GENETYKA - WYKŁADY

Wykład, 19. 10. 2016

Budowa komórki eukariotycznej

Komórka - podstawowa jednostka organizmu:

1. pojedyncza komórka ulega przekształceniu w wyspecjalizowane narządy i tkanki, które tworzą układy pełniące określone funkcje w organizmie

2. Momentem zapoczątkowującym rozwój człowieka jest połączenie się komórki jajowej z plemnikiem. Zapłodniona komórka jajowa, czyli zygota jest totipotencjalna, tzn daje początek wszystkim komórkom organizmu

W ontogenezie (rozwój osobniczy) człowieka, powstaje ponad 200 różnych typów komórek. Organizm człowieka to ok. 10 bilionów komórek.

Cechy żywych komórek:

• komórki rosną (wzrost)

• komórki dzielą się (proliferacja)

• komórki różnicują się (cytodyferencjacja)

Zróżnicowane komórki charakteryzują:

• różne fenotypy

• różne funkcje biologiczne

Cechy komórek macierzystych:

• nieograniczone podziały

• zdolność do różnicowania

Morfogeneza - kształtowanie postaci osobnika

• morfogeneza rozpoczyna się od pojedynczej komórki i prowadzi do powstania organizmu wielokomórkowego osobnika zdolnego do reprodukcji, pełnienia wszystkich funkcji fizjologicznych i reagowania na bodźce środowiska

• mechanizmy sterujące rozwojem są pod kontrolą genetyczną - rozwój jest wynikiem określonego ciągu ekspresji genów (genomu)

Poziomy organizacji życia:

wiązki chemiczne > organelle komórkowe > komórka > tkanka narządu > układ narządów > organizm

Typy komórek macierzystych:

• totipotencjalne - różnicują się do każdego typu komórek

• pluripotencjalne - różnicują się do wszystkich z wyjątkiem totipotencjalnych komórek organizmu

• unipotencjalne - różnicują się w komórki jednego typu

Z wiekiem obserwuje się spadek liczebności komórek macierzystych jak i ich potencjału różnicowania

Komórki macierzyste do celów terapeutycznych:

• w leczeniu kładu krążenia, chorób neurologicznych, okulistycznych, białaczek, nowotworów, cukrzycy

• k. m. embrionalne

• k. m. szpiku

• k. m. krwi pępowiny

• przeszczepy:

• przeszczepy autogeniczne - k. m. z własnego organizmu

• przeszczepy allogeniczne - k. m. z obcego organizmu

[Centrum Zdrowia Dziecka - Polski Bank Komórek Macierzystych]

Laboratoryjne pochodzenie komórek macierzystych - klonowanie terapeutyczne

Genomy

Genom - całkowity DNA komórki/ organizmu obejmujący zarówno geny (części kodujące) jak i niekodujące.

U człowieka wyróżniamy:

• genom jądrowy - ponad 3 miliardy pz

• genom mitochondrialny - 16 569 pz

Genom jądrowy człowieka rozwiązano w latach 2001 - 2003

Gen - odcinek DNA zawierający informacje biologiczną, koduje RNA i/ lub białko

HSP - Human Genome Project

• badania trwały od 1990 i doprowadziły do

• poznania sekwencji nukleotydowej genomowego DNA (sekwencjonowanie DNA)

• identyfikacji genów człowieka

Ekspresja genów:

• Poziom RNA

• różny dla różnych genów

• różny w poszczególnych komórkach

Genom człowieka

• W genomie człowieka znajduje się ok. 25 000 genów

• Kodujący DNA człowieka stanowi mniej 15% genomu

a pozostały DNA nie zawiera genów

Struktura DNA - dwuniciowy; helisa alfa, komplementarność zasad (adenina tymina cytozyna guanina)

Trzy poziomy ekspresji genów:

• replikacje DNA - powielenie materiału genetycznego przez polimerazy DNA, które katalizują przepisanie sekwencji nukleotydów w DNA na nić potomną DNA

Odbywa się to na zasadzie komplementarności zasad

A - T

G - C

• translacja (biosynteza białka) - łączenie aminokwasów wiązanymi peptydowymi w kolejności zgodnej z kodem genetycznym zapisanym na mRNA. W procesie zaangażowane są enzymy oraz czynniki translacyjne. W białkach występuje 20 aminokwasów

Trzy poziomy ekspresji genów - polimerazy RNA zależne od DNA

• transkrypcja

• przepisanie sekwencji DNA na komplementarną nić RNA

• urydyna zamiast tyminy

• komplementarność

A - U

G - C

Struktura białek

Struktura białek (np. hemoglobina, insulina):

• pierwszorzędowa - sekwencja aminokwasów

• drugorzędowa - regularne podstruktury

• trzeciorzędowa - trójwymiarowa struktura

• czwartorzędowa - kompleksy podjednostek

Zmiana konfrontacji białek:

białko negatywne > zmiana konfrontacji > białko chorobotwórcze

Kierunek przenoszenia informacji genetycznej

DNA <> RNA > białko

Geny eukariotyczne

Geny eukariotyczne:

• są nieciągłe - zawierają:

• odcinki kodujące - eksony

• odcinki niekodujące - introny

• Po transkrypcji, w powstałym prekursorowym RNA (preRNA), odcinki niekodujące są wycinane, a eksony łączone w reakcji splicingu

Ekspresja genów:

• Zróżnicowane komórki zachowują pełną informację genetyczną

• Zróżnicowanie komórek wynika z selektywnej ekspresji genów, a nie zmian zawartości materiału genetycznego

• Niektóre geny ulegają stałej ekspresji - geny konstytutywne (housekeeping genes) - geny metabolizmu podstawowego - histony, rRNA, tRNA, elementy cytoszkieletu

Genomika - dział biologii molekularnej, zajmujący się identyfikacją genów

Transkryptomika - dział biologii molekularnej, zajmujący się poznaniem mechanizmów

Transkryptom - całkowity skład mRNA komórki/ organizmu

Genomika porównawcza - jej powstanie wiąże się z poznaniem sekwencji genomu bakterii, grzybów, muszki owocowej, wieku przedstawicieli kręgowców. Umożliwia poznanie i pełniejsze zrozumienie biologii i różnych organizmów.

Wykład 15. 11. 2016

Nukleosom - podstawowa jednostka strukturalna chromatyny, złożona z:

• DNA - 180 nukleotydów

• białka - histony - H1, H2A, H2B, H3, H4

Budowa chromosomu:

• chromosomy zbudowane są z DNA i białek

• na chromosomie są ułożone liniowo geny, które mają stałe miejsce (locus)

• chromosom składa się z dwóch chromatyd. Chromatyda to inaczej chromosom siostrzany

• w komórkach somatycznych obecne są dwie pary chromosomów homologicznych, jeden od matki, drugi od ojca. Komórki somatyczne są diploidalne - 2n

• w komórkach płciowych obecne są chromosomy - po jednym z każdej pary. Komórki płciowe są haploidalne - n

Zestaw obejmujący po jednym chromosomie z każdej pary chromosomów homologicznych to garnitur chromosomowy

Podział chromosomów:

W zależności od pozycji centromera, wyróżniamy chromosomy:

• metacentryczne

• submetacentryczne

• akrocentryczne

Opisując chromosomy bierzemy pod uwagę, trzy podstawowe cechy rozróżniające chromosomy:

• wzór prążków

• wielkość (małe, duże)

• pozycja centromeru

Chromosomy homologiczne - pary chromosomów o tym samym kształcie i wielkości - zawierają też te same geny, z tym, że geny mogą występować w innych postaciach, czyli allelach. Jeden chromosom w parze pochodzi od ojca a drugi od matki

Allele

• jedna z wersji genu w danym miejscu (locus) na danym chromosomie homologicznym

• występowanie więcej niż jednej wersji danego genu określa się jako polimorfizm

Allele dominujące i recesywne

• allele dominujące oznacza się dużymi literami (np. A), a recesywne małymi literami (np. a)

• w komórkach diploidalnych mogą powstać 3 kombinacje

• aa (homozygota recesywna)

• AA (homozygota dominująca)

• Aa lub aa (heterozygota)

Dominujące i recesywne cechy człowieka

Recesywne	Dominujące
Oczy niebieskie	Oczy piwne
Piegi	Brak biegów
Długie rzęsy	Krótkie rzęsy
Włosy proste	Włosy kręcone
Włosy blond	Włosy ciemne

Choroby

Choroby wywoływane przez mutacje jednogenne:

• mutacje jednogenne mogą powstawać de novo w komórkach somatycznych lub też rozrodczych

• mutacje autosomalne dominujące dotyczą chromosomów niezwiązanych z płcią, a powodowana przez nie choroba ujawnia się nawet u osób posiadających tylko jeden nieprawidłowy wariant genetyczny, czyli tzw. hererozygoty

Przykłady chorób autosomalnych dominujących

• hipercholesterolemia rodzinna

• choroba von willebranda (skaza krwotoczna)

• autosomalnie dominująca wielotorbielowatość nerek (ADPK) schorzenie: związane z mutacją genów PKD1 i PKD2, produkujących białka policystynę 1 i 2, występujące w nabłonkach wielu narządów

• pląsawica huntingtona:

• choroba genetyczna ośrodkowego układu nerwowego objawiająca się zaburzeniami ruchowymi, zaburzeniami psychicznymi oraz otępieniem

• przyczyną choroby jest mutacja w genie IT15 kodującym białko huntingtynę, położonym na krótkim ramieniu chromosomu 4. Choroba dziedziczona jest w esposób autosomalny dominującytydowej CAG (kodon oznaczający aminokwas glutaminę).

• mutacja polega na ekspansji trójki nukleotydowej CAG (kodon oznaczający aminokwas glutaminę). Powoduje to, że w sekwencji aminokwasowej huntingtyny pojawia się długi ciąg glutamin. Jeśli powtórzeń trójki CAG jest więcej niż 35, mutacja staje się niestabilna i przy kolejnych podziałach komórkowych liczba powtórzeń się zwiększa. W kolejnych pokoleniach ciąg glutamin w białku jest coraz dłuższy, a objawy choroby pojawiają się wcześniej i są silniejsze. Nieprawidłowe białko gromadzi się w komórkach nerwowych, powodując ich śmierć

• dystrofia miotoniczna Steinerta

• zespół Aperta: mutacja w genie FgF2 kodującym receptor 2 czynnika wzrostu fibroblastów, prowadzi do wad układu kostnego

• retinoblastoma (siatkówczak) wewnątrzgałkowy LOH loss of heterozygosity, złośliwy nowotwór jednego lub obu oczu występujący u dzieci, guz tworzy się w siatkówce

• gen RB1, kodujący białko retinoblastoma, jest zlokalizowany na chromosomie 12

• mutacje w genie RB1 mogą prowadzić do rozwoju siatkówczaka - nowotór oka w wieku dziecięcym

Mutacje autosomalne recesywne

• wywoływane przez nie choroby występują jedynie w przypadku osób, które odziedziczyły dwa zmutowane allele, czyli tzw. homozygot

• heterozygoty, czyli osoby posiadające pojedynczy zmieniony allel, nie chorują lecz mogą przekazywać uszkodzone geny swojemu potomstwu. Określa się je zatem mianem nosicieli

• albinizm lub inaczej bielactwo wrodzone - Indianie

• fenyloketonuria - Europejczycy

• przyczyną są mutacje w genie kodującym enzym uczestniczący metabolizmie fenyloalaniny (hydroksylazę fenyloalaninową, PAH); nagromadzenie się tego aminokwasu w organizmie ma działanie toksyczne, wczesne rozpoznanie może zapobiec rozwinięciu się powikłań, np. uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego

• mukowiscydoza - Europejczycy

• u chorych występuje nieprawidłowy skład wydzieliny gruczołów wewnątrzwydzielniczych: gęsta i kleista wydzielina zalega w gruczołach i może powodować niedrożność przewodów wyprowadzających, w efekcie czego można dochodzić do włóknienia niektórych narządów (wątroby, trzustki, oskrzeli)

• anemia sierpowata - Murzyni amerykańscy i afrykańscy, hindusi, Azjaci, mieszkańcy basenu Morza Śródziemnego (gł. Grecy), populacje Środkowego Wschodu)

•  rodzaj wrodzonej niedokrwistości spowodowanej nieprawidłową budową hemoglobiny

Wykład 29.11. 2016

Chromosomy płci:

• chromosom X koduje ponad 1 500 genów

• ciałko Barra - zinaktywowany chromosom X (lionizacja)

• chromosom Y koduje ok 350 genów

• region SRY decyduje o płci męskiej

Defekty genetyczne sprzężone z płcią - chromosomem X

Tego typu choroby mogą być zarówno recesywne jak i dominujące

• choroby recesywne najczęściej dotyczą mężczyzn, ponieważ posiadają oni tylko jeden chromosom X. Objawy tego typu schorzeń rzadko pojawiają się u kobiet (XX), które najczęściej pozostają nosicielkami

• daltonizm

• dystrofia mięśniowa Duchenne'a lub Beckera (BMD) mutacja w genie dystrofiny

• rybia łuska sprzężona z chromosomem X: nadmierne nagromadzenie się i wytwarzanie zrogowaciałych komórek naskórka

• zespół kruchego (łamliwego) chromosomu X (zespół fra X) zaburzenia w liczbie sekwencji powtarzalnych (trójki nukleotydów - CGG), eksonu 1 genu FMR1, objawem klinicznym jest upośledzenie umysłowe, a u mężczyzn także charakterystyczny wygląd (podłużna twarz, guzy czołowe, duża żuchwa, odstające małżowiny uszne)

• hemofilia (skaza osoczowa polegająca na niedoborze czynnika krzepnięcia XIII (typ A) lub IX (typ B) i powodująca wydłużone krwawienia

• zaburza krzepliwość krwi

• ujawnia się u kobiet gdy obydwa allele są zmutowane a u mężczyzn do ujawnienia choroby wystarczy jeden zmutowany allel

Rola telomerów - ochrona końców chromosomów przed ich zniszczeniem przez nukleazy, przed sklejaniem

Telomery, telomeraza

• sekwencja telomeru człowieka TAGGG - setki tandemowych powtórzeń

• z każdym podziałem komórki ilość telomerowych powtórzeń maleje

• limit Hayflicka

Limit Hayflicka

• maksymalna liczba podziałów komórkowych - im bliżej limitu tym więcej oznak starzenia się komórek. Jest to wynikiem skracania się telomerów w chromosomach przy każdym podziale komórki

• liczba podziałów zależy od rodzaju komórki i organizmu. U ludzi wynosi ok. 50

• skracanie długości telomerów zachodzi w komórkach somatycznych

• przekroczenie limitu Hayflicka prowadzi do śmierdzi komórek na drodze apoptozy

• apoptoza - zaprogramowana śmierć komórki

Dynamika telomerów, telomeraza

• w komórkach macierzystych i rozrodczych długość telomerów się nie zmienia

• w komórkach somatycznych telomery ulegają skracaniu > apoptoza

• w komórkach nowotworowych telomery nie ulegają skracaniu > brak apoptozy

• w komórkach nowotworowych występuje telomeraza - enzym wydłużający telomery

• komórki nowotworowe są nieśmiertelne

• stale się dzielą

• cechuje je brak apoptozy

• zawierają aktywną telomerazę

• inhibitory telomerazy mogą być skutecznymi lekami przeciwnowotworowymi

Progerie przedwczesnego starzenia się

• progerie stanowią model w poznawaniu przyczyn procesu starzenia się organizmu człowieka

• dyskeratosis congenita (DKC) - Zinsser - Cole - Engman Syndrome - mutacje w genach kompleksu telomerazy

Progerie

• syndrom Hutchinsona - Gilforda

• zmiany cytozyny w tyminę w genie LMNA kodującym laminy A i C - białka strukturalne otoczki jądrowej. Powstaje wadliwa Lamina A (progeryna). Jądra mają zaburzoną strukturę

• długość życia 13 - 16 lat

Kariotyp człowieka

• kariotyp to morfologiczny opis chromosomów:

• liczba chromosomów

• wygląd chromosomów

• sposób rozmieszczania genów na chromosomach

• Każdej parze chromosomu przypisany jest określony nr o 1 - 23

• 22 pary chromosomów to autosomy. Para 23 to chromosomy płci (heterosomy, allosomy)

• XX kobieta, XY mężczyzna

Zasady zapisu kariotypu wg międzynarodowego nazewnictwa cytogenenetycznego

1. całkowita liczba chromosomów w komórce

2. po przecinku wymienione są chromosomy płciowe

3. po kolejnym przecinku ewentualny opis aberracji

Zapis prawidłowego kariotypu człowieka

kobieta 46,XX mężczyzna 46,XY

• w aberracji strukturalnej podaje się symbol aberracji i numer chromosomu

• wykaz niektórych symboli w zapisie

p - ramię krótkie inv - inwersja

q - ramię długie mar - marker

del delecja t - translokacja

dup - duplikacja s - satelity

ins - insercja

Wskazania do określenia kariotypu

• zespół wad wrodzonych współistniejący z opóźnieniem rozwoju/ upośledzeniem umysłowym

• upośledzenie umysłowe

• zaburzenia różnicowania płci

• niepowodzenia rozrodu

Badanie kariotypu:

• można użyć każdej rosnącej tkanki

• najczęściej badania wykonuje się na limfocytach krwi obwodowej, czasem na komórkach szpiku kostnego lub fibroblastach skóry

• w diagnostyce prenatalnej pobiera się komórki płynu owodniowego lub kosmówki

Kariotyp człowieka

• badanie kariotypu wykonuje się przy diagnozowaniu chorób genetycznych

• analizując liczbę i wygląd chromosomów w porównaniu z układem standardowym można wykryć anomalie genetyczne

Metody analizy chromosomów/ kariotypu

• technika prążkowego barwienia chromosomów (aktualnie stosuje się HRT z ang. high resolution technique)

• analiza fluorescencyjna DNA

• hybrydyzacja in situ - ISH (ang. in situ hybridization), te metody stworzyły podwaliny cytogenetyki molekularnej

• FISH

FISH

• technika cytogenetyczna, która służy do wykrywania określonej sekwencji DNA za pomocą fluorescencyjnych sond DNA

• analiza przy użyciu mikroskopii fluorescencyjnej

Techniki fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH)

• zastosowanie FISH w genetyce klinicznej

• diagnostyka submikroskopowych aberracji chromosomowych

• identyfikacja złożonych aberracji struktury chromatyny

• identyfikacja dodatkowego materiału chromosomowego

• szybka diagnostyka aneuploidii chr.

Barwienie chromosomów

• analiza spektroskopowa - SKY analysis (Spectral Karyotyping)

Aberracje chromosomowe:

• zmiany materiału genetycznego widoczne po mikroskopem w badaniu kariotypu

• w 0.6% noworodków ma aberrację chromosomową o znaczeniu klinicznym

Podział aberracji chromosomowych

• aberracje

• liczby chromosomów

• struktur chromosomów

• aberracje dotyczą zarówno chromosomów płci jak i autosomów

• aberracje są wynikiem mutacji chromosomowej powstałej w komórkach rozrodczych rodziców lub ich przodków

Aberracje liczby chromosomów

• poliploidia

• liczba chromosomów stanowi wielokrotność liczby haploidalnej (triploidia, tetraploidia)

• trisomia - dodatkowy chromosom w danej parze

• monosomia - brak jednego chromosomu w danej parze

Poliploidia

• triploidia - jeden dodatkowy garnituru chromosomów - łącznie 69 chromosomów. Kończy się najczęściej poronieniem

• tetraploidia - kariotyp obejmuje dwa dodatkowe garnitury. Łącznie 92 chromosomy

Trisomia - aberracje chromosomowego

• zespół Downa

• 47, XX,+21 lub

47, XY,+21

• 1/ 700 urodzeń

• częstość występowania rośnie z wiekiem matki

• zespół Edwardsa

• 47, XX,+18 lub

47,XY,+19

• 1/ 3000 urodzeń

• ryzyko rośnie z wiekiem matki

• 90% dzieci umiera przed ukończeniem pierwszego roku życia

• zespół Patau

• 47,XX+13 lub

47,XY,+13

• 1/ 5000 urodzeń

• ryzyko wystąpienia rośnie z wiekiem matki

• 90% dzieci umiera przed ukończeniem pierwszego roku życia

• zespół Klinefeltera

• 47, XXY

48,XXXY, 48XXYY

• 1/ 500 urodzeń

• występuje u mężczyzn

Monosomia - aberracje chromosomowe

• zespół Turnera

• 45,X

• 99% ulega poronieniu

• w życiu płodowym uogólniony obrzęk płodu

• intelekt i długość życia prawidłowe

Aberracje struktury chromosomów:

• zrównoważone

• niezrównoważone

Translokacje zrównoważone

• przemieszczanie się fragmentów materiału genetycznego między chromosomami, nie powoduje utraty DNA

• translokacje wzajemne

• fragmenty chromosomów odrywają się i zamieniają miejscami

• inwersje - chromosom ulega złamaniu w 2 miejscach a fragment pomiędzy złamaniami uega odwrócenie o 180 stopni

• translokacje robertsonowskie dotyczą najczęściej chromosomów akrocentrycznych - dwa chr. tracą ramiona krótkie i łączą się tworząc jeden chromosomach

• inwersje paracentryczne - złamania w jednym ramieniu ch. nie obejmują centromeru

• inwersje pericentryczne - złamania w obydwu ramionach chr. obejmują centromer

Kliniczne skutki aberracji chromosomowych zrównoważonych:

• nosiciel aberracji jest zdrowy, ale może mieć niepowodzenia rozrodu (brak ciąży, poronienia samoistne, porody martwe, dzieci z zespołem wad i pośledzeniem umysłowym)

• translokacja może być odziedziczona od rodzica albo powstaje podczas zapłodnienia

• translokacja nie może zostać naprawiona - jest obecna przez cale życie

• translokacja nie jest czymś czym można się zarazić od innych. Nosiciel translokacji może być dawną, np. dawcą krwi

Wykład 13. .12.2016

Aberracje struktury chromosomów niezrównoważone

Duplikacje- podwojenie części chromosomu

Delecje- utrata części chromosomu

Chromosomy pierscieniowe

Chromosom pęka w obu ramionach, skrajne części chromosomu ulegają utracie, a pozostała część

tworzy pierścień.

Biochromosomy ?

Powstają w wyniku przecięcia centromeru prostopadłego do linii podziału chromosomu. Chromosom ma duplikację jednego i delecję drugiego ramienia

Kliniczne skutki aberracji chromosomów

- U zarodka > obumarcie

- U dzieci narodzonych >

* Zespoły wad wrodzonych z upośledzeniem umysłowym

* Upośledzenie umysłowe z cechami dysmorfii

* Zaburzenia cielesno-płciowe

Fenotyp osób z niezrównoważoną aberracją chromosomową w zakresie autosomów

- często dysmorfia wewnątrzmaciczna, nieprawidłowy przebieg ciąży

- wady wrodzone w tym wady narządów wewnętrznych, często wada serca

- dysmirfia twarzy, dupplastyczne małżowiny uszne

- upośledzenie umysłowe zawsze nawet przy słabo wrodzonych pozostałych w/w objawach.

Zespoły mikrodelecji

Delecje chromosomów są bardzo małe, na granicy rozdzielności metod klasycznej cytogenetyki a nawet submikroskopowej.

Diagnostyka- analiza chromosomów np. FISH.

Fenotyp: dysmorfia, wady rozwojowe.

Przykłady:

Zespół Prader-Williego

- częstotliwość 1:10000 - 1:25000

- częściowa utrata (delacja) drugiego ramienia chromosomu 15, pochodzi od ojca

- niski wzrost, upośledzenie umysłowe, niedorozwój narządów płciowych oraz otyłość ( ciągłe niepochamowane uczucie głodu), najczęścięściej genetycznie uwarunkowana przyczyna otyłości.

Zespół Angelmana

-utrata funkcji genu UBE3A, kopii matczynej

-niepełnosprawność intelektualna, ataksja (niezborność ruchowa), padaczka

- dziecko po urodzeniu nie wykazuje objawów choroby

- umiejętność chodzenia wykształca się ok 5r.ż, najczęściej jednak nie potrafią chodzić, posiadają ruchy i uśmiech marionetki, napady śmiechu bez powodu

- tęczówka prawie zawsze ma kolor niebieski

- często jest fascynacja wodą

Zespół Langer-Giedion

- zespół włosowo-nosowo-palcowy

- utrata aktywności genów TRPS1 and EXT1

- problemy z nauką
- niski wzrost, duże uszy

- szerokie brwi i głęboko osadzony nos (szeroki)

- brak zębów

- charakterystyczne palce w dłoniach i stopach

Zespół Miller-Dieker

- delacja 17

- utrata genów PAFAH1B1, YWHAE i L151

- chromosom 7 ma strukturę pierścieniową

- gładkie półkule mózgowe

- opóźnienie intelektualne

Zespół Di Georga

- delecja 22 ch. , częstotliwość 1:4000

- zaburzenia układu immunologicznego i sercowo - naczyniowego

- redukcja wapniowa ok 6-10 tygodnia ciąży

- zaburzenia rozwoju gruczołów przytarczycznych

- podśluzówkowy rozszczep podniebienia

- małe małżowiny uszne i szeroki rozstaw oczu

- zaburzenie pracy nerek

- osoby takie dążą do postawionego sobie celu

Akronim CATCH-22 oznaczał:

C = wady serca (układ krążenia)

A = dysmorfia twarzy

T = hipoplazja grasicy

C = rozczep podniebienia

H = hipokalcemia wtórna do aplazji przytarczycy

- trudności w uczeniu się

- choroby autoimmunologiczne

-pierwotny niedobór odporności

Genom mitochondrialny

- komórka jajowa zawiera 100000 cząsteczek mtDNA a plemnikowa ok 100

mtDNA - kolista cząsteczka , koduje 90 białek, tRNA , rRNA. W komórkach somatycznych znajduje się kilkaset cząsteczek mtDNA, po 5 w każdym mitochondrium. Każda komórka zawiera kilkaset mitochondriów z licznymi mitochondriami DNA (mtDNA). Mitochondrialny DNA ulega degradacji wolniej niż jądrowy DNA.

DZIEDZICZENIE MITOCHONDRIALNE

- kolor zielony oznacza prawidłowy mtDNA żeński

- kolor czerwony oznacza zmutowany mtDNA żeński

- kolor żółty mtDNA męski

Choroby mitochondrialne przekazywane są przez matkę, chorują zarówno mężczyźni jak i kobiety. Chora matka przekazuje wszystkim dzieciom nieprawidłowe geny - 100% ryzyka, natomiast chory ojciec nie przekazuje. Objawy i stopień ciężkości choroby różnią się między rodzeństwem (specyficzność tkankowa) i nasilają się z wiekiem.

Choroby mitochondrialne:

- zanik nerwów wzrokowych Webera

- neuropatie, miopatie, encefalopatie

Choroby mit- neuropatie, miopatie, encefalopatie

Mutacje w mtDNA - opisano 250 tego typu chorób, u dzieci 5% i dorosłych 50%. . Mutacje dotyczą nieprawidłowego funkcjonowania i zmian struktury mitochondriów w tkankach o niskim zapotrzebowaniu na energię (mięśnie szkieletowe, mózg, serce, siatkówka).

Zespół Lebera (ślepota)- choroba postępująca. Trzy punktacje nerwowe0 zanik nerwu wzroku. Gen RPE65. Występuje przeważnie u chłopca/mężczyzny (nie wiadomo dlaczego).

10.01.2017

FISH - technika

- analiza struktury chromosomów, identyfikacja aberracji chromosomalnych

- mapowanie genów, badania toksykologiczne

- oznaczenie poliptoidoalności

- do analizy wykorzystuje się utrwalone komórki lub fragmenty tkanek

- Mikroskopia fluorescencyjna pozwala na obserwację fragmentów czy całych chromosomów

Jest techniką cytochemiczną polegającą na hybrydyzacji sekwencji DNA lub RNA ze specyficznymi sondami znakowanymi barwnikami fluorescencyjnymi. Dzięki reakcji sonda-nić DNA jesteśmy w stanie określić pozycję markera.

Jak się przeprowadza?

Denturacja DNA chromosomu (rozdzielenie nici DNA). Denaturacja badanej próby (sondy DNA). Barwienie fluorescencyjne. Hybrydyzacja. Obserwacje.

FISH- wykorzystanie

Wykorzystanie par zasad występujących w dużych ilościach. Region centromerów świeci co oznacza ze zawiera dużo par zasad A-T.

Technika FISH jest wykorzystywana do analizy komórek zarodkowych pod względem wykluczenia aneuploidii.

Wykorzystanie obecności teromerów na końcach chromosomów. Wykorzystanie w badaniach rearanżacji chromosomów czy delacji w powiązaniu.

FISH and TELOMERES

Opracowano specyficzne markery telomerowe dla poszczególnych chromosomów, są one oparte na sekwencji telomerowego DNA: TTAGGG występujące na końcach chromosomów człowieka.

Zastosowanie w cytogenetyce- można wykorzystać submikroskopowe delacje, kryptyczne transkrypcje w genach odpowiedzialnych za występowanie chorób.

FISH - MEDICAL

-FISH- może być użyty do badania zwierząt transgenicznych

- selektywne markery mogą wskazać czy ludzki DNA został wbudowany i do którego miejsca na chromosomie.

-transgenic mause

PCR- polymerase chain reaction

- szybka metoda kopiowania i powielania (amplifikacji) specyficznych sekwencji DNA.

Wykorzystanie PCR

- wykorzystanie mutacji towarzyszących chorobom genetycznym

- identyfikacja wirusów i bakterii chorobotwórczych

- w badaniach prenatalnych do określenia płci embrionu

- kryminalistyka

- ustalenie ojcostwa

- klonowanie genów

Nowotwór

Nieprawidłowy i nadmierny wzrost tkanki ustroju, nieskoordynowany z pozostałymi tkankami, trwający mimo ustąpienia czynnika który go wywołał i nie reagujący na naturalne mechanizmy regulacyjna.

Przekształcenie komórki prawidłowej w nowotworową - transformacja nowotworowa.

Dwa typy nowotworów:

1. Nowotwór łagodny- wyraźnie odgraniczony od innych tkanek; nie daje pewności; usunięty powoduje całkowite wyleczenie.

2. Nowotwór złośliwy- nie jest wyraźnie odgraniczony, naciekający wzrost; daje przerzuty; interwencja zewnętrzna nie zawsze daje wyleczenie.

Typy:

Rak- najczęściej spotykany, pochodzi z tkanki nabłonkowej.

Mięśniak

Chłoniak

Białaczka

Czynniki:

chemiczne

fizyczne - promieniowanie jonizujące i ultrafioletowe

biologiczne - wewnętrzne (błędy replikacji, wtórne rodniki jako produkty przemiany materii, zaburzenia hormonalne); zewnętrzne (HIV, wirusy onkongenne)

Geny supresorowe- geny blokujące rozrój nowotworu

Onkogeny- stymulują komórkę do tego by przechodziła supreformację.

Inicjacja promocja (etap odwracalny) progresja (rozwój)

Normalna Komórka Komórka Guz
Komórka Zinicjowana Nowotworowa

Inicjacja - mutacja - utrwalenie mutacji

---