BMZ II W#6 Podstawy genetyki klasycznej

Flashcards based on lecture notes about classical genetics.

Powielanie trójnukleotydowych powtórzeń

• zespół łamliwego chromosomu X
• mutacja dynamiczna
• częstość 1:1250 (mężczyźni), 1:2500 (kobiety
• objawy: wydłużona twarz z wystającą szczęką, duże, odstające uszy, zaburzenia zachowania

Plejotropia

• bardzo powszechne
• większość genów wpływa na więcej niż jedną cechę fenotypową
• jeden gen jest odpowiedzialny za wiele cech w fenotypie; często pozornie ze sobą niezwiązanych
• np. umaszczenie i kolor oczu u kotów syjamskich

Odległość fizyczna a rekombinacja

• geny położone blisko siebie: mają małą szansę na bycie rozdzielonymi w czasie rekombinacje; wobec tego będą ze sobą sprzężone - będą dziedziczyć się razem
• geny położone daleko od siebie: duża szansa na rekombinację na odcinku między nimi

1 centymorgan (1cM)

odpowiada 1% częstości zachodzenia procesu rekombinacji między dwoma genami

Epistaza

obecnośc genu z określonej pary alleli wpływa na ekspresję innej pary alleli

Grzegorz Mendel

czeski augustianin 1822-1884, badanie potomstwa krzyżówek z różnych odmian grochu

Klucz do sukcesu Mendla

• dobra metoda naukowa
• dobry wybór organizmu
• użycie roślin pochodzących z czystych linii
• proste badane cechy

Prawo segregacji (prawo czystości gamet) I prawo Mendla

każda gameta wytwarzana przez organizm posiada tylko jeden allel z danej pary alleli genu

Proporcja 3:1

I-sze prawo Mendla osobniki dorosłe mają po 2 warianty danego genu w swoim materiale genetycznym, natomiast ich gamety zawierają jedną kopię genu

Allel dominujący

wersja genu, która przejawia się w fenotypie heteoryzgot i homozygot dominujących. - oznacza się go wielką literą (np. A)

Allel recesywny

wersja genu, która przejawia się jedynie w fenotypie homozygot recesywnych - oznaczany małą literą (np. a)

Choroba Huntingtona

• objawy: m.in. zaburzenia ruchowe, postępujące zmiany zwyrodnieniowe układu nerwowego w 25-45 roku życia z upośledzeniem umysłowym
• uszkodzenia szczególnie w okolicy komór mózgowych - atrofia istoty szarej tam; przestrzeń wypełnia się PMR
• gen odpowiadający za chorobę Huntingtona jest umieszczony na 4 chromosomie

Wyjątki od I prawa Mendla

• dominacja niekompletna
• kodominacja
• sprzężenie z płcią - wariant recesywny
• sprzężenie z płcią - wariant dominujący
• zespół łamliwego chromosomu X
• plejotropia

Dominacja niekompletna

heterozygoty tworzą wariant pośredni np. anemia sierpowata u nosicieli (i dobre i złe krwinki), choroba Taya-Sachsa

Anemia sierpowata

• mutacja w jednym genie; - wariant odpowiadający za tę chorobę: recesywny; w związku z tym choroba ta występuje u homozygot recesywnych
• objawy: krwinki w kształcie sierpów- są zdeformowane, które z mniejszą wydajnością przenoszą tlen; osoby chore są odporne za to na malarię

Kodominacja

np. grupy krwi u ludzi -> grupa krwi AB (2 warianty dominujące) = na powierzchni czerwonych krwinek u tych osób występują znaczniki typu A oraz typu B

Gen (I) - 2 allele Ia, Ib

alternatywne allele kodują inne formy enzymu, które produkują inne formy złożonego cukru gdy mamy więcej niż jeden wariant dominujący, występujący w danej populacji

Sprzężenie z płcią - wariant recesywny

obecność niektórych cech w fenotypie związana jest z występowaniem wariantów recesywnych położonych na chromosomach płciowych (zazwyczaj X); - u osób płci męskiej cecha ujawnia się w fenotypie, osoby płci żeńskiej są nosicielkami - przykład zaburzeń, których dziedziczenie związane jest z obecnością wariantów recesywnych na chromosomie X - hemofilia typu A i B

Hemofilia typu A i B

związane są z brakiem funkcjonalnych czynników krzepnięcia krwi (odpowiednio A:VIII i B: IX)

Dystrofia mięśniowa Duchenne

dziedziczenie związane z recesywnym genem umiejscowionym na chromosomie X - częstość choroby: 1:3500 mężczyzn - fenotyp: choroba powoduje śmierć przed ukończeniem 20 roku życia, postępująca deradacja układu mięśniowego

Sprzężenie z płcią - wariant dominujący

dotknięci zaburzeniami mężczyźni nie mają normalnych córek, ale również nie mają dotkniętych tym schorzeniem synów - więcej kobiet niż mężczyzn z tym zaburzeniem przykład: syndaktylia 2 i 3 palca

Syndaktylia 2 i 3 palca

zrośnięcie 2 i 3 palca

Zespół genetyczny

gdy objawy/cechy układają się w specyficzny wzorzec, który można ująć w systematyczny sposób

Zespół łamliwego chromosomu X

• zachowanie - upośledzenie umysłowe (IQ 50-85) - bardziej zaburzone umiejętności przestrzenne niż słowne - trudności w uczeniu się - zaburzenia mowy (szybka, zniekształcona organizacja)

Zespół łamliwego chromosomu X

ekspansja trójnukleotydowych powtórzeń CGG w genie FMR1 kodującym białko zaangażowane w proces rozwoju układu nerwowego (w proliferację)

Zespół łamliwego chromosomu X to wyjątek od I prawa Mendla?

bo cecha objawia się nagle w kolejnym pokoleniu, tak jakby "znikąd"; ale to konsekwencja nawarstwiających się mutacji - mutacji dynamicznych - zakres tej mutacji się zwiększa

Plejotropia

np. zespół Marfana - powodowany przez mutację w genie kodującym fibrylinę efekt: uszkodzenie włókien sprężystych i zaburzenie w tworzeniu kolagenu oraz substancji podstawowej tkanki łącznej objawy: m. in. tętniak aorty, wady narządu wzroku, rozedma płuc, zwyrodnienie stawów - czyli różne cechy w fenotypie

II prawo Mendla (prawo niezależnej segregacji cech)

dwie cechy warunkowane przez dwa różne geny dziedziczą się w sposób niezależny od siebie

Thomas Morgan

amerykański genetyk; laureat nagrody Nobla - twórca chromosomowej teorii dziedziczności - większość badań na muszce owocówce (ma proste, jasno zdefiniowane cechy, które zwykle są warunkowane jednogenowe, mają duże potomstwo=szybkie następstwo pokoleń)

Sprzężenie genetyczne (wyjątek od chromosomowej teorii dziedziczności)

(1) dwa geny położone na chromosomach niehomologicznych rozdzielane są niezależnie w trakcie mejozy (2) jeżeli dwa geny znajdują się blisko siebie (położone są na tym samym poziomie), wtedy istnieje duże prawdopodobieństwo, że będą dziedziczyć się razem (3) dziedziczące się razem geny położone na tym samym chromosomie określone są mianem sprzężonych, podlegają zjawisku sprzężenia genetycznego

Frakcja rekombinacji

frakcja rekombinacji pomiędzy genami położonymi na dwóch różnych chromosomach wynosi 0,5 - może wynosić pomiędzy 0 a 0,5 pokazują odsetek wśród osobników zrekombinowanych

Odległość genetyczna

pojęcie powiązane z koncepcją frakcji rekombinacji - odnosi się do częstości zachodzenia rekombinacji między nimi

Podstawowy wyjątek od II prawa Mendla

zjawisko sprzężenia genetycznego

Inne wyjątki od II prawa Mendla

współdziałanie 2 genów: - komplementarność - epistaza - modyfikacja - polimeria - współdziałanie więcej niż 2 genów współdziałanie genów z różnych loci w kształtowaniu fenotypu (2 lub więcej genów działa razem, aby wytworzyć jakąś jedną cechę w fenotypie)

Geny komplementarne (dopełniające się)

dwa dominujące geny z różnych par alleli, które współdziałają razem i wytwarzają odmienną formę cechy niż ta, która powstaje w wyniku działania każdego z nich osobno

Gen epistatyczny (epistaza)

hamujący ujawienie się genu z innej pary

Gen hipostatyczny (epistaza)

gen hamowany

Epistaza recesywna (epistaza)

gen, który występuje w jednej parze alleli i hamuję ekspresję alleli innej pary genów jest allelem recesywnym np. fenotyp Bombay - u homozygot recesywnych dla genu h maskowany jest wpływ genu ABO

Epistaza dominująca

sytuacja, w której to obecność wariantu dominującego w jednej parze alleli hamuje ujawnienie się cechy

Geny modyfikujące

modyfikują przejawianie się jakiejś prostej cechy warunkowanej zwykle jedną parę alleli przekształcenia organów związane z przystosowaniem do pełnienia określonej funkcji np. występowanie łat w umaszczeniu krowy; łaty (1 para alleli decyduje, ilosc lat: 2 para alleli o tym decyduje)

Geny sprzężone

geny znajdujące się w jednym chromosomie; zazwyczaj trafiają do tej samej gamety (mogą zostać rozdzielone wskutek crossing-over), niezgodnie z II prawem Mendla.