Lehetséges tesztfeladatok:
Nem igaz!
Tudjuk, hogy egy családban az anya Huntington érintett (heterozigóta), az apa nem. Ugyanakkor az apa heterozigóta formában hordozza a Fenilketonúria mutáns allélját (az anya nem). Melyik állítás igaz az alábbiak közül:
Nem igaz! Igaz!
A gyermekeknél a Fenilketonúria autoszomális recesszív öröklődés-menetének megfelelően a gyermekeknél az f2 nemzedékre jellemző 3:1-es arányt figyelhetjük meg. A két szülő más-más betegség mutáns alléljainak hordozója, így kicsi az esélye, hogy a Huntington-érintett gyermek egyben a Fenilketonúria mutáns alléljának is hordozója legyen. A családban születendő fiú gyermek 50% eséllyel lesz felnőttkorában Huntington kóros, viszont biztos, hogy nem lesz Fenilketonúriás. 1
Allél és genotípus gyakoriságok A – a „normál allél” (vad típus),
a – a mutáns allél A allél gyakorisága 50% a allél gyakorisága 50%
Honnan tudjuk, hogy minden 50. ember PKU hordozó?
3
= 0.5 = 0.5
Mi a lehetséges genotípusok gyakorisága? AA = 0.5 x 0.5 = 0.25 Aa = (Aa és aA) = 2 x 0.5 x 0.5 = 0.5 aa = 0.5 x 0.5 = 0.25
4
http://udel.edu/~mcdonald/mythtongueroll.html
Allél, genotípus és fenotípus A – a nyelvpödrés képességének domináns allélja
Már a jó öreg mendeli sem teljesen mendeli ☺
a – a nyelvpödrésre való képtelenség recesszív allélja A allél gyakorisága = 60% = 0.6 a allél gyakorisága = 40% = 0.4
Mi az alábbi fenotípusok gyakorisága?
nyelvpödrés képessége: =(AA vagy Aa)= 0.36 + 0.48 = 0.84
nyelvpödrésre való képtelenség: = (aa genotípus) = 0.4 x 0.4 = 0.16
AA = 0.6 x 0.6 = 0.36 Aa = 2 x 0.4 x 0.6 = 0.48
5
6
1
Honnan tudjuk, hogy minden 50. ember PKU hordozó?
A Hardy-Weinberg egyenlőség A populációgenetika alaptörvénye, hogy az allélok és genotípusok gyakorisága nem változik az öröklődés során (kivéve a szelekció, génáramlás vagy genetikai sodródás hatásait)
A – allél1, a – allél2 A allél gyakorisága = p a allél gyakorisága = q Genotípusok: AA Aa aA aa (p+q)2 = p2 + 2pq + q2 = 1 p+q=1
% A Apa a
A Anya a
p2
pq
pq
q2
Előfordulási gyakoriság: 1 / 10.000
(p+q)2 = p2 + 2pq + q2 = 1
p+q=1
% A Apa a
Ezt az egyenletet felhasználva kiszámolhatjuk az érintettek, hordozók előfordulási gyakoriságát a populációban!
A Anya a
p2
pq
pq
q2
Mit keresünk? PKU hordozókat = Aa (2pq) Mit tudunk? aa (érintett) = 1/10.000, q2=0,0001 Ebből kiszámolható, hogy q=0,01 Mennyi a 2pq? Ehhez: p=1-0,01=0,99 2pq=0,99 x 0,01 x 2=0,0198 = kb. 2% = 1/50
7
8
Öröklődés – környezet újra… Családvizsgálat Szülők
Az emberi viselkedés örökletessége
Nevelés Gének
(heritabilitás) 9
Egyének és egyéni különbségek
Szülő - gyermek hasonlósága tükrözi a gének + a környezet hatását
Örökbefogadási vizsgálatok I: Szülő – Gyerek diádok gyerek Örökbefogadó szülő
1.
10
Biológiai szülő RITKA!
2. 3. hasonlóság =
4.
környezeti faktorok 11
hasonlóság =
genetikai faktorok 12
2
Örökbefogadási vizsgálatok II. Testvérpárok Adoptált testvér
CSAK közös környezet
Korai örökbefogadási vizsgálatok
1920’-1940’ évek örökbefogadási vizsgálatai: IQ! A legtöbb tanulmány azt mutatta, hogy az örökbeadott gyermekek biológiai szüleikkel nagyobb hasonlóságot mutattak, mint az örökbefogadó szülőkkel
Ekkoriban még a pszichopatológiákat nem tesztelték örökbefogadási vizsgálatokkal Még a 40’-50’ években környezetelvű elgondolás:
Különnevelt testvérek
CSAK közös génállomány
Hasonlóság =
Hasonlóság =
Környezeti faktorok
genetikai faktorok
A skizofrénia kialakulásában jellemző koragyermekkori károsodás a gyermek számára fontos személy által következik be, mely leggyakrabban a skizofréniában
Fredia Fromm-Reichmann (1948)
13
A skizofréniával kapcsolatos első örökbefogadási vizsgálat: Leonard Heston, 1966
47 skizofréniával diagnosztizált anya az oregoni állami kórházban, akiknek gyermekeit életük első napjaiban elválasztották édesanyjuktól, és nem skizofrén szülők adoptálták őket 36 éves korukig után-követéses vizsgálat, melyben más, nem skizofréniás anyától származó, korban és nemre illesztett mintával hasonlították össze őket EREDMÉNYEK: a skizofréniás anyától származó, nem skizofréniás szülők által adoptált gyermekek 10%-nál kialakult a skizofrénia (A kontroll mintában egyetlen személynél sem alakult ki a betegség) 15
14
Kognitív képességek örökbefogadási vizsgálatai
KORRELÁCIÓ
szenvedő anya…
Figure 5.11 pg. 75
16
Ikertípusok
Ikervizsgálatok
Egypetéjű ikrek (MZ, “identical”) Egy női ivarsejtet egy hímivarsejt termékenyít meg, ezáltal 100%-os a genetikai azonosság!
Kétpetéjű ikrek (DZ, “fraternal” or “non-identical”) Két női ivarsejtet két hímivarsejt termékenyít meg egymástól függetlenül, ezáltal 50%-os a genetikai azonosság!
http://en.wikipedia.org/wiki/Mary-Kate_and_Ashley_Olsen 17
18
3
Mono- és Di-chorionic ikrek
Az egypetéjűség – kétpetéjűség megállapítása DNS elemzés Fizikai hasonlóság
Szemszín,
hajszín és textúra (ha a párok különböznek, biztos, hogy kétpetéjűek)
A kétpetéjűek jellemzően külön burokban Az egypetéjűek kb. 1/3-a azonos burokban (ők pszichológiai jellemzőikben hasonlóbbak? Plomin box 5.3)
Kérdőíves módszerek Pl.
„Mások/családtagok nehezen különböztetik meg őket?”
19 További részletek: http://en.wikipedia.org/wiki/Twin#Zygosity.2C_chorionicity_and_amniocity
20
Azonos környezet feltételezés Equal environment assumption (EEA) A környezet által okozott hasonlóság nagyjából ugyanakkora az MZ és DZ ikerpárok esetében, ha a párok egy családban nevelkednek. 21
22
Az ikervizsgálatok logikája MZ ikrek genetikai hasonlósága 100%, DZ ikreké átlagosan 50% Együttnevelt ikrek esetében 100% közös környezet (MZ, DZ)
Az örökletesség egy adott populációban egy adott jellemző varianciájának azon része, melyet genetikai hatások magyaráznak 23
Ha rMZ
Ha rMZ
= rDZ a genetikai faktoroknak NINCS szerepe! > rDZ a genetikai faktorok jelentősek, a két érték
különbségének kétszerese a teljes fenotípusos variancia azon része, mely örökletes (%-ban). Ez az öröklöttségi index!!!
Ha rMZ = 1 és rDZ = 0.5 a tulajdonság 100%-ban öröklött!
Ha
rMZ < 1 a nem közös környezeti hatások jelentősek 24
4
A teljes fenotípusos variancia összetevői P=G+E
P=G+E
A+D A teljes fenotípusos variancia = Genetikai hatások + Környezeti hatások
A = összeadódó genetikai hatások D = domináns genetikai hatások
25
Összeadódó genetikai hatás
homozigóta
heterozigóta
homozigóta 27
26
Domináns genetikai modell
homozigóta
heterozigóta
homozigóta 28
A teljes fenotípusos variancia összetevői
P=G+E C+U
C = közös környezeti hatás (pl. nevelés), mely a testvéreket hasonlóbbá teszi
U = nem közös (egyedi) környezeti hatás
P=A+D+C+U A teljes fenotípusos variancia = Genetikai hatások + Környezeti hatások
(pl. autóbaleset), mely a testvéreket különbözőbbé teszi 29
30
5
Gén – környezet interakció
Mely nem mond ellent az „azonos környezet” elméletnek
Az egypetéjűek hasonlóbb tapasztalatait nem a környezet, hanem genetikai hatások, pontosabban a gének és a környezet interakciója idézi elő!
Reaktív interakció
pl. az okosabb gyermek többet ért meg a meséből pl. az extrovertált gyermek jobban odafigyel a környezetére Az érzékeny gyermek számára a hangos szó fenyegetés
31
Amikor különböző egyének azonos környezettel találkoznak, különbözőképpen élik azt meg, értelmezik, és eltérően REAGÁLNAK rá!
Ugyanaz a környezet más-más reakciót vált ki az egyénekben 32
Evokatív interakció
Proaktív interakció
Különböző egyének más-más választ váltanak ki környezetükből a visszafogott gyermek kevésbé kontrolláló nevelési stílust vált ki szüleiből A barátságos embereket gyakran barátok veszik körül, míg az ellenséges emberek gyakrabban találkoznak agresszióval
Ugyanabból a környezetből más-más reakciót váltanak ki az egyének
Olyan folyamat, melynek során az egyén maga formálja az őt befolyásoló környezetet
pl. szociábilis gyermek aktívan keresi a társaságot, szemben visszahúzódó társával, mely folyamatosan megerősíti, és fenntartja a szociabilitását
Az egyének szelektíven választják meg környezetüket
33
34
A hipnózis örökletessége ikervizsgálatok alapján különböző életkorokban
Gyermekek hipnábilitását felmérő korai vizsgálat (Morgan, Hilgard & Davert, 1970; Morgan, 1973)
Egypetéjű ikrek hasonlósága r=0.52 Kétpetéjű ikrek hasonlósága r=0.18 Testvérpárok hasonlósága r=0.22
Felnőttek hipnábilitását felmérő vizsgálat napjainkban (Banyai és mtsai, 2006) rMZ > rDZ Egypetéjű ikrek hasonlósága r=0.22 rMZ <1 Kétpetéjű ikrek hasonlósága r=0.15
Testvérpárok hasonlósága r=0.17
és kapcsolódó számolási feladatok
• Örökbefogadási vizsgálatok
rMZ > rDZ rMZ < 1
H2=(rMZ-rDZ)x2=68%
• A Hardy-Weinberg egyenlőség
H2=(rMZ-rDZ)x2=14% 35
– Diád típusok és örökletes ill. környezeti hatások – Egyes fenotípusos jellemzők örökbefogadási vizsgálatai
• Ikervizsgálatok – rMZ > rDZ genetikai hatás (a különbség kétszerese = heritabilitás) – rMZ < 1 környezeti hatások IS! – A teljes fenotípusos variancia (P) = A + D + C + U
• Örökletességi index (h2) és értelmezése… 36
6
Elgondolkodtató feladatok:
Szakirodalom
Lénárd Gábor (2003) Biológia III. „A populációk genetikai egyensúlya” 113-114 Plomin (2001) Behavioral Genetics 5. fejezet (72-92. old.) Atkinson, R. L., Atkinson, R. C., Smith, E. E., Bem, D. J., Nolen-Hoeksema, S. (1999) Pszichológia. Második, javított kiadás. Budapest: Osiris (363-370. oldal)
Vajon mennyi a PKU örökletességi indexe?
Vizsgakérdések:
Számold ki egy autoszomális recesszív jelleg hordozóinak előfordulási gyakoriságát abban a populációban, ahol a domináns allél pervalenciája 10%.
37
7
