HUMÁNGENETIKA összeállította: Perczel Tamás
Fenotípus változatok A MENNYISÉGI JELLEGEK folyamatos, átfedő tulajdonságok testmagasság, testtömeg, IQ, bőrszín több gén határozza meg, számtalan kölcsönhatás által + környezeti hatás (modifikáció) A MINŐSÉGI JELLEGEK nem átfedő tulajdonságok: szemszín változatok vércsoportok állgödör megléte vagy hiánya szabad vagy lenőtt fülcimpa örökletes betegség megléte vagy hiánya egy-két gén néhány allélja határozza meg
Az orvosi genetikának köszönhetően ma már több mint 10 000 korképet kapcsolnak egy-egy génhez.
a korai öregedés szindróma az 1.kromoszóma LMNA génjének mutációja
Hagyományos vizsgálati módszerek Az egyes tulajdonságok genetikai meghatározottságának megállapításában az ikrekkel és az örökbefogadottakkal végzett vizsgálatok segítenek. A kétpetéjű ikrek Ikervizsgálatok egymással és szüleikkel egyaránt 50-50%-ban Az egypetéjű ikrek öröklési azonosak. anyaga 100%-ban azonos. szüleikkel és más testvéreikkel 50% egyetlen zigóta első három osztódása során az egyes sejtek elkülönülésével keletkeznek
több petesejt egyidejű megtermékenyülésének eredményei születésének gyakorisága nő az anya életkorával, gyógyszeres kezeléssel fokozható
Európában 1000 szülésre 10 ikerszülés esik, ezekből 3 egypetéjű
és
7 kétpetéjű iker
Ikervizsgálatok tulajdonság
Konkordancia % Egypetéjűeknél
Kétpetéjűeknél
AB0 vércsoport
100
65
cukorbetegség
85
36
dohányzás
75
42
kávé ivás
80
80
skizofrénia
53
16
asztma
47
24
rákbetegség
12
15
kövérség
36
6
reumás ízületi gyulladás
32
6
epilepszia
59
19
azonos IQ
86
60
A pirossal szedett tulajdonságok genetikai meghatározottsága erősebb, mint a környezeti. forrás: www. genetika.bio.u-szeged.hu/GenBS/Pedigre.ppt
Vizsgálatok örökbefogadottakkal. Az egypetéjű ikrek örökbefogadott és a biológiai családban maradt tagjaiban kialakult jellegek összehasonlítása a biológiai szülők tulajdonságaival segít azonosítani a környezeti és a genetikai tényezőket. PÉLDA: Kb. 2000 örökbefogadott iker vizsgálatával készült felmérés azt mutatta, hogy a férfiak között 9x gyakoribb az alkoholizmus egyik fajtája (II. típusú), ha biológiai apjuk is ebben szenved. Nem találtak azonban összefüggést a biológiai anya és az örökbefogadó szülők alkohol fogyasztási szokásaival. Vagyis a genetikai tényező hatása erős.
A családfaelemzés egységes jelképrendszere
Az emberi szemszín öröklődése A szemszín öröklődése egyetlen gén két alléljára egyszerűsítve. – A barna szín domináns: BB, Bb – A kék szín recesszív:
bb
Az emberi szemszín öröklődése
? Mekkora eséllyel születik ebben a családban egy gyermek kék szeműnek?
Az emberi szemszín öröklődése
B?
bb
B?
B? B?
bb
B?
?
Az emberi szemszín öröklődése
Bb
bb
B?
Bb B?
bb
Bb
?
Az emberi szemszín öröklődése
Bb
Bb B?
Bb
?
Az emberi szemszín öröklődése
Bb
Bb P(Bb)=2/3
Bb
P(BB)=1/3
B
b
B
BB
Bb
b
Bb
bb
?
P (Bb): (penetrancia) a heterozigóta barna szemszínű egyén gyakorisága
Az emberi szemszín öröklődése
Bb
Bb P(Bb)=2/3
P(BB)=1/3 P(b)=2/3x1/2=1/3
?
Bb
P(b)=1/2
Az emberi szemszín öröklődése
Bb
Bb P(Bb)=2/3
P(BB)=1/3 P(b)=2/3x1/2=1/3
?
Bb
P(b)=1/2
P(bb) = 1/3 x 1/2 = 1/6
Az emberi szemszín öröklődése valójában bonyolultabb génkölcsönhatás 15. kromoszómán EYCL3 génBz F2 BZ domináns allélja (B) barna, recesszívBZ alléljaBBZZ (b) kék BBZz szemszínt alakít ki. Bz BBZz BBzz 19.kromoszómán lévő EYCL2 gén domináns allélja (Z) módosítjabZ a kékBbZZ szemszíntBbZz zöldre bz BbZz Bbzz
bZ
bz
BbZZ
BbZz
BbZz
Bbzz
bbZZ
bbZz
bbZz
bbzz
Részleges dominancia Kék szemből is még lehet barna, érvényesül, mert a domináns mert a barna színt kialakító gének számának növekemelanin termelődése a Bb désével mélyül a szín. genotípusoknál születés után még 3 éves korig fokozódik.
Hogyan öröklődik egy betegség a családban? Tüneteik: széles orrnyereg, a hajban elöl fehér tincs, türkizkék, gyakran kétszínű szem, hallás és látászavar. Gyak: 1/40.000 újszülött.
AVajon betegdomináns gyermekvagy testvérével együtt Waardenburg betegségben szenved, recesszív öröklődéssel adódik tovább a betegség? amit édesapjuktól örököltek. Végezzünk családfakutatást!
Hogyan öröklődik egy betegség a családban? A családfakutatás eredménye
Hogyan öröklődik egy betegség a családban? Egészséges szülőknek nincs beteg gyermeke,
Hogyan öröklődik egy betegség a családban? Egészséges szülőknek nincs beteg gyermeke, de beteg utódnak legalább egyik szülője mindig beteg. Minden nemzedékben előfordul rendellenességet hordozó egyed.
Hogyan öröklődik egy betegség a családban? Beteg szülő gyermekeinek elméletileg fele beteg, de a kis utódszám miatt ettől az aránytól jelentős eltérés is előfordulhat. Itt 14 utódból csak 4 a rendellenes.
Domináns rendellenességek öröklődésének jellegzetességei Az öröklésmenetben minden nemzedékben megjelenik a terheltség, nemtől függetlenül. Egészséges szülőknek nincs beteg gyermeke, de beteg utódnak legalább egyik szülője mindig beteg. Beteg szülő gyermekeinek elméletileg fele beteg, de a kis utódszám miatt ettől az aránytól jelentős eltérés is előfordulhat. A betegséget mutató egyén heterozigóta, (a homozigóták többnyire életképtelenek).
További domináns rendellenességek • akondroplázia (a törpeség egyik örökletes formája) • Huntington-kór (vitustánc) • polydactylia (hatujjúság) év felett megnyilvánuló Az40ősmagyaroknál a sámánságra génmutáció, ami idegrendszeri való kiválasztottság jelének leépüléssel, az izommozgás tekintették (Álmos vezér) koordinációjának elvesztésével, hiperaktivitással, és végül halállal Ady Endre prófétai küldetéstudata jár.
További domináns tulajdonságok •állgödör és arcgödör (gribedli) •elöl csúcsos haj (kétoldali kopaszodás) •szabad fülcimpa •göndör, gyapjas haj •sas orr •bőr tarkafoltosság
Hogyan öröklődik az alábbi betegség? A fenilketonuria már gyerekkorban jelentkező betegség, mely a szellemi fejlődés elmaradását okozza. Gyak.: 1/10 000 Tünete: a vizelet furcsa szaga (fenil-piruvát miatt), Oka a fenilalanin átalakulást a vérében lévő szabad fenilalanintirozin aminosav színtje hidroxiláz enzim jóval magasabb végző hibás anyagcsere miatt.hiánya. Veleszületett rendellenesség.
Évtizedek óta szűrik az újszülötteket. Fenilalanin szegény diétával kivédhető a súlyos szellemi elmaradottság kialakulása.
Hogyan öröklődik az alábbi betegség? A fenilketonuria öröklődését mutató családfa.
Egészséges szülőnek beteg gyermeke van. Nem mindegyik generációban jelenik meg a betegség.
Hogyan öröklődik az alábbi betegség?
A fenotípust mutató egyed recesszív homozigóta. A terhelt egyed mindkét szüleje heterozigóta kell, legyen.
Hogyan öröklődik az alábbi betegség?
A rendellenesség ritkasága miatt a nem terhelt egyedek genotípusára az egészséges allél homozigóta állapotát tételezzük fel. A rokonházasság fokozza a terheltség megjelenésének valószínűségét.
Recesszív rendellenességek öröklődésének jellegzetességei Nem fordulnak elő minden generációban, ezért a terheltség egészséges szülők gyermekeiben bukkan fel, nőkben és férfiakban egyaránt. A beteg egyén szülei biztosan heterozigóták. Bár a kis utódszámok miatt nem várunk számszerűen pontos mendeli arányokat, a beteg testvéreinek várhatóan ¼-e szintén beteg. Rokonházasságok esetén gyakoribb a betegség megjelenése.
Hogyan öröklődik a vörös hajszín?
A vörös hajú egyedek kétszeri, halmozott felbukkanása úgy magyarázható, hogy a vörös haj is recesszíven öröklődik.
Mi okozza a vörös hajszínt? Az emberek 1-2%-nak természetes hajszíne vörös. A vörös hajú szülök gyerekei között gyakoriak a vörösek, de az sem ritka, hogy nem-vörös (akár sötét, akár szőke) hajú szülőknek vörös hajú gyereke születik.
A vörös hajszín oka a fekete eumelanin hiánya és a vörös feomelanin magas mennyisége. A festékanyagok mennyisége és aránya nagyon széles határok között változik, ez a magyarázata a sokféle hajszín árnyalatnak.
További recesszív rendellenességek cisztikus fibrózis: egy sejthártyában lévő ioncsatorna hibája, mely a só és víz transzportjáért felelős. Tünetei: ragacsos sűrű nyálka, gyakori köhögés, emésztési zavarok. albinizmus: teljes festékhiány, ami fehér bőrszínt és a szivárványhártya piros színét okozza sarlós sejtes vérszegénység: a Hb-ban bekövetkező változás miatt alacsony O2 szint mellett a Hb kicsapódik és hosszú szálas aggregátumokat képez, melyek megváltoztatják a sejtek alakját. A recesszíven öröklődő betegségek oka gyakran egy enzim aktivitásának hiánya.
Hogyan öröklődik az alábbi betegség? A piros-zöld színtévesztés öröklődését mutató családfa. A betegséget a színlátásért felelős csapok rendellenes működése okozza.
Mi lehet a színtévesztő kislány genotípusa? Végezzünk családfakutatást!
Hogyan öröklődik az alábbi betegség? A II. nemzedékben nincs beteg, ezért biztosan recesszív öröklődésű a betegség! A betegség megoszlása nem egyforma a férfiak és a nők között, ezért ivari kromoszómához kapcsolt jellegről van Mivel a betegséget nők is továbbadhatják szó! női ivari kromoszómához kapcsoltnak kell lennie.
Hogyan öröklődik az alábbi betegség?
XY egészséges férfi XX egészséges nő
XszY színtévesztő férfi XszX hordozó nő XszXsz színtévesztő nő
Hogyan öröklődik az alábbi betegség?
A hordozó nők megjelölése félig színezett körrel még jobban áttekinthetővé teszi a családfát!
Ivari kromoszómához kapcsolt rendellenességek öröklődésének jellegzetességei • X-hez kapcsolt recesszív jelleg esetén: több férfi érintett, mint nő; az érintett férfiak gyermekei nem érintettek, a hordozó lányok viszik át a betegséget a következő nemzedékre • X-hez kapcsolt domináns jelleg esetén: az érintett férfiak leánygyermekei mutatják a betegséget, a fiúk nem; általában az érintett nők gyermekeinek a felében jelenik meg a tulajdonság, nemre való tekintet nélkül • Y-hoz kapcsolt jelleg estén: csak a férfiakat érinti; a tulajdonág mindig apáról fiúra öröklődik
Egyéb X-hez kapcsolt recesszív jellegek • vérzékenység: a VIII. vagy IX. véralvadási faktor hiánya a királyi családfákon jól nyomon követhető. Viktória királynő gyermekei • izomsorvadás a XIX.sz-ban • testikuláris feminizáció veleszületett érzéketlenség a férfi nemi hormonokra, XY kromoszómával vonzó nőies alkat, de steril fenotipus alakul ki, fanszőrzet és méh hiánya, hasüregben herék vannak izomszövetek helyét kötőszövetek töltik ki, 10 éves kortól kerekesszék 20 éves korig
Az X kromoszóma-inaktiváció
nők egyedfejlődésének korai szakaszában véletlenszerűen inaktiválódik minden sejtben az egyik X kromoszóma: szexkromatin rög (Barr test) ortversenyek előtt ezt keresik nyálból vett sejteken, hogy kiszűrjék a testikuláris feminizációval rendelkezőket. miatt a nők mind genetikai mozaikok, de mivel ez a mozaikosság elég finom-szemcséjű, így „nem látszik”. heterozigóta (hordozó) nőkben vannak működőképes sejtek a test egészét ill. a funkció egészét nézve, vagyis vannak véralvadási faktort termelő sejtek, piros és zöld csapok a retinában. gyes nemhez-kötött betegségek vagy jellegek azonban a kültakarón mozaikosan megfigyelhető
Y kromoszómához kapcsolt jelleg
zőrösfülüség az ai népességben
Kutatások az örökletes betegségek felderítésére és kezelésére
géntérképezés DNS elemzéssel PCR technika a kis mennyiségű DNS felszaporítására DNS chipek a gének azonosítására génterápia: célja lehet avítás: a sérült gén aktivitásának gátlása, a gyógyító gén bejuttatása, vagy pusztítás: tumorsejtek vagy vírus-fertőzött sejtek célzott megsemmisítése, érzékenyítő vagy „suicide” gének bejuttatásával, immunomodulációval őssejtterápia John Gurdon és Shinya Yamanaka 2012-es Nobel-díja
