Példák a független öröklődésre

Átírás

1 GENETIKAI PROBLÉMÁK

2 Példák a független öröklődésre Az amelogenesis imperfecta egy, a fogzománc gyengeségével és elszíneződésével járó öröklődő betegség, a 4-es kromoszómán lévő enam gén recesszív mutációja okozza. A fenilketonúria a fenilalanin anyagcsereútvonalban fontos szerepet játszó PAH (phenylalanin hidroxiláz) működési zavara miatt kialakuló, idegrendszerre súlyosan mérgező fenil-szőlősav felhalmozódása a szervezetben. Az idegrendszeri károsodás visszafordíthatalan, de az időben (születés után közvetlenül) észlelt anyagcserezavar fenilalanin megszorításos diétával tökéletesen kordában tartható. A PAH enzimet kódoló pah gén a 12-es kromoszómán öröklődik, a működési zavart kódoló allél recesszív. Valéria és Töhötöm gyermeket szeretne, és aggódnak a fenti betegségek miatt, mivel mindkettejük édesanyja amelogenesis imperfecta-ban szenved, valamint azt is közlik, hogy Valéria édesapja, csakúgy, mint Töhötöm fenilketorúiás (bár diétával karbantartják betegségüket). Kérdésük, hogy mi annak a valószínűsége, hogy a most 5 hónapos leány magzatuk mindkét betegség tüneteit mutatja majd?

3 Példák a független öröklődésre Valéria ai + /ai; pvu/pvu + Töhötöm ai + /ai; pvu/pvu ai + ;pvu ai + /ai + ; pvu/pvu ai;pvu ai/ai + ; pvu/pvu ai + ;pvu ai;pvu ai + ;pvu + ai;pvu + ai + /ai; pvu/pvu ai/ai; pvu/pvu 1/8 ai + /ai + ; pvu/pvu + ai/ai + ; pvu/pvu + ai + /ai; pvu/pvu + ai/ai; pvu/pvu +

4 Példák a független öröklődésre Az Hemofília A nevű vérzékenységgel járó betegség a VIII-as véralvadási faktor hiányában kialakuló, X kromoszómához kötötten recesszíven öröklődő megbetegedés. A sarlósejtes anémia a 11-es kromoszómán lévő β- hemoglobint kódoló gén recesszív mutációja miatt alakul ki. Valéria és Töhötöm ismét gyermeket szeretne, és aggódnak a fenti betegségek miatt, mivel Valéria édesanyja, éppúgy, mint Töhötöm édesapja szenved a sarlósejtes vérszegénységtől, Valéria édesapja pedig a Hemofília A-tól. Kérdésük, hogy mi annak a valószínűsége, hogy a most 5 hónapos fiú magzatuk mindkét betegség tüneteit mutatja majd? Ha a közeljövőben ismét gyermeket szeretnének, ő mekkora valószínűséggel örökölné mindkét betegséget?

5 Példák a független öröklődésre Valéria sca + /sca; X ha+ ;X ha Töhötöm sca/sca + ; X ha+ ;Y sca + ;X ha+ sca + ;X ha sca;x ha+ sca;x ha sca + ;X ha+ sca + /sca + ; sca + /sca + ; sca + /sca + ; X ha+ ;X ha+ X ha+ ;X ha X ha+ ;X ha+ sca;x ha+ sca + /sca; X ha+ ;X ha+ sca + ;Y sca + /sca + ; X ha+ ;Y sca;y sca + /sca; X ha+ ;Y sca + /sca; X ha+ ;X ha sca + /sca + ; X ha ;Y sca + /sca; X ha ;Y sca/sca; X ha+ ;X ha+ sca + /sca; X ha+ ;Y sca/sca; X ha+ ;Y sca + /sca; X ha+ ;X ha sca/sca; X ha+ ;X ha sca + /sca; X ha ;Y sca/sca; X ha ;Y 1/8

6 Kapcsoltság

7 Genetikai térképezés Hogyan állapítható meg, hogy emberben a szemszínt (BARNA-kék) és a hajszínt (BARNA-szőke) meghatározó autoszomális gének kapcsoltan öröklődnek-e?

8 Genetikai térképezés Olyan párokat kell keresnünk, ahol az egyik szülő kék szemű és szőke (recesszív homozigóta), a másik Barna szemű és hajú, de az ő egyik szülője kék szemű és szőke (heterozigóta) és van már legalább egy gyermekük. Találtunk is Csongrád megyében 26 ilyen párt. A gyermekeik közül: Barna szemű, szőke Barna szemű és hajú kék szemű, Barna hajú kék szemű, szőke IIIII III IIIII IIIII IIIII II IIIII II IIIII IIIII IIIII III Kapcsoltan öröklődik-e a két tulajdonság? Ha igen, mi a két gén távolsága?

9 Genetikai térképezés Igen, kapcsoltan öröklődnek, mert a tesztelő keresztezésből származó különböző fenotípusú utódok aránya nem 1:1:1:1 Az egyik szülő genotípusa B;K/b;k A másik szülő genotípusa b;k/b;k Rekombinánsok Barna szemű, szőke Barna szemű és hajú kék szemű, Barna hajú kék szemű, szőke IIIII III IIIII IIIII IIIII II IIIII II IIIII IIIII IIIII III A két gén távolsága = (8+7)/( )=15/50=30cM

10 Kapcsolt öröklődés és a marker mutációk A színtévesztés egy X-hez kötött recesszíven öröklődő betegség, amit a vörös-zöld színek érzékeléshez elengedhetetlen egyik coneopszin gén hibája okoz. A coneopsin géntől 20 cm-ra van a glükóz-6- foszfodehidrogenáz (G6PD) enzimet kódoló gén, ami szükséges az szabadgyökök eliminálásához. A működőképes fehérje hiányában az illető sejtjei (elsősorban a vvt-k) érzékenyen reagálnak az oxidatív stresszt okozó állapotokra, pl. bizonyos ételek, gyógyszerek, ill. fertőzések (favizmus). Természetesen a megfelelő diéta és antioxidánsok használata mellett a tünetek minimálisak. Az enzim megfelelő működése igen egyszerűen kimutatható: az enzim által termelt NADPH UV megvilágítás hatására fluoreszkál, ez mikroszkóp alatt (pl vérmintából) jól látható. Érdekesség, hogy nőkben, az X-kromoszóma véletlenszerű inaktivációja miatt előfordulhat olyan eset, hogy a vvt-k fele fluoreszkál csak, a másik fele nem (heterozigóták). Valéria és Töhötöm ismét gyermeket szeretne, és aggódnak, hogy magzatuk színtévesztő lesz, éppúgy, mint Valéria édesapja. Valéria édesanyja pedig favizmusban szenved. Hogy megnyugtassuk őket, vért veszünk a család tagjaitól, és elvégezzük a G6PD tesztet:

11 Kapcsolt öröklődés és a marker mutációk Fluoreszcens Nem fluorescens Valéria X Töhötöm Magzat Mi a valószínűsége, hogy a megszülető gyermekük színtévesztő lesz?

12 színvak Valéria X Töhötöm Magzat 20cM X cb+ X g6pd cb g6pd+ X cb+ Y g6pd+ cb+;g6pd cb;g6pd+ cb;g6pd cb+;g6pd+ cb+;g6pd+ színlátó színlátó színlátó színlátó 20% 20% Y színlátó színvak színvak színlátó 5% 20% 20% 5% 40% 40% 10% 10% Hogy a gyermek színvak = 20/( )=20/50=40% 5% 5% 50% 50%

13 Kapcsolt öröklődés és a marker mutációk Fluoreszcens Nem fluorescens Valéria X Töhötöm Magzat Mi a valószínűsége, hogy a megszülető gyermekük színtévesztő lesz?

14 Kapcsolt öröklődés és a marker mutációk A Huntington-kór egy, a 4-es kromoszómán dominánsan öröklődő kórkép, amely jellegzetesen a es életévek között kezdődik, progresszív idegrendszeri leépüléssel, és néhány éven belül halállal jár, a Huntingtin nevű fehérje hibája okozza. Bár a mutáns allél közvetlen detektálására szolgáló molekuláris eljárások nem állnak rendelkezésünkre, tudjuk, hogy a huntingtin géntől 10 cm-ra van a Rh vércsoportrendszert meghatározó lókusz. Valéria és Töhötöm ismét gyermeket szeretne, és aggódnak, hogy magzatuk Huntington kórban fog szenvedni, éppúgy, mint Töhötöm édesapja, aki már el is halálozott a betegségben. Valéria és Töhötöm is a húszas éveik közepén járnak. Hogy válaszoljunk a kérdésükre, miszerint mi a valószínűsége, hogy a születendő gyermekük örökli a betegséget, vért veszünk a család tagjaitól, és meghatározzuk a vércsoportukat: Valéria: Rh+; Valéria apja Rh+; Valéria anyja Rh- Töhötöm Rh+; Töhötöm anyja Rh- A magzat Rh+

15 Valéria: Rh+; Valéria apja Rh+; Valéria anyja Rh- Töhötöm Rh+; Töhötöm anyja Rh- A magzat Rh+ Valéria + D + d X Töhötöm + D vagy + d H D D + d 50% 50% Az utód biztosan egészséges lesz

16 Valéria: Rh+; Valéria apja Rh+; Valéria anyja Rh- Töhötöm Rh+; Töhötöm anyja Rh- A magzat Rh+ Valéria X Töhötöm + D + D vagy + d + d H D D + d 50% 50% H D ;D +;d H D ;d +;D +;D Beteg Egészséges Beteg Egészséges +;d Rh+ Beteg Rh+ Rh+ Egészséges Rh- Rh+ Beteg Rh- Rh+ 22,5% 22,5% 2,5% 2,5% Egészséges Rh+ 22,5% 22,5% 2,5% 2,5% 45% 45% 5% 5% Beteg=(22,5+22,5+2,5)/(22,5*3+2,5*3)=47,5/75=63,3% 50% 50%

17 Kata heterozigóta az X kromoszómához kapcsoltan öröklődő f recesszív mutációra. Az ép f + gént az Y kromoszómához kapcsoltan öröklődő d+ (tesztisz determináló faktor) gén terméke (a D transzkripciós faktor) kapcsolja be, és tereli az egyedfejlődést a hímekre jellemző fejlődési útra. Az f + gén funkciójának hiányában (pl. az f /Y emberekben) az egyedfejlődés a nőkre jellemző utat követi, és a pszeudohermafroditák egyik típusa képződik. Péter Y kromoszómáján olyan d mutáns allélt hordoz, amely elvesztette funkcióját, és nem kódolja D fehérje képződését. Viszont Péter egyik 17. kromoszómájának részéve vált az Y kromoszóma egy olyan darabja (egy transzlokáció révén), amelynek része az ép d+ gén. Milyen utódai lehetnek Katának és Péternek? Gyermekeik hányad része lesz nő küllemű? Lányaik hányad részének lehetnek majdan gyermekei? Lányaik hányad részének lesz a sejtjeiben Barr test?

18

19 A steril férfiak és steril nők pszeudohermafroditák, feno- és genotípusos nemük különböző. Gyermekeik hányad része lesz nő küllemű? 5/8 Lányaik hányad részének lehetnek majdan gyermekei? 2/5 Lányaik hányad részének lesz a sejtekben Barr test? 2/5

20 Családfa analízis Y-hoz kötött Pl. szőrös fül

21 Családfa analízis Autoszóm recesszív, Pl. amilogenesis imperfecta

22 Családfa analízis Autoszómális domináns, Pl. neurofibromatózis

23 Családfa analízis X-hez kötött, Pl. színtévesztés

24 Családfa analízis Anyai öröklődés Pl. Leber féle neuropátia (vakság)