Išsami genetikos teorija

 1. Ląstelės ciklas (prokariotų ir eukariotų). Molekulinė chromosomos sandara Ląstelės ciklas – tai jos gyvenimo laikotarpis nuo ląstelės dalijimosi, kai ji susidaro, ligi kito jos dalijimosi, kai susidaro ląstelės palikuonės (t.y. kita ląstelių karta), arba pačios ląstelės žuvimo. Prokariotai dauginasi nelytiniu būdu ląstelei tiesiog dalijantis pusiau (skilimas, dvinaris dalijimasis). Ląstelės ciklas – augimas ir dalijimasis. Genomą sudaranti žiedo formos DNR molekulė (chromosoma), prisitvirtinusi prie plazminės membranos, prieš ląstelei dalijantis padvigubėja. Plazminei membranai tįstant ir formuojantis pertvarėlei dvi tapačios DNR kopijos po vieną patenka į dukterines ląsteles. Eukariotai. Dalijantis ląstelei turi pasidalinti ir citoplazma su branduoliu. Somatinės ląst.- mitozė, lytinės – mejozė. S stadija – vyksta DNR dvigubėjimas ir kt svarbūs procesai. G2 – ląst. ruošiasi dalijimuisi M – dalijasi ląst branduolys ir citoplazma G1 – ląst auga, joje daugėja organoidų. G0 – Ląst nebeauga, nesidalija, tačiau atlieka specifines funkcijas. Gavus signalą, kad reikia dalytis, ląstelė grįžta į G1 stadiją. R – apribojimo taškas. Peržengusi R tašką ląst turi pereiti likusias stadijas. Neperžengusi – gali pereiti į ramybės būseną G0. Eukariotų ląstelės genetiniu požiūriu skirstomos į somatines (kūno) ir lytines (gametos). Gametos ir ląstelės, iš kurių jos susiformuoja (spermatogonijos, spermatocitai, oocitai) vadinamos generatyvinėmis. Atskirų ląst. Ciklo stadijų trukmė priklauso nuo G1 stadijos trukmės. Kaulų čiulpuose, odoje gleivinėse kartojasi visą individo gyvenimą, skeleto raumenų, smegenų ląst neuronai – iki ląst žuvimo. Ląst ciklą reguliuoja ciklinai ir nuo jų priklausančios kinazės. Eukariotinė chromosomoma turi ilgą linijinę DNR molekulę Chromosomų replikacijai ir segregacijai (išsiskyrimui) reikalingos trijų tipų specifinės sekos  Replikacijos pradžios vietos (origins of replication)  Centromera  Telomeros Eukariotinių chromosomų sandara •Eukariotinė chromosoma dažniausiai yra linijinė •Tipišką chromosomą sudaro nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų milijonų bazių porų •Eukariotų chromosmos sudaro rinkinius. Dauguma rūšių yra diploidinės, t.y. turi dvigubą chromosomų rinkinį. •Genai chromosomoje yra išsibarstę. Tipiška chromosoma turi nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių skirtingų genų •Kiekviena chromosoma turi daug replikacijos pradžios sekų, kurios yra išsidėstę maždaug kas 100 000 bazių porų •Kiekviena chromosoma turi centromerą, kuri formuoja kinetochoro baltymų atpažinimo vietą •Telomeros esančios abiejuose chromosomos galuose turi būdingas specifinės sekos •Kartotinės sekos daugiausiai randamos centromeriniuose ir telomeriniuose regionuose, tačiau taip pat įvairus pasikartojimai yra išsibarstę po visą chromosomą 2. Cromosomų struktūra ir morfologija. Kariotipas ir jo analizės principai. Interfaziniame ląst branduolyje chromosomos labiausiai išsivyniojusios ir sudaro chromatiną. Chromosomas geriausia tirti, kai jos labiausiai sutrumpėjusios ir tankiausios, o jų morfologinė struktūra aiški ir matoma pro optinį mikroskopą. Tai yra metafazėje. (metafazinės chromosomos). Metafazinės chromosomos skiriasi savo dydžiu ir forma. Pirminė persmauka – centromera dalija chromosomą į trumpajį (p) ir ilgąjį (q) petį.Ji susijusi su chromosomos judėjimu kąst dalijantis. Telomeros garantuoja chromosomos vientisumą ir stabilumą, linijinės DNR molekulės galų dvigubėjimą, turi įtakos erdvinei branduolio struktūrai.Temomerazės padidėjimas siejamas su ląst mirtimi ir individo senėjimu. Akrocentrinių chromosomų trumpuosiuose pečiuose dar skiriami struktūriniai elementai, kuriuos sudaro rRNR genų sankaupos. Jie sudaro antrines sąsmaukas, atribojančiastrumpųjų pečių galines dalis – palydovus. Kariotipas – organizmo somatinių ląst chromosomų visuma per metafazę. Kiekviena somatinė eukariotų ląst turi diploidinį chromosomų rinkinį (2n), kiekvienas paveldėtas iš tėvų, chromosomos jame susiporavusios. Vienos poros chromosomos, kurių struktūra ir morfologija dažniausiai nesiskiria, vadinamos homologinėmis. Reiškinys, kai somatinėje ląstelėje yra daugiau nei 2 chrom.rinkiniai, vadinamas poliploidija. Lytiniu būdu besidauginantys organizmai turi lytines chromosomas X ir Y, jos skiriasi nuo autosomų tuo, kad dvigubajame chromosomų rinkinyje sudaro nehomologinę porą. Cromosomų analizės metodai. Gyvūnų chromosomos tirti tinka leukocitai, kaulų čiulpų ląstelės, vaisiaus ląst, augalų – lapų ir kt augalo dalių ląst. Dažniausiai taikomi diferencinio dažymo metodai – skirtingos struktūros segmentai tam tikrais dažais nusidažo nevienodai intensyviai. Chromosomos nufotografuojamos ir analizuojamos toliau.Tiriama, ar ruoželiai atitinka ideogramą (standartinį grafinį chromosomų vaizdą). Molekulinės citogenetikos metodai – įgalina naudojant genetinius zondus ir įvairius žymenis pamatyti konkrečias chromosomas ar jų dalis net ir interfaziniame branduolyje, tiksliai nustatyti anomalijas. Chromosomų analizei taikomps kompiuterinės skaitmeninių vaizdų analizės programos. 3. Ląstelių mitozė. Jos fazės. Pagrindinė mitozės savybė. Pirma ląst nuo kurios prasideda visų kyt būdu besidauginančių eukariotų organizmų raida, yra dviem gametoms susiliejus – zigota. Pasibaigus ląst ciklo S stadijai, kiekviena chromosoma turi po dvi tapačias DNR molekules, todėl sudaro 2 chromatides. Chromatidžių pečiai atsiskyrrę, nors dar tebėra susiglaudę. Chromatides laiko centromera. Seserinės chromatidės genetiškai tapačios viena kitai ir pradinei chromosomai. Profazės pradžioje interfazinis chromatinas ima tankėti, susiformuoja chromosomos iš 2 chromatidžių. Formuojasi mitozės verpstė. Prometafazėjebranduolio membrana suyra į fragmentus, ir chromosomos pasklinda po visą ląstelę. Prie kiekvienos chromatidės centromeros prisitvirtina verpstės siūlai ( tik iš vienos chromosoms pusės). Chromosomos toliau tankėja trumpėdamos ir storėdamos, kol metafazėje tampa kompaktiškiausios. Seserinių chromatidžių pečiai jau aiškiai atsiskyrę, tačiau jas dar laiko centromera. Išsidėsto ląst ekvatoriaus plokštumoje suformuodamos metafazinę plokštelę. Anafazėje centromeros pasidalija išilgai chromosomos. Susidaro 2 dukterinės chromosomos, po 1 chromatidę. Telofazėje verpstė išnyksta, susidaro naujas branduolio apvalkalas. Chromosomų kompaktiškumas ima mažėti. Telofazei baigiantis pasidalija citoplazma. Susiformuoja 2 ląstelės. Vykstant mitoziniam ląstelių dalijimuisi svarbiausia yra tai, kad : 1) Dukterinės ląstelės yra genetiškai tapačios viena kitai ir motininei ląst, nes jų chromosomos molekulė susidarė dvigubėjant motininės ląst chromosomų DNR molekulėms. Taip garantuojamas genetinės informacijos tapatumas organizmo somatinių ląst kartų sekoje. 2) Dukterinėse ląstelėse yra tiek pat chromosomų kiek ir motininėje ląstelėje, taigi genetinės informacijos kiekis somatinių ląst kartų sekoje yra pastovus 2n->2n 4. Lytinis dauginimasis – genetinės organizmų įvairovės šaltinis. Lytinis dauginimasis- organizmas formuojasi iš zigotos, susidariusios susiliejant genetiškai skirtingoms (turinčioms tų pačių genų alelių derinius) lytinėms ląstelėms. Vienos biologinės rūšies individai apsikeičia genetine informacija, susidaro nauji genų alelių deriniai. Didėja palikuonių kintamumas ir sukuriama biologinės rūšies individų genetinė įvairovė netgi nesikeičiant patiems genams. Aleliniai genai – konkretaus geno variantai, esantys toje pačioje homologinių chromosomų vietoje (lokuse). Vykstant mejozei aleliai patenka į atskiras gametas. Mejozė – lyt ląst turi n chromosomų rinkinį. Būdingas eukariotams. Primityviausias būdas – konjugacija – bakterijose. Lyčių tipai pagal tai, kokios gametos susidaro: • Homogametinė – abi dvigubojo chromosomų rinkinio lyt chromosomos yra vienodos (XX) ir susidaro vienodos gametos, turinčios po X chromosomą. • Heterogametinė – dvigubajame chromosomų rinkinyje yra: • Tik viena lytinė chromosoma (X0 tipas – kai kuriems vabzdžiams) • Dvi skirtingos lytinės chromosomos (XY – žinduoliams, paukščiams) Jei žinduolių XX yra moteriška, o XY vyriška, tai paukščių homogametinė yra vyriška, o heterogametinė – moteriška. 5. Chromosomos per mejozę. Svarbiausios mejozės savybės. Mejozės pradžioje chromosomos būna išilgai padvigubėjusios per interfazės S stadiją ir sudarytos iš 2 seserinių chromatidžių, sujungtų viena centromera. 6. Pirmasis mejozinis dalijimasis. 7. I profazė, jos ypatumai. I profazė. Kiekvienos homologinės poros chromosomos nuo galų pradeda glaustis, kol visu ilgiu susiglaudžia į bivalentus( įvyksta sinapsė arba konjugacija).Atitinkamos homolog.chromosomų vietos, taigi ir jose esantys tie patys genai, bivalente atsiduria vienas priešais kitą. Vienos chromosomos (diados) dvi chromatidės yra seserinės. Kitos bivalentą sudarančios chromatidės būdamos seserinės viena kitai yra neseserinės antrosios diados chromatidėms. Kiekvieną bivalentą sudaro dvi seserinių chromatidžių poros, todėl jis dar vadinamas tetrada. Kai kuriose vietose vyksta chromatidžių trūkiai ir rekombinacija, per kuria neseserinės chromatidės apsikeičia fragmentais. Įvyksta krosingoveris – manai, dėl kurių neseserinėse homolog.chromosomų chromatidėse susidaro nauji alelinių genų dariniai. Šios chromatidės yra genetiškai netapačios, nes susidarė dvigubėjant 2 skirtingoms 2 homolog.chromosomų DNR molekulėms. Genetiškai tapačios susidaro dvigubėjant 1 DNR molekulei. Po rekombinacijos genetinių mainų vietoje neseserinės chromatidės persikryžiuoja, susidaro chiazmos. Apsikeitimų fragmentais skaičius dažniausiai priklauso nuo chromosomos dydžio – kuo ilgesnė, tuo daugiau chiazmų matyti. Nehomologinės X ir Y negali susiglausti ir sudaryti sinapsės, tačiau neseniai šių chromosomų trumpuosiuose pečiuose buvo rasti nedideli homologiniai segmentai, tarp kurių gali vykti sinapsė ir rekombinacija. Chromosomoms tankėjant ir trumpėjant chromosomos pradeda atsiskirti nuo centromerų telomerų link. Chromosoms vis labiau atsiskiriant, chiazmos slenka telomerų link. I metafazė. Beveik visi atsiskyrę bivalentai išsidėsto ekvatoriaus plokštumoje. Verpstės siūlai prisitvirtina prie chromosomos centromeros ir sujungia ją su vienu iš verpstės polių. I anafazė. Visų homologinių chromosomų poros atsiskiria, kiekvienos chromosomos seserinės chromatidės išlieka neatsiskyrusios per centromerą ir prie kiekvieno iš polių juda visa chromosoma, ir prie kiekvieno iš polių juda visa chromosoma, sudaryta iš 2 chromatidžių. Prie kiekvieno ląst poliaus nukeliauja tik po 1 kiekvienos homologinės poros chromosomą. I telofazė. Du po n pasiekia priešingus ląst polius, apie juos susiformuoja branduolio membrana, ląstelės citoplazma pasidalija.Pirmasis mejozinis dalijimasis yra redukcinis: 2n->n Antrasis mejozinis dalijimasis vyksta po trumpos interfazės, vadinamos interkineze – jai vysyant DNR nedvigubėja. II metafazėje iš chromosomos iš 2 chromatidžių išsidėsto ekvatoriaus plokštumoje, ir susiformuoja verpstė, kurios siūlai iš abiejų kiekvienos chromosomos pusių prisitvirtina prie chromatidžių, sujungdami seserines chromatides su priešingais ląstelės poliais. II anafazėje centromeros pasidalija išilgai chromosomos, ir dukterinės, susidariusios iš atsiskyrusių seserinių chromatidžių, tempiamos nukeliauja į priešingus ląst polius. II telofazės pabaigoje apie chromosomų rinkinius susiformuoja branduolio membranos, pasidalija ir citoplazma. Antrasis dalijimasis yra ekvacinis (n->n) 8. Mejozės ir mitozės panašumai ir skirtumai MEJOZĖS IR MITOZĖS PANAŠUMAI 1. Prieš redukcinį dalijimąsi replikuojasi DNR, sintetinami struktūriniai ir funkciniai baltymai. Replikuojasi ląstelės organoidai. Sintetinama ATP. 2. Praeinamos tos pačios fazės. 3. Panašus citokinezės mechanizmas. 4. Profazėje ir I profazėje išnyksta branduolėliai, branduolio apvalkalėlis, formuojasi verpstė. 5. Naudojama ATP energija. MITOZĖS IR MEJOZĖS SKIRTUMAI Profazė: mitozė chromosomų nesimato. Homologinės chromosomos nesikonjuguoja. Susikryžiavimai nesusidaro. Nevyksta krosingoveris. Mejozė: I profazėje matosi chromomeros, homologinės chromosomos konjuguojasi, susidaro susikryžiavimai, vyksta krosingoveris. Metafazė: mitozė Chromotidžių poros išsidėsto ekvatoriaus plokštumoje. Centromeros būna vienoje plokštumoje. Mejozė : I metafazėje homologinės chromosomos išsidėsto ekvatoriaus plokštumoje pora prieš porą. Dalijimosi verpstės siūlai prisitvirtina prie šalia pusiaujo pusiaujo plokštumos susirinkusių bivalentų centromerų. Anafazė: mitozė Dalijasi centromeros, identiškos chromatidės išsiskiria. Mejozė I anafazėje centromeros nesidalina. Į ląstelės polius nueina chromosomos, sudarytos iš dviejų chromatidžių. Išsiskyrusios chromatidės II anafazėje dėl konjugacijos gali būti nevienodos. Telofazė : Mitozė Susidaro dvi dukterinės ląstelės, kurios turi homologines chromosomas. Chromosomų skaičius jose toks pat kaip ir motininėje (2n). Dukterinės ląstelės genetiškai tokios pat kaip ir motininė ląstelė. Mejozė II telofazėje chromosomų dvigubai mažiau negu motininėje ląstelėje: dukterinės ląstelės turi tik vieną chromosomą iš homologinės chromosomų poros. Dėl įvykusio krosingoverio, genetinė informacija ląstelėje yra nepįakitusi. Mejozės metu susiformuoja viena kiaušialąstė ir trys poliniai kūneliai arba keturi spermatidai. Susiformavusios ląstelės turi (n) chromosomų rinkinį. Dalijimosi vieta :Mitozė Gali vykti diploiduose ir poliploiduose. Vyksta formuojantis somatinėms ląstelėms, kai kurioms sporoms. Mejozė Diploiduose, haploiduose ir poliploiduose. Vykstant gametogenezei ir sporogenezei. 9. Ryšys tarp mejozės ir lytinių ląstelių susidarymo Koks bebūtų lytinio dauginimosi tipas, esmė tai, kad būtent mejozė pagrindžia pastovų chromosomų skaičių organizmo kartų sekoje, kai per apvaisinimą susliejus lytinėms ląstelėms atsistato dvigubas chromosomų rinkinys (n+n->2n) Gyvūnų gametos formuojasi lytinėse liaukose (gonadose). Morfologiškai tapačios gametos būdingos vienaląsčiams dumbliams, žem.grybams ir daugeliui protistų. Aukšt.augalams, daugialąs.gyvūnams ir kai kuriems grybams būdingos skirtigos gametos – stambi nejudri kiaušialąstė ir judrus, mažas spermatozoidas. Skiriasi jų susidarymo mechanizmai. 10. Žmogaus spermatogenezė, oogenezė ir apvaisinimas. Vyrų ir moterų gametogenezės skirtumai. Spermatogenezė. Spermatozoidų pradinių pirmtakų atsargos yra spermatogonijos, esančios sėklidžių vingiuotuosiuose kanalėliuose, jos gali dalytis, t.y. atsigaminti. Vienu metu pradeda bręsti grupė spermatogonijų, jos ima mitoziškai dalytis (kiekviena iki 30 kartų), tačiau jos atsiskiria nevisiškai – lieka jungtys. Taip kiekviena nauja spermatozoidų karta subręsta vienu metu. Pasibaigus mitozinaim dalijimuisi, šios ląst toliau bręsta ir susidaro I eilės spermatocitai, kurie jau dalijasi mejoziškai. Įvykus redukciniam dalijimuisi iš 1 I eilės sprematocito susidaro 2 II eilės spermatocitai, po 23 chromosomas iš 2 chromatidžių. Po antro mejozinio dalijimosi iš 2 II eilės spermatocitų susidaro 4 spermatidai. Jie daugiau nebesidalija ir galiausiai baigę bręsti tampa subrendusiais spermatozoidais. Oogenezė ir apvaisinimas Moters pirminės lyt.ląst oogonijos susiformuoja iš gemalinių ląstelių po 20-30 mitozinių dalijimųsi, kurie vyksta per kelis pirmuosius embriono raidos mėnesius. Trečią mėn po apvaisinimo oogonijos ima bręsti ir tampa I eilės oocitais. Subrendę I eilės oocitai ima mejoziškai dalytis dar prieš gimimą, tačiau užtrunka I profazėje iki lyt.brandos. Pirmasis mejozinis dalijimasis baigiasi ovuliacija, kai susiformuoja 23 chromosomas turintis II eilės oocitas, į kurį patenka beveik visa I eilės oocito citoplazma, ir citoplazmos beveik neturinti ląst (pirmasis polinis kūnas). II eilės oocite prasideda 2 mejozinis dalijimasis, kuris vyksta iki II metafazės. Paskui ląst iš kiaušidės patenka į kiaušintakį, kur ją gali apvaisinti spermatozoidas. Jei apvaisinimas įvyksta, spermatozoidas susilieja su kaiušialąste, ši aktyvinasi, ir baigiasi jos mejozė. Susiliejus kiaušialąstei ir spermatozoidui chromosomų rinkinys vėl pasidaro 2n, zigotoje 46 chromosomos. Per oogenezę po 2 mejozinių dalijimųsi susidaro 1 kaiušialąstė ir 3 poliniai kūnai (n). Kuo vyresnė moteris, tuo ilgiau trunka mejozė ir tuo didesnė klaidos tikimybė. Kiekvienos subrendusios kiaušialąstės formavimasis susijęs su tam tikros užuomazginių folikulų dalies suvartojimu, išeikvojus visas jų atsargas, apie 50 metus lyt hormonų bei kiaušialąsčių susidarymas baigiasi. Spermatogenezės ir ovogenezės palyginimas: Dauginimosi zona Mitozė: Spermatogenezė: pirminės embrioninės ląstelės dalijasimitozės būdu ir susiformuoja spermatogonijos, turinčios (2n) chromosomų rinkinį. Šis procesas vyksta tik lytiškai subrendusiame organizme. Ovogenezė Pirminės embrioninės ląstelės dalijasi mitozės būdu ir susiformuoja ovogonijos, turinčios (2n) chromosomų rinkinį. Ovogonijos susiformuoja trečią embriono vystymosi mėnesį. Augimo zona Interfazė: Spermatogenezė Kiekviena ląstelė auga iki reikiamo dydžio ir pasiruošia redukciniam dalijimuisi. Augimo pabaigoje turime pirmos eilės spermatocidus. Ovogenezė Kiekviena ląstelė auga iki reikiamo dydžio ir susiformuoja pirmos elės ovocitai, apsupti pirminių folikulų. Šios ląstelės būna pasiruošusios redukciniam dalijimuisi. Redukcinis dalijimasis Spermatogenezė Pirmos eilės spermatocitai praeina redukcinį dalijimąsi ir susiformuoja antros eilės spermotocitai. Jie turi haploidinį hromosomų rinkinį. Ovogenezė Pirmos eilės ovocitas praeina redukcinį dalijimąsi ir susiformuoja antros eilės ovocitas ir polinis kūnelis, abu turi po haploidinį hromosomų rinkinį. Ekvatorinis dalijimasis Spermatogenezė Iš antros eilės spermatocitų susiformuoja keturi spermatidai su haploidiniu hromosomų rinkiniu (n) Ovogenezė Iš antros eilės ovocito susiformuoja kiaušialąstė ir trys poliniai kūneliai, jų visų chromosomų rinkinys haploidinis (n). Formavimosi zona Būdinga tik spermatogenezei. Spermatidų branduolys sumažėja ir virsta galvute. Citoplazmoje susidaro judėjimo bei bei įsiskverbimo į kiaušialąstę organoidai. Po šių pakitimų ląstelės vadinamos spermatozoidais. Spermatogenezės procesas intensyvesnis nei gametogenezės. 11. Mejozės įtaka kombinaciniam kintamumui 1) genetinė rekombinacija, mejozės I profazėje, kai neseserinės homologinių chromosomų chromatidės apsikeičia fragmentais. Jei chromosomų konjugacija vyksta normaliai, neseserinės homologinių chromosomų chromatidės apsikeičia fragmentais, kuriuose yra tokie pat genai, tačiau dalies jų aleliai gali būti skirtingi. 2) atsitiktinis homologinių chromosomų pasiskirstymas dukterinėse ląstelėse, 1 mejozinio dalijimosi I anafazėje, kai homologinės chromosomos atsiskiria ir nukeliauja į priešingus polius. Per mejozę įvykusios rekombinacijos kiekviena tokia chromosoma jau nėra visiškai tėvinė arba visiškai motininė. 3) atsitiktinis lytinių ląstelių susiliejimas – genetinio įvairavimo šaltinis. Neribotos kombinacinio kintamumo galimybės, kas svarbu evoliucijai, kai gamtinę organizmų atranką lemia aplinkos sąlygos. Tačiau vaikai yra panašūs į savo tėvus, nes vieną chromosomą paveldi iš tėvo, kitą – iš motinos. 12. Genai dvigubajame chromosomų rinkinyje. Aleliniai ir nealeliniai genai. Genotipas. Fenotipas. Paveldimumo vienetai genai yra sukaupti chromosomose, todėl: • Lytiškai besidauginančių organizmų kiekvienoje somatinėje ląstelėje yra dvigubas ne tik chromosomų, bet ir jose esančių genų rinkinys. Kadangi dvigubajame chromosomų rinkinyje chromosomos būna poromis, kiekvienas tam tikroje chromosomoje esantis genas turi savo antrininką kitoje homologinės poros chromosomoje. • Ląst dalijantis mitoziškai dukterinės ląst gauna po tokį patį 2n chromosomų ir genų rinkinį. • Per mejozę atsiskiriant homologinėms (porinėms) chromosomoms kartu atsiskiria ir kiekvienos poros genai. Todėl lyt. Ląst (gametose) tėra vienas chromosomų rinkinys, kuris kartu yra ir viengubas genų rinkinys. • Per mejozę ir homologinės chromosomos, ir jose esantyse kiekvienos poros genai išsiskiria nepriklausomai vienas nuo kito. Todėl lyt ląstelėse susidaro visi galimi jų deriniai. • Per apvaisinimą susiliejus dviems lyt ląst zigotoje vėl atsistao 2n chromosomų ir jose esančių genų rinkinys. Vieną organizmo požymį lemia 2 genai, esantys lokuse. Genai gali turėti variantų (alelių) atsiradusių įvykus to geno mutacijoms.Tam tikro požymio formavimąsi pagrindžia vienodų arba skirtingų konkretaus geno alelių pora. Tokie genai žymimi raidėmis. Skirtingų geno alelių įtaka lemia dominuojančius ir recesyvinius požymius. Aleliniai ir nealeliniai genai. Konkretaus geno variantai, esantys toje pačioje homologinių chromosomų vietoje, yra to geno eleliai arba aleliniai genai(pvz.,A ir a yra A geno aleliai, taigi jie yra aleliniai genai) Genai, esantys skirtingose vietose(ir skirtingose nehomologinėse chromosomose, ir skirtingose tos pačios chromosomos vietose) yra nealeliniai( pvz., A ir B). Tačiau kiekvienasjų gali turėti savo alelių (pvz.,A genas – A ir a, B genas- B ir b; A geno aleliai A ir a yra nealeliniai B geno alelių B ir b atžvilgiu). Paprastai tai lemia nepriklausomą požymių paveldėjimą. Kadangi ir dominantinis, ir recesyvinis alelinis genas yra toje pačioje homologinių chromosomų vietoje, galimi 3 skirtingi jų deriniai. Kai organizmas vienoje homologinių chromosomų poroje turi tuos pačius alelinius genus (1 ir 3 variantas), jis vadinamas homozigotiniu, o kai skirtingus (2 variantas) – heterozigotiniu. Be to, organizmus taip apibūdiname pagal jų turimas genetines savybes, t.y. alelinius genus, išsidėsčiusius toje pačioje homologinių chromosomų vietoje. Šį reiškinį ir apibrėžia genotipo sąvoka. Genas – tai info, glūginti DNR nukleotidų sekoje, kurios konkreti išraiška yra tam tikras organizmo morfologinis, fiziologinis, biocheminis, psichinis ar kitoks požymis. Taigi konkretaus organizmo požymio ar požymių visumos formavimasis susijęs ne tik su genų raiška. Individo požymių visuma apibrėžiama kaip fenotipas, kurio susiformavimą sąlygoja genotipas ir aplinkos poveikis. Fenotipų įvairovė kur kas mažesnė nei genotipų. Jei homologinių chromosomų toje pačioje vietoje yra 1 ar 2 dominantiniai aleliniai genai, jie nulems dominantinio požymio pasireiškimą. Fenotipas bus dominantinis, Jei nėra dominuojančio alelio – pasireikš recesyvus požymis. Fenotipas recesyvinis. 13. Monohibridinis kryžminimas. Alternatyvius požymius lemia 2 aleliniai genai. 1 ir 2 G. Mendelio dėsniai. Pirmasis Mendelio dėsnis arba pirmosios hibridų kartos vienodumo dėsnis. Sukryžminus homozigotinius individus, kurių vienas yra homozigotinis pagal fenotipinį požymį lemiantį dominantinį alelinį geną, o antrasis - homozigotinis pagal alternatyvųjį požymį lemiantį recesyvinį alelinį geną, visų pirmosios palikuonių kartos fenotipas bus vienodas – dominantinis. F1 kartos hibridai, kurių tėvai homozigotiniai, būna vienodi, pasireiškia dominuojantis genas. Antrasis Mendelio dėsnis arba palikuonių isšsiskyrimo pagal fenotipą dėsnis. Sukryžminus pirmosios kartos heterozigotinius hibridus vienus su kitais, antrosios kartos hibridai pagal jų fenotipinius požymius išsiskiria į abi pradines tėvų formas santykiu 3:1, t.y. 75% individų turės dominantinį požymį, o 25% - recesyvinį. Pradedant F2 karta, palikuonys susikaido į grupes. Tai gali būti tik tie palikuonys, kurių abu tėvai yra heterozigotiniai toje pačioje genų poroje. Monohibridiniu vadinamas toks kryžminimas, kai tėvinės formos skiriasi tik viena alternatyvių požymių pora. Atliekant šį kryžminimą, analizuojamas tik vienos požymių poros paveldėjimas, individai parenkami pagal vieną požymį, pvz.,spalvą. Heterozigota pagal vieną tiriamą alelių porą vadinama monohibridu. Eksperimento rezultati užrašomi Peneto gardejėje. Galutinis genotipų santykis 1:2:1,o fenotipų santykis 3:1. 14. Dihibridinis kryžminimas: nealeliniai genai paveldimi nepriklausomai vienas nuo kito Atliekant dihibridinį kryžminimą, iš karto tiriamas 2 požymių paveldėjimas. Kai aleliniai genai, lemiantys skirtingus požymius, yra skirtingose homologinių chromosomų porose, šie požymiai paveldimi nepriklausomai vienas nuo kito. Heterozigota pagal 2 tiriamus hibridus vadinama dihibridu. Gametose gali susidaryti visi įmanomi šių genų deriniai. Santykis 9:3:3:1 Kalbant ir apie monohibridinį, ir apie dihibridinį kryžminimą, požymius lemiantys vienos poros aleliniai genai yra homologinėse chromosomose. Dihibridinio kryžminimo- dvi alelių poros, lemiančios skirtingų alternatyvių požymių poras, yra skirtingose nehomologinėse chromosomose. Tik tada genai paveldimi nepriklausomai. 15. Analizuojantysis monohibridinis ir dihibridinis kryžminimas Atlikus analizuojamąjį monohibridinį kryžminimą, galima nustatyti, ar dominantinį požymį turinčio individo atitinkamos genetinės srities genotipas homozigotinis, ar heterozigotinis. Analizuojamąjį hibridą reikia sukryžminti su recesyvinio fenotipo homozigotiniu individu. Rezultati gali būti dvejopi: 1) Jei visų F1 individų fenotipas dominantinis, tiriamasis dominantinio fenotipo individas yra homozigotinis (AA) 2) Jei maždaug pusės F1 individų fenotipas yra dominantinis, o likusių – recesyvinis, tiriamasis dominantinio fenotipo individas yra heterozigotinis (Aa). Analizuojamasis dohobridinis kryžminimas – individas kryžminamas su individu, kuris yra homozigotinis pagal abu mus dominančius požymius lemiančių nealelinių genų recesyvinius alelius. A-B-x aabb Rezultatai: 1) Jei tiriamasis dominantinio fenotipo individas yra homozigotinis abiejų nealelinių genų alelių atžvilgiu (AABB), tai visų F1 kartos genotipas bus heterozigotinis pagal abiejų genų alelius (AaBb), o fenotipas dominantinis pagal abu požymius. 2) Jei tiriamasis dominantinio fenotipo individas yra heterozigotinis pagal abiejų genų alelius (AaBb), tai F1 individai pagal fenotipą išsiskirs taip: • AaBb(1/4) fenotipas dominantinis pagal abu požymius • Aabb (1/4) fenotipas dominantinis pagal pirmąjį požymį ir recesyvinis pagal antrąjį • aaBb(1/4) fenotipas dominantinis pagal antrąjį, o recesyvinis pagal pirmąjį • aabb(1/4) fenotipas recesyvinis pagal abu požymius 16. Trečiasis G. Mendelio dėsnis, jo įrodymai. Trečiasis mendelio dėsnis – nepriklausomo požymio paveldėjimo dėsnis teigia: kiekvieną alternatyvių požymių porą lemiančių genų (veiksnių, faktorių) alelių pora susidarant gametoms išsiskiria nepriklausomai viena nuo kitos. Gametose gali susidaryti visi įmanomi nealelinių genų deriniai. Visiems eukariotams yra būdingas genetinis gametų grynumas. Dėsnis tinka esant dihibridiniam ir polihibridiniam kryžminimui: jei požymiai nulemti genų, kurie lokalizuoti skirtingose homologinių chromosomų porose, tai jie paveldimi nepriklausomai vienas nuo kito. Kiekvienos poros alternatyvūs požymiai, kryžminant heterozigotas ir esant pilnam dominavimui, pasireiškia dviem fenotipais santykiu 3 : 1, o analizuojamojo kryžminimo metu – 1 : 1 G. Mendelis, remdamasis nepriklausomo požymių paveldėjimo dėsniu, nustatė skaitinius dėsningumus polihibridiniam kryžminimui, kai kiekvienai analizuojamai alternatyvių požymių porai tinka monohibridinio kryžminimo ypatumai. Kryžminamos dvi poliheterozigotos, tai • skaičius, susidarančių skirtingų gametų tipų kiekvieno hibrido bus 2n • fenotipinių klasių skaičius - 2n • genotipinių klasių skaičius – 3n • skaičius galimų gametų kombinacijų (atitinka langelių skaičių Peneto gardelėje) – 4n • išsiskyrimo pagal fenotipą, esant pilnam dominavimui, formulė – (3 : 1)n kur n – alelių skaičius heterozigotinėje būklėje 17. Protinio atsilikimo ir anomalaus genetika Protinis atsilikimas - tai nėra kažkas, ką mes turime - mėlynas ar rudas akis; tai nėra kokie mes esame - aukšti ar žemi. Tai nėra psichikos liga ar medicininis ligos pavadinimas. Protinis atsilikimas atspindi individo nesugebėjimą prisitaikyti prie aplinkos ( Amerikos protinio atsilikimo asociacija). Atsiradimo priežasčių kriterijai: IQ2SD mažiau vidurkio, pasireiškia iki 18 metų amžiaus. Atsilikimo laipsniai: lengvas, vidutinis, sunkus, labai sunkus. Atsiradimo priežastys: Chromosominės ligos, CNS anomalijos, Perinatalinės problemos, Teratogenai, Metabolinės ligos, Monogeniniai sindromai, Žinomi sindromai, “Kultūrinis šeiminis” PA, Nežinomos priežastys; Būklės, simuliuojančios protinį atsilikimą: Neįprastai lėta normali raida; Gėrybinė įgimta hipotonija; Lėtinės ligos, pakartotinės hospitalizacijos; Kurtumas; Nekontroliuojami traukuliai; Emocinė deprivacija. Protinio atsilikimo klasifikacija: sindrominis, nesindrominis, >1000 nozologinių atvejų. Molekulinės genetikos staigmenos: Sindrominis ir nesindrominis protinis atsilikimas gali atsirasti dėl to paties geno mutacijų Pacientų su protine negalia problemos: Fizinio aktyvumo stoka, Nutukimas, Arterinė hipertenzija, Širdies ligos, Laiku nediagnozuojamos kitos ligos, Nelaimingi atsitikimai, Jutimo sutrikimai; Lengvo ir vidutinio laipsnio protinis atsilikimas: • Dažniau nesindrominis, Poligeninis požymis, Vieno ar abiejų tėvų IQ = 55 – 70, Tėvams, kurių IQ >70, rizika pagimdyti vaiką su nesindrominiu lengvo ir vidutinio laipsnio protiniu atsilikimu nedidelė, Empirinė rizika, Šeiminis, Rečiau CNS anomalijos, Rečiau mikrocefalija, Rečiau žemas ūgis, Rečiau kitos anomalijos, Rečiau nustatoma etiologija, Pasireiškia mokyklinio amžiaus vaikui, 10% genetinė etiologija Sunkaus laipsnio protinis atsilikimas: • Retai šeiminis, CNS anomalijos, Mikrocefalija, Žemas ūgis, Kitos anomalijos, Nustatoma etiologija, Diagnozuojama kūdikiui ar ikimokyklinio amžiaus vaikui, 30 - 40% genetinė etiologija Protinio atsilikimo diagnostika: 1. ANAMNEZĖ ◦ Prenatalinė ir perinatalinė ◦ Raidos 2. GENEALOGIJA (trys kartos) 3. APŽIŪRA IR FIZINIS ĮVERTINIMAS • Mikroanomalijos • Antropometrija • Raidos įvertinimas • Dermatoglifika • Regos ir klausos įvertinimas 4. Tyrimai ◦ Chromosomų analizė (sunkaus laipsnio PA atvejais genominės ir chromosominės mutacijos nustatomos iki 30%, vidutinio ir lengvo - 10%) ◦ Molekulinė citogenetika (vientėvės disomijos ir chromosomų telomerų analizė) ◦ Trapios X chromosomos analizė ◦ Galvos smegenų KT, BMR (ypač jei yra mikrocefalija, makrocefalija, traukuliai, ataksija, židininė simptomatika) ◦ Medžiagų apykaitos tyrimas ◦ TORCH tyrimas Daugeliui genetinių sindromų būdinga: 1) neurologiniai sutrikimai (Žvairumas, nistagmas, Disfagija, konstipacijos, diarėjos, “Arlekino” simptomas, dermatografizmas) 2) protinės raidos atsilikimas( priežastis nenustatyta: Geriau jokios diagnozės, negu nustatyta klaidinga; Pakartotinės konsultacijos:mažiausiai du kartus pirmais gyvenimo metais; kasmet iki 10 metų amžiaus, brendimo metu (net jei diagnozė nustatyta). Patofiziologiniai mechanizmai: Nėra vieno, viską paaiškinančio mechanizmo, Iki šiol nustatyti genai tiesiogiai ar netiesiogiai įtakoja signalų perdavimą CNS, Genų, lemiančių CNS raidą ir diferenciaciją, mutacijos, Genų ekspresijos pakitimai Amono rage. Protinį atsilikimą gali nulemti >325 genai autosomose ir 20 genų X chromosomoje. Genai, kurie veikia kitų genų ekspresiją ir lemia protinės raidos sutrikimą. 3) elgsenos sutrikimai (Vaiko elgesys namuose, Hiperaktyvumas: nedidelio laipsnio smegenų disfunkcijos požymis, “Drugelio” elgesys: alkoholinis vaisiaus sindromas, “Torpidinis” elgesys: vaikas juda, kalba lėtai ir atrodo, kad lėtai galvoja (metabolinės ligos: MPS, hipotirozė). Hipoaktyvumas gali būti sergant ir nervų ligomis, pvz., miotonine distrofija, Vaikas su protine negalia: stereotipiniai įpročiai, judesiai (galvos daužymas, masturbacija, rankų kandžiojimas, griežimas dantimis (bruksizmas), trichotilomanija, blindizmas (akių trynimas ar plekšnojimas - regos stimuliacijos metodas), nemotyvuotas juokas (pagumburio pažeidimo požymis; sergant Angelmano sindromu), rankų plovimo judesiai (Retto sindromas), savęs žalojimas (Lesch - Nyhano sindromas) . • Sunkaus ir lengvo / vidutinio laipsnio protinio atsilikimo etiologija dažniausiai skirtinga • Būtinas kompleksinis paciento su protine negalia ištyrimas • Yra sindrominis ir nesindrominis protinis atsilikimas • Protinio atsilikimo atsiradimui gali turėti įtakos genai, kurie tiesiogiai ar netiesiogiai įtakoja signalų perdavimą CNS • Nėra unikalaus protinį atsilikimą paaiškinančio patofiziologinio mechanizmo • Paciento stebėjimo principai priklauso nuo kitų anomalijų Anomalaus elgesio genetika Priklausomybė nuo įvairių medžiagų: • Narkotikai (opiatai) • Kanabinoidai (marihuana) • Depresantai (etanolis). Nikotininės acetilcholino receptorių (nAChR) genų įtaka elgsenai (alkoholio ir nikotino priklausomybė). nAChR – svarbūs dopaminerginės sistemos atsinaujinimo komponentai (kai kurie receptoriai aktyvuoja dopamino atsipalaidavimą), nAChR potipiai dopaminerginių nervų terminaluose – mezolimbinės sistemos atsinaujinimo kelias, kuris yra įvairių priklausomybių tipų komponentas. Prielaida: potraukis nikotinui ir alkoholiui 50% nulemtas genetinių veiksnių; nAChR genai 8, 15 chromosomose. Nikotino/etanolio tarpusavio sąveika per dopamino ir adenozino receptorių koaktyvaciją turi įtakos ilgalaikei neuroadaptacijai (per genų aktyvaciją) ir tai lemia priklausomybės vystymąsi . • Stimuliantai (nikotinas, amfetaminai, kokainas).Nikotino antagonistų infuzija į ventralinę tegmentinę sritį užkerta elgesio, susijusio su nikotino priklausomybe, vystymąsi. Gyvūnai: nikotinas veikia aktyvuodamas mezokortikolimbinę sistemą. nAChR aktyvacija dopaminerginiuose neuronuose ventralinėje tegmentinėje srityje padidina jų stimuliavimo lygį ir skatinamas dopamino atsipalaidavimas iš nucleus accumbens terminalų. nAChR gali moduliuoti elgseną (bazinės fiziologinės funkcijos: skausmo pojutis, miegas, valgymas; kompleksiniai procesai: mokymasis, sujaudinimas, pasiekimai), veikti smegenų raidą (poveikis į sinapsių transmisiją ir plastiškumą), senėjimą (neuroprotekcinis poveikis) • Haliucinogenai (ekstazi, lizergidas (LSD)) • Inhaliantai (toluolas, azoto oksidas) Opiatai veikia į opioidų receptorius (įvairiose smegenų vietose). Δ-tetrahidrokanabinolis veikia į kanabinoidų receptorių CB1. Stimuliantai padidina sinapsėse serotonino, dopamino, norepinefrino kiekius . Apibendrinimas: visos medžiagos, sukeliančios priklausomybę lemia dopamino lygio nucleus accumbens padidėjimą už ląstelės ribų Dopamino atsipalaidavimas sustiprina medžiagų vartojimą ir inicijuoja priklausomybės ciklą Priklausomų medžiagų poveikis sustiprina stimuliaciją ir lemia pakartotinį medžiagų vartojimą Nusikalstamumas: Neurologinės anomalijos: Sumažėjęs prefrontalinis pilkosios medžiagos tūris vyrams su antisocialiu elgesiu. Pojūčių ieškotojams dažnai būna antisocialūs požymiai: impulsyvumas, neatsakingumas, agresyvumas, kriminalinis elgesys, nerūpestingumas. Biocheminiai pokyčiai: Agresyvus elgesys ir sumažėję serotonino. Antisocialus elgesys ir padidėję trijodtironino ir testosterono. Kriminalinis elgesys ir padidėję trijodtironino ir tiroksino. Agresyvus berniukų elgesys ir sumažėję kortizolio. Pojūčių ieškotojai ir padaugėję lytinių hormonų bei sumažėjusi monoamino oksidazė, Pojūčių ieškotojams DRD4 ir DRD2, Sumažėjusi serotonino koncentracija susijusi su impulsyvumu, agresija, priešiškumu. Homoseksualumas yra dalinai paveldimas. Kitos studijos patvirtino, kad šeimose homoseksualumas kaupiasi brolių, dėdžių ir pusbrolių grupėse daugiau nei bendroje populiacijoje. Visi šie vyriškos lyties giminaičiai per motinos liniją, o ne per tėvo. Genai, lemiantys lytinę orientaciją yra X chromosomoje. 18. Dvynių tyrimo metodas Skirtingi įvairių organizmų požymiai gali būti paveldėti arba atsiradę veikiant išorinei aplinkai. Paveldėjimo ir aplinkos sąveiką lengva tyrinėti su augalais ir gyvūnais. Tirti žmogų galima tik gamtos teikiamu „eksperimentu“- dvyniais. Dvyniai gali būti monozigotiniai (MD) ir dizigotiniai (DD). MD išsivysto iš vieno apvaisinto kiaušinėlio genetinei medžiagai pasidalijant į dvi dalis, tokie dvyniai yra identiški, tačiau ir juose galima rasti požymių, kurie skiria juos vieną nuo kito. DD išsivysto iš dviejų skirtingų kiaušinėlių ir yra panašūs kaip brolis ir sesuo gimę skirtingu metų laiku. Dvyniai gali būti konkordantiški arba diskonkordantiški pagal tyrimo požymį. Jei abu dvyniai turi šį tyrimo požymį jie yra konkordantiški, jei turi tik vienas tai jie diskonkordandiški. Paprastai tiek MD tiek DD auga kartu, todėl juose pastebėtus skirtumus galima vertinti kaip paveldėjimą. Dvynių metodu nusakome požymio ir aplinkos sąveiką. Negalima nusakyti dvynių metodu kokios konkrečios aplinkos sąlygos sąlygojo fenotipinius skirtumus, koks genas apsprendžia fenotipinius požymius recesyvinis ar dominantinis, kiek genų apsprendė šį požymį (vienas ar daugiau). Dvynių metodu buvo tirtas įvairių ligų paveldimumas. Pirmiausia buvo išsiaiškinta kas iš sergančiųjų turi brolį ar seserį dvynį. Po to nustatytas jų zigotiškumas ir apskaičiuotas jo konkordantiškumas. Buvo tirta šizofrenija, maniakinė depresija mono- ir dizigotinių dvynių grupėje.paaiškėjo, kad jei vienas MD susirgo šizofrenija, tai tikimybė, kad kitas susirgs yra 90%. Jeigu susirgo DD šizofrenija, tai tikimybė,kad kitas sirgs 50%. • Dvynių tipui nustatyti naudojami metodai: 1. Polisimptominis 2. Biocheminis 3. Imunologinis 4. Molekulinis genetinis • Svarbiausia atsakyti kokia įtaką turi aplinkos ir kokią genetiniai veiksniai. 19. Autosominis dominantinis paveldėjimas • Autosominis dominavimas – genas yra lokalizuotas nelytinėje chromosomoje. Sergančiųjų yra kiekvienoje kartoje, serga abiejų lyčių individai. Vienodai dažnai gali sirgti ir moterys, ir vyrai. Jei yra sergantis žmogus, dažniausiai jo genotipas yra heterozigotinis, esant santuokai su sveiku žmogumi . Vertikalia kryptimi liga keliauja iš kartos į kartą. (pvz: 1. chondroplazija – fizinė negalia, pasireiškianti rankų ir kojų sutrumpėjimu rizomelinio tipo- trumpesni žastai ir šlaunys. 2. Akrocefalosindaktilijos sindromas - rankos ir kojos visų pirštų suaugimas, gomurio nesuaugimas, akių išsprogtumas. Aa×aa =50% Aa; Aa×Aa=25% AA(ligos požymiai sunkesni ir labiaus išreikšti) Neklasikinis pavyzdys. Tėvai sveiki, o vaikas serga achondroplazija.Kyla klausimas: kodėl? 1. Dažniausias variantas - vieno iš tėvų ląstelėje švyko spontaninė mutacija. Rizika kitiems vaikams sirgti šia liga yra bendrapopuliacinė (artima nuliui), nebent vienas iš tėvų yra vyresnio amžiaus – 42 ir didesnio amžiaus vyras. Sergančiojo santuokoje tikimbė susilaukti sergančio vaiko yra 50 %. 2. Biologinės tėvystės klausimas. Asortatyvių santuokų pavyzdys – kurtieji su kurčiaisiais, aklieji su aklaisiais ir t.t. Ekspresija - ligos sunkumas ( visiška ir dalinė). Penetrancija – geno pasireiškimas fenotipe ( visiška ir dalinė).100 žmonių turi pakitusį geną, tik 80 pasireiškia ligos požymiai, 20 – nepasireiškia. Galimas vienos kartos peršokimas. Gali būti priklausoma nuo žmogaus lyties. BRCA1 mutacija padidina krūties vėžio tikimybę. Taip pat gali būti priklausoma nuo žmogaus amžiaus – Hantingtono chorėja IT15 – psichikos sutrikimas iki demensijos ir nevalingas raumenų trūkčiojimas, išryškėja apie 40 žmogaus gyvenimo metus. Pleotropija – vieno geno mutacija, tačiau pažeidžiami daugelis organų ir sistemų. Pvz: Marchano sindromas – fibrilino 1 geno mutacija – sergant yra įvairių sistemų pažeidimo požymių – akys,kraujagyslės,griaučiai, jung.a. Būdinga Arachmodaktilija - ilgi ploni pirštai. Fenokopija – išorinis panašumas į genetinę ligą. Požymiai, atsiradę dėl žalingo poveikio nėštumo metu. Pvz: Cutis laxa(genetinė liga) - Jung.a pažeidimas, primena seno žmogaus odą. Nėštumo metu buvo naudojamas penicilaminas. Germinalinis mozaikiškumas – pakitimas yra žmogaus lytinėse ląstelėse. Sveiki tėvai susilaukia kelių sergančių vaikų. 1)Dominantiniais vadinami tie susirgimai, kurie pasireiškia heterozigotinėje būklėje; 2)Autosominis dominantinis požymis paveldimas iš kartos į kartą; 3)Vyrai ir moterys serga vienodai dažnai; 4)Kiekvienas sergantis turi sergantį tėvą ar motiną (išskyrus atvejus, kai yra nevisiškas penetrantiškumas ar nauja mutacija); 5)Tikimybė, kad sergančiajam gims sergantis vaikas yra 50%. Tikimybė, kad sergančiam gims sveikas taip pat 50%; 6)tėvas ir motina perduoda mutantinį geną ir sūnui, ir dukteriai. Galimas perdavimas iš tėvo sūnui. 20. Autosominis recesyvinis paveldėjimas Autosominmis recesyvunis paveldėjimas. Genas lokalizuotas nelytinėje chromosomoje.Vienodai dažnai serga ir moterys, ir vyrai. Abu tėvai patologinio geno nešiotojai, tikimybė, kad vaikas sirgs yra 25% aa. 1 pav.Aa*Az->25% aa Vaikams susilaukti vaikų : 1. aa* Aa-> 50% 2. 100% Ligų pvz.: albinizmas; palmoplantarinė keratoderma; Požymiai. Tėvai sveiki, jei jie patologinio geno nešiotojai – jų palikuoniui sirgti 25 proc. Tikimybė, jei vienas iš tėvų serga – 25proc., nešiotojas – 50proc., sergantis – 100proc. Pseudodominavimas – kai sergančiųjų matome kiekvienoje kartoje. Jei yra giminių santuoka (izoliatas) Hematochromatozė ( gel. Apykaitos sutrikimas – aut. Recesyvus paveldėjimas) – žmogaus organizme kaupiasi Fe. Moterims pasireiškia vėliau dėl menstruacijų. Kitos sergamumo galimybės: • Ekspresija • Penentrancija • Spontaninės mutacijos 1) Tėvai yra sveiki, bet recesyvinių alelių nešiotojai; 2)Vyrai ir moterys serga vienodai dažnai; 3)Serga vienos kartos atstovai. Gali sirgti broliai ar seserys; 4)Ligos retos. Kuo liga retesnė, tuo didesnė tikimybė, kad tėvai yra giminės (turi bendrus genus); 5)Pasikartojimo rizika kitų nėštumų metu 25%; 6)Ligos dažnai susijusios su fermentų defektais. 7)Autosominiu recesyviniu būdu paveldimos ligos yra:cistinė fibrozė, fenilketonurija, alkaptonurija, albinizmas,galaktozemija. 21. Su X chromosoma susijęs recesyvus paveldėjimas a) Recesyvinis. Jei mama Xx, dukros visos sveikos, o sūnums susirgti yra 50proc. tikimybė. Mergaitė sirgti gali tada, kai tėvas serga, o mama yra patologinio geno nešiotoja. (pvz.:daltonizmas) Sergantis sūnus XY su sveika moterimi - susilaukti sergančių vaikų 0proc. Tikimybė, bet mergaitės bus 100proc. Patologinio geno nešiotojos. Esant šiam paveldėjimo tipui gali būti niuansų: 1.Spontaninė mutacija. 2.Jei visose kartose patologinis genas keliavo moteriška linija ir jo nesimatė, nes negimdavo berniukų. Ligų pvz.: ektodermos displazija- visų organų struktūrų pažeidimai – plaukų augimo, blakstienos, antakiai, odos pažeidimai, trapūs nagai, dantų raidos sutrikimai, dantų forma (smailūs); dušeto raumenų distrofija (raumenų ląstelių žūtis – mirtina liga). Kartais moteris, turinti patologinį geną pati turi ligos pažymių (storos blauzdos, nuovargis). 1.Požymis daugiau būdingas vyrams; 2.Sūnūs nepaveldi požymio iš tėvo; 3.50% tikimybė,kad heterozigotinėms moterims gims sergantis sūnus ir 50 % tikimybė, kad mergaitė bus mutantinio geno nešiotoja. 4. Sergančio vyro sūnūs sveiki, o visos dukterys nešiotojos. 22. Su X chromosoma susijęs dominantinis paveldėjimas Būdinga : jei sergantis tėvas, visi sūnūs bus sveiki, o visos dukros sirgs. Sergančiai dukrai susilaukti vaikų su sveiku vyru yra 50proc. Dukroms ir 50proc. Sūnums. Tokio paveldėjimo tipo ligos žymiai retesnės. Pvz: Goldsio sindromas(pirštų anomalijos, etc.). Daugiau sergančių moterų. Neretai vyr. Lyties individai žūsta iki gimimo. Reto sindromas( paprastai serga tik moterys, o vyr. Lyties individai iki gimimo žūsta) – būdingas protinės veiklos sutrikimas, iš pradžiū vaikas atrodo normalus – požymiai išryškėja truputį vėliau, vyksta regresas – stereotipiniai judesiai ( rankų plovimo judesiai). 1.Heterozigotinės moterys serga; 2. Klinikiniai simptomai yra įvairesni moterims nei vyrams; 3. Sergančių moterų tikimybė susilaukti sveikų vaikų yra 50 procentų; 4.Visos dukterys, bet ne sūnūs sirgs sergančio vyro šeimoje; 5. Kai kurios ligos (incotinentia pigmenti) yra letalios homozigotinėje ar hemizigotinėje būklėje. Sūnums šiuo atveju sirgti 50proc., mergaitėms – 100proc. Giminingumas skaičiuojamas dedant ‚žingsnius‘, per vieną žingsnį bendrų genų skaičius sumažėja per pusę. 23. Holandrinis paveldėjimas • Su y chromosoma susiję paveldėjimai – Holandrinis paveldėjimas. Būdinga padidėjęs plaukuotumas ausų kaušeliuose (hipertrichozė). Būdingas tik vyrams, pasireiškia apie 30 gyvenimo metus. Šį geną vyrai perduoda savo sūnums kartu su Y chromosoma. DAZ geno mutacija lemia vyro nevaisingumą. SRI genas pastūmėja embriono vystymąsi link vyr. Lyties. 24. Raidos genetika 25. Lyties raidos genetika: Nors gemalai nuo pat apvaisinimo kokybiskai skiriasi (vyro lytiniu chromosomu pora sudaro XY, moteriskojo – xx), mazdaug iki 7 raidos savaites lyties organu ir lasteliu bukle esti morfologiskai vienoda – INDIFERENTINE. Toliau vystosi skirtingai: Vidiniai lyties organai: • VYRAS -Tolesne vyriskojo gemalo raida lemia Y chromosomos genas, vadinamas SRY genu (angl. Sex-determining Region o Y chromosome), bei testosterono issiskyrima gonadose. SRY genas dar vadinamas seklides raida lemianciu faktoriumi. -Vyriskojo gemalo gonadose apie 7 raidos savaite atsiradusios pirmines atramines lasteles pradeda gaminti Miulerio latako tolesne raida stabdancia medziaga MIS (angl. Mullerian-Inhibiting Substance, dar vadinama antimiuleriniu hormonu (AMH), todel paramezonefriniai latakai, ductus paramesonephricus, atrofuojasi. – is ju vyriskojo tipo gemale pasilieka tik seklides ataugeles ir prostatine gimdele. Pirminiai intersticiniai endokrinocitai (Leidigo lasteles) apie 8aja raidos savaite ima bgaminti testosterona, kuris lemia tarpinio inksto (volfo lataku, ductus mesonephricus) tolesne transformacija ir vyriskuju lytiniu taku raida: Is Volfo latako susidaro seklides prielipas, seklinis latakas, seklos ismetamasis latakas, taip pat seklines pusleles ir dalis prostatos slaples. Vyriskojo gemalo androgenai o yrac dihidrotestosteronas (DHT), skatina slaples, prostatos ir isoriniu lyties organu raida. (taciau seklides stygos lieka pilnavidures iki lytinio brandimo pradzios). Prostata susidaro apie 3iaji nestumo menesi. • MOTERIS -Jei moteriskojo gemalo raida vyksta sklandziai, SRY geno nera ir testosteronas neskiriamas, gemalo gonados kinta moteriskaja linkme – susidaro kiausides (jos diferencijuojasi keliomies savaitemis veliau nei vyriskojo gemalo seklides), ir kiti moters lyties ogranai. Manoma, kad moters lyties organu raida lemia motinos estrogenai, pracentos hormonai ir gemalo kiausidziu iskritiami hormonai. Apie sesta savaite gonadu skiauterese atsiranda uzuomazginiu lytiniu lasteliu, kurios moteriskojo tipo gemale diferencijuojasi i ovogonijas. Pastarosios intensyviai dauginasi. Mazdaug nuo 12osios savaites dalis ovogoniju virsta pirminiais ovocitais. Veliau susidaro uzuomazginiai folikulai, kurie toliau bresta prasidejus lytiniam brandimui. -Diferencijuojantis gonadoms mezonefriniai latakai moteriskame genale sunyksta, tad testosteronas neskiriamas ir jo poveiklio nera. Taip pat ten nera ir MIS medziagos (AMH) kurie stabdo miulerio latako vystymasi, jis vystosi toliau. Is jo toliau formuojasi gimdos ir maksties virsutines dalies uzuomazgos ir kiausintakiai. Maksties apatine dalis formuojasi is urogenitalinio ancio ektodermos. Isoriniai lyties organai: Abieju yciu irgi nesiskiria iki 8 raidos savaites. Jie ima formuotis is kloakos rauksliu. • VYRAS Jei raida vyksta sklandziai, gemalas isskiria androgenus (DHT) ir vyriskieji lyties organai formuojasi. • MOTERIS Jei raida vyksta sklandziai, gemalas Neisskiria DHT ir formuojasi moteris. Abieju lyciu ogranu diferenciasija baigiasi mazdaug trecio menesio pabaigoje, todel veliau priesingos lyties hormonai nebesukelia makroskopiniu defektu. Lyties raida is paskaitos: Žmogaus lyties raida: • Žmogaus lyties determinacijos ir diferenciacijos lygiai: 1. Genetinis (kokį chromosomų rinkinį gavo) 2. Gonadinis (kokias lytines liaukas žmogus turi - kiaušides ar sėklides) 3. Anatominis (kokie yra išoriniai žmogaus lyties organai) 4. Psichologinis (kuo žmogus save identifikuoja – moterinis ar vyru) 5. Socialinis (elgesys, drabužiai ir panašiai) Besivystančioj sėklidėj pirmiausia atsiranda Sertoli ląstelės, jos gamina antidiuretinį hormoną. Poto – Leidigo ląstelės, kurios gamina testosteroną (reikalingas Volfmano latako (vystosi iš pirminio inksto) vystymuisi) Išoriniams lytiniams organams reikalingas dihidrotesteronas, jis veikia į urogenitalinį sinusą ir formuojasi išoriniai vyriškieji organai. Dihidrotestosteronas pasigamina iš testosterono. Moteriškiejie – Miulerio latakai. Iš urogenitalinio sinuso formuojasi moteriški išoriniai lytiniai organai • Žmogaus lyties organu prenatalinė raida 1. Apvaisinimas: Spermatozoidas su X ar Y chromosoma 2. Iki šeštos raidos savaitės žmogus su kem šešiom, XX ir kem šešiom, XY embrionai turi vienodus lyties organus – esame ambiseksualūs 3. SF1 (steroidogeninio faktoriaus 1 genas, esantis 9q chromosomoje) WT1, LHX9 • Vyro lyties organų prenatalinė raida 1. 7 raidos savaitė: SRY genas - TDF 2. SOX9 (SRY – box9), esantis 17q chromosomoje 3. Antimiulerinis hormonas ir AMH receptorius, testosteronas ir dihidrotestosteronas • Moteriškos lyties raida 1. dvyliktą raidos savaitė: DAX1 (lyties reversijos, įgimtos antinkščių hipoplazijos genas Xp chromosomoje) – anti – testis – genas 2. „bespalvis genas“ • Žmogaus lyties organų postnatalinė raida. 1. Naujagymio lytis nurodoma remiantis išoriniais organais 2. 10-15 gyvenimo metais gonadotropinių hormonų poveikis 3. Abi lytys gamina tuos pačius lytinius hormonus, tik skirtingais kiekiais 4. Foliklus stimuliuojantis hormonas (FSH), liuteinizuojantis hormonas (LH), prolaktinas, antinkščių androgenai ir estrogenai. Žmogaus lyties interseksualiosios būklės: -Moteriškasis pseudohermafrodizmas (yra kieušidės) -Vyriškasis pleusohermafrodizmas (yra sėklidės) -Tikrasis hermafrodizmas (yra kiaušidė ir sėklidė) -Mišrioji gonadų disgenezė (yra sėklidė ir strija) -Tikroji gonadų disgenezė (yra strija) 26. Chromosominės paveldimumo teorijos principai Chromosominė paveldimumo teorija teigia, kad genai yra chromosomose. Prabego vos dveji metai nuo pakartotinio Mendelio desniu atradimo, o 1902m. Setonas ir boveri suvoke Mendelio desniu esme. Juos lemia chromosomu pasiskirstymas tarp dukteriniu lasteliu mitozeje. Taciau nuoseklis chromosomine teorija Morgano ir jo bendradarbiu Bridzeso, startevanto, Miolerio buvo sukurta veliau, 1911-1919 metais. Jos esme: • genas yra chromosomos dalis; • toje pacioje homologiniu chromosomu vietoje (lokuse) – to paties geno strukturines atmainos; • chromosomoje genu yra daug ir visi issideste linijiskai, vienas paskui kita;vienoje chromosomoje esantys genai paveldimi kartu, sukibe; jie sudaro ta pacia sankibos grupe. • Kiek haploidiniame rinkinyje yra chromosomu, tiek yra ir sankibos grupiu. Tirdami drozofla Morganas ir jo bendradarbiai atrado ir genetines rekombinacijos tipa, kuri pavadino krosingoveriu. Keiciamasi segmentais tarp homologiniu chromosomu. Sie tyrinetojai pasiule metoda genu vietai ir sekai chromosomose nustatyti. Pirmiausia ji buvo nustatyta drozofilos chromosomu. Veliau chromosomine paveldimumo teorija papilde savoka genomas Genomas – genu visuma haploidiniame chromosomu rinkinyje, platesne prasme – branduolio genu visuma. Kai kurie chromosomines paveldimumo teorijos desniai ir savokos bendri visiems organizmams, o kai kurie is ju buvo pritaikyti tiriant kitokia geneine sandara turincius organizmus. Bakteriju DNR molekule, kurioje yra didzioji genu dalis (arba visi) irgi vadinama chromosoma. Dar placiau taikoma genomo savoka visoms savarankiskoms genetinems strukturoms: mitochondriju, plastidziu, plazmidziu DNR ir kt. Taigi visus organizmus vienija sie reiskiniai ir strukturos: chromosoma, genas kaip jos dalis, linijine genu seka chromosomoje, genu sankiba, sankibos grupes, genomas, krosingoverio tipo genetine rekombinacija. 27. Alelinių genų sąveikos ir kaip jos iškreipia paveldėjimą pagal G.Mendelio dėsnius Zodziu, ne viskas atitinka Mendelio desnius.. Viena tokiu nukrypimu priezastis yra homologiniu chromosomu neseseriniu zhromatidziu rekombinacija, ivykstanti per mejoze. Yra daug: genomo ispaudas (imprintingas), mozaikiskumas. Nebranduolis paveldejimas. Ir GENU SAVEIKA: -Genotipas yra ne pavieniu gneu rinkinys, o labai sudetinga genetine sistema. Visas genotipa pagrindzianciu genu saveikas galima skirti i dvi dideles grupes: 1) Saveikos tarp aleliniu genu 2) Saveikos tarp nealeliniu genu Aptarsiu saveikas tarp aleliniu genu. 1.Nevisiskas (tarpinis) dominavimas. Tai yra kai heterozigotiniai organizmai Aa skiriasi nuo abieju homozigotiniu (nuo aa ir nuo AA) (balta gelyte myli raudona = leliukas guanasi ruzavas) Tada, individu pasiskirtymas pagla fenotipinius pozymius atitinka genotipu pasiskirstyma (1:2:1) 2.Superdominavimas. Siuo atveju savaika tarp aleliniu genu panasi i tarpini dominavima tuo, kad heterozigotiniai ogranizmain skiriasi nuo abieju homozigotiniu, tik jie yra ne tarpiniai, bet pozymio intensyvumu aplenkia abu homozigotinius tevus (AA ir aa) AA

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!