Date post: | 01-Jan-2016 |
Category: |
Documents |
Upload: | ira-stuart |
View: | 112 times |
Download: | 0 times |
MOLEKULÁRNÍ MOLEKULÁRNÍ
GENETIKAGENETIKA
NUKLEOVÉ KYSELINYNUKLEOVÉ KYSELINY
NUKLEOVÉ KYSELINYNUKLEOVÉ KYSELINYnukleové kyseliny jsou
makromolekulární látky, jejichž základní stavební jednotkou je nukleotid
Nukleotid se skládá z:Nukleotid se skládá z:cukerné složky – pentózy (monosacharid s pěti uhlíky) DNA obsahuje 2–deoxy–D–ribózu RNA obsahuje D–ribózu
dusíkaté báze – je navázána na cukernou složku - adenin (A) guanin (G) cytosin (C) thymin (T) – obsažený pouze v DNA uracil (U) – obsažený pouze v RNA
kyselina kyselina deoxyribonukleovádeoxyribonukleová (DNA) (DNA)
– je obsažena v jádrech všech eukaryotických buněk (u prokaryotických buněk je uložena volně v cytoplazmě), je základním genetickým materiálem většiny organismů, slouží k uchování genetické informace
DNADNA
kyselina ribonukleovákyselina ribonukleová (RNA)(RNA)zajišťuje přenos genetické
informace z DNA do struktury bílkovin
v organismech je přítomna v několika typech:
mRNA (mediátorová RNA)rRNA (ribozómová RNA)tRNA (transferová RNA)
mRNAmRNAobsahuje přepis informací z DNA
o primární struktuře bílkovinné molekuly, je matricí pro syntézu bílkovin
rRNArRNAje součástí ribozómů, v nichž
probíhá proteosyntéza
tRNAtRNA
– přenáší aminokyseliny z cytoplazmy na místo syntézy bílkovin (ribozómy), kde jsou spojovány do polypeptidickych řetězců, pro každou aminokyselinu existuje alespoň jedna tRNA
Gen z molekulárního Gen z molekulárního hlediskahlediska
GenGen- část molekuly DNA nesoucí genetickou informaci
pro syntézu specifického proteinu (strukturní gen) nebo pro syntézu RNA
strukturní – obsahují informace o primární struktuře polypeptidových řetězců
regulátorové – regulují aktivitu strukturních genů (tzv. signální sekvence DNA)
geny pro tRNA a rRNA – určují pořadí nukleotidů v molekulách tRNA nebo rRNA, tzn. těch typů RNA, které nejsou určeny pro translaci (tRNA vzniká v jádře, rRNA vzniká v jadérku)
GenGenu eukaryot jsou geny
organizovány do intronů a exonů
ExonyExonyobsahují informaci o pořadí
aminokyselin v polypeptidickém řetězci
IntronyIntronynemají kódovací smysl
Exprese eukaryotních Exprese eukaryotních genůgenůsouhrn všech dějů, které se podílejí
na průběhu transkripce a translace
Transkripcí se do struktury mRNA nejprve přepíše celý gen (exony i introny). Následně dochází u pre-mRNA k tzv. sestřihu (editing, splicing). Introny jsou z molekuly odstraněny (zůstávají v jádře) a funkční mRNA je tvořena spojenými exony
Mimojaderná dědičnostMimojaderná dědičnostgeny chloroplastů a mitochondrií
matroklinní dědičnost – samčí gameta předává do samičí gamety pouze své jádro (ne mitochondrie a plastidy → potomci tak mají znaky, řízené těmito geny, „matky“)
Mimojaderná dědičnostMimojaderná dědičnostPlazmidy u prokaryot
MUTACE
Nové alely vznikají z dosavadních mutacemi
Změna genetické informace vyvolaná působením mutagenů
MutagenMutagenFyzikální: např.zářeníChemický: vyvolaná
chem.látkami (např.pesticidy, težkými kovy,..)
MutaceMutace
a) Spontánníb) Indukovaná
Mutace v genech = genové mutace
Je-li změna hluboká tak, že se odrazí ve změně celého chromozomu = chromozomové mutace (aberace)
Pokud se mutace týká celé sady chromozomů (změní se jejich počet)- mutace genomová (numerická aberace chromozomů)
Genové mutaceGenové mutaceStandardní alela genu může být
mutací změněna v jinou zásahem v některém místě celé své délky
Genové mutaceGenové mutaceNejčastěji jde o změnu týkající se
bází:◦Ztráta jednoho či několika nukleotidů –
DELECE◦Vložení nadpočetného nukleotidu-
INZERCE◦Zdvojení nukleotidu- DUPLIKACE◦Záměna báze nukleotidu- SUBSTITUCE◦Vzájemná výměna dvou nukleotidů v
řetězci- TRANSPOZICE◦Vzájemná výměna nukleotidu mezi
homologními řetězci- INVERZE
Genové mutaceGenové mutace
Příklad přeměny lidského protoonkogenu na onkogen
CHROMOSOMOVÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (MUTACE)ABERACE (MUTACE)
A) Numerická aberace chromozomů:
◦Změna počtu chromozomů◦Aneuploidie◦Polyploidie, euploidie
aneuploidieaneuploidie
– týká se 1 chromosomu◦monozomie (např. Turnerův
syndrom)◦trisomie (např. Downův syndrom)
polyploidie, euploidiepolyploidie, euploidietýká se celé sady chromosomů =
genomová mutace (lépe tolerován sudý počet násobků)
CHROMOSOMOVÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (MUTACE)ABERACE (MUTACE)
B) Změna struktury:◦Strukturní aberace chromozomů◦při reparaci chromosomových zlomů ◦následkem nerovnoměrného
crossing-overu◦mutagen schopný vyvolat zlom = klastogen – např. UV-záření, různé chemické mutageny
delece – vypadnutí jednoho nebo více nukleotidů
duplikace – znásobení nukleotidů
inverze – převrácení několika nukleotidů
fragmentace- rozpad chromozomu na více částí
translokace◦ nereciproká translokace – odtržení části
chromatidy a připojení na jinou chromatidu jiného chromosomu
◦ reciproká translokace – vymění se části nehomologních chromosomů
Genetika člověka
Metody výzkumuMetody výzkumuMolekulární výzkumCytogenetický výzkumVýzkum dvojčatVýzkum rodokmenů
(genealogické)Výzkum populací
Autozomální chorobyAutozomální choroby
KrátkoprstostSrůsty prstůVíceprstostRozštěp patra a rtůDownův syndromSyndrom kočičího mňoukání
Kdo by chtěl referát?
Autozomální chorobyAutozomální choroby
AlbinismusCystická fibrózaSrpkovitá anémieEdwardsův syndrom
Kdo by chtěl referát?
Gonozomální chorobyGonozomální chorobyHemofilieDaltonismusSyndrom XYYSyndrom XXXTurnerův syndromKlinefelterův syndrom
Kdo by chtěl referát?
FISHFISH (fluorescent (fluorescent in situin situ hybridization)hybridization)
◦ umožňuje lokalizovat geny nebo jinou specifickou DNA přímo na cytogenetickém preparátu
◦ sonda (angl. probe) – značená fluorescenčně – váže se ke komplementárnímu úseku na denaturovaném chromosomu
◦ známe sekvenci DNA, jejíž poloha nás zajímá na chromosomu → označíme úsek komplementární ke genu, na kterém je navázána fluorescenční molekula (sonda) → denaturace DNA i sondy → renaturace → spojí se vlákno sondy a původní DNA → svítí jen část chromosomu s komplementární sekvencí
Chromozomy jsou ve fluorescenčním mikroskopu modře, a to až na bod na jednom z chromozomů, jež je zelená a červená. To je místo, kde se nachází sekvence způsobující jeden z typů leukemie
AmniocentézaAmniocentézaslouží k odhalení některých
závažných vrozených vad plodu u těhotné ženy
Amniocentéza se provádí v době, kdy může být těhotenství ze zákona přerušeno (tedy do 24. týdne), aby se zabránilo narození postiženého dítěte
Jaké vrozené vady dokáže Jaké vrozené vady dokáže amniocentéza odhalitamniocentéza odhalit
Amniocentéza odhalí vrozené poruchy mozku (nekompletní nebo žádný mozek) a dědičné metabolické poruchy.◦rozštěp páteře◦downův syndrom◦anencephalus◦edwardsův syndrom
PCRPCRPolymerázová řetězová reakce
metoda rychlého a snadného zmnožení úseku DNA založena na principu replikace nukleových kyselin
Příklad:Příklad:Zdravý muž se ožení se zdravou ženou,
která je dcerou pacienta s hemofilií. Rodiče muže a jeho dva sourozenci jsou zdraví stejně jako bratr a sestra ženy, její matka a prarodiče. Sestra však má se zdravým mužem, u jehož příbuzných se hemofilie nikdy nevyskytla, nemocného syna.
Nakreslete rodokmen, určete typ dědičnosti hemofilie.S jakou pravděpodobností je jim narodí syn hemofilik?
Příklad:Příklad: Při galaktosemii chybí enzym pro trávení galaktosy
(galaktosa-1-fosfáturidyltransferasa), která se následkem toho alternativně metabolizuje na galaktitol. Ten působí toxicky na játra, mozek, ledviny, oči. Neléčené onemocnění je letální. Zdravý muž, jehož bratr a oba rodiče byli zdraví, ale dědeček z matčiny strany trpěl galaktosemií, se oženil se zdravou ženou, jejíž rodiče byli rovněž zdraví, ale bratr a sestra byli postiženi touto chorobou. U ostatních členů rodiny se galaktosemie neprojevovala.
Nakreslete rodokmen a určete typ dědičnosti.Jaká je pravděpodobnost, že se manželům narodí dítě s galaktosemií (P1)?Jaká je pravděpodobnost, že i druhé dítě bude stejně postižené (P2)?
Příklad:Příklad: V rodině muže, který hodlá uzavřít sňatek se zdravou
ženou, se vyskytuje defekt tvorby zubní skloviny a s tím související zdravotní problémy. Muž je postižený tímto defektem, podobně jako jeho bratr, sestra a matka. Druhá sestra je v pořádku a má se zdravým mužem zdravou dceru a syna. Postižená sestra má se zdravým mužem jednu zdravou a jednu postiženou dceru. Postižený bratr má se zdravou ženou tři zdravé syny a jednu postiženou dceru. Dědeček muže z matčiny strany je postižený, zatímco babička, pocházející z rodiny, která nikdy tento defekt nevykazovala, je zdravá. Zdraví jsou rovněž oba matčini bratři.
Nakreslete rodokmen a určete typ dědičnosti.Určete pravděpodobnost, že se postiženému muži, který se chce oženit se zdravou ženou, v jejíž rodině se takový defekt nevyskytuje, narodí zdravá dcera (P1)?Jaká je pravděpodobnost narození zdravého syna (P2)?