paskutinės 4 temos Flashcards
Populiacinis - statistinis metodas
Naudojamas tiriant:
- Paveldimų ligų bei jas lemiančių genų paplitimą ir dažnius įvairiose populiacijose
- Mutacijų dėsningumus
- Paveldimumo ir aplinkos veiksnių vaidmenį genetinių ligų atsiradimui
- Paveldimumo ir aplinkos veiksnių įtaką žmogaus fenotipiniam polimorfizmui
Polimorfizmas- tai
kai organizmų populiacija yra suskirstyta į individų grupes, kurios skiriasi tarpusavyje savo morfologiniais arba fiziologiniais požymiais.
Morfogenetika
organų vystymosi genetika.
Morfozės
nepaveldimi organizmo pokyčiai, kuriuos sukelia teratogenai.
Idealia populiacija laikoma (tai yra neveikia pagrindiniai evoliucijos veiksniai):
- Daug individų
- Vyksta jų laisvas kryžminimasis (panmiksija)
- Nėra atrankos
- Nėra mutacijų
- Nėra migracijos
Populiacinio statistinio metodo esmė
apskaičiuoti atskirų genų ir požymių paplitimą žmonių populiacijoje ir būtent tam naudojamas Hardžio-Vainbergo dėsnis.
Dvyniai gali būti:
Konkordantiški- abu arba turi duotą požymį arba abu neturi
Diskonkordantiški- nagrinėjamą požymį turi tik vienas iš dvynių
Tam, kad nustatyti dvynių tipą dar naudojamas:
polisimptominis metodas, kada dvyniai lyginami pagal išorinius požymius
biocheminis metodas- kraujo grupių, kraujo baltymų tyrimas
imunologinis metodas- antigenų ir atmetimų reakcijų analizė
Dermatoglifikos yra trys rūšys:
- Palmoskopija- delno piešinio nagrinėjimas
- Daktiloskopija- piršto piešinio nagrinėjimas
- Plantoskopija- pėdos piešinio nagrinėjimas
Pirštų pagalvėlėse skiriami trys pagrindiniai papiliarinių raštų tipai:
- Ratas- ant pagalvėlės du triradiusai
- Lankas- triradiuso nėra, neskaičiuojamos papiliarinės linijos
- Kilpa – vienas triradiusas
Dermatoglifika įvertinama kiekybiškai, skaičiuojamas ir sumuojamas visų pirštų papiliarinių linijų skaičius.
Moterims -100-130 papiliarinių linijų.
Vyrams- 120-145 papiliarinių linijų.
Dermatoglifika naudojama:
- Kaip papildomas metodas nustatant dvynių zigotiškumą
- Kriminalistikoje
- Medicinoje, diagnozuojant genų arba chromosomų mutacijas, dauno sindromą (skersinė delno raukšlė) , Kleinfelterio sindromą (X trisomija, vyrauja kilpos, papiliarinių linijų skaičius redukuojasi iki keliasdešimties ar keliolikos), Ternerio sindromą (vyrauja ratai, papiliarinių skaičius gali siekti iki kelių šimtų).
Kariotipas
- tai žmogaus chromosomų susistemintas rinkinys, kiekvienos rūšies kariotipą apibūdina chromosomų skaičius, dydis ir forma.
Citogenetinio tyrimo esmė-
normalaus kariotipo lyginimas su pakitusiu
Pagrindiniai chromosomų skiriamieji požymiai:
- Ilgis
- Centromerų padėtis- centromera dalija chromosomą į ilgajį (q) ir trumpajį (p) pečius
Pagal centromeros padėtį chromosomos skiriamos:
Metacentrinės kai q=p centromera viduryje
Submetacentrinės, kai q>p pečiai ne vienodo ilgio
Akrocentrinės, kai q»p centromera nutolusi nuo centro, p petys žymiai trumpesnis už q, trumpūjų pečių galuose dar gali būti satilitų, tai yra maži chromosomos segmentai, kuriuos nuo likusios dalies skiria nesidažantis segmentas- antrinė persmauka.
Chromosomos pagal morfologinį panašumą suskirtytos į 7 grupes:
1) A- 1 metacenrinė, 2 submetacenrinė, 3 metacentrinė
2) B- 4-5 submetacentrinės
3) C- 6-12 submetacentrinės
4) D- 13-15 akrocentrinės
5) E- 16 metacentrinė, 17-18 submetacentrinės
6) F- 19-20 metacentrinės
7) G- 21-22 akrocentrinės
8) Lytinės chromosomos- X submetacentrinė/Y akrocentrinė
Chromosoma
ląstelės branduolio dalis, kurią sudaro DNR ir histonai. Svarbiausi chromosomos komponentai yra DNR, kurios segmentai yra genai.
Chromosomą sudaro:
- 40 procentų DNR
- 40 procentų histoniniai baltymai, tai chromatino baltymai formuojantys pagrindinę struktūrinį eukariotų chromatino elementą- nukleosomą.
- 20 procentų nehistoniniai baltymai
- Taip pat į sudėtį įeina RNR, lipidai, polisacharidai ir metalo jonai.
Specifinės chromosomų vietos:
o Centromera- pirminė persma uka, atliekanti mechaninio centro funkciją dalijimosi metu
o Telomeros- chromosomų pečių galai- neleidžia sulipti chromosomoms tarpusavyje ir tuo pačiu išlaiko jas stabilias. Netekusi telomeros chromosoma praranda stabilumą, gali prisijungti prie kitų nutrukusių segmentų ir sudaryti atipines chromosomas (žiedinę, translokacinę).
Chromosoma yra sudaryta iš 4 struktūrinių lygių:
1) Nukeosoma- DNR ir histonų kompleksas, globulė iš 8 histoninių baltymų molekulių, aplink kurią du kartus apsivijusi DNR grandinė.
2) Nukeomera- nukeomerinis siūlas sutrumpėja 6 kartus.
3) Chromonema- nukeomerinis siūlas dar labiau sutrumpėja, spiralizuojasi, išsisklaido po visą branduolį ir sudaro kilpas, siūlas sutrumpėja dar 10-20 kartų.
4) Metafazinė chromosoma.
Chromatino tipai:
Euchromatinas- silpnai spiralizuotas, genetiškai aktyvus, unikalios DNR sekos, sudarančios 2/3 žmogaus genomo, pagal eichromatino genetinį kodą sintetinami baltymai; nustatyta, kad mažiausias euchromatino disbalansas keičia individo fenotipą
Heterochromatinas- stipriai spiralizuotas, genetiškai neaktyvus, pasikartojančios DNR sekos, sudaro 1/3 žmogaus genomo, heterochromatino kiekis organizmų pokyčių nepakeičia.
Specifinės chromosomos:
- Lytinės chromosomos
- B chromosomos/ papildomos chromosomos
- Chromosomos „lempų šepečiai“
- Politeninės/gigantinės chromosomos
Geneologiniu metodu galima nustatyti:
- Požymio paveldėjimą.
- Paveldėjimo pobūdį.
- Probando heterozigotiškumą.
- Ar požymius lemiantys genai yra sukibę, galima paskaičiuoti požymio paveldėjimo tikimybę probando palikuonims.
- Tiriamo geno penetrantiškumą
- Tiriamo geno ekspresyvumą.
Paveldėjimo tipai:
Monogeninis paveldėjimas- paveldėjimas, kai požymį lemia vienas genas
Poligeninis paveldėjimas- paveldėjimas, kai požymį lemia daug genų.
Autosominio dominantinio paveldėjimo pvz.:
gebėjimas susukti liežuvį, garbanoti plaukai, habsburgo lūpa, dešiniarankiškumas, anomaliniai požymiai: polidaktilija (daug pirštų), brachridaktilija (trumpi pirštai), hemolizinė anemija.
Autosominio recesyvinio paveldėjimo pvz.:
siauros ausys, 5 normalūs pirštai, trumpas smakras, anomaliniai požymiai: albinizmas, kurčnebylumas, medžiagų apykaitos ligos.
Su X chromosoma susiję dominantiniai paveldėjimo pvz.:
rachitas, iltinių dantų neišsivystymas, patamsėjęs emalis; kačių marga spalva, kai moteriškos lyties katė yra heterozigota (XRXr), vyriškos lyties katinas negali būti margas nes XY, o čia tik su X susiję
Su X chromosoma susijęs recesyvinis paveldėjimo pvz.:
daltonizmas (moterims jei ji yra recesyvinė homozigota), raumenų distrofija, prakaito liaukų nebuvimas, hemofilija ( nesusidaro 8 faktorius, krešėjimo).
Holandrinio paveldėjimo pvz.:
hipertrichozė (plaukų augimas netinkose vietose), richtiozė (odos ragėjimo liga, kuriai būdingas žvynus primenantis pleiskavojimas, odos sausumas) atsiranda plėvelė tarp 2 ir 3 kojos piršto.
Lytimi įtakojančio paveldėjimo skirstymas:
- Lyties ribojami požymiai- lyties ribojamų požymių genai vienodai paveldimi iš tėvo ir motinos, bet fenotipiškai pasireiškia tik vienoje lytyje, , pvz.: vyriškas balsas
- Priklausomi nuo lyties požymiai- fenotipiškas pasireiškimas įtakojamas lytimi, nors paveldimi iš abiejų tėvų pvz.: plikimas, vyrams pasireikš nesvarbu ar heterozigotai Bb ar dominantinis homozigotas BB, bet moterims tik jei yra dominantinė homozigota BB
Chromosominio paveldimumo teorija:
1) Genai chromosomose išsidėsto linijine tvarka
2) Genai, esantys vienoje chromosomoje, yra sukibę
3) Genų skaičius chromosomoje priklauso nuo chromosomų dydžio ir struktūros ypatybių
4) Genų sukibimo atvejais nepriklausomo požymių išsiskyrimo mejozės metu nėra
5) Požymiai, kuriuos lemia šie genai paveldimi kartu ir vadinami sukibusiais požymiais
6) Genai, esantys vienoje chromosomoje, sudaro sukibimo grupę
Sukibę genai gali būti CIS ir TRANS padėtyje:
Kai sukibusių genų dominantiniai aleliai yra vienoje homologinėje chromosomoje, o recesyviniai- kitoje, tokia genų padėtis vadinama CIS padėtimi:
AB/ab
Kai sukibusių genų dominantiniai ir recesyviniai aleliai yra skirtingose homologinėse chromosomose, tokia genų padėtis vadinama TRANS padėtimi:
Ab/aB
Genų grupės:
1) Struktūriniai- koduoja baltymo struktūrą, tai DNR atkarpa, lemianti tam tikros polipeptidinės grandinės sintezę
2) Funkciniai- reguliuoja struktūrinių genų veiklą, tiesiogiai nekoduoja genetinės informacijos
3) Pagalbiniai genai- branduolėlio organizatoriai, formuoja branduolėlį po mitozės
4) Genai modifikatoriai- modifikuoja, sustiprina arba susilpnina kitų genų veiklą, jie koduoja baltymus, kurie keičia kitų genų veiklą
5) Pseudogenai- tai genai dėl įvairių mutacijų praradę savo aktyvumą arba jų funkcinis aktyvumas yra sutrikęs.
Letaliniai genai:
Tai genų grupė, kuri suardo visas pagrindines gyvybines funkcijas ir šio geno nešiotojas negali išgyventi. Šie genai gali būti ir dominantiniai ir recesyviniai, jie lokalizuojasi bet kurioje chromosomoje.
Letaliniai genai pvz.: liga
Hantingtono (Šv. Vito liga) liga- smegenų ląstelių degeneracija, raumenų spazmai, asmenybės sutrikimai. Genas 4-toje chromosomoje pasikartojantis tripletas CAG. Norma 11-34 kopijos, o segant 42-120 kopijų. Gydymo nėra, ligoniai miršta po 5-10 m. po pirmų simptomų.
Kintamumo formos:
1) Modifikacinis- fenotipo prisitaikymas prie pakitusios aplinkos. Nepaveldimas
2) Kombinacinis- dviem organizmas keičiantis genetine medžiaga, tai naujų genų atsiradimas genotipe, dėl krosingovelio I mėjozės profazės pachinemoje, homologinių chromosomų orientacijos ekvatoriaus plokštumoje I metafazėje, atsitiktinių gametų susidarymo, atsitiktinio gametų susiliejimo į zigotą. Paveldimas
3) Mutacinis- genetinė medžiaga pažeista genų, chromosomų arba genomų lygyje. Paveldimas
Genai didinantys kitų genų mutavimo dažnį, vadinami
mutatoriais
genai mažinantys kitų genų mutavimo dažnį, vadinami
antimutatoriais
veiksniai sukeliantys mutacijas, vadinami
mutagenais
Mutagenai:
Cheminiai mutagenai-įvairios cheminės medžiagos, sunkiųjų metalų druskos, alkaloidai, peroksidai
Fiziniai mutagenai- įvairų rūšių spinduliavimas, švitinimas (susidaro laisvieji radikalai), UV spinduliavimas, temperatūra
Biologiniai mutagenai- virusai, kai kurių organizmų toksinai (pvz.: pelėsis)
Genų mutacijos- tai
tai DNR struktūros pakitimai, dėl kurių atsiranda koduojamo baltymo struktūros ir funkcijų pokyčiai.
Mutacija įvykusi somatinėje ląstelėje yra neperduodama kitoms kartoms, organizmai, kuriuose įvyko somatinės mutacijos, dažniausiai yra kokie?
mozaikiški
Chromosomų mutacijos-
pakinta chromosomų skaičius arba struktūra, dažniausia priežastis- chromosomų neišsiskyrimas I arba II mėjozėje.
Chromosomų skaičiaus pakitimai skirstomi į:
Aneuploidija
Poliploidija
Aneuploidija atsiranda kai
pakinta pavienių chromosomų skaičius, sutrikus mėjozei, kai neišsiskiria homologinės chromosomos.
poliploidija atsiranda kai
pakinta chromosomų rinkinių skaičius,
Poliploidija skirstoma į tris grupes:
- Autopoliploidija- kai pakinta to paties genomo chromosomų rinkinys, dažniausiai dėl endomitozės, kada chromosomos padvigubėja, bet nesusidaro achromatinė verpstė
- Alopoliploidija- kai susilieja skirtingų rūšių genomai, susiliejimo būdai gali būti du: vykstant tolimajai lytinei hibridizacijai (pvz.: ridiko ir kopūsto hibridas); vykstant somatinių ląstelių suliejimui (pvz.: morkos ir žmogaus)
- Haploidija- kai organizmo ląstelės ar branduolys turi viengubą chromosomų rinkinį.
Postzigotinė heteroploidija-
chromosomų neišsiskyrimas mitozėje
Chromosomų struktūros pakitimai:
- Delecija (del)- iškrenta segmentas iš chromosomos vidurio/galo, iškritus iš galų likę galai pasidaro lipnūs, jie susijungia ir susidaro žiedinė chromosoma (pvz.: 5 chromosomos delecija- katės kniaukimo sindromas)
- Duplikacija (dp)- chromosomos segmentas padvigubėja, daugelis pokyčių letalūs, išlikę individai nevaisingi.
- Inversija (in)- chromosomos segmento apsisukimas 180 laipsnių kampu
- Insercija (is)- svetimas DNR segmentas įsiterpia į chromosomą
- Izochromosoma (i)- dėl klaidingo skersinio centromeros dalijimosi motininėje chromosomoje, chromosomų galai vienas prieš kitą, lyg veidrodyje, dažniausiai pasitaiko X chromosomoje, klinikinė išraiška: Ternerio sindromas
- Translokacija (tn,t)- chromosomos segmentas pakeičia vietą, jis persikelia į kitą vietą toje pačioje chromosomoje arba kitoje homologinėje/nehomologinėje chromosomoje, kai įvyksta nehomologinių chromosomų susijungimas su šia mutacija, tada formuojasi tik viena chromosoma
Pagrindinės autosomų ligos:
Dauno sindromas
Edvardso sindromas
Patau sindromas
Dauno sindromas (21 chromosomų poros trisomija):
Dauno sindromo atveju randamos 47 chromosomos, ši anomalija gali atsirasti dėl: neatsiskyrimo (95 proc.) I/II mėjozės metu moterims, translokacijos (4 proc.) papildoma chromosoma susidaro traslokacijos metu tarp 21 ir 14-15 ar 22 chromosomų, mozaicizmo (1proc.) dėl sutrikusios mitozės embriogenezės metu.
1 iš 8 naujagimių
Kariotipas: 46, XX, +21 arba 46, XY, +21
Ligoniai yra psichiškai atsilikę, būdinga silpnaprotystė
Didelis tarpas tarp 1 ir 2 kojos pirštų
Priplota nosis
Įstriži akių plyšiai
Didelis liežuvis
Skersinė delno sulenkiamoji raukšlė
Širdies yda
Edvardso sindromas (18 chromosomų poros trisomija):
1 iš 4000 naujagimių
Kariotipas: 47, XX,+18 arba 47, XY, +18, vyrai mažiau gyvybingi, gimsta išnešioti ar net pernešioti
Ligoniai turi psichomotorinės raidos sutrikimus
Maža kūno masė ir ūgis
Raumenų hipertomija
Veido, skeleto anomalijos
Galūnių deformacijos
Nenormalios flekcijos
Siauri ir trumpi akių plyšiai
Žemai prisitvirtinusios ausys
Širdies yda
Patau sindromas (13 chromosomų poros trisomija):
1 iš 12000 naujagimių
Kariotipas: 47,XX,+13 arba 47, XY, +13, gimtančių mergaičių ir berniukų santykis lygus vienetui, dažniau gimsta vyresnėms moterims
Gimsta neišnešioti, sveria mažiau kaip 1 kg
Nesuaugusios lūpos
Širdies, inkstų, šlapimtakių ir lytinių sistemų anomalijos
Augimo atsilikimas, mikrocefalija, mikroftalmija (akies obuolio mažumas)
Polidaktilija ( daugiapirštystė)
Amžius matuojamas svaitėmis
Autosominių delecijų sindromas:
Katės kniaukimo sindromas
Katės kniaukimo sindromas:
Vystosi dėl 5 autosomos trumpojo peties delecijos arba žiedinės 5 chromosomos translokacijos, kai prarandamas trumpasis (p) petys.
1 iš 50000- 1 iš 100000 naujagimių
Kariotipas: 46, XX, 5p- arba 46, XY, 5p-, mergaičių serga 3 kart dažniau, nei berniukų
Požymis: aštrus ir monotoniškas riksmas, kaip katės kniaukimas, nes yra smegenų organiniai ir funkciniai sutrikimai
Mikrocefalija
Raumenų anomalija
Širdies ir inkstų sutrikimai, protinis atsilikimas
Miršta vaikystėje, kartais išgyvena iki 35 metų.
Gonosominės ligos- ligos sukelto X arba Y chromosomų disbalanso:
Ternerio sindromas
Klainfelterio sindromas
Ternerio sindromas:
1 iš 2000 mergaičių
Kariotipas: 45,X
Dauguma embrionų abortuoja, kurie gimsta ir gyvena
Ligoniai iš veido atrodo vyresni nei yra iš tikrųjų
Ūgis atsilieka nuo sveikų bendraamžių
Trumpas kaklas
Sparninė kaklo odos raukšlė
Naujagimystėje delnų ir pėdų edema
Paauglystėje aortos kvarkatacija?, pirminė arba antrinė aminorėja
Gydymo nėra, galima gydyti hormonais (anaboliniai steroidais).
Klainfelterio sindromas:
1 iš 800 berniukų
Kariotipas: 47,XXY
Dažniau gimta vyresnio amžiaus tėvams, berniukai gimsta išnešioti, normalios kūno masės, iki lytinio brendimo nieko nesiskiria nuo bendraamžių vaikų.
Prasidėjus lytiniam brendimui atsiranda nevaisingumas- azospermija (spermatogeninių ląstelių nebuvimas spermoje), oligospermija (mažas spermatozoidų skaičius)
Genekomastija
Aukštos ilgos kojos
Osteoporozė jauname amžiuje
Atsilikusi psichinė raida
Antriniai lytiniai požymiai gali būti pagerinami androgenais
Prenatali diagnostika
vaisiaus būklės diagnostika iki gimimo
Prenatalios diagnostikos indikacijos:
1) 35 m. ir vyresnė nėščioji
2) Gimė vaikas sergantis chromosomine liga
3) Vienas iš tėvų subalansuotas translokacijos nėšiotojas
4) Nustatomi echoskopiniai ir (ar) biocheminiai chromosominių ligų žymenys
5) Kai kurių monogeninių ligų diagnostikai.
Preimplantacinė genetinė diagnostika:
- po in vitro fertilizacijos 8 blastomerų stadijoje. Tiriama dėl chromosominių ir monogeninių ligų
Choriono gaurelių biopsija:
10-12 nėštumo savaitę, duriant per motinos pilvo sieną ar transcervikaliai paimamas choriono gaurelių ėminys. Nustatomas chromosomų skaičius, mutacijos, monogeninės ligos
Amniocentezė:
15-18 savaitę, per priekinę pilvo sieną panaudojus specialią adatą paimama vaisiaus vandenų ir amniocitų (vaisiaus ląstelių). Tiriamas vaisiaus kariotipas, vaisiaus vandenyse biocheminiais metodais tiriami metabolitai.
Kordocentezė:
- vėliau negu 18 savaitę, įduriama į vaisiaus viršktelės veną ir paimamas vaisiaus kraujas. Tiriamas vaisiaus kraujas, kariotipas.
Biocheminis žymenų tyrimas motinos kraujyje:
1 nėštumo trimestre (11-18 savaitė) tiriamas beta-chorioninis gonadotropinas, 2 nėštumo trimeste, tiriamas alfaproteinas AFP ir astriolis. Jei koncentracija kinta vaisius turi nervinio vamzdelio defektą, jei šių medžiagų sumažėja- vaisius serga chromosomine liga (Dauno, Edvardso sindromai ir tt.)
Echoskopija (ultargarsinis tyrimas):
įvertinama kiek vaisių, nėštumo laikas, vaisiaus vandenų kiekis, apsigimimai (nervinio vamzdelio, širdies, inkstų ir tt.)
Neinvazinis prenatalinis aneuploidijų tyrimas iš motinos kraujo:
nuo 9 nėštumo savaitės, imamas nėščiujų kraujas, kuriame cirkuliuoja vaisiaus DNR. Gali nustatyti vaisiaus lyti, rezus faktoriu.
