Wykład 1 ( 24.02.2009r)

genetyka- zajmuje się badaniem zjawisk dziedziczenia, czyli przekazywaniem cech potomstwu oraz zmiennością organizmów żywych.

w biologii od zawsze próbowano za klasyfikować żyjące na ziemi organizmy. coraz doskonalsze systemy klasyfikacji pozwoliły usystematyzować te różnorodne organizmy w bardzo złożony system tworzący tzw. drzewa rodowe.

gatunek- podstawowa jednostka systematyczna

w obrębie gatunków na skutek izolacji geograficznej, działania czynników środowiskowych pojawiły się podgatunki.

rasa zwierząt- dostatecznie duża grupa osobników w oobrębie gatunku, która ma wspólne pochodzenie. cechą charakterystyczną jest wąska skala zmienności charakterystycznych cech (rasowych) i przekazujące te cechy potomku w granicach tych samych wahań.

odmiany zwierząt- zwierzęta, które w obrębie tej samej rasy lub gatunku charakteryzują się wspólnymi, drugo rzędowymi cechami dziedzicznymi lub .....

rody-

rodzina- grupa zwierząt pochodząca od wspólnego przodka ziemskiego- protoplastki.

zmienność systematyczna- różnorodność morfologiczna i funkcjonalna występująca między organizmami należącymi do różnych gatunków. jest ona tym większa im odległość, w sensie ewolucyjnym, są porównywane gatunki np. żaba i koń.

rodzaje zmienności w obrębie gatunku:

• rasowa (jest ona bardzo wyraźna) np. sznaucer olbrzymi, średni i miniaturowy

• odmianowa np. odmiany sznaucera miniaturowego (biały, czarny, pieprz i sól, czarno- srebrny)

• rodzinowa- w jednym miocie kilka szczeniąt, ale każde z nich jest inny.

• rodowa-

• zmienność osobnicza- np. każdy z nas jest inny

• zmienność wewnątrz osobnicza

w starożytności sadzono, że płód powstaje w wyniku koniunkcji krwi matki z nasieniem ojca.

teoria samorództwa (abiogeneza)- sformułował ją Arystoteles, powstanie istot żywych z materii nieożywionej np. żaby miały powstać z mułu rzeki. została wykluczona przez Ludwika Pastera w XX w.

Prosper Luka z XVII w. zauważył trzy typy dziedziczenia:

• przewaga u potomstwa cech jednego z rodziców

• zmieszanie cech obojga rodziców

• wystąpienie nowych cech

były też trafne spostrzeżenia np. na dziedziczenie hemofilii

proformizm- w plemnikach lub komórkach jajowych mieści się miniatura osobnika przyszłego pokolenia.

hipoteza epigenezy- zakłada, że w gametach znajduje się jakiś program

teoria Lamarcka- organizmy dostosowują się do zmiennych warunków środowiskowych. przyjmował też teorię dziedziczenia cech nabytych. tej teorii....

K. Darwin- twierdził, że ewolucja jest prawem związanym z dziedziczeniem i zmiennością.

F. Galton- wprowadził pojęcie zmienności ciągłej ujawniającej się w różnicach ilościowych. można je zmierzyć stosując metodę statystyczną.

starał się udowodnić, że dziecko otrzymuje 1/2 cech od każdego z rodziców, 1/4 od dziadków itd. zasada ta nie zawsze się sprawdzała.

dziedziczenie- teoria prawnicza- oznacza stosunek między spadkobiercą i spadkodawcą. termin ten został przeniesiony do biologii. człowiek od dawna zauważał, że lepsze rodzi lepsze. obserwowane przez człowieka zjawiska dziedziczenia form wymagały racjonalnego wytłumaczenia.

Grzegorz Mendel- próbował wytłumaczyć zjawisko dziedziczenia i zmienności cech w oparciu o eksperymenty.

nie wiedział:

- że jądro jest nosicielem inf. genetycznych

- nie znano budowy jądra

- nie znano chromosomów

widział:

- że cechy rodziców można wykryć wśród cech potomków

- o zasadach dziedziczenia anomalii ślepoty barwnej czy zwiększania liczby palców

- znał prace Dzierzbnia ( wykrył, że trutnie pszczoły pochodzą z niezapłodnionych jaj)

pierwsze doświadczenia:

- krzyżował rośliny wysokie i niskie (180cm x 30cm)

- sztucznie zapylał rośliny wysokie pyłkiem niskich i odwrotnie

okazało się, że cechy nie stapiają się w pokoleniach F1, a jedynie wchodzą w związek czasowy u potomków rozchodzą się nie ulegając zmianie.

I prawo Mendla- każda gameta wytwarzana przez organizm posiada tylko jeden allel z danej pary alleli genu. wynika z tego, że każda komórka płciowa musi zawierać po jednym genie z każdej pary alleli.

w drugim doświadczeniu krzyżował dwie pary cech

II prawo Mandla- geny należące do jednej pary alleli są dziedziczone niezależnie od genów należących do drugiej pary alleli, w związku z czym w drugim pokoleniu (F2) obserwuje się rozszczepienie fenotypów w stosunku 9:3:3:1

mechanizm dziedziczenia- Corres, Tschermak, DeVwies:

jego właściwości:

- każda cecha organizmu zależy od pary czynników dziedzicznych,

- podczas zapłodnienia każda gameta wnosi do zygoty jeden z paty czynników dziedzicznych.

z nauki Mendla wynikało, że cechy nabyte nie są dziedziczone bezpośrednio. odkrycie mutacji i uświadomienie istnienia zmienności dziedzicznej i środowiskowej wykazały, że genetyka nie zaprzecza ewolucji.

Wiliam Bateson- allelomorf, heterozygota, sprecyzował zasadę czystości gamet, naukę o dziedziczności nazwał genetyką.

współczesne działy genetyki:

- klasyczna- pozwala ustalić zasady dziedziczenia różnych cech, w niej przedmiotem obserwacji jest osobnik, stworzona przez Mendla, oparta na badaniach analiz dziedziczenia

- cytogenetyka- podstawową jednostką badawczą jest komórka, będz chromosomy i ich liczne itp.

- biochemiczna- zmienność procesów metabolicznych jest genetycznie uwarunkowana, zajmuje się dziedziczeniem, śledzeniem przekazywania z pokolenia na pokolenie procesów metabolicznych.

- immunogenetyka- dziedziczenie grup krwi, genetyczna zmienność enzymów, ciał odpornościowych, frakcji białek.

- genetyka rozwoju-

- genetyka molekularna- przedmiotem badań są molekuły chemiczne, struktury sub komórkowe. na jej powstanie miało wpływ odkrycie udziału kwasów nukleinowych w procesach dziedziczenia

- genetyka populacji- zastosowanie w hodowli zwierząt, roślin, przedmiotem badań i obserwacji jest populacja

Wykład 2 ( 03.03.2009r)

materialne podstawy dziedziczności

komórka. procesy życiowe komórki są kontrolowane przez geny. błona komórkowa jest wybiórczo przepuszczalna. w cytoplazmie jest gładka siateczka śródplazmatyczna, rybosomy, lizosomy, cytoszkielet, aparat Golgiego, mitochondrium, szorstka siateczka śródplazmatyczna. otoczka jądrowa oddziela jądro od cytoplazmy. mitochondrium jest otoczone podwójną błoną białkowo- lipidową. występuje tylko w komórkach eukariotycznych.

Budowa mitochondrium:

- zewnętrzna błona mitochondrialna

- wewnętrzna błona mitochondrialna- jest pofałdowana i tworzy grzebienie mitochondrialne

- macierz mitochondrialna

- mtDNA- kulista cząsteczka Dna, zawiera geny kodujące niektóre białka wchodzące w skład mitochondrium

- grzebień między błonowy

- grzebień mitochondrialny

lizosomy- zawierają liczne enzymy trawiące (ok 10)

szorstka siateczka śródplazmatyczna- na jej powierzchni są rybosomy, bierze udział w produkcji białek wydzielanych poza komórkę

cytoszkielet- pozwala na utrzymanie prawidłowego kształtu komórki

aparat Golgiego- jego zadaniem jest modyfikacja struktury białek produkowanych przez komórki i wysyłanie ich w określone miejsce

rybosomy- biorą udział w produkcji białek, zbudowane z dwóch podjednostek (większej i mniejszej). w większej miejsce peptydowe i aminoacylowe się znajdują

jądro komórkowe- tylko w komórkach eukariotycznych, zawiera cząsteczki Dna z zakodowaną inf. genetyczną. w jądrze znajduje się jąderko, euchromatyna, kariolimfa (wypełniać j. komórki), heterochromatyna ( skondensowana chromatyna)

w chloroplastach znajdują chloroplastowe DNA, a w mitochondrium mitochondrialne DNA.

jadro- ośrodek kierujący procesami komórkowymi

chromatyna- stanowi interfazową postać chromosomów mitotycznych lub mejotycznych. tworzy mniej lub więcej wydłużone formy zbudowane z: DNA, białek histonowych, białek niehistonowych i RNA.

chromosom bakteryjny- długa, kulista, podwójna spirala DNA związana z białkami kondensującymi, zwany nukleoidem. materiał genetyczny komórki bakterii lub innych organizmów prokariotycznych.

chromosom eukariotyczny

termin chromosom- 1888r przez W.G. Waldayera

wkład polskich badaczy:

Majzel- w 1875r opisał mitotyczny podział jądra.

Strasburger- botanik, wprowadził nazwy trzech faz podziału mejotycznego: profaza, metafaza i anafaza.

Budowa chromosomu:

- liczba genów u ssaków zlokalizowanych w jądrze- 23tyś., mitochondrium- 37

- nukleosom- podstawowa jednostka wewnętrznej organizacji chromosomów. skład się z oktantem chitynowego z nawiniętą cząsteczką DNA.

-euchromatyna- niska kondensacja, aktywnego genu, replikacja podczas fazy S, ulega rekombinacji podczas mejozy zlokalizowane są sekwencje kodujące, podlega cyklicznym zmianom, bogaty w pary zasad G=C.

- heterochromatyna- silnie skondensowana, zbudowana w znacznej części z sekwencji powtarzalnych, zlokalizowana w obrębie centromerów i telomerów, replikuje podczas późnej fazy S, nie ulega rekombinacji podczas mejozy.

heterochromatyna:

a) konstytutywna- cały czas jest nieaktywna, silnie skondensowana w ciągu całego cyklu życiowego komórkowego

b) fakultatywne- podlega kondensacji w określonych warunkach, np. chromosom X u osobnika żeńskiego. występuje jako skondensowana chromatyny płciowej, tzw. ciałko Bara. związana z chromatyną płciową.

chromosomy są widoczne tylko podczas podziału mitotycznego.

chromosomy interfazowe nie możliwe do wyróżnienia

chromosomy metafazowe.

Budowa morfologiczna

chromosomy metafazowe zbudowane są z dwóch siostrzanych chromatyd, które powstają podczas replikacji DNA w fazie S cyklu komórkowego. Chromatydy siostrzane są połączone centromerem (przewężenie pierwotne). Centromer nadaje kształt chromosomowi. Kinetochor, przewężenie wtórne, satelita, telomer w chromosomie jeszcze występuje. Chromosom ma ramie krótkie (p) i długie (q).

centromer- miejsce przyczepu włókien wrzeciona podziałowego, ulega podziałowi jako ostatni.

Kinetochor- utworzony z wielu warstw swoistego białka, trój blaszkowa płytka, współdziała z …. wrzeciona podziałowego, ułatwia rozdzielenie chromatyd.

Telomer- końcowa część ramion, zapewnia stabilność chromosomom, ułatwiają replikacje chromosomom.

Przewężenie wtórne- NOR- obszar jądro twórczy. U człowieka liczba obszarów jądro twórczych wynosi 10. nie powoduje złamania chromosomom. Najczęściej na krótkim ramieniu.

Satelita- zaokrąglona, wydłużona część oddzielona od reszty chromosomu delikatną nicią, położoną za przewężeniem wtórnym. Nie występuje na chromosomie Y.

Stałe morfologiczne chromosomów:

1. liczbowe- jest stały morfologiczny dla danego gatunku, która jest przekazywana z pokolenia na pokolenie. Najmniej chromosomów ma nicień- 1 parę. Człowiek ma 46 chromosomów, rak rzeczny ma 200 chromosomów.

2. Względna długość- stosunek długości rzeczywistej chromosomu do długości rzeczywistej żeńskiego, haploidalnego zestawu chromosomów.

3. Typ- jest określony stosunkiem długości ramienia długiego do długości ramienia krótkiego (SDR). Meta- (SDR 1,0-1,7), submeta- (1,71- 3), subtelo- (3,01-7), akrocentryczny (>7).

4. zachowanie się-

5. budowa-

6. pary homologiczne chromosomów-

7. allosomy- chromosomy płci- XX, XY, ZZ,ZW

chromosomy szczoteczkowe:

• w oocytach mięczaków, ryb, płazów, gadów i ssaków

• wyglądem przypominają szczotkę do butelek

• występuje w stadium diplotem, gdy tetrody zaczynają się rozchodzić

• widoczne są skondensowane chromatyny- chromomery

• lokalizacja pętli i chromatyd zależy od stanu

chromosomy politeliczne:

• w komórkach gruczołów skondensowanych larw owadów dwuskrzydłych, cewka Malpistniego??

• są to bardzo szczególne chromosomy metafazowe

• chromosom posiada 2¹⁰ chromatyd

• chromocenter- miejsce połączenia wszystkich chromosomów

• wykryte w 1881r

klasyfikacja chromosomów u człowieka odnoszona w oparciu o:

• wielkość chromosomu

• położenie centromeru

• rozmieszczenie prążków w chromosomie

u człowieka:

• 22 pary chromosomów homologicznych

• 1 para chromosomów płci (X,Y)

autosomy podzielona na 7 grup (A-G)

chromosomy płci- tzw. heterochromosomy różnią się:

• długością

• morfologią

• układem prążków

• zestawem loci genowych

prawidłowa komórka żeńska somatyczna zawiera dwa chromosomy X (jeden od ojca a drugi od matki) i jeden chromosom X u nieczyniony w procesie kolektywizacji (lyonizacja). Inaktywacja zachodzi we wczesnej embriogenezie.

Kariotyp- zestaw wszystkich chromosomów danej komórki somatycznej.

Karnogram- zestaw chromosomów 1 komórki, sfotografowany i uszeregowany według określonych zasad.

Idiogram- schematyczny rysunek charakteryzujący wzory prążkowe na chromosomach. Każde ramie chromosomu....

wprowadzenie techniki barwnika prążkowego umożliwia identyfikację poszczególnych chromosomów.

Podsumowanie:

• chromosom jest … tj. wzdłuż od końca do końca chromosomu biegnie olbrzymia cząsteczka DNA skojarzona z histonami

• chromosomy łączą się w pary podczas mejozy i wymieniają … chromatydy w procesie crossing-over

• chromosomy są organoidem o bardzo złożonych zadaniach

• służą do przechowania, powielania i przekazywania materiału dziedzicznego z komórki i od rodziców na potomstwo.

• W chromosomach odbywa się ściśle regulowana synteza produktów wytworzonych na genach.

Wykład 3 (10.03.2009r)

podział komórkowy

organizmy jednokomórkowe (bakterie). Każdy podział tworzy całkowicie nowy organizm.

Organizmy .... do zbudowania organizmu z zapłodnionego jaja potrzebna ... powtarzających się podziałów cyklicznych.

Rudolf Virchow- doktryna komórkowa- przesłanie o ciągłości życia.

Podział komórki.

Wszystkie organizmy życiowe są produktami cyklicznych .... warstw i podziału komórki.

Komórka

najpierw podwaja swoją zawartość

następnie dzieli się na dwie nowe komórki

replikacja i podział komórki- cykl komórkowy

komórki nabłonka jelita- ok 12h

komórki wczesnego- zarodka żaby- 30min.

Komórka larwalnej ... ok 1h

.... ssaków w hodowli- 20h

fazy cyklu komórkowego:

• faza G1- komórka wchodzi w nić po zakończeniu podziału mitotycznego. Jest to faza najdalsza. Znajduje się w niej ... R- restrykcyjny.

• Faza S- faza replikacji DNA, możne trwać do 8godz., podstawowy etap w cyklu komórki do podziału komórki, rozpoczyna się syntezą cykliny B, zwiększa się ilość DNA z 6 do 12pg, rozpoczyna się synteza ...

• faza G2- od 3 do 4 ...., do przygotowania mitozy, produkcja składników do odtworzenia błony, produkowane .... białkowa.

• Faza Go- stan spoczynkowy komórki, komórka prowadzi wszystkie cykle metaboliczne, ale brak podziału, czas trwania od kilku do kilkunastu dni, komórki zawierają skondensowaną chromatynę.

Punkty kontrolne

są 4, w którym rozpoznanie błędu w DNA powoduje zatrzymanie cyklu komórkowego. Zatrzymanie chronik komórkę potomną przed otrzymaniem DNA innego od DNA komórki rodzicielskiej.

Układ nadzoru komórki rozpoznaje:

• w G1-G2- uszkodzenia DNA (działają enzymy naprawcze)

• w S - nie z replikowane DNA

• podczas mitozy- niewłaściwe tworzenie wrzeciona

skończone cykle noszą nazwę endocykli, może się to powtarzać w jednej komórce

2n → 4n → 8n → 16n → 32n

powstaje endoploidalna komórka.

Endoploidalność- znaczenie w różnieniu się tkanek u roślin:

• uważa się, ze znaczny procent tkanek roślin różnicuje się na tej drodze

• mogą osiągać wiele tysięcy n

wiele komórek opuszcza pewne etapy cyklu życiowego lub zatrzymuje się w określonej fazie- nie przechodzą do następnej. (niektóre komórki mogą całe życie .... w fazie G1 lub G2)

mitoza

proces podziałów somatycznych, komórki potomne są identyczne jak rodzicielskie, składa się z podziału jądra i cytoplazmy, pierwsza komórka przyszłego organizmu jest diploidalną zygotą, podziały mitotyczne są procesem nieustannie zachodzącym w organizmie, prowadzącym do jego wzrostu i regeneracji, zachodzi w diploidalnych komórkach somatycznych i powstaje inne ha; precyzyjne rozdzielenie chromosomów w dwóch komórkach potomnych.

Profaza

• rozpoczyna się rozpadem osłonki jądrowej i zanikiem jąderka

• chromosomy łączą się z ... wrzeciona kariokinetycznego i przemieszczają się do płaszczyzny równikowej komórki

• chromosom jest podzielony na dwie chromatydy

Metafaza

• chromosomy w płaszczyźnie równikowej

• tworzy się płytka metafazowa i wrzeciono podziałowe

• rozpad błony jądrowej

Anafaza

• podział centromerów

• chromatydy siostrzane odciągnięte są od biegunów

telofaza

• zaczyna się tworzyć błona jądrowa

• pojawienie się jąderek

• następuje podział cytoplazmy

• jądro przechodzi w stan interfazowy

• chromosomy ulegają despiralizacji do chromatyny

Mejoza

• podział komórki występujący u organizmów rozmnażających się płciowo

• podział komórki diploidalnej, powstają 4 komórki haploidalne

• liczba chromosomów u danego gatunku jest stała

• ulegają mu komórki macierzyste gamet i zarodników (nie zaś same gamety i zarodniki)

• pierwszy podział redukcyjny (mejoza I), drugi zachowawczy (mejoza II)

• w wyniku mejozy I dostajemy 2 komórki diploidalnej

profaza I (składająca się z 5 stadiów):

• leptoten- z chromatyny wyodrębniają się chromosomy

• zygoten- chromosomy homologiczne układają się w pary tworząc biwalenty. Proces nosi nazwę synapsis??.

• pachyten- chromosomy dzielą się, ... na dwie chromatydy, tworzą się tetrody, chromosomy skręcają się i grubieją, zachodzi crossing-over, czyli wymiana odcinków chromatyn chromosomów homologicznych.

• Diploten- pary chromatyd rozchodzą się, ale powstają złączone w punktach zwanych chiazmami. Rozdzielenie chromosomów homologicznych tzw. desynapsis.

• ..... - zanika otoczka jadra i jąderko, zachodzi max. spiralizacja chromosomów w biwalentach, tworzą się włókna wrzeciona kariokinetycznego, chromosomy homologiczne połączone są .....

Metafaza I:

• tetrody w płaszczyźnie równikowej

• włókienka wrzeciona podziałowego przyłączają się do centromerów

anafaza I:

• cztery chromatydy stanowiące tetrodę połączone centromerem- .... się i jako ... wędrują do przeciwległych biegunów

• zachodzi redukcja liczby chromosomów

Telofaza I:

• cząstki ... b. krótkie

• zanika wrzeciono

• odtworzenie otoczki jądrowej

• powstanie dwóch jąder potomnych o liczbie chromosomów zredukowanych do połowy

Profaza II:

• chromatydy ... są nadal połączone centromerem

Metafaza II:

• ... w płaszczyźnie równikowej

Anafaza II:

• podział centromeru

• wrzeciono kurczy się czego skutkiem jest...

Telofaza II:

• odtworzenie otoczki jądrowej

• wyodrębnienie jąder potomnych

• despiralizacja chromosomów do chromatyny

Wykład 4 (17.03.2009r)

miejsce mejozy w cyklu życiowym organizmów jest różne:

• w wielu haploidalnych, rozmnażających się płciowo organizmów jednokomórkowych mejoza służy wytworzeniu haploidalnych osobników troficznych. Mejoza następuje bezpośrednio po powstaniu zygoty tzw. mejoza postgamiczna. U takich organizmów jedynie zygota jest tworem diploidalnym.

• U roślin i grzybów mejoza służy wytworzeniu zarodników, z których rozwija się haploidalny gametofit. Po osiągnięciu dojrzałości gametofity wytwarzają na .......... haploidalne zarodniki. Połączenie ich prowadzi do powstania diploidalnej zygoty, z której rozwija się saprofit.

• U zwierząt mejoza służy zazwyczaj wytworzeniu haploidalnych gamet (mejoza progamiczna??). Gamety te po połączeniu ze sobą tworzą diploidalną zygotę.

Różnice między mitozą a mejozą:

• w wyniku mejozy następuje redukcja chromosomów. Efektem mitozy są 2 komórki potomne o takiej samej liczbie chromosomów co komórka macierzysta

• rekombinacja pomiędzy homologicznymi .... (crossing-over) może zajść tylko w mejozie

• koniugujące chromosomy występują tylko w mejozie, nigdy w mitozie.

• Mejoza składa się z dwóch po sobie następujących podziałów

• mejoza zachodzi tylko w komórkach płciowych, mitoza we wszystkich komórkach somatycznych oraz w pierwotnych komórkach rozrodczych.

Genetyczne konsekwencje mejozy:

• redukcja chromosomów z 2n do 1n

• crossing-over- pomiędzy chromosomami homologicznymi powoduje, że każdy chromosom zawiera część genów po ojcu i część po matce

• niezależny (przypadkowy) rozdział homologicznych chromosomów. Gameta zawiera część chromosomów odziedziczonych po ojcu i część po matce.

• Segregacja chromosomów- tylko jeden chromosom z pary przechodzi do gamety

„ Komórka w podwojeniu” obraz autorstwa S. Wyspiańskiego

gametogeneza:

1. spermatogeneza- proces powstania i dojrzewania (gamet męskich) plemników, który odbywa się w jądrach (gonadach męskich)

2. oogeneza- proces powstania i dojrzewania gamet żeńskich (komórek jajowych). Proces ten zachodzi w jajnikach (gonadach samic)

spermatogeneza:

• jest procesem ciągłym

• spermatydy różnicują się w dojrzałe plemniki

• u człowieka, czas między różnicowaniem spermatogonii w spermatocyty I rzędu tworzenie dojrzałych plemników wynosi ok 6tyg.

• Po II podziale mejotycznym z każdego spermatocytu II rzędu powstają dwa haploidalne spermatydy

• w wyniku I podziału mejotycznego powstają dwa haploidalne (o podwójnej ilości DNA) spermatocyty II rzędu

• wraz z osiągnięciem dojrzałości płciowej część spermatogonii różnicuje się w spermatocyty I rzędu

• w wyniku .... podziałów mitotycznych powstaje diploidalna spermatogonia

w spermatogenezie wytworzenie plemników jest poprzedzone:

• 610 procesami replikacji ( u 40- letniego mężczyzny)

• 380 procesami replikacji ( u 30- letniego mężczyzny)

w oogenezie mejozę poprzedzają 22 podziały mitotyczne i 23 procesy replikacji.

Oogeneza:

• różni się od spermatogenezy czasem trwania i powstającymi komórkami

• w wyniku podziałów mitotycznych komórka płciowych przekształcają się w oocyty I rzędu

• u człowieka I podział mejotyczny rozpoczyna się około 4 tygodnia przed urodzeniem

• podział oocytów I rzędu jest blokowany w profazie, w stadium diktiotem??

• oocyty I rzędu pozostają w tym stadium do momentu owulacji

• w wyniku podziału oocytu II rzędu (także niesymetrycznego) powstają komórki jajowe i drugie ciałko komórkowe.

• Ciałko komórkowe nie rozwija się lecz degeneruje, sporadycznie ciałko komórkowe może ulec zapłodnieniu dając początek zarodkowi bliźniaczemu

• każdy chromosom oocytu II rzędu składa się z dwóch siostrzanych chromosomów, które rozdzielają się w danym podziale mejotycznym i przechodzi do dwóch różnych komórek

• u większości kręgowców dojrzewanie oocytu II rzędu jest zablokowane w mejozie II

• podczas owulacji oocyt II rzędu jest uwalniany z jajnika i jeśli dochodzi do zapłodnienia to następuje zakończenie podziału mejotycznego

• max. liczba komórek płciowych w jajniku ludzkiego płodu ... 5 miesiąca ciąży wynosi 6,8 x 10⁶

• w momencie narodzin 2 x 10⁶

• z ... osiągnięciu dojrzałości płciowej nie przekracza 200 000

• ... ulega ok 400 komórek

dziedziczenie cytoplazmatyczne- tylko z matki na córkę

podstawy genetyki molekularnej:

1 nm (nanometr) = 10^-9m

1 A (anystrem) = 10^-10m

... bakterii = 0,5- 5x 10⁶ para nukleotydów

... włókienka = 3 x 10⁹m par nukleotydów

troszkę historii:

• w latach 70 kwas DNA

eksperyment Griffith`a- prowadził on badania na myszach, które zakażał dwoma szczepami bakterii. Streptococcms pneumoniae ( szczep S- gładki; szczep R- chropowaty - bez otoczki)

wszczepiony żywy:

- szczep S- choroba zapalenia płuc i ginięcie myszy

- szczep R- brak objawów chorobowych

zabitym szczep S- brak objawów chorobowych

żywy szczep R/ zabity (+ podwojenie szczepu S)- chorowały na zapalenie płuc i ginęły.

Wnioski:

- istnieje jakiś „czynnik transformujący”

- zmiana jest przekazywana następnym pokoleniom

transformacja- proces nabywania przez komórki mikroorganizmów nowych genów poprzez aktywne pobieranie DNA z otoczenia. Transformacja nie wymaga bezpośredniego kontaktu dwóch komórek

• w latach 1944 Avaray, McLeod, McCarthy udowodnili, że „czynnikiem transformującym” jest DNA

• w roku 1952 Hershey, Chase, udowodnili, że geny są zbudowane z DNA

• w 1950r Chargraff odkrył, że budujące DNA zasady występują w określonych proporcjach ilościowych (G=C, A=T)

• w 1962 Crick i Watson otrzymali nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii, za opracowanie modelu podwojonej helisy DNA

Kwasy nukleinowe:

• są nośnikiem inf. genetycznych (głównie DNA)

• jest to inf. ....., występują u organizmów żywych

Zasada+ Cukier + Fosforan = Nukleotydów

Zasada + Cukier= Nukleozyd

kwas nukleinowy składa się z połączonych ze sobą podjednostek- którymi są nukleotydy

cukier pentoza

RNA D- ryboza, DNA 2- deoksy- D- ryboza

zasady azotowe:

• puryny: adenina, guanina

• pirymidyny: uracyl (tylko RNA), cytozyna, tymina

rodzaje wiązań w kwasach nukleinowych:

• fosfodiestrowe (5`3`)- łączy nukleotydy

• wodorowe (nietrwałe)- powstaje pomiędzy komplementarnymi zasadami np. A=T, C=G

• N- glikozydowe- między atomem węgla 1` pentozy, a atomem azotu zasady azotowej

szkielet łańcucha tworzą jednostki ... połączone ze sobą resztami fosforowymi

podwojenie helisy DNA:

• nici łączą się wiązaniami wodorowymi między zasadami azotowymi

• zasady A-T i G-C są komplementarne

• łańcuchy polinukleotydowe ułożone są antyrównolegle

DNA jest formą regulowanej helisy. Średnica helisy wynosi 2nm, na jeden pełny skręt przypada 10 par nukleotydów leżących w stałej odległości 0,34nm. Kąt skrętu ... nukleotydów wokół osi centralnej wynosi 36^o. Helisa DNA może przybierać formy A, B i Z.

Wykład 4 (24.03.2009r)

podstawy genetyki molekularnej

jednostką długości DNA jest para zasad (bp):

• 1000bp (par zasad)- 1kb (kilo base)

• 1000000bp- 1Mb (mega base)

• całkowita odległość DNA w pojedynczym zestawie chromosomów człowieka wynosi 3000MB (3 x 10⁹), całkowita długość haploidalnego DNA wynosi ok 1 metra

• stwierdzono, ze nie istnieje związki między .... organizmów, o ilościach DNA w komórkach

• ewolucyjna reszt jest zwiększenie ilości DNA w .... .... od wirusów i bakterii, a na roślinach i zwierzętach ....

Kodujący DNA:

• niepowtarzalna sekwencja DNA

• sekwencje, które kodują mRNA

• większość nie powtarzalnych sekwencji DNA występuje u ludzi ... tylko raz

• pseudogeny- ... DNA, które są homologiczne do prawidłowych genów. Różnią się nieznacznie i to uniemożliwia transkrypcje i translację

• DNA powtarzalny- niekodujący:

• powtarzanie tandemowe- DNA szkieletowy

• powtarzanie zespołowe:

* minisatelity- niższe, powtarzalne motywy (1-30kb), wykazują znaczące zróżnicowanie

* mikrosatelity- najbardziej rozpowszechnione, poniżej 1kb, składają się z 10-60 powtórzeń co odpowiada odległości 20-120pz

* makrosatelity- występują na końcach telomerów, centromerze, powtarzalne, te są większe i mają dłuższe nici

DNA można znaleźć w:

• jądrze

• chloroplastach

• mitochondrium

Kwas RNA:

• zbudowane z pojedynczej nici polinukleotydowej

- ryboza (cukier)

• nukleotyd -zasada G,A,C,U

- reszta kwasu fosforowego

• mRNA

• tRNA

• rRNA

konformacje przestrzenne RNA:

• liniowa

• struktura liści koniczyny

• struktura spinki do włosów

struktura liści koniczyny- tRNA

- 4 pętle zawsze kolejno od końca 5`

• I pętla dihydroksylowa

• II pętla ....

• III pętla ....

• IV pętla ....

• oraz reszty akceptorowe (...), (zakończone 3`)- przyłączony jest aminokwas

tRNA:

• stanowi 10-12% ogólnej ilości RNA w komórce

• masa cząsteczkowa od 25 do 30kDA (kilo daltonów)

• zbudowany z ok. 74 do 95 nukleotydów

• w skład cząsteczki wchodzą też zmodyfikowane zasady azotowe

rRNA:

• bierze udział w syntezie polipeptydów

• występuje w rybosomach ( u eukariotów także w jądrze komórkowym)

• tworzy go 100-4500 nukleotydów

• rRNA stanowi ok. 80% całkowitego RNA w komórce

mRNA:

• koduje białka

• bakteryjna mRNA koduje kilka białek , eukariotyczne mRNA koduje jedno białko

• u eukariotów mRNA przewodzi proces dojrzewania (synteza blokady ..... oraz poliadenylacji ??)

• synteza bakteryjnego mRNA jest syntezowane w jądrze komórkowym

3 różnice między DNA a RNA:

• cukier - DNA- ryboza, RNA- deoksyryboza

• zasada- DNA- tymina, RNA- uracyl

• łańcuchy- DNA- dwuniciowe, RNA- pojedyncze łańcuchy (różne struktury przestrzenne)

synteza DNA (w fazie S):

• podczas replikacji DNA dzieli się na dwie potomne .... cząsteczki

• nowa cząsteczka ma jeden łańcuch cząsteczki macierzystej i nowy komplementarny

• taki typ replikacji nazywamy semikonserwtywnym

• sekwencja zasad w „starym” DNA określa sekwencję zasad w komplementarnych niciach

• zachodzi zgodnie z regułą zasady komplementarności

replikacja DNA- rozpoczyna się prawie równocześnie w wielu miejscach chromosomowego DNA. Miejsce te nazywamy miejscami ... replikacji- kilka tys. takich miejsc na jednym chromosomie.

Przenoszenie inf. genetycznej

o sekwencji aminokwasów w białku decyduje DNA. Odbiciem tej inf. jest sekwencja kodonów na mRNA. Z kolei kodon determinuje komplementarny antykodon na tRNA, a ten decyduje za kolejność przyłączenia odpowiednich aminokwasów.

Transkrypcja (biosynteza RNA):

• enzymatyczna synteza RNA na matrycowej nici DNA (pierwszy etap ekspresji genowej)

• wszystkie rodzaje RNA powstają na matrycy DNA.

• Podstawą tego procesu jest reguła komplementarności

• polimeryczna RNA- podstawowym enzymem (powoduje ... DNA)

• rozpoczyna się od miejsca zwanego hicjatorowym??

• nić dst??, na której odbywa się transkrypcja nazywa się nicią sensowną.

• Druga nic DNA tzw. niesensowna, nie bierze udziału w komplementarności

EKSONY- odcinki DNA

INTERONY- nie kodujące wstawki między aksonami

pierwszy produkt transkrypcji jest pre mRNA równy odległości przypisywanego odcinku DNA. Końcowy produkt transkrypcji, czyli mRNA jest krótszy od przepisywanego odcinak DNA.

Składanie RNA (splicing):

• drugi etap ekspresji genów

• proces polegający na wycinaniu intronów

kod genetyczny (szyfr):

• przy jego pomocy jest przekazywana inf. genatyczna z pokolenia na pokolenie

• inf. zawarte w DNA dotyczy syntezy białek

• jedynym zmiennym składnikiem DNA są zasady . Pozostałe składniki powtarzają się systematycznie

cechy kodu:

• trójkowy- trójka kodujących zasad nosi nazwę tripletu i koduje określony aminokwas i nazywany jest kodonem

• nie jednoznaczny- (zintegrowany) aminokwas może być kodowany przez więcej niż jedną trójkę

• bez przestankowy- nie ma znaków przestankowych pomiędzy kolejnymi trójkami

• niezachodzący- zasada wchodzi w skład danego kodonu nie zachodzi na kolejną trójkę

• uniwersalny- wszystkie organizmy żywe korzystają z tych samych kodonów

(ochre) UAA |

(arober) UAG | -kodony stop (nonsensowne) (nie kodują aminokwasów)

(opal) UGA |

met= AUG- rozpoczyna translację (kodon startowy)

z wyjątkiem metrony i tryptofanu wszystkie aminokwasy mają po kilka kodonów synonimicznych.

(aktywowanie kodu od pierwszej trójki w ... od 5` do 3`)

synteza białek

biorą w niej udział:

• rybosomy- zbudowane z dwóch podjednostek, zawierają 50-60% kwasu rybosomalnego. Każda podjednostka zawiera rRNA i białko.

• tRNA- tłumaczy inf. genetyczne z mRNA na białko

• aktywne formy aminokwasów- aktywacja aminokwasów zachodzi przy udziale ATP

Translacja składa się z 3 etapów:

• inicjacja- mRNA łączy się z mniejszą podjednostką rybosomu. Do kodonu metioniny przyłącza się poprzez komplementowany antykodon metionino tRNA

• elongacja- do kompleksu powstałego podczas ... przyłącza się diuża podjednostka rybosomu. Miejsce A ( ....)- odczytanie kodonu i przyłączenie odpowiedniego tRNA. Miejsce P (peptydowe)- synteza ... peptydowego

kolejnym etapem elongacji jest .....

• terminacja- gdy w miejscu A kodon nonsensowny następuje przerwanie biosyntezy białek czyli terminacji. Rybosomy rozpadają się na dwie podjednostki

POLIZOM- kompleks transkrypcyjny utworzony z wielu rybosomów na jednej nici mRNA

po transkrypcyjne modyfikacje polegają na ( modyfikacji reszt aminokwasowych):

• fosforylacji

• acetylacji

• metylacji

• hydroksylacji

poziom organizacji materiału genetycznego:

1. struktura I rzędowa

2. struktura podwójnej helisy DNA

3. struktury przestrzenne wyższego rzędu

Wykład 5 (31.03.2009)

Wykład 6 (07.04.2009r)

III czynniki biologiczne:

zaliczamy do nich niektóre wirusy np. różyczki, opryszczki, HIV

związki występujące w pokarmie człowieka:

• produkty pirolizy aminokwasów ( w wyniku długotrwałego gotowania lub smażenia w temp. powyżej 150^o

• mykotoksyny (produkowane przez grzyby Aspergillus, Pusadun, Penicillum)

• środki konserwacji

podział mutacji:

• spontaniczne (zachodzą nie zależnie od działania człowieka)

• indukowane

mutacje (na różnych poziomach):

• genu

• genomu

• chromosomów

1. mutacje genu:

• z mutowane geny mogą być dominujące lub recesywne

• są to mutacje punktowe prowadzące do powstania nowego allelu genu występującego w tym samym locus chromosomu, gdzie występuje allel niezmutowany

• powstanie mutacji genu objawia się wystąpieniem w populacji nowych fenotypów. Powstają one spontanicznie w komórkach rozrodczych (są przekazywane z pokolenia na pokolenie) i somatycznych (prowadzą do wytworzenia .... o strukturze genetycznej ...., tzw. złożonego z komórek o różnym składzie genetycznym, np. łatka srebrzysta lisa platynowego)

• cechami charakt. jest ich powtarzalność i odwracalność. Oznacza to, że określona mutacja może się powtórzyć w podobny sposób dając takie same lub podobne skutki fenotypowe

Mutacja genu w warunkach naturalnych powstaje losowo, nie można powiedzieć co jest ich przyczyną i jaki gen ulegnie zmutowaniu.

W warunkach sztucznych ........ mutacji lecz nie można powiedzieć w którym kierunku nastąpi zmiana.

Substytucja- ..... mutacjami jednej pozycji, dlatego że polegają na zamianie jednego nukleotydu na ...

1. transwersja- zasada purynowa zastępuje pirymidową bądź odwrotnie

2. tranzycja- jedna zasada purynowa jest zastępowana przez drugą zasadę purynową lub pirymidową przez inną pirymidową. Przyczyną jest błąd w kopiowaniu na skutek zmian tamtomerowych?? lub włączenia w czasie replikacji analogów zasad występujących w DNA

delecja- utrata jednego lub więcej nukleotydów z DNA

insercja- - wstawienie dodatkowego nukleotydu

mutacje typu zmiany sensu- na skutek tranzycji lub transwersji jeden kodon sensowny zostaje zamieniony w inny kodon sensowny. Może wtedy w składzie aminokwasowym nie zachodzić zmiana lub zmienić się jeden aminokwas.

Mutacja typu nonsensu- na skutek tranzycji lub transwersji kodon sensowny zostaje zamieniony na kodon niesensowny (jeden z trzech). Łańcuch polipeptydowy będzie krótszy. Jeżeli kodon nonsensowny zostanie zmieniony na sensowny to powstanie dłuższy łańcuch polipeptydowy.

Mutacje zmiany fazy odczytu- jeżeli na skutek delecji lub insercji są miejsca mutacji następuje niezgodne z pierwszą fazą odczytanie kodonów w procesie translacji to powstaje polipeptyd, który od miejsca mutacji do końca posiada nie właściwe aminokwasy.

Mutacje genowe ze względu na efekt działania:

• morfologiczne- oddziaływanie fenotypowe jest widywane pod postacią zmian zewnętrznych cech organizmu np. albinizm, wielopalcowość, ubarwienie.

• Biochemiczne- w wyniku, których następuje utrata lub modyfikacja zdolności organizmu do wytworzenia specyficznego białka, najczęściej enzymu koniecznego do hormonalnego przebiegu jakiegoś procesu

• letalne-

2. mutacje chromosomowe:

• zawsze aberracjom chromosomalnym podlegają na wystąpieniu trwałych zmian w strukturze poszczególnych chromosomów

• chromosomy wykazują b. wysoki poziom stałości swojej struktury (stałość cech morfologicznych, stała kolejność genów)

• wszelkie odmiany w układzie genów w chromosomach nazywamy strukturalnymi zmianami chromosomowymi

mutacje chromosomowe:

1. deficjacja- utrata końcowego odcinka chromosomu (delecja termalna)

2. delecja- utrata środkowego odcinka chromosomu a pozostałe odcinki łączą się normalnie

3. duplikacja- zdwojenie (powtórzenie) jednego odcinka chromosomu

4. inwersja- odwrócenie pierwszej części chromosomu o 180^o : inwersja paracentryczna- obejmuje fragment chromosomu do centromeru, inwersja policentryczna- z centromerem

5. insercja- wstawienie pewnego odcinka chromosomu do danego chromosomu

6. translokacja- przeniesienie odcinku między chromosomami nie homologicznymi (zewnętrzna) lub w obrębie danej pary chromosomów homologicznych (wewnętrzna)

translokacje- ........ fuzja centralna, polega na połączeniu ramion ... dwóch chromosomów .... (akrocentrycznych lub teocentrycznych) miejscem pęknięcia jest okolica centromeru . Tracona jest niewielka ilość materiału genetycznego oraz zmniejsza się liczba chromosomów o 1.

podział centryczny- nieprawidłowy podział centromeru na chromosomie o .. ramionach, prowadzi do powstania dwóch chromosomów teocentrycznych. Zwiększa się liczba chromosomów.

Chromosom kulisty- na skutek utraty obu końców chromosomu, nowe końce się łączą. Następuje utrata genów co prowadzi do licznych wad rozwojowych. U człowieka zjawisko to objawia się na chromosomach 4,13,18 i X.

Izochromosom- na skutek poprzecznego podziału centromeru dające chromosom z 2 ramion długich i dwóch ramion krótkich. W chromosomach X, Y na 9 i12.

3. Mutacje genomowe:

• genom- komplet inf. genetycznych zawartych w haploidalnej gamecie. Mutacje genomowe dotyczą zmiany liczby chromosomów.

• dla danego gatunku liczba diploidalna (2n) czy haploidalna (1n) jest liczbą stałą. Czasami spotykamy odchylenie od tej normy

• jeżeli odchylenie dotyczy tylko pojedynczych chromosomów tzw. od 2n mamy tylko taki jeden chromosom lub 1 chromosom nadmiar to taką kategorię materiałów nazywamy aneuploidami

anuploidy- powstaje na skutek nie rozejścia się pary chromosomów w mejozie tzw. nondysjunkcja. Dwa homologiczne chromosomy przechodzą razem do jednego bieguna tworząc gamety

n+1, n-1

rodzaje:

• nuklisomik 2n-2

• monosomik 2n- 1

• trisomik 2n+1 np. zespół Downa

• tetrasomik 2n+2

• podwójny tetrasomik 2n+1+1 - każdy z innej pary

Eupolidy- mają zwielokrotniony cały zespół chromosomów np. monoploid n (trutnia), diploid 2n ( prawidłowy zespół chromosomów), triploid 3n, tetraploid 4n, poliploid wielokrotne genomy

przyczyny powstania euploidi:

• polispermia- zapłodnienie haploidalnego oocytu II rzędu przez więcej niż jeden plemnik

• zaburzenie mejozy podczas tworzenia gamet, powstają gamety nieskładowanej liczbie chromosomów (2n)

• endomitoza- replikacja chromosomów bez podziału ...i komórki

• czynniki fizyczne (obniżenie temp.) i chemiczne (...)

• aktywacja partenogenetyczna- podziały mitotyczne niezapłodnionego oocytu, który daje początek haploidalnemu zarodkowi

• rzadko występują u zwierząt

• komórka polipeptydowa u człowieka występuje w szpiku kostnym- megakariocyty (8-16n) powstają na drodze regeneracji wątroby i innych tkanek (tetroploidalne)

• .... genów jest zjawiskiem częstym u roślin (47% kwiatowych)

wśród poliploidów wyróżniamy:

• tutoploidy-

• alloploidy

organizmy mające nieparzystą liczbę genomów są formami nietrwałymi.

U zwierząt poliploidalność jest bardzo rzadka. U żab i salamander sztucznie intubowanych powoduje zaburzenie rozwojowe i śmierć we wczesnym stadium rozwojowym.

Mutacje:

1. korzystne

2. niekorzystne

korzystne:

• poliploidalność u roślin:

* zwiększenie liczby genomów (4n, 6n, 8n, itp.) jest u nich zazwyczaj korzystna np. mutanty pszenicy dają lepszy plon.

* poliploidalność prowadzi do zwiększenia objętości komórki, wykazano jednak, że nie wszystkie organy powiększają się jednakowo (gigantyzm)

* poliploidy mają zwykle mniej szparek oddechowych na powierzchni liścia (bardziej odporne na suszę). Tritium aestivum- heteroploidalny ( 6n) gatunek pszenicy. Ziarno duże i bogate w białko

* najbardziej korzystne są tetraploidy (4n)

• poliploidalność u zwierząt:

* zjawisko nie korzystne (... lub śmierć)

* wykryte w .... (osobniki nie przeżyły)

mutacje niekorzystne:

• chromosomowe - aberracje, zespół Cri-Du-Chat

• genomowe- zmiana liczby: zespół Downa, Edwardsa, patun??

• genowe

Wykład 6 (21. 04.2009r)

mutacje niekorzystne

choroby genetycznego:

1. mutacje chromosomowe

-aberracje, zespół Cri-Du-Chat

2. mutacje genomowe

-zmiany liczbowe :

*dotyczy autosomów - zespół Downa, Edwardsa, Patau

*dotyczy chromosomów płci- zespół Klinefeltera, Turnera

3. mutacje genowe

-anemia sierpowata

- schorzenia zaklasyfikowane jako „bldni?? metabol.”

Zespół Downa:

• trisomia 21 chromosomu

• niewysoki wzrost

• krótka szyja

• ręce o krótkich palcach

• wady serca

• podwyższone ryzyko zakażeń

• mała skośna bruzda powiekowa

• monoidalne rysy twarzy

• niedorozwój umysłowy

• dzieci są na ogół pogodne i mają zdolności manualne

• częstość wady 1 na 700dzieci

• częstość wady zespołu Downa u Żywych nas w stosunku do wieku matki (powyżej 50 bardzo wysokie prawdopodobieństwo)

Zespół Edwardsa:

• trisomia 18 pary chromosomu

• dotyka głównie dziewczynek

• dzieci mają niską wagę urodzenia

• małe usta w dolną szczęką

• 1 urodzenie na 500

• zaburzenia w budowie rąk i nóg

• głęboko osadzona małżowina uszna

• deformacja tułowia i miednicy

Zespół Patau:

• trisomia 13 pary chromosomu

• rozszczep podniebienia i warg

• 1/5000 urodzeń

• głuchota i napady skurczowe

• 86% dzieci umiera w 1 roku życia

• ciężkie uszkodzenia układu nerwowego

• ciężka wada oczu (brak oka)

Zespół Cri-Du-Chat (zespół „miauczenia kota”):

• częściowa utrata krótkiego ramienia chromosomu 5 pary

• wczesne objawy to płacz dziecka jak miauczenie kota

• opóźnienie umysłowe

• liczne deformacje w budowie ciała ( okrągła twarz, rozstawione oczy, deformacja kończyn)

• zmiany prowadzą do śmierci ...

choroby genetyczne wywołane mutacją chromosomu płci:

Zespół Turnera:

• genetycznie uwarunkowany zespół spowodowany całkowitym lub częściowym brakiem jednego z chromosomów X we wszystkich komórkach chromosomowych.

Zespół Klinefeltera:

• obecność w ... mężczyzny dodatkowych chromosomów płci X, dwóch a nawet trzech chromosomów X.

• Chorym rozwijają się piersi i rzadko występuje mutacja głosu, obserwuje się tu zmniejszenie rozmiaru jąder, brak spermatogenezy, a w konsekwencji niepłodność, rozmieszczenie owłosienia albo typowe męskie albo żeńskie

Choroby spowodowane mutacjami genu:

anemia sierpowata:

• wywołana jest przez mutację punktową polegającą na zmianie 6 tripletu (kodonu) w DNA- zamiast adeniny (a) występuje tymina (T), stąd tripled GAG kodujący kwas glutaminowy jest zmieniony na triplet GTG.

• Jest chorobą postępującą o ciężkim przebiegu.

• Występuje u Mulatów i murzynów w Afryce oraz u Afro amerykanów w Ameryce Pn. jest wśród nich jedną z głównych chorób i przyczyn śmierci

brochydelityka:

• wrodzona wada dziedziczna w sposób autosomalny

Syndokryka:

• wada dziedziczona recesywnie lub dominująco

• polega na zrośnięciu palców

fenyloketonuria:

• spowodowana brakiem lub deficytem hydroksylazy fenyloalaninowej ( enzym przekształcający fenyloalaninę w tyrozynę, wytwarzany jest w wątrobie)

Tyrozynaza:

• wywołana niedoborem hydroksylazy kwasu .....

Alkaptonura:

• spowodowana brakiem oksydaz kwasu hemogenryzynowego??

• ciemne zabarwienie zaobserwowane pieluszek u dzieci??

Kretynizm tarczycowy:

• wywołany brakiem enzymu przekształcającego tyrozynę

Aminozoacyduria:

• polega na wydalaniu z moczem ...

Galaktozemia:

• zaburzenia w magazynowaniu glikogenu

hemofilia:

• choroba sprzężona z płcią

• gen wywołujący występuje w chromosomie X i jest recesywny

• krwawienie może pojawić się w każdym miejscu ciała

Daltonizm:

wady dziedziczne

e... - nauka zajmująca się powstawaniem procesów zlokalizowanych w organizmie

Źródła stanów chorób:

• czynniki środowiskowe:

* zakaźne

* nie zakaźne

• czynniki dziedzicznie zależnie od skutków:

* laktalne

* semilatalne

• od stadium życiowego „w którym działają”:

* genetyczne ( zamieszanie gamet)

* zygotyczne (nie dochodzi do rozwoju zarodka)

* embrionalne (zamieranie zarodków lub płodów)

* okołoporodowe (śmierć zaraz po urodzeniu)

* juwenilne (śmierć w okresie młodocianym)

• w zależności :

* od współdziałania czynnika szkodliwego ze środowiskiem

* bez warunkowe- w każdej sytuacji nie zależnie od innych czynników

* warunkowe- efekt jest szkodliwy i występuje w specyficznych warunkach

• czynniki letalne:

* źródło powstania:

- mutacje: genu, genomu, chromosomu

- geny letalne- odznaczają się penetracją całkowitą tzn. jeżeli występują w aktywnej dawce wywołują śmierć osobnika

• podział genów letalnych:

* dominujące- efekt letalny w pojedynczej dawce

* z efektem fenotypowym

* pojedyncza dawka zaznacza obecność genu ale nie działa letalnie, podwójna dawka wywołuje efekt letalny. np. lisy platynowe WP, białoszyjne WN, białopyskie W..

• gen achondroplazji u bydła irlandzkiej rasy...

* heterozygoty- skrócone odnóża (odmiana dexter)

* homozygota- buldogowotość i zamieranie płodów przed 8 miesiącem ciąży

• recesywne- większość genów letalnych u zwierząt domowych ma charakter recesywny. Dlatego też nosiciele tych cech genów w układzie heterozygot niczym się nie różnią fenotypowo od osobników normalnych.

• Recesywny gen letalny u kur- zarodki przekształcają się w lepką masę w ostatnich 4 dniach rozwoju

• sprzężona i związana z płcią- jeżeli występuje w aktywnej dawce powoduje śmierć zygoty we wczesnym stadium rozwoju zarodkowego.

* pasmowy brak owłosienia, sprzężony z płcią A³¹, cecha ta występuje u samic, u samców jest letalna.

Y^A31 X^A31 - pasmo bardzo wyraźne

XX^A31 - pasmo bardzo słabo zaznaczone

*niedrożność jajowodów u kur E²⁵

• cechy matki oddziałujące letalnie na potomstwo i odwrotnie:

* mutacja autosomalnego genu Rd u kur do renu rd powoduje ograniczenie zdolności przenoszenia wit. B2 z przewodu pokarmowego do jaja

• geny semiletalne

* trudno odróżnić od genów letalnych ponieważ ich działanie zależy od czynników środowiskowych np. wrodzona katarakta u bydła, brak gałek ocznych, nagość kur (jeżeli zostanie temp. ok 2^oC ....... przetrwać i wieku 4-5 miesięcy pokrywają się puchem, jeżeli zaczną się nieść mają niższą mięsność)

• Geny .....:

* sporadyczny niedowład kończyn u bydła

* niedorozwój jąder i jajników

• Wady wrodzone:

- odchylenie od normy w budowie anatomicznej oraz proce3sach życiowych stwierdzonych u noworodków

- większość wad powstałych z przyczyn genetycznych ma charakter typowy obraz morfologicznych

- fenokopia- niedziedziczna, modyfikacja zmiana fenotypu, wywołana wpływem czynników środowiskowych (niedost. wód płodowych, jonizacja)

• przyczyny wad wrodzonych:

* bezmózgowie

• choroby genetyczne:

* są skutkiem zmian ( np. mutacji i aberracji) w .... genetycznym komórek płciowych

* dziedziczeniu podlegają choroby jak i predyspozycje, współczesne diagnozowanie molekularne przebiega z .....

Wykład 7 (28.04.2009r)

wady dziedziczenia

analiza genetyczna chorób zwierząt

BLAD- wrodzony niedobór leukocytalnych cząsteczek .... u bydła

jedno.... osobnik o genotypie BL/BL → silne zahamowanie wzrostu, rozwoju i ogólne wyniszczenie.

Elektroforetyczny obraz produktów PCR≠ RFLD uzyskany dla zwierząt o różnych genotypach BLAD.

Gen prawidłowy ..... CATCGACCTGT...(883 nukleotydy)

mutacja BLAD ..... CATCGGCCTGT......

DUMPS- wczesne obumieranie zarodków, niedobór syntezy urydyno- monofosforowej u bydła. Metoda identyfikacji mutacji DUMPS jest test PCR- RFLP.

CYTRULINEMIA- niedobór syntetyczny ...... u bydła, jest to cecha autosomalna, bez leczenia następuje śpiączka i śmierć osobnika.

Gen wrażliwości świń na stres (RYR1)- inaczej gen halotenowy.. mutacja na pozycji 1843 nukleotydu.

SLS- zespół pajęczy u owiec, wada genetyczna

ustalenie czy wada jest dziedziczona:

• zgodność opisu danej anomalii z opisem wady dziedzicznej

• następnie tej samej wady u kilku potomków danego rozpłodnika

• wystąpienie podobnej deformacji u zwierząt spokrewnionych z ojcem lub matką zwierzęcia urodzonego z wadami

• pojawienie się noworodka dotkniętego określoną anomalią z kojarzeń krewnianych nie tylko bliskich, ale i …..

metody organizacji wad dziedziczonych w populacji:

testowanie na nosicielstwo

nosiciel- osobnik nie wykazujący fenotypów patologicznych odchyleń od normy. W jego genotypie szkodliwy czynnik genetyczny w układzie heterozygotycznym.

Ograniczenie częstotliwości występowania wad schorzeń poprzez eliminację ich nosicieli.

Genetyczne podstawy nowotworzenia

transformacja komórki prawidłowej w komórkę nowotworową jest efektem mutacji w jej materiale genetycznym i odbywa się w długotrwałym procesie zwanym klonalną ewolucją.

Składa się z kilku etapów i może tworzyć kilka lat.

PROCES NOWOTWORZENIA

komórka normalna

pierwsza mutacja- pozornie normalna komórka jest już predysponowana do nadmiernego dzielenia się

druga mutacja- komórka zaczyna się nadmiernie dzielić, chodź pod innymi względami pozostaje normalna

trzecia mutacja- komórka dzieli się szybciej, zmienia się także jej struktura

komórka nowotworowa- komórka dzieli się w sposób nie kontrolowany i wygląda nie normalnie

I etap- tzw. inicjujący- wywołany jest pierwszą mutacją

onkogeny- są to własne geny komórki lub geny wprowadzone do komórki przez …. stanowi odmiany genów w każdej strukturalnych, znajduje się w każdej komórce i podlegają umiarkowanej i kontrolowanej ekspresji.

Aberracje chromosomowe w komórkach nowotworowych.

Wiele nowotworów powstaje na skutek:

• translokacji

• utraty niektórych genów

• utraty chromosomów

• mutacji w genach

genetyczne predyspozycje do choroby nowotworowej:

• niektóre nowotwory dziedziczą się

• liczba nowotworów dziedziczonych nie jest wielka

• skłonność do zachowania na określony nowotwór też jest dziedziczona

Leczenie

uważano, że radioterapia i chemioterapia zabija komórki nowotworowe bezpośrednio. Powodują ciężkie uszkodzenie ich DNA. Obecnie wiadome jest, że tylko nieznacznie uszkadzają DNA.

Telomery i telomeraza w procesie

telomery- są to fragmenty DNA znajdujące się na końcach chromosomów. Decydują one o liczbie podziałów komórek oraz inicjują proces starzenia się komórek. Chroni tez końce chromosomów przed uszkodzeniami, … skręcają się podczas każdej replikacji.

Jeżeli nastąpi aktywacji genu kodującego … mechanizm obrony nie zadziała.

Dziedziczenie cytoplazmatyczne i wpływy mateczne.

DNA poza jądrem w:

• plazmidach

• mitochondriach

• plastydach

dziedziczenie cytoplazmatyczne-

plazmidy-

mitochondrium-

mitochondrialne DNA (mtDNA) - jest kuliste

struktura mtDNA- prawie cały mtDNA zawiera sekwencje kodujące, nie zawierają intronów

mutacje mtDNA:

• zachodzą częściej niż w DNA genomowym

• mogą być dziedziczone po matce

• mogą zachodzić przez całe życie

• mogą dotyczyć tkanek, komórek, cząsteczek mtDNA

rodzaje mutacji mtDNA:

• poliplazmia

• homoplazmia

• heteroplazmia

są przyczyną braku chorób u ludzi np.:

• … i głuchot

• dziedziczny zanik barw wzrokowych

struktura chlDNA:

• kuliste, dwu niciowe

• ma introny

• częstość mutacji niska

• dziedziczy się w linii żeńskiej

doświadczenie Corrensa

wynik i założenia

pre determinacja- rozszczepienie …. opóźni się o jedno pokolenie. Kierunek skrętu muszli u ślimaków z rodu … zależy od 1-go bruzdkowania. Kierunek skrętu determinuje genotyp matki, a nie osobnika.

Przekazywanie niektórych chorób zakaźnych

• biała biegunka u kur

• zakażenie śródpłodowe płodu ludzkich krętkiem bladym (syfilis)

• czynnik mleczny u myszy

• choroba hemolityczna u koni, świń i człowieka - konflikt serologiczny

suma determinantów pozajądrowych tworzy tzw. - plazmotyp (czasem przeciwstawny genotypowi)

dziedziczenie po matce występuje u roślin, zwierząt i ludzi.

Liczba cech zależnych od plazmotypu jest znikoma w porównaniu z liczbą cech zależnych od genotypu.

Dziedziczenie cech jakościowych:

• umaszczenie zwierząt

• kolor upierzenia

• barwa kwiatu

są warunkowane jednym genem lub parą genów.

---