Autosomalno, Spolno Vezano Nasljeđivanje i Heredogram

Embed Size (px)

Text of Autosomalno, Spolno Vezano Nasljeđivanje i Heredogram

FAKULTET: PRIRODNO-MATEMATIKI FAKULTET

KATEDRA: GENETIKA, BIOLOGIJA ELIJE I MIKROBIOLOGIJA

PREDMET/KURS: BIOLOGIJA SA HUMANOM GENETIKOM

Vjeba broj 10, 11, 12Autosomalno- vezano nasljeivanje; Spolno-vezano nasljeivanje; Heredogram (rodoslovno stablo)

Genetika istraivanja su posebno interesantna kada se radi o nasljeivanju osobina kod ljudi, a naroito pri nasljeivanju bolesti. Genetika istraivanja kod ljudi predstavljaju poseban izazov. Veliki broj bolesti ovjeka je direktno odreen, ili je barem pod uticajem gena koji se nasljeuju. Analiza rodoslova i prouavanje nasljeivanja u porodicama, pored toga to omoguava da se utvrdi nain kojim se odreena bolest nasljeuje, predstavlja preduvjet pruanja savjeta lanovima porodice u pogledu predvianja raanja zahvaene (bolesne) djece.Ponaanje hromosoma u rodoslovimaPrimjeri iz svakodnevog ivota ukazuju da se mnoge osobine kod ljudi nasljeuju. Roditelji sa plavim oima imaju djecu sa plavim oima. Bolesti se esto ponovno javljaju u porodicama. Humana genetika (genetika ovjeka) prouava nasljedne varijacije kod ovjeka, pri emu se pravi razlika izmeu genetike i negenetike varijacije, i molekularne mehanizme koji lee u osnovi genetike varijacije.Eksperimentalna genetika, koju je utvrdio Mendel, i koja se nastavlja i danas sa velikim mnotvom modelnih organizama, ne moe se primjeniti kod ljudi. Broj lanova u porodici je mali ime se oteava analiza aficiranih i neaficiranih jedinki. Parenja kod ljudi se ne mogu konstruisati, nego se retrospektivno analiziraju sparivanja koja su se ve ostvarila. Generaciono vrijeme kod ovjeka je veoma dugo to ograniava genetiku analizu, najee na nekoliko generacija. Prema tome, razumljivo je zato je veina zakona i pravila u genetici prvo objanjena na modelnim organizmima. Ti se zakoni, meutim, mogu primjeniti i kod ljudi, isto kao i za batenski graak.Porodino stablo koje prikazuje veze izmeu pojedinih lanova u porodici i ukazuje na jedinke koje ispoljavaju odreenu osobinu je oznaeno kao rodoslovno stablo, rodoslov ili pedigre. Prilikom analize (pretraivanja) rodoslova posmatra se prenoenje odreene osobine iz jedne generacije u sljedeu. Na osnovu podataka koji se dobijaju analizom rodoslova odreuju se mehanizmi nasljeivanja, da li je osobina nasljedna ili nije, i ukoliko jeste nasljedna, koji je njen nain nasljeivanja. Nain nasljeivanja znai da li je (su) gen(i) koji utie(u) na odreenu osobinu smjeten(i) na autosomima ili na spolnim hromosomima, i koji su aleli tih gena dominantni, a koji recesivni.

Osobina (karakter) je dominantna ako se manifestuje kod heterozigota, a recesivna ukoliko se ne ispoljava u heterozigotnom stanju. Pri tome treba imati u vidu da su dominantnost i recesivnost svojstva osobine, a ne gena. Mukarci su hemizigotni za lokuse na X i Y-hromosomima, gdje oni imaju samo po jednu kopiju svakog gena, tako da se kod mukaraca ne moe govoriti o dominantnosti ili recesivnosti za X ili Y-vezane osobine.

Bolesti uvjetovane pojedinanim genima ili monogenetske bolesti, kao to i njihovo ime ukazuje, su posljedica oteenja jednog gena. Ove bolesti slijede jednostavan nain nasljeivanja koji se moe predvidjeti na osnovu predloenih Mendelovih principa genetike. Nain (tip) nasljeivanja odreuje se prema tome da li je gen koji kontolie odreenu osobinu smjeten na X-hromosomu ili na jednom od 22 autosoma i da li je osobina recesivna ili dominantna, pa se, s obzirom na to, oznaavaju kao X-vezano nasljeivanje recesivno i dominantno, autosomno recesivno i autosomno dominantno nasljeivanje.Autosomno recesivno nasljeivanjeAutosomsko (autosomalno) nasljeivanje nasljeivanje osobina koje stoje pod kontrolom autosomnih gena.Osobine koje su odreene recesivnim alelima gena koji su smjeteni na autosomima ispoljavaju autosomno recesivno nasljeivanje. Recesivne osobine se ispoljavaju samo u osoba koje su homozigotne za odreeni mutirani gen. Recesivno oboljenje determinie recesivni alel, a odgovarajui normalni fenotip kontrolie dominantni alel. Heterozigoti ne ispoljavaju autosomno recesivne osobine. Za dva heterozigotna roditelja, vjerovatnost za pojavu bolesti kod djece ovisi o mogunosti svakoga od njih da preda mutirani gen potomcima: x = ili 25%.

Normalni heterozigotni

roditelj (Aa)

Aa

AAAAa

aAaaa

Normalni

heterozigotni

roditelj (Aa)

potomstva e biti normalna e biti neaficirani (poteeni) heterozigoti e biti zahvaenaRodoslov pokazuje horizontalni prijenos bolesti, s mogunou zahvaanja brae i sestara, ali obino i ne ostalih lanova u porodici. Kada su i sinovi i kerke zahvaeni moe se pretpostaviti da se radi o jednostavnom Mendelovom nasljeivanju, a ne o spolno vezanom nasljeivanju. Mogunost javljanja autosomno recesivne osobine raste ako su roditelji krvi srodnici (konsangvinitet) kada zahvaena osoba nasljeuje dva mutirana gena koji imaju isto porijeklo jer su ih njeni roditelji dobili od zajednikog pretka.

Cjelokupno potomstvo pogoene osobe je normalno, osim kada zahvaena jedinka uzima heterozigotnog partnera, to je malo vjerovatno zbog rijetkosti najveeg broja recesivnih osobina.

Normalni roditelj (AA)

AA

aAaAa

aAaAa

Zahvaeniroditelj (aa)

Normalni heterozigotni

roditelj (Aa)

Aa

aAaaa

aAaaa

Zahvaeniroditelj (Aa)

Kao primjer se moe navesti bolest fenilketonurija (PKU) koja se nasljeuje na jednostavan Mendelov nain kao recesivan fenotip, pri emu je ovo oboljenje kontolisano recesivnim alelom koji se oznaava malim slovom, p (mutirani), a normalno stanje kontrolie dominantni alel, oznaen velikim slovom P. Prema tome, oboljeli od ove bolesti imaju recesivni genotip (pp), recesivni su homozigoti, a ljudi koji nemaju oboljenje su dominantni homozigoti (PP) ili heterozigoti (Pp). Dvije glavne karakteristike ove bolesti su da se moe javiti u potomstvu neaficiranih roditelja i da zahvata i mukarce i ene.

Rodoslov prikazuje glavne karakteristike nasljeivanja gdje neaficirani roditelji mogu imati aficiranu djecu. Roditelji su heterozigoti (Pp): oba roditelja moraju imati recesivni alel (p) jer svaki od roditelja predaje recesivni alel svakom aficiranom djetetu. Isto tako, oba roditelja moraju imati dominantni alel (P) jer su fenotipski normalni. Nakon toga se mogu odrediti genotipovi djece: P-, pp, pp i P-.

Karakteristike autosomno recesivnog nasljeivanja su:

1. Osobina preskae generacije,2. Aficirana djeca esto imaju neaficirane roditelje (roditelji su obino asimptomatini nosioci),3. Oba aficirana roditelja imaju aficiranu djecu,

4. Broj aficiranih (zahvaenih) mukaraca i ena sa recesivnom osobinom je priblino isti,

5. Aficirane jedinke su ee meu potomcima roditelja koji su u srodstvu,

6. Nakon roenja aficiranog djeteta, svako sljedee roeno dijete ima 25% vjerovatnoe da bude aficirano.

Primjeri autosomno recesivnog nasljeivanja ukljuuju:

Cistina fibroza pankreasa,

Hemohromatoza,

Recesivna mentana retardacija,

Uroene greke metabolizma (albinizam, alkaptonurija, fenilketonurija),

Recesivna aljepoa i uroena gluhoa,

Spinalna miina atrofija,

Tay Sachova bolest,

Wilsonova bolest.

Autosomno dominantno nasljeivanjeOsobine determinisane dominantnim alelnim genima, koji su smjeteni na autosomima ispoljavaju dominantno nasljeivanje. Autosomno dominantne bolesti su posljedica mutacije jednog lana autosomnog genskog para. Bolesne osobe koje nose pored mutiranog gena i jedan normalan gen se zovu heterozigoti za taj genski lokus, a osobina koja se ispoljava kod heterozigota je dominantna osobina. Prema tome, dominantne osobine se ispoljavaju i kod homozigota i kod heterozigota, ali kod rijetkih osobina, veina aficiranih jedinki su heterozigoti.

Autosomno dominantne osobine pokazuju vertikalan tip rodoslovnog obrasca, s priblino jednakom zahvaenou mukog i enskog potomstva. Svaka zahvaena osoba obino ima aficiranog roditelja (oboljenje se javlja u svakoj generaciji), ali se bolest moe pojaviti i iznenada u jednoj generaciji, a da u ranijim generacijama niko nije bio zahvaen putem mutacija. Mnoge dominantne osobine pokazuju varijabilnu ekspresiju tako da oboljele osobe u istoj familiji nemaju jednako teku kliniku sliku.Primjer rijetkog dominantnog fenotipa je ahondroplazija, vrsta patuljastog rasta. Kod ovog oboljenja, ljudi normalnog rasta su genotipski recesivni homozigoti (dd), a patuljasti fenotip se javlja kod heterozigota (Dd) ili dominantnih homozigota (DD). Pretpostavlja se da dvije doze dominantog alela (kod dominantnih homozigota) imaju tetno djelovanje tako da bi ovo bio letalan genotip. Ukoliko je ovo tano, sve osobe sa ahondroplazijom su heterozigoti.

Kao i kod recesivnih oboljenja, osobe koje nose jednu kopiju rijetkog alela (Dd) su mnogo ee od onih koje nose dvije kopije (DD), tako da je veina aficiranih ljudi heteozigotna. Sva parenja koja obuhvataju dominantna oboljenja su uglavnom parenja izmeu heterozigota i recesivnog homozigota (Dd x dd). Kod takvih parenja, oekivani omjer izmeu neaficiranih i aficiranih jedinki (Dd) u potomstvu je 1 : 1, to znai da e prosjeno polovina djece biti zahvaena. Ako se predstavi dominantni (mutirani) gen sa D, a recesivni (normalan) sa d, mogue su razliite kombinacije gameta.

Zahvaeni mukarac

(Dd)

Dd

dDddd

dDddd

Normalna ena

(dd)

Zahvaeni mukarac

(Dd)

Dd

dDDDd

dDddd

Zahvaena ena

(Dd)

Karakteristike autosomno dominantnog nasljeivanja su:

1. Osobina ne preskae generacije,

2. Aficirani oevi i majke prenose fenotip i sinovima i kerkama to znai da se osobina predaje jedinkama oba spola, tako da je broj aficiranih mukaraca i ena priblino i