GENETYCZNE UWARUNKOWANIA ZABURZEŃ ROZWOJU
16.10.2013
GENETYKA CZŁOWIEKA
*Jest nauką o biologicznej zmienności u człowieka, obejmującą zarówno stan fizjologii jak i patologię.
KATEGORIE I TECHNIKI BADAŃ SŁUŻĄCE WYKAZYWANIU ZWIĄZKU POMIĘDZY GENAMI A CHOROBĄ
*Analiza rodowodu
Ocena rozmieszczenia cechy/choroby w rodzinie
*badanie rodzinne
Ocena częstości choroby wśród krewnych vs populacja
*badania bliźniąt
Ocena udziału czynników genetycznych i środowiskowych w ekspresji chorób
*badanie sprzężeń (linkage studies)
Fizyczna lokalizacja określonego genu
*badanie asocjacji (association studies)
Ustalenie, który z genetycznych markerów jest sprzężony z chorobą lub uczestniczy w jej ekspresji
1908r - ponowne „odkrycie” praw Mendla
G. Mendel przestawił i opublikował swoje prace w 1865roku.
1836 - Schleiden i Schwann wprowadzili pojęcie komórki - podstawowej żywej jednostki
1868 - Haeckel wysunął koncepcję, że za dziedziczenie odpowiedzialne jest jądro komórkowe
1882 - Flemming zidentyfikował w obrębie jądra chromosomy
1903 - Sutton i Boveri odkryli, że geny znajdują się w chromosomach
1944 - Avery, MacLeod i Mc Carty dowiedli, że dziedzicząca się informacja zawarta jest w kwasie nukleinowym
1953 - Watson i Crick dowiedli, że kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) ma strukturę podwójnej spirali
ŁAŃCUCH ZDARZEŃ W GENETYCE
1952 - radiogram krystalicznej struktury DNA - R. Franklin
1953 - okrycie struktury DNA - Watson i Crick
1961 - odkrycie kodu genetycznego - Nirenberg i inni
1969 - izolacja pierwszego genu - Harvard Med. Sci.
1973 - pierwszy sukces inżynierii genetycznej (insercje genu do bakterii e. coli)
1978 - sklonowanie genu insuliny
1980 - pierwsza transgeniczna mysz
1982 - zgoda (FDA) na wprowadzenie na rynek rekombinowanego leku - insuliny
1983 - metoda amplifikacji DNA (PCR) - K. Mullis
1986 - pierwsza rekombinowana szczepionka przeciw WZW B
1989 - pierwszy test genetyczny (preimplantacyjne określenie płci)
1990 - Program Sekwencjonowania Genomu Człowieka (HUGO)
1997 - sklonowana owca Dolly
1999 - pierwszy przypadek zgonu w wyniku terapii genowej
2000 - zsekwencjonowanie genu człowieka
2002 - sklonowanie człowieka (??)
Gen - sposób zapisywania informacji genetycznej
GENETYKA MEDYCZNA
„To ta część medycyny, która jest determinowana genetycznie i ta część genetyki, która dotyczy medycyny” V. McKusick
DNA zawiera informację o syntezie białek
Komórki potrzebują:
-instrukcji, by odpowiednio regulować produkcję białek
-zdolności do przekazania tej informacji komórce potomnej podczas podziału
Spełnienie tych warunków możliwe jest dzięki obecności podwójnej helisy DNA, która zawiera dwie nici DNA połączone słabymi wiązaniami chemicznymi.
BUDOWA DNA
Cząsteczka DNA zdubowana jest z trzech elementów:
-zasad
-cukrów (ryboza)
-fosforanów
Składniki te połączone są trzeba rodzajami wiązań:
-kowalencyjnymi
-wodorowymi
-estrowymi
SKŁADOWE CZĄSTECZKI DNA
Zasada + cukier = nukleozyd
Zasada + cukier + fosforan = nukleotyd
CHROMATYNA
Całkowita długość nici DNA w pojedynczej komórce wynosi około 2 metrów, co mieści się w jądrze komórkowym o średnicy zaledwie kilku mikrometrów. Jest to możliwe dzięki istnieniu kompleksu nukleoproteinowego - chromatyny.
CHROMOSOMY
Podczas podziału komórki chromatyna ulega stopniowej kondensacji do postaci chromosomów. Można je oglądać w mikroskopie świetlnym.
Kariotyp - układ chromosomów w komórce charakterystyczne dla danego gatunku, który daje się określić liczbą i rodzajem chromosomów.
*Komórka ludzka zawiera 46 chromosomów (2 są chromosomami płci, pozostałe 44 to autosomy (22 pary oznaczone liczbami od 1 do 22))
REPLIKACJA DNA
*Każda z nici DNA służy jako matryca do syntezy NOWEJ komplementarnej nici.
*Replikacja DNA jest semikonserwatywna, co oznacza, że w nowej cząsteczce jedna nić pochodzi ze starej cząsteczki czyli jest zachowana („konserwowana”)
EUKARIOTYCZNY CYKL KOMÓRKOWY
*Proces wzrostu i podziału komórki eukariotycznej nazywany jest cyklem komórkowym w którym wyróżniamy kilka faz.
*Wszystkie komórki organizmu, z wyjątkiem komórek rozrodczych (gamet), nazywa się komórkami somatycznymi.
Każda komórka somatyczna zawiera 23 pary chromosomów
-22 pary to autosomy
-23-cia para to chromosomy płci
*Komórki somatyczne są diploidalne, co oznacza, ze każdy chromosom występuje w dwóch kopiach (jedna para)
PODWAJANIE I RODZIAŁ GENÓW PODCZAS PODZIAŁU KOMÓRKI
W podziale mitotycznym dochodzi do zduplikowania genu (I faza). Każdy z dwóch alleli dochodzi do diploidalnej komórki potomnej (somatycznej) (faza II)
W podziale mejotycznym dochodzi do rozdzielenia pary chromosomów i rozmieszczeniu pojedyńczych alleli w haploidalnej komórce rozrodczej (podział redukcyjny)
*Ks. Dzierżoń - odkrył zjawisko partogenezy
*W komórce rozrodczej znajduje się tylko połowa liczby chromosomów. Komórka jajowa i plemnik zawierają po jednym chromosomie z każdej pary - czyli 23 pojedyncze chromosomy.
PRAWA MENDLA (ważne do egzaminu!!!!)
I PRAWO MENDLA orzeka, że z każdej pary genów do gamety przechodzi tylko jeden (prawo segregacji) - odkrył na podstawie obserwacji groszku.
II PRAWO MENDLA orzeka natomiast, że segregacja genów jednej pary nie ma wpływu na segregację innych par (prawo o niezależnym dziedziczeniu cech)
WZORY DZIEDZICZENIA MENDLOWSKIEGO
-autosomalne recesywne
-autosomalne dominujące
-sprzężone z chromosomem X recesywne
-sprzężone z chromosomem X dominujące