biomedyczne podstawy rozwoju wykłady.doc

(96 KB) Pobierz
GENETYKA – to nauka o przekazywaniu cech potomstwu zajmująca się badaniem praw dziedziczności i zmienności organizmów

GENETYKA – to nauka o przekazywaniu cech potomstwu zajmująca się badaniem praw dziedziczności i zmienności organizmów.

 

ZMIENNOŚĆ - zróżnicowanie cech w obrębie jednego gatunku; może być uwarunkowane czynnikami genetycznymi i środowiskowymi. Zmienność przejawia się różnicami w budowie , fizjologii i zachowaniu poszczególnych osobników. (np. grupa krwi jest uwarunkowana wyłącznie od genetyki).

 

Grzegorz Mendel (1822-1884)-ojciec genetyki.

Gen = 2 allele (A-allel dominujący, a-allel recesywny). 23 pary chromosomów, ok. 30 tys genów.

I prawo Mendla (prawo czynności gamet i jednolitości I pokolenia mieszańców) – organizmy rozmnażające się płciowo posiadają dwa allele każdego genu, które ulegają rozdzieleniu (segregacji) podczas formowania się gamet. W ten sposób każda z komórek rodnych zawiera tylko jeden allel danego genu. Pierwsze pokolenie mieszańców jest jednolite i fenotypowo i genotypowo.

II prawo Mendla – allele dwóch różnych genów mogą dziedziczyć się niezależnie od siebie.

A   a

B   B

 

A   B | 1

A   b | 1

a   B | 1

a   b | 1

 

Chromosomowa teoria dziedziczności – Tomasz Morgan.

 

Chromosomy homologiczne – mają tę samą wielkość, kształt i geny określonych cech, różnią się pochodzeniem: jeden jest dziedziczony po ojcu, a drugi po matce.

 

REKOMBINACJA – występowanie u potomstwa innych niż u rodziców kombinacji genów, a w efekcie także innych zespołów cech. Źródłem tego może być niezależne dziedziczenie i crossing-over.

Struktura i funkcje kwasów nukleinowych.

-J. Watson i F. Trick – nagrody Nobla.

* deoksyryboza – DNA

* oksyryboza – RNA

NUKLEOTYD:

-cytorynowy – C

-adeninowy – A

-tyminowy – T

-guaninowy – G

-uracylowy – U

 

A – T  lub  T – A

G – C         C – G

 

Mechanizm i znaczenie replikacji oraz transkrypcji.

Replikacja DNA – to podwojenie ilości DNA, które zachodzi przed podziałem komórki

Transkrypcja – to synteza RNA na matrycy DNA (zgodnie z zasadą komplementarności)

 

Kierunek przepływu informacji w komórce:

replikacja                  

___

/      \|/           transkrypcja         translacja

|            DNA ----à  RNA ----à  białko

\___/

 

A = T                      A = T  |  A = T

G C                      G C  |  G C

C G                      C G  |  C G

T = A                       T = A  |  T = A

A = T                       A = T  |  A = T

                                G C  |  G C

 

U C A      A U C      C C G

 

A G T      T A G      G G C

           

T C A      A T C       C C G

 

A G U     U A G      G G C

 

Kod genetyczny – to sposób, wg którego informacja genetyczna jest tłumaczona z nukleotydów na aminokwasy.

 

Kod genetyczny jest:

-trójkowy – trzy kolejne nukleotydy oznaczają jeden aminokwas

-bezprzecinkowy – brak znaków przestankowych między kodonami, kolejne trzy trójki nukleotydów następują bezpośrednio po sobie

-niezachodzący – dany nukleotyd jest czytany (jeden kodon) oznacza dokładnie jeden aminokwas

-zdeterminowany – jedna trójka nukleotydów (jeden kodon) oznacza dokładnie jeden aminokwas

-uniwersalny – wszystkie organizmy praktycznie w ten sam sposób kodują informacje.

Mechanizmy biosyntezy białka.

 

Translacja – proces syntezy białka, który odbywa się na podstawie informacji zawartej w mRNA przy udziale tRNA, enzymów enzymów aminokwasów. Proces ten zachodzi na rybosomach. Translacja jest skomplikowanym procesem.

 

DNA to podwójna spirala zbudowana z 4 różnych zasad.

Struktura DNA umożliwia dokonywanie własnej replikacji i syntezowanie białek.

DNA koduje syntezę 20 aminokwasów za pomocą sekwencji trzech zasad, czyli kodonów.

 

Kodony tworzą kod genetyczny.

Ludzki genom składa się z 3mld par zasad nukleotydowych i ma ok. 30 tys genów, z których 1/3 ulega ekspresji

wyłącznie w mózgu.

 

Zmienność mutacyjna.

 

Mutacja – to nagła dziedziczna zmiana w materiale genetycznym.

Ze względu na rozległość zmian mutacje dzieli się na:

-mutacje genowe – dotyczące zmiany struktury genów

-mutacje chromosomowe – zmiana struktury chromosomów

-mutacje genomowe – zmiana liczby chromosomów

 

Zmiana struktury chromosomów.

Podstawą klasyfikacji przeważającej części mutacji (aberracji) chromosomowych jest to, co dzieje się z powstałym na skutek pęknięcia fragmentów chromosomu.

 

Najczęściej obserwowane zmiany to:

-delecja – utrata fragmentu chromosomów

-translokacja – przeniesienie fragmentu chromosomu na innych chromosom

-inwersja – odwrócenie o 180 st. Fragmentu chromosomu

 

Duplikacja – podwojenie określonego fragmentu chromosomu.

Szympansy mają o 1 parę chromosomów więcej niż człowiek.

Mutacje dotyczące zmiany liczby chromosomów:

-aneuploidalność:

*trisomia – brak 3 chromosomów

*monosomia – brak jednego chromosomu

*nullisomia – brak pary chromosomów

*tetrasomia – obecność dwóch dodatkowych chromosomów X

-poliploidalność - występowanie w komórce liczby chromosomów co najmniej trzykrotnie większej od ich liczby w komórce haploidalnej.

 

Choroby genetyczne człowieka:

-ze względu na lokalizację zmutowanego genu choroby dziedziczne dzieli się na:

*warunkowane autosomalnie

*sprzężone z płcią

 

1)Choroby uwarunkowane autosomalnie recesywnie:

 

-FENYLOKETONURIA (PKu) – 1:10 tys; nie leczona choroba charakteryzuje się występowaniem niedorozwoju umysłowego, małogłowia, opóźnienia rozwoju mowy, drgawek, zaburzeń zachowania.

 

-ALKAPTONURIA – 1:1000 000; brak aktywności enzymu o nazwie oksydaza homogentyzynowa powoduje kumulowanie kwasu homogentyzynowego w organizmie. Nadmiar tego kwasu jest wydalany z moczu, pozostała część gromadzi się w innych tkankach, które są bogate w kolagen (chrząstki itd.). Wtedy tworzy się niekrystaliczny pigment i z czasem miejscach, w których się gromadzi tworzy się ciemny pigment. Choroba ta może dotknąć wielu układów w organizmie (zjawisko to nazywa się plejotropią), np. układ kostny, sercowo-naczyniowy, moczowo-płciowy, oddechowy, oczy, skóra, pozostałe narządy, zęby, układ nerwowy.

 

-ALBINIZM – niemożność wytwarzania barwnika melaniny. Komórki produkujące melaninę to melanocyty, są obecne np. w skórze, a ich budowa jest prawidłowa, jednak najprawdopodobniej nie ma jakiegoś enzymu lub też działa inny mechanizm blokujący produkcję tego barwnika.

Dziecko w tym schorzeniem rodzi się bardzo jasne, ma różową skórę, co jest spowodowane przeświecaniem naczyń krwionośnych. Barwnika pozbawione są wszystkie narządy: oczy, włosy, skóra.

 

-ZESPÓŁ ZŁEGO WCHŁANIANIA (22W) – nie jest to oddzielna jednostka chorobowa lecz zespół objawów, które występują wskutek zaburzeń procesów trawienia i wchłaniania pokarmów:

 

*CELIAKIA:

Przyczyny celiakii:

-(teoria toksyczna)dziedziczny brak enzymu rozkładającego gluten prowadzi do uszkodzeń i zaniku kosmyków jelitowych (brak wchłaniania pokarmów, składników pokarmowych). Dzieci chore na celiakię moją niedobór witamin, niedokrwistość, są niedożywione.

-teoria immunologiczna
-teoria wirusowa

Coraz częściej ludzie chorują na celiakię. Choroba może się ujawnić w każdym wieku – u noworodka jak i u 50 latka. 70% chorych na celiakię to kobiety.

Skutki nie leczonej celiakii:

-osteoporoza

-zaburzenia psychiczne

-nowotwory układu pokarmowego

1 osoba na 100 choruje, a wykrywa się z tego 10%. Stosowanie diety bezglutenowej pozwala w miarę normalnie żyć.

 

*GALAKTOZEMIA – wrodzony błąd metaboliczny (przemiana materii) uniemożliwiający przekształcenie galaktozy w glukozę. Objawy występują już kilka godzin po pierwszym karmieniu. Pojawiają się: wymioty, brak przyrostu wagi, wady wątroby, żółtaczka.

Leczenie: całkowite wykluczenie z diety galaktozy i laktozy – dieta eliminacyjna.

 

  Aa    x    Aa 

 

AA             aa                 Aa          Aa

brak    galaktozemia    nosiciel   nosiciel  

 

-ANEMIA SIERPOWATA – choroba występująca najczęściej u murzynów i mulatów, chorzy są w dużym stopniu odporni na malarię, to schorzenie można rozpoznać ok. 3 miesiąca. Anemia sierpowata jest determinowana przez gen recesywny.

 

-MUKOWISCYDOZA – zwłóknienie torbielowate trzustki. Gen tej choroby jest umiejscowiony na długim ramieniu chromosomu 7.

Śluz staje się lepki, zatyka drogi oddechowe, przewód pokarmowy, układ rodny – zapewnia doskonałe środowiska dla rozwoju bakterii. Nasilenie tej choroby jest różne u pacjentów.

Skutki:

-w układzie oddechowym – przewlekłe infekcje, prowadzi do niewydolności płuc i do śmierci

-w układzie pokarmowym – śluz zatyka przewody trzustkowe, upośledzenie trzustki, biegunka itd.

 

2) Choroby uwarunkowane autosomalnie dominująco:

 

-PLĄSAWICA HUNTINGTONA – objawia się niekontrolowanymi ruchami, podobnymi do tańca, wicia się, skręcania. Grec. nazwa choroby „chorea” – taniec.

Istotą choroby jest zwyrodnienie neuronów (inne przykłady choroba Parkinsona, Alzheimera). Szczególnie dotknięte są obszary w mózgu, tzw. jądra podkorowe – odpowiadają za koordynację ruchów. Upośledzeniu ulegają też funkcje intelektualne (myślenie, pamięć).

Trudno jest wychwycić początek tej choroby. Można zauważyć niewytłumaczalne zmiany nastroju, itd.

Choroba ta postępuje, nie zatrzymuje się w miejscu. Wraz z jej postępem mowa staje się niewyraźna, zaburzenia przełykania, żucia, chodzenia.

Jeśli choroba rozwija się przed 20 rokiem życia to w ciągu 10 lat prowadzi do śmierci.

Jeśli jedno z rodziców jest chore to występuje prawdopodobieństwo 50%.

Źródłem tej choroby są powtórzenia trójnukleotydowych powtórzeń. Prawidłowe chromosomy mają od 11-34 powtórzeń. w przypadku tej choroby ok. 40.

Trójka CAG koduje aminokwas glutaminę.

Badania nas psychozą maniakalno-depresyjną i psychozą sugerują, że trójkowe powtórzenia mogą wpływać na te zaburzenia.

 

3) Choroby sprzężone z chromosomem X uwarunkowane recesywnie:

 

-DALTONIZM .

Odmiany (są 3 czopki: czerwony, zielony i niebieski):

*łagodna odmiana – praca jednego z czopków jest upośledzona (anomalia)

*jeden czopek zupełnie nie funkcjonuje (dichromatopsja lub achromatopsja) – widzenie tylko jednego koloru, czyli widzenie tylko w odcieniach szarości.

*zaburzenie widzenia czerwonego (protanomalia) – widzenie czerownego słabej, widzenie odmian niebieskiego (np. fioletowego czy lawendowego) jako zwykły niebieski, nieodróżnialnie różnic pomiędzy odcieniami danego koloru.

*zaburzenie widzenia zielonego (deuteranomalia) – najczęstsze schorzenie

*zaburzenie widzenia niebieskiego (tritanomalia)

 

 

Matka daltonistka i zdrowy ojciec:

 

                              

    X X d      x        XD Y

 

 

 

      /

       /      

 

      Xd

 

      Xd

 

     XD

 

XD   Xd

 

XD   Xd

 

     Y

 

Xd   Y

 

Xd   Y

 

Matka zdrowa, ojciec daltonista:

 

                              

    X X D      x        Xd Y

 

 

      /

       /      

 

      XD

 

      XD

 

     Xd

...
Zgłoś jeśli naruszono regulamin