Biológia | Genetika » Monolokuszosan öröklődő jellegek

Monolokuszosan öröklődő jellegek Öröklődési típusok • egy génes (monolokuszos) – autoszomális – nemi kromoszómákhoz (X-hez vagy Y-hoz) kötött – nem által befolyásolt (kopaszság) – nemre korlátozott (hydrometrocolpos) – anyai öröklődésű (mitokondriális) – anyai hatású (az anya genotípusa határozza meg az utód fenotípusát, embrionális fejlődés során hatnak) • több génes – poligénes – multifaktoriális – génkölcsönhatás Monolokuszos jellegek • legalább két alléllal (alternatív változattal) rendelkeznek (domináns – recesszív, intermedier vagy kodomináns) – ha több allél is kialakíthatja a fenotípust, akkor multiplex alléliáról beszélünk • ß-globin mutációi – ha a változatok gyakorisága >1%, akkor polimorf lokuszról illetve polimorfizmusról beszélünk Génhibák hatása • Egy génhiba – egy mutáns fenotípus – ha a hibás génváltozat (allél) elnyomja az

egészséges allél hatását, akkor dominánsan nyilvánul meg és öröklődik • receptorok, szerkezeti és carrier fehérjék mutációi – ha a hibás allél csak akkor fejti ki hatását, ha nincs mellette egészséges kópia, akkor recesszíven nyilvánul meg és öröklődik • enzimek defektusai • Egy gén mutációja szerteágazó pleiotróp hatással is járhat – embrionális fejlődést irányító gének (minél korábbi periódusban aktív a gén, annál szerteágazóbb következmények) – juvenilis diabetes (magas vérnyomás, vese károsodás, vakság, trombózis) Egy fenotípust eredményezhet: • más – más gén mutációja genetikai heterogenitás – véralvadási zavar • hemofilia A (VIII-as faktor) és B (IX-es faktor) – süketség – ichtyosis (van X-hez kötött és autoszómális formája is) • több gén kölcsönhatása • környezeti hatás fenokópia – teratogén szerek vagy méhen belüli fertőzések miatt kialakuló

fejlődési rendellenességek (fókakezűség thalidomide, süketség és vakság rubeola miatt) – napi 5 tojás 10 évig + mozgásszegény életmód: magas koleszterinszint, érelmeszesedés Változó penetrancia és expresszivitás Feladat: A képen egy alomból származó kutyakölyköket látunk. Mi a testszín különbözőségének az oka: a sötét szín inkomplett penetranciája, vagy eltérő expresszivitása? Autoszomális domináns öröklésmenet • Heterozigóták és homozigóták egyaránt érintettek. (Homozigóta formában a jelleg sokkal súlyosabb, akár letális is lehet.) • A tulajdonság megjelenik minden generációban. • Férfiak és nők azonos valószínűséggel érintettek. • Az érintett egyed legalább egyik szülője beteg (kivéve az új mutáció okozta eseteket). • Bármely nemű beteg (Aa) utódai 50%-os eséllyel nemüktől függetlenül betegek lesznek. • A beteg egészséges utódainak gyermekei egészségesek lesznek

/„egyszer ép,mindig ép”/ (nem számítva az új mutációt és csökkent penetranciát) • Gyakori a variábilis expresszió és penetrancia Autoszomális domináns családfa Látszólag egészséges szülőnek lehet beteg gyermeke, ha • Új mutáció következett be a szülő egyetlen ivarsejtjében. Az életkor előrehaladtával egyre nagyobb valószínűséggel bekövetkezhet. (pl. Marfan-syndroma esetén, relatíve idősebb apánál) • Csökkent penetrancia: nem minden hordozó egyedben manifesztálódik a domináns fenotípus/betegség. • Változó expresszivitás: a betegség enyhébb vagy súlyosabb formában jelenhet meg. (pl.Marfan-szindróma, Brachydactylia) Autoszomális dominánsan öröklődő betegségekre példák • Achondroplasztikus törpeség • Marfan-szindróma • Familiáris hiperkoleszterinémia • Huntington-chorea • Brachydactylia • Neurofibromatosis • Köröm-patella szindróma • Alzheimer-kór • Crouzon-betegség •

stb. • Kb. 2200 ismert dominánsan öröklődő jelleg • Átlagos gyakoriság 0.1-3/1000 szülés • Gyakran érintett szerv/szervrendszerek: • csontváz • idegrendszer Achondroplasia 4p16.3 Gyakoriság 1:25000 ƒ FGFR3 gén mutációja (fibroblast-growth factor receptor 3) ƒ Homozigóta formában letális ƒ A csöves csontok hossznövekedése károsodik ƒ Kéz és láb érintettség ƒ Magas homlok, középső arc gyengén fejlett Arachnodactylia - Marfan szindróma Tünetek ƒ mutáció a fibrillin-1 génben (15 kr) ƒ csontok és izületek érintettsége ƒ hosszú sovány végtagok és ujjak (pókujjak) ƒ csontdeformitások (szegycsont, gerinc) ƒ testmagasság ƒ hiperflexibilitás, laza ízületek, gyengébb kötőszövet Marfan szindróma - Tünetek Szem és látás ƒ myopia (rövidlátás) ƒ szemtengely hosszú ƒ lencse abnormális helyzetű Szív és keringés ƒ szívbillentyű prolapszus (előesés) ƒ aorta aneurizma (tágulat) ƒ alacsony

vérnyomás A Marfan szindrómát változó expresszivitás jellemzi: hosszú sovány végtagok és ujjak (pókujjak), csontdeformitások (szegycsont, gerinc), laza ízületek billentyű problémák, aortatágulat szemlencsefejlődés zavarai, rövidlátás Ehnaton Marfan szindrómások voltak? Tutankhamon fáraó fáraó Skóciai Mária királynő Abraham Lincoln Familiáris hypercholesterinaemia Vezető klinkai tünetek: • szív-érrendszeri betegségek korai előfordulása • szívinfarktus, • agyi és perifériás érbetegségek • xanthoma (koleszterolban gazdag sárga lerakódások inakban és máshol) • szemtünetek (xanthelasma palpebrarum, arcus corneae) Joseph Goldstein, Michael Brown (Nobel díj 1985) Familiáris hypercholesterinaemia LDL életidő Egészséges: 2.5 nap FH: 4.5 nap Fokozott szérum LDL-szint Okai: • LDL-receptor mutáció • Heterozygóta: 1:500-1000 • Homozygóta: 1:1.000000 • ApoB defektus 19p13.119p131-133 LDL

Huntington chorea ƒ A betegség 35-44 éves kor között kezdődik és letális ƒ Motoros, kognitív és pszichiátriai tünetek együttese Változó expresszivitás részleges vagy teljes ujjperchiány, néha az érintettség csak röntgen vizsgálattal látható. 1: 1.000000 a gyakorisága Európában. Az ilyen ritka domináns tulajdonságok esetén minden érintett személyt heterozigótának tekintenek. Brachydactylia Neurofibromatózis ƒ A betegséget az idegrostokat körülvevő kötőszöveti sejtek (Schwann-sejtek) túlburjánzása okozza. ƒ Két formája van, az I-es típusú Neurofibromatózis (vagy Von Recklinghausen betegség, a 17 kr-án lévő neurofibromin-1 gén mutáns), illetve a II-es típusú Neurofibromatózis (a 22 kr-án lévő neurofibromin-2 gén mutáns). Az előbbi előfordulási gyakorisága 1:4000, az utóbbié 1:40000. De hat másik, sokkal ritkább formája is ismert. NF2 ƒ A nyolcadik agyideg vesztibularis (hallóidegi) részének

schwannomája ƒ Tünetek: hallásromlás, egyensúlyzavar, látászavar, esetlegesen igen ritka bőrelváltozások (café au lait) illetőleg apró bőralatti neurofibromák Neurofibromatózis NF1 ƒ cutan (vagy subcutan) elhelyezkedésű 2-3 mm átmérőjű bőrszínű vagy barnásvörös puha tapintású daganatok jelennek meg (módosult Schwann-sejtekből és fibromákból álló lipoma tumorok). Számuk súlyos eseteknél meghaladhatja a százat. Emellett mélyebben ülő fájdalmas csomók is láthatók. ƒ 2 vagy több neurofibroma) ƒ kültakarón 6 vagy több café au lait macula ƒ szeplők jelenléte a hónaljban vagy a lágyék tájékon ƒ opticus glioma ƒ az íriszben 2 vagy több hamartoma (Lisch-csomó) ƒ csont elváltozások (corticalis dysplasia, scoliosis, csöves csontokban cystás felritkulások ) Köröm-patella szindróma körömelszíneződés, deformitás vagy hiány, ujjdeformitások térdkalács (könyök) deformitás, patella hiánya vagy

deformitása, dislocatio-ja esetenként az izmok is rendellenesek beteg normál Autoszomális recesszív öröklésmenet • A mendeli öröklődést mutató betegségek döntő többsége ilyen. • Csak a homozigóták érintettek, a heterozigóták csak hordozók. • Beteg utód legtöbbször egészséges heterozigóta szülőktől származik (25% eséllyel). • Egy ritka recesszív tulajdonság megjelenése gyakran rokonházasság következménye. • Két beteg szülőnek nem lehet egészséges gyermeke. • Gyakran enzimdefektus az ok. Autoszomális recesszív családfa Autoszomális recesszív jellegekre példák • sarlósejtes vérszegénység • cisztikus fibrózis • Tay-Sachs betegség • • • • • • • 1700 ismert emberi recesszív jelleg • Több mint 15% enzim-hiba enzimopathia (ld. fenilalanin hidroxiláz, hexóz aminidáz) • Multiplex allélizmus – a jelleg kialakulásáért egy adott gén számos mutációja lehet felelős

fenilketonúria alkaptonúria – Pl. Hemoglobin mutációk albinizmus galaktozémia • Komplex heterozigóta – aki egy adott gén két eltérő, familiáris mediterrán láz mutáns allélját hordozza stb – Pl. Cisztás fibrózis – 850 különböző mutációt írtak le Sarlósejtes anémia ƒ Hemoglobinopátia ƒ HBB gén – 11 krsz. ƒ ß-globin lánc mutációja ƒ HbS variáns Hemoglobin szerkezeti változása HbA HbS A HbS rendellenes szerkezete miatt: ƒ A vvt.-ek membránja sérül ƒ Periférián, (vese/lép) nagy számban eliminálódnak ƒ O2 szállítás zavart ƒ Alacsony O2 parciális nyomás esetén: Genotípus: HbS/HbA Fenotípus: beteg! ƒ tehát az öröklésmenet inkább kodomináns ß-Thalasszémia (thalassa = tenger) ƒ hemoglobin ß lánc mutációi ƒ vvt. rövid élettartam ƒ O2 szállító kapacitás csökken Malária terjedése Plasmodium falciparum Plasmodium vivax Heterozigóták szelekciós előnye: Sarlósejtes

anémia Malária DE: a környezet változásával az arány is csökken. Pl. Cipruson a thalasszémia gyakorisága csökken Cisztikus fibrózis • A leggyakoribb AR-en öröklődő kórkép (1:2500) • Az egyik leggyakoribb letális genetikai betegség kaukázusi populációkban . • Egy klorid csatorna mutációja a betegség közvetlen oka. • Külső elválasztású mirígyek csökkent Cl¯ és Na+ visszaszívása miatt sűrű váladék tömíti el a kivezetőnyílásokat – vezető tünete a tubuláris szerkezető szervek elzáródása; érintett szervek: tüdő (elégtelen légzés), hasnyálmirigy (sok emésztettlen zsír ürül a széklettel), ivarszervek (sterilitás), májzsugor – süketség – verejték magas ionkoncentrációja – növekedésbeni elmaradás Szelekciós előny: Kolera (nagy Clveszteséggel járó betegség) esetén Aa heterozigóták (aa – CF beteg, AA – kolera beteg, Aa CF – nem veszít Cl- ionokat) Tay-Sachs betegség ƒ GM2

gangliozid lebontási zavara ƒ HEXA gén ƒ ß-hexózaminidáz A enzim érintett (idegsejtek lizoszómái) ƒ Idegrendszeri érintettség: - paralízis - demencia - vakság - korai halál Hordozók gyakorisága: 1:300 Askenázi zsidó populációban: 1:30 GM2 gangliozid lerakódások agyban (LM és TEM) Tay-Sachs betegség Környezeti hatás: Galíciában - összezárva, rossz higiénés viszonyok között éltek - TBC miatti magas halálozás – AA homozigóták - Tay-Sachs miatti halálozás – aa homozigóták Aa heterozigóták – reprodukciós előnnyel bírtak Fenilketonuria (PKU) • a fenilalanin-hidroxiláz (PAH) enzim hiánya az oka. • A vérplazmában nagyon magas a Phe koncentrációja. • Keletkező fenil-piroszőlősav gátolja az idegrendszer fejlődését Súlyos mentális retardáció (az IQ 50 alatti) • Világos bőr és hajszín. • Szűrés a születés (szoptatás) után • Diéta! (csak az 1. típusban hatásos) PKU szűrés: •

Szoptatott,5-6 napos csecsemő sarkából szűrőpapírra vércsepp Guthrie -teszt: (régen) Fenilalanin igényes baktérium tenyészet csak a beteg vérminta körül nő jobban. Gázkromatográfia (ma) Hiperfenilalaninémiák • 1.típusú (klasszikus) PKU: fenilalaninhidroxiláz (PAH) enzim hiánya Nem segít a diéta, ha van PAH, de + H3N COO– CH + H3N COO– CH CH2 Phe O H CH2 O2 H2O OH O Phe-hidroxiláz H H Tyr H H N N • 2 .típusú PKU: nincs HN C C CH HN C C CH H OH OH redukált koenzime (a OH OH N N N HN N N dihidrobiopterin-reduktáz H H H enzim hiánya miatt.) tetrahidrobiopterin dihidrobiopterin • 3. típusú PKU: nincs NADP NADPH+H NADP koenzime (a dihidrobiopterindihidrofolátreduktáz dihidrobiopterin-szintetáz reduktáz NADPH+H hiánya miatt a O H H N szerotonin és dopamin HN C C CH neurotranszmitterek H OH OH N N N bioszintézise is kóros.) H H 3 3 + + + 3 inaktív 7,8-dihidrobiopterin + Az albinizmus és öröklődésmenete

A tejcukor bontása a ld óz galaktokináz szürkehályog laktáz laktóz intolerancia red ukt áz alte galaktitol rna t útv szürkehályogot ona ív l ez okozza galaktozémia galaktozémia aldóz reduktáz Galaktitol 1 2 3 + glükóz laktóz vagy glikolipidek, glikoproteinek része Galaktozémia = galaktóz a vérben • A hiba a laktóz hasítása után következik be, amikor a galaktóz–1-foszfát az uridin-difoszfát glükózzal (UDP-glükóz) nem alakul át glükóz-1foszfáttá és uridin-galaktózzá (UDP-galaktóz), mert hiányzik az átalakulásért felelős enzim, a galaktóz-1-foszfát-uridil transzferáz. transzferáz • A galaktóz-1-foszfát ezért akkumulálódik a sejtekben, mely nemcsak inhibiálja a szénhidrát-anyagcsere enzimeit és ATP depléciót okoz, hanem károsodást idéz elő a májban és a központi idegrendszerben is. • Az ilyen betegségben szenvedő csecsemő hamarosan visszautasítja az ételt és beteg lesz. Ezt rövidesen

követi a sárgaság, a májcirrózis, a fejlődésben való visszamaradottság és a visszafordíthatatlan mentális leépülés. Familiáris mediterrán láz X-hez kötött recesszív öröklésmenet • Apa sosem örökíti át fiára. • Ha ritka a recesszív allél sokkal több az érintett férfi. • Heterozigóta nők a betegség enyhe jeleit mutathatják (pl. hemofília A) • Hordozó nő és egészséges férfi utódai közt a lányok 50 %-a hordozó, fiúk 50%-a beteg. • Beteg férfi gyermekei-ha a felesége nem heterozigótanem lehetnek betegek, de lányai mindig heterozigóták. • Beteg (homozigóta) nő beteg férfi és hordozó v. beteg nő házasságából születhet. X kromoszómához kötött recesszív öröklődés családfája XaY ⇒ hemizigóta XaXA ⇒ heterozigóta carrier, konduktor X-hez kötött recesszív öröklődésű kórképekre példák • Duchenne-féle izomsorvadás • Becker-féle izomsorvadás • Deuteraomalia (zöld

színtévesztés), deuteranopia (zöld színvakság) • Protanomalia (vörös színtévesztés), protanopia (vörös színvakság) • Hemofília A (VIII. alvadási faktor hiány) • Hemofília B (IX. alvadási faktor hiány) • Fragilis X betegség (nem tökéletesen recesszív) • Glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz hiány • Lesch-Nyhan szindróma (HGPRT enzim hiánya) • Ichtyosis (szteroid-szulfatáz hiány) • Testicularis feminizáció (androgén receptor hiba) • stb. Duchenne-féle izomdisztrófia • Disztrofin fehérjét kódoló (eddig ismert legnagyobb) gén mutációjának a következménye. • Születési gyakoriság: 1:3600 fiúknál,1/3-a új mutáció! • Izomszövet fokozatos gyengülése, sorvadása. – megvastagodott lábikra – kötő- és zsírszövet felszaporodása – kacsázó járás, görnyedt testtartás, • 9-10 évesen járásképtelen, szívműködési zavarok, • rekeszizom érintettsége miatt légzési elégtelenség)

http://www.dumnedu/~mharvey/th1501colorhtml A színlátás teóriája pálcikák csapok tritan deutan protan X kromoszómán http://www.geocitiescom/alfredo 71/vidaurri 5html Ishihara teszt normál protanomal deuteranomal 8 3 3 15 17 17 26 6 2 nincs 45 45 protanomal: a pigment abszorpciós spektruma eltolódott a rövidebb, zöld pigmentre jellemző hullámhossz tartomány felé (sárga helyett vöröses fényt kever ki anomaloszkóppal vörös és zöld fényből) deuteranomal: a pigment abszorpciós spektruma eltolódott a hosszabb, vörös pigmentre jellemző hullámhossz tartomány felé (sárga helyett zöldest kever ki) protanop : nincs vörös érzékeny pigment (vörös-zöld-sárga szín összekeverése, csak kéket, sárgát, fehéret, feketét lát) deuteranop: nincs zöld érzékeny pigment (mint a protanop) Ahogy a színtévesztők látják http://www.hesperiancouk/ia/ia colourblindasp normál protanomal deuteranomal normál

színtévesztő dichromat („két” színt látók) trichromat („három” színt látók) Fragilis X Although the exact role of the FMR1 gene is not completely understood, it is known that it plays an important part in the development of the brain through the production of a specific protein. When this gene is shut off, the protein is not produced and cognitive function is affected. Connective tissue throughout the body is also affected, causing increased frequencies of double-jointedness, flat feet, heart problems, and ear infections. X kromoszómához kötött domináns öröklődés • Ritka az így öröklődő betegség (pl. Dvitamin rezisztens angolkór = hipofoszfatémia, Amelogenesis imperfecta, Fragilis X-szindróma) • Hemizigótáknál gyakran in utero letális. • Új mutáció lehetőségével számolni kell. D-vitamin rezisztens angolkór (Hipofoszfatémia) X-hez kötött domináns öröklődésmenet Amelogenesis imperfecta

Y-hoz kötött öröklődés XY- • csak apáról fiúra öröklődik • sohasem örökíti lányára • Szőrös fül • Ujjak közötti redő • 12E7 sejtfelszíni antigén Extrakromoszómális öröklődés Anyai öröklődés elektrontranszport (légzési) lánc Extrakromoszómális öröklődés • MERRF szindróma (tRNSLys) normál mitokondrium hiányában letális, jelenlétében a tünetek: süketség, fáradtság, epilepszia, akaratlan mozgás, agyvérzés, kristályzárványok • mitokondriális myopathia izomgyengeség, izomsorvadás • Leber-féle örökletes opticus neuropathia (ATP-szintetáz) vakság Extrakromoszómális öröklődés heteroplazmia kevés mutáns mitokondrium, akár teljesen tünetmentes is lehet sok mutáns mitokondrium, súlyos tüneteket mutat közepes számú mutáns mitokondrium, tüneteket mutat