Kwasy nukleinowe- struktura i funkcje
Purynowe- Adenina, guanina
pirymidynowe- cytozyna, tymina, uracyl
Ryboza wchodzi w skład RNA, a 2-deoksyryboza w DNA
Nukleotyd- zasada+ cukier (adenozyna) wiązanie N-glikozydowe
Nukleozyd- wiązanie fosfodiestrowe między poszczególnymi nukleotydami
Wiązania wodorowe między zasadami
Dwuniciowa budowa Helisy DNA wg Watsona i Cricka

1. Dwa delikatne łańcuchy polinukleotydowe zwijają się dookoła wspólnej osi. Łańcuchy są antyrównoległe- biegną w przeciwnym kierunku

2. Zasady purynowe i pirymidynowe znajdują się wewnątrz, a fosforany i deoksyrybozy na zewnątrz helisy. Płaszczyzny zasad są prostopadle do osi helisy, a płaszczyzny pierścieni cukrów są prawie prostopadłe względem zasad.

3. Średnica helisy wynosi 2,0 nm. Odległość między sąsiednimi zasadami mierzona wzdłuż osi wynosi 0,34 nm. Zasady są skręcone względem siebie pod kątem 36⁰. Na całkowity skręt spirali przypada po 10 nukleotydów w każdym łańcuchu, co daje okres przetrwalności 3,4 nm.

4. Dwa łańcuchy łączą się między sobą wiązaniami wodorowymi między parami zasad A/T, G/C.

5. Kolejność zasad w łańcuchu polinukleotydowym nie jest w żaden sposób ograniczana. Ściśle określona sekwencja zasad niesie informacja genetyczna.

Alternatywne struktury podwójnej helisy DNA
B-DNA:
- prawoskrętna
-duży rowek o śr 2,2 nm i mały rowek o śr 1,2 nm
-w warunkach fizjologicznych liczba par zasad wynosi 10,4 na skręt helisy- uznana za charakterystyczny dla B-DNA
-występuje w warunkach wysokiej wilgotności 92% i niskiej siły jonowej.
A-DNA:
-prawoskrętna
-szersza i krótsza od B-DNA
-na całkowity skręt przypada 11 par zasad
-wyst przy wilgotności 75%
Z-DNA:
-lewoskrętna
-12 par zasad
-długa i wąska

Topoizomerazy- grupa enzymów konwertujących energię chemiczną pochodzącą z hydrolizy ATP:
Topoizomerazy I- hydroliza jednego wiązania- napięcie jedne nici odpowiada za usuwanie z cząst DNA super skrętów
Topoizomerazy II- hydroliza dwóch wiązań- napięcie obu nici odpowiada za dodanie do cząst DNA super skrętów (Gyraza)
Gen- podstawowa jednostka dziedziczenia, zlokalizowana w chromosomach decyduje o przekazaniu cech potomstwu

Dzielimy na:
-dominujące i recesywne
-plejotropowe- wpływają na wykształtowanie kilku różnych cech
-kumulatywne (poligeny polimeryczne)- ich działanie sumuje się z działań innych genów
-dopełniające- współdziałające z innym genem w wykształceniu danej cech
-subletalne- obniża żywotność organizmu
-letalne- prowadzą do śmierci organizmu
- strukturalne - zawierają informację dotyczącą biosyntezy białka,
-regulatorowe (regulatory) - regulują aktywność genów strukturalnych.

Genotyp- zespół genów we wszystkich chromosomach danego organizmu

Poziom organizacji chromatyny:
1. Podwójna helisa DNA
2. Nici DNA nawinięte na histony tworzy nukleosomy
3. Włókno chromatynowe (10nm) - zbudowane z upakowanych nukleosomów
4. Solenoid- spiralne skręcone włókno
5. Splątane domeny
6. Chromatyna skondensowana (chromosom)

Telomery- krótkie powtarzalne sekwencje DNA. Ich obecność na końcach chromosomów jest niezbędna do funkcjonowania org. Mają 2 funkcje: 1. Są uczestnikami ostatniego etapu replikacji DNA(terminacja). Ich obecność zapewnia niezmienną długość genomów, 2. Chronią chromosomy przed łączeniem się z innymi.

Chromosomów telocentrycznych nie ma w org

Chromosomy politeniczne- olbrzymie powst na drodze endoreplikacji, spotyka się je w jądrach kom gruczołów ślinowych

Chromosomy szczoteczkowe- w fazie czynnościowej tworzą liczne boczne pętle. Można je zaobserwować w profazie mejozy w oocytach ryb, ptaków.

DNA a RNA
-w RNA zamiast deoksyrybozy wyst ryboza
-w RNA zamiast tyminy jest uracyl
- RNA jest cząst jednoniciową
- w RNA mogą wyst zmodyfikowane zasady

Kwas rybonukleinowy (RNA)

1. Matrycowy (informacyjny) mRNA:
   - najbardziej zróżnicowany pod względem wielkości i stabilności
   -prekursory są dużo większe niż po obróbce
   -sekwencje aminokwasów białka wyznaczają trójki „3” nukleotydów (kodony)
   -kodony ograniczone sygnałem „start”, stop” dla translacji
   -dojrzewający mRNA jest poprzedzony wyst prekursora (pre-mRNA), który po modyfikacji (splicing) jest gotowy matrycą do syntezy
   -transkrypt genów kodujących białka
   -dojrzałe są krótsze

Splicing (składanie genów, wycinanie intronów) tj. usunięcie intronów (sekwencji niekodujących) i połączenie eksonów (sekwencji kodujących) i pre-mRNA eukariota.
Proces ten zachodzi po to by dojrzały mRNA przygotować do translacji kodował ciągły łańcuch polipeptydowy (od kodonu „start” do „stop”).

Obróbka mRNA:
-czapeczka na końcu 5`
-poliadenylacja końca 3`
-wycinanie intronów- składanie
-transport z jądra do cytoplazmy
-degradacja

1. Transportujący tRNA:
   -najmniejsza cząst o skomplikowanej budowie
   -posiada kształt listka koniczyny
   -posiada 4 ramiona, jedno z nich- pętla antykodonowa zaw charakterystyczne „3” nukleotydów antykodon- rozpoznaje kodon na cząst mRNA i następnie odczyt informacji genetycznej z mRNA
   -transportuje aminokwasy do rybosomów
   -dla 1 kom istnieje kilka tRNA
   -w kom wyst kilkadziesiąt rodz tRNA różniących się sekwencją nukleotydową

2. Rybosomalny rRNA
   -powstaje w jąderkach, jest integralną cząst struktury rybosomów
   -zaw duże ilości zmodyfikowanych rybonukleotydów
   -znane są rRNA: 18S, 58S, 16S, 5S
   -kom produkujące dużo białek posiadają nawet kilkaset gramów dla każdego rodzaju rRNA
   W mitochondriach i plastydach Procaryota wyst podjednostka większa, ma stałą segmentacje 50S, a mniejsza 30S, połączone w funkcjonalną całość 70S. tego typu rybosomy nie są związane z błonami.
   Rybosomy wyst w cytoplazmie eukariotycznych. Podjednostka większa 60S, mniejsza 40S- całość 80S zwykle związane z błonami retikulum, rzadko wyst, jako wolne organelle.

3. Mały jądrowy sarna
   -wyst w jądrze kom, bogate w urydynę
   spełniają rolę enzymu (katalizują proces wycięcia intronów z prekursorów mRNA

4. Małe cytoplazmatyczne scena
   -wyst w cytoplazmie
   -wraz ze specyficznymi białkami tworzą kompleksy
   -kierują nowo syntetyzowane białka na zew kom lub do przedziałów wew/kom

5. Małe jąderkowe snoRNA
   -wyst w obszarach jąderkowych w jądrze eukariotów
   -bierze udział w obróbce na modyfikacjach chem nukleotydów
   -wchodzi w skład telomerazy u ssaków której funkcja polega na dobudowaniu brakującego 3`-5` terminalnego odcinka nici
   -bierze udział w imprintingu genów zlokalizowanych na chromosomach płciowych

6. MikroRNA miRNA
   -odgrywają role regulacji ekspresji genów (podczas rozwoju embrionalnego org)
   -funkcją miRNA jest wyciszanie ekspresji genów przez tłumienie translacji w procesie interferencji RNA
   -jest małe, jednoniciowe regulatorowe RNA (20-26 nukleotydów)

7. Małe interferujące siRNA
   -dwuniciowa cząst
   -powst przez pocięcie dwuniciowego RNA w kom
   -wyciszają ekspresję genów o hematologicznej sekwencji

Poliadenylacja- jest to modyfikacja końca 3` mRNA u Eucaryota. Polega to (w uproszczeniu) na dołączeniu przez poli-A polimerazę (PAP)- do końca 3`- od 50 do 250 nukleotydów adeninowych, co ma zabezpieczyć cząst mRNA przed degradacją zanim zdąży opuścić jądro kom OCHRONA mRNA.

Replikacja-polega na rozwinięciu helisy DNA na krótkim odcinku, jest to proces semikonserwatywny (półzachowawczy) tzn., że powstała cząst zawiera jedną nić matczyną a drugą potomną. Powst dwie identyczne dwuniciowe kopie pierwotnej cząst wyjściowej. Błędy generujące wyst bardzo rzadko.

Enzymy biorące udział w replikacji kom bakteryjnych (Procaryota)
-polimeraza DNA I
- polimeraza DNA II
- polimeraza DNA III

Enzymy biorące udział w replikacji kom bakteryjnych (Eucaryota)
-polimeraza alfa
- polimeraza beta
- polimeraza gamma
- polimeraza delta
- polimeraza epsilon

polimerazy I i II
-są pojedynczymi polipeptydami
-geny, które się kodują określane są symbolami pol A (I) i polB (II)
-polimeraza I wyst w kom bakter w największej ilości (przeciętnie 400 cząst w każdej kom). Ma właściwości egzonukleazy i może wycinać nukleotydy po stronie 3` i 5` łańcucha nukleotydowego. Funkcja ta i naprawa DNA oraz wycinanie starterów RNA po zakończeniu replikacji.
-Polimeraza II głównie naprawia uszkodzone DNA
-ma aktywne egzonukleazy 3` więc koryguje błędnie wbudowane nukleotydy na końcu łańcucha 3` DNA
-wyst jej 100 cząst w kom
-mimo że przyłącza nukleotydy (inkorporacja) z mniejszą prędkością niż pol I (Pol I 16-20 nt/s; Pol II 2-5 nt/s) to przyłącza ich więcej podczas jednorazowego kontaktu z nicią DNA (przec. 10 tys nukleotydów)

Polimeraza III (holoenzym HE)
-największy kompleks białkowy odpowiedzialny za elongację replikacji u bakterii
-gen kodujący określany jest, jako pol C
-przeciętne kom zaw 10 kopii tego enzymu, jest jednak bardzo wydajny w dział
-podczas jednorazowego kontaktu z nicią DNA polimeraza DNA III wbudowuje przec 500 tys nukleotydów na nici potomnej (z pręd 250-1000 nt/s)

Polimeraza alfa
-wraz z pol delta i epsilon tworzy kompleks enzymatyczny
-z pol delta odpowiada za syntezę gł. masy DNA
-syntetyzuje nić opóźniony i jest przywiązywana do pol DNA I

Polimeraza beta
-wraz z pol epsilon naprawia uszkodzenia DNA
-usuwa dimery tyninowe leżące na tej samej nici, które uniemożliwiają replikacje

Polimeraza gamma (ob. w mitochondrium)
-syntezuje mitochondrium DNA (mtDNA)
-posiada aktywne egzonukleazy 3`-5`

Polimeraza delta
-katalizuje elongację replikacji nici wiodącej. Analogia do pol DNA III
-posiada aktywne egzonukleazy 3`-5`

Polimeraza epsilon
-działa wraz z pol alfa i delta, zajmuje się podobnie jak delta syntezą nici wiodącej
-odpowiada za sprawdzanie poprawności syntezy DNA i naprawy DNA
-posiada aktywne egzonukleazy 3`-5`

Replikacja, transkrypcja i translacja składają się z 3 procesów: u Procaryota

1. Inicjacja- rozpoczyna się w miejscu origin (ori) gdzie syntetyzowany jest odcinek RNA - starter o długości około 10 do 60 nukleotydów

2. Elongacja- na nici o polarności 3` do 5` nowo syntetyzowany łańcuch może wydłużać się w sposób ciągły, a na nici o przeciwnej polarności w postaci fragmentów Okazaki (około 1000 – 2000 nukleotydów)

3. Terminacja - replikacja kończy się po przejściu widełek replikacyjnych wzdłuż całej kolistej cząsteczki chromosomu przy udziale sekwencji terminacyjnych Ter E, D, A, C, B i F

Replikacja, transkrypcja i translacja składają się z 3 procesów u Eucaryota:

1. Inicjacja- rozpoczyna się w kilku miejscach chromosomu jednocześnie (wiele miejsc ori), w każdym z nich syntetyzowany jest odcinek RNA tzw. starter o długości około 10 nukleotydów

2. Elongacja- – synteza DNA przy udziale polimerazy zachodzi na obu niciach w sposób nieciągły ( ze względu na wiele miejsc inicjacji)

3. Terminacja- zakończenie replikacji ma miejsce w momencie fizycznego zetknięcia się widełek podążających ku sobie z przeciwnych kierunków

Replikon- genetyczna jednostka replikacji. Składa się z miejsca startu replikacji oraz przyległego DNA replikującego się razem z nim. Może zaw miejsce kończące replikacje.

Enzymy replikacji:

1. Helikaza- rozdzielają nić DNA, rozcinają wiązania wodorowe

2. Białka- zapobiegają zwijaniu się pojedyn. Nici DNA

3. Topoizomerazy- przecinają wiązania fosfodiestrowe

4. Prymazy- syntetyzują unikalny starter

5. RNAza- usuwa startery

6. Ligaza- łączy fragmenty

7. Polimerazy- przeprowadzają syntezę

8. Topomerazy- katalizują replikację DNA na końcach łańcucha gdzie możliwe jest przyłączenie startera

Synteza kw nukleinowych polega na przyłączeniu nukleozydo- 5` monofosforanów do końcowej grupy 3`-OH polinukleotydowego

Transkrypcja- przepisanie info gen z DNA na mRNA

Translacja- tłumaczenie info gen z mRNA na białko

Ekspresja genów- wytwarzanie produktu genu w postaci białka zakodowanego w określonej sekwencji nukleotydów

Kod genetyczny - współzależność między sekwencją zasad w DNA (lub mRNA stanowiącym jego transkrypt), a sekwencją aminokwasów w białku.

Cechy kodu genetycznego:

1. Trójkowy - jeden aminokwas koduje grupa trzech zasad (kodon)

2. Niezachodzący –nukleotyd wchodzący w skład danego kodonu, nie zachodzi na kolejną trójkę. Każdy z nukleotydów wchodzi w skład tylko jednego kodonu

3. Bezprzecinkowy - sekwencja zasad jest odczytywana kolejno od określonego punktu startowego

4. Uniwersalny – taki sam in vivo i in vitro i dla wszystkich żywych organizmów

5.Zdegenerowany (wieloznaczny) – większość aminokwasów kodowana jest przez więcej niż jeden triplet

Kodony określające ten sam aminokwas nazywamy synonimami. Większość synonimów różni się tylko trzecią zasadą tripletu. 61 Kodonów określa aminokwasy, 3 nie kodują aminokwasów, lecz są rozpoznawane, jako miejsca zakończenia syntezy łańcucha polipeptydowego.

Są to:
UAG - ambrę (N-1 rozpoznawany przez czynnik RF-1
UAA - ochre (N-2) rozpoznawany przez RF-1 i RF-2
UGA – opal (N-3) rozpoznawany przez RF-2
W mitochondriach niektórych organizmów UGA koduje tryptofan

Pseudogeny- sekwencje, które są zmiennymi elementami rodz genowych niepodlegające ani transkrypcji ani translacji. Powst drogą duplikacji lub retrotranspozycji

Do przeprowadzenia transkrypcji potrzeba:

1. Matrycy- dwu lub jednoniciowy DNA

2. Aktywowane prekursory ATP (adenozyna-5`-trójfosforanu), GTP (guanozyna-5`- trójfosforanu), UTP (urydyno-5`- trójfosforanu), CTP(cytydyno-5`- trójfosforanu).

3. Dwuwartościowe jony metali MG i MN

4. Polimeraza RNA zależna od DNA

Cechy charakt transkrypcji:

1. Przebiega w kierunku 5`-3`

2. Polega na ataku grupy 3^’ OH rosnącego łańcucha na fosforan nadchodzącego trójfosforanu nukleozydu

3. Polimeraza nie wymaga startera

4. Synteza RNA na matrycy DNA jest konserwatywna

5. Polimerazy RNA nie maja właściwości nukleolitycznych

6. Wszystkie rodzaje RNA są syntetyzowane przez jedną polimerazę u Procaryota i trzy polimerazy u Eucaryota

7. Nowo powstałe RNA jest komplementarne i antyrównoległe do DNA matrycowego

8. Transkrypcja zachodzi tylko na jednej nici w określonym regionie genomu

Polimeraz RNA u Procaryota:

• Podjednostka odszukuje miejsca promotorowe

• Podjednostka wiąże białka regulatorowe

• Podjednostka wiąże trifosforany rybonukleozydów

• Podjednostka ß^{’ wiąże} matrycę DNA

• Jednostka pomocnicza Rho uczestniczy w oddzieleniu polimerazy od DNA pod koniec procesu transkrypcji

Miejsce terminacji- jest ściśle określonym miejscem w DNA gdzie polimeraza RNA-DNA-RNA ulega dysocjacji

Enzymy transkrypcji u Eucaryota:

• Polimeraza RNA I - w jąderku, transkrypcja rDNA (genów kodujących rRNA)

• Polimeraza RNA II - w nukleoplazmie, transkrypcja mRNA (pre – mRNA), snRNA

• Polimeraza RNA III – nukleoplazma, transkrypcja pre-tRNA,5S rRNA, snRNA

• Polimeraza RNA mitochondrialna

Translacja 3 etapy

Tworzenie aminoacylo-tRNA

Aminokwasem powstającym u Procaryota jest formyloretionina, a u Eucaryota- metionina

Inicjacja translacji- rozpoczyna się w momencie wprowadzenia aminokwasu w miejsce akceptorowe (peptydowe na rybosomie)
-inicjatorowe tRNA te, które prowadzi ten aminokwas
-elongacja rozpoczyna się w momencie wprowadzenia aminokwasu w miejsce akceptorowe- powstaje wiązanie peptydowe między dwoma aminokwasami
-Terminacja- w momencie pojawienia się kodonu stop
Nie ma takiego tRNA, który potrafi rozpoznać kodon stopu

Operon- zbiór sąsiadujących ze sobą nukleotydów stanowiących jeden lub więcej genów, na których syntetyzowana jest pojedyncza cząst mRNA

Cistron- element operonu skł się z przylegających do siebie genów strukturalnych

Operator- odcinek operonu rozpoznający i przyłączający represor położony bezpośrednio przed I genem struktury

Promotor- odcinek operonu, od którego zaczyna się synteza mRNA

Regulator- gen kontrolujący syntezę białek na drodze wytwarzania procesora

Represor- blokuje transkrypcję danego genu wiążąc się z operatorem

Operon laktozowy- regulacja negatywna bez induktora, regulacja pozytywna

Glukoza kontroluje aktywność cyklazy adenylanowej a tym samym ilość CAMP. Białko aktywatorowe CAP może się przyłączyć do DNA powyżej promotora jedynie w obecności CAMP (w obecności glukozy CAMP niski ma poziom)

Rodzaje operonów bakteryjnych:
-indukowane (kataboliczne) produkcja enzymów, jeśli substrat obecny w środowisku
-ulegają represji (anaboliczne) produkcja enzymów, jeśli substancja syntetyzowana nie istnieje w kom
-podlegające regulacji pozytywnej
-podlegające regulacji negatywnej

Allel- jedna z form konkretnego genu, mogą być identyczne lub różne

I prawo Mendla (prawo czystości gamet)- podczas podziału mejotycznego następuje rozdział odpowiadającej sobie pary genów (alleli)

II prawo Mendla (prawo niezależnego dziedziczenia dwóch cech)- cecha uwarunkowana jedną para genów (alleli) dziedziczy się niezależnie od cechy uwarunkowanej drugą parą genów.

Genotyp- ogół genów danego osobnika, genotyp warunkuje fenotyp.

Genom- podst. komplet info genetycznej inaczej haploidalny zestaw chromosomów, czyli n

Dziedziczenie cech(jednogenowe, recesywnie i dominująco)

Sześciocyfrowy kod- typ dziedziczenia

Ogólne cechy dziedziczenia autosomalnego dominującego u ludzi (penetracja, ekspresja, wiek probanda, zmienna ekspresja(!), Niepełna penetracja)

CHOROBY!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Ogólne cechy dziedziczenia autosomalnie dominująco u ludzi:
-choroba ujawnia się u heterozygot (AA)
-Cecha (choroba) jest przekazywana z pokolenia na pokolenie „pionowo”
-Niektóre choroby monogenowe ujawniają się w późnym wieku, np. choroba Huntingtona
-Występowanie chorób autosomalnych dominujących może być wynikiem mutacji de novo, o czym decyduje głównie wiek ojca
-Choroba występuje z tą samą częstością u obu płci
-Nasilenie objawów choroby (zmienność cechy) może zależeć od płci chorego rodzica przekazującego cechę
-związek heterozygoty z osobą zdrową (aa) 50% potomstwa chore (Aa)
-2 heterozygoty= 75% chore (25%-AA, 50%- Aa) 25% zdrowe (aa)

Obecność lub brak cech klinicznych oraz ich nasilenie zależy od:

-stopnia penetracji patologicznego genu (pełna penetracja – 100% lub 1; niepełna penetracja – poniżej 100 % lub <1)

-wieku probanda

-zmiennej ekspresji genu

Zmienna ekspresja genów- Jeżeli badana cecha u osobników o tym samym genotypie wykształca się z różnym nasileniem w fenotypie

Niepełna penetracja-Jeżeli wśród osobników o tym samym genotypie tylko część wykazuje cechę wywołaną posiadanym genem. Geny dominujące wykazują czasem niepełną penetrację, stąd zjawisko wyciszania typowych objawów choroby aż do ich zupełnego zaniku (może dojść do dziedziczenia z przeskokiem pokoleniowym, chorują np. dziadkowie i wnuki, podczas gdy rodzice są zdrowi).

Ogólne cechy dziedziczenia autosomalnie recesywnego u ludzi:
- choroba ujawnia się u homozygot recesywnych (aa) (rodzice są heterozygotami pod względem zmutowanego genu)
-choroba wyst z jednakowa częstością u obu płci
-Choroby o tym typie dziedziczenia występują głównie u rodzeństwa (poziome przekazywanie cechy)
-Częstość występowania chorób autosomalnych recesywnych (w tym rzadkich) jest zwiększona w małżeństwach spokrewnionych
-ze związku 2 heterozygot (Aa)= 25% zdrowe (AA) i chore (aa) a 50% nosiciele (Aa)

Choroby dziedziczone autosomalnie recesywnie najczęściej są wynikiem mutacji genów strukturalnych, kontrolujących syntezę białek enzymatycznych, co prowadzi do zaburzeń metabolicznych ustroju, a przez to do zaburzeń jego procesów życiowych. Większość bloków metabolicznych dziedziczy się autosomalnie recesywnie. W niektórych chorobach recesywnych istnieje możliwość pośredniego wykrywania heterozygot – nosicieli zmutowanego genu, np. metoda obciążania fenyloalaniną w fenyloketonurii.

Ogólne cechy dziedziczenia dominującego sprzężonego z chromosomem X:
-chorują zarówno mężczyźni (hemizygoty) jak i kobiety (heterozygoty)
-heterozygotyczne kobiety z patologicznym genem mają zazwyczaj łagodną postać choroby, natomiast hemizygotyczni mężczyźni- ciężką
-chory mężczyzna nie przekazuje choroby synom ale chore będą wszystkie córki
-heterozygotyczne chore kobiety przekazują zmutowany gen w 50% zarówno córkom jak i synom
-patologiczny gen dominujący zlokalizowany jest na chromosomie X u mężczyzny jest często letalny.

Ogólne cechy dziedziczenia recesywnego sprzężonego z chromosomem X:
-choroba wyst głównie u hemizygotycznych mężczyzn, heterozygotyczne kobiety ze zmutowanym genem nie chorują (nosicielki)
-kobiety chorują tylko w układzie homozygotycznym dla zmutowanego genu, gdy oba chromosomy X mają zmutowany gen (rzadko)
-kobiety nosicielki zmutowanego genu przekazują go w 50% zarówno synom jak i córkom
-ze związku nosicielka + zdrowy mężczyzna= połowa synów będzie chora, a polowa zdrowa natomiast wśród córek połowa będzie nosicielkami a połowa będzie zdrowa.
-chory mężczyzna nie przekazuje choroby synom natomiast wszystkie córki będą nosicielkami

Układ grupowy ABO
-antygeny są w błonie erytrocytów i w wydzielinach nie ma ich w PMR
-antygen A odmiany: A₁, A₂
-pojawiają się w 6 tyg. życia płodowego

Częstość wyst grup: A 38% (33% A₁, 6% A₂); 0 36%; B 18%; AB 8%

Przeciwciała- nat skł osocza są w płynach ustrojowych i wydzielinach są to izoaglutyniny należące do klasy IgM, są wytwarzane zaraz po urodzeniu.

Odpornościowe anty-A i anty-B, klasa IgM, IgG

Ag A i B są kodonami względem siebie. Układ AB0 dziedziczy się według praw Mendla. Locus ukł AB0 3 allele (9q34.1-q34.2)
Biosynteza Ag pozostaje pod kontrolą genów zlokalizowanych na 14 autosomach. 2 ukł grup są sprzężone z płcią. Obecnie znanych jest 285 antygenów grupowych z czego 245 sklasyfikowano umownie z 29 ukł grupowych krwi- przydatne do kryminalistyki i ustalenia ojcostwa.
-geny AB0 skł się z 7 eksonów
gr krwi A- fenotyp, genotyp zaś I^AI^A

Rodzic	Rodzic `/` = lub
	0
0	0
A	0/A
B	0/B
AB	A/B

Ag AB0 mogą byś w 3 postaciach cukrów na powierzchni erytrocytów: glikolipidami i glikoproteinami, w osoczu: glikosfingolipidami, w wydzielinach: glikoproteinami.
-o swoistości Ag A decyduje: N-acetylogalaktozamina, Ag B: D-galaktoza, Ag H: L-fukoza.
-geny nie kodują ag, geny kodują enzymy, a te zbud z białek przenoszą cukry by powstał ag.
- Łańcuchy prekursorowe są dwóch rodzajów i różnią się tylko wiązaniem między węglem terminalnej galaktozy i węglem przedostatniego cukru, którym jest N-acetyloglukozamina.
- Łańcuchy będące integralnym składnikiem erytrocytów są głównie typu II, podczas gdy łańcuchy obecne w płynach ustrojowych są typu I. 

NIEZGODNOŚĆ W UKŁADZIE ABO MIĘDZY MATKĄ A PŁODEM

• matka ma grupę A, a dziecko B

• matka ma grupę B, a dziecko A

• matka ma grupę O, a dziecko A lub B

Choroby-predyspozycja:
-ludzie z gr A- rak żołądka, dr rodne
-0- chor. wrzodowa żoł i 12-tnicy

Gen H- 19 chrom; nie jest sprzężony z AB0. Gen H koduje enzym fukozylotransferazę przenoszącą fukozę do terminalnej galaktozy (Gal T), substancji prekursorowej, w efekcie tego powstaje substancja grupowa H, która jest prekursorem antygenów A i B

-Fenomen Bombajski (nie powstaje łańcuch prekursorowi H u homozygot rec. hh) 0_h lub ABH_hh

-związany jest z odziedziczeniem dwóch alleli hh, przez osoby mające już genotyp sese. Org nie wytw wówczas aktywnych fukozylotransferaz, tworzą Ag H
-homozygoty hh należą pozornie do gr krwi 0, bo nie maja swoistych krwinek czerwonych, które są determinantem antygenowych A i B

-osoby nie wytwarzają Ag H jak u gr 0

-osoby o fenotypie bombajskim mogą mieć gen A i/lub B, które kodują odpow. transferazy

-brak subst prekursorowej H prowadzi do braku Ag A i B

-w surowicy krwi osób O_h stwierdza się p/ciała anty-A antyB i antyH. Osoby te mogą mieć przetocz krew tylko O_h, gdyż p/ciała antyH aglutynują krwinki właściwej gr 0

-gen h jest amorficzny (nie wytwarza żadnego białka)

-Ag A B H mogą być obecne w płynach ustrojowych – decyduje o tym gen dominujący Se (gen sekrecji(wydzielania))

-Se kontrolują prod fukozylotransferazy – która przenosi fukozę do prekursora typu I

-Se koduje FUT2, H – FUT1 (Fukozylotransferazy)

- transferaza zależna od genu H używa jako substratu łańcucha prekursorowego typu II.

-Osoby hhsese – brak łańcuchów typu II i typu I. Fenotyp tych osób, to klasyczny Bombay (niewydzielacz Bombay).

-Osoby hhSeSe lub hhSese - łańcuchy H typu I są obecne w ich płynach ustrojowych, brak H dotyczy tylko krwinek czerwonych. Fenotyp to para - Bombay (wydzielacz Bombay).

- Fenotyp cisAB – rzadka podgrupa, fenotypowo objawia się podobnie jak AB, jednoczesna ekspresją Ag A i B. Typowa grupa transAB wyst gdy na matrycy dwóch kodominujących alleli A i B powstają 2 enzymy – jeden o aktywn transferazy A a drugi B. cis AB występuje gdy 1 allel koduje enzym o aktywn zarówno transferazy A i B

Układ grupowy Rh

-Ag pojawiają się w 6 tyg życia płodowego

-są tylko na erytrocytach

-Ag Rh inaczej Ag LW lub Ag D dziedziczy się niezależnie od ukł AB0

-p/ciała Rh mają char odpornościowy, należą do klasy IgG i mogą przechodzić przez łożysko

-układ gr Rh jest wysoce polimorficzny, w jego skład wchodzi ponad 49 serologicznie zdefiniowanych Ag

-5 istotnych klinicznie Ag: D, C, c, E, e

- Zgodnie z teorią Fishera-Race ‘a antygeny układu Rh są determinowane przez trzy pary genów allelomorficznych, które zajmują blisko leżące i sprzężone loci na chromosomie 1 (1p36)

-W każdym z loci znajduje się jeden z pary alleli: D/d, C/c, E/e. Występujące genotypy stanowią kombinację 2 z 8 możliwych zestawów: cde, Cde, CDe, CDE, cDE, cDe, cdE, CdE.

- W praktyce największe znaczenie ma antygen D, ponieważ odznacza się znaczną mocą pobudzającą do wytwarzania przeciwciał

- W zależności od obecności antygenu D na erytrocytach wyróżnia się osoby: z fenotypem Rh(+) i genotypem DD lub Dd, oraz z fenotypem Rh(-) o genotypie dd
Konflikt serologiczny
- Jest następstwem reakcji immunologicznej jaka zachodzi między antygenami krwinek czerwonych płodu a przeciwciałami anty-Rh organizmu matki
-matka Rh(-), płód Rh(+)
- krwinki płodu dostają się do krążenia matki i stymulują powstanie przeciwciał anty-Rh (klasy IgG)
- organizm matki jest zdolny do odpowiedzi immunologicznej
- w krążeniu matki jest wysoki poziom przeciwciał anty-Rh, które przechodząc przez łożysko niszczą erytrocyty płodu
-W celu zapobiegania konfliktu serologicznego u noworodków każdej nieuczulonej kobiecie Rh(-), która rodzi dziecko Rh(+) należy podawać gamma-globulinę anty-Rh. Przeciwciała te reagują z erytrocytami płodu które przedostały się do organizmu matki.
-Immunoglobulina anty-RhD powinna być stosowana przed porodem, bowiem mimo prawidłowego podawania jej po porodzie 1-2% Rh ujemnych kobiet uodparnia się.
Grupy krwi a transfuzja
-Największe znaczenie kliniczne mają układy ABO i Rh, przetaczana krew musi być zgodna w zakresie antygenów układu ABO oraz w zakresie antygenu D układu Rh
-Przed transfuzją wykonuje się próbę krzyżową pomiędzy krwią biorcy i dawcy (aglutynacja wyklucza transfuzję)
-W celu określenia grupy krwi należy u badanego przeprowadzić zarówno reakcję aglutynacji jego krwinek z surowicami wzorcowymi, jak i pomiędzy jego surowicą a krwinkami wzorcowymi

Układ grupowy MNS

-skł się z 43 Ag zlokalizowane na chromosomie 4 (4q28.2-q31.1)

-loci MN i Ss położone są blisko siebie i określane są jako GYPA i GYPB

-produktem genu GYPA jest sjaloglikoproteina MN, GPA- glikoforyna A- nośnik determinantów M i N

-gen GYPB odpowiada za ekspresję sjaloglikoproteiny Ss, GPB- glikoforyna B- nośnik determinantów S i s

-GYPE- sąsiaduje z genami GYPA i GYPB, bierze udział w rearanżacji genów, co daje różnorodność antygenów

-wyst tylko na krwinkach czerwonych
-Ag M: w pozycji 1- seryna, w pozycji 5- glicyna

-Ag N: w pozycji 1- leucyna, w pozycji 5- kw glutaminowy

-Ag S w pozycji 29 łańcucha białkowego- metionina

-Ag s w pozycji łańcucha 29- treonina

-dziedziczenie genów M, N, S i s odbywa się na zasadzie kodominacji stąd wyróżnia się fenotypy: MM,NN, MN, SS, Ss, ss

-ukł MNS dziedziczone są jako cechy sprzężone (świadczy o tym niejednakowa częstość wyst Ag S i s u osób mających Ag M, N, MN.

-Ag U znajduje się na glikoforynie B i jest niezbędny do syntezy Ag S i/lub s

-naturalne przeciwciała klasy IgM: allop/ciała anty-M, anty-N

-p/ciała odpornościowe klasy IgG: allop/ciała anty-S

-klasa IgM i IgG; anty-s

-p/ciała ukł MNS są nie wykrywalne w osoczu krwi człowieka

Układ grupowy Lutheran

-locus 19q13.2-13.3

-na matrycy genu powst białko adhezyjne i jego izoforma B-CAM

-Ag biorą udział w przekazywaniu sygnałów między kom, stanowią receptory dla laminin oraz glikoprotein macierzy zew/kom

-wyst w erytrocytach i kom innych narządów

-wyróżnia się 2 najważniejsze: Ag Lu^a (na pozycji 77 łańcucha polipeptydowego ma argininę) i Ag Lu^b (na pozycji 77 łańcucha polipeptydowego ma histydynę)

-allele kodujące Ag są w stos do siebie kodominujące

-fenotyp Lu(a-b-) - bardzo rzadki, ma różne podłoża gen: stan homozygotyczności pod wzg. allele recesywnego (lu), obecność dominującego genu hamującego InLu lub obecność recesywnego allelu genu XS sprzężonego z chromosomem X

-z całkowitym brakiem Ag Lu związana jest obecność 2 recesywnych, amorficznych genów lu

-gen recesywny lu charakt się mutacją prowadzącą do przedwczesnego kodonu stop i przerwania biosyntezy białka

-p/ciała należą do klasy IgM i IgG

Układ grupowy Kell

-Ag znajdują się na glikoproteinie kodowanej przez gen KEL

-locus KEL (7q34)

-białko Kell cechuje się aktywnością katalityczną endopeptydazy cynkowej, aktywującej m.in. endoteinę 3, subst silnie kurczącą naczynia krwionośne

-w ukł wyróżnia się 25 Ag, niektóre maja znaczenie kliniczne

-wykrywane na erytrocytach oraz kom niektórych tkanek (mózgu, śledziony, na kom Sertoliego i mięśni szkieletowych

-do prawidłowej ekspresji Ag ukł niezbędna jest obecność glikoproteiny Xk (na chrom X)

-geny K i k warunkują biosyntezę Ag K i k, są współdominujące

-Ag K cechuje się immunogennością (konflikt serotoniczny)

-p/ciała Kell należą do klasy IgG (odpornościowe)

Układ grupowy Lewis

-wyst na limfocytach i płytkach krwi i krwinkach czerwonych, (ale wytwarzane poza nimi a następnie absorbowane na glikosfingolipidach bł. erytrocytów) i w trzustce, bł. śl. żołądka i jelit oraz innych narządach

-krwinki płodu nie maja Ag, (bo biosynteza rozpoczyna się po porodzie- 6 m-c życia, nie powodują konflikty serologicznego)

-wyróżnia się 6 Ag, które stanowią reszty cukrowe

-najważniejsze Ag Le^a i Le^b (ich biosynteza kontrolowana jest przez 3 niezależne loci ma chrom 19)

-fenotyp Lewis może być modyfikowany przez fenotyp AB0

-p/ciała anty-Le^a i anty-Le^b należą do klasy IgM rzadko do IgG

Układ grupowy Dyffy

-wyst tylko na erytrocytach i innych tk jak mózg, płuca, jelito grube

-Ag są kodowane przez gen FY locus 1q22-q23

-p/ciała anty- Fa^a i anty-Fa^b są p/ciałami odpornościowymi klasy IgG

Układ grupowy XG

-Gen antygenu Xg zlokalizowany jest na ramieniu krótkim chromosomu X (Xp22.3)

-Dziedziczenie tej cechy jest związane z płcią

-Istnieją dwa typy osobników: Xg(a+) i Xg(a-)
-Para alleli: Xga i Xg

-Ojciec posiadający cechę Xg(a+) nie może mieć córki z cechą Xg(a-)

-Matka Xg(a-) nie może mieć syna z cechą Xg(a+)

-p/ciała należą do klasy IgG, rzadziej do IgM

Nowotwór- jest nieprawidłową tkanką rosnącą niezależnie od mechanizmów kontroli komórkowych.

-choroba nowotworowa rozwija się w następstwie nabytych zmian genetycznych powstałych w wyniku procesu karcynogenezy
-podstawą karcynogenezy są zaburzenia funkcji genów w wyniku serii germinacyjnych i/lub somatycznych mutacji DNA

-na rozwój nowotworu wpływają:
* liczne czynniki środowiskowe

* wrodzone predyspozycje rodzinne

* nosicielstwo genów zaangażowanych w powstanie nowotworu

Nowotwór powstaje, gdy są zaburzenia:

-cyklu komórkowego

-procesu apoptozy

-interakcje m/kom

Raki powstają z tkanki nabłonkowej.

Rodzaje nowotworów:

• NOWOTWORY ŁAGODNE- włókniak, brodawczak, tłuszczak, gruczolak, torbiel epidermalna

• NOWOTWORY ZŁOŚLIWE-raki (tkanka nabłonkowa), mięsaki (tkanka nienabłonkowa)

• NOWOTWORY MIEJSCOWO ZŁOŚLIWE- rak podstawnokomórkowy, włókniak powięziowy, guz mieszany ślinianek

Podłoża molekularne choroby nowotworowej:

1. Aktywacja protoonkogenów oraz inaktywacja genów supresorowych (antyonkogenów)
   -transformacji nowotworowej, wyrażającej się niekontrolowanym wzrostem kom i ich podziałom sprzyja nadmierna, patologiczna aktywność pewnych genów (onkogeny)
   -funkcja genów o przeciwstawnym dział (tzw. supresorów onkogenezy) jest zahamowana
   -biologia nowotworu- zab równowagi między onkogenami i genami supresorami
   -nowotwór uzyskuje fenotypowe cechy złośliwości w procesie progresji
   - w procesie transformacji dochodzi do zmian w różnych klasach genów mających wpływ na wzrost, proliferację i różnicowanie kom:
   * protoonkogenów- geny stymulujące wzrost i podział
   *genów supresorowych transformacji nowotworowej- antyonkogeny które hamują wzrost i podział
   *genów kontrolujących apoptozę- zaprogramowana śmierć kom
   *genów biorących udział w angiogenezie
   *genów regulujących naprawę uszkodzonego DNA
   *genów supresorowych w mech przerzutowania
   *genów regulujących adhezję komórkową
   *genów dla immunoglobulin i ukł HLA
   -transformacja nowotworowa rozpoczyna się ze zmienioną wrażliwością na czynniki wzrostowe, nabyciem zdolności kom do nieograniczonej liczby podziałów, opornością na apoptozę i utratą zdolności do hamowania wzrostu kom
   -wyst przynajmniej 2 mutacji w różnych genach somatycznej linii komórek powoduje przyspieszenie tempa ich podziału- powstaje klon zmutowanych kom

2. Protoonkogeny
   -prawidłowe geny regulujące cykl komórkowy, które w fizjologicznych warunkach uczestniczą we wzroście i różnicowaniu kom.
   -Pełnią rolę w przesyłaniu sygnałów wew kom, zazwyczaj produkując białko kodujące.
   -Ich aktywacja może prowadzić do transformacji i rozwoju nowotworu
   -aktywność ich polega na kontroli mech homeostazy na poziomie kom (przez działanie supresorów) jak i całego org (przez hormony i cytokiny)
   -onkogeny
   *są genami dominującymi (wystarczy 1 zmutowany allel by wywołał onkogenne dział)
   *niezwykle rzadko warunkują dziedziczne postacie nowotworów, z reguły związane są z mutacjami genetycznymi
   *to Protoonkogeny zmienione w taki sposób by białka przez nie kodowane (onkoproteiny), uczestnicząc w procesach życiowych kom, przekształcają ją w kom nowotworową
   *ujawnienie potencjału onkogennego protoonkogenów może nastąpić w takich mech jak:
   +mutacje punktowe
   +amplifikacje genów(zwielokrotnienie)
   + translokacje (przemieszczanie)
   +insercje (wstawienie krótkiej sekwencji DNA)

3. Mechanizmy aktywacji protoonkogenów
   -mutacje punktowe
   *najczęstszą i najlepiej zbadaną aktywacją protoonkogenu jest protoonkogen ras w nowotworach ludzkich
   *mutacje te wywołują w 10-20% wszystkich nowotworów
   -amplifikacje genów
   *znaczne zwielokrotnienie liczby kopii prawidłowego protoonkogenu w kom powoduje to ze produkt genu (białko) jest prawidłowy jednak znacznie zwiększa się ilość białka
   *amplifikacje związane są z rozwojem oporności na leki p/nowotworowe i gorszym rokowaniem
   -translokacje chromosomowe
   *mech aktywacji protoonkogenu polega na jego przeniesieniu w sąsiedztwo promotora lub sekwencji wzmacniających transkrypcję genów w efekcie dochodzi do nadekspresji protoonkogenu np. chłoniak Burkitta
   *inne zmiany strukturalne protoonkogenów powst w skutek:
   +rekombinacji chromosomowej
   +delecji
   +insercji
   +rearanżacji wew

4. Onkoproteiny
   -to produkty onkogenu, są zdolne do transformacji nowotworowej kom
   -długotrwała i niekontrolowana ich produkcja powoduje że kom w sposób niekontrolowany namnażają się
   -obecność ich może być efektem integracji wirusowego onkogenu z genomem kom eukariotycznej powstałe białko interferuje w syntezę białek w kom lub w procesy regulacyjne kom i prowadzi do zmian nowotworowych w kom

Geny supresorowe

-antyonkogeny
-geny recesywne
-w przypadku unieczynnienia obydwu alleli promują transformację nowotworową

-do tej grupy należą geny, których produkty białkowe hamują wzrost i proliferację kom

Czynniki biologiczne

Wirusy same w sonie nie odpowiadają za powstanie i rozwój chorób nowotworowych są koniecznym jednak niewystarczającym powodem degenerowania kom. Dla uwarunkowanych wirusami form raka z charakt jest długi okres uśpienia jaki upływa pomiędzy infekcją a zachorowaniem (20-50 lat). Infekcja sama w sobie nigdy bezpośrednio nie prowadzi do rozwoju choroby