G E N E T Y K A
2012/13
 Genetyka medyczna , red. G. Drewa i T. Ferenc; Urban & Partner,
Wrocław, 2011
by maqu&ciaptak
Wejściówka
Prawa Mendla
�� Pierwsze prawo Mendla- prawo czystości gamet
o W czasie pierwszego podziału mejotycznego następuje rozdział odpowiadających sobie par genów
(alleli), tak, że do każdej gamety przechodzi tylko jeden allel z każdej pary
o Cecha, która ujawniała się w pokoleniu F1 nazwana została dominującą, a cecha, która była ukryta-
recesywną.
o Dominacja może byd zupełna i niezupełna, dominacja zupełna uwidacznia się już w heterozygotach
o Krzyżówka testowa to krzyżowanie, osobnika rodzicielskiego- homozygoty recesywnej, z
osobnikiem pokolenia F1  homo/heterozygoty recesywnej
o Krzyżówka wsteczna to kojarzenie heterozygot pokolenia F1 z którymkolwiek z rodziców.
o Dominacja niezupełna, uwidacznia się w heterozygotach, gdy Alle R nie maskuje całkowicie allela
R , np. heterozygot RR o różowych kwiatach.
o Cechy człowieka zarówno fizjologiczna, jak i patologiczne dziedziczone są zgodnie z prawem
Mendla. Prawidłowe cechy to dziedziczenie płatka ucha, możliwośd zwijania języka, wygięcie
kciuka od osi dłoni, wrażliwośd smakowa na fenylotiomocznik.
o Choroby dziedziczone wieloczynnikowo to np. choroba Alzheimera i otyłośd.
�� Kodominacja:
o Dotyczy ona pary alleli, które nie są związane stosunkiem dominacji- recesywności, ich produkty
wytwarzane są jednocześnie i niezależnie, a każdy ma odbicie w fenotypie.
o Kodominacja występuje przy dziedziczeniu grup krwi w układzie MN i HLA.
�� Drugie prawo Mendla
o Cecha uwarunkowana jedną parą genów, dziedziczy się niezależnie od cechy uwarunkowanej
drugą parą genów, w związku z tym, w pokoleniu F2 obserwuje się rozszczepienie fenotypów w
stosunku 9:3:3:1, jest tak, gdy geny warunkujące te cechy znajdują się na różnych parach
chromosomów- geny nie są ze sobą sprzężone. Gdy leżą na tej samej parze chromosomów
homologicznych, cechy te dziedziczone będą zależnie- sprzężenie genów.
o Geny lub markery są sprzężone, gdy leżą blisko siebie na chromosomie, gdy oddalone są o 50 lub
więcej jednostek mapy genetycznej (cM) to mogą segregowad niezależnie, tak jakby leżały na
dwóch różnych chromosomach.
o Segregacja jednej pary genów nie ma wpływu na segregację innej pary genów.
o Drugie prawo Mendla ma zastosowanie w odniesieniu do genów znajdujących się w dwóch
różnych parach homologicznych chromosomów. Jeżeli geny niealleliczne zlokalizowane są na tym
samym chromosomie, to najczęściej dziedziczone są łącznie= sprzężenie i nie występuję
rozszczepienie fenotypów 9:3:3:1
o Liczba gamet wytwarzanych przez osobnika wynosi 2n ,gdzie n to liczba heterozygotycznych alleli,
AABBCcdd daje nam 23=8 gamet
Chromosomowa teoria dziedziczenia
1
�� Zalety muszki owocowej: łatwo obserwowalne cechy fenotypowe, takie jak barwa i kształt oczu, kształt i
długośd skrzydeł, barwa ciała, liczba włosków na powierzchni ciała, wyraz
nie zaznaczony dymorfizm
płciowy. Ma ona 8 chromosomów, 6autosomów+ 2 heterochromosomy. Samica ma XX, a samiec XY.
�� Sprzężenie zupełne obserwuje się przy heterozygotycznego samca, z homozygotyczną samicą.
�� U drosophilacrossing-over jest tylko u samic, ponieważ chromosomy samców nie tworzą typowych chiazm.
�� Częstośd tworzenia nowych gamet zależy od odległości między genami, im większa, tym większe
prawdopodobieostwo wystąpienia crossing- over.
�� Podstawowe tezy chromosomowej teorii dziedziczenia:
o Geny zlokalizowane są na chromosomach w odpowiedniej kolejności
o Geny alleliczne znajdują się w tych samych loci chromosomów homologicznych.
o Poszczególne chromosomy zawierają różną liczbę genów, ale ich zestaw jest charakterystyczny dla
danego chromosomu
o Geny leżące na chromosomie blisko siebie są ze sobą sprzężone i dziedziczone łącznie
o Częstośd crossing-over zależy od odległości między genami
o Częstośd crossing-over między genami w obrębie tej samej pary chromosomów jest stała dla
danego gatunku
o Organizmy powstałe z rekombinacji po crossing-over noszą nazwę rekombinantów.
Współdziałanie genów
�� Współdziałające geny , wytwarzają określoną cechę fenotypową.
�� Wyróżnia się współdziałanie alleliczne, gdy dotyczy alleli tego samego locus i niealleliczne, gdy dotyczy
alleli różnych genów.
�� Przykłady współdziałania genów:
o Epistaza:
ż� Dotyczy dwóch lub więcej par alleli
ż� Jest to oddziaływanie jednego genu na ujawnienie się innego, niebędącego jego allelem,
gen hamujący to gen epistatyczny, a gen hamowany/ maskowany to hipostatyczny. W
zależności od genu tłumiącego mówimy o epistazie dominującej lub recesywnej.
ż� Gen inhibitorowy tyrozynazy I, hamuje działanie genu odpowiedzialnego za syntezę
tyrozynazy (A) zarówno u osobników AA jak i Aa. Mamy albinizm
ż� Przykładem epistazy recesywnej jest fenotypo Bombajski, są one homozygotami dla rzadko
występującego recesywnego genu supresora (hh), przy braku chod jednego allela
dominującego, nie wytwarza się substancja prekursorowa dla antygenów grupowych krwi.
o Penetracja i ekspresja
ż� Penetracja genu- przenikliwośd, jest częstością z jaką dany gen (allel) dominujący lub allele
recesywne w układzie heterozygotycznym ujawniają się w fenotypie. Jeśli wszyscy
nosiciele mają fenotyp charakterystyczny dla dengo genu to penetracja wynosi 100%
ż� Penetracja tak jak i ekspresja zależy od genotypu i od środowiska. Penetracja może byd
ograniczona do jednej płci
ż� Przykładem niepełnej penetracji u człowieka jest choroba Huntingtona, cecha to może się
nie ujawnid, jest zależna od wieku. Całkowitą penetrację wykazuje achondroplazja i
choroba Reling-hausena
ż� Ekspresja to stopieo ujawnienia się produktu danego genu odpowiedzialnego za daną
cechę. Ekspresję danego genu określa się na poziomie danego białka lub mRNA, niektóre
geny dominujące wykazują zmienną ekspresję czyli zmienny stopieo natężenia cechy. U
ludzi przykładem jest polidaktylia, mogą mied jeden lub więcej dodatkowych palców, na
jednej lub wielu kooczynach. Najczęściej jest to dodatkowy I lub V palce u ręki. Zmienna
ekspresja genu jest także w zespole Marfana, a mała w achondroplazji.
o Poligeny
2
ż� Inaczej geny kumulatywne, polimeryczne lub wielokrotne, należą do różnych par alleli,
zajmując różne loci na chromosomach, wpływają one na wytworzenie tej samej cechy,
efekty ich działania sumują się.
ż� Wzrost, IQ, barwa skóry uwarunkowane są poligenami
ż� W pokoleniu F1 obserwuje się fenotyp pośredni między fenotypami rodziców, a w
pokoleniu F2 fenotypy pośrednie i identyczne z pokoleniem rodziców.
ż� W ekspresji cechy warunkowanej poligenowo duże znaczenie ma środowisko.
o Plejotrpopia
ż� Polega na warunkowaniu przez jeden gen kilku pozornie niezwiązanych ze sobą cech.
ż� Występuje gdy, pierwotny produkt danego genu bierze udział w różnych procesach
biochemicznych lub gdy jego działanie wywołuje wtórne zmiany w organizmie.
ż� Przykładem może byd zespół Marfana, warunkuje go jeden patologiczny gen dominujący,
co prowadzi do uszkodzenia włókien sprężystych i zaburzenia w tworzeniu kolagenu,
pierwotny efekt to synteza niewłaściwego kolagenu, a wtórnie zmiany w układzie kostno-
stawowym, gałce ocznej i układzie krążenia. Charakterystyczne jest także pająkowatośd
palców. Efekty plejotropowe są również w albinizmie, fenyloketonurii, galaktozemii i wielu
innych chorobach dziedziczonych jednogenowo recesywnie.
o Komplementacja
ż� Polega na dopełniającym działaniu produktów różnych genów, geny komplementarne
działają wspólnie, produkt jednego wpływa na drugi
ż� Np. dwa geny, jeden (A), determinuje obecnośd chromogenu, a drugi decyduje o
wytworzeniu enzymu oksydazy (B).
ż� U człowieka kodowane w ten sposób działają geny decydujące o zabarwieniu skóry i
włosów.
Budowa kwasów nukleinowych
�� Kwas dezoksyrybonukleinowy, jest prostym, nierozgałęzionym polimerem zbudowanym z nukleotydów.
�� Stosunek zasad A do T i C do G jest 1.
�� Nukleotyd składa się z
o 2 deoksyrybozy, jest to cukier pentoza, w 2 deoksyrybozie grupa  OH przy 2 atomie węgla
została zastąpiona przez wodór  H,dzięki biochemicznej aktywności enzymu reduktazy
rybonukleotydowej, 2 deoksyryboza jest najbardziej elastycznym elementem struktury
nukleotydu.
o Zasada azotowa, cytozyna i tymina-pochodne pirymidyny oraz adenina i guanina, pochodne
puryny. Wszystkie zawierają pierścieo aromatyczny pirymidynowy, a A,G mają jeszcze pierścieo
imidazolowy, pierścieo aromatyczny ma podstawowe znaczenie w tworzeniu się struktury
przestrzennej polimeru DNA, bo warunkuje płaski kształt molekuł. Nukleotydy mogą byd
syntetyzowane de novo, albo z hydrolizy kwasów nukleinowych, jest to szlak rezerwowy.
o Grupa fosforanowa, składa się z 1/2/3 reszt fosforanowych dołączonych do węgla 5 deoksyrybozy,
główną funkcją reszt fosforanowych jest łączenie nukleotydów w łaocuchu DNA za pomocą wiązao
3 ą�5 - fosfodiestrowych., powstających przy pomocy polimerazy DNA
o Kierunek syntezy 5 ą�3
o Nukleozyd to cukier+zasada
o Nukleotyd to cukier+zasada+reszta/y fosforanowe
�� Pierwszorzędowa struktura DNA nazywana sekwencją nukleotydową określa liniowy układ poszczególnych
nukleotydów.
o Nid jest antyrównoległa, są asymetryczne kooce DNA, oznaczone 5 i 3 , no koocu 5 znajduje się
wolna grupa fosforanowe, a na koocu 3 wolna grupa hydroksylowa. Dzięki temu nid zachowuje
polarnośd.
o Drugorzędowa struktura DNA to kształt podwójnej helisy. Najczęściej występuje podwójna helisa
B, na jeden skręt przypada ok. 10nukleotydów, odległośd między nukleotydami to 0,34nm.
Stabilnośd zapewniają wiązania wodorowe A=T oraz Ca"G, oraz interakcje -  są to hydrofobowe
oddziaływania między sąsiadującymi zasadami.
3
o Ściśle upakowana struktura DNA jest stabilna w obojętnych roztworach, bo znajdujące się
wewnątrz zasady azotowe są hydrofobowe, a na zewnątrz cząsteczki cukru i reszty fosforanowe-
hydrofilne.
Rodzaje RNA-kwas rybonukleinowy
�� W komórce 4% RNA kodującego i 96% RNA funkcjonalnego.
�� Zawiera rybozę i Uracyl zamiast Tyminy
�� tRNA jest wyjątkowy bo składa się z niedopasowanych wiązao, a także wiązao występujących jednocześnie
między 3 zasadami azotowymi.
�� RNA to pojedyncza nid, nie przekraczająca kilku tysięcy rybonukleotydów.
�� Większe zróżnicowanie funkcjonalne i strukturalne. Kluczem do różnorodności funkcjonalnej jest
wytworzenie struktur drugorzędowych. Stabilizowane są one przez miejscami dwuniciowe fragmenty RNA.
Występuje ono w postaci pętli, szpilek do włosów, wybrzuszeo, albo wewnętrznych pętli. Struktury szpilek
do włosów powszechnie występują w tRNA, a w rRNA tworzą się mniejsze pętle. Wybrzuszenia gdy po
jednej stronie dupleksu RNA jest więcej nukleotydów, a pętle wewnętrzne powstają gdy nukleotydy łączą
się pirymidyna-pirymidyna labo puryna-puryna.
�� RNA kodujące to mRNA- Messenger RNA
o Stanowi transkrypt genów kodujących białka, na koocu 5 jest czapeczka, oraz ogon poli(A)
zlokalizowany na koocu 3
o Czapeczka chroni przed działaniem 5 -egzonukleaz, a ogon poliA nie ma wyjaśnionego znaczenia,
może chronid przed działaniem 3 -egzonukleaz, Czapeczka bierze udział w translacji na etapie
tworzenia kompleksu inicjacji.
�� Rybosomalne RNA (rRNA)
o Najbardziej rozpowszechniony RNA, stanowi 50-70% składu rybosomów
o Zawiera zmodyfikowane rybonukleotydy jak pseudourydyna.
�� Transportujące RNA- tRNA
o Ściśle związany z syntezą białek.
o Rozpoznaje kod genetyczny mRNA i transportuje odpowiednie aminokwasy do rybosomu.
o Posiada drugorzędową budowę spinki do włosów o kształcie czterolistnej koniczyny
o Na zagięciu tRNA są 3nukleotydy tworzące antykodon, jest on komplementarny do kodonu w
mRNA, na szczycie struktury tRNA przyłączony jest aminokwas, taki kompleks to aminoacylo-tRNA
�� Małe jądrowe RNA (snRNA)
o Zwane także U-RNA bo bogate w urydynę
o Odgrywa kluczową rolę w regulacji ekspresji genów poprzez udział w składaniu pre-mRNA.
�� Małe jąderkowe RNA (snoRNA)
o Zlokalizowane w obszarze jąderkowym
o Ich rolą jest chemiczna modyfikacja molekuł rRNA
�� Mikrona (miRNA)
o Małe regulatorowe RNA
o Odgrywa rolę w regulacji ekspresji genów, zwłaszcza podczas rozwoju embrionalnego.
o Ich funkcją jest wyciszanie ekspresji genów poprzez tłumienie translacji w procesie zwanym
interferencją RNA.
o Wiąże się z mRNA, ale jest tylko częściowo komplementarne, skutkiem jest wstrzymanie translacji.
�� Małe interferujące RNA (siRNA)
o Dwuniciowa cząsteczka dsRNA
o Podobnie jak miRNA bierze udział w interferencji RNA polegającej na wyciszaniu ekspresji
wybranych genów. dsRNA przenika po przeniknięciu do cytoplazmy, jest rozcinany przez
endonukleazę o nazwie Dicer na dwa jednocniciowe odcinki siRNA, które hybrydyzują do
transkryptumRNA, blokując jego translację.
�� preRNA podlega następującym modyfikacjom:
o modyfikacja kooców-podczas syntezy mRNA na koocu 5 dołączany jest nukleotyd Adenylowy-
czapeczka, a koniec 3 wzbogacony o sekwencje poliA
4
o Składania, dojrzewanie mRNA- to usuwanie intronów i łączenie eksonów.
o Cięcie-istotny proces podczas powstawania rRNA i tRNA, pre-rRNA i pre-tRNA są syntetyzowane w
postaci jednej jednostki i następnie cięte mniejsze fragmenty by uzyskad dojrzały RNA
o Modyfikacje chemiczne- dotyczą prekursorów rRNA i tRNA, oraz mRNA, polegają na przyłączeniu
grup funkcyjnych do rybonukleotydów.
Różnice między kwasami nukleinowymi.
�� Oba zbudowane z powtarzalnych jednostek-nukleotydów  rybonukleotydy i deoksyrybonukleotydy.
�� 2 -deoksyryboza w DNA i ryboza w RNA
�� T w DNA a U w RNA
Replikacja genomu
�� Wydłużanie zachodzi tylko w kierunku 5 ą�3 , co jest konsekwencją przyłączania się nowych nukleotydów
do kooca 3 nici DNA.
�� Semikonserwatywnośd- każda nowopowstająca nid składa się z nici starej i nowej
�� Błędy u e.coli powstają 1 na 109/10
�� Proces replikacji składa się trzech etapów: inicjacji, elongacji i terminacji
�� Inicjacja- rozpoczyna się w określonych miejscach zwanych ori- miejsca te zawierają specyficzne sekwencje
nukleotydowe służące przede wszystkim do wiązania białek inicjatorowych lub innych białek
wspomagających proces replikacji, a także sekwencje w obrębie których nici DNA się rozdzielają.
�� U Eukariontów replikacja rozpoczyna się w wielu miejscach jednocześnie, wzdłuż DNA chromosomowego.
U człowieka jest 20 000 regionów ori, występujących w genomie z częstością co 150kpz. Na skopiowanie
jednego chromosomu potrzeba 15-30 minut, ale cały genom kopiuje się 5-10 godzin.
�� Jednostka replikacji to replikon, w jego skład wchodzi odcinek DNA zawierający miejsce inicjacji replikacji, a
także wszystkie sekwencje, które do niego przylegają i replikują się razem z nim. Czyli jest to fragment DNA
zdolny do samodzielnej replikacji
�� Replikacja jest procesem nieciągłym, tylko jedna nid jest wydłużana w sposób ciągły, dotyczy to nici
biegnącej w kierunku 3 ą�5 , synteza drugiej nici jest bardziej złożona, synteza zachodzi w przeciwnym
kierunku do ruchu widełek replikacyjnych, syntetyzowane fragmenty to krótkie odcinki tzw. fragmenty
Okazaki, są wielkości 100- 200nts
Replikacja DNA u Eukaryota
�� Zachodzi w fazie S, zachodzi w tym czasie duplikacja genomowego DNA, a także podwojenie ilości białek
histonowych, faza ta rozpoczyna się inicjacją replikacji.
�� Rozpoczęcie syntezy DNA odbywa się w skoordynowany sposób- w każdym regionie ori, replikacja DNA jest
inicjowana w ściśle określonym czasie, w tym samym momencie może byd zainicjowany zestaw kilku (2-5)
miejsc początku replikacji ori, zgrupowanych w genomie w postaci klastrów replikacyjnych. Takie klastry są
zorganizowane w punkty ogniskowe replikacji, zawierające 6-12 replikonów. Regiony te określane są
fabrykami DNA bo zawierają kompletny zestaw białek niezbędnych do uformowania i funkcjonowania
widełek replikacyjnych. Powodem dla którego rozwinął się tak skomplikowany system zsynchronizowanej
inicjacji replikacji w kompleksach obejmujących wiele replikonów, może byd związany z nadaniem
5
odcinkom DNA replikowanych jednocześnie takiego samego statusu chromatyny  eu/heterochromatyna,
mogą one uzyskad takie same modyfikacje epigenetyczne, dotyczące np. regulacji transkrypcji.
�� Przyjmuje się, że aktywnie transkrybowane geny zawarte w euchromatynie i centromery ulegają replikacji
wcześniej, natomiast telomery i heterochromatyna replikują się w drugiej kolejności.
Kod genetyczny
�� Są 64 kodony
�� Jest 20-22 aminokwasów kodowanych przez triplety nukleotydów.
�� Metionina, Tryptofan, Selenocysteina, Pirolizyna są kodowane tylko przez jeden kodon.
�� Kodony oznaczające ten sam aminokwas to kodony synonimowe. Większośd z nich różni się tylko trzecią
zasadą.
�� Kodony sensowne, których jest 61(63) zawierają informację o aminokwasie
�� Natomiast UAA to kodon stop, nonsensowny, UGA także, ale czasem koduje selenocysteinę, a UAG czasem
także może kodowad pirolizynę
�� Selenocysteina to 21. aminokwas, wprowadzany do białka translacyjnie, jak zostanie odczytany kodon
stop, zależy od czynnika białkowego obecnego przy translacji. Selenocysteina różni się od innych
aminokwasów w łaocuchu białkowym tym, że nie istnieje syntetaza łącząca aminokwas z odpowiednim
tRNASec . Syntaza seryno-tRNA wprowadza serynę do tRNASec i jest ona następnie
enzymatycznuefosforylowana, tworzy się selenofosforan, będący z
ródłem selenu, który przekształca
serynę w selenocysteinę związaną z tRNASec , antykodonem tego arylowanego tRNA jest UCA. W genomie
człowieka jest 25 selenobiałek, w których selenocysteina odgrywa ważną rolę.
�� Cechy kodu genetycznego:
o Trójowy, jeden triplet to jeden aminokwas
o Uniwersalny, dany triplet zawsze koduje ten sam aminokwas
o Niezachodzący, triplety nie zachodzą na siebie
o Bezprzecinkowy, nie ma dodatkowych nukleotydów między tripletami, informacja odczytywana
jest w sposób ciągły
o Wieloznaczny= zdegenerowany, aminokwas może byd kodowany przez różne triplety.
Aminokwasami najczęściej występującymi w białkach, są te, które mają najwięcej tripletów.
o Niekodujący białek DNA, zawiera informacje o syntezie różnych rodzajów RNA i organizacji życia
komórki.
Ogólna budowa genów kodujących białka
�� W budowie genu wyróżniamy obszar 5 flankujący, eksony, introny i region 3 flankujący.
�� W regionie 5 flankującym genu obecne są sekwencje niezbędne do prawidłowego przebiegu transkrypcji,
najbliżej kooca 5 genu znajdują się regiony w których są sekwencje regulatorowe.
�� W pozycji ok.100 par zasad- od miejsca rozpoczęcia transkrypcji, rozpoczyna się region promotorowy, w
pozycji 80-70 par zasad, często jest sekwencja CAAT, do której przyłącza się jeden lub wiele białkowych
czynników transkrypcyjnych, w pozycji 30-25 par zasad znajduje się sekwencja TATA, zwana kasetą TATA,
do tego regionu przyłącza się polimeraza RNA III. W miejscu inicjacji transkrypcji najczęściej znajduję się
zasada purynowa, za puryną jest niekodujący fragment i sekwencja AUG-uniwersalny triplet inicjacji
translacji kodujący metioninę.
�� Transkrypt pierwotny to introny i eksony, introny zostają wycięte z transkryptupierwotnego-hnRNA-
heterogenny jądrowy DNA.
�� Granice genów nie są dokładnie poznane, nie ma prostej zasady między wielkością białka a długością
kodującego je łaocucha.
�� W regionie 3 flankującym przed koocem ostatniego eksonu (10-20 par zasad) znajduje się sekwencja
AATAAA, jest to sekwencja rozpoznawcza dla odcięcia transkryptu pierwotnego- hnRNA. Poniżej tej
sekwencji następuje koniec transkrypcji w regionie obfitym w guaninę i cytozynę.
Geny niepodlegające regulacji
6
�� Niektóre geny ulegają ekspresji tylko w niektórych rodzajach komórek, inne kodują białka wszechobecne-
są to Mouse-keepinghenes, są to geny konstytutywne funkcjonujące przez cały okres życia komórki, ich
ekspresja zależy od warunków środowiskowych. Genu niepodlegające regulacji i ich stałe właściwości to:
o Stały, niski poziom transkrypcji
o Brak kasety TATA
o Liczne, niemetylowane pary GC
o Obecnośd w niekodującym rejonie 5 , jednej lub wielu sekwencji GGGGCGGG (kaseta GC), są to
potencjalne miejsca wiązania białka uczestniczącego w procesie transkrypcji.
Pseudogeny
�� Zmienne elementy rodzin genowych, niepodlegające transkrypcji ani translacji
�� Brak funkcjonowania może wynikad z nadmiaru kodonów stop, braku kodonu metioniny- inicjatora
syntezy, lub braku regionu promotorowego.
�� Są dwa typy:
o Geny podwojone- przestały funkcjonowad w momencie tworzenia, brak promotora AUG,
pojawienie się kodonu stop. Jednym z mechanizmów jest niesymetryczny crossing-over, są to
pseudogeny z intronami.
o Pseudogeny utworzone przez wprowadzenie do genomu retrotranskryptu-odwrotnego
transkryptucDNA (komplementarny DNA)- najprawdopodobniej przez retrowirusa, nie mają one
promotora oraz intronów, są to retropseudogeny.
o Pseudogeny nie podlegają żadnej selekcji dlatego jest w nich akumulacja licznych mutacji!!!
Transkrypcja
�� Enzymatyczna synteza RNA na matrycy DNA, transkrypcją objęta jest tylko jedna nid- nid matrycowa (nid
antysensowna), powstała nid RNA ma sekwencje nukleotydów jak nid sensowna. Synteza RNA zachodzi
zawsze od kooca 5 do kooca 3 cząsteczki RNA.
Translacja
�� Enzymatyczny proces polegający na przełożeniu informacji zakodowanej w mRNA na łaocuch
polipeptydowy. Obejmuje 3 etapy, inicjację, zapoczątkowanie syntezy białka, elongację, wydłużanie
łaocucha polipeptydowego i terminację, czylo koniec biosyntezy białka.
Regulacja cyklu komórkowego
�� Cykl komórkowy jest kontrolowany przez czynniki zewnątrz i wewnątrzkomórkowe- punkty kontrolne
�� Komórki, które  uwolniły się spod mechanizmów regulujących, dzielą się szybko i w sposób
niekontrolowany, szybko przebiegający cykl komórkowy sprzyja nowym mutacjom.
�� Uszkodzenie materiału genetycznego przyczyniające się do zaburzeo poziomu białek regulujących cykl
komórkowy a także defekty uniemożliwiające prawidłowe funkcjonowanie punktów kontrolnych
odpowiadają za zachwianie homeostazy komórki, co prowadzi do chorób, nowotworów.
Regulacja fazy G1 cyklu komórkowego
�� Cykl komórkowy regulowany jest za pomocą cyklinozależnych kinaz serynowo-treoninpwych- cdk, cyklin
oraz endogennych inhibitorów cdk, od nich zależy przejście bądz
nie komórki do następnej fazy.
�� Podstawową zasadą regulacji cyklu jest uruchamianie reakcji fosforylacji i defosforylacji odpowiednich
białek, regulacja ta odbywa się głównie w fazie G1 z wykorzystaniem szlaku pRb oraz szlaki p53.
Droga sygnałowa mitogen-jądro komórkowe
�� Czynniki mitogenne przyłączając się do receptorów zlokalizowanych na powierzchni komórki uruchamiają
kaskadę procesów biochemicznych, które przenoszą sygnał do jądra komórkowego. Najlepiej poznana
droga, wykorzystuje receptorową kinazę tyrozynową.
�� Kaskada kinaz aktywowanych miogenami to MAPK
�� Ogólnie doczytad, ale nie polecam, strona 144 J�
Regulacja fazy S cyklu komórkowego
7
�� W fazie S wzrasta poziom promującego ją czynnika SPF, który jest kompleksem białek cykliny A i cdk2.
Kompleks ten przedostaje się do jądra komórkowego i przygotowuje komórkę do syntezy DNA oraz
duplikacji centrosomów, podczas replikacji DNA obniża się poziom cykliny E i wzrasta poziom cyklin
mitotycznych, których najwyższą aktywnośd obserwuje się w fazie G2
Regulacja fazy G2 cyklu komórkowego
�� Kompleks cyklin mitotycznych  cyklina A i B, oraz kinazę cdk1 określa się jako czynnik promujący fazę M
(MPF). MPF odpowiada za wytworzenie wrzeciona kariokinetycznego, rozpad błony jądrowej oraz
kondensację chromatyny. Procesy te umożliwiają komórce przejście do metafazy mitozy. W metafazie
czynnik MPF aktywuje kompleks promujący anafazę APC, zwany również cyklosomem i oznaczany APC/C-
uruchamia procesy enzymatycznej degradacji kohezyn, chromatydy siostrzane mogą się rozdzielid,
kompleks APC przyczynia się do obniżenia poziomy cykliny B, inne procesy aktywowane przez APC/C to
nasilenie ekspresji genów kodujących cykliny fazy G1 oraz degradację gemininy. Geminina to białko
chroniące nowo zsyntetyzowany DNA przed ponowną replikacją w czasie tego samego podziału komórki.
�� W fazie G2 działa punkt restrykcyjny, który strzeże wejście do fazy M, dzięki niemu dzielą się tylko komórki
z prawidłowo zreplikowanym DNA i wystarczająco duże by proliferowad.
Mitoza na stronie 155
Mejoza wraz z zaburzeniami na stronie 158
Ćwiczenie I
Rozdział 10 (10.1.1 , 10.1.3 , 10.1.6 , 10.2.1 , 10.2.3 , 10.2.4 , 10.2.12 , 10.2.13)
Dziedziczenie, autosomalne, dominujące
�� Choroba ujawnia się już u heterozygot, homozygoty są rzadkie, gdyż często jest to letalne lub choroba ma
bardzo ciężki przebieg
�� Aa x aa daje 50%osobników zdrowych i 50% osobników chorych
�� Aa x Aa daje 75% osobników chorych i 25% osobników zdrowych
�� Takie samo ryzyko choroby u obu płci
�� Zazwyczaj występuje w kolejnych pokoleniach- pionowy tor dziedziczenia
�� Obecnośd/ brak cech klinicznych zależy od
o Stopnia penetracji patologicznego genu np. 100%, 60% &
o Wieku- penetracja zależna od wieku
o Zmiennej ekspresji genu
�� Może występowad poprzez powstanie mutacji de novo w gametach rodziców, wtedy
prawdopodobieostwo urodzenia się kolejnego dziecka z chorobą jest b.małe
�� Nasilenie objawów choroby może zależed od płci rodzica przekazującego chorobę
Przykładami są:
Achondroplazja (in. Chondrodystrofia i karłowatośd chondrodystroficzna)
�� Jedna z najczęstszych dziedziczonych niskorosłości
�� 1:15 000- 1:40 000 ur.ż. dotyczy w tym samym stopniu różnych populacji
�� Pełna penetracja i niewielkie różnicowanie ekspresji
�� Choroba jest wynikiem mutacji de novo, częstośd rośnie z wiekiem ojca, zwłaszcza po 35 r.ż.
�� Gen odpowiedzialny za powstanie choroby jest na ramieniu krótkim chromosomu czwartego- 4p16.3;
Jest to gen receptora czynnika wzrostu fibroblastów- FGFR3
�� Białko FGFR3 jest fizjologicznym regulatorem wzrostu kości i funkcjonuje jako INHIBITOR proliferacjii
różnicowania chondrocytów. Pobudzenie receptora FGFR3 powoduje jego dimeryzację, która jest
8
konieczna by uruchomid procesy przekazywania sygnału, zaraz potem degraduje on, w przypadku
mutacji następuje stabilizacja dimeru i stała aktywacja receptora FGFR3, prowadzi to do upośledzenia
kostnienia śródchrzęstnego i zaburzenia rozwoju kośdca.
�� 98% przypadków to tanzycja Gą� A w 1138 nukleotydzie genu FGFR3, w pozycji 380 (G380R)
�� Typowe objawy to
�� Skrócenie kooczyn, głównie odcinków proksymalnych
�� Skrócenie i pogrubienie kości długich z dysplazją przynasadową.
�� Dłonie kształtu trójzębnego
�� Szpotawośd kolan
�� Ograniczenie wyprostu w stawie łokciowym
�� Pogłębiona lordoza lędz
wiowa i kifoza piersiowa.
�� A
ukowato wygię kości piszczelowe
�� Prawidłowa jest długośd tułowia
�� Nieproporcjonalnie duża głowa, wydatne czoło, zapadnięta nasada nosa i hipoplazja cz. środkowej
twarzy
�� Wysokośd ok. 131 +/- 5,6cm dla M & 124 +/- 5,9cm dla K
�� Radiologicznie: małe sześcienne trzony kręgów, poszerzone krążki międzykręgowe, skrócone żebra,
wysoki kanał kręgowy, zmniejszony otwór k.potylicznej krótkie i szerokie paliczki
�� Rozwój umysłowy zwykle prawidłowy
�� Umiarkowana hipotonia mięśniowa
�� Krótsze życie o 10-15 lat, powikłania kardiologiczne/radiologiczne
Hipercholesterolemia rodzinna
�� Podwyższone stężenie cholesterolu całkowitego i lipoprotein o małej gęstości-LDL
�� Prowadzi to do przyspieszonego rozwoju miażdżycy i wysokiego ryzyka, przedwczesnej choroby
niedokrwiennej serca
�� 2 postacie: heterozygotyczna 1:500, homozygotyczna 1:1 000 000
�� Warunkowana jest zmniejszoną ilością lub brakiem prawidłowo działających receptorów LDL, są one
głównie w wątrobie
�� Zachodzi poprzez mutację genu LDLR, kodującego receptor LDL, gen ten leży na krótkim ramieniu
chromosomu 19  19p13.1-13.3, zlokalizowano 800 mutacji, które podzielono na V klas, w zależności
od ich wpływu.
�� Cholesterol gromadzi się poza ścianami naczyo, skupiska odłożonego cholesterolu- żółtaki- głównie na
skórze w obrębie kolan, łokci, pośladków, dłoni, powiek i ścięgien. Odkładanie lipidów w przedniej
części gałki ocznej- obwódka starcza rogówki.
�� Dochodzi do przedwczesnej choroby wieocowej serca, u M ok.4 dekady życia, u K 10 lat póz
niej.
�� Inna postacią jest rodzinny defekt apolipoproteiny B-100, w Europie 1:1000, mutacja w genie
apolipoproteiny na chromosomie drugim -2p24, zwiększona ilośd LDL, bo apoB-100 jest ligandem dla
receptorów LDL.
�� Dieta nie ma znaczenia dla zatrzymania, spowolnienia choroby.
Dziedziczenia, autosomalne recesywne
�� Choroba u homozygot recesywnych, heterozygoty to nosiciele
�� Aa x Aa to 25%zdrowych, 25% chorych i 50%nosicieli
�� Jednakowa częstośd u obu płci
�� Występują głównie u rodzeostwa, poziomy tor dziedziczenia
�� Zwiększona częstośd u małżeostw spokrewnionych
Przykładami są
Mukowiscydoza
9
�� Jedna z najczęstszych chorób jednogenowych u rasy kaukaskiej
�� U r.białej 1:2000- 1:4000, w innych rasach rzadziej- r. czarna 1:12/17 000, azjaci 1:90 000
�� Przyczyna to mutacje genu CFTR, który koduje białko- przezbłonowy regulator transportu jonów CFTR.
�� Mutacja zachodzi w 7q31.2
�� Białko to jest na pow. komórek nabłonkowych dróg oddechowych i gruczołów egzokrynowych.
�� Rolą białka CFTR jest transport jonów Cl-; kanaly chlorkowe znajdują się w błonie wyspecjalizowanych
komórek nabłonkowych takich jak komórki wyścielające przewody trzustki, gruczoły potowe, układ
pokarmowy i oddechowy
�� Brak tych kanałów/ nieprawidłowa funkcja, uposledza transport jonów Cl-, zwiększa to absorpcję
jonów Na+ oraz wody, prowadzi to do powstania gęstego śluzu zalegającego w przewodach
wyścielonych komórkami nabłonkowymi.
�� Nieprawidłowa czynnośd wydzielania zewnętrznego, prowadzi to do POCh oskrzelowo-płucnej,
niewydolności trzustki i wzrostu elektrolitów w pocie.
�� Charakterystyczne i stanowiące podstawę diagnostyki w kierunku mulowiscydozy jest zwiększone
stężenie jonów chloru i sodu w pocie.
�� Prowadzi się także badania, oceniające aktywnośd enzymów trzustkowych
�� U M azoospermia.
Fenyloketonuria
�� 1:10 000 u europejczyków, duże zróżnicowanie w poszczególnych rasach
�� Choroba metaboliczna, kumulacja aminokwasu fenyloalaniny- Phe we krwrojowychi i płynach
ustrojowych
�� Przyczyna jest niedobór/ brak aktywności katalityczne syntetyzowane w wątrobie hydroksylazy
fenyloalaniny- PAH, uwarunkowany mutacją genu PAH na 12q22-24.1
�� Enzym ten katalizuje przemianę fenyloalaniny do tyrozyny, głównym czynnikiem regulującym jego
aktywnośd jest fenyloalanina.
�� Mutacje genu PAH to głównie mutacje zmiany sensu- 60%, najczęstsza to zastąpienie argininy,
tryptofanem w pozycji 408 łaocucha białkowego- R408W; w europie 84%przypadków.
�� Fenyloalanina jest dla człowieka aminokwasem egzogennym.
�� Phe gromadzi się w płynach ustrojowych i powstają alternatywne produkty przemiany jak: kwas
fenylopirogronowy, fenylooctowy, fenylomlekowy i ortohydroksyfenylooctowy, wydalane są z
moczem.
�� Phe i tyrozyna mają wspólny tor metaboliczny (produkt jednej reakcji jest substratem drugiej, tu nie
powstaje Tyr z Phe.), co powoduje zmniejszenie biosyntezy neurotransmiterów- dopaminy, adrenaliny
i noradrenaliny; hormonów tarczycy- tyroksyny  T4 i trójjodotyroniny-T3 oraz melanin.
�� Gromadząca się Phe, powoduje wtórne zaburzenia metabolizmu Tyr i deficyt dopaminy, serotoniny.
�� Skutki to, nieodwracalne uszkodzenie OUN: mniejsza masa mózgu, demielinizacja włókien nerwowych
i zaburzenia przewodzenia.
�� Płód rozwija się prawidłowo, bo ma PAH od matki, rodzi się pozornie zdrowy, choroba daje objawy w
pierwszych tygodniach i miesiącach życiaą� uporczywe wymioty, nieprzyjemny zapach moczu i potu,
zmiany skórne.
�� Często jasna karnacja bo mało melanin, w okresie wczesnoniemowlęcym jest opóz
niony rozwój
psychoruchowy. Pełny obraz to IQ 20-40, małogłowie, zaburzenia psychiczna, nadpobudliwośd
ruchowa, niemożnośd chodzenia, wzmożone odruchy.
�� Test przesiewowy, na podstawie stężenia Phe we krwi- nie wcześniej niż w trzeciej dobie życia!
Wykonywany metodą fluorymetryczną, kolorymetryczną, chromatograficzną i najnowszą metodą
tandemowej spektrometrii mas.
�� Dawniej krew na bibułę filtracyjną- test mikrobiologiczny Guthrego.
�� Nieprawidłowy wynik to stężenie Phe> 4mg/cm3
10
�� Przy zdiagnozowanej fenyloketonurii, leczenie polega na stosowaniu diety niskofenyloalaninowej, lecz
musi byd jej trochę, bo jest niezbędna do syntezy białek strukturalnych rozwijającego się organizmu.
Trzba zapewnid także odpowiednią ilośd tyrozyny.
�� Matka z fenyloketonurią musi utrzymad odpowiedni poziom Phe, by nie urodzid dziecka z mnogimi
wadami  zespołem fenyloketonurii matczynej.
Niedokrwistość sierpowatokrwinkowa
�� Jest hemoglopinopatia
�� Szczególnie częsta w Afryce, u afroamerykanów, Azja Południowa, basen Morza Śródziemnego.
�� Mutacja genu HBB kodującego �-globinę, zlokalizowanego na 11p15.5, efektem jest zmiana struktury
cząsteczki hemoglobiny.
�� U dorosłych główną postacią Hb jest Hb A- HbA1, ma ona 2łaocuchy ą-globiny i �-globiny  ą2�2
�� Mutacja HBB, polega na substytucji nukleotydowej Aą�T, w rezultacie w pozycji 6. cząsteczki �-globiny
zamiast kwasu glutaminowego jest walina, powstały łaocuch polimorficzny �, oznacza się jako �S, a
cząsteczka nieprawidłowej Hb S to HbS; ą2�S2.
�� Cząsteczki HbS w postaci nieutlenowane agregują w erytrycotych, zmieniając ich kształt na sierpowaty.
Rozpuszczalnośd HbS jest mała przy niskim ciśnieniu parcjalnym-wysiłek fizyczny, wysokie góry,ale przy
niskim pH lub niskiej temperaturze. przy normalnym jest normalna. Powinowactwo HbS do tlenu jest
normalne, w miarę tworzenia agregatów zmniejsza się. Erytrocyty sierpowate są usuwane z krwiobiegu
przez śledzionę, co jest przyczyną niedokrwistości hemolitycznej.
�� Sierpowate krwinki mają nasiloną adhezję do śródbłonka naczyniowego i innych komórek krwi, co
powoduje niedrożnośd drobnych naczyo, niedotlenienie tkanek, wywołują stany zapalne i wtórne
uszkodzenia mózgu, wątroby, śledziony, płuc, nerek. Częśd tych erytrocytów ulega hemolizie,
wydostająca się Hb zmniejsza biodostępnośd tlenku azotu, zwiększając aktywnośd naczynioskurczową.
�� Heterozygoty HbA/ HbS mają tylko 1% erytrocytów sierpowatych, w zasadzie brak objawów,
odporniejsze na malarię, w przypadku zarażenia łagodniejszy przebieg. Ale zwiększone ryzyko hemolizy
sierpowatych krwinek
�� Homozygoty HbS/HbS, mają 50% zniekształconych erytrocytów i chorują na ciężką postad
niedokrwistości hemolitycznej. Zatory zamykające małe naczynia powodują np. zatory płucne- możliwa
śmierd w młodym wieku. Zażółcenie skóry, hepatosplenomegalia, podatnośd na infekcje, powstawanie
kamieni żółciowych i zapalenia kości. Prawdopodobne, zawał serca, udar mózgu, nadciśnienie płucne,
uszkodzenie wzroku i nerek, innych narządów. Przebieg może byd łagodzony przez produkcję HbF- Hb
płodowej
�� Średnia długośd życia to 40-50lat
Albinizm, hipomelanoza
�� Zaburzenie syntezy melanin w melanosomach-organellach melanocytów- komórek w.podstawnej
naskórka.
�� 2 typy: dziedziczony autosomalnie recesywnie -albinizm oczno-skórny i recesywny w sprzężeniu z
chromosomem X -albinizm oczny.
�� 4typy albinizmu oczno-skórengo, OCA1 to albinizm tyrozynazoujemny, OCA2, OCA3, OCA4 to albinizm
tyrozynazododatni, niezależny od tyrozynazy
�� Albinizm OCA1
o Brak/niedobór tyrozynazy, katalizuje przemianę Tyrą�DOPAą�Dopachinon- prekursor
melaniny.
o Gen TYR jest na 11q14.3
o OCA1-A to całkowita utrata aktywności tyrozynazy, całkowity brak melaniny w skórze,
cebulkach włosowych, tęczówce i siatkówce. Biała skóra, z różowoczerwonym odcieniem, białe
włosy, różowe/niebieskie tęczówki, światłowstręt.
o OCA1-B to niska aktywnośd tyrozynazy, osobniki mają małą ilośd melaniny, skóra biała, włosy
białe z żółtym odcieniem, tęczówki niebieskie, nadmierna wrażliwośd na słooce.
o Częstośd OCA1 to ok. 1:35 000
11
�� Albinizm OCA2
o Mutacja genu OCA2, zaburza funkcję przezbłonowego białka P, odp. Za transport tyrozynazy
do melanocytów.
o Gen OCA2 na chromosomie 15q11.13
o Homozygotyczne mutacje w tym genie są najczęstszą przyczyną OCA u ludzi. R. kaukaska to
1:38 000, czarna 1:15 000, duże delecje w obrębie tego genu.
o Pigmentacja rośnie z wiekiem, po ekspozycja na słooce pojawiają się piegi, przebarwienia,
znamiona
�� OCA3
o Mutacja genu TYRP1
o Częsty u osób r.czarnej
o Mniej czarnobrązowej eumelaniny, a więcej żółtoczerwonej feomelaniny.
o Skóra jasnobrązowa, tęczówki szare, jasnobrązowe
�� OCA4 rzadki
�� Albinizm oczny OA1
o Mtacja genu OA1
o 1:54 000 urodzeo
o Światłowstręt, oczopląs, gorsza ostrośd widzenia.
o Niedostateczna pigmentacja skóry
o Cechą charakterystyczną jest występowanie w melanocytachskóry,tęczówki, siatkówki
olbrzymich melanosomów- makromelanosomów.
Rozdział 13 (13.1 (bez 13.1.4 i 13.1.7) , 13.2 , 13.3 , 13.4)
Antygeny to głównie białka, glikoproteiny, glikolipidy
Białka:
�� błonowe np. erytrocytów
o Rh  1p (RHD, RHCE)
o MNS  4q (GYPA, GYPB, GYPE)
o Lutheran  19q (Lu/BCAM)
o Kell  7q  (KEL)
o Duffy  1q (FY, DARC)
o Xg  Xp (Xg)
�� Białka enzymatyczne
o glikozylotransferazy (odp. za postranskrypcyjną modyfikację białek błonowych, czyli wpływają na
swoistośd antygenów )
ż� AB0 9q (AB0)
ż� Lewis  19p (FUT3)
AB0
�� glikoproteiny i glikolipidy (w osoczu glikosfingolipidy)
�� nie ma tylko w tkance nerwowej (analogicznie brak w płynie mózgowo-rdzeniowym)
�� jeśli antygeny są obecne w wydzielinach ustrojowych ->wydzielacz, brak ->niewydzielacz
�� antygeny
o A  A, B  B, 0  H, AB  A i B
�� antygeny tego układu wyróżniają się tym, że przeciwciała skierowane przeciw jego antygenom są stale
obecne w osoczu  głównie klasy IgM
synteza rozpoczyna się bez kontaktu z antygenem, ale zaraz po urodzeniu
�� o swoistości antygenu decyduje ostatni cukier z łaocucha oligocukrowego:
o A: N-acetylogalaktozamina
o B: D-galaktoza
o H: L-fukoza (antygen H stanowi dla A i B cząsteczkę prekursorową)
12
�� gen 0 jest genem amorficznym, bo koduje polipeptyd nieaktywny enzymatycznie
�� erytrocyty z antygenem A1 (gęstsze ułożenie na błonie komórkowej) silniej aglutynują
z przeciwciałami anty-A niż A2
�� antygeny A: A1, A2, A3, Ax, Ael coraz rzadziej na błonie komórkowej
�� Antygeny B: B1, Bx, Bel - analogicznie do A
�� antygeny 0: 0 i 02
�� aktywnośd enzymów przenoszących fukozę do cząsteczki prekursorowej jest wykrywana u osobników
HH/Hh i SeSE/Sese
�� Fenotyp Bombay: osoby, które mają hhsese, organizm nie wytwarza aktywnych fukozylotransferaz
tworzących antygen H, przez co mimo, że osoby te mogły by mied gr. krwi A/B/AB, nie powstają one.
Tę grupę nazywa się Oh/ABHnull.
Osoby te mają przeciwciała anty-A, anty-B, anty-H, stąd przetoczenia tylko od grupy Oh (anty-H
aglutynują krwinki właściwej gr.0)
�� Gen sekrecji (wydzielania):
o niewydzielacze  brak enzymu FUT2
o u osób hhSeSe(Sese) w płynach i wydzielinach ustrojowych obecne są antygeny A,B,H, a nie ma
ich na erytrocytach
�� para-Bombay: u osób hhSeSe(Sese) może następowad adsorpcja antygenów do erytrocytów, w
surowicy tych osób nie ma przeciwciał anty-H, tylko anty-HI, mogą przekazywad potomstwu
prawidłowe allele A i B
�� rzadko występuje konflikt serologiczny, bo matka musiałaby mied grupę krwi 0 i wydzielid odpowiednie
IgG, dziecko A/B/AB
Rh
�� Maccacusrhesus
�� inaczej to antygen LW lub D
�� pięd klinicznie istotnych antygenów: D, C, c, E, e
�� biosynteza Rh rozpoczyna się w 6 tygodniu życia płodowego
�� gen RHD->D; RHCE->C, c, E, e
�� antygeny znajdują się wyłącznie na erytrocytach
�� brak reszt cukrowych, ale są reszty kwasu palmitynowego
�� ekspresja RhD i RHCE następuje tylko w obecności glikoproteiny RhAG
�� kompleks białek układu Rh:
o RhD, RhCE, RhAG, LW (ICAM-4), IAP, GPB Fy, AE1
o brak -> fenotyp Rhnull/ Rhmod(niedokrwistośd hemolityczne)
o odgrywa ważną rolę w utrzymaniu struktury erytrocytu, prawdopodobnie są transporterami
NH3 i CO2
�� Del, Cw, Cx, Ew
�� haplotyp D-dodatni:
o CDe, cDE, cDe, CDE
�� haplotyp ujemny:
o cde, Cde, cdE, CdE
�� d nie oznacza allelu, ale jego utracony w wyniku delecji allel RHD
�� przeciwciała anty-D są odpowiedzialne za konflikt serologiczny i chorobę hemolityczną płodu
(połączona z lizą erytrocytów i hiperbilirubinemią, póz
niej żółtaczka jąder podstawy mózgu 
kernicterus, czasami wewnątrzmaciczna śmierd płodowa)
�� przeciwciała anty-D, anty-C, anty-c, anty-E, anty-e należą do klasy IgG (odpornościowe, mogą
przechodzid przez łożysko)
�� naturalnie przeciwciała te nie występują, pojawiają się po zetknięciu się z antygenem
�� aby wyniknął konflikt serologiczny potrzeba 0,1 ml krwi płodu
�� wytwarzanie przeciwciał jest czasochłonne najpierw powstają przeciwciała IgM (nie przenikają przez
łożysko), póz
niej dopiero IgG1 i IgG3.
13
MNS
�� 4q (GYPA, GYPB, GYPE)
�� MN i Ss są blisko siebie (GYPA i GYPB)
�� GYPA  sjaloglikoproteina MN (GPA  glikoforyna A)
�� GYPB  sjaloglikoproteinaSs (GPB glikoforyna B)
�� stanowią receptory dla np. Plasmodium falciparum
�� najczęstsze antygeny: M, N, S, s, U
�� fenotypy: MM, NN, MN oraz SS, Ss, ss
�� układy MNS dziedziczą się jako sprzężone
�� przeciwciała anty-M i anty-N: klasa IgM
�� anty-S : klasa IgG(anty-s mogą byd obu klas)
�� przeciwciała rzadko wykrywane w osoczu
Lutheran
�� 19q (Lu/BCAM)
�� antygeny układu Lutheran prawdopodobnie biorą udział w przekazywaniu sygnałów między
komórkami
�� występują tylko na erytrocytach z krwinek, ale są na w komórkach innych narządów\
�� najważniejsze antygeny Luai Lub, lu
�� genotypy (fenotypy): LuaLua Lu(a+b-) , LuaLub Lu(a+b+), Lub Lub (a-b+), lulu lub recesywny allel genu XS
Lu(a-b-)
�� przeciwciała anty-Lua i anty-Lub: klasy IgM i IgG
Kell
�� 7q  (KEL)
�� 25 antygenów, tylko niektóre mają znaczenie kliniczne (K, k, Kpa, Kpb, Kpc, Jsa, Jsb)
�� tylko na erytrocytach z komórek krwi, ale też w mózgu, śledzionie, komórkach Sertoliego
�� do prawidłowej ekspresji genów układu potrzebny jest gen Xk (glikoproteina Kx)
�� K,k
�� mogą byd przyczyną konfliktu anafilaktycznego, bo przeciwciała należą do odpornościowych klasy IgG
Lewis
�� 19p (FUT3)
�� wytworzone poza krwinkami, zostają zaabsorbowane na glikosfingolipidach z osocza
�� obecne na innych krwinkach i w narządach (trzustka, błona śluzowa żołądka)
�� brak w krwinkach płodu (produkcja od 6 m.ż) -> brak możliwości konfliktu serologicznego
�� 6 antygenów : Lea, Leb, Leab, LebH, Aleb. BLeb (stanowią reszty cukrowe)
�� najważniejsze to Lea, Leb
�� Le koduje fukozylotransferazę przyłączającą cząsteczki fukozy do łaocucha prekursorowego typu 2 (Se)
�� LeSe  Le(a+b+)
�� lele  Le(a-b-)/Le0
�� Leb (może byd zastępowany przez antygen Alub B)są receptorami dla Helicobacterpylori, dlatego
częściej choroba wrzodowa występuje u gr.krwi 0
�� przeciwciała klasyIgM
Duffy
�� 1q (FY, DARC)
�� tylko na erytrocytach z komórek krwi, ale też w mózgu, pluchach, itd.
�� antygeny: Fya, Fyb, Fy3, Fy4, Fy5, Fy6
14
�� najważeniejsze antygeny to Fya, Fyb
�� fenotypy Fy(a+b-), Fy(a-b+), Fy(a+b+), Fy(a-b-)
�� transbłonowa glikoproteina może byd receptorem dl merozointówPlasmodium vivax
�� przeciwciała klasyIgG
�� mogą byd przyczyną choroby poprzetoczeniowej
Xg
�� Xp (Xg)
�� występują na erytrocytach, limfocytach, płytkach krwi oraz w wątrobie, śledzionie, trzustce
�� allele: Xga i XG
�� fenotypy: Xg(a-), Xg(a+)
�� przeciwciała klasy IgG
Ćwiczenie II
Rozdział 10 (10.3 (10.3.1  10.3.3 , 10.3.5) , 10.4 (10.4.1  10.4.3))
Dziedziczenie recesywne, sprzężone z chromosomem X
�� Choroba powstaje u hemizygotycznych mężczyzn, heterozygotyczne kobiety to nosicielki
�� Kobiety chire, tylko w układzie homozygotycznym, bardzo rzadko występuje taki układ.
�� Nosicielki przekazują gen z 50% prawdopodobieostwem potomstwu
�� Nosicielka i zdrowy M dadzą po 25% chorych,zdrowych M i K
�� Chory M nie przekaże choroby synom, ale wszystkie córki będą nosicielkami.
Przykłady:
Hemofilie A i B
�� Hemofilia A, występuję 4-5 razy częściej niż hemofilia B, a około 1/3 przypadków hemofilii jest
spowodowana mutacją de novo.
�� Postad ciężka gdy <0,01 IU/ml
�� Postad umiarkowana gdy 0,01- 0,05 IU/ml
�� Postad łagodna gdy 0,05- 0,4 IU/ml
�� Klinicznie hemofilie A i B nie różnią się. Krwawienia do stawów biodrowych, kolanowych i łokciowych
powodują silny ból-dochodzi do uszkodzenia stawów, utraty ich funkcji i inwalidztwa= artropatia
hemofilowa
�� U kobiet nosicielek, poziom czynnika VIII/ IX, jest na poziomie 30-50%, mogą więc wystąpid
łagodniejsze objawy skazy krwotocznej
�� Najczęstszą przyczyną zgonów są krwawienia wewnątrzczaszkowe
Hemofilia A
�� 1:7000-19000 mężczyzn
�� Przyczyną są mutacje genu F8C, kodującego czynnik VIII krzepnięcia, zlokalizowany na Xq28
Hemofilia B = choroba Christmasa
�� 1:30 000 mężczyzn
�� Przyczyną są mutacje genu F9 na Xq27.1- 27.2
Dystrofia mięśniowa Duchenne a i Beckera
�� DMD - Najczęstsza i najcięższa postad dystrofii mięśniowych i stanowi 1:3600 urodzeo chłopców.
Uwarunkowana mutacjami genu dystrofiny.
�� BMD- alleliczna odmiana DMD, 1:30 000 urodzeo, ma lżejszy przebieg.
�� Gen dystrofiny znajduje się na Xp21.2, największy, opisany gen człowieka.
15
�� Funkcją dystrofiny jest zachowanie strukturalnej integralności sarkolemy, stabilizacja jej podczas
skurczu i rozkurczu, oraz przenoszenie siły w aparacie skurczowym. Chroni komórki mięśniowe przed
nekrozą i uczestniczy komunikacji międzykomórkowej.
�� Brak dystrofiny, prowadzi do postępującej martwicy włókien mięśniowych i zastępowania ich tkanką
łączną oraz tłuszczową.
�� Najczęstsze mutacje genu DMD to delecje, mutacje punktowe oraz duplikacje.
�� Pierwsze objawy to 3-4 r.ż  kłopoty przy wstawaniu,chodzeniu po schodach, kaczkowaty chód.
�� Symetryczny zanik mięśni obręczy biodrowej, następnie barkowej, pseudohipertrofia mięśni łydek,
chodzenie na palcach, hiperlordoza lędz
wiowa, przykurcze stawowe, w surowicy krwi wysoka
aktywnośd kinazy kreatyny, aldolazy i dehydrogenazy mleczajowej.
�� W wieku 10-14 lat, przestaje się chodzid, osłabienie mięśnia sercowego i mięśni oddechowych
powoduje nasilenie objawów niewydolności krążeniowo-oddechowej.
�� Średnia długośd życia to 25 lat.
�� BMD ma łagodniejszy przebieg, pierwsze objawy to 11 r.ż, długośd życia nie odbiega od średniej,
stałym elementem choroby jest rzekomy przerost łydek.
Genetycznie uwarunkowane zaburzenia widzenia barw
�� Trichromatyzm- widzenie trójbarwne
�� Gen OPN1SW  kodujący opłynę fotoreceptorów wrażliwych na kolor niebieski znajduje się na 7q31.3-
32
�� Gen OPN1LW- gen protanu- czerwieo
�� Gen OPN1MW- gen destanu- zieleo
�� Leżą one na Xq28
�� Zaburzenie w widzeniu zieleni i czerwieni są dziedziczone recesywnie, w sprzężeniu z chromosomem X,
a w widzeniu niebieskiego recesywnie autosomalnie.
�� Niedowidzenie jednej z barw podstawowych to anomalny trichromatyzm (protanomalia,
deuteranomalia i tritanomalia)
�� Całkowite niewidzenie jednej z barw, to widzenie dwubarwne- dichromatyzm. (protanopia,
deuteranopia i tritanopia)
�� Geny opsyn wrażliwych na czerwieo i zieleo, ułożone są następująco:
LCR gen protanu gen/geny deutanu
�� LCR łączy się z sekwencją promotorową genów protanu i destanu, jej delecja to brak widzenia tych
barw- monochromatymniebieskoczopkowy.
�� Zaburzenia widzenia barw czerwieo/zieleo zachodzą poprzez częściową bądz
całkowitą dlecją genów,
ale także poprzez niehomologiczny crosing-over podczas gametogenezy u kobiet, bo geny destanu i
protanu są bardzo podobne i blisko położone. Efektem może byd zmiana liczby bądz
delecja genów
deutanu. Albo geny hybrydowe złożone z części genu deutanu i części protanu, powstaje wtedy
anomalia albo dichromatyzm.
�� Różnice w stopniu niedowidzenia czerwonej i lub zielonej zależy od miejsca w którym zaszło
niehomologiczne crossing-over.
�� Zaburzenia widzenia barwy czerwonej i zielonej w europie północnej dotyczną 8% mężczyzn i 0,5%
kobiet. Deuteranomalia jest 4-5 razy częstsza niż protanopia.
�� U ras żółto-czarnych zaburzenia te są rzadsze, mniej deuteranomali.
Dziedziczenie, dominujące, sprzężone z chromosomem X
�� Chorują mężczyz
ni- hemizygoty i kobiety- heterozygoty
�� Heterozygotyczne kobiety mają zazwyczaj lekką postad choroby, a hemizygotyczni mężczyz
ni ciężką.
�� Chory mężczyzna, nie przekazuje choroby synom, ale córki wszystkie chore
�� Heterozygotyczne kobiety, przekazują zmutowany gen z 50% prawdopodobieostwem, chłopcom i
dziewczynkom.
�� Patologiczny gen na chromosomie X u mężczyzny jest często letalny
16
Przykłady
Zespół Blocha-Sulzberga
�� Zespół nieotrzymania barwnika, 1:40 000-50 000 noworodków płci żeoskiej, ponieważ dla mężczyzn
jest letalny w okresie prenatalnym
�� Mutacja genu NEMO= genu IKK-ł na Xq28
�� Hiperpigmentacyjne zmiany skóry, układające się w linijne wiry oraz siateczkowate przebarwienia
skóry powstałe poprzez niezatrzymanie się melanocytów w warstwie podstawnej naskórka i
przedostanie się do w.brodawkowatej.
�� Częste wady serca i układu kostnego, oraz zaburzenia naczyniowe siatkówki.
�� Charakterystyczna jest oligodoncja, związana z brakiem zawiązków kilku zębów, głównie
przedtrzonowych.
�� 30% ma zaburzenia z OUN.
Krzywica hipofosfatemiczna sprzężona z chromosomem X
�� 1: 20 000 i najczęstsza postad kywicy, wśród opornych na witaminę D
�� Spowodowana inaktywacją genu PHEX, brak produktów tego genu powoduje brak endopeptydazy
inaktywującej FGF23- czynnik wzrostu fibroblastów, wzrasta jego stężenie w osoczu i nieprawidłowe
zwrotne wchłanianie fosforanów, dochodzi do hiperfosfaturii i hipofosfatemii.
�� Przebieg nie różni się od krzywicy niedoborowej, skutki obserwuje się ok.2r.ż gdy dziecko zaczyna
chodzid, zachodzi osteomalacja- rozmiękanie kości, z krzywiczymi zmianami układu kostnego,
zwłaszcza w KKD. Charakterystyczne także rozmiękanie potylicy.
�� W pierwszych miesiącach życia, występujahipofosfatemia- możliwośd wczesnego rozpoznania choroby.
�� Nieleczona prowadzi do zniekształceo klatki piersiowej i kręgosłupa, niskiego wzrostu. Leczenie polega
na podawaniu fosforanów i suplementację kalcytriolem.
Rozdział 18 (18.1 , 18.4 (bez 18.4.1-18.4.3) , 18.2 , 18.3, 18.6 , 18.7)
Struktura chromosomu
�� Chromatyna to kompleks kwasy nukleinowe- białka
�� Chromosom zbudowany z DNA, białek pistonowych i niehistonowych
�� Szczególne znaczenie mają białka histonowe, tworzą strukturę chromosomu, związane z
chromosomami (chromatyną) białka niehistonowe pełnią rolę stabilizacyjną i regulacyjną.
�� Histony: H1- bardzo bogate w lizynę, H2A i H2B- bogate w lizynę, H3 i H4 bogate w argininę, duża ilośd
dodatnio naładowanych aminokwasów- lizyna i arginina, ułatwia wiązanie z ujemnie naładowaną
podwójną helisą DNA.
�� Proporcje między histonami a DNA, wynoszą 1:1
�� Procesy kondensacji i zwijanią powodują 10 000 krotne skrócenie nici DNA
�� Nukleosom, to podstawowa jednostka chromatyny, rdzeo zbudowany z z dwóch kopii każdego z
histonów, poza H1, DNA o długości 146 par zasad owija się wokół oktameru 1,8raza. Sąsiednie
nukleosomy połączone są łącznikowym DNA o długości 60 par zasad, histon H1 jest na zewnątrz
nukleosomu, gdzie wiąże się z łącznikowyn DNA.
�� Kolejne poziomy upakowania: nukleosom, solenoid, pętle solenoidu, skondensowany fragment
chromosomu.
Chromosom metafazowy
�� Chromosomy metafazowe to najbardziej skondensowana forma chromatyny jądrowej
�� Euchromatyna jest mniej skondensowana, podlega replikacji we wczesnej i środkowej fazie S, bogata w
pary GC, charakteryzuje się brakiem lub niskim poziomem metyzacji cytozyny. Wyróżniamy
euchromatynę luz
ną- aktywną transkrycyjnie i nieaktywną euchromatynę zwartą.
�� Heterochromatyna, zwana konstytutywną, jest wysoce i trwale skondensowana, dekondensacja
zachodzi tylko w póz
nej fazie S cyklu, DNA jest wysoce zmetylowany, bogaty w pary AT.
17
Heterochromatyna konstytutywna występuje głównie w regionie przycentromerowym, w jego skład
wchodzi centromer i chromatyna przycentromerowa. Heterochromatyna fakultatywna, występuje
tylko w określonych populacjach komórek i powstaje z euchromatyny w wyniku jej kondensacji. Proces
ten to heterochromatynizacja, jego efektem jest wyciszenie czy wyłączenie pewnych odcinków
genomu na określonym etapie rozwoju organizmów.
�� Składa się z dwóch równolegle ułożonych chromatyd, połączonych w centromerze- przewężenie
pierwotne, gdzie przyczepia się wrzeciono podziałowe. W centromerze jest satelitarny DNA, sekwencje
SINES i LINES, satelitarny DNA typu I,II,III ą-satelitarny DNA, �-satelitarny DNA i Hae III DNA, udział
poszczególnych typów zależny jest od chromosomu. Powtarzającym się typem jest ą-satelitarny DNA.
Te powtarzające się sekwencje centromerowego DNA są związane ze swoistymi białkami tworzącymi
kinetochor, współdziała on z wrzecionem podziałowym, ułatwiając podział.
�� Centromer dzieli chromosom na ramiona krótkie  p -górne i długie  q  dolne
�� Na podstawie położenia centromeru wyróżnia się 3 typ występujące u człowieka:
o Metacentryczne- p=q
o Submetacentryczne- po Akrocentryczne p<o Chromosomy teocentryczne, gdy nie ma ramiona p, nie występują u człowieka.
�� Koocowe odcinki chromosomów to sekwencje DNA zwane telomerami, zawierają one bardzo
charakterystyczne sekwencje nukleotydów niezbędne do utrzymania stabilności chromosomów.
Sekwencje te składają się z powtórzeo tandemowych czyli krótkich, wielokrotnie się powtarzających
odcinków DNA. U człowieka jest to 5 -TTAGGG-3 . Telomery nie są upakowane za pomocą białek
pistonowych, mają białka telomerowi i tworzą razem strukturę- telosom. Telomery tworzą rodzaj
czapeczki, zawierają dużą ilośd guaniny. Czapeczka ta chroni zakooczenia chromosomów przed
łączeniem się ze sobą i chroni DNA jądra przed działaniem nukleaz. Każdy chromosom ma 2 telomery,
stąd w każdej komórce człowieka jest ich 92. Telomery nie zawierają genów, nie kodują białek, pełnią
one następujące funkcje:
o Chroni koniec chromosomu przed uszkodzeniem bądz
nieprawidłową rekombinacją
o Umożliwia całkowitą replikację chromosomu
o Nadzoruje ekspresję genów
o Wspomaga organizację chromosomów podczas podziału
o Ponadto jest on zegarem biologicznym komórki, po urodzeniu się dziecka długośd telomeru
sięga 6-10 000 nukleotydów i skraca się podczas każdej replikacji, kiedy zakooczenia za bardzo
się skrócą, komórka przestaje się dzielid. Długośd telomerów nie zmniejsza się w komórkach
płciowych, macierzystych i szpiku kostnego. Działa w nich telomeraza, która uzupełnia
skracające się telomery. Może przekształcid prawidłową komórkę somatyczną w komórkę
nieśmiertelną- np. nowotworową.
�� Na ramionach krótkich chromosomów akrocentrycznych, poza chromosomem Y, są satelity, czyli
fragmenty chromatyny oddzielone od ramion krótkich chromosomu, przez przewężenie wtórne= nitkę
satelitonośną.
�� U człowieka przewężenie wtórne jest odcinkiem jąderkotwórczym chromosomów akrocentrycznych
(pary 13,14,15,21,22) zwanym organizatorem jąderka-NOR
�� NOR zawiera tandemowo ułożone geny rDNA dla rRNA, odpowiedzialne za transkrypcję
prerybosomowego RNA pre-rRNA, który w procesach potranskrypcyjnych przekształca się w rRNA, w
telofazie odcinki te biorą udział w tworzeniu jąderka. U człowieka liczba NOR=10.
�� W czasie interfazy następuje dekondensacja NOR, a wokół nich tworzy się jąderko.
Prawidłowy kariotyp
o Kryterium podziału chromosomów jest ich wielkośd, położenie centromeru i rozmieszczenie
prążków.
o Są 22 pary autosomów i jedna para heterochromosomów  X i Y
�� Autosomy podzielono na 7 grup, od A do G. Chromosom X zalicza się do grupy C, a Y do grupy G
18
�� Kariogram to zestaw chromosomów przedstawionych graficznie, sporządza się go fotografując płytkę
metafazową wybarwioną prążkowo- najczęściej na prążki G.
Kariogram człowieka:
o Grupa A- pary 1,2, i3 są to duże metacentryki, chromosom 2 jest submetacentrykiem
o Grupa B- para 4i 5- duże submetacentryki
o Grupa C- pary 6-12  średniej wielkości submetacentryki
o Grupa D- pary 13-15- duże akrocentryki
o Grupa E- pary 16-18- para 16 to małe prawie metacentryczne, para 17 i 18 to małe
submetacentryczne
o Grupa F- para 19 i 20, najmniejsze metacentryczne
o Grupa G- para 21 i 22, małe akrocentryczne
�� Kariotyp- to zestaw chromosomów występujących w komórce somatycznej, o charakterystycznej
liczbie i morfologii, właściwy każdemu organizmowi.
Wskazaniem do analizy kariotypu to:
�� Cechy fenotypowe charakterystyczne dla jakiegoś zespołu
�� Występowanie wad wrodzonych, dysmorfii, opóz
nienie psychoruchowe
�� Poronienia w I trymestrze lub dzieci z wadami rozwojowymi o nieznanej etiologii
�� Brak cech dojrzewania płciowego
�� Pierwotny/ wtórny brak miesiączki o nieznanej etiologii
�� Znaczny niedobór wzrostu o nieznanej etiologii u kobiet
�� Nieprawidłowa budowa zewnętrznych narządów płciowych, obojnactwo
�� Występowanie strukturalnej abberacji chromosomowej w rodzinie
Metody badania chromosomów
�� W celu określenia liczby i struktury chromosomów bada się najczęściej limfocyty krwi obwodowej i
komórki szpiku kostnego. W szczególnych przypadkach można je również otrzymad z hodowli
tkankowej fibroblastów lub tkanek pochodzących z guzów nowotworowych.
�� Ocenę kariotypu płodu dokonuje się za pomocą hodowli komórek pobranych z trofoblastu lub płynu
owodniowego
�� Najczęstszą metodą jest makro/mikro hodowla limfocytów krwi obwodowej. Pobrane limfocyty są w
fazie G1 lub G0 i muszą byd pobudzone do podziału np. fitohemaglutyniną.
�� Możliwe jest wybarwianie na prążki  negatywne, barwiące się mniej intensywnie i pozytywne,
barwiące się intensywnie. Charakterystyczny układ prążków dla każdego chromosomu umożliwia
identyfikacją par homologicznych i analizę nieprawidłowości ich liczby i struktury.
�� W badaniach cytogenetycznych barwi się najczęściej na prążki G, Q, R i C
Chromosomy płci
�� Na chromosomie X jest wiele genów, w większości nie są to geny odpowiedzialne za determinację i
różnicowanie płci
�� Na koocu ramion krótkich chromosomów X i Y znajdują się regiony homologiczne, są to regiony
pseudoautosomalne  PAR. Dzięki nim, podczas mejozy w spermatogenezie między chromosomami płci
zachodzi koniugacja i może dochodzid do crossing-over.
�� Chromosom Y, cechuje się szczególnym polimorfizmem.
�� Regin eychromatynowychromosomuY występuje na rmionach krótkich, części centromerowej i na
proksymalnej części ramion długich, tu znajdują się wszystkie dotychczas zlokalizowane geny na tym
chromosomie
�� W regionie przycentromerowym ramienia długiego chromosomu, zlokalizowano obszar
odpowiedzialny za spermatogenezę  AZF
�� Z chromosomem X sprzężone są 1094 cechy, z chromosomem Y zaledwie 57 cech.
Chromatyna płciowa
19
�� Odpowiednio wybarwione struktury widoczne w jądrze interfazowym odpowiadające
skondensowanym chromosom X i Y. Widoczne w komórkach niemal wszystkich tkanek.
Chromatyna X- ciałko Barra, ciałko X
�� W jądrze interfazowym, niemal wszystkich komórek organizmu, widoczne jako ciemniejsza grudka
zasadochłonnej chromatyny, przylegające do błony komórkowej.
�� Najczęściej badamy je rozmazach nabłonka jamy ustnej i komórkach płynu owodniowego
�� W granulocytach obojętnochłonyych, po odpowiednim wybarwieniu , widoczna jest w postaci
wyrzuconych poza obręb jądra, ale w kontakcie z nim grudek chromatyny, tzw. Pałeczka Dobosza X
�� Ciałko Barra, to częśc chromatyny, która w pierwszych dniach rozwoju zygoty uległa inaktywacji, tzw.
lioniazacji. Proces ten wyrównuje ilośd materiału genetycznego zawartego w dwóch chrom. X w
stosunku do jednego u mężczyzn.
�� Inaktywacji ulega większośd, ale nie wszystkie geny! Nie ulegają jej deny obszaru PAR- koniec ramion
krótkich, oraz geny w proksymalnej części ramienia długiego i krótkiego.
�� W jądrze jest zawsze o jedno ciałko Barra mniej niż wynosi liczba chrom. X
�� W przypadku delecji chromosomu X jest mała grudka, a w przypadku izochromosomu np. ramion
długich, jest ona większa (możliwe w zespole Turnera)
�� Sprawdzanie ilości ciałek Barra jest najprostszą metodą określania płci chromatynowej, diagnostyki
zaburzeo rozwoju cielesno-płciowego i diagnostyki abberacji liczbowych w tym chromosomie. Obecnie
już tylko w medycynie sądowej.
Teoria Lyon- hipoteza powstawanie chromatyny X
�� Około 16 dnia życia zarodkowego dochodzi do inaktywacji
�� W części komórek inaktywowany zostaje chromosom Xpat, a w części Xmat, więc organizm kobiety jest
mozaiką składającą się z tych dwóch chromosomów. Oba mogą byd inaktywowane z jednakowym
prawdopodobieostwem, inaktywacja jest stała i dotyczy całego pokolenia danej komórki
�� Czasem częściej inaktywowany jest chromosom matczyny/ojcowski jest to inaktywacja selektywna,
przyczyną może byd mutacja genu XIST, zcy innych genów zlokalizowanych na chromosomie X.
�� DNA inaktywowanego chromosomu X, jest w znacznej części zmetylowany, co skutkuje
zahamowaniem jego transkrypcji.
�� Za inicjację inaktywacji chromosomu X, odpowiedzialny jest gen XIST, zlokalizowany w genie XIC, locus
Xq13.
�� Gen XIST nie koduje białka, a RNA, które rozprzestrzeniając się wzdłuż chromosomu X powoduje jego
inaktywację.Gen XIST ulega transkrypcji w nieaktywnym chromosomie X, a nie ulega w aktywnym.
�� Spośród wielu inaktywowanych genów, częśd pozostaje aktywna, są to geny mające homologiczne
odpowiedniki na chromosomie Y, tzw. geny pseudoautosomalne.
Chromatyna Y, ciałko Y
�� Stanowi ją dystalna, skondensowana, heterochromatynowa częśd długich ramion chromosomu Yq12.
�� Liczba ciałek Y odpowiada liczbie chromosomów Y.
�� Jeśli mężczyzna ma mały chromosom Y, bądz
doszło do delecji regionu
heterochromatynowegodystalnej części ramienia długiego DNA, to stwierdzenie ciałka Y staje się
niemożliwe.
�� W granulocytach obojętnochłonnych, jest to pałeczka Dobosza Y, odróżnid ją można od pałeczki X,
tylko poprzez barwienie fluorescencyjne, pałeczka dobosza Y, wykazuje fluorescencję.
20
Ćwiczenie III
Rozdział 16 (16.3 , 16.4 , 16.5 , 16.6 (bez 16.6.1  16.6.2))
Mutacje
�� Mutacja jest zmianą w sekwencji nukleotydowej
�� Mutacje, jeśli nie zostaną naprawione, to są przekazywane komórkom potomnym, lub przez organizmy
rodzicielskie potomstwu.
�� Mutacje mogą zachodzid na różnych poziomach:
�� Mutacje genowe
�� Mutacje chromosomowe
�� Mutacje genomowe
�� Powstają na dwa sposoby:
o Mutacje spontaniczne
o Mutacje indukowane
�� Mutacje spontaniczne, wymykają się spod kontroli mechanizmów korekcyjnych polimeraz DNA
syntetyzujących nowe łaocuchy polinukleotydowe. Spowodowane najczęściej błędami popełnianymi
podczas replikacji, bądz
samorzutną modyfikacją chemiczną zasad azotowych.
�� Mutacje indukowane powstają na skutek oddziaływania mutagenu
�� Mutacje indukowane i spontaniczne mogą powstawad w komórce somatycznej- mutacje somatyczne,
a także w gametach- mutacje terminalne
�� Większośd mutacji somatycznych zostaje wyeliminowana poprzez śmierd komórki albo organizmu.
�� Mutacje somatyczne mogą prowadzid do powstania nowotworu, a powstałe de novo mutacje
germinalne są przekazywane potomstwu i mogą byd przyczyną chorób genetycznych.
�� Mutacje letalne powodują śmierd komórki albo organizmu, geny letalne w układzie
homo/hemizygotycznym powodują śmierd organizmu, a w układzie heterozygotycznym mogą
utrzymywad się w populacji przez wiele pokoleo.
Mutacje genowe
�� Zmiana sekwencji nukleotydów w obrębie genu.
�� Mutacja punktowe, obejmuje jedną parę zasad, są 2 typy:
o Tranzycja: zamiana zasady purynowej na inną purynową, A ��ą�G lub pirymidynowej na inną
pirymidynową T ��ą� C
o Transwersja: zamiana zasady purynowej na pirymidynową albo odwrotnie.
�� Delecja to wypadnięcie jednej/kilku par zasad
�� Inercja (addycja) to dodanie jednej/ kilku par zasad
�� Skutki mutacji punktowych:
o Mutacja cicha, jeśli powstanie kodon synonimiczny
o Zmiana sekwencji aminokwasów w danym polipeptydzie
o Przerwanie syntezy łaocucha polipeptydowego, jeśli powstanie kodon terminacyjny
o Ominięcie kodonu terminacyjnego
ż� Wiele mutacji powoduje zmiany sekwencji nukleotydowej nie mające wpływu na
funkcjonowanie genomu, są to mutacje ciche, powstają w niekodujących i
nieregulatorowych fragmentach genów.
ż� Mutacja niesynonimiczna, zmiany sensu (missens), gdy nowopowstały kodon koduje
inny aminokwas
ż� Mutacja synonimiczna, nowopowstały kodon koduje ten sam aminokwas
ż� Mutacja nonsensowna, gdy kodon sensowny zostanie zamieniony na kodon
nonsensowny- UAA, UGA, UAG
ż� Wydłużenie aminokwasu na koocu C, gdy nowopowstały kodon, nie jest terminacyjny,
a powinien byd.
�� Skutki delecji/inercji
21
o Jeśli wstawione lub usunięte nukleotydy, wynoszą 3 albo wielokrotnośd, to wstawione są lub
usunięte aminokwasy w polipeptydzie
o Jeśli wstawione/ usunięte nukleotydy nie są wielokrotnością 3, to następuję przesunięcie
ramki odczytu i polipeptyd ma zmienioną sekwencję aminokwasów po C-koocowej stronie od
miejsca mutacji.
�� Wynikiem mutacji genowych są choroby monogenowe, m.in. mukowiscydoza, fenyloketonuria,
alkaptonuria, achondroplazja czy hemoglobinopatie, retinoblastoma, neurofibromatoza i talasemie
także.
Rozdział 19 (19.1 , 19.2 , 19.3 , 19.4.2 , 19.6 (bez 19.6.4))
Mutacje (abberacje) chromosomowe
�� Zmiany liczby i struktur chromosomów, mogą powstawad w komórkach somatycznych lub gametach.
Mogą byd dziedziczone albo powstawad de novo.
Mutacje chromosomowe strukturalne
�� Mogą dotyczyd chromatydy- abberacje strukturalne chromatynowe, albo obydwu chromatyd
chromosomu- abberacje strukturalne chromosomowe.
�� Aby doszło do abberacji strukturalnej musi nastąpid przerwanie ciągłości w jednym lub dwu miejscach
chromosomu/chromatydy.
�� INWERSJE:
o Gdy oddzielona częśd chromosomu zostaje odwrócona o 180o i ponownie włączona do
chromosomu.
o Inwersja odcinka zawierającego centromer to inwersja pericentryczna, a niezawierającego
paracentryczna.
o W skutek zmiany pozycji genów może dojśd do zmiany ich ekspresji
�� TRANSLOKACJE
o Translokacja to przemieszczenie fragmentu chromosomu do innego, wymiana fragmentów
chromosomów między dwoma/trzema niehomologicznymi chromosomami to translokacja
wzajemna. ChłoniakBurkitta spowodowany translokacją wzajemną między chromosomami
pary 8 i 14 t(8;14)
o Innym rodzajem translokacji wzajemnej jest translokacja robertsonowska, typu fuzji, fuzja
centryczna- mogą byd zrównoważone i niezrównoważone.
ż� Dotyczą one tylko akrocentryków (13,14,15,21,22)
ż� A
ączą się ramiona długie dwóch chromosomów akrocentrycznych (q10ą�qter.)
miejscem połączenia jest rejon centromeru
ż� W translokacjach zrównoważonych, zasadniczo nie zmienia się ilośd materiału
genetycznego, ale zmienia się jego położenie w genomie. Całkowita l.chromosomów
wynosi wtedy 45, nie ma objawów fenotypowych. Mogą powstad gamety z
niezrównoważoną ilością materiału genetycznego
ż� W translokacjach niezrównoważonych, ilośd materiału genetycznego jest powiększona
o dodatkową kopię translokowanego chromosomu, chod liczba chromosomów wynosi
46. Zawsze zaburzenia fenotypowe
�� DUPLIKACJE
o Podwojenie określonego odcinka chromosomu
o Zachodzą najczęściej w wyniku niesymetrycznego crossing-over
o Duplikacje, odegrały rolę w ewolucji, nowe rodzaje łaocuchów hemoglobiny powstały na
skutek duplikacji pierwotnych genów.
�� DELECJA
o Utrata odcinka chromosomu
o Jeśli oderwana częśd nie zawiera centromeru to jest eliminowana przy podziale komórki
o Delecja terminalna, gdy utrata części dystalnej odcinka chromosomu.
22
o Delecja interstycjalna, gdy utrata części środkowej chromosomu.
o Miejsca niektórych chromosomów wykazują szczególną łamliwośd, są to tzw. miejsca kruche
genomu np. region 2q13; 10q15.2; Xq27.3 ponadto są miejsca łamliwe na chromosomach 6, 9,
12 i 20. miejsca kruche są szczególnie wrażliwe na działanie kancerogenów i mutagenów. Są
dwie grupy miejsc łamliwych: powszechne, konstytutywne i rzadkie czyli dziedziczne. Delecje
dużych fragmentów są letalne
�� INSERCJE
o Wstawienie fragmentu chromosomu, w inne miejsce tego samego chromosomu, albo do
innego chromosomu.
o Zwykle nie wpływa na fenotyp
�� CHROMOSOM DICENTRYCZNY
ż� Zawiera 2 centromery
o Zazwyczaj powstają w wyniku działanie silnych mutagenów chemicznych
�� CHROMOSOM KOLISTY
o W wyniku dwóch pęknięd części dystalnych chromosomu i ich połączenia.
o Najczęściej powstają z chromosomów 4, 13, 18 i X.
�� IZOCHROMOSOM
o Nieprawidłowy poprzeczny podział chromosomu metafazowego, składa się on z ramion
długich lub krótkich.
Abberacje liczbowe chromosomów
�� Powstają poprzez nierozdzielnie się par chromosomów homologicznych w czasie pierwszego podziału
mejotycznego, albo nierozdzielenie się chromatyd siostrzanych w czasie drugiego podziału
mejotycznego
�� Może zajśd podczas podziału mitotycznego, prowadzi do powstania mozaikowatości chromosomowej
�� Wyróżniamy aneuplodie i euploidie:
o Aneuplodidia to zwiększenie/ zmniejszenie diploidalnej liczby chromosomów o pojedyncze
chromosomy.
o Nierozdzielenie się chromosomów podczas podziału mitotycznego, albo mejotycznego lub
utrata chromosomu w anafazie prowadzi do braku albo nadmiaru chromosomów w
komórkach
o Może nastąpid w spermatogenezie i oogenezie, prowadząc do powstania gamet disomicznych,
albo nullisomicznych.
o Nondysjunkcja mitotyczna prowadzi do mozaikowatości chromosomowej, np. 46, XX/ 47, XX,
+21
o Do aneuplodii zalicza się abberacje liczbowe autosomów, zespół Patała, Downa ale także
abberacje liczbowe chromosomów płciowych, np. zespół Turnera, Klinefeltera.
o Zjawisko uniparentalnejdisomii, polega na występowaniu u diploidalnego potomka , pary
chromosomów pochodzących tylko od jednego rodzica.
o Eupliodie, poliploidie.
�� Zwielokrotnienie całego zestawu chromosomów, 3n, 4n, 5n (n=23 J� )
�� Są autopoliploidie i allopoliploidie
�� Autopoliploidy, mogą powstawad bezpośrednio z diploidów, w wyniku zwielokrotnienia liczby
chromosomów w komórkach somatycznych, lub zlania się gamet o niezredukowanej liczbie
chromosomów, w ten sposób powstają np. tetraploidy
�� Triploidia powstaje najczęściej poprzez zapłodnienie komórki jajowej przez dwa plemniki-dispermia
�� Autoploidie u człowieka są letalne, ale w świecie roślin to okazałe kwiaty, liście, owoce, nasiona..
�� Allopoliploidy, to organizmy zawierające podwójne genomy pochodzące od gatunków w różnym
stopniu spokrewnionych. Nie dotyczy to człowieka. Powstają najczęściej wskutek podwojenia liczby
chromosomów u mieszaoców międzygatunkowych, np. roślin uprawnych. Allotetraploidia 2n=6x=42
23
Czynniki mutagenne
o Czynniki powodujące powstanie mutacji znacznie ponad poziom mutacji spontanicznych
�� Niektóre z nich mogą powodowad transformację nowotworową- kancerogenezę, wady rozwojowe-
teratoenezę lub śmierd komórki/ organizmu
�� Chemiczne, to czynniki deaminujące, alkilujące, analogi zasad purynowych i pirymidynowych, czynniki
interkalujące, reaktywne formy tlenu i wolne rodniki, policykliczne węglowodory aromatyczne, a także
cytostatyki stosowane w chemioterapi czy niektórych antybiotykach, a także mikotoksyny, środki
konserwujące
�� Fizyczne mutageny to promienie X, promienie ą�ł, kosmiczne, protony i neutrony emitowane przy
rozpadzie pierwiastków, promieniowanie UVA, UVB i UVC
�� Biologicznymi czynnikami są niektóre wirusy DNA (Herpes, Papilloma) i RNA  retrowirusy.
Strony 477- 484; 486-488 (zespół cridu chat); 499-508, bez mężczyzn z kariotypem 46, XX
Ćwiczenie IV
Rozdział 12 (12.1 , 12.2 , 12.3 , 12.4 , 12.5 , 12.6 , 12.7 , 12.9 , 12.10.1)
Cechy jakościowe i ilościowe
Dziedziczenie:
�� monogenowe (określane przez jedną parę genów allelicznych)
�� poligenowe (określane przez co najmniej dwie pary genów nieallelicznych) -> efekt kumulatywny
�� wieloczynnikowe (jeśli środowisko ma wpływ na ekspresję genów)
o ilościowe  zmieniają się w sposób ciągły, można je wyrazid liczbowo, np.
ż� pigmentacja skóry, oczu, włosów
ż� masa ciała
ż� podatnośd na choroby zakaz
ne
ż� ciśnienie krwi
ż� liczba krwinek
ż� ogólna liczba listewek skórnych
ż� IQ (inteligencja)
ż� otyłośd
ż� nadciśnienie
Częstośd występowania cech ilościowych wieloczynnikowych w populacji podlega prawu
normalnego rozkładu (krzywa Queteleta).
o jakościowe - Zmiana tych cech jest skokowa, bo musi przekroczyd tzw. próg wrażliwości
genetycznej (chwiejności).
ż� rozszczep wargi /podniebienia
ż� zwężenie odz
wiernika
ż� wrodzone wady serca
ż� stopa koosko-szpotawa
ż� wady cewy nerwowej
ż� wrodzone zwichnięcie stawu biodrowego
ż� schizofrenia
ż� cukrzyca insulinozależna
ż� cukrzyca insulinoniezależna
ż� padaczka
ż� atopia
ż� reumatoidalne zapalenie stawów
ż� psychoza afektywna dwubiegunowa
24
Dziedziczenie barwy skóry u człowieka
�� częstośd identycznych fenotypów dla liczby dominujących alleli: (a+b)n
a,b  częstośd genów w populacji
n  liczba genów
�� liczba genotypów: 3a
a  liczba par alleli
�� liczba fenotypów n+1
n  liczba genów nieallelicznych
�� liczba skrajnych fenotypów cechy ilościowej uwarunkowanej wieloczynnikowo: (�)n
n  liczba pojedynczych genów nieallelicznych
Współdziałanie poligenów
�� Gen aktywny (dominujący)
o powiększa natężenie cechy o 2 jednostki
�� Gen neutralny (recesywny)
o przypisuje się 3 jednostki umowne wyrażane np. 1cm
�� liczebnośd w poszczególnych klasach fenotypów (a+b)6
a,b  geny
�� 2n+1
n  liczba par alleli
Transgresja
�� Transgresja  przekroczenie cechy występującej w pokoleniu rodzicielskim
�� transgresja dodatnia (dziecko Mulatów AABB - ciemnoskóre)
�� transgresja ujemna (dziecko Mulatów aabb - białe)
�� występuje prawdopodobieostwo empiryczne (nie przydaje się analiza rodowodów)
Wariancja i odchylenie standardowe
�� Punkt krzywej względem której rozkład normalny jest symetryczny: x|= Łxi/n
Łxi  suma wszystkich wartości badanej cechy np. wzrostu lub masy
�� Wariancja s2  liczbowy wskaz
nik określający stopieo rozproszenia danych wielkości wokół średniej:
s2=Ł(xi-x|)/(n-1)
�� Odchylenie standardowe (s)  pierwiastek z wariancji. Im większa zmiennośd cechy, tym większe
odchylenie standardowe
�� Współczynnik korelacji  od -1 do 1, ujemny oznacza odwrotną proporcjonalnośd
�� regresja  od prognozowania np. IQ syna po IQ ojca
Odziedziczalnośd
�� Odziedziczalnośd - określa jaka częśd zmienności cechy zależy od genu, a jaka od środowiska. Jest to
iloraz wariancji genetycznej (VG) i fenotypowej (Vp)
Doczytad
Ćwiczenie V
Rozdział 14 (14.1 , 14.2)
Funkcje układu immunologicznego
�� W pierwszym etapie odpowiedzi immunologicznej aktywowane są komórki odpowiedzi naturalnej,
odporności nieswoistej, wrodzonej. Mają one za zadanie wytworzyd stan zapalny i usunąd możliwie
najwięcej patogenów.
25
�� Następnie jest faza swoistej odpowiedzi immunologicznej, nabytej odporności immunologicznej. Mają
one całkowicie wyeliminowad patogeny i wytworzyd mechanizm pamięci immunologicznej.
o Komórkami istotnymi dla zainicjowania odpowiedzi nabytej, są tzw. profesjonalni prezenterzy
antygenów, czyli komórki prezentujące antygeny, APC (antygen presentingcells), prezentują
one antygeny, które zawarte są na strukturach powierzchniowych cząsteczek głównego układu
zgodności tkankowej MHC (major histocompatibilitycomplex), limfocytom T, które rozpoznają
antygen przez receptor powierzchniowy TCR, oraz limfocytom B rozpoznającym antygen przez
receptor powierzchniowy BCR.
o Polimorficzne warianty genów kodujących cytokiny, stanowią o sile oddziaływania cytokin na
przebieg odp. naturalnej. Większośd to SNP- polimorfizmy pojedynczego nukleotydu,
zlokalizowane przeważnie w regionie promotorowym genów, odmienna regulacja promotorów
w przypadku wariantów polimorficznych genów cytokin wpływa na sposób produkcji i sekrecji
tych czynników, a tym samym na odp. naturalną.
�� Cząsteczki rozpoznawane prze układ immunologiczny, które wywołują odpowiedz
to antygeny.
o Najlepiej poznane są antygeny peptydowe
o W inicjację odp. immunologicznej zaangażowane są komórki prezentujące antygen i komórki
rozpoznające czyli limfocyty T.
o Zakres odpowiedzi nabytej jest także regulowany przez szeroki wachlarz cytokin. Polimorfizmy
w obrębie pojedynczego nukleotydu, w regionie paromotorowym genów cytokin, wpływają na
wydajnośd syntezy i sekrecji tych czynników, czyli wydajnośd nabytej odp. immunologicznej
o Antygeny przenoszone są przez cząsteczki MHC, kodowane przez geny głównego układu
zgodności tkankowej MHC, związane z komórkami MHC peptydy są wynoszone na
powierzchnię komórek APC, które mogą wejśd w kontakt ze specyficznym dla danego peptydu
receptorem TCR limfocytów T, rozpoznają one peptyd i inicjują odp. immunologiczną.
o Tabela na stronie 313
Struktura i funkcja głównego układu zgodności tkankowej
�� U człowieka układ MHC, określany jest nazwą HLA (humanleukocyteantigens)
�� W prezentacji antygenów peptydowych, istotną rolę odgrywają cząsteczki MHC klasy I oraz II. Są to
białka błonowe zawierające rowek, który wiąże koniec aminowy peptydu. Rowek między ą1 i ą2 w MHC
klasy I więże peptydy pochodzące z wnętrza komórki- antygeny wewnętrzne w stanie zdrowia są to
peptydy powstałe w wyniku degradacji własnych białek syntetyzowanych w komórce, z obcych białek
to degradowane są białka patogenów żyjących wewnątrz komórki, wirusów, grzybów, czy białka
nowotworowe. Rowek w MHC klasy II między ą1 i �1 wiąże peptydy pochodzące spoza komórki. Ryciny
na stronie 315 J�
o Cząsteczki MHC I klasy są heterodimerami, składają się z łaocucha ciężkiego ą związanego z
białkiem zwanym �2mikroglobuliną, które stanowi łaocuch lekki. A
aocuch ciężki składa się z
trzech domen pozakomórkowych ą1 ą2 ą3 , rejonu przezbłonowego i ogonka
cytoplazmatycznego. �2mikroglobulina, stabilizuje cząsteczkę MHC i jest ważna dla
wewnątrzkomórkowego transportu nowo zsyntetyzowanego białka z ER na powierzchnię
komórki. Pewne łaouchy boczne aminokwasów, wystają z rowka i są dostępne receptorowi
TCR limfocytów T. Domena ą3 jest odpowiedzialna za wiązanie cząsteczki MHC z koreceptorem
CD8, na cytotoksycznych limfocytach T CD8+, cząsteczka CD8 jest istotna dla prawidłowej
aktywacji cytotoksycznych limfocytów T.
o Cząsteczki MHC II klasy, są heterodimerami i składają się z dwóch łaocuchów ą i � o podobnej
budowie. W części pozakomórkowej są zbudowane z domen ą1 ą2 oraz �1�2. Każdy z łaouchów
ma region przezbłonowy i ogonek cytoplazmatyczny. Pewne fragmenty aminokwasów peptydu
wystają z rowka i są dostępne receptorowi TCR, domena �2 wchodzi w interakcję z
koreceptorem CD4 pomocnuczych limfocytów T CD4+. Cząsteczka CD4 jest istotna do
prawidłowej aktywacji pomocniczych limfocytów T.
Geny głównego układu zgodności tkankowej
26
�� Kompleks genów HLA jest na 6p21, zawiera ponad 100 genów!
�� Geny zlokalizowane w regionie MHC I klasy kodują łaocuch ą cząsteczek HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-E,
HLA-F, HLA-G, HLA-H
�� Region kodujący cząsteczki MHC II klasy zawiera geny dla łaocuchów ą i �, region ten obejmuje
kompleks genów DP, DQ, DR, DM i DO.
�� Najlepiej poznane białka to białka dopełniacza, szoku cieplnego, niektóre cytokiny- TNF i limfotoksyna
LT.
�� Geny głównego układu zgodności tkankowej cechuje ogromna różnorodnośd na poziomie osobniczym
oraz populacyjnym.
Mnogośd genetycznych loci kodujących białka HLA
�� Geny kompleksu MHC, wyróżniają się tym, że kilka genetycznych loci koduje różne wersje białek HLA.
�� Uważa się, że podczas ewolucji, nastąpiła duplikacja fragmentów kodujących ten sam typ polipeptydu
MHC I lub II klasy.
Polimorfizm genów kodujących cząsteczki HLA
�� Występuje wiele alleli tego samego locus, jest to polimorfizm alleliczny
�� Geny MHC są najbardziej polimorficzne w genomie kręgowców.
�� Produkty alleli MHC, spełniają te same funkcje, czyli prezentują antygeny peptydowe, ale nawet
niewielka różnica w sekwencji aminokwasów, powoduje inny sposób związania peptydu i wpływa na
losy odp. immunologicznej. Miejsca polimorficzne są w sekwencjach genowych kodujących domeny ą1
i ą2 łaocucha alfa MHC I klasy oraz domeny ą1 i �1 cząsteczki MHC II klasy.
�� Ogromna różnorodnośd genów MHC, powoduje że większośd członków populacji stanowią
heterozygoty w każdym locus MHC. To właśnie heterozygoty mają największe szanse do efektywnej
odp. immunologicznej na różne peptydy.
�� Przyjmuje się, że polimorfizm genów MHC jest wynikiem naturalnej selekcji pod wpływem
drobnoustrojów chorobotwórczych.
�� Choroby zakaz
ne są motorem podtrzymującym polimorfizm MHC
�� Przeżywają osobniki, których cząsteczki MHC są w stanie prezentowad jak największą liczbę peptydów.
Kodominujący model dziedziczenia układu HLA
�� Jest to trzeci mechanizm przyczyniający się do ogromnego zróżnicowania białek MHC. Na komórkach
następuje ekspresja zestawów cząsteczek kodowanych przez allele od obojga rodziców. Maksymalizuje
to liczbę cząsteczek MHC zdolnych do prezentowania różnych peptydów.
Rozszerzone haplotypy HLA i niezrównoważeni sprzężeo
�� Haplotyp to zespół alleli różnych genów, umiejscowionych w jednym chromosomie, dziedziczonych
jako blok DNA, haplotyp HLA, to kombinacja alleli w obrębie określonego kompleksu MHC
�� Doczytad 14.2.6 bo to już jakiś hardcore jest
�� Doczytad 14.2.7
�� Jest to na stronie 318 J�
Rozdział 32 (32.1.)
Dziedziczenie inteligencji
�� Na odróżnienie wpływu czynników genetycznych od środowiskowych pozwala analiza zachowania
osób adoptowanych spokrewnionych, ale nie mieszkających wspólnie.
�� Oszacowanie wpływu środowiska opiera się także na analizie dzieci adoptowanych niespokrewnionych
�� Potomstwo, o wspólnych rodzicach, jest do siebie bardzo podobne, nawet gdy wychowywane są
oddzielnie, większośd cech psychicznych i intelektualnych wynika ze wspólnego dziedziczenia a nie
środowiska
27
�� Inteligencja jest zespołem sprawnie funkcjonujących procesów- percepcja, uwaga, pamięd, zdolnośd
myślenia i rozwiązywania problemów oraz antycypacja, wykształconych głównie przez oddziaływanie
środowiska.
�� Inteligencja dziedziczona jest poligenowo, odziedziczalnośd wynosi 50- 80%, jako cecha poligonowa, w
dużym zakresie ulega wpływowi środowiska.
�� Szukając genów odpowiedzialnych za inteligencją szukamy genów i sprzężonych z nimi markerów,
odkryto 3 markey wysokiego IQ, jeden z nich znajduje się na genie MSX1, koduje on białko
represorowe aktywne w embriogenezie i przyspieszające proliferację komórek OUN.
�� Eysenck twierdził że na inteligencję składają się: płynnośd wymowy, operowanie liczbami, wyobraz
nia
przestrzenna, pamięd, spostrzeganie i rozumienie.
�� Gardnem wyróżnia inteligencję logiczną, matematyczną, przestrzenną, językową, muzyczną, ciała,
polegająca na rozumieniu innych oraz związaną ze znajomością samego siebie (teoria inteligencji
wielorakich)
�� Iloraz inteligencji- IQ, jest krzywą Gaussa w populacji, mierzona za pomocą testów psychologicznych,
dobranych dla konkretnego wieku.
�� 95% populacji ma IQ 70-129, większośd ludzi kooczących studia wyższe ma 110-119. opóz
nienie to ,69,
granicą normy jest 70-79, poniżej przeciętnej to 80-89, przeciętna 90-119, wysoka 120- 130, bardzo
wysoka to powyżej 130.
�� Podobieostwo IQ między dwiema osobami jest tym wyższe im wyższy stopieo pokrewieostwa je łączy.
�� Korelacja IQ między bliz
niętam MZ i DZ, minimalnie wzrasta w okresie od wczesnego do średniego
dzieciostwa, a wzrasta znacząco w wieku dorosłym, odziedziczalnośd w tym wieku jest wyższa bowiem
wpływy genetyczne, podczas rozwoju osobniczego wywołują coraz wyraz
niejsze efekty fenotypowe, od
dzieciostwa do 16-18 r.ż. współczynnik IQ wzrasta a znaczenie wspólnego środowiska maleje.
�� Największa korelacja jest u bliz
niąt MZ, wynosi 85%, wśród spokrewnionych w III stopni, np. kuzyni
tylko 15%, tabelka na stronie 829.
�� Genem kandydującym do inteligencji i zdolności poznawczych jest gen APOE, kodujący syntezę
apolipoproteiny E, jest to białko odpowiedzialne za transport lipidów i naprawę neuronów. Są 3
warianty tego genu: �2 �3 �4 , mutacja wariantu APOE- �4 jest odpowiedzialna za powstanie choroby
Alzheimera.
�� IQ różni się pomiędzy osobami w tej samej populacji, ale także między osobami różnych grup
etnicznych, IQ murzynów to ok. 87% , białych 102%.
�� IQ w 60% jest wyznaczony przez geny.
�� Badania nad bliz
niakami MZ i DZ, wychowanych razem i oddzielnie, wskazują, że 50% wariancji w
dziedziczeniu inteligencji to wariancja genetyczna, a 50% to wpływ czynników środowiska. Czynniki
genetyczne determinują zakres zmienności IQ, a czynniki środowiskowe możliwości te modyfikują
pozytywnie lub negatywnie. Górny pułap jest uwarunkowany genetycznie, w bardzo korzystnych
warunkach, osoba o gorszym potencjale genetycznym może uzyskad lepszy IQ, przy
sprzyjącychwar.środowiska, od osoby z bardzo dobrym podłożem genetycznym, ale żyjącej w
niekorzystnych warunkach środowiska. Przy niedorozwoju umysłowym nie da się osiągnąd pożądanych
efektów pedagogicznych.
�� Za rolą czynników genetycznych przemawiają badania korelują IQ ze stopniem pokrewieostwa.
Ćwiczenie VI
Rozdział 34 (34.1 , 34.2 , 34.3 , 34.4 , 34.5 , 34.6)
Populacja w stanie równowagi Hardy ego- Weinberga
�� Prawo to mówi jak częstośd występowania alleli w jednym pokoleniu wpływa na częstośd
występowania genotypów w następnym pokoleniu.
�� W organizmie diploidalnym mamy dwa allele, np. A i a. Co dzięki niezależnej segregacji umożliwia
powstanie genotypów AA, aa i Aa. Matematyczny związek między częstością alleli w pokoleniu (p i q) w
28
jednym pokoleniu, odpowiada częstości występowania genotypów w następnym pokoleniu tak, że :
AA=p2, Aa=2pq, aa=q2.
�� Częstośd występowania alleli i genotypów jest proporcjonalna, sumują się do jedności, oczekiwana
częstośd występowania alleli to p+q=1, a częstośd genotypów p2+ 2pq+ q2=1. Częstośd ta zawiera się
przedziale <0,1> 0-to brak, a 1-to całkowite utrwalenie w populacji.
�� Prawo to można stosowad do występującej w loci większej liczby alleli.
�� Populacja pozostająca w stanie równowaga Hardy ego- Weinberga, spełnia warunki:
o Organizmy są diploidalne
o Rozmnażanie jest płciowe
o Pokolenia nie zachodzą na siebie
o Populacja jest nieskooczenie liczna
o Kojarzenie osobników jest losowe
o Nie ma mutacji
o Nie ma selekcji
o Nie ma migracji
Czynniki zwiększające różnorodnośd populacji- mutacje i rekombinacja
�� Szybkośd mutacji punktowych wynosi 1/106- 1/108 na jedną zasadę, na pokolenie
�� W rozważaniach ewolucyjnych ważne są tylko te mutacje, które zachodzą w komórkach
generatywnych, tylko one mogą byd przekazane następnym pokoleniom
�� Mutacja warunkują istnienie i kształtowanie, zróżnicowania genetycznego populacji, chociaż same w
sobie nie wpływają bardzo na zmiennośd, to są podstawą, do ujawnienia się silnie oddziałujących na
populacje mechanizmów; dryf genetyczny i selekcja naturalna, nawet jeśli nie działa żaden z
mechanizmów to allel na którym jest akumulacja mutacji, może występowad rzadziej, jest to presja
mutacyjna.
�� IAM- najprostszy model mutacji, zakłada, że każda zmiana powoduje postanie nowego allela, jest to
model powstawania nieskooczonej liczby mutacji.
�� SMM- model mutacji jednostopniowych, zakłada że allel może się wydłużyd lub skrócid o jedną
jednostkę, przeważnie o jedną jednostkę repetytywną, model ten dotyczy loci, zwanych STR- krótkie
tandemowe powtórzenia, jak jest w mikrosatelitach DNA. Model ten dopuszcza mutacje powrotne.
Od tego modelu są odstępstwa, np. dodatnia korelacja między długością allela a mutacyjnością, długie
się skracają, krótkie wydłużają, albo wydłużenie o więcej niż jeden triplet- tak jest w chorobie
Huntingtona.
�� Model Jukesa- Cantora- uwzględnia możliwośd zajścia kilku różnych mutacji w tym samym locus.
Zakłada on, że substytucje, wszystkich 4 nukleotydów, występujących z jednakową częstością w danej
sekwencji, zachodzą w tym samym tempie.
�� Bardziej złożony od ww. jest ogólny model odwracalny
o Uwzględnia on różnice w składzie nukleotydowym sekwencji
o Każda substytucja nukleotydowa może zachodzid w obu kierunkach z właściwą sobie częstością
o Częstośd nukleotydu ma wpływ na prawdopodobieostwo jego zmiany, jeśli Aą�C i Tą�C z tą
samą częstością, ale np. A jest więcej to prawdopodobieostwo Aą�C będzie większe
o Wymykają się z tego modelu wysypy CpG  zwiększona mutacyjnośd, oraz drobne insercje i
delecje=  indele
�� Rekombinacja zwiększa różnorodnośd genetyczną, poprawia adaptację populacji do środowiska,
powstają nowe haplotypy- unikalna kombinacja alleli w loci jednego chromosomu.
�� Rekombinacja pozwala uniknąd Zapadki Mullera- mechanizmu polegającego na wolnej, nieuchronnej
akumulacji szkodliwych mutacji.
�� Istnieje niebezpieczeostwo, że w wyniku rekombinacji nastąpi pogorszenie haplotypu, na mniej
korzystny, jest tak, gdy krzyżują się dwie populacje przystosowane do różnych warunków środowiska
�� Frakcja rekombinacji (r) jest to częstośd występowania zrekombinowanych gamet, u podwójnej
heterozygoty, jeśli są na różnych chromosomach to r=0,5 a jeśli na tym samym to zależy ona od
odległości między genami i wynosi <0,05.
29
�� LD- nierównowaga sprzężeo, dwa allele sprzężonych loci, dziedziczone są wspólnie z częstością
wykluczającą przypadkowośd tego powiązania. Jeśli mamy np. Aa i Bb, to przy braku LD, spodziewamy
oczekujemy haplotypów Aa, Bb, AB i ab z częstością odpowiadającą występowanie każdego allela w
populacji.
�� LD może byd powodowane mutacjami, migracjami, nielosowym kojarzeniem się osobników lub
wskazywad na korzystnośd danej kombinacji alleli.
�� Silne LD występuje między ściśle sprzężonym allelami układu MHC, człowieka HLA.
�� Wartośd D/ wartośd Lewontina- mierzy nierównowagę sprzężeo, jest to różnica między obserwowaną,
a oczekiwaną częstością haplotypu, D=PAB-PA*PB. w stanie równowagi sprzężeo wartośd D=0, jeśli D
różni się znacznie od 0 oznacza to występowanie LD.
�� Każda nowa pojawiająca się mutacja jest w całkowitej LD, ze wszystkimi występującymi w tym
chromosomie markerami, bo dziedziczona jest wspólnie z nimi.
�� Jeśli nowy wariant jest neutralny i nie ma innych czynników wpływających na powstanie LD, to w
wyniku losowych rekombinacji między sprzężonym loci po pewnym czasie utrwalona zostaje
równowaga sprzężeo. Mechanizmy ewolucji zwykle niwelują LD, przeciwnie jest wyniku działania
pozytywnej selekcji naturalnej, faworyzując jeden allel, pośrednio może przyczynid się do zachowania
sąsiedniego fragmentu chromosomu. Wzrost LD przy zmieszaniu subpopulacji.
�� Rekombinacja może odbywad się na drodze trzech procesów:
o Crossing-over, powstają dwa nowe haplotypy.
o Konwersja genu, skopiowanie krótkiego fragmentu <1000p.z.DNA z jednego haplotypu na
odpowiadający mu haplotyp na drugim chromosomie
o Różne tempo rekombinacji w poszczególnych regionach DNA, efektem może byd częstsza
rekombinacja szczególnych miejscach sekwencji-gorące miejsca, oddzielonych regionami
całkowicie niepodatnymi na rekombinację.
Przepływ genów
�� Jest to wymiana materiału genetycznego, między subpopulacjami określana przepływem genów.
�� Przepływ genów to przepływ gamet, co nie musi oznaczad migracji osobników.
�� Następstwem jest zmniejszenie różnicy między pulami genów badanych populacji.
o Wynika to z niwelowania różnic częstości występowania alleli w obu populacjach, lub
wprowadzania di puli genowej jednej populacji, alleli charakterystycznych wyłącznie dla
drugiej populacji.
�� W wyniku przepływu genów zwiększa się różnorodnośd w obrębie subpopulacji.
�� Przepływ genów działa odwrotnie niż dryf genetyczny
�� Zmiennośd wprowadzona w wyniku przepływu genów, zwykle utrwala się w populacji pierwotnej przez
kilka pokoleo i dlatego szansa eliminacji nowych alleli wprowadzonych do populacji jest zero.
�� Przepływ genów ma w ewolucji większą moc sprawczą bo dotyczy wielu loci jednocześnie, a mutacja
jednego locus.
Zmniejszenie różnorodności genetycznej; dryf genetyczny
�� Dryf genów to zmiana częstości występowania alleli w populacji, poprzez losowy charakter
przekazywania ich potomstwu, częśd jest następstwem losowych zdarzeo.
�� Siłę dryfu porównujemy za pomocą teorii tzw. efektywnej wielkości populacji Ne
�� Z Ne wiąże się pojęcie wyidealizowanej populacji Wrighta- Fishera, ma ona skooczona i stałą liczebnośd,
pokolenia nie zachodzą na siebie, stosunek płci wynosi 1:1, osobniki kojarzą się losowo.
�� N< Ne bo uwzględnia tylko osobniki przekazujące dalej swój materiał genetyczny, a N to l.osobników
całej populacji.
k
�� Ne=
1 1 1
+� +� ...+�
N1 N 2 Nk
30
�� Efektywna wielkośd populacji dla różnych markerów genetycznych nie jest jednakowa, pry stosunku
płci 1:1 wynosi dla loci autosomalnych 4Ne , dla chromosomu X- 3Ne ,a dla markerów
nierekombinujących- dziedziczonego w linii ojcowskiej chromosomu Y, oraz dziedziczonego wyłącznie
w linii żeoskiej mitochondrialnego DNA (mtDNA)
�� Wzrostowi efektywnej wielkości populacji towarzyszy zmniejszenie siły dryfu genetycznego.
�� Dzięki Ne można oszacowad prawdopodobieostwo i szybkośd utrwalenia nowego allela w populacji.
�� Przy braku selekcji, nowy allel raczej wypadnie z puli genowej niż się utrwali, utrwali się szybciej w
populacji małej, czas w jakim to nastąpi wynosi T=4Ne.
�� Szczególnie na zróżnicowanie różnorodności genetycznej wpływają dwa efekty:
o Efekt szyjki od butelki, gdy zachodzi nieselektywne zmniejszanie się wielkości populacji, na
skutek nagłego wydarzenia o szerokim zasięgu. Np. pandemia grypy, kłusownictwo.
o Efekt założyciela  częśd populacji macierzystej- niesie tylko fragment całej zmienności
genetycznej, idzie na inne niezamieszkałe terytorium i zakłada nową populację. Np.kolonizacja
Australii
o Powyższe populacje często stają się populacjami izolowanymi.
�� Podobnie jak wyżej dzieje się przy endogamii, nie występuje wymiana mat. genetycznego z innymi
populacjami, efektem jest zjawisko wsobności  chów wsobny stosuje się przy selekcji zwierząt
gospodarskich, ale po pewnym czasie, pojawiają się niekorzystne zjawiska  depresja inbredowa.
�� Z biegiem czasu dochodzi w takiej sytuacji-wsobności do akumulacji alleli z wadami.
�� Pozytywne kojarzenie selektywne, partner podobny, status materialny, zachowanie, wygląd, sprzyja to
dryfowi. Negatywne kojarzenie selektywne, to dokładnie odwrotnie.
Struktura (rozwarstwienie) populacji
�� Każda populacja, tutaj metapopulacja, składa się z mniejszych subpopulacji, w których zachodzi dryf
genetycznyą� zmniejszenie różnorodności subpopulacji ą�zwiększenie różnorodności metapopulacji
�� Efekt Wahlunda  zmniejszenie homozygotyczności populacji w efekcie losowego kojarzenia się
osobników, będących dotychczas członkami oddzielnych populacji. Np. przy wymieszaniu się
2subpopulacji zmniejsza się ilośd chorób recesywnych., przykładem jest choroba Taya- Sachsa, która
jest aszkenazyjskich znacznie częściej niż w innych ą� efekt założyciela
�� Do zanalizowania zróżnicowania genetycznego populacji często wykorzystuje się współczynnik FST,
pozwala on porównad średnie zróżnicowanie genetyczne wewnątrz subpopulacji ze zróżnicowaniem
całej całej populacji. FST=(HT- HS)/HT HT- heterozygotycznośd oczekiwana HS- średnia
heterozygotycznośd oczekiwana w subpopulacjach
�� Wartośd FST- wynosi od 0 do 1-prawie się nie zbliża do 1.
�� FST 0-0,05 małe zróżnicowanie
�� FST 0,05-0,15 umiarkowane zróżnicowanie
�� FST 0,15-0,25 duże zróżnicowanie
�� FST 0,25 b.duże zróżnicowanie
Selekcja naturalna i jej rodzaje
�� Fenotypy lepiej przystosowane stają się coraz bardziej powszechne, bo korzystne allele z czasem
zastępują te mniej korzystne
�� Selekcja naturalna, tak jak dryf, prowadzi do mniejszej różnorodności genetycznej, ale nie jest losowa,
lecz ukierunkowana i może zadziaład na każdym etapie życia organizmu
�� Efektywnośd przekazywania DNA, zależy od dobrego przystosowania- możliwośd wejścia w wiek
rozrodczy, oraz od atrakcyjności
�� Miarą dostosowania organizmu jest współczynnik selekcji, oznaczany  s , dzięki porównaniu z najlepiej
przystosowanym do środowiska genotypem z danej populacji możliwe jest określenie siły działania
selekcji naturalnej w celu eliminacji danego genotypu w następnych pokoleniach, jego wartośd wynosi
0-1, 0-oznacza, że genotyp nie podlega selekcji, 1- oznacza że genotyp nie wystąpi w następnym
pokoleniu.
31
�� Selekcja negatywna, eliminuje, selekcja pozytywna utrwala w populacji mutacje zwiększające szansę
na zachowanie puli genowej korzystnego DNA.
�� Selekcja promująca homozygoty, gdy mutacja prowadząca do nowego wariantu, zmniejsza
przystosowanie jedynie heterozygot, odwrotnie jest selekcja promująca heterozygoty.
�� Selekcja równoważąca zależna od częstości występowania, trzmiele wolą kolor kwiatu, który nie był
pozbawiony pyłku przez innego trzmiela xD
�� Większośd mutacji pozostaje przez ograniczony czas, średni czas zaniku wynosi 4Ne, gdzie Ne to
wielkośd populacji. Selekcja negatywna i pozytywna wpływają na ten czas
�� Allel podlegający selekcji pozytywnej zwiększy swoją częstośd szybciej niż w przypadku działania tylko
dryfu genetycznego.
�� Allel podlegający selekcji negatywnej wypadnie z puli genowej szybciej niż w wypadku działania dryfu
genetycznego.
32