DNA-dwuniciowy, komplementarny, dwubigunowy,antyrównoległy, spralny KOD GE, trójkowy,jednoznaczny,niezach,bezpezwcinkowy,uniwersalny,kolinearny. Gen-podstaw. jedn. dziedziczenia, (odcinek DNA zawieraj informacje o kolejności aa w cząst) CHROMOSOM;to silnie pakowana chromatyna -chromatyna-centromer-NOR-telomer ZABURZ. LICZBY CHROM. -ANUEPLOIDIA -trisomia,monosomia -POLIPLOIDIA(3N,4N)triploidia GENOM-materiał.gen.zawarty.w podstawowym, (haploidalnym) zespole chromosomów MUTACJA- nagłe, skokowe zmiany materiału genetycznego, możliwe jest jego dziedziczenie. RODZAJE 1.przyczyna- spontan., indukowane 2.efekt-milczące, nonsensowne,zmiany sensu,korzystne, niekorzystne, obojętne. 3.genowe(punktowe) a)substytucja -tranzycja,-tranwersja,b)delecja c)insercja4.chromosomowe a)strukturalne-delecja-duplikakcja-inwersja-tranwersja b)liczbowe (genomowe)-anuploidia,poliploidia czynniki mutagenne:-błędy replikacji mejotycznej, podczas proc. Usuwania dimerow- promUV i chemiczne ENDONUKL. RESTRYKCYJNE -sporządzanie fizycznych map genomów,-Izolacja i identyfikacja genów, sekwencjonowanie DNA, -Porównywanie DNA z różnych organizmów -Rekombinowanie i klonowanie określonych genów lub fragmentów genomu -Diagnostyka chorób genetycznych, niektórych ch. nowotworowych, ch. infekcyjnych, -transpatologia-ustalanie zgodności tkankowej -medyc. sądowa-ustalenie pokrewieństwa. TYPY WEKTOROW- Ekspresyjne-wydajna ekspresja genow w nich zawartych, Retrowirusy - integrację sekwencji przenoszonej na wektorze do genomu biorcy -Klonujące- klonowanie genu -Bifunkcjonalne- egzystuja w przynajmniej 2.odmiennych organizmach. inzynieria gen- wprowadzenie żądanej sekwencji Dna do komórki, Zastosowanie klonowania DNA. -Ozn. Ch. dziedzicznej np. hemofilia -Rozpoznawanie onkogenów, genów supresorowych -Rozpoznawanie procesów chorobowych -Otrzymywanie GMO -Produkcja np. insuliny Technika PCR -Generuje bardzo dużą liczbę kopii specyficznych fragmentów DNA (klonowanie) - Przydatna w diagnostyce chorób -Wykorzystywana w celu potwierdzenia/ wykluczenia ojcostwa - zastosowanie w kryminalistyce - sekwencjonowanie DNA - zastosowanie przy badaniach naukowych TECHNIKA HYBRYDYZACJI -hybrydyzacja kwasów nukleinowych - umożliwia wykrycie z dużą dokładnością specyficznych sekwencji DNA i RNA, -hybrydyzacji z użyciem znakowanego izotopowo lub chemicznie fragmentu kwasu nukleinowego (tzw. sondy molekularnej) używa się do detekcji homologicznych fragmentów -do wykrywania np. zakażeń HPV -w diagnostyce zespołów mikrodelecyjnych i ch. Nowotworowych TRANSGENAZA--technika modyfikowania genomu metodami inżynierii genetycznej. Zwierzęta transgeniczne to takie, które w swoim genomie zawierają zintegrowany DNA pochodzący od innego osobnika. Zastosowanie transgenezy: --terapia genowa człowieka _ rośliny transgeniczne _ zwierzęta transgeniczne

Terapia genowa (genoterapia)- sposób leczenia wrodzonych błędów genetycznych przez wprowadzenie z zewnątrz prawidłowego genu do komórek chorego w taki sposób, aby gen ten przejął funkcje nieprawidłowego (zmutowanego lub brakującego) genu PSIUM (krzyżówkaMendlowska) Dominacja całkowita. Allel dominujący (R) nie pozwala na ujawnienie się cechy uwarunkowanej allelem recesywnym (r). W wyniku krzyżowania homozygoty RR z homozygotą rr powstanie heterozygota Rr, która ma taki sam fenotyp jak homozygota dominująca. Taki wynik krzyżówki świadczy o tym, że allel R w pełni dominuje nad allelem r. Recesywny fenotyp ujawni się tylko u osobnika będącego homozygotą recesywną. ZOE Dominacja niecałkowita. Jeden allel nie zawsze musi w pełni dominować nad drugim. Często heterozygota ma fenotyp pośredni w stosunku do homozygot rodzicielskich,a stosunek fenotypowy w F2 wynosi 1:2:1. W tym typie dziedziczenia genotyp odzwierciedla fenotyp.(dziedziczenie barwy kwiatów u lwiej paszczy) II PRAWO MENDLA - prawo niezależnej segregacji cech- zakłada, że geny należące do jednej pary alleli są dziedziczone są dziedziczone niezależnie od genów należących do innej pary alleli, przez co w F2 można stwierdzić rozszczepienie fenotypów w stosunku 9:3:3:1 [krzyżowanie grochu o żółtych i gładkich nasionach (AABB) z odmianami o nasionach zielonych i pomarszczonych (aabb)] DZIEDZICZENIE CECH SPRZĘŻONYCH Z PŁCIĄ Allele recesywne położone na chromosomie X nie mogą przejawiać fenotypowo u heterozygot (X^AX ^a) samic ssaków, lecz są widoczne u samców(X^aY) ponieważ mają one tylko jeden chromosom X. Samce przekazują przekazują swoim corkom te rececesywne allele i jeśli nie ulegają one ekspresji, to takie samice nazywamy nosicielkami. krzyżówka P: X^AX ^a x X^aY X^aX^a- homozygota, samicy u której ujawnia się cecha recesywna X^AX^a-samica będąca nosicielką cechy recesywnej X^aY-samiec o cesze recesywnej X^AY- samiec o cesze dominującej Córki przekazują te allele połowie swoich synów, u których ponownie ulegają one ekspresji. Geny położone na chromosomie Y przekazywane są wprost z ojca na syna. Jest to dziedziczenie holandryczne. PLEJOTROPIA - zjawisko, w którym jeden czynnik ma więcej niż jeden efekt. gen plejotropowy to gen, który wpływa na więcej niż jedną cechę fenotypową. W konsekwencji, mutacja w tym genie objawi się zmianą więcej niż jednej cechy - np. jednocześnie większym umięśnieniem, ale i zwiększonym ryzykiem zawału serca. efekt plejotropowy to zjawisko w fizjologii, gdzie jeden czynnik posiada zdolność wielokierunkowego działania. Np. ten sam hormon wywołuje odmienną reakcję w różnych typach komórek. (cytokina) EPISTAZA, zjawisko polegające na oddziaływaniu genu (genu epistatycznego, supresora) na ujawnianie się innego genu (genu hipostatycznego) nie będącego jego allelem. np. gen albinizmu, maskujący wszelkie inne geny warunkujące barwę sierści u zwierząt. Dlatego albinosy są zawsze białe, nawet jeśli posiadają geny warunkujące u osobników niealbinotycznych ubarwienie np. brązowe lub czarne.Gen epistatyczny - jest to gen, który maskuje.Gen hipostatyczny - gen, który jest maskowany.

Dziedziczenie matczyne (pozachromosomowe), przekazywanie potomstwu genów zlokalizowanych w strukturach znajdujących się poza jądrami komórkowymi, w cytoplazmie np. w plastydach i mitochondriach, ( przez geny pozachromosomowe). przekazywanie tych genów odbywa się tu w sposób nieuporządkowany i nie podlega prawom Mendla.Skąd nazwa dz. Matycznyne? cytoplazma osobnika potomnego pochodzi w głównej mierze od komórki jajowej a udział cytoplazmy plemnika jest znikomy. Taki system dziedziczenia pełni mniejszą rolę niż dz. Chromosomowe. ODZIEDZICZALNOŚĆ liczba określająca wkład zmienności genetycznej cechy w jej zmienność ogólną, czyli całkowitą, uwzględniającą wpływ warunków zewnętrznych. Im wyższa wartość określająca odziedziczalność, tym mniejszy wpływ na daną cechę mają warunki zewnętrzne (środowiskowe). m. szacowania h2-odziedziczalność, h^2= b, gdzie b - nachylenie krzywej regresji wartości cechy potomstwa na wartość cechy rodziców h^2=R/S R - odpowiedź na selekcję, czyli różnica w wartości cechy między pokoleniami (Δž) S - różnica selekcyjna, czyli różnica w wartości cechy między średnią dla populacji a średnią dla osobników wyselekcjonowanych Δž = h^2*S Genomika - dziedzina nauki zajmująca się analizą genomu organizmów. Gł. celem genomiki jest poznanie sekwencji materiału genetycznego oraz mapowanie genomu ale również określenie wszelkich zależności i interakcji wewnątrz genomu. Proteomika- dziedzina nauki zajmująca się Gromadzeniem informacji dotyczących identyfikacji struktur białkowych, rozpoznawania i selekcjonowania białek oraz badaniem ich funkcji Metabolomika - dziedzina nauki zajmująca się badaniem zestawu wszystkich metabolitów obecnych w organizmie, tkance czy komórce - metabolomu. Jest zaliczana obok genomiki, transkryptomiki i proteomiki do biologii systemowej Wsobność to kojarzenie się między krewnymi i wpływ tego zjawiska na populację. Zjawisko to powoduje wzrost częstości homozygot powyżej wartości spodziewanych dla kojarzenia losowego przy równowadze Hardy'ego-Weinberga. Ten nadmiar homozygotyczności wyróżnia się określeniem autozygotyczność, alby wskazać na wspólne pochodzenie alleli. Homozygotyczność dla szkodliwych recesywnych alleli powoduje depresję wsobną. Krzyżowanie dwóch wsobnych linii daje jednolite genetycznie potomstwo. Współczynnik pokrewieństwa jest prawdopodobieństwem z jakim 2 spokrewnione osobniki posiadają kopie poszczególnych alleli odziedziczone od wspólnego przodka, na przykład recesywne allele w stanie homozygotycznym powodujące choroby genetyczne. Współczynnik pokrewieństwa dwóch krewnych jest 0,5^n, gdzie n jest liczbą etapów skojarzeń między tymi krewnymi. Równowaga częstości genotypów ustala się w zygotach po jednym cyklu losowego kojarzenia. Spodziewaną równowagę częstości genotypów przewiduje równanie Hardy'ego-Weinberga P^2+2pq+q^2=1 Jeśli mamy 2 allele A i a o częstości odpowiednio p i q, wówczas spodziewana częstość homozygoty AA wynosi p^2, heterozygoty Aa- 2pq i homozygoty aa-q^2. Jeśli częstość q allelu a jest niska, wtedy częstość występowania homozygoty q^2 jest bardzo niska (np. recesywne choroby genetyczne.) Rzadkie allele (niska wartość q) występują zwykle w heterozygotach, a więc nie mogą być wykryte, jeśli są recesywne i nie przejawiają ekspresji, dlatego też dobór nie może działać przeciwko nim.

Choroby nowotworowe powstają na skutek zmian w materiale genetycznym ,czyli mutacji. Zmiany te wywołują nietypowe podziały i rozwój komórek organizmu. Choroba nowotworowa może rozwijać się w dwojaki sposób : albo powoduje nadmierne podziały komórkowe albo je hamuje. Mutacje w genomie prowadzą do tego , że niektóre geny wykazują wzmożona aktywność ( powodując intensywne podziały komórkowe ) lub aktywność ich jest wstrzymana ( brak podziałów komórkowych Geny które są odpowiedzialne za rozwój i różnicowanie się komórek danego organizmu to protoonkogeny. Geny te ulegając mutacjom stają się onkogenami czyli genami wywołującymi schorzenia nowotworowe. Zmiany w genach dotyczą ich ilości a także miejsca i czasu działania kodowanych przez te geny białek. Czynniki wpływające na powstawanie nowotworów: zmiana ekspresji genów kodujących enzymy metabolizujące kancerogeny modyfikacja aktywności enzymów metabolizujących kancerogeny kancerogeny genotoksyczne, aktywne pod względem zdolności do inicjowania i progresji rakotwórczej koniugacja lub inaktywacja wolnych rodników modyfikacja transportu kancerogenów do komórek docelowych Zaburzenia przemiany aminokwasów: -fenyloketonuria (mutacja genu na chromosomie 12, warunkującego syntezę hydroksylazy fenyloalaninowej, enzymu katalizującego przejście egzogennego aminokwasu fenyloalaniny w tyrozynę=wzrost poziomu fenyloalanina, spadek tyrozyny) -albinizm -tyrozynoza -alkaptonuria *zaburzenia przemiany węglowodanów *zaburzenia przemiany lipidów (obejmują układ nerwowy) Farmakogenetyka - dział nauki z pogranicza farmakologii i genetyki zajmujący się badaniem wpływu pojedynczych genów na reakcję organizmu na podanie określonych leków. Badania farmakogenetyczne mają istotne znaczenie dla prowadzenia prawidłowej i bezpiecznej farmakoterapii. W tych badaniach ocenia się: skuteczność, bezpieczeństwo leków (działania niepożądane), a także interakcje lekowe. Przykładem działania pojedynczego genu na farmakodynamikę stosowanego w lecznictwie jest genetycznie uwarunkowane wydłużenie zwiotczającego mięśnie działania sukcynylocholiny związane z występowaniem u niektórych pacjentów wariantu genu dla pseudocholinesterazy cholinowej. Nutrigenomika - dział nauki zajmujący się uwarunkowanymi genetycznie różnicami w reakcji organizmu na składniki pokarmowe obecne w codziennej diecie i ich wpływie na stan zdrowia.Jednym z celów nutrigenomiki jest opracowanie indywidualnych strategii żywienia zapobiegających chorobom i poprawiających stan zdrowotny poszczególnych osób i społeczeństw. cynk -komponent glikozylazy OGG1 usuwającej 8oxG ��niacyna -substrat dla enzymu polimerazy poli(ADP)-rybozy -ma udział w utrzymaniu struktury telomerów ��cynk -kofaktor dla enzymów zwalczających wolne rodniki i dla endonukleazy IV ��magnez -kofaktor polimeraz, udział w naprawie i replikacji DNA inne skł. wpływ. Na metyzacje genomu ��epigallokatechiny (EGCG) -hamują aktywność DNA metylotransferazy ��cynk ��betaina

Zmienność przeciwciał - występowanie przeciwciał o znacznym stopniu zróżnicowania miejsc wiążących antygen (paratopów). Zmienność przeciwciał jest zjawiskiem nietypowym, bowiem jego podstawą są procesy genetyczne, które doprowadzają do utworzenia całkiem nowych, nieobecnych w linii zarodkowej, genów.

Zmienność przeciwciał wynika z trzech głównych mechanizmów:

rekombinacji genów - spośród kilkuset genów wybierane są trzy, które łączą się przypadkowo

tworzenie regionów P - przed połączeniem genów tworzone są krótkie sekwencje palindromowe bazujące na sekwencjach obecnych w linii zarodkowej

tworzenie regionów N - przed połączeniem genów dodawanych jest kilka dodatkowych nukleotydów, tworzących nowe sekwencje, nieobecne w ogóle w linii zarodkowej.

Oprócz tego, w określonych przypadkach, znaczącą rolę mogą odgrywać mutacje somatyczne oraz konwersja mitotyczna. Pierwszy z tych procesów jest istotny w zjawisku dojrzewania powinowactwa, drugi natomiast bywa głównym źródłem zmienności np. u ptaków.

---