Biomedyczne podstawy rozwoju 13.12.2010 r.

• Geny składają się z DNA 0 kwasu dezorybonukleinowego

• DNA ma kształt podwójnej helisy lub skręconej drabiny w której:

  • „prowadnice” to cząsteczki cukru i fosforów.

  • „szczeble” to zasady: cytozyna C, guanina G, adenina A, tymina T.

Gen jest funkcjonalną jednostką dziedziczenia. Geny składają się z DNA i są zgrupowane w chromosomach. Informacja zapisana w genie musi być przetłumaczona do RNA. Cząsteczki RNA są końcowymi produktami genów rRNA, tRNA i snRNA.

Transkrypty większości genów są przetwarzane do mRNA a następnie ulegają translacji do polipeptydów.

Podstawowe funkcje komórkowe zależą w większości od produktów genów, które w procesie ewolucji zmieniają się bardzo powoli.

Np. sekwencje niektórych genów są identyczne u groszku ogrodowego i ludzi (w 93 z 118 aminokwasów).

Genom – to pełny zapis informacji genetycznej organizmu. Haploidalny genom człowieka zawiera 3 x 10(do potęgi 9) par zasad DNA. Ocenia się że genom człowieka koduje około 30 000 różnych genów.

Genom człowieka: 3 000 000 000 par zasad

Przeciętny chromosom – 120 000 000 par zasad

Przeciętny gen – 200 – 200 000 par zasad

Mutacja która może spowodować chorobę – 1 para zasad.

Genotypem nazywamy komplet genów danego osobnika.

Fenotypem to zespół cech organizmu wynikający z ekspresji genotypu.

• Locus (lm – loci)) – określa umiejscowienie genu w chromosomie

• Allel (e) – jedna z dwóch lub więcej odmian w tym samym locus. Jeden allel jest dziedziczony od każdego z rodziców.

• Polimorfizm – allele obecne w ponad 1% populacji.

Allel to jedna z wersji sekwencji genu.(…)

Allele dominujące i recesywne

• Cecha uwarunkowana przez allel dominujący ulega ekspresji niezależnie od drugiego allelu, czyli u heterozygot. Oznacza się je dużymi literami (A)

• Cecha uwarunkowana allelem recesywnym ujawnia się tylko u homozygot, u których oba allele są tego samego typu. Oznacza się je małymi literami (a).

Mutacje to dziedziczne zmiany w genomie organizmu, które mogą wywołać określony efekt fenotypowy. NA poziomie molekularnym: mutacje dotyczą zmiany w sekwencji lub organizacji DNA.

Kod genetyczny tworzą grupy trzech nukleotydów, tak jak litery w zdaniu. Różne mutacji mogą zmieniać zarówna pojedyncze kodony (słowa) jak i liczne kolory (całe zdania).

Ekspresja genu – informacja zakodowana w DNA genów prowadzi do wytworzenia białek, które pełnią funkcje (…)

Zmienność i dziedziczność :D

Geny i choroba

• Choroby monogenowe: mukowiscydoza, choroba Huntingtona, hemofilia (głównie czynniki spowodowane genami)

• Choroby wieloczynnikowe: choroba alzheimera, cukrzyca typu II, nowotwory, choroba sercowo – naczyniowa, depresja (pół na pół, ale bardziej geny)

• Infekcje: grupa, zapalenie wątroby. (głównie czynniki środowiskowe)

Kategorie i techniki badań służące wykazywaniu związku pomiędzy genami a chorobą:

Analiza rodowodu – ocena rozmieszczenia cechy/choroby w rodzinie

Badania rodzinne – ocena częstości choroby wśród krewnych kontra populacja

Badania bliźniąt – ocena udziału czynników genetycznych i środowiskowych w ekspresji choroby

Badania sprzężeń (linknage studies) – fizyczna lokalizacja genu

Badanie asocjacji – (…)

Podstawy zastosowania analizy DNA w diagnostyce molekularnej

• Każda komórka organizmu zawiera w jądrze komórkowym i mitochondriach zakodowaną w DNA, pełną informację genetyczną.

• Wszelkie zmiany dziedziczne muszą znaleźć swoje odbicie w DNA

Rodzaj diagnostyki molekularnej a źródło DNA:

• Diagnostyka postnatalna (dolne komórki jądrzaste, fragmenty tkanek)

• Diagnostyka prenatalne (komórki trofoblastu, komórki płynu owodniowego)

• Diagnostyka preimplantacyjna (komórki zarodka, komórki linii płciowej)

Rodzaje predyspozycji genetycznej w chorobach:

• Monogenowe – zależna od obecności mutacji genowej dziedzicząca się zgodnie z prawami mendla jako cecha autosomalna lub sprzężone z chromosomem X, dominujące lub recesywne

• Aberracje chromosomowe – przejawiają się upośledzeniem intelektualnym

  • Numeryczne

  • Strukturalne

• Poligonowe(wieloczynnikowe) – wielogenowa predyspozycja wyzwalana czynnikami środowiskowymi.

Cechy dziedziczenia autosomalnego:

• Objawy choroby ujawniają się u osób obojga płci

• Oboje rodzice chorego dziecka są bezobjawowymi klinicznie heterozygotami (nosicielami) pod względem zmutowanego genu

• Ryzyko ponownego urodzenia chorego dziecka jest zawsze duże i wynosi 1:4 (25%). Jest ono stałe, niezależne od liczby posiadanych już przez to małżeństwo zdrowych i/lub chorych dzieci

• Prawdopodobieństwo, że ze zdrowego rodzeństwa chorego dziecka jest heterozygotą (nosicielem mutacji) wynosi 2:3

• Jeśli choroba (lub cecha) występuje w populacji rzadko, istnieje duże prawdopodobieństwo pokrewieństwa między rodzicami chorego. Osoba chora może być nosicielem dwóch różnych mutacji w danych locus genowym. Wszystkie dzieci osoby chorej będą nosicielami mutacji genowej (heterozygotami)

• Ujawnienie się choroby u heterozygot. Stan homozygotności dla genu dominującego występuje bardzo rzadko; zazwyczaj jest to wtedy bardzo ciężka lub wręcz śmiertelna postać choroby

• Prawdopodobieństwo przekazania nieprawidłowego genu potomstwu wynosi 50%

• Duże ryzyko przekazania choroby jest stałe i nie zależy od liczby posiadanych już zdrowych i/lub chorych dzieci.