Humana Genetika - skripta

  • View
    2.746

  • Download
    12

Embed Size (px)

Text of Humana Genetika - skripta

HUMANA GENETIKA

o Opcije prevencije naslednih bolesti: prevencija raanja obolelih od retkih monogenskih bolesti i poremedaja hromozoma (prenatalni skrining) otkrivanje fenilketonurije, hipotireoze i galaktozemije kao i slinih monogenskih bolesti na samom raanju to uz pravu terapiju omogudava normalan ivot (natalni skrining) posmatranjem porodine historije, vri se posebna pretraga za mutiranim genima odgovarajudih bolesti o Forme genetske terapije: transplantacija kotane sri transplantacija embrionalnih matinih delija o Istorijat: pre oko 2000. godina, Talmud osloboena obrezivanja muka deca iji su muki srodnici po majci pokazivali sklonost krvarenju (hemofilija) druga polovina 17. veka, de Graaf spoznaja sutine zaeda (spermatozoid+jajna delija); opis ispupenja na jajnicima, danas Grafovi folikuli 18. vek, Maupertuis prouavanje rodoslovnih stabala; zakljuio da albinizam i prekobrojni prsti imaju razliit nain nasleivanja 1865. godina, Mendel objavljuje rezultate svojih eksperimenata na graku; njegovo delo ostaje neprimedeno 1900. godina,de Vries,Correns, Tschermak ponovo otkrivaju Mendelove eksperimente i postavljaju Mendelove zakone 1900. godina, Garrod objanjava nain nasleivanja alkaptonurije po Mendelovim zakonima uz prepoznavanje uloge kosngviniteta 1900. godina, Landsteiner ABO sistem krvnih grupa 1903. godina, Sutton, Boveri hromozomska teorija nasleivanja 1903. godina, Otto recesivno nasleivanje na X hromozomu 1953. godina, Crick, Watson i Wilkins molekularna struktura DNK 1956. godina, Tjio i Levan/ Ford i Hamerton ovek ima 46 hromozoma 1958. godina, Bedle Nobelova nagrada za otkride sistema jedan gen-jedan enzim 1959. godina, Lejeune/ Ford i Jacobs Daunov sindrom uzrokovan prekobrojnim hromozomom iz grupe G 1961. godina, Jacob i Monodo koncept operona, genetska regulacija 1988. godina zapoet projekat humanog genoma 2003. godina kompletiran humani genom i genomi pet inicijalnih modela organizama

elijska i molekularna baza nasleivanjao Delija: delijska membrana (plazmalema) fosfolipidni dvosloj koji se sastoji od hidrofobnih regiona u unutranjiosti i hidrofilnih spolja; selektivno je propustljiva; sadri proteine koji slue za meudelijsko prepoznavanje, signalizaciju i transport jedro (nukleus) ima dvoslojnu membranu; sadri jedarce (nukleolus) u kojem se sintetie rRNK za koju se geni nalaze na kratkim kracima akrocentrinih hromozoma (13, 14, 15, 21, 22); sadri oko 99,5% delijske DNK u vidu linearnih hromozoma; nuklearni matriks sadri proteine i RNK kao i hromozome koje se dodiruju putem MARs sekvenci DNK citosol teni deo citoplazme; u njemu se odvija vedina metabolikih aktivnosti; sadri citoskelet koji ima ulogu u pokretanju delije, daje joj oblik i ukljuen je u meudelijski transport endoplazmin retikulum mrea uvijenih kanalida koja zajedno sa ribozomima ini aparat za biosintezu proteina i lipida; u granuliranom EM sintetiu se proteini i dodaju oligosaharidi a u glatkom ER sintetiu se lipidi Goldijev aparat vri sekreciju produkata delije; funkcionalno i morfoloki je povezan sa ER

DNKDEZOKSIRIBONUKLEOTID DEZOKSIRIBONUKLEOZID FOSFATNA GRUPA AZOTNA BAZA PURINSKA PIRIMIDINSKA adenin guanin timin citozin DIHELIKS (DVOSTRUKI LANAC) HROMOZOMI DEZOKSIRIBOZA

RNKRIBONUKLEOTID RIBONUKLEOZID RIBOZA FOSFATNA GRUPA

AZOTNA BAZA PURINSKA adenin guanin PIRIMIDINSKA uracil citozin

HELIKS (JEDNOSTRUKI LANAC) NUKLEOLUS, CITOPLAZMA

mitohondrije vre obnavljanje ATPa (ADP---ATP) metodom oksidativne fosforilacije peroksizomi male vezikule sa jednostrukom membranom koje razlau vodonik-peroksid, toksian za deliju lizozomi digestivne organele, sadre hidrolitike enzime ribonukleazu i fosfatazu; vre fagocitozu i pinocitozu

o Stabilnost nukleotidnog lanca: fosfodiestarske veze koje nastaju vezivanjem fosfatnih grupa za 3 ugljenikov atom i 5 ugljenikov atom jedne pentoze vodonine veze izmeu komplementarnih azotnih baza dva lanca antiparalelnost dva lanca 3 (-OH) naspram 5 (-P) kraja o Replikacija (sinteza) DNK: odvija se u toku S faze delijskog ciklusa, pri emu se koliina DNK udvostruuje; od jednog starog lanca (matrice) nastaje novosintetisan koji mu je potpuno identian: I. proteini despiralizacije (A) razmotavaju molekul DNK II. DNK heliksaza raskida vodonine veze; nastaju replikacione viljuke (replikacija zapoinje na vie mesta i u oba smera) III. proteini destabilizacije DNK i DNK topoizomeraze uklanjaju superzavoje IV. RNK polimeraza (primaza) dovodi RNK nukleotide formirajudi RNK poetnicu (prajmer) V. na jednom starom lancu se uz pomod DNK polimeraze III na RNK prajmer vezuju DNK nukleotidi, on se sintetie ka dnu replikativne viljuke i naziva se vodedi lanac VI. na drugom starom lancu se sintetie nekoliko RNK prajmera na koje se nastavljaju mali fragmenti DNK nukleotida koji se nazivaju Okazaki; isecaju se RNK poetnice, a uz pomod DNK polimeraze I praznine nastale tim putem se popunjavaju DNK nukleotidima; DNK ligaza povezuje nukleotide u kontinuirani lanac i tako nastaje zaostajudi lanac VII. rezultat replikacije je jedan hromozom sa dve hromatide i dva molekula DNK u centromeri o Sinteza proteina: geni delovi DNK (600-1800 bp) koji sadre informacije za sintezu RNK; tRNK i rRNK se ne prevodi u proteine, iRNK se prevodi u proteine genetski kod sekvenca nukleotida u genu (deo molekula DNK) kodon set od tri nukleotidne baze na iRNK koja odgovara jednoj AK antikodon set od tri baze na tRNK koja nosi AK kojoj odgovara komplementarni kodon transkripcija proces stvaranja iRNK translacija proces prenoenja informacije sa iRNK u polipeptidni lanac

Hromozomi(chroma=boja, soma=telo) o 15% DNK, 83% proteini o 1 hromozom = 4 cm diheliksa; 46 hromozoma oveka = 2m DNK o Struktura: primarna namotavanje diheliksa sekundarna namotavanje oko histonskih kuglica; nastaju nukleozomi tercijarna namotavanje nukleozoma; nastaju hromatinske niti o Uloga: prenos genetske informacije sa jedne generacije na drugu o Broj hromozoma je stalan za vrstu (do 1956. godine se smatralo da ovek ima 48) o Nauka o hromozomima citogenetika

o Centromera (primarno suenje) sastoji se od nekoliko stotina kb repetitivne DNK i uloga joj je kretanje pri delijskoj deobi; deli hromozom na dugi (q) i kratki (p) krak o Telomera vrh svakog hromozomskog kraka kome je uloga ouvanje strukturnog itegriteta hromozoma; sastoje se od mnogo ponavljanja TTAGGG sekvence; enzim telomeraza (pri replikaciji) je odgovoran za spreavanje prebrzog skradivanja 5 kraja dugog kraka to omogudava dui delijski ivot o Podela hromozoma prema poloaju centromere: metacentrini centromera jena sredini; p i q kraci su jednaki submetacentrini p krak je kradi od q kraka akrocentrini subterminalna pozicija centromere; p kraci su mnogo manji od q kraka; ponekad imaju satelite peteljke koje forimiraju nukleoluse i sadre gene za rRNK

A VELIKI MC 1,3 2

B SMC 4,5

C

6-12, X

D SREDNJI AC 13-15

E MC 16 SMC 17,18

F MALI MC 19,20

G AC 21,22,Y

o Normalno delijsko jedro sadri 22 para autozoma i jedan par polnih hromozoma XX kod ene i XY kod mukarca, ovi parovi hromozoma su homolozi o Polni hromozomi su odluujudi u determinaciji pola; Y je mnogo manji od X hromozoma i nosi samo nekoliko funkcionalnih gena, najznalajnija je seks determinirajuda regija (SRY) koja se nalazi na distalnom delu p kraka i sadri gen zasluan za razvoj testisa (35kbp); dokazi da SRY determinie muki pol su : 1. ova sekvenca je prisutna i kod XX mukaraca, koji su infertilni fenotipski mukarci sa enskim kariotipom 2. mutacije ili delecije ove sekvence su pronaene kod mnogih XY ena, to su infertilne fenotipske ene sa mukim kariotipom o Kariotip analiza hromozomske konstitucije osobe tj ureena mikrofotografija hromozoma te osobe o Za analizu hromozoma se koriste najede limfociti periferne krvi, ali i delije koe, kotane sri, horionskih resica, plodove vode; ove delije se zaustave u metafazi mitoze jer su tada hromozomi najkondenzovaniji a samim tim i vidljivi o Analiza hromozoma sa limfocita periferne krvi: 1. krv se stavjla na hranljivu podlogu kojoj je dodat lecitin(fitohemaglutinin) koji podstie deobe limfocita i tako se ostavlja 3 dana na 37 stepeni 2. dodaje se kolhicin koji unitava mikrotubulin, glavnu komponentu deobnog vretena ime se spreava samo formiranje deobnog vretena a delija ostaje u prometafazi kada su hromozomi najkondenzovaniji a samim tim i vidljivi 3. tretiranje hipotoninim rastvorom to dovodi do povedanja delije a i unitavanje eritrocita 4. ovako fiksirani hromozomi se kaplju na ploice i boje tehnikama traka (bending tehnike): Gimza (G) bending hromozomi se tretiraju tripsinom koji denaturie proteine a potom gimza bojom koja vezuje DNK i daje svetle i tamne trake

Quinacrin (Q) bending bojenje kvinakrin mastardom koji daje fluorescentne trake koje se mogu posmatrati samo pod fluorescentnim mikroskopom Reverzni (R) bending daje aru suprotnu G bendingu a dobija se denaturacijom toplotom ili akridin oranom pre gimza bojenja; vrsta R-bendinga je T-bending koji pokazuje telomere C-bending dobija se kada se pre tretiranja gimzom dodaju kiseline a zatim i baze ime se boje centromere i druge heterohromatinske regije sa visokorepetitivnom DNK 5. fotografiu se, iseene mikrofotografije se poreaju u homologe i daju definitivan kariotip o Ideogram ematski prikaz bending are idealnog kariotipa o Fluorescentna in situ hibridizacija (FISH) metoda podrazumeva spavjanje dela lanca DNK tj probe sa komplementarnom ciljnom sekvencom bilo gde na metafaznom (ili interfaznom) hromozomu; mesto gde se proba vezala posmatra se pod fluorescentnim mikroskopom; postoje razne vrste ove metode a najznaajnije su centromerina proba koja je korisna za brzu prenatalnu dijagnozu trizomija 13, 18 i 21 i telomerina proba koja je korisna za pronalaenja delecija i translokacija koje su uzrok nerazjanjene mentalne retardacije o Kva