Lehetséges tesztfeladatok: Tudjuk, hogy egy családban az anya Huntington érintett (heterozigóta), az apa nem. Ugyanakkor az apa heterozigóta formában hordozza a Fenilketonúria mutáns allélját (az anya nem). Melyik állítás igaz az alábbiak közül: Nem igaz! Nem igaz! Igaz! A gyermekeknél a Fenilketonúria autoszomális recesszív öröklődés-menetének megfelelően a gyermekeknél az f2 nemzedékre jellemző 3:1-es arányt figyelhetjük meg. A két szülő más-más betegség mutáns alléljainak hordozója, így kicsi az esélye, hogy a Huntington-érintett gyermek egyben a Fenilketonúria mutáns alléljának is hordozója legyen. A családban születendő fiú gyermek 50% eséllyel lesz felnőttkorában Huntington kóros, viszont biztos, hogy nem lesz Fenilketonúriás. 1 Allél és genotípus gyakoriságok Honnan tudjuk, hogy minden 50. ember PKU hordozó? 3 A a normál allél (vad típus), a a mutáns allél A allél gyakorisága 50% a allél gyakorisága 50% Mi a lehetséges genotípusok gyakorisága? AA Aa aa = 0.5 = 0.5 = 0.5 x 0.5 = 0.25 = (Aa és aa) = 2 x 0.5 x 0.5 = 0.5 = 0.5 x 0.5 = 0.25 4 Allél, genotípus és fenotípus A a nyelvpödrés képességének domináns allélja a a nyelvpödrésre való képtelenség recesszív allélja A allél gyakorisága = 60% a allél gyakorisága = 40% = 0.6 = 0.4 Mi az alábbi fenotípusok gyakorisága? nyelvpödrés képessége: =(AA vagy Aa)= 0.36 + 0.48 = 0.84 AA = 0.6 x 0.6 = 0.36 Aa = 2 x 0.4 x 0.6 = 0.48 nyelvpödrésre való képtelenség: = (aa genotípus) = 0.4 x 0.4 = 0.16 5 http://udel.edu/~mcdonald/mythtongueroll.html Már a jó öreg mendeli sem teljesen mendeli 6 1
A Hardy-Weinberg egyenlőség A populációgenetika alaptörvénye, hogy az allélok és genotípusok gyakorisága nem változik az öröklődés során (kivéve a szelekció, génáramlás vagy genetikai sodródás hatásait) A allél1, a allél2 A allél gyakorisága = p a allél gyakorisága = q Genotípusok: AA Aa aa aa (p+q) 2 = p 2 + 2pq + q 2 = 1 p + q = 1 A Apa a A Anya a Ezt az egyenletet felhasználva kiszámolhatjuk az érintettek, hordozók előfordulási gyakoriságát a populációban! % p 2 7 pq pq q 2 Honnan tudjuk, hogy minden 50. ember PKU hordozó? Előfordulási gyakoriság: 1 / 10.000 (p+q) 2 = p 2 + 2pq + q 2 = 1 p + q = 1 A Apa a A Anya a Mit keresünk? PKU hordozókat = Aa (2pq) Mit tudunk? aa (érintett) = 1/10.000, q 2 =0,0001 Ebből kiszámolható, hogy q=0,01 Mennyi a 2pq? Ehhez: p=1-0,01=0,99 2pq=0,99 x 0,01 x 2=0,0198 = kb. 2% = 1/50 % p 2 8 pq pq q 2 Öröklődés környezet újra Családvizsgálat Szülők Az emberi viselkedés örökletessége Nevelés Gének (heritabilitás) 9 Szülő - gyermek hasonlósága tükrözi a gének + a környezet hatását 10 1. 2. Egyének és egyéni különbségek Örökbefogadási vizsgálatok I: Szülő Gyerek diádok gyerek Örökbefogadó szülő Biológiai szülő RITKA! 3. 4. hasonlóság = környezeti faktorok hasonlóság = genetikai faktorok 11 12 2
Örökbefogadási vizsgálatok II. Testvérpárok Adoptált testvér Különnevelt testvérek Korai örökbefogadási vizsgálatok 1920-1940 évek örökbefogadási vizsgálatai: IQ! A legtöbb tanulmány azt mutatta, hogy az örökbeadott gyermekek biológiai szüleikkel nagyobb hasonlóságot mutattak, mint az örökbefogadó szülőkkel CSAK közös környezet Hasonlóság = Környezeti faktorok CSAK közös génállomány Hasonlóság = genetikai faktorok Ekkoriban még a pszichopatológiákat nem tesztelték örökbefogadási vizsgálatokkal Még a 40-50 években környezetelvű elgondolás: A skizofrénia kialakulásában jellemző koragyermekkori károsodás a gyermek számára fontos személy által következik be, mely leggyakrabban a skizofréniában szenvedő anya 13 Fredia Fromm-Reichmann (1948) 14 A skizofréniával kapcsolatos első örökbefogadási vizsgálat: Leonard Heston, 1966 47 skizofréniával diagnosztizált anya az oregoni állami kórházban, akiknek gyermekeit életük első napjaiban elválasztották édesanyjuktól, és nem skizofrén szülők adoptálták őket 36 éves korukig után-követéses vizsgálat, melyben más, nem skizofréniás anyától származó, korban és nemre illesztett mintával hasonlították össze őket EREDMÉNYEK: a skizofréniás anyától származó, nem skizofréniás szülők által adoptált gyermekek 10%-nál kialakult a skizofrénia (A kontroll mintában egyetlen személynél sem Kognitív képességek örökbefogadási vizsgálatai KORRELÁCIÓ Figure 5.11 pg. 75 alakult ki a betegség) 15 16 Ikervizsgálatok Ikertípusok Egypetéjű ikrek (MZ, identical ) Egy női ivarsejtet egy hímivarsejt termékenyít meg, ezáltal 100%-os a genetikai azonosság! Kétpetéjű ikrek (DZ, fraternal or non-identical ) Két női ivarsejtet két hímivarsejt termékenyít meg egymástól függetlenül, ezáltal 50%-os a genetikai azonosság! http://en.wikipedia.org/wiki/mary-kate_and_ashley_olsen 17 18 3
Mono- és Di-chorionic ikrek Az egypetéjűség kétpetéjűség megállapítása DNS elemzés Fizikai hasonlóság Szemszín, hajszín és textúra (ha a párok különböznek, biztos, hogy kétpetéjűek) A kétpetéjűek jellemzően külön burokban Az egypetéjűek kb. 1/3-a azonos burokban (ők pszichológiai jellemzőikben hasonlóbbak? Plomin box 5.3) Kérdőíves módszerek Pl. Mások/családtagok nehezen különböztetik meg őket? További részletek: http://en.wikipedia.org/wiki/twin#zygosity.2c_chorionicity_and_amniocity 19 20 Azonos környezet feltételezés Equal environment assumption (EEA) A környezet által okozott hasonlóság nagyjából ugyanakkora az MZ és DZ ikerpárok esetében, ha a párok egy családban nevelkednek. 21 22 Az örökletesség egy adott populációban egy adott jellemző varianciájának azon része, melyet genetikai hatások magyaráznak 24 23 Az ikervizsgálatok logikája MZ ikrek genetikai hasonlósága 100%, DZ ikreké átlagosan 50% Együttnevelt ikrek esetében 100% közös környezet (MZ, DZ) Ha r MZ = r DZ a genetikai faktoroknak NINCS szerepe! Ha r MZ > r DZ a genetikai faktorok jelentősek, a két érték különbségének kétszerese a teljes fenotípusos variancia azon része, mely örökletes (%-ban). Ez az öröklöttségi index!!! Ha r MZ = 1 és r DZ = 0.5 a tulajdonság 100%-ban öröklött! Ha r MZ < 1 a nem közös környezeti hatások jelentősek 4
A teljes fenotípusos variancia összetevői P = G + E A teljes fenotípusos variancia = Genetikai hatások + Környezeti hatások P = G + E A + D A = összeadódó genetikai hatások D = domináns genetikai hatások 25 26 Összeadódó genetikai hatás Domináns genetikai modell heterozigóta 27 heterozigóta 28 P = G + E C + U C = közös környezeti hatás (pl. nevelés), mely a testvéreket hasonlóbbá teszi U = nem közös (egyedi) környezeti hatás (pl. autóbaleset), mely a testvéreket különbözőbbé teszi A teljes fenotípusos variancia összetevői P = A + D + C + U A teljes fenotípusos variancia = Genetikai hatások + Környezeti hatások 29 30 5
Gén környezet interakció Mely nem mond ellent az azonos környezet elméletnek Az egypetéjűek hasonlóbb tapasztalatait nem a környezet, hanem genetikai hatások, pontosabban a gének és a környezet interakciója idézi elő! 31 Reaktív interakció Amikor különböző egyének azonos környezettel találkoznak, különbözőképpen élik azt meg, értelmezik, és eltérően REAGÁLNAK rá! pl. az okosabb gyermek többet ért meg a meséből pl. az extrovertált gyermek jobban odafigyel a környezetére Az érzékeny gyermek számára a hangos szó fenyegetés Ugyanaz a környezet más-más reakciót vált ki az egyénekben 32 Evokatív interakció Különböző egyének más-más választ váltanak ki környezetükből a visszafogott gyermek kevésbé kontrolláló nevelési stílust vált ki szüleiből A barátságos embereket gyakran barátok veszik körül, míg az ellenséges emberek gyakrabban találkoznak agresszióval Ugyanabból a környezetből más-más reakciót váltanak ki az egyének Proaktív interakció Olyan folyamat, melynek során az egyén maga formálja az őt befolyásoló környezetet pl. szociábilis gyermek aktívan keresi a társaságot, szemben visszahúzódó társával, mely folyamatosan megerősíti, és fenntartja a szociabilitását Az egyének szelektíven választják meg környezetüket 33 34 A hipnózis örökletessége ikervizsgálatok alapján különböző életkorokban Gyermekek hipnábilitását felmérő korai vizsgálat (Morgan, Hilgard & Davert, 1970; Morgan, 1973) Egypetéjű ikrek hasonlósága r=0.52 rmz > rdz Kétpetéjű ikrek hasonlósága r=0.18 rmz < 1 Testvérpárok hasonlósága r=0.22 H 2 =(r MZ -r DZ )x2=68% Felnőttek hipnábilitását felmérő vizsgálat napjainkban (Banyai és mtsai, 2006) Egypetéjű ikrek hasonlósága r=0.22 rmz > rdz rmz < 1 Kétpetéjű ikrek hasonlósága r=0.15 Testvérpárok hasonlósága r=0.17 H 2 =(r MZ -r DZ )x2=14% 35 A Hardy-Weinberg egyenlőség és kapcsolódó számolási feladatok Örökbefogadási vizsgálatok Diád típusok és örökletes ill. környezeti hatások Egyes fenotípusos jellemzők örökbefogadási vizsgálatai Ikervizsgálatok r MZ > r DZ genetikai hatás (a különbség kétszerese = heritabilitás) r MZ < 1 környezeti hatások IS! A teljes fenotípusos variancia (P) = A + D + C + U Örökletességi index (h 2 ) és értelmezése 36 6
Szakirodalom Lénárd Gábor (2003) Biológia III. A populációk genetikai egyensúlya 113-114 Plomin (2001) Behavioral Genetics 5. fejezet (72-92. old.) Atkinson, R. L., Atkinson, R. C., Smith, E. E., Bem, D. J., Nolen-Hoeksema, S. (1999) Pszichológia. Második, javított kiadás. Budapest: Osiris (363-370. oldal) Elgondolkodtató feladatok: Vajon mennyi a PKU örökletességi indexe? Vizsgakérdések: Számold ki egy autoszomális recesszív jelleg hordozóinak előfordulási gyakoriságát abban a populációban, ahol a domináns allél pervalenciája 10%. 37 7