Dziedziczenie wieloczynnikowe cd

Barwa skóry:

- cecha ilościowa, dziedziczenie wieloczynnikowe

- współdziałanie kilkunastu par alleli

- liczba genotypów nie odpowiada liczbie fenotypów (liczba fenotypów mniejsza niż genotypów)

- w pokoleniu F1 natężenie cechy wykazuje wartości pośrednie i małą różnorodność

- w pokoleniu F2 duże zróżnicowanie fenotypów

Np:

- homozygota recesywna względem wszystkich 3 genów aabbcc ma białą skórę

- potrójna homozygota dominująca AABBCC ma czarną skórę

- mulatem jest osoba, która ma trzy allele recesywne i trzy dominujące. Może mieć genotyp AaBbCc, AabbCc lub aaBBCc

Transgresja:

- przekroczenie zakresu cechy występującej w pokoleniu rodzicielskim

- dotyczy dziedziczenia cech ilościowych uwarunkowania przez co najmniej kilka par alleli

- przykłady: barwa skóry u potomstwa Mulatów, wzrost i IQ (wyższe lub niższe niż u rodziców), potomstwo bardziej lub mniej odporne na choroby zakaźne itp.

Zjawisko transgresji:

przykład:

- barwa skóry warunkowana poligenami heterozygoty AaBb x AaBb => 16 kombinacji zygot

- prawdopodobieństwo urodzenia dziecka z czarną skórą (AABB) wynosi 1:16

- prawdopodobieństwo urodzenia dziecka z białą skóra wynosi 1:16

- transgresja dodatnia: potomstwo o genotypie AABB

- transgresja ujemna: potomstwo o genotypie aabb

Współdziałanie poligenów:

- geny kumulatywne: niewielkie efekty indywidualne, kontrolują wspólnie daną cechę

- geny aktywne (dominujące)

- geny neutralne (recesywne)

Dziedziczenie wieloczynnikowe ilościowe:

- natężenie cechy jest proporcjonalne do liczby dominujących genów kumulatywnych

- stopień natężenia cechy jest proporcjonalny do liczby wszystkich poligenów

- duży wpływ czynników środowiskowych na ekspresję genów

Odziedziczalność (ang. heritabity, H):

- określa jaka część zmienności cechy zależy od wpływu genów a jaka od środowiska

- całkowita zmienność fenotypowa (Vp) to suma zmienności uwarunkowanej genetycznie (VG) i zmienności uwarunkowanej działaniem czynników środowiska (VE)

Vp=VG+VE

H=VG/Vp x 100

Badania bliźniąt mono i dizygotycznych:

- bliźnięta monozygotyczne: identyczne genetycznie

- bliźnięta dizygotyczne: proporcja wspólnych genów jak u rodzeństwa niebliźniaczego

-”metoda bliźniąt”: ocena stopnia odziedziczalności:

- dziedziczenie monogenowe: stosunek zgodności cech u bliźniąt monozygotycznych wynosi 100%

- cechy determinowane wieloczynnikowo: zgodność u bliźniąt monozygotycznych <100% większa niż u bliźniąt dizygotycznych

Wrodzone wady rozwojowe: rozszczep wargi/ i lub podniebienia:

- wada → przekroczenie wartości progowej (geny kontrolujące rozwój wargi i podniebienia: przewaga genów nieprawidłowych nad prawidłowymi)

- ryzyko urodzenia kolejnego dziecka z wadą większe niż ryzyko populacyjne

- czynniki genetyczne

- czynniki środowiskowe: nikotynizm matki, hipoksemia nadużywanie alkoholu, promieniowanie jonizujące, niedobór witamin (np. kwas foliowy), różyczka w trakcie ciąży, wysoka gorączka

Wady cewy nerwowej:

- wady ośrodkowego układu nerwowego powstają w pierwszych 4 tygodniach rozwoju (prawidłowo zamknięcie cewy nerwowej ok 30 dnia po zapłodnieniu)

- bezmózgowe, iniencefalia, przepuklina mózgowa rozszczep czaszki i kręgosłupa, rozszczep kręgosłupa

- przyczyny: leki przeciwpadaczkowe, niedobór kwasu foliowego, czynniki genetyczne

- profilaktyka: kwas foliowy

- kobiety w wieku rozrodczym: 0,4 mg/dziennie

- kobieta, które urodziły dziecko z wadą cewy nerwowej powinny przyjmować 4 mg kwasu foliowego na miesiąc przed planowaną ciążą oraz cały I trymestr

Otyłość:

- wg WHO na świecie żyje ponad 1.6 miliarda ludzi o wskaźniki BMI >25

- otyłość jako problem medyczny i ekonomiczny

- przyczyny epidemii: zmiana stylu życia, dostępność taniej wysoko przetworzonej i kalorycznej żywności: wyniki badań wskazują na udział defektów genetycznych

Czynniki genetyczne warunkują 3 rodzaje otyłości:

- jednogenowa: mutacje genu leptyny (LEP) oraz receptora leptyny (LEPR), mutacje genu 4 receptora melanokrotyny (MC4R)

- otyłosc jako element zespołu: np. zespół Prader-Willi (delecja 15q11-13)

- otyłość uwarunkowana wielogenowo

Badania nad bliźniętami:

- grupa badania: 25 tys bliźniąt i 50 tys członków rodzin

- wyniki: prawdopodobieństwo wyst większe dla bliźniąt monozygotycznych wychowanych oddzielnie niż dla żyjących w takich samych warunkach rodzeństw adoptycyjnych

Otyłość poligenowa:

- najczęściej skutek polimorfizmów genów (a nie mutacji czy aberracji chromosomowych)

- poliformizm genu: niewielkie różnice w sekwencji genu występujące u ponad 2% populacji (różne odmiany tego samego genu) konsekwencja są zmiany funkcji białek

np.: SNP: Single Nucltleotide Polymorphism

- ponad 240 genów zaangażowanych w regulację apetytu, zapotrzebowania energetyczne, metabolizm glukozy, lipidów, rozwój tkanki tłuszczowej

- gen SLC6A14: gen przednośnika substancji rozpuszczalnych (transporter dla tryptofanu)- istotny podczas syntezy serotoniny

- gen PPARy: gen receptora aktywowanego profileratorami peroksysomów typu y- udział w metabolizmie kwasów tłuszczowych

Cukrzyca:

Klasyfikacja:

- Cukrzyca typ I:

- typ autoimmunologiczny

- typ idiopatyczny

- Cukrzyca typu II:

Inne typy cukrzycy:

- defekty genetyczne czynności komórek Beta (cukrzyce monogenowe)

Cukrzyca ciężarnych

Cukrzyca typu I:

- predyspozycja związana z genami głównego układu zgodności tkankowej

- geny zlokalizowane na chromosomie 6, kodują antygen zgodności tkankowej HLA

Cukrzyca typu II:

Czynniki genowe:

- rodzinne występowania

- wysoka zgodność występowania u bliźniąt monozygotycznych

- zwiększona częstość występowania w określonych grupach etnicznych (np. Indianie Prima)

- dziedziczenie wielogenowe: niezgodność częstości występowania choroby z autosomalnym wzorcem mendlowskim

- badania nad populacją brytyjską i francuską: loci predysponujące do cukrzycy znajdują się na chromosomach: 1,2,3,8,10,20

- geny: gen insuliny, gen rec. Insulinowego, geny transporterów glukozy (GLUT), geny apolipoprotein, glukokinazy, fosfolipazy C..

Czynniki środowiskowe:

- styl życia i dieta

- szybko narastająca epidemia choroby

- różnice w zachorowalności w podobnych populacjach żyjących w różnych obszarach geograficznych

Cukrzyca MODY:

- cukrzyca typu 2 u młodych

- dziedziczenie autosomalne dominujące

- powolny początek i przebieg, bez skłonności do ketozy

- często prowadzi do przewlekłych powikłań

- obecnie wyróżnia się 11 typów MODY

Choroba Alzheimera:

- postępująca, degeneracyjna choroba OUN, 50% wszystkich przypadków otępienia

- po 65 roku życia 10% populacji, po 85 roku życia 40% populacji

- hipoteza kaskady beta-amyloidu: pierwotnym wydarzeniem w patogenezie Alzheimera jest odkładanie się złogów beta-amyloidu w postaci blaszek amyloidowych w korze mózgowej chorych

- gen prekursora amyloidu (betaAPP), położony na chromosomie 21

- geny odpowiedzialne za proteolityczna obróbkę:

- presenilina 1 (PS1) gen na chromosomie 14

- presenilina 2 (PS2) gen na chromosomie 1

Postać późno objawowa Alzhemiera:

- apolipoproteina E (ApoE) wiąże się z bera-amyloidem odkładanym w mózgu

Hipoteza cholinergiczna: zaburzenia neurotransmisji cholinergicznej:

- cholinesterazy: acetylocholinoesteraza (AchE) i butyrylochilinosterazę BchE

- w mózgach pacjentów z zaawansowaną choroba Alzheimera stwierdzono znaczny wyrost (41-80%) aktywności BchE, aktywności AchE pozostawała niezmieniona lub uległa obniżeniu

Współczesna terapia opiera się na lekach będących inhibitorami cholinoesteraz, enzymów odpowiedzialnych za rozkład acetylocholiny

Ryzyko zachorowania na Alzheimera nie zależy jedynie od uwarunkowań genetycznych, ale również od stylu życia.

Uważa się, że siedzący tryb życia, dieta wysokokaloryczna oraz wysokotłuszczowa mogą zwiększyć prawdopodobieństwo wystąpienia demencji związanej z Alzheimerem.