Moștenire, cromozomi; Grupuri de sânge - genetică umană

cromozomi

Imagine: "Cariotipul reprezentativ dintr-un carcinom celular de tranziție bine diferențiat al vezicii urinare" de Filip em. Licență: CC BY 2.0

Genetica umană: ce este?

Ca parte a geneticii, genetica umană este preocupată de structura genetică umană. Diagnosticul medical și cercetarea biologiei moleculare funcționează îndeaproape. În faza preclinică, termenii de bază, diferitele tipare de moștenire și analizele arborelui genealogic sunt deosebit de importante pentru dvs. În partea clinică a cursului, veți fi din nou instruit într-un mod mai profund în blocul de curs genetică umană.

Simboluri genetice

Moștenirea autozomală: dominantă și recesivă

În moștenirea autozomală, materialul genetic se află pe cromozomii 1-22. Deci este moștenită indiferent de sex.

Moștenirea autosomală dominantă

Dacă trăsăturile sunt moștenite într-o manieră autosomală dominantă, ele sunt exprimate atât în ​​starea heterozigotă, cât și în cea homozigotă. Cea mai comună distribuție statistică este moștenirea de la un părinte la jumătate din copii (cu penetranță completă).

Probabilitatea ca copiii să exprime trăsătura dominantă: 50% -100%.

Exemple de combinație

  • Un părinte este heterozigot pentru trăsătură: A.a x aa = 50% A.a + 50% aa
  • Un părinte este homozigot pentru trăsătură: AA x aa = 100% A.A

Dacă trăsătura este cauza unei boli, homozigotii sunt de obicei afectați mai grav decât heterozigoții. În arborele genealogic, bolile autosomale dominante pot fi urmărite de-a lungul generațiilor, deoarece oamenii sunt afectați în fiecare generație. (Excepții sunt de exemplu Acondroplazie si Sindromul lui Marfan datorită noilor mutații).

Boli ereditare autozomale dominante

  • Polidactilie (Diversitate)
  • Brahidactilie (Degete scurte)
  • Mână despicată
  • Picior despicat
  • Acondroplazie (nanism disproporționat): perturbarea formării cartilajului. Lipsa zonelor de creștere a oaselor are ca rezultat o statură scurtă disproporționată, cu lungimea normală a trunchiului și extremitățile pline, sever scurtate. În 80% din cazurile de acondroplazie, o nouă mutație este cauza.
  • Sindromul lui Marfan: Mutații ale genei pentru fibrilină cu tulburări în sinteza țesutului conjunctiv
  • Coreea huntington: Cauza sunt expansiunile triplete (CAG), care au un efect distructiv asupra neuronilor ganglionilor bazali ai creierului. Penetranța depinde de numărul de repetări de triplete: cu> 60 de tripleți CAG, boala Huntington apare la vârsta juvenilă.

Moștenirea autozomală recesivă

În cazul moștenirii autozomale recesive, purtătorul trebuie să fie omozigot pentru trăsătură, altfel nu va exista moștenire. Heterozigoții acționează ca dirijori, dar nu prezintă nicio expresie în fenotip. Prin urmare, o persoană bolnavă fenotipic trebuie să aibă părinți care au moștenit ambii gena recesivă.

Exemple de combinație

  • Dacă un părinte este homozigot pentru trăsătură și celălalt este heterozigot pentru trăsătură, atunci toți copiii devin sănătoși fenotipic, dar jumătate dintre copii devin conductori. A.A x AA = 50% AA + 50% AA
  • Dacă ambii părinți sunt heterozigoți pentru trăsătură, 25% dintre copii sunt afectați, 50% sunt conductori heterozigoți și 25% sunt homozigoti și sănătoși. A.A x AA = 25% aa + 50% A.A + 25 AA%

În arborii genealogici, bolile autosomale recesive sunt mai puțin ușor de urmărit decât bolile autosomale dominante. Mai multe generații pot fi libere de trăsături aici înainte ca cineva să se îmbolnăvească din nou. După cum vă puteți imagina, descendenții din căsătoriile conexe sunt deosebit de afectați, deoarece șansa ca ambii părinți să poarte gena recesivă este crescută aici.

Boli moștenite autozomale recesive

  • Albinism: Tulburări în biosinteza melaninelor din cauza lipsei de tirozin hidroxilază. Rezultatul este lipsa de pigment: piele și păr foarte albe și sensibilitate ridicată la lumina UV
  • Fenilcetonurie: Fenilalanina nu poate fi descompusă din cauza lipsei de fenilalanină hidroxilază și se acumulează în organism. Rezultatul este întârzierea psihomotorie severă. Terapie: dietă strictă fără fenilalanină!
  • Fibroză chistică: Ștergerea trinucleotidelor pe cromozomul 7, care codifică transportorul CFRT (transportor de clorură). Aceasta înseamnă că ionii de clorură nu mai pot fi transportați în secreții; rămân vâscoși și cu curgere lentă, cu consecințe clinice severe pentru bolnavi (inclusiv infecții respiratorii recurente și tulburări de malabsorbție). Toate glandele exocrine sunt afectate.
  • Mut surd

O trăsătură autozomală recesivă care nu este o boală este grupa sanguină 0.

Gonozomii: fapte importante despre cromozomii X și Y

În setul de cromozomi umani există o pereche de cromozomi care nu este omologă: gonozomii X și Y. Ele determină sexul genetic.

Tabelul următor vă oferă o prezentare generală a proprietăților și funcțiilor cromozomului Y și cromozomului X.

Cromozomul Y Cromozomul X
informații slabe (localizarea a foarte puține gene) bogat în informații (controlul multor funcții ale organismului)
cea mai importantă genă a cromozomului Y definește genul (regiunea determinantă a sexului din Y SRY) doză dublă de gene legate de X.
SRY induce formarea testiculului, producerea testosteronului Mecanism de compensare a dozei: Compensare prin inactivare ireversibilă a unuia dintre cei doi cromozomi X >> corpuri Barr (cromatină sexuală) la marginea nucleului celular
Dezvoltări nedorite sexuale: XX om: Gena SRY este translocată în alți cromozomi în timpul meiozei >> fenotip masculin în ciuda absenței cromozomului Y, a sterilitățiiFemeie XY: Inactivarea SRY prin mutație >> dezvoltarea sexuală secundară nu are loc, posibilă infertilitate Mozaicuri genetice: în 50% cromozomul matern X este activ în organismul feminin, în 50% cromozomul X paternal
Feminizarea testiculară: receptor defect pentru testosteron >> XY persoane cu fenotip feminin, sterilitate Anularea inactivării în linia germinativă

Moștenirea gonozomală

Moștenirea legată gonozomial este prezentă atunci când trăsătura caracteristică se află pe unul dintre cei doi cromozomi sexuali.

Moștenirea dominantă legată de X.

Moștenirea dominantă legată de X este un mod foarte rar de moștenire.

Exemple de combinație

  • Tatăl poartă alela mutată: toți fiii sunt sănătoși, toate fiicele sunt bolnave. Xy x xx = 50% xy + 50% XX
  • Mama poartă alela mutantă: 50% dintre fii, 50% dintre fiice sunt bolnavi. xy x Xx = 25% Xy + 25% xy + 25% Xx + 25% xx

Boli dominante legate de X.

  • Rahitism rezistent la vitamina D (Hipofatemie)
  • Sindromul Rett
  • Sindromul Alport

Moștenirea recesivă legată de X.

Modul de moștenire recesiv legat de X este mult mai comun. Bărbații sunt afectați semnificativ mai des decât femeile în ceea ce privește caracteristicile.

Exemple de combinații:

  • Dacă un bărbat are alela mutantă, este bolnav fenotipic și va transmite acea alelă fiicelor sale. În acest caz, dacă mama este homozigotă, fiicele vor deveni doar purtătoare. Alela nu se transmite de la tată la fii, nu sunt nici bolnavi, nici dirijori. XY x XX = 50% XX + 50% Xy
  • Dacă mama este un purtător heterozigot, 50% dintre fiii ei se vor îmbolnăvi. 50% dintre fiice devin dirijori. XY x XX = 25% xY + 25% XY + 25% XX + 25% XX
  • Dacă bărbatul este bolnav și femeia este purtătoare (consangvinizare!), 50% dintre fii și 50% dintre fiice se îmbolnăvesc. Cealaltă jumătate a fiicelor devine dirijori. XY x XX = 25% XY + 25% XY + 25% XX + 25% xx

Boli recesive legate de X.

  • Hemofilie A. (Deficit de factor VIII) și Hemofilie B. (Deficit de factor IX):
  • Orbire roșu-verde (Heterogonie)
  • Distrofia musculară Duchenne

Un arborele genealogic cunoscut care prezintă boala recesivă legată de X este arborele genealogic al reginei Victoria a Angliei. Familia regală suferea de hemofilie, „boala sângelui”.

Moștenirea grupurilor de sânge

În prezent există 20 de sisteme de grupe sanguine diferite. Cele mai importante sunt Sistemul AB0, Sistem MN si Sistemul Rh.

Sistemul de grupe sanguine AB0

Sistemul de grupe sanguine AB0 este un exemplu de alelie multiplă (polimorfisme genetice >> citiți aici totul despre genetica formală). Cu alele multiple, există două alele ale unei gene în cadrul unei populații. Aceste alele sunt dominante/recesive sau codominante la fiecare individ. Următoarele alele există în sistemul AB0:

  • A pentru antigenul A
  • B pentru antigenul B
  • 0 pentru niciun antigen.

A și B sunt codominante între ele și dominante la 0 și poartă antigeni în glicocalixul lor, 0 se retrage ca o alelă recesivă și se poate manifesta doar în homozigozitate. Alela 0 nu are antigeni în glicocalix.

Sistemul grupului sanguin MN

Cu codominanțe, ambele alele se exprimă în fenotip în același timp (în cazul heterozigozității). În cazul moștenirii pur codominante, se poate deduce întotdeauna genotipul direct din fenotip: nu există o alelă recesivă care s-ar putea ascunde. Un exemplu în acest sens este acesta Sistemul grupului sanguin MN. În sistemul MN există două alele diferite ale unei proteine ​​a glicocalixului eritrocitelor.

Tabelul următor rezumă genotipurile și fenotipurile rezultate ale moștenirii grupelor de sânge în sistemul MN și sistemul AB0. Aceste reguli de moștenire pot fi utilizate pentru o determinare preliminară a paternității. Dacă constelația grupului sanguin dintre tată și copil nu se potrivește, paternitatea poate fi exclusă și testele genetice suplimentare sunt de prisos.

Fenotip genotip
Sistemul AB0 A. AA, A0
B. BB, B0
DIN DIN
0 00
Sistem MN M. MM
N NN
MN MN

Sistemul Rh: factorul Rhesus

Factorul resus este o proteină și este moștenită în mod dominant. Persoanele Rh-negative pot dezvolta anticorpi împotriva factorului Rh, dar numai după contactul cu sânge Rh-pozitiv. Acest lucru creează probleme în timpul sarcinii pentru mama Rh-negativă și tatăl Rh-pozitiv. Sângele copilului, Rh-pozitiv, este în contact cu sângele matern în timpul nașterii. Mama dezvoltă acum anticorpi împotriva Rh. Acestea sunt capabile să traverseze placenta într-o sarcină ulterioară și să aglutineze eritrocitele Rh-pozitive în organismul fetal. Rezultatul este icter sever la copil la naștere cu leziuni cerebrale severe.

Tatăl heterozigot Rhrh Tatăl omozigot RhRh
complicațiile apar la 50% din descendenți complicațiile apar la 100% din descendenți

Profilaxia anticorpilor

După nașterea primului copil, mamei i se injectează o doză mare de Rh-AB. Acestea maschează antigenele Rh ale copilului și asigură eliminarea rapidă și, prin urmare, nu se formează Rh-AB materne.

Amprentare genomică: identificare în funcție de originea părintească

Tot ce ați învățat până acum a arătat că majoritatea genelor sunt duplicate: una de la mamă, una de la tată. Conform regulilor lui Mendel, alelele dominante modelează fenotipul. Cu toate acestea, pentru unele trăsături s-a observat că face o diferență care părinte a moștenit alela afectată. Activitatea uneia dintre cele două gene este mult redusă. Această marcare a genelor parentale va fi Imprimare genomică - imprimare genomică numit. Imprimarea are loc în dezvoltarea celulelor germinale. Amprentarea genomică a fost demonstrată până acum în aproximativ 20 de gene.

Imprimarea genomică are loc din nou în fiecare generație, amprenta moștenită este ștearsă.

Ștergerea în partea proximală a brațului q al cromozomului 15

Acest exemplu vă arată amprentarea genomică. Dacă copilul moștenește cromozomul defect de la tată, acest lucru se manifestă la un copil Sindromul Prader-Willi (i.a. cu retard mental, statură scurtă, obezitate). Dacă copilul moștenește cromozomul defect de la tată, așa-numitul. Sindromul Angelman (inclusiv disproporția craniului și a feței, accese necontrolate de râs).

Exercițiu în calcularea riscului în genetică umană

Întrebare: Doi frați suferă de o boală moștenită recesivă legată de X. Cât de mare este riscul ca nepoata ta (fiica surorii) să fie purtătoare heterozigotă?

Soluţie: Cei doi frați trebuie să fi moștenit alela mutantă de la mama lor. Ea moștenește ca un dirijor sănătos (XX) alela cu o probabilitate de 50% (p = 1/2) pentru fiica ta. Aceasta transmite apoi alela mutată copiilor ei cu o probabilitate de 50% (p = 1/2) (soțul ei este sănătos și, prin urmare, nu este inclus în calcul). Probabilitatea pentru nepoată este calculată din produsul probabilităților individuale: 1/2 x 1/2 = 1/4 = 25%

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

Întrebări populare de examen în biologie pentru profesioniștii din domeniul medical: subiect de genetică umană

Soluțiile sunt date sub surse.

1. Cuplurile din căsătoriile conexe folosesc adesea consilierea genetică. Pentru ce boli ereditare prezintă un risc crescut copiii din aceste căsătorii?

  1. Boli cu un mod recesiv de moștenire legat de X.
  2. Boli cu un mod de moștenire autosomal recesiv
  3. Boli cu un mod dominant de moștenire legat de X.
  4. Boli asociate cu trinucleotide repetă expansiuni
  5. Modul de moștenire mitocondrial al bolilor

2. Care dintre următoarele boli nu este moștenită ca trăsătură autozomală recesivă?

  1. Albinism
  2. Fenilcetonurie
  3. Choreea huntington
  4. Mut surd
  5. Fibroză chistică

3. Ce nu se aplică moștenirii recesive legate de x?

  1. Dacă un bărbat are alela mutantă, este bolnav fenotipic și va transmite acea alelă fiicelor sale.
  2. În acest caz, dacă mama este homozigotă, fiicele vor deveni doar purtătoare.
  3. Alela nu se transmite de la tată la fii, nu sunt nici bolnavi, nici dirijori
  4. Dacă mama este un purtător heterozigot, 50% dintre fiii ei se vor îmbolnăvi
  5. 100% dintre fiice devin dirijori

Sfat de curs despre genetică în biologie pentru profesioniștii din domeniul medical

Doriți să vă formați în toate elementele de bază ale geneticii? Analiza arborilor genealogici și calcularea probabilităților nu ar trebui să mai fie o problemă? Învățați pur și simplu cu cursul nostru de genetică umană sau prelegerea noastră video despre genetică umană și analiza arborelui genealogic de la Lecturio și sunteți pregătit în mod optim pentru Physikum. Încercați gratuit cursurile noastre.

umfla

Wenisch (2013): biologie manuală scurtă a mediscriptului. Editura Elsevier.

Poeggel (2009): Scurt manual de biologie. Editura Thieme.

soluții: 1: B., 2: C.: 3: E