View
237
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
HUMAN GENETICS
DR. KAMAJAYA, MSc.,SpAnd.
BAGIAN BIOLOGI
FAKULTAS KEDOKTERAN U.S.U.
MEDAN.
G E N E T I C S
• DEFINISI.
= Ilmu yang mempelajari tentang sifat,
karakter, penyakit atau cacat yang
diturunkan dari orang-tua kepada
turunan nya, dan cara- cara
penurunannya.
GENETICS.
• Dibagi atas 4 subdisiplin utama :
• 1. Transmission Genetics :
Transmisi gen dari satu generasi kegene-
rasi berikutnya.
• 2. Molecular Genetics :
Struktur dan fungsi gen di tingkat
molekuler.
• 3. Population Genetics :
Hereditas pada kelompok individu berupa
sifat herediter yang dibawakan oleh satu
atau beberapa gen.
• 4. Quantitative genetics :
Penurunan sifat dibawakan oleh banyak
gen secara simultan.
1. Transmission Genetics.
• Dapat dibagi atas :
• 1.1. Mendelian Genetics : sifat-sifat
herediter yang diturunkan menuruti
Hukum Mendel.
• 1.2. Non-Mendelian Genetics : sifat-
sifat herediter yang diturunkan tidak
menuruti Hukum Mendel.
• 1.3. Hereditary Sex-linked : sifat-
sifat yang dibawakan oleh faktor-
faktor yang berada di kromosom-sex.
Genotype (genetic
constitution)
Actions of
other genesand their products.
Environtmentalinfluences and
random developmental
events.
Phenotype(expression of physical trait)
Influences on the physical manifestation (phenotype) of the genetic blueprint (genotype) ; interaction with other genes and their products (such as hormones) and with the environment (such as nutrition).
Mendel’s Experimental Design.
• Gregor Johann Mendel, penemu dasar
Genetika modern. Thn. 1854, mulai melakukan
serangkaian experimen persilangan pada
sejenis kacang (Pisum sativum) ⇒ Fundamental
principles of genetics.
• Pisum sativum memenuhi syarat sebagai
sample experimen genetika sebab :
• 1. Variasi banyak : Warna bunga, biji, warna dan
bentuk buah, tinggi batang dan posisi letak bunga.
• 2. Siklus hidup pendek.
• 3. Dapat dilakukan cross fertilization.
• 4. Jumlah turunan banyak.
• 5. Syarat hidup dan biaya perawatan murah.
Mendel hypothesis and law.
• Mendel Hypothesis :
• Sepasang sifat dibawakan oleh sepasang faktor.
• Pada pasangan faktor, satu faktor dominan thd alel
nya.
• Pada gamet, anggota pasangan faktor terpisah atas
dua gamet yang berbeda.
• Thn 1865, Mendel melaporkan hasil experimen
nya.
• Mendel’s first law : Bila sepasang individu diper-
silangkan dengan sepasang sifat alternatif, pd
turunan pertama akan muncul sifat yg dominan,
dan pada turunan kedua, sifat dominan dan
recesif diturunkan tiga berbanding satu.
• Mendel’s second law : Bila dipersilangkan sepa-
sang individu dengan dua pasang sifat alternatif
atau lebih, maka pasangan-pasangan sifat di-
turunkan tdk tergantung satu dengan lainnya
(free assortment).
1.1. MENDELIAN GENETICS.
Mendelian Inheritances.
1. Monohybrid,
2. Dihybrid,
3. Trihybrid,
4. Multihybrid.
1.2. NON-MENDELIAN GENETICS.
• Non-Mendelian Inheritances.
a. Dominancy Incomplete,
b. Intermedier Inheritances,
c. Epistasis,
d. Multiple gene Inheritances,
e. Multiple alleles,
f. Sex-differences :
i. Sex Influenced Characters,
ii. Sex Limited Characters,
1.3. HEREDITARY SEX-LINKED
• Hereditary Sex-linked.
• Faktor pembawa sifat herediter terle-
tak di kromosom-sex (krom-X atau
krom-Y).
• Kromosom-X dan kromosom-Y mempu-
nyai bagian kromosom dimana faktor-
faktor berpasangan, bagian ini disebut
“ Bagian homoloog” kromosom-X dan Y.
• Sebagian besar kromosom-X dan-Y fak-
tor-faktornya tidak berpasangan, bagi-
an ini disebut “Bagian non-homoloog”.
1.1. MENDELIAN INHERITANCES.
• a. Monohybrid.
P. ♂ Black X ♀ White F2.
BB bb
G1. B b
F1. Bb
(Black)
G2. B - b
F2.ratio = Black : White = 3 : 1.
♂
♀ B b
B BB
Black
Bb
Black
b Bb
Black
bb
White
b. Mendelian dihybrid
P. ♂ Black-short X ♀ White-long
BBSS bbss
G1. BS bs
F1. BbSs
(Black-short)
G2. BS – Bs – bS - bs
F2.
♂
♀ BS Bs bS bs
BS BBSS BBSs BbSS BbSs
Bs BBSs BBss BbSs Bbss
bS BbSS BbSs bbSS bbSs
bs BbSs Bbss bbSs bbss
F2. ratio =
Bl-sh : Bl-Lg : Wh-sh : Wh-lg = 9 : 3 : 3 : 1.
1.2. NON-MENDELIAN INHERITANCES.
a. Incomplete dominancies
&
b. Intermedier Inheritances
P. ♂ Red X ♀ White
RR WW
G1. R W
F1. RW
(Orange)
F2.
♂
♀ R W
R RR RW
W RW WW
F2. ratio = Red : Orange : White = 1 : 2 : 1.
1.2. Non-Mendelian Inheritances.
c. Epistasis (Deaf-mutism).
P. ♂ Normal X ♀ Normal
DdMm DdMm
G1. DM-Dm-dM-dm
♂
♀DM Dm dM dm
D
M
DD
MM
DD
Mm
Dd
MM
DdM
m
D
m
DD
Mm
DD
mm
Dd
Mm
Ddm
m
d
M
Dd
MM
Dd
Mm
dd
MM
dd
Mm
d
m
Dd
Mm
Dd
mm
dd
Mm
dd
mm
F2.
F2.ratio = Normal : Deaf-mute =
9 : 7.
1.2. Non-Mendelian Inheritances.
d. Multiple gene Imheritances.
Lebih dari sepasang gen bekerjasama
→ satu fenotip.
Contoh :
a. Tinggi-badan,
b. Warna-kulit
c. Hypertensi herediter.
d. Diabetes-mellitus herediter.
Faktor lingkungan sangat berpengaruh
→ Phenotype = Genotype + Environment.
1.2. Non-Mendelian Inheritances.
e. Multiple alleles.
i. ABO blood-groups.
ii. Rhesus-factor.
Phenotype Genotype
A IAIA-IAIO
B IBIB-IBIO
AB IAIB
O IOIO
i. ABO blood-groups
P. ♂ A-Group het. X ♀ B-Group. Het.
IAIO IBIO
G1. IA – IO IB – IO
F1.
♂
♀
IA IO
IB IAIB IBIO
IO IAIO IOIO
ii. Rhesus-factor.
♂ Rh.pos.,het. X ♀ Rh.pos.het.
Rr Rr
G1. R – r R - r
F1. ♂
♀ R r
R RR Rr
r Rr rr F2-ratio :
Rhesus pos. : Rhesus neg. = 3 : 1
ii. Rhesus-factor.
• Gol.darah Rhesus : Rhesus positif
dan Rhesus negatif.
• Frekwensi :
• - Ras Kaukasia → Rh.+ = 85-87%
• - Ras Mongol → Rh.+ = 98-99%
• Rhesus positif dominan thd Rhesus
negatif.
Antigen Rhesus : Wiener.
Genotype Antigen rhesus
r -
Ro Ro
R’ R’
R” R’’
R1 Ro – R’
R2 Ro – R”
Rx Ro – R’ – R”
Ry R’ – R”
SEX-DETERMINATION.
22A + X 22A + Y 22A + X 22A + X
22 PS-A
+ XY
22 PS-A
+ XX
22 PS-A
+ XY
22 PS-A
+ XX
1.2. Non-Mendelian Inheritances.
f. Inheritansi sehubungan
dengan perbedaan jenis
kelamin (sex).
i. Sex-Influenced Characters.
ii. Sex-Limited Characters.
ii. Sex-Limited Characters.
• Faktor/gen ada
pd kedua jenis
sex.
• Dominan pd sex
tertentu (♂/♀) dan
recessive pd sex
lainnya.
• Contoh : Baldness.
• Baldness.
Genotype Sex &
Phenotype.
BB ♂→ Baldness
♀→ Baldness
Bb ♂→ Baldness
♀→ Normal
bb ♂→ Normal
♀→ Normal
1.3. Sex-Linked Characters.
X
Y
or
Homoloog portion between X and Y
Non-homoloog portion
= Homoloog portion diturunkan Incopletely Sex-
Linked ≈ Autosomal Inheritances.
= Non-homoloog portion → Sex-Linked.
= Sex-Linked → X-Linked dan Y-Linked.
= Y-Linked syn. Holandric.
X-Linked (sex-Linked)
recessive diseases in Human.
• 1. Haemophylia,
• 2. Red-green Color-blindness,
• 3. DMP (Dystrophia Musculorum
Progressiva)
• 4. G-6-P.D. Deficiency,
• 5. Adontia.
Red-green Color-blindness
• P. ♂ Normal X ♀ Normal Carrier
XY XX
G. X - Y X - X
F. ♂
♀X Y
X XX
♀ Normal XY
♂ Normal
X XX
♀ CarrierXY
♂ Cb.
PEDIGREE.
1ST GENERATION
2ND GENERATION
3RD
GENERATION
4RD
GENERATIONPropositus/proband
Carrier heterozygote
PROBABILITY
• Probabilitas turunan :
pria (a) : wanita (b) = 1 : 1 → a = b =½
• Pasangan suami-isteri dengan 5 anak :
(a + b)5 = a5 +5 a4b +10 a3b2 +10 a2b3 + 5ab4 + b5
HUMAN CHROMOSOMES
• 46 Chromosomes somatic ( 2n )
= 22 pair of Autosomes
+ XX Sex-chrom. ♀
+ XY Sex-chrom. ♂
• 23 Chromosomes gametic ( n ).
= 22 Autosomes + X / Y Sex-chrom.
SEX-CHROMATIN.
A. Barr-body.
Sex-chromatin.
B. Drumb-stick.
FLUORESCENT-BODY.
LYON-HYPOTHESIS.
1. Bila dlm sbh sel terdpt 2/lbh krom-X,
→ Krom-X yg lebih → piknotik.
2. Krom. Piknotik → inaktif secara
genetik.
3. Krom. Inaktif → mencegah dosis
berganda.
4. Jumlah Sex-chromatin → P = (jlh-X) - 1.
5. Krom-X yg piknotik → random.
6. Pd anak sel, krom-X piknotik → klon.
The chromosome.
• Tipe-tipe
krom.normal
Centromere
p-arm
q-arm1 2 3
1. Metacentric chromosome.
2. Submetacentric chromosome.
3. Acrocentric chromosome.
Chromosome-analysis.
• A. Cell-samples.
1. Lymphocytes.
2. Bone-marrow cells.
3. Fibroblast.
4. Amniotic fibroblast.
5. Throphoblast.
Chromosome-analysis.
B. Lymphocyte culture.
1. Sampel : darah perifer.
2. Media : HAM F-10, TC-199, dll.
3. Stimulasi Mitosis : PHA, Concovalin-A.
4. Anti-kontaminasi bakteri dan jamur.
5. Kultur di inkubator suhu = 37oC,
96% CO2 & 5% O2.
6. Lama kultur ± 67 jam.
Chromosome analysis.
C. Harvest, preparation & staining.
1. Harvest : - Washing → Buffer,
- Bulging → KCl 1%,
- Fixation.
2. Preparation.
3. Staining : a. Normal Giemsa,
b. Banding staining :
- Trypsin-Giemsa
banding.
- Fluorescent-banding.
Human Karyotype.
Human Karyogram.
KROMOSOM ABNORMAL.
• i. Abnormal set-kromosom.
• Haploidy = n
• Triploidy = 3n
• Tetraploidy = 4n, dst.
• ii. Abnormal jumlah kromosom.
• Monosomy = 2n-1.
• Trisomy = 2n+1.
• Tetrasomy = 2n+2.
• iii. Abnormal struktur kromosom
• Deletion, inversion, deficient chromosome,
duplication, translocation.
Abnormal number of human chromosomes.
Chromosome non-dysjunction.
A. Sex chromosome non-dysjunction.
B. Autosome non-dysjunction
P. 22 ps A + XY
22 ps A
+ XX
22 A
+X
22 A+ Y
22 A
+ XX
22 A
+ -
22 ps A + XXY
22 ps A +XXX
22 ps A + -Y
22 ps A + X-
1. 2. 3. 4.
1. Klinefelter syndrome
2. Triplo-X female syndrome
3. No-name ; †
4. Turner syndrome.
1. Klinefelter syndrome
• 1. Jenis kelamin pria.
• 2. Tinggi badan disproporsional.
• 3. Retardasi mental + / - .
• 4. Dapat menikah.
• 5. Hypogonad-hypergonadotropin.
• 6. Gynecomasty.
• 7. Sex-chromatin : (+) satu atau lebih.
• 8. Chromosome : 47;XXY; 48;XXYY;
49;XXYYY
2. Triplo-X female syndrome.
• 1. Jenis kelamin wanita.
• 2. Inteligensi variatif.
• 3. Umumnya menikah.
• 4. Haid sangat tidak teratur.
• 5. Fertilitas subnormal.
• 6. Sex-chromatin = 2 atau lebih.
• 7. Chromosom : 47;XXX, 48;XXXX atau 49;XXXXX
4. Turner syndrome
• 1. Jenis kelamin dapat wanita atau pria.
Terbanyak wanita.
• 2. Tubuh pendek, khas dg webbing-neck.
• 3. Insuffisiency mental.
• 4. Disgenesis gonad dan primary amenorrhoe
• 5. Male Turner syndrome = Noonan syndrome.
• 6. Sex-chromatin : negatif .
• 7. Karyotip : 45;XO, 46;XX/XY;45;XO.
B. Autosomal non-disjunction
• 1. Trisomy-21 syndrome.
• 2. Trisomy-18 syndrome.
• 3. Trisomy-13 syndrome.
• 4. Trisomy-8.
• 5. dll.
Trisomy-21.
• Synonim : Down-syndrome, Mongoloid-idiocy,
Mongolism.
• Frekwensi : 1 dlm 600-800 kelahiran bayi hidup.
• Tanda-tanda :
Tubuh pendek, wajah : kecil, bulat dan rata. Hidung
pesek. Telinga : letak rendah, kecil dan hipoplastis.
Mata: epicanthic-fold, Brushfield spot. Tangan dan
jari : pendek, simian crease, hipoplasia tulang
kelingking. Otot-otot hipotonik dll.
Trisomy-21.
• Retardasi mental : IQ = 25-50 (imbecil).
• Berat-badan lahir rendah, sering disertai CHD (40%), atresia duodenum,annular pancreas, Hirschprung disease, anus imperforata, tracheoesophageal fistula, leukemi limfoblastik akut, dll.
• Sitogenetika :
1. Klasik : 47;XX/XY;21+.
2. Translokasi : 46,XX/XY; D/G trans. / G/G trans → 5%
3. Mosaik : 46;XX/XY-47;XX/XY;21+ → 1 %.
Trisomy-21.
2.2. Trisomy-18.
• Tanda-tanda :
= Kepala panjang, wajah : kecil, bulat, micronathia,
telinga letak rendah, cutis laxa, horse-shoe kidney,
syndactyly, hipertelorisme,, ptosis, dll.
= Retardasi mental yang hebat,
=Sitogenetika : Trisomi kromosom no.18.
2.3. Trisomi-13.
Tanda-tanda :
= Microcephaly,Labiopalatoschizis, abnormal struktur CNS (arrhinencephaly), anophthalmia/ micropthalmia, coloboma-iris, CHD, cystic kidney, Meckel diverticulum, cryptorchismus, uterus bicornis, dll.
= BB-lahir rendah, sering apnoe dan cyanosis, Frank-seizure (myoclonic attack) dan umumnya penderita meninggal hari-I atau sebulan.
= Sitogenetika : Trisomi kromosom no.13. Dapat pula bentuk translokasi, atau mosaik.
CHROMOSOME-ABERRATION
DELESI
CHROMOSOME
DEFICIENT
a
b inversion
b
Translocation homoloog
(duplication)
ab a
b
The effects of
chromosome aberration.
• 1. Fragil chromosome.
• 2. Deficient chromosome.
• 3. Inversion chromosome.
• 4. Translocation :
a. Homoloog
b. Heteroloog.
Deletion syndrome.
• ( 4p- ) syndrome.
• ( 5p- ) syndrome = le Cri-du-
Chat syndrome
• (13q- ) syndrome.
1. ( 4p-) syndrome.
= Mental retardasi, hypotonic.= BB-lahir rendah, bone-age, TB,BB dan
pertumbuhan motoris kurang berkembang.= Hypertelorisme, mata anti mongoloid,
epicantic fold, ptosis,strabismus.= Hypospadia, cryptorchismus.= CHD, dll.
2. ( 5p- ) syndrome.
2. Sindrom Le Cri-du-Chat (Sindrom-5p-).
= Hipoplasia larynx tangisan anak
kucing
= Retardasi mental (IQ<20).
= Microcephaly, hypotonic,
= Wajah bulat atau moon-face,
antimongoloid, mulut lebar tak
proportional, telinga lebar,
= CHD dan abnormalitas metacarpalia
dan ibu-jari.
3. ( 13q- ) syndrome.
• 3. Sindrom (13q-).
= Fenotip bervariasi sesuai gen yang hilang.
= Klasik : - Hypoplasia jari jempol, retardasi mental, abnormalitas otak, telinga lebar dan malformasi, hypospadia, scrotum bifida, dll.
Recommended