Genetyka 1

Wszystko po części uwarunkowane (determinowane) jest genetycznie.

Gen - w jądrze komórkowym, na strukturze białkowo - chromosomu

Chromosomów może być różna liczba w zależności od gatunku, u człowieka 46 w parach

Chromosomy homologiczne -makroskopowo identyczne

Obrazek

Mogą być różne długość ramion chromosomu( klasyfikacja ze względu na długość ramion:

Telomer - struktura zakańczająca chromosom, to łańcuch nukleotydów - sekwencje, sześcioliterowy kod: TTAGGG (x ~ 2 tysiące) - oznacza koniec chromosomu, kod ten odpowiada za:

Telomerów wszystkich jest 92 ( w garniturze człowieka).

Telomer to 10 -15 tys. par zasad (im młodszy organizm tym więcej zasad, dlatego z wiekiem więcej błędów się pojawia)

Gen ma 120 tys. par zasad

Chromosom ma 130 mln. Par zasad

Przy każdym podziale komórkowym ta sekwencja ( telomeru się skraca, im mniej tym częściej robią się zafałszowania a to kres podziału komórki.

Liczba podziałów komórki u człowieka to : 60 razy.

2n - diploidalna liczba chromosomów

Po co potrzebna diploidalność? - gdy jest zdefektowany gen, drugi identyczny go dominuje i maskuje wadę, haploidalni (1n) nie mają takiej możliwości.

Mężczyźni są prawie haploidalni bo chromosom Y jest prawie pusty.

Mitoza - podział mitotyczny (pomijam obrazki, chceta mieć to se dorysujta)

Profaza Metafaza Anafaza Telofaza

Interfaza

Kochicyna - podana w telofazie powoduje, że nie zachodzi cytokineza, powstaje 2 jądrowa komórka, albo podwójna ilość chromosomów 4n powstaje (POLIPLOID - tutaj TETRAPLOID )

Mejoza - podział redukcyjny ( 2 podziały kolejno po sobie) między 1 a 2 podziałem, interfazy prawie nie ma a 2 podział prowadzi do redukcji chromosomów. -potrzebne przy tworzeniu się plemnika i jajeczka):

Mutacje:

ABCC ------ + ABC

AA
BB
CCC - Trisomia w 3 parze
DD
EE
FFF - trisomia w 6 parze (podwójna już trisomia)

ABCC ------ + ABC

AA
BB
C - Monosomia

Rzadko się zdarza, że przy tworzeniu gamety kobiecej może brakować C, wtedy taką konstrukcję nazywamy MONOSOMIĄ.

PLOIDY - za mało / za dużo chromosomów:

Euploidy - liczba chromosomów stanowi dokładną wielokrotność podstawowej liczby chromosomów (wielokrotność 3ki)

u człowieka n =23, więc 3ploid= 69

Telomerów wszystkich jest 92 ( w garniturze człowieka).

Euploidy dzielimy na:

ABC ----- + AB'C' tak jest w wypadku blisko spokrewnionych gatunków

AB'C' ABC

ABC AB'C'

Aneuploidy - liczba chromosomów nie stanowi wielokrotności podstawowej ich liczby np:

n = 6

AA Nondysjunkcja nastąpiła

BBB

CCC X0 - zespół Turnera 1:5000

E - XXY - zespół Klinefertera 1:400

FF

Efekt Powracającego Żołnierza - kobiety pod wpływem sytuacji społecznych rodzą więcej chłopców

Trisomia 21 pary chromosomów - zespół Downa

---------- 13 ----------------------- - zespół Pataua

---------- 18 ----------------------- - zespół Edwardsa

GENET 2

Temat : Biochemiczne podstawy dziedziczenia.

1953r. - Watson i Kreg

DNA- kwas dezoksyrybonukleinowy

RNA - kwas rybonukleinowy

DNA - 2 niciowy, podstawową jednostką jest nukleotyd 20 aminokwasów

Nukleotyd : reszta fosforanowa + cukier (ryboza / dezoksyryboza) + zasady azotowe ( * purynowe: Adenina, Guanina; * pirymidynowe: Tymina, Cytozyna(/Uracyl))

Nukleotyd adeninowy - cukier, (rP- reszta fosforowa) i zasada adeninowa

REGUŁA/ ZASADA KOMPLEMENTARNOŚĆI ZASAD :

Adenina (łączy się z ) Tymina

Cytozyna z Guaniną

Replikacja -podwojenie materiału genetycznego - dołączenie części do rozerwanej nici DNA (w interfazie mitozy)

Kod Genetyczny jest:

--I---I---I---I---I---I--- jedna z nici DNA

A G T

--I---I---I---I---I---I--- przeciwległa jej nić

T C A

W chromosomach w jądrze komórkowym zachodzi zapis informacji w rybosomach.

Pomaga mu kwas RNA na zasadzie komplementarności zostaje zbudowany na matrycy DNA

--I---I---I---I---I---I--- m-RNA = matrycowy/ mesanger RNA

A G U zaszło przepisanie - transkrypcja

--I---I---I---I---I---I--- t-RNA = transportowy (3 nukleotydowy) RNA

U C A I

Seryna proces TRANSLACJI

struktura wiązanie

I rzędowa peptydowe(łączy końce aminokwasów)

Białko składa się z aminokwasów jest substancją wysoce specyficzną

I rzędowa struktura powoduje właściwości - od konfiguracji przestrzennej białka zależą jego właściwości, zmiana 1go aminokwasu może spowodować kompletną zmianę właściwości struktury i funkcji białka.

Przy translacji nie może mieć miejsca błąd jednak …

m-RNA - powstając jest nadmierny ( zawiera odcinki nie kodujące żadnych białek) - te nieznaczące nici zwane są INTRONAMI a kodujące to EGZONY

odcinków zawierających egzony to około 5% reszta to introny.

Proces przyłączania jest bardzo szybki 100 aminokwasów /s. się łączy .

ATG --- TTG --- GTA --- TAC --- TAA D1

TAC --- AAC --- CAT --- ATG --- ATT D2

AUG --- UUG --- GUA --- UAC ---UAA m-RNA kod

UAC --- AAC --- CAU --- AUG ---AUU t-RNA antykodon

Metionina - Leucyna - Walina -Tyrozyna - Ochre

= START = STOP

UUA - Ochre

UGA - Opal STOP

UAG -

AUG - metionina - START

UAA
UAU kodony terminalne
UAC

Mutacje Genowe (Punktowe):

AGT --- ACA - zmienia odczyt

AGT --- ACA --- GTC --- CAG -nie zmienia odczytów

AG T --- ACA

C

ACA GTC

AGT --- --- --- CAG

AGG --- AUG --- ---GCA

AUG

Gen - odcinek DNA kolejno ułożonych par zasad o ściśle określonej sekwencji zasad (około 6 mld. Par zasad) nukleotydów

1 gen - koduje - 1 białko

Plejotropia - efektem działania jakiegoś genu jest więcej niż jedna cecha / objaw:

1 gen może mieć wpływ na inne geny ( przykrywać, maskować, podnosić ich siłę), gen ma wtedy rozległe, nie jednocechowe skutki

Cechy wielogenowe: (wzrost)

Cechy:

Locus - miejsce na chromosomie na którym znajduje się dany gen

Allel - odmiana w stosunku do wyjściowej odmiany

Cechy policzalne i niepoliczalne:

( nie policzalne - pieniądze, mąka, cukier do mierzenia a nie policzenia)

liczba - mierzalna

cecha monogeniczna - determinowana przez 1 gen

cecha poligeniczna - determinowana wieloma genami

Genetyka 3

Co oznacza naprawdę jeden gen - jest to niewątpliwie jednostka funkcjonalna, jedno białko (1 polipeptyd) - to jakiś w konsekwencji enzym tworzący jakiś szlak metaboliczne, pełni rolę biokatalizatora w naszym organizmie.

Locus - miejsce występowania genu na chromosomie

Efekt pewnej zmiany genu w zależności od położenia na chromosomie to - EFEKT POZYCJI

LOCUS - LOCI

Allele - pozycje tego samego genu( wiele różnych postaci tego samego genu mogą ....=> allele wielokrotne

W populacji możemy mieć wiele postaci tego samego genu. U jednostki 2 - dwa chromosomy homologiczne ( w normalnym organizmie- inaczej w trisomi)

Geny nazywamy kolejnymi literami alfabetu: A, B, C, D…

AA; aa - tak oznaczamy homozygoty

Aa - tak oznaczamy heterozygoty

A , a - a tak gamety

AA Bb / aa Bb -> ze względu na gen A jest to homozygota a na gen B heterozygota

Autosomy - te wszystkie chromosomy oprócz chromosomów płci

XX( 1 z indeksem A, 2 z indeksem A )- kobieta heterozygotyczna ze względu na gen A

Cechy sprzeżone z płcią - bo ich loci są na chromosomach płci, kształtują się ze względu na określoną płeć - broda

XY ( 1 z indeksem A, 2 natomiast z znakiem minus zamiast indeksu )-ponieważ gen Y jest pod względem loci prawie pusty

SRY - gen odpowiedzialny za płeć męską

Mutacje CHROMOSOMOWE: (pierwotny układ genów - ABCDEFG-)

Litery z końca alfabetu - to z chromosomu nie homologicznego

Koniugujące chromosomy tworzą pętle

Problem - Gdy podamy osobie o gr. Krwi AB gr. 0 nie dojdzie do śmierci a na odwrót zabieg zabije?

Odp.: Ponieważ, przeciwciała z 0 w organizmie AB są rozcieńczane w osoczu i nie zlepiają tyle by zabić, a na z AB do 0 zabije bo nie ma rozcieńczenia.

Czynniki mutagenne - czynniki powodujące mutacje:

Podział mutacji:

3) nonsensowne - spowodowane przez to że w którymś momencie tworzenia białka jest znak stop -(CAG-CAG-CAG-CAG) na chromosomie 4 jest to norma, ale z pokolenia na pokolenie tej duplikacji przybywa ( nawet do 1000 razy)choroba nazywa się PLONSAWICA HUNGTINTONA(choroba monogeniczna - jeden gen) - ma ona skutki behawioralne: 55IQ, zaburzenia ruchowe

(narasta z pokolenia na pokolenie, kumulując się - choroba co raz wcześniej się pojawia(w wieku zarażonych) i ma co raz silniejsze objawy. Tego typu chorób jest około 20 mają wszystkie konsekwencje behawioralno - neurologiczne <= Antycypacja Genetyczna

Zespół łamliwego chromosomu X - ( bo łamie się on w preparacie) występuje na tym samym podłożu co poprzednia (50 razy - normalnie) CGG do(krytycznie) 200 zwielokrotnień,

2x częściej u ♂ niż ♀, u ♂ 1: 1200/ 1300 przypadków)

Chromosom 1…?

INPRINTING GENOMOWY - wdrukowanie (w nature)

(ekspresja- manifestowanie się cechy fenotypu)

Zespół Turnera - X0 nondysjunkcja w oogenezie/ spermatogenezie( w zależności od płci -dawcy- inne objawy u dziecka)

Jeśli ♂ większe upośledzenie umysłowe niż w przypadku gdy od ♀.

Szlak metaboliczny:

Fenyloalanina rozkładana przez hydrolaze fenyloalanizową , nie może być metabolizmu i wydalana jest z moczem (o zapachu myszy)

FENYLOALANINA-> TYROZYNA -> Melanina->...-> kw. Homogentyzynowy -> .... (ALKAPTONURIA- mocz czernieje na powietrzu)

Genetyka 4

Temat: Mendelizm

W 19000 uznano prawa mendla - Wpadł na to by nie badać zespołu cech naraz a pojedyńcze cechy.

Dziedziczenie ma charakter korpuskularny - cząstkowy

I prawo Mendla - prawo czystości gamet ( g. Nie mogą być mieszane ze względu na allele. Do każdej gamety wchodzi tylko 1 allel

Aa: gamety:

Aa A i a

AA A i A

Aa a i a

2 geny A i B leżą na 2 różnych nie homologicznych chromosomach:

AaBb - heterozygota pod wzgl. A i B

Gamety: AB, Ab, aB, ab

Jeśli geny są ze sobą nie sprzężone i leżą na różnych chromosomach to sprawdzamy wszystkie możliwe przypadki.

II. prawo MENDLA - „niezależnego dziedziczenia” - poszczególne geny dziedziczy się niezależnie, tworząc gamety wszystkich możliwych rodzajów z tym samym prawdopodobieństwem, warunek: muszą leżeć na różnych chromosomach.

Interakcje między allelami:

Allele dominują ze sobą o ekspresję - efekt fenotypowy

1) Współdziałanie alleliczne - 2 allele w obrębie tego samego genu ( w jednej parze)

2)dominacja niepełna - A > a

Stopień dominacji:

A1A1 A1A2 A1A2 A1A2 A2A2 Genotyp:

-a 0 +a Fenotyp:

-d +d

teoretycznie oczekiwane mejsce

A1 dominuje nad A2 równoważą się A2 bardziej dominuje

Wielkość przesunięcia = przedział d

Stopień dominacji= d/a d- odległość od 0 a- wartość cechy homozygoty

d = 0 -> brak dominacji d = +a / -a -> dominacja pełna

Ćwiczenie:

Jest taki gen ,który powoduje u noworodków mysich karłowatość, ten gen (pg)

Genotypy:

pgpg -waga 6g

+pg -12g

++ - 14g

genotyp: pgpg 0 +pg ++

fenotyp 6g 10g 12g 14g

stopień dominacji = d/a = 2/4 = ½= 0,5

0=10g d=2 a=(14-6)/2 =4

A = B - kwiaty czerw i nieb albo osobnik o gr AB

A1 =A2 cecha o charakterze mozajkowym

I(z indeksem górnym A) = I (z indeksem B)

- AA<Aa>aa A i a - koduje enzymy do wzrostu

aa - dobrze rośnie tylko w temp 5ºC

AA - ------------------------------- 15ºC

Aa - dobrze rośnie w temp -od 5 do 15ºC (ukłąd z lepszym dopasowaniem - efekt zwany Wybujałość mieszańców = heterozja)

Układ 2 genowy allel B - decyduje o powstawaniu melaniny o barwie brązowej lub czarnej

WSPÓŁDZIAŁANIE NIE ALLELICZNE:

nie ma produkcji B>>b

produkcja przynajmniej jedno A i jedno B

efekt w postaci cechy, dopełniające działanie kilku genów na raz

♂ ♀ czarny kolor to nosiciel choroby/ defektu

opis cechy monogenicznej, niezwiązanej z płcią , dominującej

Genetyka 5 Uwaga pomijam rysunki( mapy genowe) oraz multum tabelek krzyżowania

T: odstępstwa od praw mendla.

Odstępstwem od 2 go prawa M. Jest sprzężenie cech( jest to niekorzystna cecha bo ogranicza zmienność organizmu, zmienność jest ważna dla gatunku przy zmianie środowiska bo ma możliwość wtedy się przystosować i przeżyć

Pahyten I fazy(profazy podziału mejotycznego) -> tzw Crossing over

Przylegające do siebie chromatydy ( nie siostrzane) wymieniają się odcinkami, w efekcie czego 2 chromatydy są takie same a 2 są zmienione

Morgan - zajął się rekombinacją, metoda jego pozwala na mapowanie chromosomów

Rekombinacja Nieuprawniona - niewielkie odcinki chromosomu od paru set do paru tysięcy zasad zostają oderwane i przeniesione do nie homologicznego chromosomu. Takie odcinki to TRANSPOZON - wykryto je w poł XX wieku

Częstość Crossing over(Co) jest wprost proporcjonalna do odległości- częstsza rekombinacja zależna od zwiększającej się odległości (procent rekombinacji będzie odległością między chromosomami

Im mniejsza odległość między genami tym większe prawdopodobieństwo zaszła mniejsza ilość rekombinacji ( nawet tylko jedna jeśli geny są bardzo blisko siebie)

WZÓR NA ILOŚĆ FENOTYPÓW : 2 (do n-tej) -bierzemy pod uwagę liczbę heterozygotycznych loci u obojga rodziców naraz =n (musi być para by wzór działał) i zakładamy dominację

Genet 6

WZÓR NA LICZBĘ GENOTYPÓW : 3(do n-tej) liczba heterozygotycznych loci u obojga rodziców naraz =n

Mimo tych samych genotypów - zależy też dużo od środowiska w jakim musi istnieć osobnik - bo ono modyfikuje ekspresję genów

Niektóre cechy/ geny mają słabą wrażliwość na środowiskowe oddziaływania lub mają większa wrażliwość np.: liczba palców i gr krwi są niezmienne od środowiska natomiast zmienne są cechy ilościowe - dające się mierzyć wzrost, ciężar ciała

Norma Reakcji Genu:

Proces genetyczny zdeterminowany i zależny od środowiska zostaje ustalony na stałe.

Zmiany ADAPTABILNE - nieodwracalne zmiany:

Mechanizmy utrzymywania równowagi między populacją lub organizmem a środowiskiem.(uwaga numer to kolejny bodziec środow, a kolejno 3 kropki po nim to: odp. Organizmu, mechanizm, przykład):

Socjalno Ekonomiczny Status (SES) tworzy nasze środowisko i kształtuje fenotyp

Trendy sekularne- (zmiana w kierunku) pokolenie zmienia się zależni od trendu, są efektem współdziałania czynników genetycznych i środowiska.

Kobiety są inne jeśli chodzi o reaktywność na czynniki środowiskowe, mężczyźni są bardziej EKOSENSYTYWNI- wrażliwi środowiskowo- niż kobiety

Genet

Stopień realizacji cech labilnych środowiskowo:

Liczba kohorty - grupa ludzi łączona przez pewną (stałą) demograficzną np.: rok urodzenia= kohorta urodzonych, zmarłych, poślubionych

Trend sekularny ma charakter akceleracyjny(skokowy i krzywy?)

Genotyp a środowisko - na poszczególnych etapach życia

Mali chłopcy nie rodzą się żywi, wiec żywi rodzą się tylko ci więksi niż dziewczęta.(1 podlegają selekcji)- przez cały okres płodowy chłopcy umierają częściej - mają większą ekosensytywność.

Źródła zmienności: (świetnie dopasowani do środowiska przy zmianie jego wyginą a ci „źle”(tzn. z większą zmiennością) zostaną

Vp - ogólna obserwacja zmienności

Ve - wariancja środowiskowa

Vg - war. Genetyczna

wariancja fenotypowa (prenotyp)

Vp=Vg+Ve+2 kowariancja G(do)E

Vg = Va +Vd + Vi

Va - addytywne = sumujące efekty alleli różnych loci genowych

Vd - dominacja(+,-) współdziałanie alleliczne

Vi - interakcyjny składnik( epistaza)

Ve = Veg+ Ves

Veg - generalne, takie czynniki środowiska wspólne dla dużych grup populacji, warstw społecznych ( model żywienia, klimat, mikro…coś)

Ves - specyficzna, działające czynniki na populację, jednostki lub rodziny

bliźnięta:

Jeśli na podstawie Mz możemy oszacować zmienne z Vp taką samą…

Vg = 0 (constans) lub bliska 0

Zmienność jest czystym wynikiem:

Ve- różnic środowiska

Genet

Rozkładem najczęstszym cech przyrodniczych mierzalnych jest KRZYWA GAUSA( ta co mało złych i dobrych a dużo średnich- jak w statystyce)

(robiliśmy krzyżówki i wykresy zależnie od genotypów jakie wyszły, na osi OY były liczebności, a na osi OX wartości cechy, i wszystkie wykresy były zbliżone do krzywej gausa)

WZÓR NA … (chyba?):

1 gen - 3 fenotypy

2 geny - 5 f

3g - 7f

2n+1 - wzór n - liczba niezależnych genotypów

R/2n

Dziedziczenie poligeniczne - wiele genów wpływa na cechy, której ekspresja zależy od ich addytywnego lub multiplikatywnego działania( dziedziczenie ilości) zależy od genów kumulatywnych (wielokrotnych)

W modelu dziedziczenia cech ilościowych zakłada się:

Wiele cech monogenicznych:

Ramiona chromosomu

Centromer

Satelita

Nondysjunkcja w spermatogenezie