6th Chapter Flashcards
Τι είναι οι μεταλλάξεις και από τι εξαρτάται η επίδρασή τους στον φαινότυπο;
Είναι η αλλαγή στην αλληλουχία του DNA, οι οποίες δημιουργούν συνήθως έναν διαφορετικό φαινότυπο, χωρίς αυτό να είναι όμως απαραίτητο. Το παραπάνω εξαρτάται από τον τρόπο που η μετάλλαξη επιδρά στο γονιδιακό προϊόν(πρωτεϊνη)
Σε ποιες δύο μεγάλες κατηγορίες διακρίνουμε τις μεταλλάξεις και σε ποια βάση γίνεται ο διαχωρισμός τους;
Στις γονιδιακές και τις χρωμοσωμικές. Ο διαχωρισμός γίνεται με βάση τημ έκταση της αλλαγής.
Μικρός αριθμός βάσεων=Γονιδιακή Μετάλλαξη
Μεγαλύτερο τμήμα του χρωμοσώματος=Χρωμοσωμική Ανωμαλία
Ποιες είναι οι συνέπειες των μεταλλάξεων;
+Συμβάλλουν στην δημιουργία γενετικής ποικιλότητας
- 1)Ευθύνονται για πολλές κληρονομικές ασθένειες
2) Ευθύνονται για πολλές περιπτώσεις καρκίνου
Ποια κύτταρα μπορούν να υποστούν μεταλλάξεις και πώς αυτές κληρονομούνται;
Και σωματικά και γεννητικά κύτταρα. Οι μεταλλάξεις που συμβαίνουν σε σωματικά κύτταρα είναι συχνότερες(ενήλικας 10 εις τη 13 σωματικά), ωστόσο μόνο όσες συμβαίνουν στα γεννητικά μπορούν να μεταβιβαστούν στους απογόνους και άρα ευθύνονται για την εμφάνιση κληρονομικών ασθενειών
Σε ποιοες κατηγορίες χωρίζονται οι μεταλλάξεις με βάση τους παράγοντες που τις προκαλούν;
1)Αυτόματες: Εμφανίζονται αιφνίδια στον πλυθησμό και προέρχονται από λάθη που γόνονται κατά την αντιγραφή του DNA ή κατά τον διαχωρισμό χρωμοσωμάτων
2)Αυτές που προκαλούνται από μεταλλαξογόνους παράγοντες(περιβάλλον): Σε αυτούς περιλαμβάνονται a)διάφορες χημικές ουσίες, όπως ακτινοβολίες Χ και γ καθώς και η κοσμική και υπεριώδης ακτινοβολία.
b)Χημικές ουσίες με μεταλλαξογόνο δράση, όπως φορμαλδεϋδη, ορισμένες χρωστικές, αρωματικοί υδρογονάνθρακες, καφεϊνη.
Πολλές από αυτές βρίσκονται σε γεωργικά, βιομηχανικά και φαρμακευτικά προϊόνται ευρείας χρήσης
Με ποιον τρόπο αντιμετωπίζουν τα κύτταρα τις μεταλλάξεις;
Με ένζυμα που αναγνωρίζουν και επιδιορθώνουν το DNA, (όπως DNA πολυμεράσεςλάθη αντιγραφής). Περισσότερα από το 99,9% των λαθών της αντιγραφής επιδιορθώνονται από ένζυμα
Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι γονιδιακών μεταλλάξεων;
Αντικατάσταση, προσθήκη και έλλειψη βάσης(ή βάσεων)
Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται οι μεταλλάξεις ανάλογα με το φαινοτυπικό τους αποτέλεσμα;
Υπάρχουν αυτές που μεταβάλλουν τον φαινότυπο του οργανισμού:
1)Ευνοϊκές
2)Και επιβλαβείς(είναι οι περισσότερες)
Αυτές που δεν μεταβάλλουν τον φαινότυπο:
3)Ουδέτερες: Μπορούν να οδηγούν σε αλλαγή ενός μόνο αμινοξέως, με τρόπο τέτοιο που να μην επιδρούν στην στερεοδιάταξη και λειτουργικότητα της πρωτεϊνης.
4)Σιωπηλές: Δεν οδηγούν στην αλλαγή της αλληλουχίας των αμινοξέων της δημιουργούμενης πρωτεϊνης, λόγω εκφυλισμού του γενετικού κώδικα(συνώνυμα κωδικόνια)
Ποιες οι συνέπεις αντικαταστασης βάσης σε γονίδιο (συνεχές ή ασυνεχές) που κωδικοποιεί πολυπεπτιδική αλυσίδα;
Διακρίνουμε περιπτώσεις ανάλογα με περιοχή μετάλλαξης:
a) 5΄αμετάφραστη περιοχή:
1) Αδυναμία πρόσδεσης rRNA μικρής υπομονάδας ριβοσώματος με mRNA=αδυναμία έναρξης πρωτϊνοσύνθεσης
2) Δημιουργία κωδικονίου έναρξης=αρχίζει νωρίτερα η μετάφραση
3) Καμία συνέπεια
b1) Σε κωδικόνιο έναρξης:
1) Μη έναρξη μετάφρασης
2) Έναρξη αν υπάρχει επόμενο κωδικόνιο έναρξης=έλλειξη αμινοξέων από αμινικό άκρο
b2) Τυχαίο κωδικόνιο που κωδικοποιεί αμινοξύ
1) μετατροπή σεσυνώνυμο κωδικόνιο=σιωπηλή μετάλλαξη
2) γίνεται Κωδικόνιο λήξης:Πρόωρος τερματισμός πολυπεπτιδικής αλυσίδας=λιγότερα αμινοξέα(πχ βθαλ)
3) Αλλαγή αμινοξέως:
3a) ουδέτερη μετάλλαξη(όχι αλλαγή σε στερεοδιάταξη άρα και λειτουργικότητα)
3b) Ενεργό κέντρο(για ένζυμα)=Αλλαγή δομή και λειτουργικότητα πρωτεϊνης=Μείωση ή μηδενισμός ενεργότητας ενζύμου
3c) Αλλαγή σε στερεοδιάταξη(πχ HbS)=Επηρεάζεται η λειτουργία
3d) Καμία αλλαγή αν το αμινοξύ αποκόπτεται μετα-ματαφραστικά
b3) Κωδικόνιο λήξης
1) Συνώνυμο=Σιωπηλή μετάλλαξη
2) Λανθασμένος τερματισμός, επιμήκυνση= επιβλαβής ή ωφέλιμη για λειτουργικότητα
c) Σε εσώνιο:εξαρτάται αν επηρεάζει την διαδικασία ωρίμανσης
Ποιες οι συνέπειες από την προσθήκη ή έλλειψη μιας ή περισσότερων βάσεων σε γονίδιο (συνεχές ή ασυνεχές) που κωδικοποιεί πολυπεπτιδική αλυσίδα;
1) Προσθήκη ή έλλειψη αριθμού βάσεων πολλαπλάσιου του 3=προσθήκη ή έλλειψη ενός ή περισσότερων αμινοξέων=αποτέλεσμα εξαρτάται από θέση και έκταση αλλαγής
2) Προσθήκη ή έλλειψη αριθμού διαφορετικού από πολλαπλάσιου του 3 = αλληλουχία αμινοξέων διαφορετική από την αρχική= πεπτιδική αλυσίδα, ανόμοια με αρχική
Τι είναι η αιμοσφαιρίνη και ποια η δομή ενός φυσιολογικού μορίου αυτής; Πού παράγεται η αιμοσφαιρίνη;
Η αιμοσφαιρίνη είναι η βασική πρωτεΐνη από την οποία αποτελούνται τα ερυθρά αιμοσφαίρια.
Κάθε μόριο αιμοσφαιρίνης έχει σφαιρικό σχήμα και αποτελείται από τέσσερις πολυπεπτιδικές αλυσίδες ανά δύο όμοιες, καθεμιά από τις οποίες συνδέεται με μία ομάδα αίμης που περιέχει ένα άτομο σιδήρου Fe.
Παράγεται στα πρόδρομα αιμοσφαίρια
Ποιες φυσιολογικές αιμοσφαιρίνες γνωρίζετε; Ποια η σύσταση της καθεμίας και σε ποιες φάσεις της ζωής του ανθρώπου συναντάται;
Οι αιμοσφαιρινες του ενηλίκου ατόμου διαφέρουν από τις αντίστοιχες του εμβρύου, Η κύρια αιμοσφαιρίνη κατά την εμβρυϊκή ηλικία είναι η αιμοσφαιρίνη F (HbF) με σύσταση α2γ2 δηλαδή αποτελείται από δύο πολυπεπτιδικές αλυσίδες α και από δυο γ, Κατά την ενήλικη ζωή η κύρια αιμοσφαιρίνη είναι ή HbA με σύσταση α2β2, ενώ ανιχνεύονται και μικρές ποσότητες μιας άλλης αιμοσφαιρίνης, της HbA2, με σύσταση α2δ2. Τα ενήλικα άτομα επίσης συνθέτουν πολύ μικρή ποσότητα (λιγότερο από 1 %) της HbF.
Πού οφείλονται οι αιμοσφαιρινοπάθειες;
Σε μεταλλάξεις των γονιδίων που κωδικοποιούν τις αλυσίδες των αιμοσφαιρινών
Τι διαφορές/αλλαγές παρατηρούνται στα άτομα που πάσχουν από δρεπανοκυτταρική αναιμία σε: α)Επίπεδο γονιδίου β)Βιοχημικό επίπεδο γ)Επίπεδο κυττάρων δ)Κλινικό επίπεδο
α)Στην κωδική αλυσίδα του γονιδίου β που κωδικοποιεί την β-πολυπεπτιδική αλυσίδα της HbA, στο 7ο κωδικόνιο 5GAG3 που κωδικοποιεί το γλουταμινικό οξύ έγινε αντικατάσταση της Α από Τ, με αποτέλεσμα να προκύψει το κωδικόνιο 5GTG3 που κωδικοποιεί το αμινοξύ βαλίνη. Από τη γονιδιακή αυτή μετάλλαξη το φυσιολογικό επικρατές β αλληλόμορφο μετατρέπεται στο νέο (μεταλλαγμένο) αλληλόμορφο βs (υπολειπόμενο). Τα άτομα που πάσχουν έχουν γονότυπο βsβs.
β)Η αντικατάσταση του 6ου αμινοξέος στην β πολυπεπτιδική αλυσίδα έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή μόνο τροποποιημένων β αλυσίδων και επομένως αντί να παράγεται η φυσιολογική αιμοσφαιρίνη HbΑ, παράγεται μόνο η μεταλλαγμένη αιμοσφαιρίνη HbS.
γ)Σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου, η στερεοδιάταξη της HbS μεταβάλλεται με αποτέλεσμα το σχήμα των ερυθροκυττάρων να μετατρέπεται από σφαιρικό σε δρεπανοειδές
δ)1)Τα δρεπανοκύτταρα εμποδίζουν την φυσιολογική κυκλοφορία του αίματος στα τριχοειδή αγγεία δημιουργώντας προβλήματα σε διάφορα όργανα όπως στον σπλήνα και τους πνεύμονες
δ)2)Τα δρεπανοκύτταρα καταστρέφονται ταχύτερα από τα φυσιολογικά ,με συνέπεια την εμφάνιση συμπτωμάτων αναιμίας
Ποια είναι τα χαρακτηριστικά των φορέων της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας;
Τα ετερόζυγα άτομα (φορείς) έχουν ένα φυσιολογικό β γονίδιο και ένα μεταλλαγμένο και δεν εμφανίζουν τα συμπτώματα της ασθένειας. Στους φορείς προκαλείται δρεπάνωση μόνο σε συνθήκες μεγάλης έλλειψης οξυγόνου, όπως σε υψόμετρο μεγαλύτερο από 3.000 m.
Πού οφείλεται η ετερογένεια των συμπτωμάτων σε άτομα που πάσχουν από την ίδια ασθένεια;
Στο γεγονός ότι οι περισσότερες ασθένειες προκαλούνται όχι μόνο από έναν τύπο γονιδιακής μετάλαξης, αλλά μπορεί να προκύπτουν από αντικατάσταση, προσθήκη ή έλλειψη διαφορετικού αριθμού βάσεων και σε διαφορετικές θέσεις στον γονίδιο που σχετίζεται με τηη συγκεκριμένη ασθένεια. Έτσι δημιουργούνται διαφορετικά (πολλαπλά) αλληλόμορφα.
Με άλλα λόγια, η ετερογένεια συμπτωμάτων οφείλεται στην ετερογένεια των μεταλλάξεων.
Για παράδειγμα Στο γονίδιο της πολυπεπτιδικής αλυσίδας β έχουν βρεθεί περισσότερες από 300 διαφορετικές μεταλλάξεις. Εάν μια μετάλλαξη επηρεάζει αμινοξέα σημαντικά για τη λειτουργικότητα της πρωτεΐνης, όπως αυτά που βρίσκονται κοντά στην περιοχή πρόσδεσης της αίμης, τότε δημιουργείται σοβαρό πρόβλημα για τον οργανισμό. Υπάρχουν όμως και μεταλλάξεις που περνούν σχεδόν απαρατήρητες ή που δημιουργούν μόνον ήπια αναιμία. Τέτοιες είναι οι μεταλλάξεις που αφορούν περιοχή της αλυσίδας που δεν είναι σημαντική για τη λειτουργία του μορίου.
Ποιες αιμοσφαιρινοπάθειες χαρακτηρίζονται ως θαλασσαιμίες;
Αυτές που οφείλονται στην ελαττωμένη σύνθεση είτε των α είτε των β αλυσίδων των αιμοσφαιρινών και οδηγούν αντίστοιχα στην α και την β θαλασσαιμία
Ποια είναι η κλινική εικόνα των ομόζυγων ατόμων με β θαλασσαιμία; Πώς αντιμετωπίζεται το πρόβλημα που εμφανίζουν και με ποιον τρόπο ο οργανισμός των ατόμων αυτών υποκαθιστά μερικώς την έλλειψη της HbA;
Εμφανίζουν σοβαρή αναιμία λόγω σημαντικής ή παντελούς έλλειψης της HbA.
Η αντιμετώπιση γίνεται με συχνές μεταγγίσεις αίματος, οι οποίες όμως σταδιακά δημιουργούν πρόβλημα λόγω της υπερφόρτωσης του οργανισμού με σίδηρο. Το πρόβλημα αυτό αντιμετωπίζεται με φαρμακευτική αγωγή (αποσιδήρωση).
Στα ομόζυγα άτομα παρατηρείται σε πολλές περιπτώσεις αύξηση της HbF, η οποία υποκαθιστά μερικώς τη λειτουργία της HbA.
Ποια η κλινική εικόνα των ετερόζυγων ατόμων για τη β θαλασσαιμία και πού στηρίζεται η διάγνωσή τους;
Γιατί είναι σημαντική η διάγνωση των ατόμων φορέων;
Τα ετερόζυγα άτομα -φορείς- εμφανίζουν ήπια αναιμία και αυξημένη σύνθεση HbA2, η οποία αποτελεί διαγνωστικό δείκτη.Η ασθένεια κληρονομείται με αυτοσωμικό υπολειπόμενο τύπο κληρονομικότητας. Συνεπώς, όταν και οι δύο γονείς είναι φορείς της ασθένειας, ο κίνδυνος εμφάνισης της β-θαλασσαιμίας στους απογόνους τους είναι 25%. Συνεπώς ένα άτομο που θέλει να κάνει απογόνους οφείλει να γνωρίζει αν είναι φορέας.
Για ποιο λόγο η συχνότητα εμφάνισης των ατόμων με β θαλασσαιμία ή δρεπανοκυτταρική αναιμία είναι αυξημένη σε περιοχές όπως οι χώρες της Μεσογείου, της Δυτικής και Ανατολικής Αφρικής και της Ν,Α. Ασίας, όπου εμφανιζόταν ελονοσία;
Η αυξημένη συχνότητα οφείλεται στην ανθεκτικότητα των φορέων στην προσβολή από το πλασμώδιο (πρωτόζωο) που προκαλεί την ελονοσία, επειδή τα ερυθροκύτταρά τους δεν ευνοούν τον πολλαπλασιασμό του. Συνεπώς, η προστασία που προσδίδει η μετάλλαξη ως προς την ελονοσία αποτελεί ένα πλεονέκτημα, που τους παρέχει αυξημένη πιθανότητα επιβίωσης και δυνατότητα αναπαραγωγής.
Πώς κατανέμονται τα γονίδια της α αλυσίδας των αιμοσφαιρινών στα χρωμοσώματα;
Τα γονίδια που κωδικοποιούν την πολυπεπτιδική αλυσίδα α είναι διπλά, δηλαδή υπάρχουν δύο γονίδια α σε κάθε ομόλογο χρωμόσωμα.