Genetika - tanfolyamok
A genetika szövege - tanfolyamok
1. A GENETIKA TÖRTÉNETE, TÁRGYA ÉS HATÁSAI Evolúció: empirikus genetika, klasszikus genetika és modern genetika
1.1. TÖRTÉNET 1.1.1. Empirikus genetika - paradigma: a leghosszabb evolúciójú genetika a legújabb érleléssel, jelenleg a leggyorsabb haladással, amelytől a legtöbbet várják, de a legkevésbé kínálják. Neolitikum - empirikus genetika nagyon kicsi információmennyiségen alapul ooo empirikus szelekció - növényfajták és állatfajták termelékenyebb dokumentumokat (egyiptomi sírokból származó freskók, sumer bareljefitek) generálnak, genetikai manipulációnak alávetett fajok (juh, kecske, cmila, vacsora, ökör )
ókor - megfigyelések a családi patológiáról (Talmud hemophilia) o o Arisztotelész - a testből a spermiumba kerülő tapasztalatok vagy baleseti részecskék által kialakított nyomok
a középkor - az előformálás elmélete - a tartományok egy miniatűr embert tartalmaznak a század elején XIX - színvakság - J.Dalton 1882 - neurofibromatosis - von Recklinghausen-kór
1.1.2.a. A klasszikus genetika paradigma: a genetika tudományos alapjai - matematikai képzettségű lelkész fektette le. XIX - a modern biológiai tudományok három pillére: ooo 1839 - Schleiden és Schwann sejtelmélete 1859 - Darwin evolúciós elmélete 1865 - öröklődés elmélete - Johan Gregor Mendel - clugar - augusztusi rend Kísérletek a növények hibridizációjában 20 év kísérlet - szelekció és a borsón keresztezés (P. sativum) azon koncepció, hogy az öröklődés más örökletes tényezőknek köszönhető - bizonyos állandó szabályok szerint működik
- jóslat - örökletes karakterek generációk általi terjedése Mendel törvényei - 35 évet figyelmen kívül hagyva - 1900-ban fedezték fel újra (H. De Vries, C. Correns és E. von Tschermak - egymástól függetlenül a klasszikus genetika paradigmája: egy gén = a karakter oo genetika klasszikus = formális genetika - a DNS előtti genetikai átvitel genetikája - világos szabályok, anélkül, hogy fellebbeznének a genetikai anyag természetére
a tudományos megfigyelések mennyisége - nagyon magas o vizsgálatok rövid élettartamú fajok esetében ezek az elsajátítások lehetővé tették a következő szakaszra való ugrást
1.1.2.b. Klasszikus genetika egyéb felfedezések oooooo 1879 - Fleming - fedezzen fel néhány mitózissal összefüggő testet WC Farabee - autoszomális-domináns brachydactyly-t ír le az embereknél 1906 - W. Bateson - a genetika - új biológiai tudomány vagy tárgy - kifejezést javasolja - az élő szervezetek öröklődésének és variabilitásának tanulmányozása
1908 - populációs genetika - Hardy (matematikus), Weinberg (orvos) 1909 - W. Johansen - az örökletes tényező kifejezés helyettesítése a nemével bevezeti a genotípus és a fenotípus kifejezéseket
1909 - A. Garrod 4 anyagcsere-betegségek autoszomális-recesszív albinizmust, alkaptonuriát, cystinuriát és pentosuriát közvetítettek Garrod - normális biokémiai variabilitás - genetikailag kódolt
1910 - T. Morgan - oetizom (Drosophila melanogaster) tanulmányok 1927 - Mller - felfedezi az első mutagén anyagot - Röntgensugarak 1927 - Wright - leírja a genetikai sodródást 1928 - Heitz - leírja a heterokromatint és az eukromatint 1928 - Griffith - felfedezi a genetikai átalakulást a pneumococcusokban - leírja a genetikai polimorfizmust
1.1.3.a. A modern genetika modern genetikai paradigmája - egy gén = egy fehérje 1920-1940: kritikai megjegyzések - a genetikai biokémia kapcsolata megnövelte a genetikusok érdeklődését olyan kutatási témák iránt, mint például: oooo a gén biokémiai jellege, hogyan tárolódnak az információk a molekulákban az információk továbbítása egy generációról molekulára változások a mutáns organizmusokban a molekuláris információkban
1869 - egy bizonyos típusú molekula - a nukleinsavak figyelmen kívül hagyják, majd elutasítják - ennek a molekulának a szerkezete ismeretlen volt
Mendel gének alapelvei mint diszkrét anyagszerkezet következtetnek - a genetikai anyag támasza fehérjék lehetnek
1941 - Beadle és Tatum o o o mutációk az enzimek módosulását eredményezik. A gének kontrollálják a biokémiai reakciókat = a fehérjéket kódoló gének megváltoztatják a klasszikus genetika paradigmáját - egy gént - egy fehérjét, amely a modern genetika paradigmájává vált
1.1.3.b. Modern Genetics 1944 - Avery, McLeod és McCarty - az öröklődés támogatása az 1944-es DNS-molekula - E. Schrodinger - meghatározta a gént molekuláris értelemben 1952 - Hershey és Chase vírusokban, az öröklés anyagi támogatottsága a DNS 1946 - Lederberg és Tatum - genetikai rekombináció baktériumok 1947 - Dellbruck, Bailey és Hershey - genetikai rekombináció vírusokban 1952 - JD Watson és F. Crick - Röntgendiffrakciós vizsgálatok o A DNS szerkezetének felfedezése - a szerkezet fogalma a kettős spirál cikkoldalain - A dezoxiribonukleinsav szerkezete
(Nature 1953, 171: 737) 1952 - Barbara McKlintock - a mutálható lókuszok vagy transzpozonok fogalma 1958 - Meselson és Stahl - A DNS replikáció félkonzervatív 1961 - Nirenberg, Mathaei és Ochoa - az alapvető hármasok genetikai kódja 1961 - Jocob és Monod - a koncepció operon - genetikai szabályozás prokariótákban 1969 - Linn és Arber, illetve Meselson és Yuan - restrikciós enzimek 1970 - H. Temin és D. Baltimore - reverz transzkriptáz 1974 - Kornberg, Olins és Olins - kromatin molekuláris szerkezete
1977 - Sanger; Maxam és Gilbert - DNS-szekvenálás 1977, 1978 - Sharp; Gilbert és Tonegawa - az 1979-es gén szakadatlan szerkezete - Khorana - az 1979-es gén in vitro szintézise - Kan - rekombináns DNS-technológia diagnosztikai alkalmazása 1980 - Anderson és mtsai. - mitokondriális genom szekvenálás Genetikai paradigma: gén = polipeptid, gén = az emberi nukleáris genom specifikus termék feltérképezése - emlős organizmusok klónozása 1988 - Humán Genom Szervezet - Humán Genom Projekt
1.2.1. A GENETIKA TÁRGYA genetika = az élő szervezetek öröklődésének és variabilitásának vizsgálata o o öröklődés = a felmenők és leszármazottak biológiai hasonlósága változékonyság = a felmenők és leszármazottak között előforduló biológiai különbségek
A genetika tárgyának meghatározásának egyéb módjai a következők: genetika - az öröklődés és a variabilitás struktúráinak, mechanizmusainak és törvényeinek tanulmányozása o öröklődés konzervativizmus - az osztály, a rend, a nemzetség, a faj és a változatosság karaktereinek fenntartása generációkon keresztül = diszkrét változások = a karakter alternatív változatai
genotípus = az örökletes örökségből származó diszkrét szerkezet az allél gének konfigurációja, amely egy bizonyos tulajdonságot kódol
fenotípus = a molekuláris, sejtes (szöveti), morfológiai, fiziológiai vagy pszicho-magatartási viselkedésű genotípussal összefüggő karakter
genetika - összefüggések orvosi, mezőgazdasági, állatorvosi, technológiai tudományokkal o o emberi genetika = a genetika alkalmazási területe az emberekre orvosi genetika = öröklődés és változékonyság - összefüggésben van az egészséggel és a betegségekkel
orvosi genetika = szintézis diszciplína az emberi genetika és az emberi patológia között kapcsolatok az alapvető tudományágakkal a molekuláris genetika = biokémia - sejtbiológia - genetika
citogenetika = citológia - genetikai immunogenetika = immunológia - genetikai farmakogenetika = farmakológia - genetikai
kapcsolatok a klinikai tudományokkal gyermekgyógyászat, neurológia, dermatológia, onkológia, klinikai immunogenetika 1.3. A GENETIKA HATÁSA
a biológiai tudományokban (agronómia és állattenyésztés) az orvostudományokban géntechnológia - hatás a technológiára és az iparra
o a genetika és a biotechnológiai vállalatok kapcsolata - objektum - áruk biotechnológiai módszerekkel történő előállítása a jogi orvostudományban, az igazságszolgáltatás, valamint a fogalmi és gyakorlati kriminalisztika
1.3.1.a. A genetika hatása az orvostudományban a betegségek genetikai szempontból történő osztályozására vonatkozó kritériumok szerint:
az érintett genom típusa (nukleáris vagy mitokondriális) a genetikai anyag (kromoszómák vagy gének) szervezettségi szintje, az érintett sejtvonalak (germinális vagy szomatikus), a változás sajátos helyzete és etiológiai hatása
a betegségek genetikai szempontból történő osztályozása:
a) kromoszóma szindrómák - változások egy vagy több nukleáris kromoszómában, az összes sejtben vagy csak egyes sejtvonalakban b) c) örökletes betegségek - a változás jelentős hatással van az összes sejt nukleáris génjére, de csak egyes sejtek genetikailag kondicionált betegségek - a különféle nukleáris gének változásai, mindegyiknek jelentéktelen hatása van, együttesen additív hatást keltenek, ami hajlamot teremt egy betegségre, amely környezeti tényezők jelenlétében nyilvánvalóvá válik. d) e) rákos megbetegedések - örökletes változások az összes sejtben ) (egyes sejtvonalakban) a nukleáris genomból nyertek, a környezeti tényezők mellett, meghatározóak, mint etiológiai mitokondriális betegségek - a citoplazmatikus genomban bekövetkező változások okozzák
1.3.1.b. A genetika hatása az orvostudományban
genetikai diagnózis: prenatális vagy postnatalis
o tünetmentes (prediktív) o postmortem. genetikai vagy egyéni diagnózis
o családi - heterozigozitás detektálása o kollektivitások - epidemiológiai diagnózis o asszociáció a szövetek és törvényszéki szervek donorai és befogadói között
örökletes patológia - lehetővé teszi a gének működésének megértését, a betegségek biokémiai alapjainak megértését, a normál biokémiai mechanizmusok megértését, terápiás stratégia kidolgozásának felépítését