Transcript Document 7765300

Nodarbības plāns:
•Atipiski pazīmju iedzimšanas tipi
•DNS pārveidošana
•Uzdevumu risināšana
Pazīmju iedzimšanas tipi
Pazīmju iedzimšanas tipi
Monogēnā iedzimšana
Poligēnā iedzimšana
Multifaktoriālā iedzimšana
Monogēnā iedzimšana
Autosomālā
D ominantā
Recesīvā
X-saistītā
D ominantā
Y-saistītā
(holandriskā)
Recesīvā
Autosomāli dominantais
iedzimšanas tips
Brahidaktilija
Polidaktilija
Autosomāli dominantā iedzimšanas tipa ciltskoks
Aa
Aa
aa
Aa
aa
aa
Laulību varianti
Laulību tips
Slimi pēcnācēji
Aa x aa
1/2 Aa
AA x aa
Aa
Aa x Aa
1/4AA 1/2 Aa
AA x Aa
1/2 AA 1/2Aa
AA x AA
AA
Veseli pēcnācēji
1/2 aa
aa
½
1/4
aa
¼ aa
Grūtības A-D analizēšanā
A-D nepilnīga penetrance
*
II
2
jābūt heterozigotai
Gēna nepilnīga penetrance
Piem., Osteogenesis imperfecta
penetrance 60%
P Aa x aa
F1 1/2 Aa : 1/2 aa
1/2 x 3/5 = 3/10 jeb 30%
Pazīmes vēla izpausme
Hantingtona slimība
Aa
70 g.
1/2 Aa
30 g.
1/4 Aa
?
1/2 x 1/2 = 1/4
Hantingtona slimība
Hantingtona slimība
Hh
1/2 Hh
hh
hh
Pazīmes variabla
ekspresivitāte
Neirofibromatoze
Variabla ekspresivitāte
Pseidodominēšana
Aa
aa
aa
Aa
Jauna mutācija
Mutācija de novo
Ahondroplazija
Ahondroplazija
Risks nav
lielāks kā
populācijā
vidēji
1/2
Ģimeņu hiperholisterinēmija
I
46
52
II
33
III
6
7
9
Ģimeņu polipoze
I
II
66
III
44
IV
25
23
19
Autosomāli recesīvais
iedzimšanas tips
Pieaugusi auss ļipiņa
Nespēj mēli saliekt
Albinisms
Fenilketonūrija
Autosomāli recesīvā iedzimšanas tipa ciltskoks
Laulību varianti
Laulību tips
Aa x Aa
Veselie pēcnācēji Slimie pēcnācēji
1/4 AA 1/2 Aa
Aa x aa
1/2
Aa
AA x aa
1
Aa
AA x Aa
aa x aa
1/2
1/4 aa
1/2 aa
AA 1/2 Aa
1
aa
Kopīgā gēnu daļa dažādas pakāpes
radiniekiem
Radniecība
Radniecības
pakāpe
identiski
Kopējā gēnu
daļa
1
Dizigotiskie
dvīņi
pirmā
1/2
Sibi (brāļi,
māsas)
pirmā
1/2
Monozigotiskie
dvīņi
Kopīgā gēnu daļa dažādas pakāpes
radiniekiem
Vecāki, bērni
pirmā
1/2
Brāļu, māsu
bērni
otrā
1/4
Brālēni,
māsīcas
treša
1/8
Risks būt heterozigotiskam
1/2
1/2
1
1
1/2
aa
1
1/2
2/3
2/3
P
Aa x Aa
F 1/4AA 2/4Aa 1/4aa
Riska palielināšanās radinieku laulībā
(gēns populācijā sastopams relatīvi reti)
Piemērs. Gēna biežums 1/100
1/100Aa x 1/100Aa
1/4 aa
1/100 x 1/100 x 1/4 = 1/40.000 *
Radinieku laulība (brālēns un māsīca)
1/100Aa x 1/8Aa
1/4aa
1/100 x 1/8 x 1/4 = 1/3200 *
Riska palielināšanās radinieku laulībā
(gēns populācijā sastopams relatīvi bieži)
Piemērs. Gēna biežums 1/10
1/10Aa x 1/10Aa
1/4 aa
1/10 x 1/10 x 1/4 = 1/400 *
Radinieku laulība (brālēns un māsīca)
1/10Aa x 1/8Aa
1/4aa *
1/10 x 1/8 x 1/4 = 1/320
Ģenētiskā heterogenitāte
Slimība ir heterogēna, ja vienu un
to pašu pazīmi nosaka dažādi
mutantie gēni
Ģenētiskā heterogenitāte
• Vairāki gēni - viens efekts
Piem., kurlums
P aa x aa
F
aa
a
a
a
a
a
a
Ģenētiskā heterogenitāte
Kurluma iedzimšana
Ar X hromosomu saistītais
recesīvais iedzimšanas tips
Varbūtība būt heterozigotai
1/2
1/2
Slimas sievietes
X-R gadījumā ir retums
Tēvs slims, māte Hz
Tēvs slims, mātei jauna mutācija
De novo mutācija
Tēvam jauna mutācija, māte Hz
De novo
mutācija
X-R ihtiose
Ar X hromosomu saistītais
dominantais iedzimšanas tips
X-D iedzimšanas tipa ciltskoka
piemērs
X-D vīriešiem letāls
X-D
Incontinentia pigmenti
Reta sindroms
Holandriskais iedzimšanas
tips
Holandriskā iedzimšanas tipa ciltskoka
piemērs
Mitohondriālais iedzimšanas
tips
Mitohondriālā iedzimšanas tipa ciltskoks
Mitohondriālā iedzimšanas tipa ciltskoks
Populāciju ģenētika
Ellis van Creveld sindroms
Ahondroplazija
DNS pārveidošana
ĢENĒTISKAIS MATERIĀLS
DNS modelis Disnejlendā
(Floridā)
Īpašības
Gēns
Hromosomas šūnā
Ģenētiskais materiāls
Sievietes kariotips
Vīrieša kariotips
DNS izolēšana
F
S 1.Šūnas
2.Fermenti
saplēš
un deterģenti
pārplēš šūnu membrānas un
kodolmemrānas
3.
Centrifugē un filtrē
DNS un OBV
DNS
Rekombinētās
DNS molekulas
Var kombinēt jebkuru
organismu
DNS
Rekombinēto DNS iegūšana
DNS molekula, kas izveidota no
divu dažādu organismu DNS
fragmentiem
Restrikcijas fermentu darbība
Līmīgais gals
Līmīgais gals
Rekombinētā DNS
Vektors un interesējošā DNS sagriezta
ar to pašu restriktāzi
Vektors
DNS fragments ar
interesējošo gēnu
Vektors un fragments tiek sajaukti un pievienota ligāze
DNS ligāze
Rezultāti
DNS vektorā
nav
iebūvējies
Rekombinētā DNS
molekula
Retrikcijas fermenti - molekulārās šķēres
1.
DNS
Kodols
Šūna
Ligāze
Oriģinālā DNS
2.
Vīrusa DNS
Vīruss
Sagriež ar
fermentiem
3.
Ģenētiski pārmainīta šūna
4.
1.
2.
3.
4.
Praktiskais pielietojums
Olbaltumvielu producēšanā
Cilvēka insulīna producēšanā
Insulīna
gēns
Iebūvē
plazmīdā
Inficē
baktēriju
Gēnu terapija
Gēnu terapija
Metode
• Var ārstēt
• Var pasargāt no ģenētiskās slimības
pārmainot indivīda gēnu ekspresiju
Ir divas galvenās metožu grupas
Somatisko šūnu
terapija
Dzimumšūnu
terapija
Somatisko šūnu terapija
Gēnu ievada somatiskajās šūnās
Gēns nākamajām paaudzēm netiek
nodots
Procedūrai pakļauts tikai viens
indivīds
Gēna ievadīšanas metodes
• Vektori
• Gēnu mikroinjekcija
Vektori
Cilvēkam vīrusi (retrovīrusi)
HIV
Adenovīrusi
Trūkumi
•Var iebūvēt ierobežota lieluma DNS
•Inficē tikai noteikta tipa šūnas
Gēnu ievadīšanas adata
Diametrs 1miljonā daļa mm
20. 000 bp
Ievada cilmšūnās
Asins cilmšūnas
Gēnu terapija ar vektoriem
Gēns, kas
kodē faktoru VIII
Faktors VIII
Vīruss, kurā
iebūvēts faktora VIII
gēns
Kodols
Cilvēka šūna
Gēnu terapijas sākums
• 1989. gads
• Neomicīna rezistences gēns
• 1990. gads
• Dr. W.F.Anderson
• Dr. R.M. Blaese
• Lielbritānijas nacionālais veselības
institūts
Ashanti de Silva
pirmais gēnu
terapijas pacients
1990. gads
Smags kombinēts imūndeficīts
Adenozīndeamināzes
trūkums
(ADA; SCID)
Procedūra
• Izolēja T šūnas
• T šūnas savairoja
• T šūnas inficēja ar vīrusiem
vīrusos iebūvēja ADA gēnu
• T šūnas ievietoja atpakaļ
asinsritē
Ex vivo
K
J
“Slimā” šūna
tiek pārveidota
Cistiskā fibroze
Gļotas nosprosto
elpceļus
• Gēnu klonēja 1989. gadā
• > 1000 mutāciju
• Biežākā ir mutācija 508
In vivo
J
Ģenētiski
pārveidota
šūna
Paciets
Dzimumšūnu (dīgļceļa) šūnu
terapija
Gēna normālo kopiju ievada dzimumšūnu priekštečos
Dzimumšūnu (dīgļceļa) šūnu
terapija
Argumenti pret
• Nevajag uzņemties Dieva lomu
• Nedrīkst lemt par nākamajām
paaudzēm viņu vietā
• Kāpēc vēlreiz vērt vaļā Pandoras
trauku
Dzimumšūnu (dīgļceļa) šūnu
terapija
Argumenti par
• Lētāka ,efektīvāka
• Reāla iespēja izskaust ģenētiskās
slimības
Pirmais gadījums (2001.g.5.jūnijs),
kad AAVV tika izmantoti neiroloģisku
slimību gēnu terapijā.
Thomas Jefferson Hospital (Philadelphia) :
Dr. Erol Veznedarouglu, Dr. Andrew Freese,
Mr. McPhee, Dr. Christopher Janson, Dr.
Meryl Latsko.
Pirmais Canavan slimības
gēnu terapijas pacients 2001. gadā
Maksis pēc terapijas
Slimību diagnosticēšanā
Gēnu inženierija slimību Dg
?
?
Vesels
Vecāki Slimais Meita Hz Bērns Bērns
Uzdevumi
Populāciju ģenētika
Ellis van Creveld sindroms
Ahondroplazija