TEST 3 Flashcards
Co jsou autozomy?
Prvních 22 párů homologních chromozomů u člověka, stejné u mužů i žen
Jaké chromozomy mají muži a ženy?
Muži mají chromozomy X a Y, ženy mají pár XX
Kolik genů obsahuje chromozom X?
Cca 900 genů
Jaký je genotyp muže pro X-vázané geny?
Hemizygot – jediná alela určuje fenotyp
Jaký je fenotyp ženy pro X-vázané geny?
Heterozygot nebo homozygot
Kolik genů obsahuje chromozom Y?
Cca 60 genů
Co je heterozygot?
Pro daný gen má dvě různé alely
Co je homozygot?
Pro daný gen má dvě stejné alely
Jaká je základní princip segregace alel?
Dvojice chromozomů se při tvorbě gamet rozcházejí, do každé gamety přechází náhodně jeden z chromozomů
Jaký je princip nezávislé kombinace alel?
Aley nesené na různých chromozomech se kombinují nezávisle
Jaké jsou typy monogenní dědičnosti?
Autozomálně recesivní, autozomálně dominantní, gonozomálně recesivní, gonozomálně dominantní
Jak se projevuje autozomálně recesivní dědičnost?
Projeví se pouze u pacientů, kteří mají obě alely daného genu mutované
Jak se projevuje autozomálně dominantní dědičnost?
Přítomnost jediné mutované alely je dostačující k projevení onemocnění
Co je příkladem autozomálně recesivní dědičnosti?
Cystická fibróza, albinismus, fenylketonurie
Čím je dané, že změna v sekvenci DNA se projeví dominantně?
Mutace, která většinou nevede ke ztrátě funkce proteinu, ale k zisku nové funkce
Jaké onemocnění je příkladem autozomálně dominantní dědičnosti?
Huntingtonova choroba, achondroplazie, Marfanuv syndrom, Polycystická choroba ledvin
Jaký je rozdíl mezi autozomální a gonozomální dědičností?
Autozomální dědičnost se týká genů na autozomech, gonozomální dědičnost se týká genů na pohlavních chromozomech
Jak se projevuje gonozomálně recesivní dědičnost?
Hlavně u mužů, recesivní znak se nemusí vyskytovat v každé generaci
Jaké onemocnění je příkladem gonozomálně recesivní dědičnosti?
Hemofilie, daltonismus, Duchennova muskulární dystrofie
Jak se projevuje gonozomálně dominantní dědičnost?
Mezi postiženými převažují ženy, matka heterozygotka předává chromozom X s patologickou alelou
Jaké onemocnění je příkladem gonozomálně dominantní dědičnosti?
Fosfátový diabetes, dysplazie zubní skloviny, incontinentia pigmenti
Jaká je dědičná forma poruchy tvorby skloviny?
Porucha skloviny není dostatečně silná, zuby vypadají menší
Co je Incontinentia pigmenti?
Porucha vývoje kůže, vlasů, nehtů, zubů, očí a centrální nervové soustavy
U koho se vyskytuje Incontinentia pigmenti?
Pouze u žen heterozygotek
Jaký proces kompenzuje dvojitou dávku genů na chromozomu X u žen?
Lyonizace
Co je lyonizace?
Proces inaktivace chromozomu X
Kdy nastává lyonizace?
V časných fázích vývoje, pokud karyotyp obsahuje více než jeden chromozom X
Jaká je povaha inaktivace chromozomu X?
Náhodná v každé buňce embrya, ale dědí se do všech dceřiných buněk
Co je Barrovo tělísko?
Vysoce kondenzovaný chromatin
Jaký význam má lyonizace?
Kompenzuje dvojitou dávku genů na chromozomu X u žen
Jaké jsou důsledky pro X-vázaná onemocnění u mužů?
Odpovídá četnost onemocnění teoretickému riziku
Jaká je penetrance u mužů s mutovanou alelou?
100% penetrance
Jak se projevuje penetrance u žen heterozygotek?
Často neúplná penetrance
Jaký faktor ovlivňuje fenotyp u heterozygotek?
Který chromozom X zůstal aktivní
Co ukazují poslední studie o inaktivaci X?
Ne vždy je zcela náhodná
Jaký je odhad procenta ženské populace s nenáhodnou inaktivací X?
Až 50%
Co může přispívat k projevům příznaků u heterozygotek?
Nenáhodná inaktivace chromozomu X
Jaké faktory se zvažují u nositelů mutace?
Jak moc jsou vážné symptomy a jak se to projeví
Co je základní (mendelovská) genetika?
Genetika, která se zaměřuje na znaky dané funkcí 1 proteinu a onemocnění související s mutací v 1 genu.
kolik alel má daný gen u všech pacientů?
U všech pacientů má dvě alely (geny na autozomech).
Co se děje během meiózy s alelami?
Alely se rozcházejí do gamet (segregace) zcela náhodně.
Jaké jsou příčiny komplexní genetiky?
U genů na chromozomech X a Y neplatí, že muži mají 2 alely každého genu.
Co je gonozomální dědičnost?
Dědičnost genů ležících na chromozomech X a Y.
na čem záleží projevy většiny znaků a onemocnění podle komplexní genetiky?
Projevy většiny znaků a onemocnění záleží na: * alelách (mutacích) v mnoha genech * vlivu signalizace a hormonů * výživě * vlivu mnoha faktorů prostředí.
Jak se určuje incidence mnoha onemocnění v populaci?
Incidence se určuje pouze empiricky.
Jaké faktory ovlivňují projevy a závažnost genetických onemocnění?
Působení více proteinů a tedy i více genů.
Jaký je vztah mezi mutací v genu CFTR a cystickou fibrózou?
Mutace v genu CFTR téměř vždy vedou k cystické fibróze, ale další genetické faktory ovlivňují závažnost symptomů.
Co je variabilní expresivita?
Různé fenotypy pacientů s mutací související s polydaktylií (mají různý stupeň závažnosti onemocnění) díky působení mnoha dalších genů
Jaké jsou příklady různých projevů polydaktylie?
- Více prstů na rukou/nohou
- Jeden prst navíc
- Malý výrůstek
Co znamená neúplná penetrance? Uveď na příkladu nějakého onemocnění.
U polydaktylie někteří pacienti se zděděnou mutovanou alelou nemají žádný prst navíc - projevy onemocnění jsou úplně potlačeny proteiny tvořenými podle dalších genů (tyto proteiny jjsou zapojeny ve stejném procesu)
Jaký je příklad dědičné predispozice k rakovině?
Dědičná mutace v genu BRCA1.
Jak se projevuje variabilní expresivita u rakoviny prsu?
Různé formy nádoru v různém věku a s různým stupněm malignity.
Co je polygenní dědičnost?
Na fenotypovém projevu mnoha znaků se často podílí více genů. = dšdičnost kvantitativních znaků
Jaké jsou příklady znaků s polygenní dědičností?
- Vývoj orgánů
- Výška postavy
- obličejové charakteristiky
- arteriální hypertenze
- krátkozrakost
- rozštěp patra
- schizofrenie
- Pigmentace očí
- Diabetes II. typu
Jaké znaky jsou obvykle ovlivněny prostředím?
Kvantitativní znaky.
Jak se měří heritabilita (H2)?
H2 = VG/VP (podíl genetických faktorů na celkovém fenotypu).
Co znamená H2 = 0?
Fenotyp plně závislý na prostředí.
Co znamená H2 = 1?
Fenotyp plně závislý na genotypu.
Co jsou znaky ovlivněné pohlavím?
Znaky s rozdílným projevem u mužů a žen vlivem pohlavních hormonů.
Jaký je příklad genů ovlivňujících předčasnou plešatost?
Geny na chromozomu X pro receptor androgenních hormonů.
Co je vazba genů?
Soubor genů lokalizovaných na jednom chromozomu velmi blízko sebe, které při meióze segregují do gamet společně s nízkou pravděpodobností crossing-overu.
Jak se určuje síla vazby genů?
Pomocí Morganova čísla.
Co je Morganovo číslo? Jakou má jednotku?
p = počet rekombinantů/celkový počet*100 (centiMorgany,cM).
Jak se používá LOD skóre?
Pro vyjádření síly vazby genů na základě genealogických studií.
Jaké je význam antigenů HLA?
Důležité pro rozpoznání imunitním systémem, co je tělu vlastní a co ne = HISTOKOMPATIBILITA
=> hrají roli v přijetí a odvržení transplantátu
Kolik alel má gen HLA A?
23 alel.
Kolik alel má gen HLA B?
49 alel.
Kolik alel má gen HLA C?
8 alel.
Kolik alel má gen HLA DR?
16 alel.
Kolik alel má gen HLA DQ?
3 alely.
Kolik alel má gen HLA DP?
6 alel.
U polydaktylie dochází k mutaci v jakém genu?
Gli3
v jakém vztahu jsou alely každého HLA genu
v kodominanci
vyjmenuj některé snadno diagnostikovatelné znaky ve vazbě s dalším genem:
- vazba genu pro Rh faktor a genu pro protein erytrocytů, jeohž mutace vede k eliptocytóze
- vazba mezi geny pro různé typy povrchových antigenů HLA
Kdy platí clossing-over
pouze pro 2 geny lokalizované na stejném chromozomu
při neúplné vazbě vznikají jaké gamety?
všech 4 typů v různém poměru podle vzdálenosti od sebe
Mendelův zákon o volnékombinovatelnosti alel různých alelových párů platí
pro geny lokalizované na RŮZNÝCH chromozomech
kvalitativní znaky jsou kodovány geny
velkého účinky
kvantitativní znaky jsou kodovány
vícero geny malého účinku
vyšetření genových mutací
- biochemické: měří se hladina enzymu - zátežový test např. u fenylketonurie
- DNA diagnostika
3
vyšetření chromozomálních aberací
- vyšetření karyotypu
- fluorescenční in situ hybridizace (FISH)
Preimplantační genetické testování
- kontrola polárního tělíska/blastomery pomocí cytogenetiky a DNA diagnostiky ještě před implantací do dělohy
Neinvazivní prenatální diagnostika
- UZ vyšetření
- vyšetření z mateřského séra na biochemické markery (alfa-fetoprotein, lidský choriogonadotropin, estriol)
- vyšetření volné fetální DNA z krve matky
Invazivní prenatální diagnostika
- amniocentéza
- odměr chorových klků
- kordocentéza
- fetoskopie
amniocentéza
plodová voda je odebrána s bunkami plodu
jak se odebírají choriové klky
odsávací hadičkou zavedenou přes hrdlo děložní nebo jehlou skrze břišní stěnu
kordocentéza
vyšetření krve plodu z placenty
fetoskopie
přímé pozorování plodu transabdominálně nebo před dutinu děložní
kdy se provádí novorozenecký screening a jak
z kapky krve z patičky novorozence 48-72 hodin po porodu
pro jaké onemocnění se novorezenecký screening provádí?
fenylketonurie, cystická fibroza, kongenitální hypotheryóza
metody novorozeneckého screeningu
qRT-PCR, imunoanalytické metody, nelaboratorní scrééning
který test otcovství je nejspolehlivější a proč?
testy DNA = genetic fingerprinting
- založené na různé délce repetitivních sekvencí DNA nebo na různé délce fragmentů po restrikčním štěpení: RFLP
na kterém chromozomu se nachází gen určující dědičnost krevních skupin
na 9.
jaké alely jsou pro dědičnost krevních skupin?
IA
IB
i
co dělají alely IA a IB?
kódují transferázy připojující antigeny an substanci H na povrchu erytrocytů
substance H
= antigen H = oligosacharidový základ v membráně erytrocytů, na který se vážou antigeny A/B
který gen kóduje substanci H a kde je tento gen
FUT1, na chromozomu 19
co je to Bombayský fenotyp
homozygoti hh neexprimují substanci H na povrchu erytrocytů - nemohoou se zde vázat antigeny A/B a proto se fenotypově projeví jako 0
genotyp Rh+
DD/Dd
getonyp Rh-
dd
jakou reakci vyvolá antigen D
silnou imunitní odpověď u jedince, který tento antigen postrádá
jaká je výhoda heterozygotů pro cystickou fibrózu
mají mírnější průběh při infekci bakteriemi cholery, tuberkulózy => nižší úmrtnost
výhoda heterozygotů pro srpkovitou anémii
nižší úmrtnost na malárii
Tay-Sachsova choroba
- jaké je to onemocnění genotypově
- čím je způsobeno
- u koho se vyskytuje popř. kde
- autosomálně recesivní
- chybí lysozomální enzym HEX-A který degraduje gangliodisy - ty se hromadí v neuronech a odumírají
- mezi aškenázskými Židy, francouzskými Kanaďany
podmínky genetické rovnováhy:
- dostatečně velká populace
- panmiktická populace
- bez selekce
- bez mutací
- bez migrace
faktory ovlivňující genetickou strukturu populace
- genetický drift
- selekce
- migrace
-mutace
Naxoský syndrom
- mutace jakého genu
- jaké je to onemocnění
- jak se projevuje
- mutace v genu pro desmoplakin
- autozomálně recesivní
- nadměrné rohovatění pokožky, tuhé kudrnaté valsy
co dělá endonukleáza?
katalyzuje hydrolýzu fosfodiesterových vazeb uvnitř řetězců DNA => vznik dsDNA fragmentů
restrikční endonukleáza = RE
sekvenčně specifická endoukleáza, štěpí svouřetězcovou DNA v restrikčním místě
restrikční místo
sekvence DNA rozpozaná těmito enzymy
co produkuje enzymy zapojené do restrikčního štěpení? proč?
bakterie - používají je jako obrannou strategii proti bakteriofágům
**využití restrikčího štěpení v medicíně **
- RFLP = polymorfismus délky restrikčních fragmentů
- detekce známé mutace
- výroba rekombinantní molekuly DNA - KLONOVÁNÍ genů
=> **testy otcovství, forenzní genetika **
gelová elektroforéza
- jak funguje
metoda separace elektricky nabitých molekul v elektrickém poli v gelové nosiči, k rozdělení dochází na základě velikosti molekul
čím barvíme fragmenty DNA při gelové elektroforéze - jak fragmenty pod UV svítí
fluorescenční značkou GoodView - zeleně
využití elektroforézy
- průkaz fragmentů DNA po restrikčním stěpení => vizalizace DNA
-** po proběhnutí klasické PCR**: průkaz ne/přítomnosti PCR produktu
metoda Southern blotting
fragmenty jsou přeneseny na membránu, ta je pak inkubována se sondami, které se vážou na konkrétní sekvence v blízkosti vyšetřované mutace => zviditelní se pouze ty fragmenty, na které se navázala sonda
jaký má DNA náboj
záporný
co je PCR
polymerázová řetězová reakce
= metoda amplifikace specifického úseku DNA z jedné nebo několika málo kopií DNA, při které vznikají až miliardy kopií vybraného úseku DNA
zjednodušeně, co je podstatou PCR
replikace DNA in vitro ve směru 5 => 3 prostřednictvím DNA-polymerázy
princip PCR
cyklické střídání teplot a 3 odlišných dějů:
1. denaturace dsDNA při 94°C
2. připojení primerů při 50-65 °C
3. syntéza nových řetězců DNA pomocí DNA-polymerázy při 72°C
celý proces se 30x opakuje
co všechno musí PCR reakce obsahovat
- vodu
- 10x pufr
- směs nukleotidů
- forward primer
- reverse primer
- Taq polymeráza
- templátová DNA
Co určuje, jaký úsek DNA se bude amplifikovat?
primery
využití PCR v medicíne
- diagnostika geneticky podmíněných onemocnění
- detekce mutací a polymorfismů v sekvenci DNA
- identifikace nekultivovaných mikroorganismů
- detekce patogenních bakterií a virů
qPCR = co to je
real-time PCR = kvantitativní PCR
v čem se qPCR liší od PCR
přítomností fluorescenčně zančené sondy přímo v reakční směsi
na jakém principu funguje qPCR
rosotucí intenzita fluo signálu odpovídá množství amplifikované DNA a lze ji měřit
RT-qPCR je
reverse transcription-dependent qPCR
k čemu se používá RT-qPCR
k analýze genové exprese nebo ke kvantifikaci virové DNA
jak fuguje RT-qPCR
RNA se musí nejprve převést na cDNA (komplementární) pomocí reverzní transkriptázy (RT), cDNA se pak použije jako templát pro PCR
fluo značené sondy, které emitují signál v momentě, kdy dojdu k syntéze DNA
SYBR Green
**TaqMan **
kdy emituje signál SYBR Green
v momentě kdy dochází k amplifikaci - při vazbě na dovuřětězcovou DNA (**nespecifická ** vazba)
TaqMan
specifická sonda nesoucí:
- na jednom konci fluorofor (reporter)
- na druhém konci zhášeč (quencher)
během amplifikace je díky exonukleázově aktivitě Taq polymerázy sonda rozštěpena, zhášeč se oddělí a **fluofor emituje signál **
výstup real-time PCR
amplifikační křivka
Ct hodnota
počet cyklů, které musí proběhnout než amplifikační křivka přetne treshold (=hladina oddělující šum)
čím dříve je tresholdu dosaženo** (čím nižší Ct), tím více bylo původního templátu ve vzorku **
která metoda umožňuje stanovit virovou nálož?
qPCR
na čem je založeno Sangerovo sekvenování
na amplifikaci DNA i vitro, při které se do řetězce náhodně začleňují dideoxynukletidy
co způsobuje to, že DNA polymeráza ukonší prodlužovaní DNA, když je do ní začleněn modifikovaný ddNTP?
ddNTP postrádají 3-OH skupinu - ta je potřebná pro tvorbu fosfodiesterové vazby mezi 2 nukleotidy => vznikají různě dlouhé produkty amplifikace, ty jsou pak seřazeny v elektroforetickém gelu podle velikosti
využití Sanggerova sekvenování
stanoveí sekvence určitého úseku DNA dlouhého do 1000 bází - výchozím vzorem je amplifikovaný fragment DNA
co je NGS
sekvenování nové generace = moderní metody sekvenování DNA
jaké členíme sekvenování od NGS
sekvenování druhé generace
+ třetí generace
na čem je založeno sekvenování druhé generace
na fragmentaci genomu do kratších DNA fragmentů a na následém **masivním paralelním sekvenování ** = všechny fragmenty jsou sekvenovány současně
co umožňuej sekvenování druhé generace
paralelní testování většího počtu genů, části genomu nebo i celého genomu
výstup sekvenování druhé generace
bioinformaatická analýza
sekvence fragmetnů je třeba poskládat do souvislé sekvence genomu:
1. získané sekvence jsou přiřazovány k referenčnímu genomu
2. hledání variant v sekvenovaném vzorku
3. filtrováí nalezených variant s cílem zúžit jejich seznam na takové, které jsou relevantní
co umožňuje sekvenování třetí generace
získat sekvenci z jediné molekuly DNA v reálném čase - čtění delších úseků
co je CRISPR/Cas9
ribonukleoproteinový komplex z proteinu Cas9 s endonukleázovou aktivitou a krátké molekuly RNA - single guidu RNA
co jsou guide sekvence
20ti nukleotidový úsek v sgRNA (single quide RNA
co je podmínkou pro úspěšné navázání nukleázy systému CRISPR/Cas9 na DNA
přítomnost motivu motivu PAM
princip editace eukaryotického genomu pomocí CRISPR/Cas9
tento komplex štěpí DNA za vzniku dvouřetězcových zlomů
=> buňka se snaží zlomy opravit nehomologním svojováním volných konců => delece/inzerce v místě editace a k narušení genu
=> nástroj používaný pro knock-out daného genu
další možností je vložit/opravit gen pomocí homologní rekombinace