Genetyka mendlowska

• Genetyka mendlowska (klasyczna) zajmuje się badaniem zasad dziedziczenia cech.

• Cecha – to właściwość organizmu, według której można podzielić osobniki na klasy. Cechy to: kolor oczu, kolor włosów, kształt grzebienia, długość włosów, wzrost, masa ciała, ilość dawanego mleka

Cechy

• Jakościowe – można wyodrębnić ściśle określone klasy osobników np. Kolor sierści, Kolor oczu

• Ilościowe – różnice pomiędzy dwoma osobnikami mogą być niedostrzegalne. Wyrażane są w jednostkach miary np. Wzrost, Masa ciała

Cechy jakościowe

• Gen – czynnik odpowiedzialny za występowanie konkretnej cechy (kolor oczu, kolor włosów)

• Allel – wersja genu odpowiedzialna za powstawanie alternatywnych wartości cechy (oczy ciemne – oczy niebieskie, włosy jasne - wlosy ciemne)

• Locus – miejsce zajmowane przez gen (allel)

• Fenotyp – zestaw posiadanych cech. W wąskim rozumieniu jest to wartość rozpatrywanej cechy, np. czerwony kolor sierści.

• Genotyp – zestaw posiadanych genów. W wąskim rozumieniu jest to zestaw posiadanych alleli rozpatrywanego genu.

• Penetracja – częstotliwość ujawniania się fenotypu u osobników posiadających określony genotyp (penetracja niepełna – nie wszystkie

osobniki o określonym genotypie posiadają oczekiwany fenotyp)

• Pleiotropizm - Zjawisko wpływania genu na więcej niż jedną cechę organizmu

• Zygota – osobnik powstający w wyniku procesu zapłodnienia mający dwa allele rozpatrywanego genu - po jednym allelu przekazanym przez ojca i matkę

– Homozygota – posiada dwa identyczne allele danego genu

• H. dominująca – posiada dwa allele dominujące

• H. recesywna – posiada dwa allele recesywne

– Heterozygota – posiada dwa różne allele danego genu

• Allel dominujący – u heterozygoty maskuje obecność innego allelu danego genu. Oznaczany dużą literą alfabetu (A).

• Allel recesywny – u heterozygoty jego obecność jest maskowana przez obecność allelu dominującego. Oznaczany małą literą alfabetu (a)

• Dominacja – fenotypy homozygoty dominującej, oraz heterozygoty są nieodróżnialne. Nie można określić genotypu na podstawie fenotypu.

• Dziedziczenie pośrednie – fenotypy homozygoty dominującej, homozygoty recesywnej, jak również heterozygoty, są od siebie odmienne. Można określić genotyp na podstawie fenotypu.

• Kodominacja – u heterozygot ujawniają się oba posiadane allele rozpatrywanego genu. Można określić genotyp na podstawie fenotypu.

I prawo Mendla

• Do każdej z gamet przechodzi po jednym allelu z pary alleli.

Choroby genetyczne dziedziczą się jak cechy jakościowe

II prawo Mendla

• Cechy warunkowane przez różne geny dziedziczą się niezależnie.

Allele wielokrotne

• W populacji mogą występować wiecej niż dwa allele danego genu. Mamy wtedy do czynienia z tzw. szeregiem alleli wielokrotnych.

• Jeden osobnik może posiadać tylko 2 allele z szeregu występującego w populacji

• Ogólna liczba genotypów przy n allelach to n(n+1)/2

• Allele umaszczenia u królików

– C – czarny, C^ch – szary, C^h – himalajski, c – albinotyczny

• Szereg alleli: C>C^ch>C^h>c

Allele wielokrotne

• W układzie grupowym krwi AB0 występują 4 allele: I^A1, I^A2, I^B, i

• Allel I^A1 dominuje nad allelem I^A2, allele I^A1 i I^A2 wykazują kodominację z allelem I^B, a wszystkie allele są dominujące w stosunku do allelu i

• Grupa krwi A1 może powstawać przy następujących genotypach: I^A1I^A1, I^A1I^A2, I^A1i

• Grupa krwi A2 może powstać przy genotypach I^A2I^A2, I^A2i

Allele wielokrotne – świnka morska

• Ruda, Ciemna sepia, Sepia, Jasna sepia, Albinos

Allele wielokrotne - koty

• Czarny, Ciemny, Srebrzysty, Syjamski

Choroby dominujące sprzężone z płcią

• Chorują kobiety i mężczyźni

• Chory mężczyzna ma tylko chore córki i tylko zdrowych synów

• Chore kobiety (heterozygoty) przekazują cechę 50% swego potomstwa

• Chore kobiety (homozygoty) przekazują cechę całemu potomstwu

• Choroba występuje dwa razy częściej u kobiet niż u mężczyzn

• Przykład: krzywica hipofosfatemiczna oporna na wit. D

Choroby recesywne sprzężone z płcią

• Choroba nie musi ujawniać się w każdym pokoleniu

• Choroba występuje znacznie częściej u mężczyzn niż u kobiet, które są najczęściej nosicielkami genu

• Mężczyzna nie może być nosicielem genu

• Chory mężczyzna nigdy nie przekazuje cechy synom, a wszystkie jego córki są nosicielkami

• 50% synów nosicielki jest chora, a 50% córek staje się nosicielkami

Choroby sprzężone z płcią

• Hemofilia A i B (człowiek, pies, koń), Daltonizm, Dystrofia mięśniowa Duchenne’a (człowiek), Niedobór dehydrogenazy glukozo-6-fosforanu, Zespół Lesch-Nyhana, Brak owłosienia (bydło), Drżenie (kura), Brak upierzenia (kura)

Cechy związane z płcią

• Geny warunkujące te cechy zlokalizowane są na autosomach, ale u heterozygot fenotyp uzależniony jest od płci osobnika.

• Na ujawnianie się fenotypu u heterozygot wpływ mają hormony płciowe, głównie testosteron.

• Przykładem jest łysienie u ludzi.

– Mężczyzna BB i kobieta BB – nie łysieją

– Mężczyzna bb i kobieta bb - łysieją

– Mężczyzna Bb – łysieje

– Kobieta Bb – nie łysieje

Cechy ograniczone przez płeć

• Cechy, których geny znajdują się zarówno w genomie samca, jak i samicy, ale uwidaczniają się tylko u jednej płci

– Mleczność, Nieśność, Plenność (liczba młodych w miocie)

Współdziałanie genów

• Wiele cech powstaje w wyniku wspólnego wpływu różnych genów nieallelicznych

– Współdziałanie genów, Epistaza dominująca, Epistaza recesywna, Komplementacja (działanie dopełniające)

Kształty grzebieni u drobiu: pojedynczy (pprr), groszkowy, (PPrr, Pprr), orzeszkowy (P_R_), różyczkowy (ppRR, ppRr).

Gen epistatyczny – gen który maskuje

Gen hipostatyczny – gen który jest maskowany

Populacja

• Populacja jest to zbiór osobników jednego gatunku żyjących na danym terytorium w danym czasie.

• Genetykę populacyjną interesuje tzw. populacja panmiktyczna (mendlowska), która cechuje się tym, że:

– Jej liczebność jest nieskończona

– Wszystkie osobniki w populacji krzyżują się swobodnie ze sobą i mają równe szanse na posiadanie potomstwa

– Nie działają na nią czynniki zaburzające równowagę genetyczną:

• Migracja, Dryf genetyczny, Selekcja

Allele genu w populacji

N = ogólna liczba osobników (25)

2N = ogólna liczba alleli genu A (50)

D = liczba homozygot AA (6)

R = liczba homozygot aa (12)

H = liczba heterozygot Aa (7)

D + H + R = N

P = liczba alleli A (19)

p = częstość allelu A (0,38)

P = 2D+H

p = 2D+H/2N

Q = liczba alleli a (31)

q = częstość allelu a (0,62)

Q = 2R+H

q = 2R+H/2N

Prawo Hardy’ego-Weinberga

• W populacji znajdującej się w stanie równowagi genetycznej (populacji panmiktycznej) częstość występowania genotypów zależy wyłącznie od częstotliwości alleli i jest stała z pokolenia na pokolenie: p2+2pq+q2=1

• Populacja znajduje się w stanie równowagi genetycznej jeśli spełniony jest warunek: H2=4DR lub h2=4dr

Prawo Hardy’ego-Weinberga dla genów sprzężonych z płcią

p+q=1 - U samców częstotliwość genotypów równa jest częstotliwości alleli

p2+2pq+q2=1 - U samic częstotliwośc genotypów wyrażana jest klasycznym wzorem na prawo H-W

Migracja

• Emigracja – przemieszczanie się osobników z badanej populacji na zewnątrz. Każdy osobnik zabiera ze sobą dwa allele badanego genu.

• Imigracja – przemieszczanie się osobników z zewnątrz do badanej populacji. Każdy osobnik przynosi ze sobą sobą dwa allele badanego genu.

Dryf genetyczny

• Losowa, nieukierunkowana zmiana częstotliwości alleli wywołana:

– odstępstwami od prawdopodobieństw oczekiwanych na podstawie obliczeń statystycznych

– przypadkowymi zdarzeniami eliminującymi pewne osobniki z populacji

• Dryf genetyczny występuje w niewielkich populacjach, w których prawdopodobieństwa zdarzeń wykazują znaczne odstępstwa od prawa wielkich liczb.

Efekt założyciela

• Jeśli z jakiejś populacji wyodrębni się grupę osobników, przeniesie je na nowy teren i rozmnożą się tam one wytwarzając nową populację, to struk-tura genetyczna nowej populacji będzie determinowana częstotl. alleli występującymi wśród gr. założycieli a nie populacji z której oni pochodzą

•Efekt założyciela jest niezwykle niebezpieczny w populacjach stworzonych z małej liczby osobników wyjściowych z powodu niebezpieczeństwa wystąpienia wśród nich niezidentyfikowanego nosiciela (nosicieli) genów letalnych.

Efekt założyciela

Basenji – pies przywieziony z Etiopii i rozmnożony w Europie z kilku osobników założycielskich. W populacji europejskich Basenji występuje dziedziczna anemia hemolityczna, która jest praktycznie nieznana u psów żyjących w Afryce. Wśród psów wywiezionych z Afryki znajdował się jeden (?) nosiciel genu letalnego, który został następnie rozpowszechniony w całej populacji.

Selekcja

• Zjawisko polegające na eliminowaniu pewnych osobników z populacji, lub uniemożliwianiu im pozostawiania potomstwa (przekazywania swoich genów następnemu pokoleniu), przy jednoczesnym faworyzowaniu innych osobników.

• Selekcję dzielimy na:

– Selekcję naturalną

– Selekcję sztuczną

• Z punktu widzenia genetyki populacyjnej selekcja polega na eliminowaniu z populacji pewnych alleli, lub/i genotypów.

Selekcja eliminujaca allel dominujący

• Polega na usunięciu z populacji zarówno homozygot dominujacych, jak i heterozygot.

• Ze względu na łatwość identyfikacji heterozygot jest procesem bardzo efektywnym – natychmiast podnosi częstotliwość allelu a do 1,0, a obniża częstotliwośc allelu A do 0,0.

• Allel A pojawia się w populacji w drodze mutacji rewersyjnej – allel a mutuje do allelu A.

• Częstotliwość pojawiania się fenotypu dominującego jest dwa razy większa niż częstotliwość mutacji!

Selekcja eliminująca allel recesywny

• W warunkach naturalnych polega na eliminacji homozygot recesywnych.

• Ze względu na to, że nie można zidentyfikować heterozygot (nosicieli allelu recesywnego) jest procesem mało efektywnym – allel a pozostaje ukryty wśród heterozygot.

• Usuwając homozygoty recesywne nigdy nie daje się całkowicie usunąc allelu recesywnego z populacji.

• Usuwany allel a jest uzupełniany w wyniku mutacji allelu A do allelu a.

• Częstotliwość pojawiania się fenotypu recesywnego jest równa częstotliwości mutacji.

Selekcja eliminująca heterozygoty

• Występuje w niektórych przypadkach, np. eliminacja z populacji prosiąt wrażliwych na zakażenie bakterią E. coli K88.

• Selekcja eliminująca heterozygoty usuwa równą liczbę alleli dominujących i recesywnych.

• Ten rodzaj selekcji szybciej eliminuje allel, którego częstość występowania w populacji była mniejsza.

Selekcja preferująca heterozygoty

• Polega na eliminowaniu zarówno homozygot dominujących, jak i homozygot recesywnych.

• Jeśli oba rodzaje homozygot są eliminowane z identyczną efektywnością, to częstotliwości alleli A i a przyjmują wartość 0,5.

• Jeśli oba rodzaje homozygot różnią się, jeśli chodzi np. o żywotność, to częstotliwość alleli A i a zależy od względnej żywotności obu homozygot.

Anemia sierpowata

• Wywołana mutacją w genie betaglobiny, wchodzącej w skład hemoglobiny (Glu->Val) na pozycji 6

• HbS – gen hemoglobiny sierpowatej

• Hb – gen hemoglobiny normalnej

• Genotyp Hb/Hb – wrażliwy na malarię

• Genotyp HbS/HbS – ginie z powodu zaburzeń ukrwienia tkanek

• Genotyp Hb/HbS – oporny na malarię/bezobjawowy

Mechanizmy chorób dziedzicznych

Podział chorób dziedzicznych

• Choroby jednogenowe

– Autosomalne

• Dominujące – achondroplazja, neurofibromatoza

• Recesywne – fenyloketonuria, mukowiscydioza

– Sprzężone z płcią

• Dominujące – krzywica oporna na wit. D

• Recesywne – hemofilia, dystrofia mięśniowa Duchenne’a

• Choroby wieloczynnikowe

– Wady rozwojowe, Schizofrenia, Miażdzyca i inne

Choroby jednogenowe (dominujące)

• Zaburzenia w budowie białek strukturalnych

• Zmniejszenie ilości białek regulatorowych

• Zmniejszenie ilości białek receptorowych

• Delecja genów supresorowych

• Produkcja toksycznych białek

• Hemoglobinopatie dotyczące łąńcucha alfa hemoglobiny

Choroby jednogenowe (recesywne)

• Brak białek enzymatycznych

• Brak białek receptorowych

• Brak białek regulacyjnych

• Hemoglobinopatie dotyczące łańcucha beta Hemoglobiny

Bloki metaboliczne

• W organizmie funkcjonują szlaki metaboliczne będące ciągiem przemian biochemicznych – jedna substancja (A) przekształcana jest w drugą (Z) poprzez szereg stadiów pośrednich (B, C, D, itd.).

• Każdy etap przekształcenia katalizowany jest przez określony enzym.

• Brak enzymu katalizującego określoną reakcję szlaku metabolicznego wywołuje tzw. blok metaboliczny.

• Blok metaboliczny powoduje nagromadzenie substratu dla brakującego enzymu, przy jednoczesnym braku produktu reakcji przez niego katalizowanej.

Fenyloketonuria - wrodzona, uwarunkowana genetycznie choroba polegająca na gromadzeniu się w organizmie i toksycznym wpływie aminokwasu fenyloalaniny.U podłoża choroby leży mutacja genu odpowiedzialnego za aktywność enzymu hydroksylazę fenyloalaninową (PAH), który bierze udział w metabolizmie fenyloalaniny. Choroba dziedziczy się w sposób autosomalny recesywny. Objawami nieleczonej choroby są pogłębiające się zaburzenia neurologiczne z napadami padaczkowymi, znacznego stopnia upośledzenie rozwoju umysłowego i motorycznego^[1]. Poza tym mogą występować, zaburzenia chodu, postawy, hipotonia mięśniowa, ruchy atetotyczne, zesztywnienie stawów. Do obrazu chorobowego dołącza charakterystyczny "mysi" zapach potu oraz częste występowanie wysypek.

Albinizm (bielactwo) –brak pigmentu w skórze, tworach skórnych, włosach i tęczówce oka (czerwone oczy lub, rzadziej, niebieskawe). Osobnicy nie mający pigmentu w skórze, są wrażliwi na działanie promieni słonecznych, mają bardzo jasną skórę, białe włosy, rzęsy i brwi. Dziecko z albinizmem rodzi się różowawe, co jest spowodowane prześwitywaniem naczyń krwionośnych. Tęczówka ich oka jest bezbarwna, przeświecają przez nią naczynia krwionośne, co nadaje oku czerwoną barwę. Albinizm wywołany jest przez brak enzymu tyrozynazy przekształcającego prekursor melaniny w barwnik melaninę. Warunkuje go gen recesywny homozygo-tyczny. Cechę tę zaliczamy do genetycznych anomalii pigmentacji, która jest niekorzystna dla osobnika. Prócz albinizmu właściwego (uogólnionego) występuje także albinizm lokalny (częściowy). W zasadzie albinizm wystę-puje rzadko, aczkolwiek u niektórych gatunków zwierząt (króliki, tchórze, szczury, świnki morskie, myszy, papugi) stał się cechą charakteryst. dla niektórych odmian.Polega na nieregularnie rozłożonych przebarwieniach (gdzie nie ma melaniny) na całym ciele, a najczęściej na czole.

Alkaptonuria - choroba metaboliczna uwarunkowana genetycznie, podlega dziedziczeniu autosomalnemu recesywnemu. Alkaptonurię wywołuje defekt enzymu oksydazy homogentyzynianowej. Oksygenaza homogentyzynianu odpowiada za rozkład produktu ubocznego przemian tyrozyny - kwasu homogentyzynowego, który jest szkodliwy dla kości i chrząstek, a wydalany z moczem. Charakterystycznym objawem alkaptnurii jest zabarwianie się moczu i woskowiny pod wpływem powietrza na czerwono lub czarno pod wpływem tworzonego kwasu homogentyzynowego. U dorosłych (zazwyczaj po 40. roku życia) rozwija się stopniowo artretyzm (zwłaszcza w okolicy kręgosłupa). Przyczyną artretyzmu jest długotrwałe nagromadzanie kwasu homogentyzynowego w kościach i chrząstkach stawowych.

Choroby spichrzeniowe

• Choroby spichrzeniowe wywołane są niedoborem enzymów odpowiedzialnych za rozkład polimerów obecnych w komórkach.

• Pierwszy typ chorób spichrzeniowych związany jest z niezdolnością do rozkładu glikogenu. Niezdolność do rozkładu tego związku prowadzi do szybkiego pojawienia się objawów chorobowych związanych z niezdolnością (wiekszą lub mniejszą) do uzyskiwania glukozy z glikogenu. W następnej kolejności pojawiają się objawy wywoływane przez uszkodzenie komórek przez zmagazynowany nadmiar glikogenu.

• Drugi typ chorób spichrzeniowych związany jest z niezdolnością

do rozkładania i usuwania z komórek związków „wycofanych z obiegu”. W chorobach tych objawy ujawniają się później i narastają w miarę gromadzenia się szkodliwych substancji w komórkach.

Glikogenozy

• Synteza i rozkład glikogenu wymaga aktywności wielu enzymów.Niedobór jednego z enzymów prowadzi do zaburzeń w depolimeryzacji glikogenu, a co za tym idzie, zaburzeń w uruchamianiu magazynów glukozy.

• Glikogenoza typu I (von Gierkego) – komórki nerek i wątroby sa przeładowane glikogenem. Adrenalina i glukagon nie powodują uwalniania glukozy. U chorych występuje ketoza i hyperlipidemia. U chorych brak aktywności glukozo-6-fosfatazy.

• Glikogenoza typu II (Pompego) – brak alfa-1-4-glukozydazy degradującej glikogen gromadzący się w lizosomach. Choroba kończy się śmiercią.

• Glikogenoza typu IV (Andersena) –brak enzymu rozgałęziającego. Gromadzi się polisacharyd mający niewiele punktów rozgałęzienia. Choroba kończy się śmiercią.

• Glikogenoza typu V (McArdle’a) – brak fosforylazy mięśniowej – mała tolerancja na wysiłek. Nienormalnie wysoka zawartość glikogenu w mięśniach szkieletowych.

Lipidozy i polisacharydozy

• Mannozydoza – występuje w dwu formach – jako alfa-mannozydoza i beta-mannozydoza. Zaburzenia rozkładu oligosacharydów zawierających mannozę i acetylo-glukozaminę. Występuje u człowieka. Alfamannozydoza wystepuje u bydła Aberdeen-Angus.

• Zespół Hurlera – brak alfa-iduronidazy – zaburzenia rozpadu glikozami-noglikanów. Dochodzi do gromadzenia związków macierzy pozakomórko-wej. Występuje u człowieka, ale była również stwierdzana u psa i kota.

• Choroba Gauchera – brak glukocerebrozydazy – gromadzenie glukoce-rebrozydów w komórkach wątroby i śledziony. Występuje również u psów.

Choroby wielogenowe

• Choroba wywołana jest przez kombinację działania kilku genów.

• Różne allele tych genów w odpowiedni sposób zwiększaja, lub zmniejszają, prawdopodobieństwo wystąpienia objawów chorobowych, ewentualnie, zmieniają ich natężenie.

• Choroby wielogenowe

– Choroba wieńcowa, Cukrzyca, Choroba wrzodowa żołądka, Gościec

• Dziedziczenie chorób wielogenowych przypomina dziedziczenie cech ilościowych.

• Obecnie zamiast o chorobach wielogenowych, mówi się raczej o

chorobach wieloczynnikowych.

Choroby wieloczynnikowe

• W powstawaniu chorób wieloczynnikowych odgrywają rolę czynniki genetyczne – odpowiednia kombinacja alleli wielu genów, determinująca sklonność do powstawania choroby.

• Czynniki środowiskowe (niegenetyczne) są drugim elementem niezbędnym do powstania choroby na podstawie posiadanej skłonności.

• Odpowiednia kombinacja czynników genetycznych i środowiskowych determinuje powstawanie choroby.

• Obecnie wszystkie choroby, z wyjątkiem ostrych zatruć i urazów, uważane są za choroby wieloczynnikowe.

Dysplazja stawu biodrowego- Chociaż choroba występuje wielokrotnie częściej wśród potomstwa rodziców chorych na dysplazję niż zdrowych, to na jej powstanie wpływają również inne czynniki. Nadmierne żywienie i aktywność ruchowa w młodości, oraz mała ilość witaminy C w pożywieniu sprzyja powstawaniu choroby, zaś mniejsza ilość pobieranego pokarmu i wysokie dawki wit. C mają działanie ochronne.

Przetrwały przewód tętniczy (otwarty przewód Botalla, drożny przewód Botalla)- wada wrodzona serca, współistniejąca z innymi wadami serca albo izolowana.Przewód tętniczy fizjologicznie ulega zamknięciu po urodzeniu: wzrost stężenia parcjalnego tlenu we krwi tętniczej powoduje obkurczenie ściany naczynia i zamknięcie jego światła. W przypadku, gdy przewód nie ulegnie zamknięciu, powstaje przeciek lewo-prawy, prowadzący do przeciążenia objętościowego lewego przedsionka serca i krążenia płucnego. Konsekwencjami są niewydolność lewokomorowa, odwracalne nadciśnienie płucne, obciążenie prawej komory serca i, w najcięższym przypadku, nieodwracalne stwardnienie płuc (zespół Eisenmengera).

Wrażliwość swiń na stres

• Wrażliwość świń na stres jest istotnym problemem hodowlanym. Powoduje upadki w niekorzystnych warunkach otoczenia, obniżoną plenność macior, zmniejszone libido knurów.

• Występuje najczęściej u ras wysokomięsnych trzody chlewnej

– Pietrain, Belgijska Landrace

• Związana jest z występowaniem tzw. złośliwej hypertermii po podaniu niektórych leków – halotanu i suksametonium.

• Wrażliwość na stres związana jest z występowaniem wad poubojowych mięsa – Syndrom PSE – Syndrom DFD

• Oba syndromy związane są zaburzeniami rozpadu glikogenu mięśniowego i występowaniem kwasicy metabolicznej.

Zespół PSE - Mięso PSE powstaje, gdy stres podczas uboju doprowadza do gwałtownego rozpadu glikogenu mięśniowego. Powstający w dużej ilości kwas mlekowy doprowadza do gwałtownego zakwaszenia

mięśni, denaturacji białek i spadku zdolności do wiązania w mięśniach wody. Mięso staje się blade, miękkie i wodniste. Mięso takie ma bardzo niskie pH. Mięso takie NIE NADAJE SIĘ DO SPOŻYCIA. Może być jedynie dodawane w niewielkiej ilości do wyrobów mięsnych gorszej jakości.

Zespół DFD - Mięso DFD powstaje, gdy w okresie przedubojowym wyczerpane zostają zapasy glikogenu mięśniowego. Wystepujące wtedy silne zakwaszenie mięśni doprowadza do częściowej denaturacji białek mięśni. Brak zapasów glikogenu mięśniowego uniemozliwia właściwe dojrzewanie poubojowe mięsa. Mięso jest ciemne (DARK), twarde (FIRM) i suche (DRY). Mięso ma nienormalnie wysokie pH. Mięso takie NIE NADAJE SIĘ DO SPOŻYCIA.

Gen wrażliwości na halotan

• Gen warunkujący wrażliwość na halotan jest genem recesywnym – HALⁿ.

• Gen normalny jest genem dominującym – HALN.

• HAL^N/HAL^N – niewrażliwe na stres

• HAL^N/HALⁿ – niewrażliwe na stres

• HALⁿ/HALⁿ – wrażliwe na stres

• W roku 1991 wyklonowano gen warunkujący wrażliwość na halotan i wykryto mutację odpowiedzialną za wrażliwość na stres (614Arg>Cys).

• Gen ten (RYR1) koduje receptor ryanodiny, będący kanałem wapniowym w błonie siateczki sarkoplazmatycznej, odpowiedzialny za uwalnianie jonów Ca2+ do sarkoplazmy podczas skurczu mięśniowego.

Wrażliwość na stres związana jest z występowaniem genu wrażliwości na halo tan. Test halotanowy polega na podawaniu halotanu w specjalnej masce. U osobników wrażliwych na stres dochodzi do usztywnienia kończyn i wzrostu temperatury. Pozytywny wynik testu halotanowego wystepuje o osobników HALⁿ/HALⁿ. Osobniki HAL^N/HAL^N i HAL^N/HALⁿ

(heterozygoty) dają negatywny wynik testu.

Upośledzenie adhezji leukocytów u bydła (BLAD)

• Objawy: powtarzające się infekcje bakteryjne, owrzodzenia jamy ustnej, zapalenie dziąseł z utratą zębów, biegunki, infekcje układu oddechowego, niska masa ciała (60% normy). Śmierć w wieku 10-14 miesięcy.

• Sposób dziedziczenie: autosomalne recesywne.

• Przyczyna: mutacja w genie podjednostki CD18 beta2-integryny. Znane mutacje: D128G (A->G383).

• Beta2-integryna jest odpowiedzialna za adhezję leukocytów do śródbłonków naczyniowych. Adhezja leukocytów umożliwia im opuszczanie naczyń krwionośnych i zwalczanie infekcji w tkankach. Upośledzenie adhezji leukocytów u bydła (BLAD)

•Mutacja wystąpiła po raz pierwszy u buhaja Osborndale Ivanhoe (ur 1952).

• W USA stwierdzono nosicielstwo genu BLAD u 14% buhajów rasy holsztyńsko-fryzyjskiej.

• Do Polski mutacja została zawleczona razem z imoprtowanymi buhajami holsztyńsko-fryzyjskimi i ich nasieniem.

• W połowie lat 90-tych częstotliwość wystepowania choroby wpływała na wyniki hodowli bydła w Polsce.

• Obecnie buhaje są testowane na nosicielstwo tego genu.

Zaburzenia syntezy kolagenu

• Dermatosparaksja (astenia skóry) – w wyniku zaburzeń w syntezie kolagenu typu I dochodzi do osłabienia tkanki łącznej – skóry, więzadeł, ścięgien mięśni. Stwierdzana była u ludzi, owiec, bydła, koni, kotów, lisów i norek.

• Objawy: Skóra jest nienormalnie rozciągliwa, wrażliwa na uszkodzenia mechaniczne. Więzadła stawowe (w tym więzadła kręgosłupa) są nadmiernie rozciągliwe i wrażliwe na uszkodzenia mechaniczne. Wystepuje kruchość naczyń krwionośnych i skłonność do krwawień.

• Typ dziedziczenia:

– Autosomalny recesywny

– Autosomalny dominujący

Zaburzenia syntezy kolagenu

• Autosomalny recesywny – mutacja w genie enzymu – N-terminalnej proteazy protokolagenowej – biorącego udział w dojrzewaniu cząsteczek kolagenu typu I wchodzących w skład włókien kolagenowych.

• Autosomalny dominujący – mutacja w genie protokolagenu typu I.

• W obu przypadkach włókna kolagenowe maja nieprawidłową budowę – zamiast długich, prostych włókien przybierają kształt „szczotki do butelek”.

Okresowy paraliż u koni „quarter”

• Okresowy paraliż hyperkaliemiczny (HYPP) – występuje w USA u koni używanych do wyścigów na ¼ mili.

• Objawy: nagłe, przejściowe, częściowe lub całkowite porażenie mięsni szkieletowych spowodowane podwyższonym stężeniem K+ we krwi.

• Dziedziczenie: autosomalne dominujące

• Przyczyna: mutacja punktowa w genie podjednostki kanału sodowego występującego w błonie komórkowej mięśni szkieletowych.

• Mięśnie wykazują stan nadmiernej pobudliwości skurczowej, nawet pomiędzy napadami.

• Napady mogą być spowodowane uwalnianiem jonów potasu z mięśni do krwi, albo zwiększeniem stężenia potasu w wyniku spożycia pasz bogatycz w ten pierwiastek (melasa – do 6%).

• U koni „quarter” ok. 20% osobników było nosicielami genu.

Ciężki złożony niedobór odporności koni (SCID)

• Występuje o koni czystej krwi arabskiej (ale była stwierdzona również u niektórych odmian terierów).

• Objawy: niedorozwój węzłów chłonnych, brak limfocytów we krwi, brak immunoglobulin, zakażenia bakteryjne i wirusowe układu oddechowego i

pokarmowego. Śmierć w wieku 3-5 miesięcy w wyniku zakażeń oportunistycznych (koński adenowirus, Pneumocystis carini).

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Przyczyna: delecja 5 nukleotydów w genie DNAzależnej kinazy białkowej (DNA-PKcs), enzymu biorącego udział w dojrzewaniu limfocytów B i T.

• W USA częstotliwość nosicielstwa genu SCID wynosi 8%. Frekwencja genu SCID w populacji koni arabskich w USA wynosi 0,042.

• Obecnie wszystkie konie czystej krwi arabskiej (i mieszańce) podlegające obrotowi handlowemu są badane na nosicielstwo genu SCID.

• Dostępny jest test oparty na reakcji PCR wykrywający zmutowaną formę genu DNA-PKcs.

Hipercholesterolemia u świń

• Przyczyna: mutacja w genie receptora lipoprotein o niskiej gęstości (LDL). Chylomikrony-lipoproteiny odpowiedzialne za transport wszystkich lipidów.

• Dziedziczenie: autosomalne dominujące

• Objawy: Brak chylomikronów w surowicy krwi, Wysoki poziom lipoprotein o niskiej gęstości, Liczne zmiany miażdżycowe w naczyniach krwionoś-nych, Odkładanie się lipidów w tkankach w formie guzków (xanthoma)

Hiperlipoproteinemia I, Hipertriacyloglicerolemia, Hiperchylomikronemia

• Przyczyna: mutacja w locus genu lipazy lipoproteinowej, lipaza lipoproteinowa katalizuje rozpad chylomikronów i lipoprotein do tzw. resztkowych lipoprotein (dotyczy psów i kotów)

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Objawy: wysokie stężenie chylomikronów oraz endogennych triacylo- gliceroli (VLDL) w osoczu, zmniejszone stężenie LDL i HDL, odkładanie chylomikronów w makrofagach skóry, kk. Browicz-Kupfera i rogówce

Cytrulinemia u bydła

• Przyczyna: niedobór syntetazy argininobursztynianowej (ASS) katalizującej wiązanie amoniaku z wytwarzaniem mocznika

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Objawy: Nadmierne wydzielanie spienionej śliny, Język wystający z jamy ustnej, Chwiejny chód, Utrata orientacji, Uderzanie głową o przeszkody, Śmierć w ciągu 3-5 dni

Orotacyduria u bydła

• Przyczyna: niedobór syntazy monofosforanu urydyny

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Objawy: Śmierć zarodka w 35-40 dniu po zagnieżdżeniu zapłodnionego jaja, Zmniejszona efektywność inseminacji, Wydłużone okresy międzywycieleniowe, Wysoki poziom kwasu orotowego w moczu i mleku

– Występuje u bydła holsztyńsko-fryzyjskiego

Porfiria u bydła

• Przyczyna: niedobór dekarboksylazy uroporfirynogenu (katalizującej jeden z etapów syntezy hemu)

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Objawy: Odkładanie pochodnych hemu w tkankach (np. zębach), Wydalanie uroporfiryny z moczem, Nadwrażliwość na światło (pęcherze i owrzodzenia skóry powstające pod wpływem światła), Objawy nerwowe

– Występuje u bydłą holsztyńsko-fryzyjskiego

Niewrażliwość na androgeny

• Przyczyna: mutacja w genie receptora androgenowego

• Dziedziczenie: sprzężone z płcią, recesywne

• Objawy: Fenotyp żeński, Jądra w jamie brzusznej, Brak żeńskich narządów rozrodczych (jajowody, macica, pochwa), Wysoki poziom testosteronu

Niedokrwistość hemolityczna psów

• Przyczyna: wywołana niedoborem kinazy pirogronianowej,co prowadzi do zmniejszenia syntezy ATP i zaburzenia struktury błony erytrocytów (basenji, beagle, terier)

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Objawy: powiększenie obwodu brzucha, śledziony, żółtaczka, wzrost stężęnia bilirubiny, retikulocytoza, hemoglobinemia, zwłóknienie szpiku, stwardnienie kości

Wrodzona zaćma u psów i bydła

• Przyczyna-nieznana

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Objawy: zmętnienie centralnej części soczewki (zaćma stacjonarna, częściowa lub całkowita ślepota

• Leczenie- leki rozszerzające źrenicę, przy zaćmie postępującej usunięcie soczewki

Ketonuria łańcuchów rozgałęzionych bydła (MSUD)

• Choroba „moczu o zapachu syropu klonowego”

• Przyczyna: mutacja terminacyjna w kodonie genu E1

dla dekarboksylazy alfa-ketokwasu

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Objawy:wymioty i letarg u nowonarodzonych zwierząt, uszkodzenie mózgu, objawy zatrucia, mocz ma zapach syropu klonowego lub przypalonego cukru, podwyższone stężenie leucyny, izoleucyny, waliny oraz ich ketokwasów w moczu

Narkolepsja u psów i koni

• Rodzaj defektu genetycznego: nie znany

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Objawy: zaburzenia snu ( ataki senności, osłabienie czujności), paraliż mięśniowy, atonia, czas zasypiania krótszy od normalnego,często występuje katalepsja

Niedobór rybosomalnego RNA u kur

• Przyczyna: genom kur ma tylko jeden region zwany organizatorem jąderka (NOR) i jedno zgrupowanie genów kodujących rRNA – locus na 16 chromosomie. Mutacja allelu NOR powoduje wielopostaciowe uszkodzenie

jąderka, co prowadzi do niewystarczającej ilości rRNA

• Dziedziczenie: autosomalne recesywne

• Objawy:niedorozwój embrionalny i śmierć zarodków w pierwszej dobie po

zapłodnieniu