
- im mniejszy % tym wiekszy wzrost środowiskowego składnika danej cechy
- odziedziczalność decyduje o stopniu podobieństwa miedzy rodzicami a
potomstwem
- odziedziczalność = 100% -> cała zmienność jest wynikiem czynników
genetycznych Zmienność genetyczna w populacji jest kontrolowana przez :
1 dopływ nowej informacji genetycznej wskutek mutacji i przepływu genów
2 odchylenia na skutek działania selekcji i błędów próby
3 utrwalanie skumulowanej zmienność przez mechanizmy cytofizjologiczne i
ekologiczne Źródła zmienności cech spokrewnionych organizmów :
różnice genowe ( mutacje genów lub ich nowe uporządkowanie )
różnice indukowane działaniem czynników środowiska (jedynie -> okresowe
zmiany fenotypu ) W organizmach l-kom. wszystkie zmiany w DNA są
dziedziczone.
W organizmach wiełokom. dziedziczone są mutacje, które następuje w DNA
kom. germinalnych. Mutacje kom. somatycznych oraz mutacje letalne nie są
dziedziczone.
Zmienność środowiskowa ( niedziedziczna) -* przez wszystkie wewnątrz- i
zewnątrzkom. czynniki, które mają wpływ na ekspresję genów:
1 Wszystkie uchwytne efekty czynników środowiskowych
2 Statystycznie nieuchwytna pozostałość („błąd”) i efekty współdziałania miedzy
genotypem i środowiskiem.
Różnice miedzy ludźmi mogą być olbrzymie —> człowiek jest złożoną
heterozygotą (heterozygota = osobnik zawierający odmienne alleie w danym
locus )
Potomstwo pary ludzi —> różnorodne; współdziałanie genów różnych
kombinacji i różny charakter tego współdziałania —>do olbrzymiej zmienności
typów fizycznych i psychicznych.
-Wśród bliźniąt jednojajowych może wystąpić zmienność materiału
genetycznego
Na skutek zaburzeń mitot. podziału chrom, w czasie pierwszych podziałów zygoty
—> zarodek zawiera populacje kom. z prawidłową liczbą chromosomow i
populacje z liczbą odchyloną do prawidłowej.
Mozaikowość (miksoploidalność ) - obecność u danej osoby dwóch lub więcej
linii komórkowych, które
powstały z pojedynczej zygoty.
Jeżeli po ówczesnym błędzie w rozdziale chromsomów — podział zygoty na 2
zarodki = bliźnięta jednojajowe
—» mogą być różne pod względem liczby chromosomów: mozajkowość w
zespole Turnera i zesp. Downa.
Znaczenie różnic dziedzicznych dla zdrowia, charakteru i losu poszczególnych
osób staje się tym wiszę im
bardziej staje wspólny wszystkim ludziom sposób odżywiania, higiena,
wychowanie, wykształcenie lub szansę
zawodowe. •
Wpływ środowiska na zmienność człowieka.
Zmienność występowania cech niezależnych od środowiska oraz uszkodzeń w
okresie życia płodowego jest
niezwykle istotna.
Wpływ matki na dziecko w macicy.
niektóre dziedziczone lub częściowo dziedziczone cechy matki mogą działać na
płód jako czynniki
środowiskowe
korelacja wagi i wysokości noworodków z wagą i wysokości matki (nie lub w
małym stopniu z
wagą i wysokością ojca )
Mutageny - czynniki które uszkadzają DNA lub chromosomy co może prowadzić
do wystąpienia choroby dziedzicznej (mutaq’a - w kom. rozrodczych) lub
choroby nowotworowej ( mutacje w kom. somatycznych ) Teratogeny - czynniki
które mogą spowodować trwale zaburzenia struktury lub funkcji organizmu, jeżeli
narażenie na ich działanie wystąpi w okrasie życia embrionalnego lub płodowego,
przyczyna ok. 10% wszystkich zespołów wad wrodzonych. Teratogenami są:
używki (alkohol), narkotyki
-

(

zaburzenia równowagi metabolicznej u matki np. cukrzyca, fenyloketonuria

czynniki infekcyjne np. różyczka, kiła, HIV lub inwazyjne np. Toxoplazma gondi
promieniowanie jonizujące np. radioterapii chorób nowotworowych
- leki
heroina, kofeina. LSD tylko przy przedawkowaniu • Cukrzyca insulinozależna u
kobiety ciężarnej
Ryzyko wystąpienia wad wrodzonych u dzieci 2-3x większe. Najczęściej wady
serca (2-3%) wady cewy nerwowej (1-2% rzadziej wady układu kostnego
kręgosłupa w danym odcinku lędźwiowym i krzyżowym) wiele wad można wykryć
w badaniach prenatalnych.
Fenyloketonuria ( dziedziczona autosomalnie recesywnie ) fenyloalanina nie

może być zdegradowana do tyrozyny co prowadzi do uszkodzeń ośrodkowego
układu nerwowego i upośledzenia umysłowego. Fenyloketonuria u kobiety
ciężarnej pozostającej na diecie bez eliminacji fenyloalaniny prowadzi do
uszkodzenia płodu (>steżenie fenyloalaniny we krwi matki)
Często —> poronienia, noworodki prawie zawsze rodzą się z upośledzeniem
umysłowymi, małogłowiem i innymi wadami (najczęściej serca); dzieci matek z
poziomem fenyloalaniny > 20mg/dl mają IQ=<90 Nadczynność przytarczyc =
(hyperparathyreoidismus) u kobiety ciężarnej —> teżyczka unoworodków z
hipokalcemią (nizszy poziom Ca w surowicy)
Jeżeli kobieta w czasie ciąży ulegnie zakażeniu lub zarażeniu to czynniki
infekcyjne lub inwazyjne mogą uszkodzić zarodek lub płód.
Kiła - u kobiet ciężarnych —> obumieranie lub różnego typu zmiany skórne u
dziecka, zapalenie opon mózgowych i mózgu. Matka w późnej fazie kiły II-
rzędowej - płód żywy ale chory m in kilaki skóry, obrzmienie węzłów chłonnych i
śledziony, choroba Parrota (porażenie rzekome objawy ogniskowgo uszkodzenia
mózgu, zapalenie chrząstek nasadowych kończyn z wtórnym unieruchomieniem).
Matka w schyłkowej fazie kiły ll-rz. - dziecko pozornie zdrowe, choroba ujawnia
się ok. 15 roku życia, kilaki zmienione zęby (siekacze ), zapalenie rogówki,
głuchota.
Różyczka powoduje u płodu maiogłowie, upośledzenie umysłowe, zaćmę lub
głuchotę (zaćma i głuchota = fenopie)
Toxoplazma gondi —> tokzoplazam wrodzona bezobjawowa lub objawowa (
zapalenie naczyniówki i siatkówki, wodogłowie, małogłowie, zwapnienie
śródczaszkowe, upośledzenie umysłowe )
Promieniowanie lub leki mogą wpływać na powstanie wad wrodzonych.
Promieniowanie jonizujące —> uszkodzenie DNA lub zaburzeń rozwoju
embrionalnego. Stosowanie radioterapii u kobiet ciężarnych —> do małogłowia
upośl. umysłów, lub zaćmy (=fenokopia wrodzonej zaćmy) u dziecka.
Promieniowanie UV (solarium)—>rozkład kwasu foliowego — wady rozwojowe
cewy nerwowej, kilka przypadków bezmózgowych dzieci.
Androgeny - (męskie hormony płciowe stosowane w leczeniu raka sutka ) —>
wirylizacja płodu żeńskiego.
Wirylizacjia. maskulinizacja = występowanie u osobników żeńskich niektórych
fizycznych i psychicznych cech męskich.
Używki i narkotyki mogą niekorzystnie wpływać na zachowanie matki oraz rozwój
płodu.
Alkoholizm kobiety ciężarnej (90ml spirytusu/dzień = ok. 6 szklanek piwa,
wina.drinków) powoduje u dziecka klasyczny zespół alkoholowy. Objawy: krótkie
szpary powiekowe, niedorozwój części środkowej twarzy, długa płaska rynienka
nosowo-wargowa. wąska czerwień wargi górnej, wady serca, zaburzenia
morfologiczne mózgu. Nie ustalono bezpiecznej dawki alkoholu wypijanej w
czasie ciąży.
Kokaina —>• odklejenie łożyska i przerwanie rozwoju naczyń krwionośnych-
zniszczenie tkanki mózgowej płodu.
Wdychanie rozpuszczalników organicznych —> uszkodzenie mózgu płodu.
Nie udowodniono szkodliwego działania na rozwijający się płód marihuany,
heroiny ,LSD, kofeiny jeżeli nie
zostaną przedawkowane!

Wykład 5
Zasady dziedziczeniu ora/ dziedziczenie jednogenowe
-prawa Mendla. odstępstwa, terminy :heterozygota, Homozygola, nosiciel, cechy
uwarunkowane recesywnie i dominujące
-dominacje kompletne
-przekształcenie fcnonpowego stosunku 3 : I
-dominacja połowiczna, kodominacja. dominacja zależna od płci; geny letalne
-allelc wielokrotne, pscudoallele
-dziedziczenie jcdaogenowe u człowieka
Zasady, anomalia Pclger-Huet. blok metaboliczny, układ grupowy MN i Ss. układ
grupowy krwi A-B-C.
układ grupowy knvi Rh. allele amorficzne
-Choroby dziedziczące się autosomaluie recesywnie-kryteria. częstość
występowania. przyklady:choroba Tay-Sachsa, anemia sicrpowata,
mukowiscydoza
-Clioroby dziedziczące się autosomalnie dominująco-kryieria. czestość
występowania, przyklady:choroba Huntingtona
1 prawo Mendla : do tworzącej się gamety trafia po jednym allelu z. danej pary.
2 prawo Mendla : określa sposób dziedziczenia się alleli wielu genów, segregacja
alleli takich genów jest niezależna od siebie-w tworzących się gametach
kombinacje alleli różnych genów są przypadkowe ale z danej pary do gamety
może trafić tylko l allel.
Odstępstwa od mcndlowskicj zasady niezależnej segregacji i dziedziczenia :
sprzężenie genów.
dziedziczenie wieloczynnikowe, dziedziczenie cech warunkowanych mutacjami w
mitDNA. (??)
Sposób dziedziczenia danej cechy uzależniony jest od położenia gonu. który ja
determinuje.
Gen jest zlokalizowany na autosomie - dziedziczenie autosomalne.

Biologia - Wyklady drukowane - 7

Gen jest zlokalizowany na chromosomie plciowym - dziedziczenie sprzężone z
picia.
Hcterozygota - osobnik co ma 2 różne allele w tym samym locus (alleic =
alternatywna forma genu w
danym locus).
Homozygota - osobnik co ma 2 identyczne allele w rym samym łocus (oba mogą
być prawidłowe bądź nieprawidłowe).
Nosiciel - osoba psiadająca prawidłowy l allel i l zmulowany.
Zaburzeniu jednogenowe - stan. w którym obecność pojedynczych
zmutowanych genów wpływa na zdrowie człowieka.
Cecha warunkowana dominująca - obecność pojedynczego allelu określonego
genu jest wystarczająca
dla ujawnienia się cechy zarówno u hetero- jak i homozygot.
Cecha warunkowana recesywnie - dla ujawnienia cechy konieczna jest
obecność alleli recesywnych w
obu chromosomach (tylko u homozygot).
Cecha kodominujaca - wpływ obu aleli można dostrzec u heterozygoty.
Dominacja kompletna -w organizmie heterozygotycznym Fl efekt genu
dominującego całkowicie warunkuje obecność jego recesywncgo allelu, a forma
heterozygotyczna jest fenotypowo identyczna lub prawie identyczna z formą
homozygotyczną dominującą. Stosunek fenotypowy = 3:1.
Między kompletną dominacją i kompletna reccsywnością istnieją stopnie
dominacji; połowiczna, warunkowa, domniemana, zmienna, uzależniona od płci -
dominacja i recesywność nie są właściwościami genów - mogą być
modyfikowane przez czynniki środowiska lub przez inne geny danego genotypu.
Przekształcenie fenotypowcgo stosunku 3:1. Dominacja połowiczna (częściowa,
niekompletna) = heterozygoty stanowią fenotypowo postać pośrednią miedzy
obu postaciami homozygotycznymi (fenotypowy stosunek liczbowy 1:2:1) czy
liczbowy stosunek fenotypowy - kompletnej dominacji czy dominacji połowicznej
zależy od poziomu na jakim dokonano analizy, np.: ilość enzymu u heterozygoty =
połowie tej wartości jaka cechuje homozygotc dominującą = stosunek liczbom-
1:2:1 - dominacja połowiczna; ale ilość enzymu zmniejszona o połowę, jest
dostateczna dla ujawnienia makroskopijnego efektu (= prawidłowego przebiegu
reakcji), takiego samego - w dominacji kompletnej = liczbowy stosunek =
3:1.Dominacja kompletna w organizmie heterozygotycznym F, efekt genu
dominującego całkowicie matuje recesywność jego recesywncgo allelu, a forma
hetcrozygotyczna (recesywność-jest wywołana całkowitym lub częściowym
zanikiem aktywności genu.
Przeciwciała matczyne
Przechodzenie przez łożysko przeciwciał matki ma olbrzymie znaczenie.
-trombocytopenia i miastenia zależne do autoprzeciwcial. Objawy zazwyczaj
wygasają w okresie niemowlęctwa.
Trombocytopenia- malopłytkowość= zmniejszona liczba płytek krwi.
Miastemia = przewlekła choroba autoimmunologiczna, osłabienie mięśni.
Anemia hemolityczna płodu (erythroblastosis fetałis ) uzależniona od antygenów
układu grupowego krwi Rh. Fenotypowe:
Fenokopia - niedziedziczne modyfikacje fenotypu wywolane czynnikami
środowiskowymi, które naśladują zmiany fenotypu uwarunkowane genetycznie.
Genokopia - identyczny fenotyp wytworzony jednak przez inne geny.
Wrodzona zaćma może być dziedziczna cechą recesywna jak i następstwem
różyczki u matki lub promieniowania we wczesnym okresie ciąży. Nie są znane
fenokopie, które by przypominały dominujące zespoły wadliwej budowy takie jak
Określone typy syndaktylii ( zrosty 2 lub więcej palców rąk lub nóg ),
brachydaktylii (skracanie dl. palców rąk, nóg ),
ekrodaktylii, widlaste ręce (zniekształcenia ręki. szczypce homara)
Akrocefalosyndaktylia (czaszka stożkowata + syndaktylia wszystkich konczyn=
zespół Aperta) Zespół dyzostozy obojczykowo-czaszkowej ( patologiczne
kostnienie chrząstek u płodu obejmujące kości czaszki, całkowity lub częściowy
zanik obojczyków)
Wyjątek- deformacje- TALIDOMID- deformacja przypomina zmiany dziedziczne w
dominującym zespole Oram-Halta ( niedorozwój, zanik) kości promieniowej i
kciuka, fokomelia (brak proksymalnych części kończyn ) przetrwały otwór owalny
w przegrodzie przedsionkowej, dziedziczenie autosomalne dominujące ze zmienną
ekspresją fenorypową. Talidomid (przyjmowany w l trymestrze ciąży) —>
zaburzeń rozwoju. Lek został wycofany.
Ekspresja genu a penetracja i ekspresywność
Genotyp determinuje tylko zakres fenotypowych możliwości w obrębie którego
może pojawić się cecha danego
osobnika.
Ekspresja genów jądrowych w postaci cytoplamatycznego produktu genu
obejmuje:
1 transkrypcję genetyczna
2 proces dojrzewania RNA
3 genetyczną translację transkryptu (geny struktury)
Penetracja ( przenikliwość ) - częstość (%) z jaką gen lub kombinacje genów (
allel dominujący albo allele recesywne w układzie homologicznym) ujawniają się
w fenotypie nosicieli danego genu. Penetracja = 100%= całkowita- jeśli wszyscy
nosiciele mają fenotyp charakterystyczny dla danego genu. Penetracja

zredukowana= gdy <niż lOO% nosicieli danego genotypu ujawnia fenotyp
charakterystyczny dla tej kategorii.
Dominujący gen - cecha występuje w wielu pokoleniach. Jeżeli częstość tej cechy
u spokrewnionych osób nie odpowiada zjawisku - dominaq’i -» penetracja.
Przykłady:
pewien typ syndaktylii między 3 a 4 palcem ręki cecha dziedziczona przez wiele
pokoleń,
przypadkowo może się nie ujawnić
dominujące przedwczesne dojrzewanie płciowe tylko u pici męskiej może być w
pewnych
przypadkach -> przez mężczyznę u którego nie było przedwczesnego dojrzewania
Penetracja danego genu może być taka sama lub różna u obu pici, w skrajnych
przypadkach -> ograniczona do l pici. Penetracja nie jest stalą właściwością
genu; zależy od pozostałych genów i/lub czynników środowiskowych.
Penetracja dotyczy częstości występowania cech (lub choroby) u nosicieli genu.
Gen posiadający 100% penetrację może mieć różny stopień ekspresji u
poszczególnych osobników (często w dominujących zaburzeniach
dziedzicznych) obok ciężkich przypadków-> przypadki o lżejszych objawach->
prawidłowy allel może mieć różne właściwości np. pląsawica Huntingtona ->
objawy (minowolne drżenie mięśni i postępująca degeneracja psychiczna)mogą
występować w różnym wieku (30-60 r.ż.), większość chorych może mieć
potomstwo.
Przyczyny różnic w penetracji i ekspresywności mogą mieć charakter genetyczny
albo środowiskowy lub mogą być kombinacją obu przyczyn.
Zjawisko ekspresywności może -> zjawisko penetracji, np. gdy choroba tak słabo
się objawia, że przestaje być klinicznie rozpoznawana.

TESTY
Zmiany u dzieci wywołane alkoholizmem matki nie są ważnymi fenokoplami
PONIEWAŻ Nie jest znany bardzo podobny przykład zmian dziedzicznych.
Różnice między ludźmi nie są wielkie
PONIEWAŻ Zazwyczaj ludzie są organizmami homozygotycznymi
Penetracja nie jest stałą właściwością danego genu
PONIEWAŻ Penetracja danego genu jest zależna do pozostałych genów
Penetracja to:
1 częstość % z jaką dany gen ujawnia się w fenotypie nosiciela
2 danego genu nigdy nie jest zależna do wpływu środowiska
3 danego genu może być różna u różnych płci
4 danego genu jest jego stałą właściwością
Fenokopia to
1 niedziedziczna modyfikacja fenotypowa
2 cecha spowodowana przez szczególny układ czynników środowiskowa
3 cecha identyczna z cecha uwarunkowaną genetycznie
4 identyczny fenotyp wytworzony przez geny nie będące allelami
---------
Dominacja - na poziomie makroskopowym nie maskuje cechy recesywnej jak jest
to w przypadku dominacji kompletnej.)
Kodominacja - u heterozygot oba geny pary allelicznej biorą udział w ujawnieniu
fenotypu w ten
sposób, że taki fenotyp jest mieszaniną obu cech wytwarzanych przez oba
osobniki heterozygotyczne.
Dominacja zależna od pici - dominacja danego allelu jest różna u obu pici.
Geny letalne = geny, których obecność w genotypie hamuje normalny rozwój
osobnika przed
osiągnięciem przez niego dojrzałości płciowej.
Allele wielokrotne - geny występujące w populacji w więcej niż w 2 allelicznych
formach-na skutek
mutacji.
Pseudoallele - każdy ze anulowanych genów, które są alleliczne w sensie
funkcjonalnym lecz nie
strukturalnym. Ich stopień rekombinacji genetycznej jest niski. Stopień
rekombinacji genetycznej = wartość
crossing over = częstość występowania crossing over między 2 genami
wyrażona w procentach.
DZIEDZICZENIE JEDNOGENOWE U CZŁOWIEKA
-każdy gen jest przekazywany przez heterorygoty zawsze średnio połowie
potomstwa
-ujawnienie się przekazywania genów kolejnym pokoleniom ma inny przebieg w
przypadku genów dominujących i recesywnych
-przechodzenie genu przez pokoleaia zależy od zasad prawdopodobieństwa oraz
od tego. czy ten gen
upośledza lub wzmaga zdolność przeżywania i reprodukowania nosiciela genu
lub czy jest dla niego
obojętny.
Anomalia Pelger-Huet = polega na tym. że segmentowane jądra leukocytów
obojętnochłonnych u
hclcrozygot mają kształt pałeczek, hantli lub okularów, a u homozygot są kuliste,
maja strukturę gruboziarnistą: dominujący gen wywołujący zmianę kształtu jąder

Biologia - Wyklady drukowane - 8

leukocytów me niesie żadnych zaburzeń ani korzyści-jest przenoszony przez
wiele pokoleń.
W medycynie pojęcie dominacji nie jest stosowane w dokładnym klasycznym
znaczeniu, ponieważ w prypadku większości genów, które wywołują choroby w
układzie heterozygotycznym stan homozygotyczny nie jest znany - patogeniczne
geny dominujące są znacznie rzadsze (ok_: 100 razy) niż
reccsywnc.
W języku lekarskim genami dominującymi nazywa się te, które wywołują chorobę,
zniekształcenie lub inne dostrzegalne cechy bez względu na to czy stan
homozygocyczny jest znany i fenotypowo zgodny
ze stanem hcterozygotycznym.
-Ciężkie przypadki chorób dominujących obserwuje się u dzieci, których rodzice
byli chorzy (rodzice blisko spokrewnieni).
-W chorobach dziedzicznych dominujących nie stwierdza się całkowitego (prawie
całkowitego) braku enzymu regulującego dany proces.
-Geny w układzie heterozygotycznym nie prowadza do bloku enzymatycznego.
-Blok enzymatyczny, metaboliczny lub genetyczny = osłabienie aktywności
enzymu w wyniku mutacji
genu.
W dominujących chorobach dziedzicznych zmienione są te białka, których
zadaniem jest tworzenie
struktur komórek, a nie regulacja procesów metabolicznych.
UKŁAD GRUPOWY KRWI M i N i SS
-człowiek nie produkuje przeciwciał przeciw tym antygenom - nie mają one
znaczenia przy transfuzji M N
-dziedziczenie zależne jest od pary wspóldominujących genów L i L lub M i N.
MM N N
-osoby o fenotypie M są homozygotami L L ; fenotyp N = homozygota L L,
fenotypM N, MN = heterozygota L L
-rodzice są heterozygotami = grupa MN-u ich dzieci występowanie MM. MN, NN
w stosunku 1:2:1-lypowym dla kodominacji
-jeżeli genotyp MM odpowiada za produkcje antygenu M, a genotyp NN za
produkcję antygenu N, to licterozygota MN produkuje zarówno antygen M jak i
N, a nie substancję pośrednią
-wśród ludzi istnieją populacje połimorficzne oraz zmienność częstości
występowania fenotypu np.: w Polsce fenotyp M = 35%, MN = 49%. N= 16%
Eskimosi fenotyp M>60%, N<3%
Australia - najczęściej fenotyp N Polimorficzny- - występuje w obrębie populacji
2 lub wielu form danej cechy.
-para antygenów S i s jest silnie sprzężona z M i N
-u człowieka albo antygen S albo s lub oba = przykład kombinacji
Dziedziczenie jednogenowe uwarunkowane allelami wielokrotnymi - układ
grupowy krwi A-B-O.
Dziedziczenie tego ukladu polega na:
-występowaniu powierzchniowych antygenów erytrocytów = izoaglutynogenów
(I) reagujących z przeciwciałami surowicy krwi (aglutyninami)
-osobniki potomne - antygen A, gdy co najmniej l z rodziców ma antygen A
-osobniki potomne - antygen B.—— // —— B
-osobniki potomne z grupą O. gdy rodzice maja antygen A i/lub B
-rodzice: /. grupa. O - potomstwo grupa O - recesywność genu grupy O
-małżeństwa z grupa, A i B - cześć dzieci posiada grupę AB - kodominacja genów
decydujących o tworzeniu antygenów A i B

UKŁAD GRUPOWY KRWI A- B-0
-uzależniony od serii genów allelicznych = 3 główne allele (I .1 . i)
A ‘ B “ A B
-allele l oraz l - są kodominujacc oraz kompletnie dominujące do i ([ = I >i)
-hierarchiczna zależność kompletnej dominacji A
-antygeny, których powstawanie uwarunkowane jest istnieniem genu I ,
występują w postaci izoaglutynogenów co najmniej w 4-ch formach allelicznych (
allele wielokrotne )Al A2 A3 A4
-istnieją co najmniej 3 odmiany A B

A

1

A

2

A

3

A

1

B

A

2

B

A

3

B

B

0

J

A1

J

A1

J

A2

J

A2

J

A3

J

A3

J

A1

J

B

J

A2

J

B

J

A3

J

B

J

B

J

B

i i

J

A1

J

A2

J

A2

J

A3

J

A3

I

J

B

i

J

A1

J

A3

J

A2

i

J

A1

I

-substancje antygenowe ukladu grupowego A-B-O są zbudowane z białka i l
łańcucha cukrowcowego (=glikoproteiny)
-swoistość immunologiczna zależy od reszt cukrowca, przyłączenia do łańcucha
H zależ}- od określonego enzymu (transferazy); polimorfizm substancji ukladu
grupowego
Za właściwość antygenowego A N-acetylo-D-galaktoza, a wlaściwości
antygenowe B D-galaktoza

grupy O miejsce nie jea zajęte (wlaściwości 4-fruktozy;. reszta fruktozy-
związana z enzymem, którego synteza jest regulowana obecnością genu 4-jego
allel jest recesywny h i amorficzny - gen ten jest niealleliczny z genami grupy krwi
- mukopolisacharydowego prekursora.
Allele amorficzne, nieaktywne = nic dające dostrzegalnego efektu
morfologicznego.
Geny Se, se są odpowiedzialne za produkcje antygenów A, B i H - w postaci
wydzieliny oczu, nosa.ślinianck, żołądka i w pocie = zjawisko dominacji
całkowitej.
Osoby wydzielające antygeny rozpuszczalne w wodzie - wydzielaczami (78%
ludzi).
Osoby, których antygeny są. rozpuszczalne wyłącznie w alkoholu-nie-
wydzielaczami.
Na powierzchni erytrocytu ok.: 500 tyś. miejsc antygenowych A i B oraz > 20
miejsc dla innych układów grupowych (czynnik Kidd, Coitiwight. Kell, Levis).
Określa podgrupo A oraz. B i innych - znaczenie w sprawach prawnych,
medycynie sądowej m.in. w dochodzeniu ojcostwa. Tcsty nie mogą wykazać, że
dany mężczyzna jest ojcem, lecz czasem mogą wykazać, że ojcem być nic może.
Stosując tylko grupy układu A-B-0. MN, Rh prawdopodobieństwo wykluczenia
ojcostwa wynosi ok.: 0.53+układ Keil. Lutheran, Duffy i Kidd oraz H = 0,71.
PRZYKŁAD ILUSTRUJĄCY WYSTĘPOWANIE PSEUDOALLELI U
CZŁOWIEKA UKŁAD GRUPOWY KRWI Rh od serii co najmniej 3 silnie
sprzężonych loci.
-Częstość Rh + - 85% Europejczyków’, na erytrocytach - 10 tyś. - 20 tyś. miejsc
antygenowych
*Landstciner i Wciner : Rh •> . dominujący - para genów R, r. Rh - recesywny
*Teoria Weinera. co najmniej 10 alleli wielokrotnych l locus (l cluomosom):
często występują: l M O l 2 Z
r.r.r.R,R.R.R; gen r = gen amorficzny. Piejoiropia —jcden gen odpowiada za wiele
ważnych cech. Teoria Fishera występują co najmniej 3 silnie sprzężone allele =
pscudoallelc Dd. CD. c. Ee.
Dowody potwierdzające występowanie serii D-C-E :
-występowanie mieszanych antygenów
-pojedyncze przypadki crossing over
-przypadki efektu położenia
Efekt położenia - efekt pozycji - zmiana efektu fenotypowego l lub więcej genów,
spowodowane
przesunięciem jego pozycji w stosunku do innych genów- w genotypie.
Antygeny Rh _isrotne dla transfuziologii i kliniki, najważniejszy antygen D;
osoby, których erytrocyty
antyglutynuja z surowicą odpornościowa amy-D Rh+. osoby nie produkujące
antygenu D Rh-
Surowica odpornościowa = surowica otrzymana z krwi ozdrowieńców oraz krwi
zwierząt uodpornionych
czynnie szczepionkami. zawiera. czynne przeciwciala.
Tworzenie przeciwciał anty-Rh u ciężarnych - anemia hemolityczna płodu: u
kobiet me ciężarnych we
krwi nic stwierdzono przeciwciał anty-Rh.
Choroby dziedziczące się autosomalnie, reccsywnic . U ludzi zidentyfikowano
1730 cech dziedziczonych
w sposób recesywny.

CHOROBA

CZĘSTOTLIWOŚĆ/1000 urodzen

mukowiscydoza

0.5

gluchota wrodzona

0.2

fenyloketonuria

0,1

rdzeniowy zanik miesni

0,1

slepota recesywna

0,1

OGÓŁEM

2

Kryteria:
- ujawnia się tylko u homozygot rccesywnych niezależnie od plci
- z reguły rodzice i krcw-ni są wolni od tej choroby
- występuje częściej u potomstwa spokrewnionych rodziców
- szansa urodzenia dziecka z daną chorobą to 25% jeśli rodzice są hetcrozygotami
- choroba nie ujawnia się u potomstwa pochodzącego ze związku heterozygoty
Aa z homozygotą AA 50% potomstwa bedzie nosicielem genu recesywnego a -
warunkującego rozwój choroby.
Choroba Tay Sachsa - choroba bloku metabolicznego.
Blok metaboliczny - patologiczny metabolizm określonych związków
chemicznych - brak lub nieprawidłowa struktura enzymów regulujących
poszczególne szlaki metaboliczne.
-Śmiertelna i nieuleczalna; u dzieci homozygotycznych (aa) - zaburzenia
przemiany lipidowej, objawy upośledzenia ruchowego ok.: 5. m-ca życia-szybka i
postępująca degradacja neurologiczna - niedorozwój umysłowy, degeneracja
siatkówki, ślepota, śmierć 3-4 lata. Przyczyna - wiele mutacji -niezdolność
produkcji enzymu beta-heksozaminozy A - gromadzenie się gangliozydów w

i

i

Biologia - Wyklady drukowane - 9

komórkach nerwowych-degeneracja centralnego układu nerwowego.
-Częsty wśród Żydów aszkenazyjskich l : 25; l : 40 osób jest nosicielem, dzieci
pochodzą z małżeństw między heterozygotami.
Smierc przed uzyskaniem dojrzalosci plciowej Anemia sierpowata:
-przyczyna - odmienna budowa hemoglobiny-mutacja polega na zmianie reszty
kwasu glutaminowego w pozycji 6-tej od koca aminowego w łańcuchu beta m
walinę = hemoglobina HbS (prawidłowa HbA). -stwierdzono po raz pierwszy u
Amerykanów pochodzenia afrykańskiego z ciężką anemią hemoliiyczną;
przyczyna - nieprawidłowa struktura Hb - erytrocyty o kształcie sierpa - zatory w
krążeniu.-> -sierpowatość krwinek jest podstawą wielu różnych zmian
chorobowych.
- niszczenie krwinek - anemia związana z osłabieniem, złym rozwojem fizycznym,
odkształceniem czaszki, zaburzoną czynnością umysłową, niewydolnością, serca.
- agregacja krwinek i zaburzenie krążenia powoduje zmiany i uszkodzenia
miejscowe (mózg, płuca
1 nerki, przewód pokarmowy).
- skupianie odkształconych krwinek \v śledzionie - powiększenie, zwłóknienie.
Anemia sicrpowata - zespól wielu objawów (różnych cech) = przykład
plejotropii (jeden gen lub para genów jest przyczyną wielu nieprawidłowości
fenotypowych). W mechanizmie dziedziczenia anemii sierpowatej - dwa allele -
HbA i HbS.
-U osób posiadających allele zmutowane (HbS i HbS) - objawy ciężkiej anemii.
-U osób o hctcrozygtycznym układzie (HbA HbS - nosiciele) - zdrowi, lecz
erytrocyty wykazują tendencje odkształcania (skaza sierpowata). u heterozygot
mogą wystąpić powikłania w przypadku silnych zmian sercu. przewlekłym
alkoholizmie i po narkozie.
-Recesywnc geny anemii sicrpowaiej występują często u ludzi w Afryce
Wschodniej - heterozygoty są chronieni przed inwazja plasmodium falcipanun
(malaria tropikalna). —>
-Homozygoty HbS HbS giną z powodu anemii, a homozygoty HbA HbA z
powodu malarii = przykład
faworyzowania zmutowanych heterozygot przez środowisko,
Mukowiscydoza - dawna nazwa = zwłóknienie (torbielowate) trzustki CF—
cystic fibrosis stąd gen CF
-najczęstsza w Europie 4-5% populacji jest nosicielem genu CF. Choroba
występuje u I/2000 żywo urodzonych noworodków. Prawdopodobieństwo
urodzenia chorego dziecka w rodzinie „ ryzyka genetycznego .. = 25%.
-słona skóra na czole dziecka jest jednym z najwcześniejszych objawów
mukowiscydozy
BIADA DZIECKU, KTÓREGO CAŁOWANIE W CZOŁO POZOSTAWA SMAK
SOLI NA USTACH. PADŁ NA NIE UROK l WKRÓTCE MUSI UMRZEĆ.”
-powodem jest defekt genetyczny prowadzący do uposledzenia funkcji
gruczołów zewnątrzwydzielniczych , (lepki. gęsty śluz - zaburzenia z powodu
trudności w jego wydzielaniu).
objawy - postępująca niewydolność układu oddechowego (tzw.postać płucna),
upośledzenie funkcji układu
trawiennego (niewydolność zewnątrzwydzielnicza trzustki = niedobór enzymow)
w postaci biegunek,
podwyższenie Cl-. Na+ w pocie.Zaburzenia - wyniszczenie.
-choroba jest nieuleczalna, a długość przeżycia zależy od nasilenia objawów i
postępowania lekarskiego.
Przy systematycznym leczeniu możliwe jest doczekanie wieku dojrzałego, ale
średnio chory żyje 28 lat. -gen koduje białko CFTR - regulator przewodnictwa
błonowego jest specyficzny dla mukowiscydozy,
bezpośrednio lub pośrednio wpływa na przepływ jonów Cl-, -najczęstszą
przyczyną mukowiscydozy (ok.:70%) jest delecja 3 nukleotydów z genu-w
produkcie białkowym brakuje jednego aminokwasu - fenyloalaniny w pozycji
508 - nieprawidłowe bialko nie jest ^ wbudowywane w ścianę komórki (ulega
degradacji)-zaburzenia transportu wewnątrzkomórkowego.
-testy genetyczne na nosicielstwo tej choroby badają efekt, czyli zaburzenia
transportu komórkowego.
-można również sprawdzić, czy rozwijający się płód odziedziczył 2 kopie
anulowanego genu.
-dotychczas nie jest znana skuteczna terapia.
- terapia genowa jest na etapie prób (wprowadzenie prawidłowego renu CFTR).

TESTY
1.Dziedziczenie grup knvi u człowieka nic wiąże się z:
a)zjawiskiem recesywności
b)zjawiskiein dominacji częściowej n
c)zjawiskiem kodominacji
d)występowaniem alleli wielokrotnych
e)występownniem kodominacji kompletnej
2. Anemia sicrpowala - obie choroby. Choroba Tay-Sachsa - żadna z w.w. chorób.
a-jest chorobą bloku metabolicznego
b-wywoluje autosomalny gen reccsywny
c-występuje szczególnie w Afryce
d-ujawnia się dopiero w okresie dojrzałości

3.Przykłady dziedziczenia jednogenowego u człowieka z poważaniem cech silnie
genetycznie sprzężonych są układy grupowe krwi:
a)ABO i MN b)ABO i Rh
c)ABO i Ss d)MN i Rh e)MN i Ss#

Wykład 6
Choroby jednogenowe dziedziczące się autosomalnie dominująco . U ludzi
poznano 4458 dominujących cech autosomalnych
KRYTERIA
1. Choroba przekazywana z pokolenia na pokolenie , każde dziecko ma chorego
rodzica ( wyjątek - nowa mutacja )
2. Niektóre choroby ujawniają się w późnym wieku
3. Przy skojarzeniu chorej heterozygoty z zdrową homozygotą 50% potomstwa
jest chora , a 50% jest zdrowa
4. Zjawisko zmniejszonej penetracji ^ zjawisko wyciszenia lub braku typowych
odjawów chorobowych
Choroba Huntingtona -> Pląsawica
Spowodowana wybiórczym obumieraniem neuronów jądra ogoniastego mózgu ->
częstość wącha się od 1/10 tyś. do
1/100 tyś. urodzeń .
->Objawy kliniczne ( z reguły w 40 r.ż.);
• pląsawicze zaburzenia ruchu
• postępująca utrata aktywności umysłowej » zgon w ciągu 15 !at od pojawienia
się choroby
•>W chorobie Huntingtona występuje zależność między stopniem penetracji, a
wiekiem :
Wiek/ lata penetracja %
>30 >40 >50 >60 >70 10 30 60 85 95
genetyczne podstawy odkryto w 1993 r.
lokalizacja zmutowanego genu : blisko telomeru na chromosomie 4p
mutacja polega na niestabilności sekwencji powtarzalnych CAG

Choroba

Czest. Na 1000 urodzen

Dziedziczny rak okreznicy
dziedziczny rak sutka
Rodzinna hipercholesterolemia
Choroba Huntingtona
Slepota dominujaca
Gluchota dominujaca

75
75
2
0.5
0.1
0.1

wiek/ lata

penetracja %

> 30
> 40
> 50
> 60
> 70

10

30
60
85
95

Porównanie najważniejszych cech dziedziczenia autosomalnego dominującego I
recesywnego

Dziedziczenie autosomalne dominujace

Dzedziczenie autosomalne recesywne

Choroba wystepuje u heterozygot
Przecietnie 50% potomstwa jest chore
Jednakowa czestosc i ciezkosc objawow u obu plci
Zmienna ekspresja

Choroba wystepuje u homozygot
male ryzyko dla potomstwa
Jednakowa czestosc i ciezkosc objawow u obu plci
Stala ekspresja

Dziedziczenie wielogenowe cech jest wyznaczane przez liczne geny z różnych
par allei .

Epistazą -» współdziałanie genów nieallelicznycn , w których l gen działa na 2 gen
(lub więcej genów ) w ten sp< , że fenotyp jest uwarunkowany przez tylko l gen ,
Hipostaza -> zjawisko dopeniające epistazę = zjawisko odpowiadające “
recesywności” jednego genu przez inny niealleliczny gen .

Cechy Poligenicznę . ilościowe -> ich ekspresja jest kontrolowana przez wiele
genów ( poligeny ), których efekt działania na fenotyp jest niewielki, wykazują
zmienność ciągłą, duży udział czynników środowiskowych .
Poligeny ( aenv kumulatywne , wielokrotne . polimeryczne ) -> geny działające
wspólnie, ich efekt się kumuluje ( sumuje ) I ujawnia się w postaci cechy
ilościowej, ich działanie jest silnie uzależnione od czynników środowiska ->
dziedziczenie wieloczyńnikowe .
Transgresla ( zmienności trans gresyina } -> pojawienie się wśród potomstwa
pokolenia F

2

osobników , których cechy przekraczają zakres zmienności każdego

pokolenia rodzicielskiego jak I pokolenia F

1

, dotyczy cech ilościowych

uwarunkowanych przez kilka , lub wiele par alleli. Np. dzieci mogą być wyższe lub

Biologia - Wyklady drukowane - 10

niższe niż rodzice lub dzadkowie^

Dziedziczenie wielogenowe ( wieloczynnikowe ) u człowieka .
Barwa oczu
Ludzie różnią sie zawartością pigmentu w teczowce_oką, tzn. barwą oczu<
Gradacja barwy oczu : od jasno-niebieskiej do ciemno-brązowej 4 wiele klas ( co
najmniej 9 klas fenotypowych )
tworzących _zmienncść ciagłą -» dowód dziedziczenia pollgenicznego .
Zasada - liczba klas fenotypowych jest o l większa od podwójnej liczby par
poligenów -> 9 klas fenotypowych jest
wynikiem działania 4 par genów; .

• 8 alleli w genotypie =7 oczy ciemno-brązowe
• 7 alleli -> brązowe
• 6 alleli -> jasno-brązowe
• S alleli -> piwne
• 4 allele -> zielone
• 3 allele -> szare
• 2 allele -> ciemno-niebieskie
• l allela -> niebieskie
• brak alleli -> jasno-niebieskie
Iloraz inteligencjj (IQ)
IQ jest złożoną skalą, mierzącą przecietną wielu podstawowych zdolnośd (
werbalna, rozumowania, zapamiętywania I odtwarzania przedmiotów w
przestrzeni ).
Udział podstawowych zdolności we względnym IQ może się wahać u
poszczególnych osób -> zdolności te nie są wzajemnie powiązane , IQ określonej
osoby ma charakter wieloczynnikowy.
osoby z zespołem Turnera ( 45 , XO ) - IQ jest obniżony ( wskutek trudności
orientacji przestrzennej ) ale występuje normalna lub podwyższona zdolność
werbalna

y

problemy z percepcja przestrzenna (prawo-lewo) rozkład częstości

ogólnego IQ ma charakter rozkładu Gaussa -> cecha ilościowa , poligeniczny
sposób / dziedziczenie , wysoka koreiaga wyników miedzy bliźniętami
jednojajowymi, wpjyw środowiska .

Determinacja płci
Determinacja płci -> zróżnicowanie organizmów seksualnych uwarunkowane
procesami, które w komórkach , narzdąch lub u osobników albo :
• przesuwają biseksualną potencję w kierunku żeńskości lub męskości;
• wpływają na równowagę między genami męskości lub żeńskości ( = realizatory
płci)
Są dwa podstawowe typy mechanizmów determinowania płci u organizmów
rozdzielnoplciowych :
Chromosomowy mechanizm determinowania płć
•> u gatunków rozdzidnopłciowych płeć związana jest z dymorfizmem
chromosomów ,
•> allosomy ( heterochromosomy ) = chromosomy płci -» chromosomy różniące
się widkością, kształtem lub zachowaniem się od innych chromosomów (
autosomów ) tego zespołu .

• U ssaków -> układ XX - XY ; samice XX , samce XY ; komórki jajowe posiadają
X , a

1

/

2

plemników ma X, a druga polowa Y

• U owadów -> układ XX - X0 ; samice są X , a samce O ; komórki jajowe są X , a
plemniki dwojakiego rodzaju X lub O
• samice są homogenetyczne, samce - heterogenetyczne
Mechanizm determinacji plci w układzie XX-XY - polega na tym , że chromosom
Y płci heterogenetycznej bierze czynny udział w determinacji płci. Inny układ
chromosomów określających płeć u ptaków , motyli I niektórych ryb ; ( samice są
heterogenetyczne , a samce homogenetyczne, chromosomy płci określa się jako
Z I W , samice są ZW , a samce ZZ).

Determinacja płci u człowieka .
• płeć potomstwa jest zdeterminowana w momencie zapłodnienia . Komórka
jajowa zapłodniona plemnikami z chromosomen X -> osobnik żeński, a z
chromosomem Y -> osobnik męski .
Płeć męska u człowieka będzie zawsze w przypadkach , w których występuje
chromosom Y , niezależnie od liczby chromosomów X .
-> Sygnałem wyzwalającym determinację płci męskiej jest chromosom Y l gen
SRY.
Gen SRY -> nadrzędny gen regulatorowy ; w okresie płodowym aktywuje kaskadę
genów -> wykształcenie męskich narządów płciowych .
• Istnieją wyjatki od tej reguły determinacji płci u człowieka ; mężczyźni XX (
częstość występowania 1/20000 ) są normalni, ale bezpłodni, są także kobiety XY
W procesie wytwarzania plemników zdarza się nieprawidłowy crossing-over ->
odcinek z genem SRY zostaje przemieszczony z chromosomu Y do X =>
niepłodny mężczyzna XX ( z genem SRY ) lub kobieta XY ( Y bez genu SRY ).
Chromosom Y -> 1,8

⇐

m , grupa 6, aksocentryczny ( centromer blisko końca -> l

ramię chromosomu jest bardzo krótkie , drogie jest bardzo długie ), nie posiada
satelitów , poza determinacją płci ma niewielkie znaczenie w warunkowaniu
innych cech : indukuje w niezróżnicowanych zawiązkach gonad rozwój blasten (
embrionalne komórki nabłonka płciowego ) w pierwotne komórki płciowe , które
na początku okresu dojrzewania stają się spermatogoniem , przy braku
chromosomu Y z blasten -> pierwotne komórki jajowe otoczone komórkami
nabłonkowymi.
Na krótkim ramieniu Y jest gen ŚRY( gen męskości) -> koduje czynnik
determinujący rozwój jąder (TDF testis-determining factor). _
• Gen SRY występuje u ssaków
• TDF -> wysoce konserwatywne białko łączące się z DNA - reguluje ilość
produkowanego RNA -> tym samym białka ; zapoczątkowuje proces
różnicowania się płci.
• Pseudogen -> sekwencja DNA w dużym stopniu homologiczna ( 75% - 80% ) z
funkcjonalnym genem , która jest jednak na tyle zmienna , że wyklucza to
normalną funkcje .
Na chromosomie Y jest gen determinujący czynnik zgodności tkankowej H-Y; nie
jest determinantem płci; obecność antygenu H-Y tylko na powierzchni
leukocytów mężczyzn

t

nigdy kobiet; leukocyty mężczyzn z 2 Y ( zespół

Klinefeltera ) mają więcej antygenu niż leukocyty normalnych mężczyzn .
Antygen H-Y -> powlerzchniowy komponent komórki samców odpowiedzialny za
odrzucanie miedzyszczepowycri przeszczepów od samców do samic . Genetyczny
marker wskazujący na różnicę genetyczną między samcami, a samicami wysoce
wsobnego szczepu . Produkt genu -> kieruje morfogenezę ( niezróżnicowanych
zarodkowych gonad kręgowców ).
Izochromosom -> chromosom , którego oba ramiona są identyczne pod względem
morfologicznym I genetycznym ( są lustrzanymi odbiciami), powstaje na wskutek
nieprawidłowego podziału centromeru ( poprzecznago ). Osoby z
izochromosomem krótkiego ramienia Y -> płeć męska , osoby z izochromosomem
długiego ramienia Y -> płeć żeńska , nie wykazują anomalii chromosomowych .
Chromosom X •> średnlodługl, submetacentryczny (-> centromer prawie
pośrodku j , grula C, częściowo odpowiada za cechy ilościowe ( np. za
formowanie zębów , kości)

Lyonizacja -> losowa inaktywacja ojcowskiego lub matczynego chromosomu X
we wczesnym rozwoju żenskieao zarodka.
Osobniki żeńskie w odniesieniu do genów zlokalizowanych w chromosomie X są
mozaikami ( osobnik zbudowany z tkanek genetycznie niejednorodnych ):
•odbarwienia skóry (incontinentia pigmenti = depigmentatio ),
•ogniskowy niedorozwój skóry ( hypoplasia cutis focalis ),
•zmiany skórne w chondrodystrofii sprzężonej z chromosomem X (
chondrodystrofia calcificans )
-> wzory na skórze u kobiet, wzór prążków ( smuga ) odpowiada kierunkowi
podziału komórek I nie przekraczają one linii środkowej ciała . •
• Inaktywacja jednego z chromosomów X u samic ssaków jest odwracalna ->
samice przekazują potomstwu chromosomy X w postaci funkcjonalnej .
• Pojedynczy chromosom X każdego z synów musi by aktywny -> zawiera liczne
geny warunkujące wzrost I rozwój . Reaktywacja matczynego chromosomu X
zachodzi przed oogenezą -> oba chromosomy X w oogoniach są już aktywne.
Niekompletna I nieprawidłowa reaktywacja chromosomów X może być
częściowe) odpowiedzialna za zmiany wrodzone u człowieka ; np. za zespół
łamliwego chromosomu, ojciec jest bezobjawowym nosicielem -» u córek nie
będzie objawów .
•» objawy zależą więc tylko od obecności łamliwego miejsca ( odcinek Xq27 ->
chromosom X , q - długie ramię , 27 prążek lub segment od centromeru ), ale też
od czynnika wyzwalającego objawy ; ez. występuje wyłącznie u kobiet.
Naznaczanie (piętnowanie ) genów -> genomowe piętno rodzicielskie, zjawisko
zróżnicowanej ekspresji genów, w zależności od tego czy geny są dziedziczone
od matki czy od ojca ( dotyczy mniejszości genów ), aktywność genetyczna
danego locus zależy od rodzicielskiego pochodzenia , jak I od jego budowy
allelicznej.
• Piętnowanie genów jest odbiciem czynnościowych zmian w genie bez zmiany
sekwencji DNA .
Naznaczanie chromosomów -> proces na skutek którego l z 2 genetycznie
homologicznych chromosomów ulega zrnainie, tzn. zostaje zdeterminowany do
pełnienia funkcji odmiennej od tej, jaką penił jego homolog , w kolejnym stadłu
rozwoju .
Pietnowanie genów —> prawdopodobnie różny stopień metylacji DNA = geny z
dużą ilością grup metylowych cechują się mniejszą ekspresją; pojawia się
wkrótce po zapłodnieniu ; jest przekazywane do wszystkich komórek potomnych
; działa do chwili tworzenia własnych gamet. 3 geny cechujące się naznaczaniem :
* gen dla insulopodobnego czynnika wzrostu (IGF2)
* gen kodujący receptor dla tego czynnika
* gen MTG dodając rnRNA o nieznanej dotychczas funkcji
Różnice w zachowaniu się genów ojca I matki zależą od tkanki, w której ujawniają
ekspresję -> genom ojca wywiera wpyw na rozwój mózgu , nie ma natomiast
znaczenia w rozwoju szkieletu ( wpływ genomu matki). Naznaczanie genów
wyjaśnia trudno wytłumaczalne sytuacje kliniczne np. w przypadku dominującej

Biologia - Wyklady drukowane - 11

choroby dziedzicznej nie ujawniającej się u potomstwa :
# Zespół Pradera - Will -> hlperaktywnośc, niedorozwój umysłowy, otyłość ,
oba chromosomy 15 pochodzą od matki.
# Zespół łamliwego chromosomu -> u kobiet l z chromosomów X wyłączony jest
za pomocą piętnowania ; u nosicieli łamliwego chromosomu X mutacja może
uniemożliwić usunięcie piętna z łamliwego chromosomu X -> 1/2 synów zdrowej
nosicielki otrzyma X z częścią na stałe zinaktywowaną podobnie jak wiele córek -
> efekty ujawniają się u dzieci -» rozszerzające się z pokolenia na pokolenie
mutacje mogą być wtórnym efektem następującego napiętnowania -> I tłumaczy
paradoks Sherrnana .

Przykładowe zadania testowe
-> Każdy podany poniżej temat składa się z twierdzenia I przesanki podzielonych
ponieważ. Wybierz wlaściwą odpowiedź .
TWIERDZENIE JEST PRZESŁANKA JEST
1. prawdziwa istnieje związek prawdziwa
2. prawdziwa brak związku prawdziwa
3. prawdziwa fałszywa
4. fałszywa prawdziwa
5. fałszywa fałszywa
1. Mimo, że pląsawica Huntingtona jest wywołana u człowieka przez dominujący
gen letalny , może jednak być dziedziczona przez potomstwo
ponieważ
piasawica Huntingtona nieznacznie skracając życie nie wpływa na możliwość
posiadania potomstwa . Odp. l
2. W zjawisku dominacji częściowej heterozygoty mają fenetypowo postać
pośrednią miedzy obu homozygotami
ponieważ
w zjawisku dominacji częściowej geny alleliczne dziaają w ten sposób , że fenotyp
stanowi mieszaninę cech obu homozygot. Odp. 3
3. Naznaczanie genów działa do momentu tworzenia wasnych gamet
ponieważ cd czasu utworzenia własnych gamet powstaje nowe ich naznaczanie
odpowiednie dla płci nosiciela .
odp.1
- Dla każdego z poniżej niekompletnych stwierdzeń podano odpowiedź (1-4 ), z
której jedna lub więcej są prawidłowe . Wybierz właściwy zestaw :
A) jeśli l, 2 ,1 3 są prawidłowe
B) jeśli 1 i 3 są prawidłowe
C) jeśli 2 i 4 są prawidłowe
D) jeśli 4 jest prawidłowe
E) jeśli wszystkie są prawidłowe
4 Mechanizm determinacji plci u człowieka polega na tym, że:
1. przy braku chromosomu Y rozwija się zawsze osobnik żeński
2. osoby posiadające dwa chromosomy X są zawsze płci żeńskiej
3. osoby posiadające chociaż jeden chromosom Y są zawsze płci męskiej
4. powstanie określonej płci jest wynikiem współdziałania allosomow I
autosomów Odp. D

TESTY
Zmiany u dzieci wywołane alkoholizmem matki nie są ważnymi fenokopiami
PONIEWAŻ Nie jest znany bardzo podobny przykład zmian dziedzicznych. (A)
Różnice między ludźmi nie są. wielkie
PONIEWAŻ Zazwyczaj ludzie są organizmami homozygotycznymi (E)
Penetraq’a nie jest stalą właściwością danego genu
PONIEWAŻ Penetracja danego genu jest zależna do pozostałych genów (A)
Penetracja to:
1 częstość % z jaką dany gen ujawnia się w fenotypie nosiciela
2 danego genu nigdy nie jest zależna do wpływu środowiska
3 danego genu może być różna u różnych płci
4 danego genu jest jego stałą właściwością Fenokopia to
1 niedziedziczna modyfikacja fenotypowa
2 cecha spowodowana przez szczególny układ czynników środowiskowa
3 cecha identyczna z cecha uwarunkowaną genetycznie
4 identyczny fenotyp wytworzony przez geny nie będące allelami

WYKŁAD7
Polimorfizm genów sprzężonych z chromosomem X “
- polimorfizm gen. sprzężonych z chrom. X - przyczyna biologiczna przewagi płci
żeńskiej człowiek ma 50 - 80 tyś: genów, ch. X = 50% haploidainego genomu
- na ch, X jest ok 2.5 tyś genów ( =5% z 50 tyś) -> ok. 30% wszystkich loci u
człowieka wykazuje polimorfizm -> na ch. X jest ok.^50 polimorficznych genów
- u płci żeńskiej heterozygotyczność genów sprzężonych z ch. X jest częstsza
- polimorfizm i heterozygotyczność ==> selektywna korzyść -> mniejsza
umieralność osobników żeńskich we wszystkich przedziałach wiekowych większe
możliwości przystosowawcze (np. podczas choroby, zatruć, błędów
żywieniowych, przechłodzenia lub przegrzania); większa odporność na głód,
promieniowanie jonizująca i obciążenia emocjonalne
- małżeństwa spokrewnionych rodziców -» zmniejszona heterozygotyczność

genów sprzężonych z ch. X,tylko u płci żeńskiej.-> większa umieralność wśród
dziewcząt niż chłopców
Roznice Plci
- u organizmów rozdzielnopłciowych pierwome różnice płciowe dotyczą rodzajów
gamet oraz narządów płciowych, które produkują gamety każda płeć —> wtórne
cechy płciowe
Różnice płciowe nie sprowadzają się jedynie do płci chromosomalnej ( genet.),
od płci chromosomalnej uzależniony jest dalszy przebieg rozwoju -> hormonalnie
zróżnicowanie gonad -> dalsze różnicowanie narządów płciowych = złożony
proces -» polega na uaktywnianiu genów na chromosomach płci i na autosomach
RÓŻNICOWANIE SIĘ PŁCI NIE JEST ZWIĄZANE TYLKO Z JEDNYM
GENEM ( SRY ) NA CHROMOSOMIE Y Pleć genetyczna (chromosomalna )
-kobiety maja XX, mężczyźni XY, żeńskość lub męskość determinują geny
znajdujące się na tych chromosomach (płeć genet. wiąże się ściśle z determinacją
płci)
-bezpośrednio i pośrednio genet zróżnicowana jest znaczna liczba cech
wykazujących dymorfizm za te cechy -> odpowiadają geny zawarte w
autosomach Płeć gonadalna (gruczołowa)
-induktory produkowane przez embrionalne komórki XX działają na cześć korową
niezróżnicowanych gonad; doprowadzając do rozwoju tkanki jajnika
-w zarodkach XY induktory stymulują rozwój rdzeniowej części różnicowanych
gonad = tworzenie jąder
-o rozwoju gonad w kierunku określonej płci decyduje chrom, płci; p. genetyczna
XX jajnikowa p. gonadalna; p. genetyczna XY jądrowa p. gonadalna Od
heterochromosomu nie zależy bezpośrednie dalsze różnicowanie wew. i zew.
narządów płciowych.
Pleć genitalna (narządowa)
- embrionalne gonady -> hormony -> determinują morfologię zew. i wew. narz.
płciowych
PŁEĆ GENITALNA MĘSKA
- kom. Leydiga -> testosteron -> rozwój przewodu Wolffa w meskie wew. narz.
płciowe (najadrza, nasieniowody, pech. nasienne) koniec procesu w 14 tyg. ciaży
- zew. narz. płciowe są początkowo niezróżnicowane ( guzek płciowy, wały
moczowo-płciowe i fałd moczowo- plciowy)
- w tkance jądrowej następuje konwersja testosteronu w dihydrotestosteron
DHT -> rozwój zewnętrznych narządów płciowych męskich -» są całkowicie
rozwinięte w 14 tyg. ciąży
- guzek moczowo-płciowy -> żołądź prącia
- wały moczowo-płciowe -> moszna
- fałd moczowo-płciowy —> prącie
PLEĆ GENITALNA ŻEŃSKA
- w zarodkach o płci genet żeń. przy braku chrom. Y lub genu SRY jądra się nie
rozwijają; gonada -> jajnik w 50 dniu rozwoju; czy inicjacja rozwoju jajnika jest
procesem czynnym?
- przy braku substancji pochodzącej z jąder przewody Mullera kontynuują rozwój
-> jajowody, macica, górna część pochwy
- w zarodkach płci męskiej przewody Mullera zanikają (narządy szczątkowe)
- w zarodkach płci żeńskiej zanikają przewody Wolffa -> brak testosteronu
- brak androgenów -» niezróżnicowane narządy płciowe zew. -> brak wzrostu w
linii pośrodkowej
- guzek moczowo-płciowy -> łechtaczka
- wały moczowo-płciowe —> wargi sromowe większe
- fałdy moczowo-płciowe —> wargi sromowe mniejsze
- żeńskie narządy płciowe zew. są rozwinięte 14-16 tyg. ciąży
Pleć somatyczna
- produkcja hormonów w gruczołach płciowych narasta -> pojawienie się III
rzedowych cech płciowych (okres dojrzewania ) = płeć somatyczna
- wtórna cech płciowe -> ilość i rozmieszczenie owłosienia (twarz, okolica łonowa,
pachy)
wymiary miednicy -> ogólne proporcje ciała -» rozmieszczenie tk. tluszczowej w
okolicy bioder i ud -> rozwój piersi u kobiet -> dłuższej krtani i niższego głosu u
mężczyz Pleć psychosocjologjcznia
- poczucie przynależności i orientacji psychoseksualnej człowieka; większość
osobników ma prawidłowa płeć genetyczną i gonadalną, narządową i
somatyczna; zazwyczaj są wychowywane zgodnie z płcią, niektóre osoby
ujawniają niezgodność na tym poziomie plciowości -» transseksualizm -
niewłaściwa identyfikacja seksualna, identyfikowanie z płcią przeciwną, -»
transwestytyzm ( eonizm lub metatropizm) polega na upodabnianiu: noszenia
strojów płci odmiennej, często wiąże się z homoseksualizniem.
HERMAFRODYTYZM ( obojnactwo )
- obojnactwo - zaburzenia rozwoju płci, polega na powstaniu niezgodności
miedzy płcią genetyczna, gonadalną, genitalna, somatyczna -> pośrednie formy
budowy narządów płciowych miedzy żeńskimi a męskimi lub część narządów jest
męska a cześć żeńska
Obojnactwo prawdziwe - zew. narządy płciowe są trudne do zidentyfikowania
(rozszcepiona moszna czy powiększone wargi sromowe; małe prącie czy
powiększona łechtaczka) 2/3 przypadków genotyp 46 XX; 1/3 46 XX/47 XXY
(mozaiki) i bezpłodni

Biologia - Wyklady drukowane - 12

Obojnactwo rzekome - niecałkowite zróżnicowanie narządów płciowych wew. lub
zew. w kierunku męskim lub żeńskim u osobnika posiadającego jeden rodzaj
gonady (jądra lufa jajniki)
- obojnactwo rzekome męskie (zespół feminizujących jąder ) - płeć genetycznie
męska (jądro ) lecz niedostatecznie rozwinięte narządy płciowe w kierunku
męskim
- obojnactwo rzekome żeńskie - płeć genetycznie żeńska ale w czasie życia
płodowego doszło do wirylizacji ( maskulinizacji) zewnętrznych narządów
płciowych na skutek wrodzonego przerostu nadnerczy
Dziedziczenie cech nawiązujących do płci
- chromosomy X i Y nie zawierają genów wywołujących te same cechy i
posiadają pewne geny odmienne -> wrodzone cechy nawiązujące do płci
- geny występujące tylko na chromosomie X są w podwójnej liczbie u płci’
żeńskiej a w pojedynczej u płci męskiej —> ujawnienie tej samej cechy u
osobnika z genem recesywnym wystąpi częściej u mężczyzn
Dziedziczenie z płcią
- geny sprzężone z płcią - geny zlokalizowane wyłącznie na jednym typie
chromosomów
- geny sprzężone z X -> geny wyłącznie na chrom. X; prawie wszystkie pary
sprzężone z płcią są genami sprzężonymi z X
- geny sprzężone z Y - geny holandryczne -» geny mające loci tylko na chrom. Y,
spotykane wyjątkowo, dotyczą niektórych cech męskich; nie stwierdzono chorób
sprzężonych z chrom. Y
Częściowe lub niepełne sprzężenie z płcią -> geny mają loci na chrom. X i Y w
odc. które koniugują =możliwość wymiany w crossing - over -> geny nie w pełni
sprzężone z płcią
Zupełne sprzężenie z płcią -» geny mają loci wyłącznie na odcinkach
chromosomów X, które nie są homologiczne z Y (nie ulegają rekombinacji w
crossing - over) = geny sprzężone z X. Większość genów sprzężonych z chrom. X
to geny recesywne.
DOMINUJĄCE GENY SPRZĘŻONE Z X - są przekazywane przez ojca na
wszystkie córki nigdy nie na synów
- chory mężczyzna -> ma tylko chore córki
- chore kobiety heterozygoty -> ‘/z córek ‘/: synów
- chore kobiety homozygoty -> wszystkie dzieci Dominujące geny sprzężone z X:
- krzywica oporna na wit. D powiązana z hypofosfatemią
- jeden z ubytków szkliwa zębowego
- anomalia mieszków włosowych (rogowacenie przymieszkowe kolczyste)
- heterozygotyczne chore kobiety -> mniej nasilone objawy od chorych
mężczyzn, bo mężczyźni posiadają tylko nieprawidłowy gen, a kobiety
heterozygotyczne obok zmutowanego genu mają drugi normalny Dominujące
geny sprzężone z X o letalnym działaniu u hemizygotycznych męskich zarodków.
HEMIZYGOTA - organizm posiadający w genotypie jak u haploidów -
pojedyncze geny w miejscach par alleli (mi w pewnych odcinkach chrom, płci)
- powodują obumieranie męskich płodów, anomalie mogą ujawnić się tylko u płci
żeńskiej bardzo rzadko mogą być dziedziczone przez 2-3 pokolenie linii żeńskiej
- zespół oralno - twarzowo - palcowy ( OFD )
- odbarwienie skóry
-ogniskowy niedorozwój skóry _
- jedna z postaci chondrodystrofii Recesywne geny sprzężone z X
- g. sprz. z X —> określać jako recesywne -> u heterozygotycznych kobiet nie
wywołują żadnych Ib wyraźnych fenotypowych cech —> ujawniają się tylko u
homozygotycznch kobiet lub u hemizygotycznych mężczyzn
- dziedziczenie jest charakterystyczne -> choroba występuje tylko u płci męskiej
lecz przekazywana jest przez zdrowe heterozygotyczne nosicielki genu
- dziedziczenie z ojca na syna jest niemożliwe
- u płci żeńskiej recesywne geny sprzężone z X ujawniają się u homozygot (
ojciec - hemizygota a matka - heterozygota ) lub gdy wystąpi nowa mutacja

DALTONIZM - wiele zaburzeń rozróżniania barw (głównie czerwonej i zielonej )
barwa czerwona - niedowidzenie = protanomalia, skrajna ślepota = protanopia
barwa zielona - niedowidzenie = deuteranomalia, skrajna ślepota = deuteranopia
- barwa niebieska - niedowidzenie = tritanomalia, skrajna ślepota = tritanopia
- daltonizmjest najczęściej występująca cechą sprzężoną z płcią (ok. 8% mężczyzn
-> 1/4 protanopii, a 3/4 deuteranopii )
- częstość występowania genu = 0,08 - prawdopodobieństwo wystąpienia genu
w obu X kobiet = 0,08 x 0,08 = 0,0064 (0,64 % ) lecz jest mniejsze = ok. 0,4% - 0,5%
=> geny w dwóch różnych loci na chromosomie X
- kobieta l gen protanomalii -t-1 gen deuteranomalii = widzenie barw prawidłowe
- tylko kobiety homozygotyczne pod względem obu par afleli są daltonistkami
- częstość genu niedowidzenia b. zielonej 0,06 x 0,06 = 0,0036 częstość genu
niedowidzenia b. czerwonej 0,02 x 0,02 = 0,0004. 0,0036 + 0,0004 = 0,004 ( 0,4%) -
częstość-występowania daltonizmu u kobiet

HEMOFILIA
- brak krzepliwości krwi -> brak substratu tromboplastyny
- 2 typy ( dwa loci genów)
Hemofilia A - niedobór lub brak globiny antyhemofilowej ( czynnik VIII) ok. 4/5

przypadków, gen na chrom. Xq28 Hemofilia B ( choroba Christmasa) - defekt
czynnika IX ( Christmasa) = komponenty tromboplastyny osocza;
gen na chrom. Xq 27,1 - 27,2
- rzadka choroba: częstość u mężczyzn = 1/10 tyś. urodzeń; u kobiet 1/100 min (w
rzeczywistości rzadziej ) -» większość osób płci żeńskiej ginie przed osiągnięciem
wieku rozrodczego -> hemofilicy rzadziej mają potomstwo -»• geny hemofilii nie
rozprzestrzeniają się w populacji przypadkowo (istnieje dobór); -> u kobiet
heterozygotycznych inaktywaqa chrom. X z prawidłowym genem prowadzi do
śmierci
- w przypadku hemofilii A u heterozygotycznych kobiet syntetyzowana jest
prawie dokładnie połoa ilości globiny antynemofilianowej w surowicy krwi -
krzepnięcie jest prawidłowe

DYSTROFIA MIĘŚNIOWA DUCHENNE’A
- gen DMD, największy ( 2,5 min, par zasad); lokalizacja na chrom. Xp 21,2 ->
białkowy produkt = dystrofina (kom. mięśni szkieletowych, gładkich, serca,
mózgowe, rdzeń kręgowy, nerki, płuca, łożysko, wątroba, śledziona, fibroblasty,
limfoblasty)
- brak dystrofiny w m. szkieletowych człowieka i zwierząt -> dystrofia mięśniowa
- dystrofia = zaburzenia w odżywianiu tkanki, narządu, organizmu, prowadząca do
chorobowych zmian zanikowych, zwyrodnieniowych lub przerostowych
- dystrofia występuje razem z białkami kanału wapniowego we frakcji z tzw.
triadami
- triady = komponenty włókien mięśniowych; dystrofina zakotwicz triady w
cytoszkielecie miofibrylamym
- dystrofie mięśniowe należą do najczęstszych chorób dziedzicznych (inne
dystrofie sprzężone z chrom. X np.: d. m. Beckera, d. m. Emery’ego i Dreifussa )
- częstość DMD 1/3500 noworodków wyłącznie pł. męskiej d. m. Beckera 10x
rzadziej
- stosunek liczby nosicieli genu noworodków płci żeńskiej i męskiej 2:2; 2; l u
młodocianych - osoby płci męskiej umierają przed wiekiem reprodukcyjnym
- dziecko płci żeńskiej nie może uzyskać alleli od obu rodziców -> choroba tylko
dzieci płci męskiej
- 1/3 przypadków -> nowe mutacje ( głównie delecja )
- pierwsze objawy występują w wieku 3 -5 lat i dotyczą głównie dystrofii mięśni
obręczy biodrowej -> trudności w chodzeniu -> zmiany przesuwają się do
obręczy barkowej -» zgon przed ukończeniem 20 lat
Geny holandryczne geny sprzężone z chrom. X i cechy przez nie warunkowane
występują wyłącznie u mężczyzn
Gen SRY koduje czynnik TDF gen kodujący czynnik zgodności tkankowej H-Y
nadmierny rozwój owłosienia małżowin usznych ( hyperthrichosis auricularis „
włochate uszy “ ) u mężczyzn w Indiach’ australijskich aborygenów,
Japończyków

TESTY
A jeśli 1,2,3 -prawidłowe
B jeśli 1 i 3
C jeśli 2,4
D jeśli 4
E wszystkie
Daltonizm u człowieka dotyczy :
a) równoczesnego niedowidzenia barwy czerwonej i zielonej
b) skrajne rozpoznawanie barwy czerwonej
c) działania genów recesywnych
d) efektu działania pojedynczej pary alleli na chrom. X (A)

Obojnactwo częściej przejawia się u osobników o męskim zestawie
heterochromosomów PONIEWAŻ Mężczyzna z racji układu chrom, płci jest
potencjalnym obojnakiem (A)

Polimorfizm genów sprzężonych z X nie może być podstawą przewagi płci
żeńskiej
PONIEWAŻ Płeć męska charakteryzuje się również obecnością chrom. X(D)
WYKŁAD 8
- Cechy ograniczone do l płci
- Cechy zależne od płci (związane z płcią)
- Mechanizmy mutacji i mutacje genowe (przypomnienie)
- Mutageny i teratogeny
- Mutacje: synonimowa, umiany sensu, nonsensowna, postępowa, wsteczna
(rewersja),
supresorowa
- Frekwencja i tempo mutacji
- Mutacje chromosomowe (liczbowe)-budowa chromosomów, typy:kariotyp
(przypomnienie)
- Aneuploidia chromosomów płci, z. Klinefełtera, osoby płci żeńskiej poli-X,
osoby płci
męskiej po Ii-Y, z.Tumera
- Poliploidia (rodzaje ł pochodzenie ludzkich poliploidów)

Biologia - Wyklady drukowane - 13

Cechy ograniczone do l płci uzależnione są od obecności lub braku jednego z
hormonów płci >> czynnik ograniczający ekspansje genu Geny wyznaczające
cechy płci ujawniają swój efekt tylko u jednej z płci; są odpowiedzialne. za
wtórne cechy płciowe (loci są na autosomach u obu płci)»rodzice biorą równy
udziai w przekazywaniu tych genów .
Cechą ograniczoną do l płci jest np. rozwój brody u mężczyzn i powstawanie
mleka u ssaków
(samice). . . -Istnieją niewielkie różnice między obu płciami pod względem flości
włosów na powierzchni skóry, są różnice w rozmieszczeniu włosów»co zależy od
produkcji hormonu.

CECHY ZALEŻNE OD PŁCI (ZWIĄZANE Z PŁCIĄ)
Ten rodzaj dziedziczenia określa się jako dominację zależną od płci; cechy
pozostają pod kontrolą płci (hormonów), ale w mniejszym stopniu>>dotyczy
tylko układu dominacji między allelarni, które posiadają loci na chromosomach .
Przyklad>>pewien rodzaj łysienia, który ujawnia wyraźny charakter dziedziczny.
Ten rodzaj łysienia występuje znacznie częściej u mężczyzn. Na ujawnienie tego
rodzaju łysienia (ekspresja genu) wpływają hormony męskie (androgeny).
Kastracja mężczyzny zapobiega łysieniu; łysienie obserwuje się u kobiet z
zaburzeniami hormonalnymi lub po dodaniu androgenów.
Cecha uzależniona od występowania pary genów autosomalnych:
Gen B powodujący tę cechę jest dominujący u mężczyzn, a recesywny u
kobiet>>cecha ujawnia się w heterozygotycznym układzie tylko w obecności
androgenow.

GENOTYP MĘŻCZYZNA KOBIETA
B1B1 Ł

YSY

Łysa

B1B2 Łysy (2:1) Normalna 1:2
B2B2 normalny Normalna

Mężczyzna heterozygotyczny produkuje cztery rodzaje gamet, a kobieta tylko
dwa rodzaje.

XB1 XB2 YB1 YB2
XB1

XXB1B1 XXB1B2 XYB1B1 XYB1B2

XB2

XXB1B2 XXB2B2 XYB1B2 XYB2B2

Cechy ograniczone do jednej plci i zwiazane z plcia nie sa tym samym co cechy
sprzezone z plcia

MECHANIZMY MUTACJI
. Powstanie i przekształcenie gatunków w filogenezie, zmienność dziedziczna w
obrębie gatunku i powstawanie chorób dziedzicznych mają swoje podstawy w
mutacjach-
MUTACJA - nagła zmiana genotypu obejmująca jakościowe bądź ilościowe
zmiany w samym materiale dziedzicznym.
• Zmienność rekombinacyjna polega na rozdziale istniejącego materiału
genetycznego miedzy różne osobniki (nigdy na jego zmianie).
• Dwa rodzaje mutacji: genowe i chromosomowe
• Mutacje genowe zwane punktowymi dotyczą zmian w obrębie DNA (zmiany
na poziomie pojedynczych loci genów)
• Mutacje chromosomowe (aberracje chromosomowe) wynikają ze zmiany ilosci
lub struktury materiału genetycznego (liczby i struktury chromosomów)

MUTACJE GENOWE
• Moga wystąpić w każdej żywej komórce (somatycznej lub rozrodczej),
zawierającej materiał dziedziczny i w każdym stadium jej cyklu rozwojowego
• Mutacje genowe zachodzą w obrębie genu >> zmiany w strukturze genu >>
powstanie nowych alleli ,
• Mutacje somatyczne są powielane tylko w danej linii komórek pochodzących
ze zmutowanej komórki wyjściowej; nie są dziedziczone . Ważną cechą mutacji
jest ich losowość (miejsca bardziej narażone na mutacje=miejsca gorące)
• W warunkach naturalnych mogą zachodzić w każdym punkcie DNA Zachodzą
spontanicznie z niewielką, ale określoną częstością
PODSTAWOWE MECHANIZMY MUTACJI
• Przekształcenia tautomeryczne zasad azotowych >> atom wodoru, który
wędruje z jednego miejsca zasady do innego» modyfikacja chemiczna zasady
azotowej w DNA
Tautomeria to samorzutny proces przemiany jednego izomeru strukturalnego w
drugi wskutek przeniesienia wewnątrz cząsteczki pewnego atomu lub grupy
atomów Patrz: seminarium dr Nowosada
• Mutacja spontaniczna jest konsekwencją bardzo rzadkich błędów parowania
zasad w czasie replikacji DNA (tranzycja=zastąpienie zasady pirymidynowej przez
inną pirymidynową lub purynowej przez inną purynową i
transwersja=

::

pirymidyna>> puryna lub puiyna» pirymidyna

• Błąd polimerazy=błąd replikacji, wbudowanie (addycja) lub utrata jednej lub
kilku zasad nukleinowych (delecja) i zmiana kolejności ułożenia nukleotydów

(inwersja)
Mutacje dotyczące sekwencji kodujących dzielą się na:
• Mutacje synonimowe - nie zmieniają sensu zapisu informacji genetycznej
(możliwe na skutek degeneracji kodu genetycznego)
• Mutacje zmiany sensu-kodowany jest inny aminokwas, co powoduje zmianę
właściwości powstającego białka
• Mutaq’e nonsensowne- zmiana kodonu determinującego określony
aminokwas na kodon terminacyjny( jeden z 3 kodonów nonsensownych
UAA,UAG,UGA)»kończy proces translacji»skończenie łańcucha
polipeptydowego
• Mutacje genowe mają często charakter recesywny, rzadko dominujący
• Mutacje są rzadkie i mogą być odwracalne
• Zmutowany alleł może ulec powrotnej mutacji do swojej formy wyjściowej
• Zmiana, w formę zmutowaną (a*>>a)=mutacja postępowa, zmiana formy
zmutowanej w formę dziką (a>>a*)=mutacja wsteczna (rewersja)
Mutacja supresorowa- powtórna mutacja, która w całości lub też częściowo
odtwarza funkcję utracona w wyniku mutacji pierwotnej, zlokalizowanej w innym
miejscu DNA
• Może zajść w tym samym genie co mutacja pierwotna np. delecja jednej pary ^
zasaad» zmiana ramki odczytu, a mutacja supresorowa polegająca na wstawieniu
dodatkowej pary zasad w tym samym genie może przywrócić prawidłowe
odczytywanie
• Może zajść w innym genie np. jeżeli produkt mutacji tego genu może zastąpić
produkt zablokowanej funkcji innego genu
• Mut.supresorowa odtwarza fenotyp dziki ale genotyp jest w postaci
zmutowanej • Ten sam gen może mutować w wielu kierunkach»allele
wielokrotne

FREKWENCJA I TEMPO MUTACJI
Frekwencja mutantów-częstość występowania mutantów w określonej populacji
Tempo mutacji -prawdopodobieństwo powstania określonej mutacji u osobnika
w jednym pokoleniu czyli w okresie jednego cyklu rozmnażania. Zależy ono od
genu i organizmu (10-9 do 10-4), niektóre geny murują często (geny niestałe,
labilne)
- Tempo mut. człowieka:
-chondrodystrofia 7x10

-5

-całkowity daltonizm 3x10

-5

,

-retinoblastoma (siatkowczak, nowotwór siatkówki) 1x10

-5

-plasawica Huntingtona lx10

-5

-tempo oporności Escherichia Coli na faga Tl 3x10

-6

- Tempo mutacji u Procaryota jest wolniejsze niż u człowieka.(pozornie»ze
stosowania różnych jednostek dla wyrażeniaa tempa mut.: utworzenie puli
gametocytów i gamet u^ Eucaryota wymaga licznych generacji komórek=miara
kumulujących się efektów mutacji występujących w każdym z aktów podziałów
komórek, które tworzą linię komórkową

prowadzącą do gamety, mutacje pojawiające się wcześniej w takiej linii
komórkowej są powielane wielokrotnie i mogą brać udział w tworzeniu wielu
zmutowanych gamet» zwielokrotnienie nasilania mutacji.

MUTAGENY
• Tempo mutacji może ulec zmianie na skutek dzialania różnych czynników
• Mutagen - każdy czynnik, który zmienia tempo mutacji, czynniki fizyczne,
chemiczne wprowadzone do środowiska
• Między mutacjami spontanicznymi i indukowanymi nie ma różnic
jakościowych
• Związki chemiczne mogą działać mutagennie; efekt ich działania może być
różny; tempo mutacji może wzrastać od 100 do 1000 razy
• Promieniowanie jonizujące, a, (3, y, rentgenowskie (X) oraz protony i
neutrony, promieniowanie niejonizujące (UV)
Przyczyny niepełnego poznania mutagenezy:
• Różnorodność mutagenicznych związków chemicznych (analogii zasad
azotowych)
• Tylko na replikujący DNA, hydroksylamina, związki alkilujace i akrydynowe
nie wymagają replikacji DNA
• Różnorodny charakter powodowanych uszkodzeń, np. błędy parowania
zasad» tautomeria, modyfikacja C,G,T, usuwanie puryny - miejsca AP, delecja
nukleotydów, wstawki do podwójnej helisy
• Różnice wynikające ze stosowanego testu badania
• Wrodzone zniekształcenia» wynik czynników niegenetycznych = teratogeny
(każdy czynnik środowiskowy zaburzający rozwój)
• Mutageny wiążą się ściśle z czynnikami, które mają charakter karcirogenów»
powstawanie nowotworów

BUDOWA CHROMOSOMÓW
l.ramiona( p=krótkie, q=długie), na końcach są telomery
2.centromer
3.satelity i wtórne przewężenie (w chrom, akrocentrycznych)

Biologia - Wyklady drukowane - 14

Ze względu na położenie centromeru wyróżnia się 4 główne typy morf.
chromosomów:
-metacentryczny- centromer w środku, ramiona równe
-submetacentryczny- centromer przesunięty, ramiona nierówne
-akrocentryczny-c.bardziej przesunięty, ramiona nierówne
-telocentryczny-c, na końcu, l ramię
Każdy chromosom składa się z 2 równoległych nici zwanych chromatydami
siostrzanymi, które są połączone centromerem.
KARIOTYP-graficzne przedstawienie całego zestawu chromosomów danego
organizmu. Prawidłowy kariotyp człowieka składa się z 23 par chromosomów, w
tym 22 homologiczne pary autosomów i l para chromosomów płci (allosomy).
Opis kariotypu:
-na początku liczba chromosomów
-na II miejscu»skład chromosomów płci
Kobiety prawidłowo mają 2 chrom. X, a mężczyźni jeden X i jeden Y.
ABERRACJE LICZBOWE .
• Aneuploidia- dodanie lub utrata l chromosomu, rzadziej dwóch
• Poliploidia-zwielokrotnienie całego haploidalnego zestawu chromosomów.
Rzadko wystepuje u człowieka, z reguły dotyczy spontanicznie poronionyyh
płodów lub martwo urodzonych dzieci; nieliczne noworodki przeżywają kilka
godzin; liczne wady są wynikiem skrajnej nierównowagi genet. tych osób
• Triploidię (69XXY, 69XYY, 69XXX) stwierdza się u 20% zarodków poronionych
samoistnie we wczesnym okresie ciąży i bardzo rzadko w 3 trymestrze ciąży ( płód
ma dużą głowę, wrodzone wady serca i syndaktylie). Żywo urodzone dzieci
umierają szybko.
• Tetraploidia ( 92XXXX, 92XXYY)-występuje u ok.6% zarodków poronionych
samoistnie z reguły w l trymestrze ciąży, niezmiernie rzadko dochodzi do
utrzymania ciąży
POCHODZENIE LUDZKICH POLIPLOIDÓW JEST TRUDNE DO
WYTŁUMACZENIA. Triploidia- wynik zaburzeń podziału mejotycznego gamet
lub dispermii Poliploidia-zjawisko normalne w kom. szpiku kostnego człowieka, w
kom. regenerującej się
wątroby
Tetraploidia-gdy brak jest l podziału zygoty»podwojenie liczby chromosomów
bezpośrednio po zapłodnieniu, lub gdy jajo jest zapłodnione przez 3 plemniki
(polispermia występuje jedynie u królików i szczurów) _ Poliploidia u człowieka
doprowadza do znacznych zmian i prowadzi do śmierci osobnika. Nie istnieje
zwiększone ryzyko ponownego wystąpienia tych nieprawidłowości
- Aneuploidia- u łudzi przypadki dotyczą zmienionej liczby chromosomów płci
jak i
autosomów. - Aneuploidia chromosomów płci stanowi 33% wszystkich
nieprawidłowości
chromosomowych
- Aneuploidia autosomałna- 25%
- Aneuploidia jest stwierdzana u ponad 50% poronień samoistnych
- Trisomie opisano dla każdego autosomu. WYJĄTEK!»chromosom l
- W większości trisomicznych zarodków dochodzi do wczesnego poronienia
- Tylko trisomie 13 18, 21 obserwowane są wśród żywo urodzonych
noworodków
- Trisomie chr.płci (47XXX, 47XXY, 47XYY) dają lżejsze objawy kliniczne
TRISOMIA- obecność 3 zamiast 2 prawidłowych. kopii chromosomów
MONOSOMIA- obecność tylko l z dwóch chromosomów określonej pary
Monosomie autosomów są letalne już dla zygoty, nie stwierdza się nawet we
wcześnie
poronionych embrionach . . , . •. Monosomia chromosomu
X(45X)-stwierdza się często we wcześnie poronionych embrionach
oraz u osób z zespołem Turnera
Aneuploidia chromosomu 21 (47XY+21 lub 47XX+21»trisomk)= Zespół Downa=
mongolizm
• Najczęściej występuje 1/600 żywo urodzonych dzieci
• Jedyna postać autosomalnej aneuplodii, w której osoba może przeżyć 60 lat,
jeśli przeżyje l rok życia
• Częstość występowania zespołu Downa koreluje z wiekiem matki (przyczyną
jest nondysjunkcja czyli brak segregacji chromosomów w oogenezie). Kobieta
rodzi się ze wszystkimi oocytami, dana komórka jajowa może pozostać w tym
stanie przez 12-45 lat, jednocześnie kumulują się szansę uszkodzenia
chromosomalnych mikrotubul oocytów
• Inna przyczyna nondysjunkcji- gdy zapłodnienie jaja nastąpi tuż przed jego
degeneracją (jajo może degenerować w ciągu l-go dnia jeżeli nie zostanie
zapłodnione)
• Osoba z zespołem Do wna ma charakterystyczną twarz, duży język, małe uszy,
czasami współwystepują wady serca, opóźnione w rozwoju umysłowym w
stopniu umiarkowanym, niski wzrost, osłabienie układu immmunologicznego
• Ciąże u mongoloidalnych kobiet są rzadkie( w 1970r. opisano 23 przypadki»7
dzieci mongoidalnych, 13 prawidłowych, 3 przedwczesne porody)
• Mongoloidalni mężczyźni- ojcowie nie są dotąd znani, prawdopodobnie
trisomia 21 pary chromosomów u mężczyzn wiąże się z niepłodnością

Zespól Edwardsa- trisomia chromosomu 18 pary, oraz Zespół Patau- trisomia 13
pary, są przyczyną ciężkich nieprawidłowości, dzieci takie przeżywają bardzo
rzadko
• Z.Edwardsa- większość dzieci przeżywa 3-4 mies.,wyjątkowo do 2 lat
• Częstość występowania: 0,3/1000 (3x częściej u dziewczynek)
• Z.Patau- 0,2/1000, zgon w ciągu kilku godzin lub dni po urodzeniu-Rekord-5
lat .
• W obu przypadkach wiek matki koreluje z częstością występowania tych
zespołów (wyraźniej w Z.Edwardsa)
Aneuploidia chromosomów płci powoduje mniej nasilone następstwa
fenotypowe, prawdopodobnie wskutek procesu inaktywacji dodatkowych
chromosomów X nie jest całkowita» aneuploidy ujawniają fizyczne zaburzenia i
zahamowania rozwoju psychicznego różnego stopnia.
• Zespół Klinefeltera- fenotyp męski, obecność dodatkowego tub dodatkowych
chromosomów X lub Y (47XXY, 48XXYY, 49XXXYY)»przerost sutków, słabe
mięśnie, niepłodność- brak plemników, zaburzenia rozwoju psych-fiz, fenotypowo
48XXYY odpowiada 47XXY, różnica dotyczy wyższego wzrostu, nasilenia
impulsywnoścL Częstość: 1/500 niemowląt płci męskiej
Ryzyko wystąpienia rośnie z wiekiem matki, co sugeruje raczej nondysjunkcję
chr.XX w dojrzewających oocytach, niż XY w czasie spermatogenezy.
• Osoby plci żeńskiej poli-X, pierwszy przypadek 47XXX w 1959r. Częstość: 1/
800 kobiet, większość nie ma żadnych objawów klinicznych, u pozostałych-
skąpe miesiączkowania, wczesna menopauza, zwiększone ryzyko
wyst.schizofrenii Kariotyp 47XXX stwierdza się u 0,5-1% dziewczynek i kobiet
umysłowo niedorozwiniętych. Kobiety z 3-ma X mogą zachodzić w ciążę i rodzić
normalne dzieci. Przyczyną są zaburzenia w produkcji gamet żeńskich, co nasila
się w miarę wzrastania wieku matkL
• Nieliczne są osoby tatrasomiczne 48XXXX i pentasomiczne 49XXXXX, zmiany
podobne jak u trisomikó w, choć w miarę wzrostu liczby X obniża się ich
inteligencja o Osoby pici męskiej poli-Y (47XYY); fenotyp męski, wysoki
wzrost, w okresie
dojrzewania silne zmiany skórne- trądzik. Częstość: 00,69/1000. Osoby z tą
anomalią bywają nadpobudliwe, nieopanowane, sfefao nawiązują, kontakt, co
może byc przyczyną upośledzonej samokontroli i prowadzi do zachowan
kryminalnych. Przyczyną anomalii
jest nondysjunkcja w drugim podziale spermatogenezy, która NIE KORELUJE z
wiekiem ojca.
• Monosomia chr.X- Zesp.Turnera; drugi co do częstości występowania zespół
zmian wywołany aneuploidią; 2-3/10000 żywo urodzonych dzieci płci żeńskiej;
duża śmiertelność płodów (90% tub więcej); 20-30% spontanicznie poronionych
płodów ma kariotyp 45X

TESTY
Każda grupa zdań składa się z listy haseł oznaczonych literami, po których
występuje kilka słów lub zdań. Do każdej cyfry pasuje l hasło,
• Osoby o fenotypie żeńskim, z negatywuą chromatyną płciową
• Zespół jest niezależny od wieku matki i najprawdopodobniej polega na
pomejotycznej utracie X lub Y w trakcie spermatogenezy
• Objawy w dzieciństwie: niski wzrost, szmery w sercu, u nastolatek brak
miesiączki i II-rzędowych cech płciowych, większość jest bezpłodna
• Badania układu grupowego krwi Xga wskazują na częstsze pochodzenie
pojedynczego X od matki (77%) i ginie chromosom X lub Y ojcowski
1. chromosom posiadający l ramie
2. -||- -||- ramiona o wyraźnie zróżnicowanej długości
3. -||- -||- -||- o równej długości
4. -||- -||- -||- o zróżnicowanej długości
5. przyczyna Z.Edwardsa
6. -||- Z-Downa
7. -||- Z.Klinefełtera
8. -||- Z.Turnera

WYKŁAD 9
STRUKTURALNE ABERRACJE CHROMOSOMOWE
Typy aberracji strukturalnych: delecje, duplikacje, translokacje, inwersje,
pseudodominacje
Przyklady występowania strukturalnych aberracji chrom, u człowieka ( zespół Cri-
du-chat, z. Wolfa, z. Pradera -
Willego, chromosomy pierścieniowe, chromosom Filadelfia, Z.Downa zwiazany z
translokacja

Strukturalne aberracje chrom.
- powstają w wyniku: złamania chroni.
- aberracje strukt..-zrównowazone - gdy nie nastapila zmiana ilosci materialu
genetycznego
- aberracje strukt. nieezrównoważone- -> gdy.dochodzi do utraly lub uzyskania
fragmentu-.chrom.

Biologia - Wyklady drukowane - 15

- moga wystapic naturalne i w skutek napromieniowania, działania środków
chemicznych -> do złamania chrom, i połączenia ich fragm. w nowe konfiguracje

Genetyczny efekt-aberracji chromosomowych
-niespodziewane genotypy
-zmienione układy sprzężeń
-zmniejszona płodność
-

WZROST

spontanicznych poronień

TYP OPIS ZMIANY GENÓW
Normalny ABCDEFGH Brak
Delecja Utrata fragmentu chromatyny ABEFGH, CDEFGH
Duplikacja Obecność dodatkowego materialu, w wyniku ABCDEFGEFGH
którego dochodzi do trisomii określonych
fragmentów chromosomu
Inwersja Odwrócenie odcinka chromatyny miedzy 2 ABFEDCGH
miejscami złamania chrom.
Translokacja Przemieszczenie fragm. chrom, w nowe LMNOPQRCDEFGH
położenie co powoduje zmiany kolejności genów
DELECJE
DELECJA = dcficjencja -> utrata fragmentu chromosomu
Delecja terminalna —> w wyniku pojedynczego złamania chromosomu, utraty
acentrycznego fragmentu (bez centromeru)

Delecja interstycjalna -> w wyniku podwójnego złamania chrom. -> utrata
acentrycznego fragmentu leżącego między złamaniami i połączenie dystainyh
fragmentów w miejscu rozerwania

Delecja prowadząca do powstania chrom, pierścieniowego —> w wyniku
złamań po obu stronach centromeru i połączenie obu końców złamań

DELECJE U CZŁOWTEKA
Zespól Cri- du- chat( krzyk kota)
Przyczyna ubytek krótkiego ramenia_ch-5)Zdarzają się tylko nieliczne przypadki
przezywania i dochodzenia do okresu dojrzałości, nie jest dziedziczna. Czestosc
występowania kariotypu 46 XX 5p- lub 46XY 5p- l - 2 na 100 tyś. Objawy:
ciężkie upośledzenie umysłowe, małoglowic, okrągła, ksicżycowata twarz, płacz ->
krzyk kota ( miauczenie).
ZespótWolfa:- Hirschhorną
Delecja w krotkirn ranueniu chrom 4 Dzieci są małe, wykazują ciężkie
upośledzcnie psychomotoryczne, wypukłe czoło szeroką nasadę nosa krotka
rynienke podnosową, wrodzone wady serca.

Zespót Pradera- Willego
Mikrodelecja w dlugim ramieniu chrom. 15 Objawy widoczne po urodzeniu, w I
roku życia występują trudności w karmieniu ( w skutek obniżenia napięcia
mięśniowego ), później nadmierny apetyt -> otyłość; jasne włosy, oczy kształtu
migdałowego, lekkie upośledzenie umysłowe.
Delecje sa rzadko dziedziczone -> najczęściej stan fizyczny i umysłowy tych osób
jest tak dalece upośledzony, że uniemożliwia posiadanie potomstwa. Jeżeli jednak
do tego dochodzi, to ta sama anomalia wystąpi u dziecka.

Inne przykłady delecji u człowieka
-opisano wiele innych delecji, również takie co nie są śmiertelne
-> częściowa delecja długiego lub krótkiego ramienia chrom. 18 wiąże się z
względnie dobrym przeżywaniemtych osób częstosć wystepowania delecji moze
zalezec od wieku matki ( delecja krótkiego ramienia chrom, 18 ) lub jest niezalezne
od wieku rodziców (krótkie ramię 8 i długie 18).
-> u ludzi stwierdza sie obecnosc 14 chrom.pierscieniowatego (delecja obu
końców chrom.) -> niewielkie cechy dystrofii. drgawki, rozny stopien
uposledzenia rozwoju umysłowego.

TRANSLOKACJE

TRANSLOKACJA -> przemieszczenie części jednego chromosomu do innego
chrom.

Translokacja wzajemna -> w wynikli złamań chrom, dochodzi do wzajemnej
wymiąny dystalnych fragmentów (np. A i L )
Translokacia robertsonowska ( fuzje centryczne ) -» w wyniku złamań w
centromerze lub najczęściej blisko niego dochodzi do połączenia całych długich
ramion chrom, akrocentrycznych ( 13, 14, 21 i 22 ), powstaje jeden, chromosom
zawierający 2 centromery dicentryczny ) oraz fragment bez centromeru
(acentryczny ), który zostaje wyeliminowany ( nie może uczestniczyć w mitozie )

Translokacie insercyjne -» w wyniku trzech złamań w l lub 2 chromosomach:
fragment chrom. ( delecja interstycjalna - 2 złamania ) zostaje przeniesiony do
miejsca złamania w drugim chrom. Nosiciel jest zdrowy, aie potomstwo może być
niezrównoważone genowo.

Translokacie zrównoważone -» ( zbalansowane ) jeżeli każdy z obu chrom, po
wymianie fragmentów posiada jeden centromer, to dalszy podział kom. przebiega
bez zakłóceń i nie obserwuje się zmian fenotypu mimo zmiany uporządkowania
materiału genetycznego ( możliwość poronień )

Translokacie niezrównoważone -> jeżeli l chrom, otrzyma 2 centromery. pozostały
z pary jest pozbawiony centromeru ( acentryczny ), to następuje jego utrata, a
dicentryczny ulega rozerwaniu w czasie mejozy. Komórka niestabilna, po kilku
cyklach podziałowych ginie. ( spontaniczne poronienia zgon noworodka do kilku
miesiecy po urodzeniu, odchylenia fenotypowe)

TRANSLOKACJE U CZŁOWIEKA
Najbardziej przebadana jest translokacja zwiazana
-> przyczyna ok. 4% wszystkich przypadków zespołu -> częstość występowania
me wzrasta z wiekiem matki. 58% wszystkich mongoidalnych dzieci mają matki
poniżej 30 roku życia 0.4% starsze matki
- dlugie ramie chrom. 21 przemieszcza się i łączy z innym najczęściej z 14.
- częsciowe kariotypy osób z z. Downa przedstawiają 3 różne typy translokacji:
a) translokacja chrom 21 do 14
b) translokacjachrom21 do 15
c) fuzja centryczna 2 chromosomów 21
-> niemal w każdym przypadku l z rodziców jest przenosicielem translokacji
-> nosiciele mają normalny fenotyp; mogą produkować 6 typów gamet; są
źródłem ryzyka powstania
potomstwa z z. Downa. .
->z. Downa w postaci trisomii nie jest zazwyczaj przenoszony na potomstwo., ale
w postaci translokacji
może bvć , ‘ -> ryzyko wystąpienia zespolu u dzieci matek nosicielek większe 16 -
20% u ojców nosicieli l - 5%.

Chromosom Filadelfia
-translokacja fragmentu chrom9 do22 prowadząca do transformacji
nowotworowej
-aberracja występuje w kom. szpiku u 95% chorych na przewlekłą białaczkę
szpikową
-chorzv posiadają prawidłowe chrom, we wszystkich tkankach z wyjątkiem układu
krwiotwórczego
INWERSJA
-odwrócenie odcinka chrom i tym samym kolejności zawartych w nim genów
INWERSJĄ.PERICENTRYCZNA ->obejmuje przemieszczenie fragmentów chrom,
po obu stronach centromeni
INWERSJA PARACENTRYCZNA ->na tym samym ramieniu
-’podobnie jak translokacja nie wiaze sie z utrata fragmentu chrom.

DUPLIKACJA
-> występuje gdy fragment w chrom, jest powtórzony np. ABCD — ABBCD
-> podobnie jak-deIecja zmienia zbalansowanie genetyczne kom. w skutek-zmiany
ilosci mat-genet
-> w wyniku duplikacji trisomia określonych fragmentów chrom, natomiast w
wyniku delecji dochodzi: do częściowej monosomii chrom. - fenotypowe
konsekwencje są mniejsze

Średnia częstość mutacji (locus = 1*10

-6

) 50 tyś. genow. Prawdopodobieństwo

powstania mutacji u l osobv w okresie reprodukcji 1.\10

-6

)x( 5x10 do

- 5

) = 0,05=

5%
Populacja Polski 40 młn. osób ( 2 generacje) ( 4x10 do 7 )x( 5x10 do - 2 ): 2 =
1000000 mutacji na generacje