Hlutpróf 1 Flashcards
hvað ræður virkni hópa
bygging lífefna
fara yfir byggingar glæra 4 og 5 erfðafræði 1
ekkert svaka mikilvægt
hvað gerði mendel
ræktaði og æxlaði baunum
fylgdist með eiginleikum gegnum kynslóðir
Lögmál Mendels gleymdist
Enduruppgötvað 1900 af Correns
1900-1910 var sýnt að lögmál Mendels ætti líka við í dýrum og mönnum
hver eru lögmál mendels
gaf þau út árið 1865
aðskilnaður genapara :
- Gen ákvarða eiginleika okkar og þau eru í pörum eða samsætum í tvílitna lífverum
- Ríkjandi og víkjandi eiginleikar
- Samsæturnar aðskiljast þegar kynfrumur myndast
óháð samröðun genapara
- Mismunandi genasamsætur (pör gena) raða sér í kynfrumurnar óháð hvor annarri
- Gen sem stjórna lit bauna (gular vs. grænar) raða sér í kynfrumurnar óháð genum sem stjórna útliti yfirborðs (Hrukk. eða slét.)
- Á við um gen á mismunandi litningum eða fjarri hvort öðru á litningum
- Ef gen eru tengd (þ.e. nálægt hvort öðru) á sama litningi eru þau ekki óháð
hvernig var DNA staðfest sem erfðaefni
fyrst var haldið að prótein væru erfðir
1928 var fundið upp ummyndun (tranformation) þar sem erfðaefni úr dauðum bakteríum gat flust yfir í lifandi bakteríur
staðfest árið 1952 að DNA væri erfðaefnið
hvernig fór fram griffith tilraunin um transformation
og hvernig hélt Avery og transforming principle rannsóknin áfram að staðfesta að DNA er erfðaefni
voru með mús og streptókokkus bakteríu af tveimur stofnum (S og R)
Polysakaríð hylki utan um bakteríuna sem skiptir máli
ef það var sprautað S stofninum í músina þá drapst hún
það varð einhver stökkbreyting í polysakaríðinu sem veldur því að það getur ekki drepið músina
það var hægt að hita S stofnin og þá óvirkjaðist það og drap ekki músina
ef þeir blönduðu hitaða S forminu við R formið þa drapst hún líka
Avery prófaði tilraunina án þess að nota dýr og fann út að DNA sem flyst frá S frumum drepur
hvernig staðfesti Tilraun Hershey og Chase að DNA væri pottþþétt erfðaefniððð
þeir nota mismuandi geislavirk efni
32P – innlimast í DNA
35S – innlimast í prótein
þeir merktu veiru sem sýktu frumu
svo elta þeir hvor að Geislamerkið fer inn í hýsil og til afkvæma
þegar að það var fylgst með 35S sáu þeir að geislamerkið fór með próteinhylkjunum og var ekki að finna í afkvæmum
þannig að það hvarf bara
X-ray diffraction niðurstöðum frá Rosalind Franklin og Maurice Wilkins sýndu hvað og hvað var uppgötvað út frá því
sýndi röntgen mynd af DNA sameindinni
Watson og crick fundu þannig upp á tvöfaldöldu helix byggingu DNA
hvað sýndu Niðurstöðum Erwin Chargaff
Heildarmagn pýrimidína (T+C) er alltaf það sama og heildarmagn púrína (A+G)
Magn T er alltaf sama og A og magn C er alltaf sama og magn G. Magn A+T er ekki alltaf það sama og G+C
þessar niðurstöður staðfestu byggingu DNA sem watson og cirk settu fram
hvað er kjarnsýra
lífsameind sem inniheldur 3 gerðir af einingum
Basa (purine or pyrimidine (nucleobases))
Sykru (D-ribose/RNA eða 2-deoxy-D-ribose/DNA)
Fosfór
DNA bygging hefur hvernig tengi á milli basanna
vetnistengi
A+T 2 vetnistengi
C+G 3 vetnistengi
hvað segir central dogma okkur
DNA getur eftirmyndast með replication
DNa getur líka umritast með transcription í RNA
Hægt að þýða RNA með transsition yfir í prótein
á hverju byggist central dogma
basapörun innan DNA smeindarinn og DNA sameindarinn við RNA sameindina
hvar gerist eftirmyndun og umritun DNA
í frumukjarna
hvar gerist þýðing RNA í prótein
umfrymi
hvað er svipgerð
Sýnilegir/mælanlegir eiginleikar lífveru
augnlitur
hvað er arfgerð
Erfðasamsetning lífveru
afh var augað öðruvísi á litinn
hvað er gen
erfðaeiningin
Eining á ákveðnum stað í erfðaefninu sem ber upplýsingar milli kynslóða
Eining með áhrif á svipgerð lífverunnar
Eining sem er umrituð í RNA sameind eða hefur áhrif á tjáningu
hvað er Samsæta
Mismunandi útgáfur gena (rauður augnlitur ávaxtaflugu er villigerð en hvítur augnlitur orsakast af stökkbreytingu)
hvað veldur svipgerð
breytt prótein
Breyting á svipgerð verður arfgerð
hvaða Greiningarpróf eru mikilvæg í erfða- og erfðamengisfræða til að greina stökkbreytingar og sjúkdóma
Litningabreytingar
Erfðabreytileikar
Genatjáning
Svar við lyfjum, fæðu etc.
Erfðamengi mannsins þekkt
Öll gen þekkt
Mikill breytileiki þekktur
Áhrif á svipgerð og sjúkdóma
hversu marga litninga hafa Líkamsfrumur en Kynfrumur?
líkams: eru tvílitna
kyn: eru einlitna
segðu frá mítósu
Frumuskipting venjulegra líkamsfruma
– Tvær dótturfrumur sem eru báðar tvílitna
– Báðar með sama erfðaefnið
Kynlaus æxlun (asexual reproduction) í
einfrumungum
taugafrumur ganga sjaldan í gegnum mítósu
hvenær sjást litningar
í mítósu og meiósu
hvenlr sjást litningarnir best
í metafasa hluta mítósunar
hvað einkennir litningar
stærð þeirra og þráðhaftið
í hvað eru litningar flokkaðir í
eftir staðsetningu þráðhaftsins
4 flokkar
í miðjunni - metafasi
mitt á milli miðju og enda - submetafasi
mjög nálægt endanum - acrofasi
alveg í endanum - telófasi
hverju viðheldur mítósa
Viðhald og vöxtur vefja í fullvöxnum
hvers vegna er mikilvægt að stjórna frumuskiptingu með mítósu
vegna þess að óstjórnleg frumuskipting er einkennandi fyrir krabbamein
í hvað er hægt að skipta mítósu
Karyokinesis - það er verip að skipta upp DNAinu upp í 2 hluti
Cytokinesis - verið að skipta upp umfryminu og öllu öðru
segðu frá frumuhringnum
skipitst í 5 fasa
G1 - ýmis gen (t.d. housekeeping) tjáð og prótein mynduð
S - DNA eftirmyndun
G2 - tímabil þar sem fruma býr sig undir skiptinguna sjálfa
M - mítósa
G0 - er fasi þar sem frumur geta lagst í dvala , þær geta farið aftur á stað (eins og krabbamein sem sprettur upp aftur)
16 klst prógram
mítósan tekur ruman klukkutíma
hvað er interfasi
G1 - S og G2
þar sem fruman er bara að vaxa
í lok G2 hefur fruman tvöfaldað sig
segðu frá G1 fasa
eftir mítósu
– Engin DNA eftirmyndun.
- Erfðaefnið tvílitna (2n)
- það er verið að umrita gen og búa til prótein og allt svoleiðis
- Starfsemi frumunnar í fullum gangi
segðu frá S fasa
DNA eftirmyndun
tekur 6-8 klst
Hver litningur eftirmyndaður
myndast sister chromatids (tveir eins DNA þræðir sem haldið er saman á þráðhafti)
segðu frá G2 fasa
stuttur fasi milli DNA eftirmyndunar og
mítósu
og með tvöföldu magni erfðaefnis (4n)
í hvað skiptist mítósu fasinn
prófasi
prómetafasi
metafasi
anafasi
telofasi
segðu frá prófasanum
upphaf mítósu
förum að sjá litlingar
litningarnir byrja að þéttast
deilikorn byrja að deilast upp og þéttasti
segðu frá prómetafasanum
þá sjáum við litninganna mjög skýrt
Kjarnahimnan brotnar niður
segðu frá metafasa
þá hafa litningarnir raðað sér á metafasa plötu
hér eru frumur teknar til að skoða litningana
Litningarnir raða sér mitt á milli spólanna
tveggja í “metaphase plate
hvað er Kinetochore/þráðhald
próteinflóki sem
myndast um þráðhaft litningsins
hvaða frumulíffæri er mikilvægt fyrir mítósuna og af hverju
Geislaskaut
Er yfirleitt öðru megin kjarnans
Tvöfaldar sjálft sig í interfasa
þegar að þau aðskilja sig færa þau sig í sitthvoran enda til að tosa í sundur litningana
segðu frá anafasanum
þá erum við að skipta litningunum
segðu frá telófasanum
búin að skipta litningum og þá fer fruman sjálft að skipta sér
allt öfugt og það sem gerðist í prófasa
Kjarnahimna myndast utan um hvort
litningasett
Kjarnakornin (nucleoli) myndast aftur
hvað rífur tengin á milli litninga
Sepharase (prótein)
hvað er Cytokinesis
hefur Contractile ring sem skiptir umfryminu í tvennt
Tvær frumur verða til, hvor með einn kjarna og eins litninga (2n)
check point á frumuhringnum passa að allt sé í lagi
ef það er einhver stökkbreyting eða slíkt á DNAinu að þá er frumunni ekki hleypt yfir í S fasa
ef það er skoðað krabbamein að þá er lang oftast eitthvað að þessum check points,
eins og stökkbreytingar
þau eru ekki að passa að allt sé í góðu i frumunum sem getur valdið ofvexti á frumum
ef að fruma er eitthvað skrítin er reynt að laga hana
ef það tekst ekki að þá er hún send í stýrðan frumudauða
segðu frá meiósu
Tvílitna fruma verður einlitna
DNA eftirmyndast einu sinni og svo verða tvær frumuskiptingar (1 og 2)
Röð meiósu atburða er sú sama í kynjunum tveimur en tímasetningin er mismunandi
– Eggfrumur geta verið áratugi í prófasa I
hver er tilgangurinn með meiósu skiptingum
valda erfðabreytileika
Mismunandi samsetningar af litningum frá
móður og föður
– Endurröðun (recombination) á sér stað
hvað einkennir meiósu
prófasi 1
þar sem samstæðir litningar parast saman
litningur frá móður og föður parast saman
og það verða krossovers
hvaða þrír þættir einkenna prófasa 1
litni þéttist bara eins og í mítósu
það verður pörun á milli samstæðra litninga og verður krossover/endurröðun
5 skref í heildina
segðu frá synaptonemal complex
sérstakt próteinstrúktúr sem myndast á milli samstæðra litninga (þ.e. móður- og föðurlitninga) í frumuskiptingu, sérstaklega í meiósu I
mikilvægur fyrir krossover og endurröðun
hvaða fasar eru til í meiósu
metafasi
anafasi
telófasi
Cytokinesis
- Jöfn í sáðfrumum (myndast fjórar alveg eins)
- Ójöfn í eggfrumum (verður í rauninni bara ein sem virkar af þessum fjórum)
hvað getur gerst í anafasa 1 í meiósu þegar að litningarnir eru tosaðir í sundur
non dis junction veldur því að það verður einhver galli í því að tosa þá í sundur og myndast þannig litningagallar
eftir meiósu 1 erum við komin með systurfrumur
segðu frá meiósu 2
erfðaefnið er einlitna
systur litningar hverrar frumu eru annað
hvort móður- eða föðurlitningar
þráðhaftur rofnar í meiósu 2 ekki 1
hverjar eru erfðafræðilegar afleiðingar meiósu
Tvílitna verður einlitna
Genasamsætur aðskiljast (því það þær aðskiljast verður bara 1 litningur, 1 gen) og raða sér í kynfrumur óháð hvor annarri
Endurröðun eykur enn möguleika uppstokkunar
Fjarlægð milli gena á sama litningi ákveður líkurnar á endurröðun milli þeirra
Fjarlægð milli gena á sama litningi ákveður líkurnar á endurröðun milli þeirra
Ef langt á milli gena:
Ef genin nærri hvort öðru
Ef langt á milli gena: miklar líkur, genin ótengd
Ef genin nærri hvort öðru: litlar líkur, genin tengd
hvaða geta verið margir möguleika á litningasamsætum úr meiósu
223 eða 8,4 milljónir möguleikar
þar við bætist uppstokkun vegna endurröðunar (þannig getur verið meira)
hver er munurinn á meiósu karla og kvenna
hjá körlum er litninga samsetning ekki eins
en það myndast 4 eins sáðfrumur
hjá konum stoppa meiósan í fósturþroska prófasa meiósu þegar homous litningar parast
meiósa fer ekki af stað fyrir en á kynþroska
klárum ekki meiósu tvö nema frjóvgun á sér stað
skýru hvers vegna umtalsverður erfðabreytileiki verður til við meiósu en ekki til við mítósu
Góð prófspurning?
það verður enginnnnnn erfðabreytileiki í mítósu því frumurnar skipta sér og eru nákvæmlega eins
krossover sem veldur erfðabreytileika
líka það að litningarnir raða sér óháðir hvor öðrum
litningur 1 frá föður fær ekki alltaf litning 5 frá föður, alveg tilviljunarkennt hvernig þetta lendir
hvers vegna eru check points frumuhringsins mikilvægar
Góð prófspurning?
fruman má ekki vera að keyra hringinn áfram ef það er eitthvað að
NoNo
hún þarf að vera tilbúin, engar erfðaskemmdir til að hún fari í S fasan
þegar að hún fer inn í mítósu þá verður hún að vera búin að eftirmynda allt DNA sitt og má bara eftirmynda einu sinni
hvað er sjálfsfrjóvgun
Frjó og eggfruma frá sömu plöntu
– Náttúrulegt ferli í ertum
hvað er víxlfrjóvgun
Frjó og eggfruma koma frá tveimur plöntun
Hér þarf að fjarlægja fræfil og eiga við frjóhnapp
Þessi samruni leiðir til blendings
hvernig var aðferð mendels í rannsóknum hans
Hann víxlfrjóvgaði garðertum og leitaði eftir ákveðnum eiginleikum
Myndaðist Blendingur (e. hybrid) sem er afkvæmi tveggja einstaklinga
Fylgdi eftir 7 eiginleikum
hvernig undirbjó mendel rannsónirnar sýnar
Ræktaði eiginleikana í tvö ár til að tryggja “hreinar línur”
- Þar til allir afkomendur sjálfsæxlunar eru eins
Mendel valdi sjö mismunandi eiginleika sem sýna “hreinar línur”
- Reyndust vera á hverjum af sjö litningum baunaplöntunnar
hvaða eiginleika notaði mendel
lögun baunanna
lit baunanna
hvernig belgirnir litu út
hvernig belgirnir voru á litin
hvernig blómin voru á litin
fylgdist með stilkum blómanna
hæð plantna
hvaða niðustöðum komst Mendel að
og hvaða lögmál varð til
að eiginleiki væri ekki mitt á milli foreldra
Eiginleikar eru ríkjandi eða víkjandi
F1 kynslóðin sýnir alltaf ríkjandi svipgerð þegar víkjandi (tt) og ríkjandi (TT) plöntum er víxlfrjóvgað
F2 kynslóðin sýnir næstum alltaf
hlutfallið 3:1
- lögmálið um aðskilnað genapara varð til
hver var fyrsta tilgáta Mendels
að eiginleikar erum ríkjandi eða víkjandi
hvað þýðir að gen sé ríkjandi
sést í hverri kynslóð
sama svipgerð arfhreins og arfblendins einstaklings
Dæmi um ríkjandi eiginleika: hökuskarð
dæmi um ríkjandi sjúkdóma:
taugatrefjaæxlager
hvað þýðir að gen sé víkjandi
getur leynst í ættum
Oftast er um gallaðar eða óvirkar afurðir genanna að ræða
sést einungis í arfhreinu ástandi (tt)
dæmi um víkjandi eiginleika :
rautt hár
dæmi um víkjandi sjúkdóma:
slímseigjusjúkdómur
hver var önnur tilgáta Mendels
Niðurstöðurnar styðja að ákveðnar ,,einingar” miðla eiginleikum
Þessar einingar erfast óbreyttar milli kynslóða (Í dag köllum við þessar einingar gen)
Breytingar í genum eða öðrum svæðum á erfðaefninu valda því að við sjáum ólíkar útgáfur af eiginileikum
hver var þriðja tilgáta Mendels og hvaða lögmál varð til
Lögmál um jafnan aðskilnað
Litningapör skiljast að við kynfrumumyndun
(Samsætur skiljast þar af leiðandi að)
Einungis helmingur erfðaefnisins (ein samsæta) í hverri kynfrumu
Tilviljun hvert hver samsæta fer þegar kynfrumur myndast
hvað eru samsætur
Samsætur eru ólík afbrigði af DNA sem sitja í sama erfðasæti
hvað er arfgerð
samsetning af samsætum
getur verið:
arfhreinn - tvær eins samsætur
arfblendinn - Tvær ólíkar samsætur
hvað er svipgerð
hvaða eiginleiki verður sýnilegur
albínóar eru arfhreinir fyrir óstarfhæft (víkjandi, rr) eintak af
týrósínasa-geninu en aðrir eru með starfhæfan (ríkjandi, RR) týrósínasa
ef albinó (rr) eignast barn með RR eru engar líkur á að eignast barn sem hefði albinóisma
ef albinói (rr) eignast barn með Rr eru 50% líkur á að barnið hafi albinóisma
útskýrðu tíðni endurröðunar sem er háð fjarlægð milli gens
ef fjarlægðin er nógu mikil að þá myndast litningar í jöfnu hlutfalli (DM, dm, Dm, dM)
ef það er mjöggg stutt á milli er ólíklegt að það verði einhver endurröðun, litningarnir erfast saman í kynfrumu (DM, dm)
ef það er nógu langt á milli getur orðið endurröðun en ekki alltaf
getum fengið DM og dm
en getum líka fengið DM, dm, DM, dM
hvernig getum við skoðað svipgerð í mönnum
ættartré?
Geta sagt til um hvernig sjúkdómar erfast
Gen sem eiga þátt í sjúkdómum geta þá verið til sem:
– Samsæta sem veldur ekki sjúkdómi
– Samsæta með stökkbreytingu í sem veldur sjúkdóm
Þeir sjúkdómar sem fygja mendelskum erfðum geta verið ríkjandi eða víkjandi (erum að tala um eingena sjúkdóma)
Fjölgena sjúkdómar sýna flóknari erfðamynstur
sykursýki og krabbamein er fjölgena sjúkdómar
lesblinda er fjölgena erfðamynstur
hvað eru eingerða erfðir
Má rekja til samsæta ákveðins gens
– Stökkbreyting í tilteknu geni hefur áhrif á starfsemi próteinsins
Breyting í erfðaefninu
- Getur valdið sjúkdómi/svipgerð
hvað er wild type samsæta
þær samsætur sem eru taldar venjulegar
hvað er Incomplete or Partial Dominance
Engin samsæta (gen) er fullkomlega ríkjandi yfir hinni.
Þegar tvö ólík gen eru saman (hér: rauður og hvítur litur), þá verður millistig í svipgerð (hér: bleikur litur).
Niðurstaða í F2 kynslóð:
1 rauð : 2 bleik : 1 hvít
Svipgerðin er í sama hlutfalli og arfgerðin.
hvað er jafnríki
báðar samsætur tjáðar jafnt í arfblendnum einstaklingi
Dæmi: Í ABO blóðflokkakerfinu eru A og B ríkjandi yfir O, en A og B eru jafnríkjandi við hvort annað.
hvað ákvarðar blóðflokka
Blóðflokkur er ákvarðaður út frá mótefnavaka sem finnast á
yfirborði rauðra blóðkorna
hvernig er ákvarðað blóðflokkana
ensímið Glycosyl Transferase tengir sykrur við rauð blóðkorn
A-blóðflokkur:
Ensímið bætir sykrunni N-acetyl galactosamine
B-blóðflokkur:
Ensímið bætir sykrunni galactose
O-blóðflokkur:
Engin sykra er fest við yfirborðið
Blóðflokkur AB:
Einstaklingar með bæði IA og IB gen mynda bæði A- og B-antigen.
Báðar sykrurnar festast á rauðkornin
segðu frá X-tengdum erfðum í mönnum
karl sem ber stökkbreytingu í X litning hefur ekki hinn X litning til að “maska” stökkbreytingum þannig að hann er líklegur til að vera með stökkbreytinguna
konur geta veirð arfhreinar eða arfblendnar fyrir stökkbreytingu eða villigerð
segðu fra X-tengdum víkjandi erfðum
Svipgerðin kemur fram í öllum körlum sem bera arfgerðina en aðeins arfhreinum konum
Karlar sem eru arfberar geta ekki sent samsætuna til sona sinna því þeir fá Y litning frá pabba sínum
Konur sem eru arfhreinar senda alltaf samsætuna til sona sinna
Hemophilia A er dæmi
Galli í Factor VIII storkuþættinum
litblinda erfðist frá móður hjá strákum því þeir fá bara X frá henni
1/4 líkur á að strákur fái
1/4*1/4 að stelpa fá því við fáum tvö X
segðu frá X-tengdum ríkjandi erfðum
Arfblendnir einstaklingar sýna svipgerðina
Allar dætur en enginn sonur karla sem bera samsætuna sýna svipgerðina
Afkvæmi (bæði kyn) arfblendinna kvenna sýna svipgerðina
Dæmi: congenital generalized hypertrichosis
Einstaklingar sem hafa sömu arfgerð í einu seti geta haft ólíka svipgerð
hafa sömu stökkbreytingu en svipgerð kemur ekki eins út
hvað er erfðafræðileg áhætta
Hlutur erfða í áhættu á því að einstaklingur hrjáist af sjúkdómi
hvað getur haft áhrif á birtingamynd svipgerða
Aldurstengd áhrif
Umhverfisáhrif
Aðrir erfðaþættir
Umframerfðir (epigenetics)
Tilviljanir í fósturþroska
Óþekktir þættir?
hvað er sýnd
Hlutfall einstaklinga með ákveðna arfgerð sem sýna svipgerðina
- erfitt að ná til arfbera sem ekki sýna einkenni
getur verið fullkomin (allir sem hafa þess arfgerð sýna sjúkdóminn) og ófullkomin (þótt þú hafir arfgerðina að þá eru einhverjir sem sleppa við að fá sjúkdómin)
hvað er tjáningarstig
stig svipgerðar í einstaklingum með sömu arfgerð
Hversu alvarleg er svipgerðin í hverjum einstaklingi
skiptist í einsleita (allir hafa sömu svipgerð) og breytilegt (svipgerðin er ekki eins, sýnum mismiklla svipgerð)
dæmi um ófullkomna sýnd
Ættgengt brjóstakrabbamein
– BRCA1 & BRCA2
- BRCA2 999del5
segðu frá BRCA1 & BRCA2
æxlisbæligen sem taka þátt í DNA viðgerðarferli
Breytingar í þessum genum auka líkur á brjóstakrabba
– Ekki bara í konum, heldur öllum arfberum
segðu frá BRCA2 999del5
Íslensk samsæta tengd brjóstakrabba
Orsakast af úrfellingu fimm basa snemma í BRCA2 genin (próteinafurð tapast)
– 70-80% kvenna með samsætuna fá æxli í brjóstkirtilsvef fyrir 70
ára aldur
– Lægra hlutfall karla með samsætuna fá æxli í brjóstkirtilsvef
» ⅓ brjóstakrbm í íslenskum körlum tengdur BRCA2 999del5
segðu frá Neurofibromatosis
Autosomal ríkjandi taugasjúkdómur
alvarlegast syndin er Æxli (neurofibromas) myndast í húð
Nær allir fullorðnir arfberar sýna einhver einkenni
-Sýnd er nærri 100% í fullorðnum
Arfberar sýna ekki allir einkenni sem börn
- Sýnd er minna en 100% í börnum
Tjáningarstig afar mismunandi í fullorðnum
– Sumir bara café-au-lait spots, aðrir líka með æxli
segðu frá aldurháðri sýnd
þeir sem lifa nógu lengi fá alltaf sjúkdóminn
dæmi: huntington sjúkdómurinn
Triplet Repeat Disorders
Þær eru erfðasjúkdómar sem orsakast af því að stuttar DNA-raðir, oft 3-basa raðir (triplet repeats), endurtaka sig óeðlilega mikið innan gens.
Í heilbrigðum einstaklingum er ákveðinn fjöldi endurtekninga (t.d. 5-27 fyrir CTG raðir í DMPK geninu).
Í einstaklingum með sjúkdóm er fjöldi endurtekninga óeðlilega hár (t.d. >50 endurtekningar).
hvað er genetic anticipation
Þetta þýðir að sjúkdómurinn versnar og kemur fram fyrr í næstu kynslóð.
Hvernig gerist þetta?
Fjöldi triplet repeats getur aukist þegar genið erfist.
Börn einstaklinga með triplet repeat disorder geta haft fleiri endurtekningar og upplifað alvarlegri einkenni fyrr á ævinni
litlingar sjást í metafasa!!!!!!!
hvernig virka litningagreining
það er tekið blóð sýni og hvítublóðkornin eru látin skipta sér go svo eru þau látin vaxa í nærveru colchicine sem stoppar örpíplurnar þannig að frumurnar stoppa þegar litnigarnir raða sér á metafasa plötunal, sprengt frumuna sett á gler og hægt að skoða þá þannig í smásjá
segðu frá gerð litinga í manninum
Líkamslitningar
- 22 pör í heilbrigðum frumum manna
Kynlitningar (sex chromosomes)
– XX í konum
– XY í körlum
kynfrumur hafa 22 litingar + X eða Y
líkamsfrumur hafa 44 litinga /22 pör + XX eða XY
hvernig er Y litingur uppbygguður
lítill
50 gen (1000 á X)
PAR veldur því að hann getur parast við X litning
SRY - er sex determining region (ræður kyni)
heterochromtain hefur engin gen
það eru til konur með Y litning en þær hafa ekki SRY svæðið
Karlar geta verið með 2 X litninga en hafa þetta SRY svæði
segðu frá óvirkjun X-litnings
annar X litningur í konum er óvirkjaður
Óvirkjaði litningurinn verður að heterochromatíni sem nefnist Barr body
Óvirkjunin er endanleg og óafturkræf
- Gerist einungis í líkamsfrumum, ekki kynfrumum
hvað gerði mary lyon
skoðaði háralit músa
Mýs arfblendnar um autosomal litabreytingu
* Afkvæmin eru á litinn eins og foreldrarnir eða mitt á milli.
Bara einn aðal-litur
Mýs arfblendnar um X-tengda litabreytingu
* Arfblendnar kvenmýs eru blettóttar þar sem skiptast á litir
föður og móður.
hvernig eru óvirkjaðir X litningar taldir
XY: enginn X óvirkjaður
– XX: einn X óvirkjaður
– XXX: tveir X óvirkjaðir
– XXY einn X óvirkjaður
50/50 hvort litningur frá móður eða föður er óvirkjaður
hvaða afleiðingar fylgja óvirkjun á X-litningi
Konur eru mósaískar
– Breytilegt milli fruma einstaklingsins hvort föður- eða móður- X- litningarnir hafa verið óvirkjaði
Ef konur bera víkjandi eða ríkjandi X-tengda stökkbreytingu
– Um helmingur frumanna tjá stökkbreytta genið, hinn
helmingurinn tjáir normal genið
hvernig litningabreyting er Polyploidy
þegar að við erum með auka litninga eða sett á öllum litningum
hvernig litingabreytingar er Aneuploidy
Oftast breyting í fjölda
einstakra litninga (t.d.
trisomy 21 downs heilkenni)
af hverju verður trisomy 21
vegna nondisjuntion sem verður oftast í meiósu
ef það verður í meiósu 1 þá fara bæði litningapörin í aðra frumnua
ef það verður í meiósu 2 að þá verður aðskilnaður í fyrri meiósu en endar síðan með bæði litningapörin í sömu frumu
downs heilkenni í líklegast til að gerast í prófasa meiósu 1 því eggið hefur verið svo lengi þar
í hvað er erfðamengi mannsins skipt í
kjarnaerfðaefni og hvatberaerfðaefni
hvað lítill hluti kjarnaerfðaefnis er varðveittur en mikill hluti mítókondríuerfðaefnis
segðu frá kjarnaerfðaefni
línulegar: 23 dna sameindir ef 46,XX, 24 ef 46,XY
fjölda sameinda í frumu er 46
hafa histón prótein og önnur prótein
hafa 21.000 gen
flest gen hafa innraðir
50% eru endurteknar raðir
segðu hvatbera erfðaefni
ein hringlaga tvíþátta DNA sameind
hafa mismunandi fjölda sameinda (geta verið nokkur þúsund)
hafa ekki histón prótein en eru bundin öðrum próteinum í svipuðu magni
hafa 37 gen
hafa ekki innraðir
mjög lítið af endurteknum röðum
hvað er hvatberi og frá hverjum erfist hann
móður
orkustöð
Hvað er stjórnsvæðið (D-loop) í hvatbera-DNA, og hvert er hlutverk þess?
Stjórnsvæðið, einnig kallað D-loop (control region), er lítið svæði í hvatberaerfðaefninu þar sem H-strengurinn er tímabundið eftirmyndaður, og þar myndast auka DNA-þráður, kallaður 7S DNA. Þetta svæði gegnir mikilvægu hlutverki við stjórnun á eftirmyndun og tjáningu hvatbera-DNA, sem er nauðsynlegt fyrir eðlilega starfsemi hvatbera
hvernig er hvatbera erfðaefni uppbyggt
Eftirmyndað og umritað í
báðar áttir
H og L strengir eru umritaðir í löng umrit sem síðan eru brotin niður í einstök gen
Meirihluti þeirra prótína sem gegna hlutverki í hvatberum koma frá genum í kjarna
sem þýðir að hvatberar eru ekki sjálfstæðir
hvað er Dreiflitni
Laust pakkað DNA
svæði, virkt, genaríkt svæði. DNA aðgengilegt
til eftirmyndunar
hvað er þéttlitni
Þétt pakkað
DNA, óaðgengilegt. Þ.a.l. lítil virkni,
genasnautt svæði
litningar mannsins innihalda eftirfarandi hluti:
gen með sýruröðum
centrómerur
telómerur
stökklar
upphafsstað eftirmynbunar
Í hverri frumu er að meðaltali 1.8 m af DNA.
Hvernig er þetta hægt ?
með því að þjappa DNA í litninga og litningsagnir
hvað eru litningsagnir
147 bp DNA sem vefst utan um kjarna sem samanstendur af átta histón próteinum (2 x H2A, H2B, H3, H4)
H1 histón er utan á og tengir núkleósóm saman
DNA helixinn er sveigður
A-T ríkar raðir passa þar best
en GC raðir í minni gróf utan á.
hvað er litni
DNA + histón prótein
heildarbyggingin sem samanstendur af litnisögnum ásamt DNA og öðrum próteinum
Ræðst af því hversu þétt
litnisögnum er þjappað saman.
“opna” litnið til
að DNA sé aðgengilegt
stjórnpróteinum frumunar
Histónbreytingar stjórna byggingu litnis
Hvað gerir histón acetýlasi og histón kínasar og hvernig hefur hann áhrif á DNA?
Histón acetýlasi bætir acetýlhópum og histón kínasi bæti fosfat hóp við histónprótein
Þetta dregur úr jákvæðri hleðslu á histónunum, sem minnkar bindingu þeirra við neikvætt hlaðið DNA.
Þetta gerir DNA opnara og aðgengilegra fyrir umritunarþætti, sem leiðir til aukinnar tjáningar gena
hvað gerist þegar að það verður metýlering á cýtósin í CpG dínúklótíðum
MeCP2 prótein bindst við metýleraðar DNA raðir, hindrar tjáningu og virkjar histón deacetýlasa
hvað er histón metýleríng
Histón metýlering styrkir
tenginguna á milli históna og
DNA sameindarinnar.
Genaröðin ekki aðgengileg
hvað er histón acetýlering
Histón acetýlering breytir
hleðslu litnisagna, litnið
opnast og genaröðin verður
aðgengileg
Hvert er hlutverk H1-históns í myndun 30 nm krómatínþráðar?
H1-histónið gegnir lykilhlutverki við myndun 30 nm krómatínþráðarins með því að tengja saman núkleósóm. Það stöðvar DNA-strenginn utan um núkleósómið og stuðlar að aukinni pökkun krómatíns í þéttara og skipulegra form.
Hvað eru „DNase hypersensitive sites“
„DNase hypersensitive sites“ eru svæði á 30 nm krómatín þráðum sem eru næm fyrir skurði með DNase I ensími
hvað er lykkjur á erfðaefni í litingum I
byggingareiningar litninga þar sem DNA er skipulagt í lykkjur sem tengjast próteinum á svokallaðri chromosome scaffold
Mikilvæg fyrir stýringu á tjáningu gena
Hver lykkja um það bil 50 til 200 þúsund bp
Í botni lykkjanna er tópóisómerasi II, ensím sem hjálpar til við að breyta vindingu DNA.
Hversu mörg gen eru í erfðamengi
mannsins ?
20.000 próteingen
25.000??? RNA gen
hverngi virkni hafa gen
Breytileiki í splæsingu
Breytileiki í tjáningu
Breytileiki í stjórnun á virkni próteina eftir þýðingu
Líffræðileg virkni krefst oft samspils margra próteina og
annarra þátta í frumunni
hvar eru genin okkar
Ójöfn dreifing, t.d. lítið í heterochromatíni (þéttlitni)
CpG rík svæði innihalda mikið af genum
Þéttleiki gena mikill nálægt telómerum
Mikið af genum á litningi 19 og 22, hins vegar lítið á litningi 18 og á X litningi.
Lengd (og fjöldi) innraða segir mest til um stærð gens
Ekki samband á milli stærða exóna og heildarstærðar gens
dæmi um gen sem hafa ekki innraðir
Interferón gen
Histón gen
Ubiquitin gen
Hvatberagen
hvernig verður overlapping í genunum okkar
Á litningasvæðum þar sem genaþéttleiki er mikill er algengt að gen skarist
Í flestum slíkum tilfellum (90%) er umritað frá báðum DNA strengjum
oft þegar að það er overlapping að þá er það innan innraða á geninu hinum megin
umritað í öfuga átt
hvað eru genafjölskyldur
Hópur af genum með líkar táknraðir a.m.k. að hluta
Mismunandi hvað líkar raðir eru langar.
Í sumum tilfellum er mikil samsvörun á milli DNA raða.
Í öðrum eru það einungis stuttir bútar (mótíf) með nokkrum amínósýrum sem eru lík
hvernig tvöfaldast gen
Gen A er afritað vegna villu í DNA-eftirmyndun eða endurröðun í erfðamenginu.
Þetta leiðir til þess að tvö eintök af sama geninu verða staðsett hlið við hlið
Í lok ferlisins eru tvö nákvæmlega eins gen (A og A) til staðar í röð á sama svæði litnings.
ferli sem kallast tandem gene duplication
hvað eru pseudogene
Óvirku genin innan genafjölskylda
U.þ.b. 12.000 pseudogene eru þekkt í erfðamengi mannsins
Skiptast í nonprocessed og processed pseudogenes
hvað er RNA gen
gen sem kóðar fyrir noncoding RNA
(RNA sem er ekki þýtt í prótein)
þau voru talin millistig í myndun próteina
Búið að raðgreina erfðamengi mannsins
Flest gen sem tjá fyrir próteinum eru nú þekkt
Um 20.000-21.000 gen í erfðamengi mannsins
70 % gena umrituð frá báðum DNA strengjum.
Innraðir ekki bara uppfyllingaefni. Stór hluti þeirra
umritaðar í RNA
hvaða hlutverka hafa RNA
Próteinmyndun og útflutningur:
Þroskun RNA (RNA maturation)
DNA-eftirmyndun (DNA synthesis):
Stjórnun gena (Gene regulation)
Stjórn á stökkbreytanlegum erfðaþáttum (transposon control):
helstu flokkar RNA gena eru
Ríbósómal RNA - rRNA: Þýðing próteina.
Transfer RNA - tRNA: Þýðing próteina.
mikið notað á rannsóknastofum
microRNA - miRNA: Genastjórnun
segðu frá microRNA - miRNA:
Litlar RNA sameindar í umfrymi sem stjórna genatjáningu
miRNA bindst sértækt við sín mark-RNA og stuðlar að niðurbroti eða þöggun.
Hluti af kerfi sem kallast RNA interference (RNAi)
hvað er RNA interference
og fyrir hvað þróuðust þeir fyrst
RNAi er raðasértæk genabæling sem gerist eftir umritun
RNAi er ræst af tvíþátta RNA sameindum (dsRNA).
Þróaðist upphaflega sem vörn geng
veirusýkingum og stökklum.
alltaf lesið 5’ til 3’
Það sem hefur mest að segja varðandi stöðugleika DNA eru basa
paranir með vetnistengjum milli T-A og milli C-G
T-A basapör hafa 2 vetnistengi
G-C barapörun hafa 3 vetnistengi
(kostar meira að rjúfa þessi)
hvernig er hægt að aðskilja DNA þræði
til dæmis með því að hita eða breyta p gildi
þarf hærra hitastig til að rjúfa fleiri G-C tengi heldur en T-A
það eru til nokkrar gerðir af DNA
B-DNA (mikilvægast)
- DNA í litningum er aðallega B-DNA
-Hægri handar helix
A-DNA
- Hægri handar helix
- Líklega í DNA-RNA hybrids
Z-DNA
- Vinstri handar tvíþátta helix
- ekki alveg vitað hvað þetta gerir
segðu frá DNA eftirmyndun
- tvöföldun á erfðaefni
- gerist í S fasa frumuhringsins
- Tryggir að tvær dótturfrumur eftir
frumuskiptingu hafa sama magn og röð erfðaefnis og móðurfruma - DNA eftirmyndun verður ekki bara í S fasa, gerist líka í DNA endurröðun og sérstaklega við DNA viðgerðir en hún takmörkuð
- DNA pólýmerasar þurfa vísa úr DNA eða RNA (eru DNA háðir)
- RNA pólýmerasar þurfa ekki vísa
- Muna að DNA eftirmyndun er hálfgeymin (hefur helminginn af erfðaefninu frá móðurfrumu)
Til þess að eftirmyndun eigi sér stað og takist vel þarf að:
aðskilja DNA þættina
þessi þættir þurfa vernd gegn núkleösum
nýmyndun verður að eiga sér stað á báðum þáttum frá 5’–>3’ og 3’–>5’
verðum að vernda gegn því að villur verða til í eftirmydnun
hvernig er efnahvarf DNA eftirmyndunar
3 ́ OH hópur ræðst á fosfóratóm á því núkleótíði sem er að koma inn
PPi losnar þegar að OH hópurinn ræðst á fosfór, það gerir hvarfið óafturkræft
segðu frá DNA eftirmyndun hjá dreifkjörnungum/bakteríum
hringlaga tvíþátta DNA er opnað á stað sem kallast upphaf eftirmyndunar
DNA er nýmyndað í báðar áttir (til vinstri og hægri frá upphafi eftirmyndunar)
á hverjum upphafsstað eftirmyndunar eru 2 eftirmyndunar gaflar
á bakteríum er einn upphaf eftirmynduna og þá 2 gaflar
í mönnum eru nokkrir upphaf eftirmyndunar staðir og 2 gaflar úr hverjum stað
hvað gera helicasar
nota orku frá ATP til að aðskilja þræði svo við getum eftirmyndað 2 gafla
Yfirvinding myndast neðan við aðskilda þræði (downstream).
það eru prótein sem þekkja upphaf eftirmyndunar í bakteríum :
DNA-A (þekkir ori og hjálpar til við að opna)
DNA-B (helíkasi)
DNA-C
SSB
hvað gera SSB - single stranded binding protein
binst við einþátta þræði til að vernda þá og hindra í að
parast saman aftur áður en pólýmerasi kemur til að eftirmynda
hvað gera Tópóísómerasar
skera þræði fyrir neðan til að vinda ofan af DNA.
skiptist í tvennt
1. klippir á einn þátt og vindur þannig ofan af
- klippir á báða þætti í helix byggingunni og vindur þannig ofan af þeim
Nauðsynleg virkni við að aðskilja DNA þætti við eftirmyndun
Hægt að vinda upp á DNA, bæði með jákvæðum og
neikvæðum vindingi (positive/negative supercoiling)
aðskilnaður þrráða er skilyrði fyrir eftirmyndun og umritun á DNA
segðu frá DNA polymerasar
Geta einungis nýmyndað DNA í eina átt, 5’ -> 3 ́
geta ekki bundist við einþátta DNA
DNA háður RNA pólymerasi býr til RNA vísa sem er stutt RNA röð sem beinir DNA pólymerasanum á réttan stað
hvað er leading strand
samfelld nýmynd sem verður til í sömu átt og eftirmyndunar gaffall
(3’-5’)
hvað er lagging strand
ósamfelld nýmyndun sem verður til í öfuga átt við eftirmyndunar gaffal
(5’-3’)
kallast Okazaki brot
hvað er prímasi DnaG).
Sérhæfður RNA pólymerasi sem framleiðir RNA prímera.
hvernig virkar prófarkalestur DNA pólymerasa
Mispörun á 3’ enda dregur úr 5 ́ til 3 ́ pólymerasa virkni
Eykur 3 ́ til 5 ́ exónúkleasa virkni og misparað núkleótíð er klippt burtu
Pólymerasavirkni virkjast á ný og lenging heldur áfram
exonúkleasar klippa núkleótíð af endum
endonúkleasar klippa núkleótíð úr miðri keðju
hvað gerir DNA pólymerasi 1
kemur inn þar sem DNA pólymerasi 3 hefur lengt RNA vísa svæðið
hann fjarlægir RNA-prímerinn með því að klippa burt einni ríbónúkleótíð (RNA-byggingareining) í einu. Þetta er gert með exónúkleasa
Þegar RNA-prímerinn hefur verið fjarlægður, fyllir DNA polymerase I tómið með DNA-núkleótíðum, þannig að samfelldur DNA-þráður myndast
DNA-lígasi lokar þessari skörun með því að mynda fosfódíestertengi og fullkomnar þannig samfellda DNA-þráðinn.
hvað þarf DNA pólymerasi að hafa svo að hann virki
dTTP, dATP, dGTP, and dCTP (basarnir)
Mg 2+
DNA mót (template)
RNA primer
kunna::::
DNA-Pol I: viðgerð og bæting (patching) DNA
– DNA-Pol III: sér um að fjölliða nýja DNA þáttinn
– DNA-Pol II, IV, and V: prófarkarlestur og
viðgerðarensím
segðu frá Upphafsstaðir eftirmyndunar í heilkjörnungum
þúsundir ori í frumum
um 200 í gangi í einu
Eftirmyndunarbólur
Virk gen er eftirmynduð fyrr en þögul (óvirk) gen
Litnið (chromatin) þarf að opnast upp og þættir að aðskiljast.
hvað stjórnar eftirmyndun í heilkjörnungum:
og hvað gera þau
cyclin og CDK
Sér til þess að eftirmyndun byrji á réttum stað
í frumuhringnum
SSP í bakteríum er það sama aog … í mönnum
hvað heitir það og hvað gerir það
RPA – Replication Protein A
Verndar einþátta DNA
segðu frá upphafi eftirmyndunargaffals í heilkjörnungum
byrjum á ORI
DNA helicasi er hlaðinn á DNA og byrjar að aðskilja þráðana með því að rjúfa vetnistengin á milli þeirra, sem myndar eftirmyndunargaffal
alfa pólýmerasinn myndar iDNA úr RNA vísi og DNA
Pol a stöðvaður með bindingu RFC
próteins (Replication Factor C)
pólýmerasa delta og epsilon koma inn
hvað er haldið að pólýmerasa delta og epsilon gera
delta: Sér um eftirmyndun á lagging strand, þar sem hann lengir Okazaki-búta
epsilon:
Sér um eftirmyndun á leading strand, þar sem hann bætir núkleótíðum samfellt
hvað er RFC
kemur
fyrst og hjálpar til að raða próteinum
á DNA notandi ATP sem orkugjafa
hvað er renniklemma
Proliferating Cell Nuclear Antigen”
(PCNA) er trímer sem mynda
hring með göng fyrir DNA þætti.
Rennuklemman eykur staðfestu
(“processivity”) hjá pólýmerasa (hve langan streng pólýmerasi
myndar í einni lotu áður en hann dettur af.)
hvernig er gengið frá okazaki brotum í heilkjörnungum
RPA binst einþátta DNA
Pol a/prímasi býr til vísi (fjólublár) sem er RNA fyrstu 10 nt. svo stutt DNA sameind
RFC miðlar myndun PCNA (renniklemmu)
Pol delta binst og lengir Okazaki fragment.
RNasiH og FEN1 5 ́ til 3 ́ exónúkleasi brjóta RNA vísi niður
Pol delta fyllir bilið.
DNA ligasa límir Okazaki-bútana saman og lokar bilunum, þannig að samfellt DNA myndast.
hvað eru Telómer raðir
á endum litninga eru endurteknar raðir af hexanúkleótíð röðinni TTAGGG (800-2400
eintök)
* Einþátta 3 ́ endi skagar framyfir
hvað gera telómer raðir
Vernda enda litninga gegn niðurbroti og koma í veg fyrir að DNA viðgerðarferlar skynji svæðið
sem DNA brot
hvað er The end replication problem
Engin leið fyrir DNA pólymerasa að fylla upp í það svæði sem
síðasti RNA vísirinn skilur eftir sig
Endi styttist við hverja frumuskiptingu!
Takmörk fyrir því hversu oft fruma getur skipt sér
deyr eftir sirka 50 frumuskiptingar því litningarnir styttast svo mikið að á endanum fer fruman í stýrðan frumudauða
T-lykkja á endum litninga (þess vegna er þetta ekki séð sem brot)
Ef þeir losna virkjast
viðgerðakerfi sem getur leitt
til stýrðs frumudauða
hvernig komum við í veg fyrir The end replication problem (að litningar styttist of mikið)
Telómerasi er víxlriti (Samsettur úr próteinum - TERT og dyskerin og RNA, TERC) þ.e. hann býr til DNA með RNA sem mót
Telómerasi eftirmyndar 6 núkleótíð í einu og færist síðan eitt skref
sem þýðir að endinn færist lengra og prímer getur svo bundist honum og haldið áfram með eftirmyndun DNA
Telomerasi er tjáður í hvaða frumum:
Stofnfrumum
Fósturvísum
Krabbameinsfrumum
ekki húðfrumum
samantekt af upphafi eftirmyndunar í heilkjörnungum
Upphaf eftirmyndunar
– Cyclin/Cdk sjá til þess að eftirmyndun fer fram í
réttum fasa frumuhrings
– ORC og MCM nauðsynlegt
– RPA verndar einþátta DNA
hvað getur gerst ef það verður beyting á basaröð of DNA eftirmyndun verður ekki rétt
Erfðasjúkdómar.
Krabbamein.
Hrörnun.
Öldrun?
hvernig verða sjálfkrafa stökkbreytingar til
verða til vegna eðlilegrar starfsemi frumunnar. T.d. Villur í eftirmyndun
DNA
hvernig verða Framkallaðar/induced stökkbreytingar til
Verða til vegna víxlverkunar DNA við utanaðkomandi orsakavald sem
valda DNA skemmdum. Geta verið ýmis efni eða til dæmis jónandi
geislar.
sjálfkrafa sökkbreytingar geta verip vegna þriggja hluta:
DNA eftirmyndun (Er ekki 100% villufrí, 1 - 3 stökkbreytingar per frumuskiptingu)
Skemmdir á DNA (Efnabreytingar á bösum – Vegna efnakiptaferla)
Villur við DNA viðgerð
- Error-free (Þegar DNA-viðgerðir leiðrétta skemmdir)
- error prone (Þegar viðgerðarferli eru ófullkomin eða óörugg, sem getur kynnt inn nýjar villur)
dæmi um oxun sem veldur skemmdum á DNA
8-oxogúanín: Gúanín (G) breytist í 8-oxogúanín, sem getur parast við adenín í stað cýtósíns.
Thymín glýkól: Thymín (T) skemmist
dæmi um vatnsrof sem veldur skemmdum á DNA
AP-svæði - þegsr að það myndast svæði án basa
afameníring (missum amínóhóp)- þegar C breytist í U og veldur mispörun
dæmi um Metýleringu sem veldur skemmdum á DNA
þegar að það bætist við metýlhópur á DNA það getur breytt basa og valdið mispörun
hvað gerist ef við fáum díaamínerað C
það er U
þá basaparast U á móti A
hinn þátturinn sem hélt G-inu basaparast við C eins og venjulega
hvað gerist ef A AP svæði vantar
vantar A inní DNA röð
verður úrfelling á einu basapari
T á hinum þættinum basaparast við A eins og venjulega
hvað gerist ef við förum í ljós (UV light)
myndast Pyrimidine tvenndir
myndast samgild tengi á milli Cytosine or Thymine
ensím komast ekki í gegnum þetta þess vegna þarf að geta gert við þetta
Deamínering er háð hverju
pH gildi og hitastigi
verðu ekki Deamínering á thymine basa
stærstu hluti skemmda á DNA eru
afleiðing efnaskipta innan
frumunar og villur við
DNA eftirmyndin
hvað eru dæmi um utan aðkomandi stökkbreyti valda
sýkinga eins og veirusýking
UV geislun
chemo meðferðir
reykingar
það eru til 3 punktbreytingar/stökkbreytanar hverjar eru þær
Þöglar stökkbreytingar
Mislestursbreyting
Markleysubreyting
hvað er þögul stökkbreyting
Breyting á
kirni (einum basa) veldur ekki breytingu á amínósýruröð = engin breyting á svipgerð bara arfgerð
hvað er Mislestursbreyting
veldur breytingu (á einum basa) á
tákna þannig að amínósýruröð
prótínsins breytist
hvað er Markleysubreyting
þegar að breyting á einum basa verður býr til nýjan stop tákna og veldur því styttri prótínafurð.
Veldur yfirleitt alltaf tapi á prótínvirkni
slæm stökkbreyting nema hún gerist mjöggggg aftarlega í prótíninu
dæmi um mislestursbreyting
Sigðkornablóðleysi
glútamiksýru í -globin keðju
hemoglobins er skipt út fyrir valín
tákna. (Gln -> Val).
Minnkar getu hemoglobins til að
flytja súrefni
hvernig stökkbreytingum geta innskot og úrfellingar valdið
fasabreytingum
hvernig stökkbreytingar eru frasabreytingar
veldur því að lesrammi próteintjáningar riðslast
innskot bætir við auka basa inn í röðina
úrfelling fjarlægir basa úr röðinni
missum einhvern 1 basa og við það breytist öll basaröði
enda alltaf í stoptákna fyrr epa síðar
dæmi um úrfellingu
Cystic fibrosis / slímseigjusjúkdómur
verður vegna úrfellingar þriggja basa í röð CFTR gensins og veldur tapi á Phenylalanine (F) tákna
Úrfellingin veldur mikilli slímmyndun
sem hindrar vökvaflæði og eykur
hættu á sýkingum
Erfðabreytileiki er forsenda þróunar
Erfðabreytileikinn verður til með
stökkbreytingum
flestar sökkbreytingar eru slæmar en einstaka sinnum leiða þær til aukinnar hæfn
hvað getur leitt til stökkbreytinga
Orsakast af mikilli uppsöfnun DNA skemmda vegna galla eða minni afkasta í DNA viðgerð
Mikið magn áunnina stökkbreytinga dregur úr stöðugleika erfðamengisins
Óstöðugt erfðamengi talið vera ein aðal orsök krabbameina, taugahrörnunarsjúkdóma og
öldrunarsjúkdóma
fullorðinn faðir er líklegri til að bera stökkbreytingar yfir til barna sinn því sáðfrumurnar hans eru búnar að skipa sér svo oft og þær hafa safnað upp stökkbreytingum (myndast alltaf amk 1 ny stökkbreyting í hverri skiptingu)
öll krabbamein eiga það sameiginlegt að haf uppsafnaðar stökkbreytingar á erfðamenginu
Varnarkerfi líkamans gegn DNA skemmdum byggist á
samspili ólíkra DNA viðgerðaferla
eins og í BRCA 2 að þá er galli í viðgerðaferlum, þá safnast stökkbreytingar upp og valda óstöðugu erfðamengi = krabbamein
DNA viðgerðir eru nátengdir öðrum ferlum eins og
DNA endurröðun
DNA umritun
DNA eftirmyndun
Stjórn frumuhringsins
erum að fókusa á DNA viðgerðir því það er svo takmarkað hægt að gera við RNA og prótein
til tveir gerðir af DNA viðgerðum
bein viðgerð (mjög sjaldgæft)
- þar sem er gert við frumuna
og
langgg algengast!
Hluta DNA skipt út fyrir nýjan og upplýsingar frá mótsvarandi þætti nýttar
dæmi um beina DNA viðgerð
Reversal of damage
Metýlgúanín metýltransferasi er ensím sem klippir metýlhópinn í burtu
mjög orkukræft og eyðileggur próteinið
hvað eru helstu DNA viðgerðar ferlarnir
Excision repair - skerðiviðgerð
Mismatch repair (MMR) - Mispörunarviðgerð
Double strand break repair - Viðgerð á tvíþátta rofi
segðu frá skerðiviðgerðum
skiptast í tvennti
gerir við breytta basa
- BER (mjög sértækt !!! kunna/vita)
tapast amínó hópur tilviljandi úr C sem breytir því í U
Uracil N glycosylase þekkir U og klippir það út af DNA
að lokum kemur DNA pólýmerasi inn og bæti aftur við C
DNA lígasi lokar röðinni þannig við fáum samfellt DNA aftur - NER (ekki mikil sértækni, lagað í bulkum!!! kunna)
Tengist umritun í sumum tilvikum:
Fyrirferðamiklar breytingar á bösum: eins og Pýrímídín tvenndir (dímerur)
NER lagfærir algengar skemmdir eftir t. d. vegna UV ljóss og reykinga
ferlið.
þurfum að opna tvenndirnar með helikösum
þurfum síðan að gera Nick sitt hvoru megin með endonukleösum sem klippa inn í DNA
losum skemmda bútinn í burtu
DNA polymerasinn kemur inn og mótar DNA streng
DNA lígasi lokar DNA saman í samfelldan streng
segðu frá xeroderma pigmentosum
Galli í NER viðgerðarferli.
Mörg mismunandi gen.
Húðskemmdir miklar vegna
pýrimídín tvennda.
fá flest öll krabbamein og lifa ekki lengi
segðu frá mispörunarviðgerðum
viðgerð á eftir DNA eftirmyndun
en hvernig vitum við hvor bútur er nýr með stökkbreytingunni
Lykilatriði að geta greint nýmyndaða strenginn frá gamla mótstrengnu
bakteríu viðgerðir byggja á DAM metýleringu
ferli.
- það er sett inn vitlaus basi (G á móti T)
- greint þannig að gamli þátturinn hefur alltaf metýleringu
- þegar polymerasin er að blasta í gegn að þá er einhver gluggi þar sem við erum með Hemimethylated DNA ef það lýður of langur timi að þá getur nýji þátturinn bætt við sig metýl hópum og þá er engin leið til að vita hvor er nýji eða gamli
- MutH sem er endonukleasi kemur og klippir á nýja þáttinn G í burtu
- DNA polymerasi fyllir upp í gatið með réttum núkleotíðum
- DNA lígasi lokar gatinum og myndar samfelldan DNA þráð
hvað er merkilegt við mispörunarviðgerð í mönnum
höfum engan MutH homolog til að klippa á nýja þáttinn
hvernig þekkist nýji þátturinn
- í lagging strand eru göt á millu Okazaki bútana, það er talið að þessi göt segi DNA viðgerðaferlinum að það sé nýji búturinn
- hvað með leading strand? vitum ekki en virðist vera vegna PCNA sem getur stýrt því á réttan stað
dæmi um krabbamein sem verðu vegna stökkbreytinga í mispörunarviðgerðum
Ristilkrabbamein
- Familial adenomatous polyposis coli, FAP (algengt á íslandi)
- Hereditary non-polyposis coli, HNPCC (alvarlegra, finnst ekki mikið á ísl)
segðu frá tvíþátta rofi
lang alvarlegasta skemmdin
þegar litningar brotna í tvennt !:(
skiptist í tvennt
- homologous recombination
viljum að þetta gerist
gerist í S fasa G2 fasa
þá copyar hann basa úr systurlitning og setur í sinn því þeir eru svo nálægt eftir að eftirmyndun átti sér stað
ef BRCA 2 er ekki til staðar þá er ekki hægt að fara þessa leið
- nonhomologous recombination
endarnir eru bara límdir saman
“quick and dirty”
vegna þess að það þarf að klippa þetta til að þá getur þetta veirð villugjarnt
Gallar í viðgerðum á tvíþátta DNA brotum lýsa sér með litningabrenglun og tilhneigingu til krabbameinsmyndunar
notað Non-homologous end joining (NHEJ) mikið í mönnum
við erum byrjuð að geta fundið upp Mutational signature (Munstur stökkbreytinga )
Út frá þessu munstri er hægt að spá fyrir hvaða DNA viðgerðarferlar eru óvirkir eða virka illa í viðkomandi einstaklingi
Í sumum tilfellum hægt að ákveða
meðferðarúrræði fyrir viðkomandi
einstakling
einstaklingur sem hefur stökkbreytingu á BRCA 1 eða 2 getur ekki notað homologous recombination aðferðina og þarf því að fara aðrar leiðir
Notar því Single Strand Annealing eða Alternative end joining þar sem að við missum stóra búta úr tvíþátta brotinu
þessar aðferðir eru mjög villugjarnar
Brjóstakrabbamein með enga BRCA1/BRCA2 tjáningu
sýndu aukin merki um úrfellingar/inskot (indels) og
tilfærslur á erfðaefni (rearrangement)
segðu frá PARP hindrum meðferðum
virkar aðeins ef þú
ert með stökkbreytingu í
BRCA2 (eða BRCA1)
Parp hindrara koma í veg yfrir að PARP ensím stuðla að viðgerðum í tvíþátta brotum
Fólk með stökkbreytingu í
BRCA2 (eða BRCA1) hafa því óvirka PARP - ferla og HR-ferla sem leiðir til þess að hún deyr
á að vera sértæk meðferð fyrir krabbamein
