Az élet a megtermékenyülés pillanatában kezd dik

2012. március 27.

Az élet a megtermékenyülés pillanatában kezd dik

Anyai eredet kromoszómák

Apai eredet kromoszómák

Zigóta (diploid)

Az ember kromoszóma készlete Autoszóma

Y

19 20 21 22 16 17 18 3 1

2

4

5 6

7

15 8 9 10 11 12 13 14 50 milliónyi bázispár

X

- Az ember genomját 24 kromoszómába csomagolva 3x109 bázispárnyi DNS alkotja, ami csaknem 1 méter hosszú, benne kb. 30 ezer gén van. - A gének a DNS-nek mindössze mintegy 2-3 %-át teszik ki. - Az embernek ma mintegy 18000 autoszómához, 1000 X-hez, 57 Y-hoz, és 63 mitokondriális-DNS-hez kapcsolt tulajdonsága ismert.

Homológ kromoszómák - Azonos méret ek, - azonos szervez döttség ek, - ugyanabban a pontjukban ugyanarra a tulajdonságra vonatkozó genetikai információt hordoznak. A genetikai információ tartalom abban a pontban lehet azonos, és különböz is.

Anyai eredet

Homológ kromoszómák

Apai eredet

Sejtjeink jól érzik magukat, ha diploidok, és bennük az anyaiés az apai eredet gének közül legalább az egyik kópia ép Anyai eredet kromoszómák Apai eredet kromoszómák


Megsínylik, ha valamely kromoszómából, kromoszóma részb l, vagy némelyik génb l a normálisnál több, vagy kevesebb van Triploid (3n) Aneuploid

Triszómia (2n+1)

Monoszómia (2n-1)

Parciális aneuploid

Deficiencia

Duplikáció Transzlokáció

KROMOSZÓMA - Euploidia (mind) - Aneuploidia (~ egy)

Mit érint a változás?

A mitózis folyamán Vesztés - Autoszóma - Nemi kromoszóma Nyerés - Autoszóma - Nemi kromoszóma A meiózis folyamán Vesztés - Autoszóma - Nemi kromoszóma Nyerés - Autoszóma - Nemi kromoszóma

KROMOSZÓMA RÉSZ Vesztés Nyerés

GÉN (GÉNMUTÁCIÓ) - Funkcióvesztéses típusú - Funkciónyeréses típusú

Miként alakul ki a triploid állapot?

Többnyire kett s megtermékenyülés

Zigóta

Triploid állapot emberben

- A triploid magzatnak sejtenként 3x(22+1) = 69 kromoszómája van. - Kialakulásuk mechanizmusai 1. Kett s megtermékenyülés (66%), 2. Nondiszjunkció a spermatogenezis folyamán (24%), 3. Nondiszjunkció az oogenezis folyamán (10%). - A triploid állapot többnyire összeegyeztethetetlen az élettel. Csak néhány triploid gyermek született. A legid sebb 10,5 hónapot élt. - A fogamzások kb. 2%-a vezet triploidok képz déséhez. - A spontán abortuszok kb. 20%-a triploidia miatt történik.

Diploid banán

Triploid banán

Triploid, magnélküli növények

Tetraploid burgonya

Hexaploid búza






Az egymást követ mitózisok eredménye

Anyasejt Leánysejtek

Kromoszóma vesztés


Kromoszóma vesztés és következménye


- A hosszú kromoszómák vesztése nyomán a sejtek elpusztulnak. - A rövidek vesztése után életben maradhatnak. - Pl. a 22. kromoszóma egyik kópiájának hiánya Meningeomát eredményezhet.

Az XX embriókban az egyik X kromoszóma vesztése nyomán XX/X0, ún. Turner mozaikok képz dnek

XX, ép sejt

Az egyik X kromoszóma hiányzik X0 sejt

Az XY embrióban az Y kromoszóma vesztése nyomán XY/X0 mozaikok képz dnek

XY/X0 mozaik, 6 példa ismert

Mitotikus nondiszjunkció és következményei

Anyasejt Leánysejtek - A hosszú kromoszómák nyerése nyomán a sejtek elpusztulnak. - A rövidek vesztése után gyakorta életben maradnak. - A 21. kromoszóma egyik kópiájának feleslege nyomán ún. Down mozaikok képz dnek.

Down mozaikosság

Akut leukémiát eredményezhet

Meiózis

Egyik lehet ség

Diploid sivarsejt Másik lehet ség

Haploid ivarsejtek

Kromoszóma vesztés a meiózis során

Egyik lehet ség


Haploid ivarsejtek

Kromoszóma vesztés a meiózis során és következménye: - bármely autoszóma hiányában

Ivarsejt

Ivarsejt

Zigóta

Elhal a zigóta, vagy az embrió

Kromoszóma vesztés a meiózis során és következménye: - valamelyik nemi kromoszóma (X vagy Y) hiánya

Turner szindróma Ivarsejt

Zigóta

Ivarsejt

X0

Alacsony hajvonal Pajzsszer mellkas Távolálló mellbimbók Rövid kézközépcsontok Kis körmök

Jellegzetes arc B rred k Aortasz kület Fejletlen eml k Torz könyök Fejletlen petefészkek

X0 Barna foltok Alacsony test Nincs Barr test

Nincs menstruáció

Turner szindróma

Nincs Barr test

Van Barr test

Az X kromoszóma szervez dése Az ún. pszeudo-autoszómális régió (PAR) nem inaktiválódik p kar centromer

q kar A SHOX gén olyan transzkripciós faktor képz dését kódolja, amely az embrió végtagkezdeményeinek növekedéshez szükséges.

Turner szindróma

Nincs Barr test

PAR

Van Barr test






Nondiszjunkció a meiózis során

Egyik lehet ség


Haploid ivarsejtek

Nondiszjunkció a meiózis során: - két 21. kromoszóma

Ivarsejt

Zigóta

Down-szindróma Lapos arc és orr, felfelé hasított szemzug

Ivarsejt Három 21. kromoszóma

Távol álló els és második lábujjak, sok b rred Egyetlen életvonal, rövid, befele görbül kisujj

A Down-kór néhány ismérve

- Mind a három 21. kromoszóma mind a 300-400 génje ép. - A DYRK1A gén (terméke egy kináz) extra kópiája felel s a szellemi

fogyatékosságért, a gyenge emlékez tehetségért. - Az APP (amiloid

prekurzor protein) gén extra kópiája miatt 40. életévére csaknem minden Down-kóros embertársunkban Alzheimer betegség alakul ki.

Az Alzheimer kór forrása

Miután a -szekretáz hasítja az APP-t, a részt a -szekretáz hasíthatja, miáltal amiloid -peptid képz dik. A -peptidek a sejten kívülre jutnak, ahol amiloid plakkokká aggregálódnak.

Összefüggés az anya életkora és a Down kór gyakorisága között

Az anya életkora (év)


Ivarsejt

Ivarsejt

Zigóta Három 13. kromoszóma

Patau-szindróma


Ivarsejt

Ivarsejt

Zigóta Három 18. kromoszóma

Edwards szindróma

Az X kromoszóma triszómiája

Triplo-X

Triplo-X n k - 90%-a az anyában bekövetkezett nondiszjunkció nyomán képz dik. - Magasak, karcsúak. - Termékenységük, és szellemi képességeik csökkentek. XXX

Az X kromoszóma szervez dése Az ún. pszeudo-autoszómális régió (PAR) nem inaktiválódik p kar centromer

q kar A SHOX gén olyan transzkripciós faktor képz dését kódolja, amely az embrió végtagkezdeményeinek növekedéshez szükséges.

Nondiszjunkció a meiózis során: - két X kromoszóma

Klinefelter szindróma Kopaszodás

Ivarsejt

Ivarsejt Gyenge mellsz rzet

Zigóta

XXY

Barr test

Keskeny vállak

Eml k fejl dnek A nemi sz rzet n i típusú

XX

Gyenge arcsz rzet

Kicsiny herék

Széles csíp

Hosszú karok és lábak






Példák a deficienciák szerepére; Wolf-Hirschorn szindróma

Csökkent szellemi képesség, mikrokefália, ajak- és szájpad-hasadék, fejletlen izomzat, gerincferdülés, összeolvadt fogak, hallássérülés stb.

A WHSC1 és a WHSC2 gének egyik kópiájának hiánya nyomán. A géneknek, úgy t nik, a sejtciklus szabályozásában, a sejtadhézióban és az RNS polimeráz aktivitásának szabályozásában van szerepük.

Példák a deficienciák szerepére; Williams szindróma

ELN CLIP2 GTF21 GTF21RD1 LMK1

Szellemi fogyatékosság, szív- és érrendszeri rendellenességek, csökkent izomtónus, kit n verbális és szociális készség, ám a józan ész hiánya, távolálló szemek és fogak

Gének és szerepük ELN - elasztin, köt szövet, keringési rendszer CLIP2 - mikrotubulusok növekv végéhez kapcsolódik GTF21 - tanulás, gyors felfogás GTF21RD1 - transzkripciós faktor LMK1 - sejtosztódás szabályozása

Példák a deficienciák szerepére; Prader-Willi szindróma

100 kBp

Gének és szerepük - SNRPN - (small nuclear ribonucleoproteinassociated protein N); ribonucleoprotein komplex egyik komponense, szerepe a pre-mRNS érésben van. - necdin a neuronok növekedését akadályozza A nyolcéves, Eugenia Martinez Vellejo alighanem Prader-Willi szindrómás volt. (Juan Carreno de Miranda festménye; 1680.)

- SNORD gének - kicsiny sejtmagi RNS féleségek, más RNS féleségek (a tRNS-ek, kis sejtmagi RNS-ek) érésében vesznek részt. - Ghrelin. Az étvágy-szabályozás egyik eleme.

A Prader-Willi és az Angelman szindróma kapcsolata Ép, ám imprintált x

15q11-13 hiányzik

15q11-13 hiányzik

Prader-Willi szindróma

x

Ép, ám imprintált

Angelman szindróma

Fejl désben elmaratott, beszédés egyensúlyzavarok, gyakran nevetnek, mosolyognak, boldogságban úsznak, koncentrálóképességük csekély.

Példa a duplikációra; a Charcot-Marie-Tooth betegség

12p11.1q13.11

Kései gyermek, korai feln ttkorban a disztális lábizomzat sorvadását, a tapintás vesztését jelenti Ok: a 17. kromoszóma 1,5 Mbp-nyi duplikációja. A PMP22 gén a perifériális mielin egyik komponensét kódolja. A PMP22 gén három kópiája demielinációhoz vezet.

A PMP22 gén példa az ún. triplo-abnormális és haplo-elégtelen génfunkcióra.

A PMP22 gén extra kópiája demielinációhoz vezet.

Csökkent vérkeringés

Károsodott idegek

A PMP22 gén egyik kópiájának elvesztése neuropátiához, paralízishez vezet.

Egy 5 13. transzlokáció és következményei

Balanszírozott transzlokáció

Ép

Lehetséges ivarsejtek Normális

Az utódok típusa Ép

Ép

Cri-du-chat Gyermekkorban szindróma meghal

The syndrome gets its name from the characteristic cry of affected infants, which is similar to that of a meowing kitten, due to problems with the larynx and nervous system. About 1/3 of children lose the cry by age 2. Other symptoms of cri du chat syndrome may include: feeding problems because of difficulty swallowing and sucking. Low birth weight and poor growth, severe cognitive, speech, and motor delays. behavioral problems such as hyperactivity, aggression, tantrums, and repetitive movements, unusual facial features and so on.

Cri du chat syndrome is due to a partial deletion of the short arm of chromosome number 5. Approximately 90% of cases results from a sporadic, or randomlyoccurring, de novo deletion. The remaining 10-15% are due to unequal segregation of a parental balanced translocation where the 5p monosomy is often accompanied by a trisomic portion of the genome. Most cases involve total loss of the most distant 2010% of the material on the short arm. The deleted chromosome 5 is paternal in origin in about 80% of de novo cases. Loss of a small region in band 5p15.2 (cri du chat critical region) correlates with all the clinical features of the syndrome with the exception of the catlike cry, which maps to band 5p15.3 (catlike critical region). Two genes in these regions, Semaphorine F (SEMA5A) and delta catenin (CTNND2), are potentially involved in cerebral development.

Egy reciprok transzlokáció és következményei

Reciprok transzlokáció

Normális állapot

Lehetséges ivarsejtek Normális

Az utódok típusa Normális Parciális triBalanés monoszómia szírozott

Egy reciprok transzlokáció és haszna: pozícionálás klónozás

9 22 A 9. és a 22. kromoszómák közötti reciprok transzlokáció gyakorta mieloid leukémiához vezet

Egymillió megfogant emberi zigóta sorsa

Humán kromoszóma rendellenességek gyakorisága

15% 7,5% 0,62%


Megsínylik, ha valamely kromoszómából, kromoszóma részb l, vagy némelyik génb l a normálisnál több vagy kevesebb van Triploid (3n) Aneuploid

Triszómia (2n+1)

Monoszómia (2n-1)


Deficiencia



Megsínylik, ha valamely kromoszómából, kromoszóma részb l, vagy némelyik génb l a normálisnál több vagy kevesebb van Triploid (3n) Aneuploid

Triszómia (2n+1)

Monoszómia (2n-1)


Deficiencia

Triplo-abnormális Haplo-elégtelen


A szabályozott gének esete

Id

Id

Id

A nem szabályozott gének esete; haplo-elégtelen

Id

Id

A nem szabályozott gének esete; triplo-abnormális

Id

Id

Kapcsolat a gének száma és a géntermék mennyisége között

Id

Független

Id

Haplo-elégtelen

Id

Triplo-abnormális






Példa egy gén funkciójának elvesztésére: albinizmus Jellegzetességek: a melanin fekete pigment hiánya a b rb l és a szemekb l.

11 A melanin a TYR gén terméke, a tirozináz enzim funkciója nyomán képz dik az ún. melanocitákban, a pigmentet tartalmazó sejtekben. A tirozináz a tirozin aminosavat dopakinonná alakítja. A dopakinon polimerizációja során képz dik a melanin a b rben, a hajhagymákban, a szivárványhártyában és a retinában.

Tyrosinase

Tyrosinase

A tirozináz a tirozin aminosavat dopakinonná alakítja. A dopakinon polimerizációja során képz dik a melanin a b rben, a hajhagymákban, a szivárványhártyában és a retinában.

Példa egy gén funkciójának megváltozására: Huntington kór

Putamen Nucleus caudatus Globus pallidus

Bazális ganglionok

4

A nucleus Nucleus amygdalae caudatus

Talamusz

farki része

Példa egy gén funkciójának megváltozására: Huntington kór

A Huntington betegség molekuláris alapja DNS

5 AAGTCCTTCCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAACAGCCGCCA3 3 TTCAGGAAGGTCGTCGTCGTCGTCGTCGTCGTCGTTGTCGGCGGT5

Huntingtin K

S

F

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

Q

P

P

P

P

- A CAG ismétl dések száma az ép génben 10-30 (a kb. 3144 között), a mutáns változatban 35-120. - A mutáns fehérje molekulák az évek során felhalmozódnak, elpusztítják a sejteket. A sejtek hiányában alakul ki a betegség.

5 AAGTCCTTCCAGCAGCAGCAACAGCCGCCA3 3 TTCAGGAAGGTCGTCGTCGTTGTCGGCGGT5

Primer

triplett

triplett

triplett

HdD

triplett

Primer

triplett

triplett

hd+

triplett

triplett

Miként tehet különbség a hd+ és a hdD allélok között?

5 AAGTCCTTCCAGCAGCAGCAGCAGCAACAGCCGCCA3 3 TTCAGGAAGGTCGTCGTCGTCGTCGTTGTCGGCGGT5

Primer

PCR Kópiák, ezerszám

Primer

PCR Kópiák, ezerszám

Gélelektroforézis

HdD HdD

hd HdD

hd hd

Miként tehet különbség a hd+/hd+, hd+/HdD és a HdD/HdD genotípusok között?

Gélelektroforézis

- Gyógyításukra jószerivel semmi. (A génterápia, az ssejt-terápia még gyerekcip ben jár.) - Korai diagnózis: kromoszómák és/vagy DNS vizsgálata. - Megel zés: tiszta környezet.

Kromoszómák vizsgálata

Lehet ségek magzatok kromoszómáinak, DNS-ének vizsgálatára Magzati sejtek gy jtése - a magzatvízb l, - a korionboholyból, - a köldökvénából, vagy - az anya vérkeringéséb l

Tizhetes magzat

Az élet a megtermékenyülés pillanatában kezd dik

Recommend Documents