GENOM
Genom: 3 000 000 000 par zasad.
Przeciętny chromosom: 120 000 000 par zasad.
Przeciętny gen: 2 000 – 200 000 par zasad.
Mutacja, która może spowodować chorobę: 1 para zasad.
Locus (l.m. loci) – pozycja genu w chromosomie.
Allel(e) – jedna z dwóch lub więcej odmian genu w tym samym locus. Jeden allel jest dziedziczony od każdego z rodziców.
Polimorfizm: allele obecne w ponad 1% populacji.
Mutacje to dziedziczne zmiany w genomie organizmu, które mogą wywołać określony efekt fenotypowy.
Na poziomie molekularnym: mutacje dotyczą zmiany w sekwencji lub organizacji DNA.
3 rodzaje mutacji: podstawienie, wstawienie, delecja.
Kod genetyczny tworzą grupy trzech nukleotydów, tak jak litery w zdaniu. Różne mutacje mogą zmieniać zarówno pojedyncze kodony (słowa) jak i liczne kodony (całe zdania).
Patofizjologia genu: funkcja białka a rodzaj choroby: specyficzna mutacja --> zmiana specyficznego białka --> specyficzna choroba genetyczna.
1. Zaburzenie struktury komórki, np. Osteogenesis imperfecta (wewnątzmaciczne złamanie kości, łamliwość kości, kruche szkliwo), dystrofia mięśniowa Duchenne.
2. Zaburzenie transportu: np. beta-talasemia (zaburzenia wymiany oddechowej), mukowiscydoza.
3. Defekt enzymu: np. fenyloketonuria, galaktozemia, mukopolisacharydoza, choroba Tay-Sachsa.
4. Zaburzenie metabolizmu komórkowego: defekty białek pełniących funkcję hormonów, receptorów hormonalnych lub metabolitów, itp.): np. rodzinna hypercholesterolemia, niedobory hormonów tarczycy.
Zróżnicowanie symptomatologii klinicznej chorób genetycznych wynika ze zróżnicowanej lokalizacji, charakteru oraz funkcji defektów genetycznych warunkujących ich ekspresję kliniczną.
GENY I CHOROBA
Choroby monogenowe: mukowiscydoza, choroba Huntingtona, hemofilia (A/B = 1/9);
Choroby wieloczynnikowe: choroba Alzheimera, cukrzyca typu II, nowotwory, choroba sercowo-naczyniowa, depresje (A/B = 4/6);
Infekcje: grypa, zapalenie wątroby (A/B = 9/1);
*Legenda: A – środowisko, B – geny.
Genomy osób różnią się między sobą we fragmentach o wielkość nawet kilkuset tysięcy par zasad (CNV, Copy number variations), które stanowią 12-20% naszego genomu oraz około 3,5 mln zmian polimorficznych pojedyńczych nukleotydów (SNP, Single nucleotide polymorphism).
Rearanżacje DNA są prawdopodobnie odpowiedzialne za: zmienność osobniczą, podatność na zachorowanie i rozwój chorób wieloczynnikowych/złożonych.
Kategorie i techniki badań służące wykazywaniu związku pomiędzy genami a chorobą:
Analiza rodowodu: ocena rozmieszczenia cechy/choroby w rodzinie;
Badania rodzinne: ocena częstości choroby wśród krewnych vs populacja;
Badania bliźniąt: ocena udziału genów na podstawie informacji o bliźniętach jednojajowych;
Badania sprzężeń (linkage studies): fizyczna lokalizacja określonego genu.
Techniki i metody rozpoznawania mutacji i nieprawidłowości genetycznych:
Testy DNA: analiza mutacji, sekwencjonowanie genów, analiza sprzężeń, analiza metylacji, analiza markerów;
Testy chromosomowe: kariotyp, FISH-metafazowy, FISH-interfazowy, test łamliwości chromosomów, CGH (aCGH) porównawcza hybrydyzacja genomowa;
Testy biochemiczne: analiza enzymów, badanie metabolitów, analiza białek.
Zjawisko recesywności i dominacji zakłada dwualleliczną ekspresję danego genu.
Dziedziczenie mendlowskie: dwa identyczne allele – układ homozygotyczny, dwa różne allele – układ heterozygotyczny.
Dominacja: cecha ujawnia się w stanie homozygotycznym.
Recesywność: cecha ujawnia się w stanie homozygotycznym.
pedspec2012