Öröklés, kromoszómák; Vércsoportok - emberi genetika

öröklés

Kép: "A hólyag jól differenciált átmeneti sejtes karcinómájának reprezentatív kariotípusa", Filip em. Engedély: CC BY 2.0

Emberi genetika: mi ez?

A genetika részeként az emberi genetika az emberi genommal foglalkozik. Az orvosi diagnosztika és a molekuláris biológiai kutatás szorosan együttműködik. A preklinikai szakaszban az alapvető kifejezések, a különféle öröklődési minták és a családfa-elemzések különösen fontosak az Ön számára. A tanfolyam klinikai részében ismét mélyebben oktatják Önt a tanfolyam blokkolja az emberi genetikát.

Genetikai szimbólumok

Autoszomális öröklődés: domináns és recesszív

Autoszomális öröklődés esetén a genetikai anyag az 1-22. Kromoszómán fekszik. Tehát nemtől függetlenül öröklődik.

Az autoszomális domináns öröklődés

Ha a tulajdonságok autoszomális domináns módon öröklődnek, akkor mind a heterozigóta, mind a homozigóta állapotokban fejeződnek ki. A statisztikailag leggyakoribb megoszlás az egyik szülőtől a gyermekek feléig tartó öröklés (teljes behatolással).

Annak a valószínűsége, hogy a gyerekek kifejezik az uralkodó tulajdonságot: 50% -100%.

Kombinációs példák

  • Az egyik szülő heterozigóta a tulajdonságra: A.a x aa = 50% A.a + 50% aa
  • Az egyik szülő homozigóta a tulajdonságra: AA x aa = 100% A.a

Ha a tulajdonság a betegség oka, a homozigóták általában súlyosabb hatással vannak, mint a heterozigóták. A családfában az autoszomális domináns betegségek generációk során nyomon követhetők, mivel az embereket minden generációban érinti. (Kivételt képeznek például a Achondroplasia és a Marfan-szindróma új mutációk miatt).

Autoszomális domináns örökletes betegségek

  • Polydactyly (Sokféleség)
  • Brachydactyly (Rövid ujjak)
  • Hasított kéz
  • Hasított láb
  • Achondroplasia (aránytalan törpe): a porcképződés megzavarása. A csontok növekedési zónáinak hiánya aránytalanul alacsony testalkatot eredményez normál törzshosszúsággal és kövér, erősen megrövidült végtagokkal. Az achondroplasia eseteinek 80% -ában új mutáció az oka.
  • Marfan-szindróma: A fibrillin génjének mutációi a kötőszövet szintézisének rendellenességeivel
  • Chorea Huntington: Ennek oka a hármas (CAG) kiterjesztése, amely romboló hatással van az agy bazális ganglionjainak idegsejtjeire. A penetrancia a hármas ismétlések számától függ:> 60 CAG hármas esetén Huntington-kór fiatalkorú korban fordul elő.

Az autoszomális recesszív öröklés

Autoszomális recesszív öröklődés esetén a hordozónak homozigóta kell lennie a tulajdonságra, különben nem lesz öröklődés. A heterozigóták vezetőként működnek, de nem mutatnak kifejezést a fenotípusban. Egy fenotípusos betegnek tehát szüleinek kell lenniük, akik mind a recesszív gént örökölték.

Kombinációs példák

  • Ha az egyik szülő homozigóta a tulajdonságra, a másik pedig heterozigóta a tulajdonságra, akkor az összes gyermek fenotípusosan egészséges lesz, de a gyermekek fele hordozóvá válik. A.a x AA = 50% Aa + 50% AA
  • Ha mindkét szülő heterozigóta a tulajdonságra, a gyermekek 25% -a érintett, 50% heterozigóta vezetője és 25% -a homozigóta és egészséges. A.a x Aa = 25% aa + 50% A.a + 25 AA%

A családfáknál az autoszomális recesszív betegségeket kevésbé könnyű nyomon követni, mint az autoszomális domináns betegségeket. Több generáció itt mentes lehet a vonásoktól, mielőtt valaki újra megbetegedne. Ahogy el lehet képzelni, a rokon házasságok utódai különösen érintettek, mivel itt megnő annak esélye, hogy mindkét szülő hordozza a recesszív gént.

Autoszomális recesszív örökletes betegségek

  • Albinizmus: A melaninok bioszintézisének zavarai a tirozin-hidroxiláz hiánya miatt. Ennek eredményeként hiányzik a pigment: nagyon fehér a bőr és a haj, valamint nagyon érzékeny az UV fényre
  • Fenilketonuria: A fenilalanin a fenilalanin-hidroxiláz hiánya miatt nem bontható le, és felhalmozódik a szervezetben. Ennek eredménye súlyos pszichomotoros retardáció. Terápia: szigorú fenilalaninmentes étrend!
  • Cisztás fibrózis: Trinukleotid deléció a 7. kromoszómán, amely a CFRT transzportert (klorid transzportert) kódolja. Ily módon a kloridionok már nem szállíthatók szekrécióban, viszkózusak és lassan folynak, súlyos klinikai következményekkel járnak a betegek számára (ideértve a visszatérő légúti fertőzéseket és a felszívódási zavarokat). Minden exokrin mirigy érintett.
  • Süketség

Az autoszomális recesszív tulajdonság, amely nem betegség, a 0. vércsoport.

A gonoszómák: fontos tények az X és Y kromoszómákról

Az emberi kromoszóma halmazban van egy kromoszóma pár, amely nem homológ: az X és Y gonoszómák. Meghatározzák a genetikai nemet.

A következő táblázat áttekintést nyújt az Y és az X kromoszóma tulajdonságairól és funkcióiról.

Y kromoszóma X kromoszóma
gyenge információ (nagyon kevés gén lokalizációja) információgazdag (a szervezet számos funkciójának ellenőrzése)
az Y kromoszóma legfontosabb génje meghatározza a nemet (Y SRY nemet meghatározó régiója) dupla adag X-hez kapcsolt gén
Az SRY herék képződését, tesztoszteron termelést vált ki Dózis-kompenzációs mechanizmus: Kompenzáció a két X kromoszóma >> Barr testének (nemi kromatin) visszafordíthatatlan inaktiválásával a sejtmag szélén
Szexuálisan nemkívánatos fejlemények: XX ember: Az SRY gén a meiózis során transzlokálódik más kromoszómákba >> férfi fenotípus az Y kromoszóma hiánya ellenére, a sterilitásXY nő: SRY mutációval történő inaktiválás >> másodlagos nemi fejlődés nem fordul elő, lehetséges meddőség Genetikai mozaikok: 50% -ban az anyai X kromoszóma aktív a női szervezetben, 50% -ban az apai X kromoszóma
A herék nőiesedése: a tesztoszteron hibás receptora >> XY személyek, akiknek fenotípusa, sterilitása van Az inaktiváció törlése a csíravonalban

A gonoszomális öröklődés

A gonoszomálisan összefüggő öröklődés akkor van jelen, ha a jellemző tulajdonság a két nemi kromoszóma egyikén található.

Az X-hez kötött domináns öröklés

Az X-hez kötött domináns öröklés nagyon ritka öröklődési mód.

Kombinációs példák

  • Apa hordozza a mutált allélt: minden fia egészséges, minden lánya beteg. Xy x xx = 50% xy + 50% Xx
  • Az anya hordozza a mutált allélt: a fiúk 50% -a, a lányok 50% -a beteg. xy x Xx = 25% Xy + 25% xy + 25% Xx + 25% xx

X-kapcsolt domináns betegségek

  • D-vitaminnal szemben ellenálló ricsa (Hypophatemia)
  • Rett-szindróma
  • Alport-szindróma

X-hez kötött recesszív öröklés

Az X-hez kötött recesszív öröklődési mód sokkal gyakoribb. A férfiak jellemzőit tekintve lényegesen gyakrabban érintik, mint a nőket.

Kombinációs példák:

  • Ha az embernek mutált allélje van, fenotípusosan beteg, és ezt az allélt továbbadja lányainak. Ebben az esetben, ha az anya homozigóta, a lányok csak hordozókká válnak. Az allél nem kerül át az apától a fiúkhoz, ők sem betegek, sem karmesterek. xY x XX = 50% xX + 50% Xy
  • Ha az anya heterozigóta hordozó, fiainak 50% -a beteg lesz. A lányok 50% -a karmesterré válik. XY x Xx = 25% xY + 25% XY + 25% xX + 25% XX
  • Ha a férfi beteg, és a nő hordozó (beltenyészet!), Akkor a fiúk 50% -a és a lányok 50% -a betegszik meg. A lányok másik fele karmesterré válik. xY x Xx = 25% xY + 25% XY + 25% Xx + 25% xx

X-kapcsolt recesszív betegségek

  • Hemophilia A. (VIII. Faktor hiány) és Hemophilia B. (IX. Faktor hiány):
  • Vörös-zöld vakság (Heterogony)
  • Duchenne izomsorvadás

Az X-hez kapcsolódó recesszív betegséget mutató jól ismert családfa Viktória angol királynő családfája. A királyi család hemofíliában, a "vérbetegségben" szenvedett.

A vércsoportok öröklése

Jelenleg 20 különböző vércsoport-rendszer van. A legfontosabbak AB0 rendszer, a MN rendszer és a Rh rendszer.

Az AB0 vércsoport rendszer

A AB0 vércsoport rendszer egy példa a többszörös alléliára (genetikai polimorfizmusok >> itt olvashat mindent a formális genetikáról). Több allél esetén egy populáción belül egy génnek két allélja van. Ezek az allélek egyedenként dominánsak/recesszívek vagy kodominánsak. A következő allélok léteznek az AB0 rendszerben:

  • A az A antigén esetében
  • B a B antigén esetében
  • 0 antigén nélkül.

A és B kodominánsak egymással és dominánsak a 0-ra, és antigéneket hordoznak a glikokalyxukban, a 0 recesszív allélként visszahúzódik, és csak homozigozitásban nyilvánulhat meg. Az Allele 0 nem tartalmaz antigént a glikokalyxban.

Az MN vércsoport-rendszer

A kodominanciák esetében mindkét allél egyszerre fejezi ki magát a fenotípusban (heterozigozitás esetén). Tisztán kodomináns öröklés esetén a genotípust mindig közvetlenül a fenotípusból lehet következtetni: nincs olyan recesszív allél, amely elrejtőzhetne. Erre példa MN vércsoport rendszer. Az MN rendszerben egy fehérje két különböző allélje van az eritrociták glycocalyxjében.

Az alábbi táblázat összefoglalja a vércsoport öröklődésének genotípusait és az ezekből fakadó fenotípusokat az MN rendszerben és az AB0 rendszerben. Ezek az öröklési szabályok felhasználhatók az apaság előzetes megállapítására. Ha az apa és a gyermek közötti vércsoport-konstelláció nem egyezik, akkor az apaság kizárható, és további genetikai tesztek feleslegesek.

Fenotípus genotípus
AB0 rendszer A. AA, A0
B. BB, B0
TÓL TŐL TÓL TŐL
0 00
MN rendszer M. MM
N NN
MN MN

Az Rh rendszer: a rhesus faktor

A Rhesus faktor fehérje és dominánsan öröklődik. Rh-negatív embereknél kialakulhatnak antitestek az Rh-faktor ellen, de csak Rh-pozitív vérrel való érintkezés után. Ez problémákat okoz a terhesség alatt Rh-negatív anya és Rh-pozitív apa számára. A gyermek vére, Rh pozitív, születéskor érintkezik az anya vérével. Az anya immár antitesteket fejleszt ki Rh ellen. Ezek képesek átjutni a placentán egy későbbi terhesség alatt, és agglutinálni az Rh-pozitív eritrocitákat a magzati szervezetben. Ennek eredménye a születéskor bekövetkezett súlyos sárgaság, súlyos agykárosodás.

Heterozigóta apa Rhrh Homozigóta apa RhRh
az utódok 50% -ában szövődmények jelentkeznek az utódok 100% -ában szövődmények jelentkeznek

Antitest profilaxis

Az első gyermek születése után az anyának nagy adag Rh-AB-t adnak be. Ezek elfedik a gyermek Rh antigénjeit, és biztosítják a gyors eliminációt, következésképpen nem képződnek anyai Rh-AB-k.

Genomikus lenyomat: azonosítás a szülői származás szerint

Minden, amit eddig tanultál, azt mutatta, hogy a legtöbb gén megismétlődik: egy az anyától, egy az apától. Mendel szabályai szerint a domináns allélek alakítják a fenotípust. Egyes tulajdonságok esetében azonban megfigyelték, hogy különbség van abban, hogy melyik szülő örökölte az érintett allélt. A két gén egyikének aktivitása nagymértékben csökken. A szülői gének ilyen megjelölése megteszi Genomic Imprinting - genomikus imprinting hívott. Az imprinting a csírasejtek fejlődésében zajlik. A genomi lenyomatot eddig mintegy 20 génnél bizonyították.

A genomi lenyomat minden generációban újból végbemegy, az öröklött lenyomat törlődik.

Törlés a 15. kromoszóma q karjának proximális részén

Ez a példa a genomi lenyomatot mutatja be. Ha a gyermek örökli a hibás kromoszómát az apától, ez egy gyermekben nyilvánul meg Prader-Willi-szindróma (azaz mentális retardációval, alacsony testalkattal, elhízással). Ha a gyermek a hibás kromoszómát apjától örökölte, az ún. Angelman-szindróma (beleértve a koponya és az arc aránytalanságát, az ellenőrizetlen nevetésrohamokat).

Gyakorlat az emberi genetika kockázatának kiszámításában

Kérdés: Két testvér X-hez kapcsolódó recesszív örökletes betegségben szenved. Milyen nagy a kockázata annak, hogy unokahúga (nővére lánya) heterozigóta hordozó lehet?

Megoldás: A két testvér bizonyára anyjától örökölte a mutált allélt. Egészséges vezetőként örököl (Xx) az allél 50% -os valószínűséggel (p = 1/2) a lányodon. Ez aztán a mutált allélt 50% -os valószínűséggel (p = 1/2) továbbadja gyermekeinek (férje egészséges, ezért nem szerepel a számításban). Az unokahúga valószínűségét az egyes valószínűségek szorzatából számítják ki: 1/2 x 1/2 = 1/4 = 25%

Forrás: G. Poeggel (2009): Kurzlehrbuch Biologie. P. 99. Thieme Verlag.

Népszerű vizsgakérdések a biológiában orvosok számára: Az emberi genetika tárgya

A megoldásokat a források alatt adjuk meg.

1. A rokon házasságban élő párok gyakran igénybe veszik a genetikai tanácsadást. Mely örökletes betegségek esetén van nagyobb kockázat az e házasságokból származó gyerekeknek?

  1. X-kapcsolt recesszív öröklődési móddal járó betegségek
  2. Autoszomális recesszív öröklődési móddal járó betegségek
  3. X-kapcsolt domináns öröklési móddal járó betegségek
  4. A trinukleotid ismétlődő terjeszkedésével járó betegségek
  5. Betegségek mitokondriális öröklődési módja

2. Az alábbi betegségek közül melyik nem öröklődik autoszomális recesszív tulajdonságként?

  1. Albinizmus
  2. Fenilketonuria
  3. Chorea huntington
  4. Süketség
  5. Cisztás fibrózis

3. Mi nem vonatkozik az x-kapcsolt recesszív öröklődésre?

  1. Ha az embernek mutált allélje van, fenotípusosan beteg, és ezt az allélt továbbadja lányainak.
  2. Ebben az esetben, ha az anya homozigóta, a lányok csak hordozókká válnak.
  3. Az allél nem kerül át az apától a fiúkhoz, ők sem betegek, sem karmesterek
  4. Ha az anya heterozigóta hordozó, fiainak 50% -a beteg lesz
  5. A lányok 100% -a karmesterré válik

Tanfolyam tipp a genetikáról a biológiában orvosok számára

Szeretne illeszkedni a genetika minden alapjához? A családfák elemzése és a valószínűségek kiszámítása már nem jelenthet problémát? Egyszerűen tanuljon az emberi genetikáról szóló tanfolyamunkkal vagy az emberi genetikáról és a családfa-elemzésről szóló videoelőadásunkkal a Lecturio-tól, és optimálisan felkészült a fizikumra. Csak próbálja ki tanfolyamainkat ingyen.

dagad

Wenisch (2013): rövid leírású tankönyvbiológia. Elsevier Kiadó.

Poeggel (2009): Rövid tankönyvbiológia. Thieme kiadó.

megoldások: 1: B., 2: C.: 3: E