Čo je penetrácia a expresivita? Penetrancia a expresivita, fenotypový prejav génu môže

K (P) = x 100 %, kde K (P) je penetrácia, n je počet potomkov, ktorí vykazovali danú vlastnosť, N je celkový počet potomkov.

Expresívnosť je stupeň fenotypového prejavu znaku riadeného daným génom. Napríklad intenzita pigmentácie kože u ľudí, ktorá sa zvyšuje s nárastom počtu dominantných alel (A 1, A 2, A 3, A 4) v systéme polymérnych génov: dominantné alely, ktoré určujú vývoj čiernej kože - A 1, A 2, A 3, A 4, recesívne alely bielej kože - a 1, a 2, a 3, a 4 Biela - a 1 a 1 a 2 a 2, A 1 a 1 a 2 a 2 - mulat svetlej pleti, A 1 A 1 a 2 a 2 - tmavý mulat,

A 1 A 1 A 2 a 2 - tmavý mulat, A 1 A 1 A 2 A 2 - čierny černoch.

Vplyv environmentálnych faktorov je vyjadrený zvýšením stupňa pigmentácie kože u osoby s jedným genotypom - A 1 a 1 a 2 a 2 pod vplyvom ultrafialových lúčov.

Dávka génu odráža vývoj schizofrénie - u homozygotov je to 100% penetrácia a u heterozygotov je to 20%. Kurz, vývoj patologické stavy možno pozorovať vo forme miernych a závažných prejavov - hypertenzia, cukrovka a iné znaky.

Kosáčiková anémia- Ide o dedičnú hemoglobinopatiu, ktorá sa dedí autozomálne recesívnym spôsobom. Príčinou ochorenia je patologický gén „s“, ktorý tvorí abnormálny hemoglobín (HbS), ktorého molekula obsahuje na 6. pozícii ß-reťazca namiesto kyseliny glutámovej valín. Genetický defekt je bodová génová mutácia, ktorá sa vyskytuje v štrukturálnom géne DNA kódujúcom ß-reťazce hemoglobínu. Patologický hemoglobín dostal svoj názov S - hemoglobín od slova „sicsle“ - kosáčik, pretože červené krvinky nesúce tento abnormálny proteín nadobúdajú kosáčikovitý tvar.

Defektné krvinky majú pod mikroskopom na rozdiel od normálnych okrúhlych buniek tvar zrezaného kruhu alebo polmesiaca. To je dôvod, prečo sa táto forma hemoglobinopatie nazýva kosáčikovitá anémia. Kosáčikovité červené krvinky spôsobujú zvýšenie viskozity krvi a vytvárajú mechanickú bariéru v malých arteriolách a kapilárach. Nedokážu sa ohnúť a prejsť cez drobné úzke cievy, preto sa do niektorých tkanív a orgánov nedostávajú potrebné látky a kyslík. Okrem toho sú kosáčikovité erytrocyty menej odolné voči mechanickému namáhaniu, čo vedie k ich hemolýze. Masívna deštrukcia buniek aktivuje systém zrážania krvi. Zvyšuje sa trombóza. Trombóza v rôznych orgánov, vrát. v slezine, ktorá po hypertrofii postupne atrofuje.

Existuje viac ako 26 možností substitúcie v reťazci alfa a 31 možností v reťazci beta. Substitúcia aspoň jednej aminokyseliny mení primárnu štruktúru proteínu, priestorové usporiadanie jeho častí a tým aj funkciu hemoglobínu. Hemoglobínový polymorfizmus má zjavne adaptačný význam.

Interakcia alel, ktoré určujú vývoj hemoglobinopatií, je určená rôznymi formami interakcie alelické gény(neúplná dominancia, superdominancia a spoločná dominancia).

Podľa typu neúplnej dominancie Prejavujú sa heterozygotné Ss nosiče hemoglobínového génu НbS (НbАНbS).

a) Pri zmene vonkajších podmienok prostredia na hladine mora majú heterozygoti normálny tvar erytrocytov a normálnu koncentráciu hemoglobínu v krvi (úplná dominancia S nad s).

b) Vo vysokých nadmorských výškach (viac ako 2,5-3 tisíc m) majú heterozygoti zníženú koncentráciu hemoglobínu, objavujú sa kosáčikovité červené krvinky (neúplná dominancia S nad s), pozorujú sa klinické prejavy anémie. Tento príklad ukazuje, že dominancia môže závisieť nielen od genotypu, ale aj od podmienok prostredia.

Prevaha pozorované u Ss heterozygotov s formami hemoglobínu HbAHbS, sú menej náchylní na maláriu a vyznačujú sa rezistenciou na maláriu, homozygoti s formami hemoglobínu HbAHbA sú náchylnejší na maláriu. V tropickej Afrike a iných oblastiach, kde je malária bežná, sú v ľudských populáciách neustále prítomné všetky tri genotypy – SS, Ss a ss (20 – 40 % populácie je heterozygotných – Ss). Ukázalo sa, že zachovanie letálnej alely (s) v ľudských populáciách je spôsobené tým, že heterozygoti (Ss) sú odolnejšie voči malárii a anémia nemá klinický prejav ako homozygoti pre normálny gén, ich genotyp je SS, forma hemoglobínu je HbA / HbA - sú náchylní na maláriu (ťažké ochorenie je často smrteľné), a preto majú selektívnu výhodu. Jedinci s HbS/HbS hemoglobínom a ss genotypom (letálna - ťažká forma anémie). Jednotlivci s červenými krvinkami HbA / HbS - genotyp Ss - teda dostávajú prioritu:

HbA/HbA < HbА /HbS > HbS/HbS.

Napokon v erytrocytoch nosičov HbAHbS rovnaké množstvá sú prítomné oba varianty beta-globínových reťazcov - normálny A a mutantný S, to znamená, že je pozorovaný kodominancia.

talasémia- Toto je tiež dedičná porucha krvi a ide o autozomálne recesívnu mutáciu. Telo človeka s talasémiou nedokáže produkovať dostatok hemoglobínu, ktorý sa nachádza v červených krvinkách a prenáša kyslík do celého tela. Ak v červených krvinkách nie je dostatok hemoglobínu, kyslík sa nedostane do všetkých častí tela. Orgány začnú mať nedostatok kyslíka a nemôžu normálne fungovať. Existujú dva typy talasémie – alfa a beta – pomenované podľa dvoch proteínových reťazcov, ktoré tvoria normálny hemoglobín. Alfa aj beta talasémia má akútne a neakútne formy. Recesívni homozygoti pre talasémiu sú smrteľní, ale heterozygoti sú životaschopní. Podobne ako kosáčikovitá anémia súvisí s hemoglobinopatiami

NEALELICKÉ GÉNY– sú to gény umiestnené v rôznych lokusoch (lokáciách) homológne a nehomologické chromozómy. Nealelické gény sú označené rôznymi písmenami (A, B, C).

Prednáška na tému "Dedičnosť vlastností pri monohybridných, dihybridných a polyhybridných kríženiach. Interakcia medzi génmi. Penetrancia a expresivita génov", pre špecializáciu Všeobecné lekárstvo, EP. 05 ĽUDSKÁ GENETIKA SO ZÁKLADMI LEKÁRSKEJ GENETIKY

Stiahnuť ▼:

Náhľad:

PREDNÁŠKA

TÉMA: Dedičnosť znakov u monohybridných, dihybridných a polyhybridných krížení. Interakcia medzi génmi. Penetrácia a expresivita génov.

PLÁNOVAŤ.

1. Genotyp a fenotyp.
2. Interakcia alelických a nealelických génov: úplná a neúplná dominancia, kodominancia, epistáza, komplementarita, polyméry, pleiotropia.

1. Podstata zákonov dedenia vlastností u ľudí.

Základné zákonitosti dedenia vlastností v generáciách objavil český bádateľ G. Mendel, ktorý publikoval v roku 1866.

Pred G. Mendelom bola všeobecne akceptovaná teória tzv. „fúzovanej“ dedičnosti. Jeho podstatou bolo, že počas oplodnenia sa mužské a ženské „začiatky“ zmiešali „ako farby v pohári vody“, čím vznikol nový organizmus.

G. Mendel položil základ predstavám o diskrétnej povahe dedičnej substancie a jej distribúcii pri tvorbe zárodočných buniek u hybridov.

V každom experimente sústredil pozornosť na jeden znak, a nie na rastlinu ako celok, a vybral tie znaky, v ktorých sa rastliny zreteľne líšili.

Pred krížením rastlín medzi sebou sa uistil, že k sebe patriačisté línie. K tomu G. Mendel dva roky šľachtil rôzne odrody hrachu, aby vyselektoval tie línie, kde sa znak vždy reprodukoval v potomstve z generácie na generáciu (farba klíčnych listov, usporiadanie kvetov, dĺžka rastlín atď.).

Po prvé G. Mendel bral v experimentoch do úvahy len jeden pár charakteristík. Tento prechod je tzv monohybrid.

Monohybrid sa nazýva kríženie, pri ktorom sa berú do úvahy vzory dedenia jedného páru kontrastných, alternatívnych charakteristík.

Podpísať - akákoľvek vlastnosť organizmu, t. j. každá individuálna vlastnosť alebo vlastnosť, podľa ktorej možno rozlíšiť dvoch jedincov. U rastlín je to tvar koruny (napríklad symetrická-asymetrická) alebo jej farba (fialovo-biela), rýchlosť dozrievania rastlín (skoré dozrievanie-neskoré dozrievanie), odolnosť alebo náchylnosť k chorobám atď.

• Spočiatku sa vlastnosti nazývali alely. Neskôr sa slová „alela“ a „gén“ začali používať ako synonymá. Alelické gény (gény, ktoré určujú rovnakú vlastnosť) sa nachádzajú v rovnakom lokuse homológnych chromozómov. Jeden diploidný organizmus nemôže mať viac ako dve alely toho istého génu. Pripomeňme si, že jeden gén dostane od každého z rodičov.

Obrázok 16 Alelické gény.

Monohybridný kríženec.

Pri krížení rastlín so žltými semenami s rastlinami so zelenými semenami v prvej generácii hybridov sa získali rastliny len so žltými semenami.

V potomstve neboli žiadne prechodné formy.

Vzájomným krížením vznikli potomkovia pozostávajúci z rastlín so žltými aj zelenými semenami. Pomer žltých a zelených semien bol 3:1.

Zhrnutím množstva pokusov o rôznych vlastnostiach hrachu boli sformulované základné Mendelove zákony.

1. Zákon nadvlády alebo zákon uniformityhybridy prvej generácie.

Pri krížení jedincov, ktorí sa od seba líšia jednou charakteristikou, sa v prvej generácii hybridov získajú jednotní potomkovia, podobní iba jednému z rodičov.

Zodpovedajúci znak druhého rodiča sa neobjaví.

Znak, ktorý sa objavuje v prvej generácii hybridov, je tzv dominantný, a ten neprejavený - recesívna vlastnosť.

U ľudí je typickým príkladom dominantného znaku brachydaktýlia (rovnomerné skrátenie prstov) a recesívnym znakom je absencia enzýmu fenylalanínhydroxylázy, čo vedie k rozvoju vážna choroba- fenylketonúria.

1. Zákon štiepeniav druhej generácii hybridov sa pozoruje výskyt jedincov s dominantnými a recesívnymi znakmi v pomere 3:1.

G. Mendel zaviedol symboly: A - pre dominantný a - pre recesívny znak, z čoho vyplýva, že samotné znaky sú určené diskrétnymi faktormi dedičnosti - sklonmi (neskôr boli tzv. gény).

Jeden takýto gén nesú gaméty každého rodiča.

Pri pokusoch s hrachom sa v gamétach jedného z rodičov nachádza gén, ktorý spôsobuje žltú farbu semien a u druhého zelenú farbu semien. Takéto gény, ktoré si navzájom zodpovedajú, sa nazývajú alelické gény.

• Alela (z gréckeho a11e1op - iný, odlišný) - jedna z dvoch alebo viacerých alternatívnych foriem génu, ktorý má špecifické umiestnenie na chromozóme a jedinečnú nukleotidovú sekvenciu.

Zvyčajne sa označujú abecednými symbolmi:

1. rodičovské organizmy - P,
2. prvá generácia hybridov - F1a druhá generácia - F2, získané krížením jedincov prvej generácie medzi sebou.

Rodičovské rastliny patriace do čistých línií majú buď dve dominantné (AA) alebo dve recesívne (aa) alely a tvoria iba jeden typ gaméty (A alebo a).

Takéto organizmy sa nazývajú homozygotný.

Všetci ich potomkovia sú F1bude niesť gén pre dominantný aj gén pre recesívny znak, t.j. to bude heterozygotný.

V doslovnej podobe to vyzerá takto:

Ak vezmeme do úvahy farbu semien hrachu, potom rodičovské žlté semená budú homozygotné, zatiaľ čo žlté semená vyplývajúce z kríženia budú heterozygotné, t.j. budú mať rôzne genotypy (Aa).

U ľudí je príkladom monohybridného kríženia väčšina manželstiev medzi heterozygotnými nosičmi recesívnych patologických alel zodpovedných za rôzne formy metabolických porúch (galaktozémia, fenylketonúria atď.)

Všetko opísané vyššie sa týka dedenia alternatívnych prejavov jednej vlastnosti.

Dihybridný kríž.

1. Zákon nezávislej dedičnosti znakov: s di- a polyhybridomPri hybridných kríženiach sa každý pár znakov dedí nezávisle od seba, delí sa v pomere 3:1 a môže sa nezávisle kombinovať s inými znakmi.

V jednom z experimentov G. Mendel krížil rastliny s okrúhlymi žltými semenami (dominantné) s rastlinami, ktorých semená boli zelené a zvrásnené (recesívne).

Gény určujúce okrúhly tvar semien a ich žltú farbu (označujeme ich písmenami K, resp. Z) dominujú nad ich alelami určujúcimi zvrásnený tvar (k) a zelenú farbu (g).

Pomer štyroch typov semien v druhej generácii F2 hybridov bol nasledovný: 315 okrúhlych žltých, 108 okrúhlych zelených, 101 zvrásnených žltých a 32 zvrásnených zelených. Tento výsledok dobre zapadá do očakávanej distribúcie 9:3:3:1 založenej na hypotéze nezávislého prenosu znaku, pretože pomer 3:1 dobre platí pre každý jednotlivý znak.

Podobným príkladom kríženia dvoch heterozygotov u ľudí môže byť manželstvo dvoch krátkozrakých jedincov s normálnou pigmentáciou, keďže u ľudí je gén krátkozrakosti (A) dominantný nad normálnou m albinizmus (a) a gén, ktorý určuje normálnu pigmentáciu (B), dominuje nad albinizmom (c). V takomto manželstve budú mať obaja rodičia genotyp AaBb a budú tvoriť štyri typy gamét: AB, Av, aB, av. Fenotypové členenie u detí bude nasledovné: 9 - myopické, s normálnou pigmentáciou; 3 - krátkozraký, albín; 3 - normálne videnie, normálna pigmentácia; 1 - normálne videnie, albín. Ale ak uvažujeme o všetkých potomkoch len podľa jedného páru znakov, tak nám vyjde, že každý znak je rozdelený v pomere 3:1, t.j. znamenia sa správajú nezávisle.

1. Genotyp a fenotyp.

Genotyp je totalita génov charakterizujúce tento organizmus.

Fenotyp – totalita znamenia , prejavujúce sa ako výsledok akcie v určitých génoch podmienky životné prostredie. Tento výraz možno použiť aj v súvislosti sjedným z alternatívnych znakov.

1. Interakcia alelických a nealelických génov:

úplná a neúplná dominancia,

kodominancia, epistáza,

komplementárnosť,

polymér, pleiotropia.

Interakcia alelických génov

Táto forma interakcie alelických génov, ako je dominancia a recesivita, je príkladom alelických interakcií.

Čoskoro po sekundárnom objave Mendelových zákonov však boli objavené fakty naznačujúce existenciu iných foriem intergénových vzťahov v systéme genotypov.

Ukázalo sa teda, že dominancia niektorých čŕt nad inými je rozšírený, no nie univerzálny jav.

V niektorých prípadoch existujeneúplná dominancia: F1 hybrid sa vyznačuje znakom medzi rodičmi. Príkladom toho je výskyt ružových kvetov snapdragon pri krížení červených a červených kvetov. biely. IN v tomto prípade farebné rozdiely sú spôsobené párom alelických génov, v ktorých nie je dominancia.

Mnohé, možno dokonca všetky gény rôzne organizmy existujú vo viac ako dvoch alelických formách, hoci jeden diploidný organizmus nemôže niesť viac ako dve alely. Toto je fenoménviacnásobný alelizmus.

Viaceré alely prvýkrát objavil na bielom lokuse v Drosophila T. Morgan a jeho spolupracovníci. Zvláštnosťou alelických vzťahov je, že alely môžu byť usporiadané v rade v zostupnom poradí dominancie.

Gén červených očí - divoký (najbežnejší v prírode) typ - bude teda dominovať nad všetkými ostatnými alelami. Celkovo je ich asi 15. Každý nasledujúci člen série alel bude dominovať všetkým ostatným členom okrem predchádzajúceho. Existenciaviaceré alelysama o sebe naznačuje relatívnu povahu dominancie, ako aj skutočnosť, že sa prejavuje v špecifických podmienkach prostredia.

Sú prípady, keď neexistujú vzťahy dominancie a recesivity a vo fenotype sa prejavujú obe alely. Tu hovoríme ospoločná dominancia.

Napríklad, ak jeden z rodičov má krvnú skupinu A a druhý - B, potom v krvi ich detí sú antigény charakteristické pre skupinu A aj skupinu B. Takéto gény sa nazývajú kodominantné gény. Sú reprezentované dvoma alebo viacerými alelami.

Interakcia nealelických génov:komplementarita, epistáza a polymerizácia.

Príkladom interakcie komplementárnych génov u ľudí je tvorba špecifického interferónového proteínu v imunokompetentných bunkách tela spojeného s interakciou dvoch nealelických génov lokalizovaných na rôznych chromozómoch.

Epistáza - potlačenie jedného génu iným, nealelickým génom.

Supresorový gén je supresor, ktorý pôsobí na potláčaný gén podľa princípu blízkeho dominancii – recesivity. Rozdiel je v tom, že nie sú alelické, t.j. zaujímajú rôzne lokusy na homológnych a nehomologických chromozómoch X.

Príkladom epistázy u ľudí je takzvaný „fenotyp Bombaja“. Je známe, že dedičnosť krvných skupín ABO u ľudí je pod kontrolou jedného génu (I), v ktorom sa rozlišujú 3 alely - 1 a, ja b, ja o . Na realizáciu informácií o každej alele je potrebná prítomnosť dominantnej alely H iného génového lokusu.

Ak je jedinec homozygotný pre H-systém (t.j. hh), potom alela I b systém ABO nemôže uplatniť svoj účinok. Osoba s genetickou konštitúciou BB a VO musí mať krvnú skupinu III. Ak je tiež homozygot hh, potom sa alela B neobjaví v aglutinačnej reakcii a osoba bude rozpoznaná ako osoba s prvou krvnou skupinou.

Polymerizmus.

Hovorí sa, že polymerizmus nastáva, keď existuje niekoľko génov, ktoré rovnako ovplyvňujú jednu vlastnosť.

Ich pôsobenie je najčastejšie kumulatívne

Manifestácia. Táto akcia bude závisieť od počtu dominantných alel.

Pri aditívnom účinku bude teda fenotyp výraznejší pri genotype AABB ako pri AaBB. Napríklad pigmentácia ľudskej kože sa mení od bielej po čiernu. Z manželstiev medzi čiernymi a bielymi sa rodia deti so strednou farbou pleti, takzvaní mulati. V prípade sobášov medzi mulatmi môžu mať potomkovia akúkoľvek farbu pleti – od čiernej po bielu. Predpokladá sa, že rozdiel v pigmentácii kože medzi bielymi a čiernymi ľuďmi je spôsobený pôsobením troch alebo štyroch nealelických génov, z ktorých každý má približne rovnaký kvantitatívny vplyv na farbu pleti.

Pleiotropné pôsobenie génov -nezávislé alebo autonómne pôsobenie génu v rôznych orgánoch a tkanivách, inými slovami, vplyv jedného génu na tvorbu viacerých znakov.

Primárna pleiotropiaje spôsobená biochemickými mechanizmami účinku mutantného proteínu alebo enzýmu – primárnych produktov mutantných alel. Na ilustráciu tohto bodu uvádzame príklady.

Mutantné alely rôznych génov, ktoré riadia syntézu kolagénu a fibrilínu, vedú k narušeniu vlastností spojivové tkanivo.

Keďže spojivové tkanivo je základom všetkých orgánov a tkanív, mnohonásobný vplyv týchto mutácií na klinický obraz (fenotyp) takých dedičných ochorení spojivového tkaniva, akými sú napríklad Ehlersov-Danlosov syndróm a Marfanov syndróm, prejavujúci sa najmä charakteristické zmeny v kostrovom systéme, je pochopiteľné , prolaps mitrálnej chlopne srdca, rozšírenie oblúka aorty, subluxácia šošovky (v dôsledku slabosti zonulárneho väziva).

Ďalším príkladom sú mnohopočetné telesné lézie pri neurofibromatóze, kedy výsledkom primárneho pleiotropného účinku mutantného génu bude poškodenie nervového a kostrového systému, kože a orgánov zraku a ďalšie symptómy.

Môže sa zvážiť ďalší príklad primárneho pleiotropného účinku génu charakteristické symptómy dedičný syndróm ako Bardetov-Biedlov syndróm, ktorý sa prejavuje kombináciou obezity, šesťprstových rúk a/alebo nôh, nedostatočným vyvinutím pohlavných orgánov, mentálnou retardáciou a charakteristickým poškodením zrakového orgánu u chorých jedincov.

Sekundárna pleiotropia -poškodenie tela môže byť spôsobené komplikáciami primárnych patologických procesov, medzi ktorými možno vysledovať vzťah.

Napríklad pri jednej z monogénových, autozomálne recesívne dedičných chorôb – cystickej fibróze – sa pozoruje chyba v syntéze transmembránového proteínu, ktorý zabezpečuje transport iónov v bunkách.exokrinné žľazy.

Porušenie transportu iónov Na a Cl vedie k tvorbe hustého hlienu v prieduškách, exokrinnom pankrease a/alebo iných exokrinných žľazách (genitálnych a potných), čo má za následok sekundárne zápalové procesy, upchatie vylučovacích ciest, zhoršené trávenie potravy a rozvoj sekundárnych zápalových procesov.

1. Penetrácia a expresivita génov u ľudí.

Penetrácia je pravdepodobnosť, že sa gén prejaví u svojich známych nosičov. Ak je fenotypový prejav pozorovaný u všetkých nosičov, hovoria o úplnej, 100% penetrácii. Pri mnohých ochoreniach sa to však nestane, ale pozoruje sa neúplná penetrácia. V týchto prípadoch hovoria o predispozícii (cukrovka, schizofrénia, srdcovo-cievne ochorenia atď.); aj nosič zodpovedajúceho génu môže byť zdravý. Moderné metódy diagnostika umožňuje v mnohých prípadoch identifikovať nosičstvo defektných génov.

Koncept expresivity odráža mieru vyjadrenia vlastnosti.

Génová expresivita charakterizuje rôzne stupne závažnosti ochorenia pre rovnaký genotyp. Génová expresivita charakterizuje rôzne stupne závažnosti ochorenia pre rovnaký genotyp.

Napríklad pri jednom z autozomálne dominantných syndrómov - Holt-Oramovom syndróme (syndróm ruka-srdce) - sa charakteristické poškodenie kostrového systému môže líšiť od mierne nedostatočne vyvinutého polomer až do jeho neprítomnosti s vytvorením radiálnej palice.

Príkladom rôznej expresivity ochorenia sú aj rozdiely v závažnosti takého bežného dedičného autozomálne dominantného ochorenia, akým je neurofibromatóza. Veľmi často sa dokonca v tej istej rodine vyskytujú pacienti s svetelný prúd(prítomnosť pigmentových škvŕn, malý počet neurofibrómov, „pehy“ v kožných záhyboch) a ťažký priebeh ochorenia (s nádormi centrálneho nervového systému, malignitou neurofibrómov a inými nebezpečnými príznakmi).

Praktická lekcia

Riešenie úloh modelovania monohybridu, dihybridu, polyhybridného kríženia

Fenotypový prejav génu sa môže meniť podľa stupňa prejavu znaku (ako často? a ako silno?)? ? N.V. Timofeev-Resovsky zaviedol v roku 1927 dva koncepty: PRENIKNUTIE A EXPRESIVITA, percento, stupeň fenotypovej realizácie génu do znaku génovej expresie

PENETRANCE je indikátor implementácie génu do vlastnosti: 100% penetrancia – gén sa vždy realizuje do vlastnosti, bez ohľadu na prostredie. Neúplná penetrácia môže byť spôsobená vonkajšími faktormi alebo interakciou génov (epistasis): u detí, ktoré dostali špeciálnu výživu (fenylalanín-4-hydroxyláza), sa neprejavujú žiadne prejavy fenylketonúrie Krvné skupiny A/B/AB sa neobjavia, ak sú prítomné dve recipročné v genotype. hh alely

Pohlavne viazaná dedičnosť Znaky zdedené cez pohlavné X- a Y-chromozómy sa nazývajú pohlavne viazaná hemofília Farbosleposť Farebná AUTOZÓMOVÁ slepota Y-chromozómové gény: SRY-pohlavie určujúca oblasť Y chromozóm Hypertrichóza SEX CHROMOZÓMY Popruhy medzi prstami Gény určujúce spermatogenézu y

Gén zodpovedný za vývoj takej vlastnosti, ako je hypertrichóza, je jedným z mála recesívnych génov lokalizovaných na chromozóme Y. Ak sa muž s hypertrichózou ožení so ženou, ktorá, prirodzene, nemá hypertrichózu, aká je potom penetrácia hypertrichózy: chlapci? dievčatá?

Vrodená absencia zuby sú pravdepodobne zdedené ako dominantná, X-viazaná vlastnosť (XA). Aké potomstvo by ste mali očakávať od manželstva? zdravá žena a chorý človek? PXXxXYaF1XX; X Y A Všetky dievčatá sú choré ako ich otec a chlapci budú zdraví ako ich matka a a A a

Huntingtonova chorea sa dedí ako autozomálne dominantné ochorenie s penetráciou 80 %. Určte pravdepodobnosť, že budete mať choré dieťa v rodine, kde jeden rodič je heterozygotný pre gén chorea a druhý tento gén nemá. P: Aa x aa F 1: Aa: aa Podľa fenotypu: 80 %* 1/2 Aa=40 % Dna je spôsobená DOMINANTNOU autozomálnou alelou. Podľa niektorých údajov (V.P. Efroimson, 1968) penetrácia tejto alely v r. heterozygotný stav u mužov je to 20 % a u žien nula. Aká je pravdepodobnosť, že dieťa dostane dnu v rodine heterozygotných rodičov?

hranice variability EXPRESIVITA - miera prejavu alely daného génu vo fenotype rôznych jedincov SYNDAKTÝLIA POLYDAKTÍLIA Úplná Čiastočná

Rovnako ako penetrácia, aj EXPRESIVITA (stupeň prejavu vlastnosti) môže závisieť od prostredia a modifikačných génov 31 o. Od 16-18 hod. C na 9. deň vývinu 16 -18 14 o. C To = 26 -28 o. C (na 4. - 5. deň vývoja)

-MODIFIKAČNÁ VARIABILITA je evolučne fixná reakcia organizmu na zmeny podmienok prostredia s nezmeneným genotypom

Charakteristika variability modifikácie: reverzibilita - zmeny miznú pri zmene špecifických podmienok životné prostredie, čo vyvolalo ich skupinový charakter, zmeny fenotypu sa nededia, dedí sa reakčná norma genotypu - štatistický vzor variačná séria ovplyvňuje fenotyp bez ovplyvnenia samotného genotypu.

Pri veľkej sile vonkajšieho faktora dochádza k nezvratným zmenám, ktoré sa nazývajú MORFÓZY Morfózy sa nededia PRÍKLAD MORFOZ - TERATÓZ (vývojové poruchy, deformity) Faktory ovplyvňujúce vývoj embrya a vedúce k teratóze sú teratogény.

HLAVNÉ SKUPINY TERATOGÉNOV FYZIKÁLNE FAKTORY - žiarenie, zvýšená teplota CHEMICKÉ FAKTORY - nedostatok jódu, vitamínov (najmä kyseliny listovej), cukrovka matky, alkohol, talidomid, kyselina retinová a iné BIOLOGICKÉ FAKTORY - rubeola, herpes, syfilis, cytomegalovírus, toxoplazmóza atď. Metabolické poruchy a zlé návyky u tehotnej ženy.

Chemické faktory Tragédia talidomidu Thalidomid je sedatívne hypnotikum liek, všeobecne známy pre svoju teratogenitu. V rokoch 1956 až 1962 sa narodilo 8 000/12 000 detí s vrodenými deformáciami. V súčasnosti sa talidomid používa na liečbu lepry, ako aj mnohopočetného myelómu a iných závažných druhov rakoviny. Dve formy talidomidu, L- a D-izomér, sú vložené do oblastí bohatých na DNA-CG promótorov transkripcie a interferujú s normálnym procesom transkripcie DNA potrebnej na delenie buniek a embryonálny vývoj.

Chemické faktory Kyselina retinová (tretinoín) – používa sa pri liečbe akné, seborey, akné. Reguluje transkripciu mnohých dôležitých génov (vrátane homeotických génov, t.j. kľúčových génov ontogenézy). Pri užívaní jeho liekov je narušená regulácia transkripcie v embryu. N Pat formácia 1 a 2 je narušená žiabrové oblúky Nedostatočný rozvoj vonkajšieho ucha (mikrotia) alebo jeho absencia (anotia)

Štúdium relatívnej úlohy genotypu a vonkajšieho prostredia pri tvorbe fenotypu sa uskutočňuje pomocou dvoch metód: (1) experimentálna metóda (2) metóda dvojčiat.

Experimentálna metóda Himalájsky králik - genotyp ahah Himalájske sfarbenie za studena pri 20 o. C Iné farebné varianty nie je možné získať - hranice variability sú obmedzené

frekvencia Norma reakcie - hranice zmeny charakteristiky pod vplyvom vonkajšieho prostredia. Norma reakcie je určená genotypom Norma reakcie je ŠIROKÁ - pre kvantitatívne znaky (výška, hmotnosť, počet leukocytov, inteligencia IQ) ÚZKA - pre kvalitatívne znaky (pohlavie, krvná skupina) V - varianty znaku, Mo - režim. , alebo najčastejšia hodnota znaku, lim - hranice modifikačnej variability znaku s nezmeneným genotypom (norma reakcie)

U ľudí sa na štúdium relatívnej úlohy genotypu a prostredia používa metóda dvojčiat, ktorú navrhol F. Galton (1876) Francis Galton (1822 -1911)

Twin dáta sa ukazujú ako užitočné pre kvantitatívne hodnotenie stupňa genetickej determinácie jednotlivých znakov. Toto je jediná metóda, ktorá odhaľuje relatívnu úlohu (špecifickú váhu) genetických (dedičných) a environmentálnych faktorov pri tvorbe znaku.

Princíp metódy dvojčiat je jednoduchý a spočíva v porovnaní mono- a dizygotných dvojčiat (identické) Dizygotné (heterozygotné) dvojčatá (bratské) majú 100% spoločných génov, t.j. ROZDIELY medzi nimi NESÚVISIA. K DEDITÁRNEMU faktoru majú SPOLOČNÉ ENVIRONMENTÁLNE FAKTORY, preto stupeň ich odlišnosti je určený stupňom DISIMILITY genotypov.

Src="http://present5.com/presentation/1/313433033_428724193.pdf-img/313433033_428724193.pdf-30.jpg" alt="Na určenie podielu dedičnej podmienenosti vlastnosti sa použije koeficient dedičnosti (H) vypočítané H > 0,7"> Для определения доли наследственной обусловленности признака рассчитывается коэффициент наследуемости (Н) Н > 0, 7 (70%) - наследственные факторы Н = Кmz - Кdz 100% - Кdz решающие; Н =0, 3- 0, 7 (30- 70%) !} - na prejavenie sa vlastnosť je ovplyvnená dedičnými aj environmentálnymi faktormi; N

Určte koeficient dedičnosti (H) Znak Kmz Kdz H Výskyt osýpok 97,4 % 95,7 % 1,7/4,3 0,395 Farba očí 99,5 % 28 % 0,99 Určte, čo je hlavným faktorom vzniku tuberkulózy: genotyp, prostredie alebo sa tento znak vytvára dedičná predispozícia, ak podľa metódy dvojčiat je nesúlad znaku u jednovaječných dvojčiat 48,2% a u dvojvaječných dvojčiat - 79,4%. H = 0,39

špeciálna sekcia lekárskej genetiky „POPULAČNÁ GENETIKA“ študuje prevalenciu dedičnej patológie v závislosti od demografických, etnických a iných charakteristík populácie, ako aj rozdielov v environmentálnych faktoroch, pretože prevalencia je nevyhnutná dedičné choroby nie je v rôznych regiónoch sveta rovnaká: *) prevalencia triazómie 21 Chr - kolíše od 5 do 25 na 1000 novorodencov *) frekvencia fenylketonúrie: v Rusku 1: 7900 novorodencov, v Rakúsku - 1: 12 000, v r. Fínsko - 1 : 43 000 , v Japonsku 1 : 100 000

Pomer genotypov v sérii generácií odráža Hardy-Weinbergov zákon Hardy Godfrey (matematik) Weinberg Wilhelm (lekár) Formuloval zákon o stálosti frekvencií alel a genotypov v ideálnej populácii (1908)

pomer genotypov AA, Aa, aa v ideálnej populácii popisuje rovnica: p 2 + 2 pq + q 2 = 1, kde p je frekvencia výskytu alely A, q je frekvencia výskytu alely a , p + q = 1 IDEÁLNA POPULÁCIA: 1. 2 3. 4. 5. Veľkosť populácie je veľká Panmixia sa nevyskytuje Žiadne mutácie Žiadna výmena génov s inými populáciami Jedinci s rôznymi genotypmi sú rovnako plodní a životaschopní (žiadny prirodzený výber)

Príklad úlohy na určenie genetickej štruktúry populácie alebo frekvencie jednotlivých alel a genotypov: Bežný albinizmus sa dedí ako autozomálne recesívny znak. Penetrencia choroby je 1: 20 000 Vypočítajte latentnú frekvenciu tohto znaku. Riešenie: q=0,7*10 -2=0,007 p=1 -0,007= 0,993 frekvencia heterozygotov 2 pq=2* 0,993*0,007=0,014 (14 ľudí z 1000 – nositelia génu albinizmu)

Fenylketonúria (PKU) sa dedí autozomálne recesívnym spôsobom. Je potrebné vypočítať frekvenciu heterozygotov na fenylketonúriu v ruskej detskej populácii. Je známe, že frekvencia PKU v Rusku je v priemere 1: 10 000 Riešenie: q 2 = 0,0001 znamená q = 10 -2 p = 1 -0 01 = 0. 99 frekvencia heterozygotov 2 pq = 2 * 0. 99. * 0 , 01=0,0198 (~0,02) (1 osoba z 50 je nositeľom génu PKU)

Vrodená dislokácia bedrového kĺbu sa dedí dominantne. Priemerná penetrácia je 25%. Ochorenie sa vyskytuje s frekvenciou 6:10 000 Určte počet homozygotných jedincov v populácii pre recesívny znak. Riešenie: fenotypový prejav dislokácie bedrového kĺbu sa zisťuje u 6 z 10 000 (genotypy AA a Aa), ale to je 25 % z celkového počtu ľudí, ktorí majú túto alelu, ľudí s genotypmi AA a Aa je teda 24: 10 000 resp 0,0024 dielu. Potom bude 1 – 0,0024 = 0,9976 ľudí s genotypom aa, čiže 9976 ľudí z 10 000.

PENETRANCE PENETRANCE

(z lat. penetrans, rod penetrantis - prenikavý, dosahujúci), frekvencia prejavu alely určitého génu u rôznych jedincov príbuznej skupiny organizmov. Výraz "P." navrhol v roku 1927 N. V. Timofeev-Resovsky. Rozlišuje sa úplná P. (alela sa prejavuje u všetkých jedincov) a neúplná P. (u niektorých jedincov sa alela neprejavuje). P. sa kvantitatívne vyjadruje ako percento jedincov, u ktorých sa táto alela prejavuje (100 % - kompletný P.). Neúplné P. je charakteristické pre prejav plurálu. génov. Napríklad u ľudí je P. vrodená dislokácia bedra 25 %, P. očná chyba – kolobóm – cca. 50 %. Neúplná P. môže byť založená na oboch genetických faktoroch. dôvody a vonkajší vplyv. podmienky. Znalosť mechanizmov P. a povahy P. určitých alel je dôležitá v lekárskej genetike. poradenstvo a určenie možného genotypu „zdravých“ ľudí, ktorých príbuzní mali dedičstvo alebo choroby. Špeciálne prípady neúplného P. možno považovať za prejav génov, ktoré riadia pohlavne obmedzené znaky (napríklad farba operenia, produkcia vajec, produkcia tučného mlieka), ako aj znaky závislé od pohlavia. Napríklad alela génu, ktorý spôsobuje plešatosť u mužov heterozygotných pre túto alelu, sa u heterozygotných žien neobjavuje. Keď je homozygotná, táto alela spôsobuje u mužov plešatosť a u žien rednutie vlasov. (pozri EXPRESÍVNOSŤ).

.(Zdroj: “Biologický encyklopedický slovník.” Šéfredaktor M. S. Gilyarov; Redakčná rada: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin a ďalší - 2. vyd., opravené . - M.: Sov. Encyklopédia, 1986.)

Pozrite sa, čo je „PENETRANCE“ v iných slovníkoch:

- (populačná genetika) ukazovateľ fenotypového prejavu alely v populácii. Je definovaná ako pomer (zvyčajne v percentách) počtu jedincov, u ktorých sú pozorované fenotypové prejavy prítomnosti alely, k celkovému počtu jedincov v ... ... Wikipedia

- (z lat. penetrans rod penetrantis penetrantis), frekvencia prejavu génu, určená počtom jedincov (v rámci príbuznej skupiny organizmov), u ktorých sa prejaví vlastnosť riadená daným génom... Veľký encyklopedický slovník

Penetrácia. Pozri génovú expresiu. (Zdroj: „Anglicko-ruský vysvetľujúci slovník genetických pojmov“. Arefiev V.A., Lisovenko L.A., Moskva: Vydavateľstvo VNIRO, 1995) ... Molekulárna biológia a genetika. Slovník.

- (z lat. penetro prenikám, dosahujem), frekvencia, s ktorou sa dominantný alebo recesívny gén v homozygotnom stave fenotypovo prejavuje. Termín zaviedol N. V. Timofeev Resovsky (1927). Ekologický encyklopedický slovník. Kišiňov: Domov…… Ekologický slovník

penetrancia- a f. penetrance f. Biol. sl. 377... Historický slovník Galicizmy ruského jazyka

penetrancia- prejav génu Frekvencia prejavu určitej alely v skupine príbuzných organizmov (stupeň jej prejavu u jednotlivca sa nazýva expresivita); s kompletným P. sa alela prejavuje u všetkých jedincov vo vzorke, väčšina... ... Technická príručka prekladateľa

Penetrácia- * penetrancia * penetračná frekvencia alebo pravdepodobnosť prejavu génu (alely) v skupine príbuzných organizmov za vhodných podmienok prostredia. P. je určený podielom jedincov (v %) nositeľov skúmaného génu (alely), u ktorých... ... genetika. encyklopedický slovník

PENETRANCE- (repetencia) frekvencia, s akou je daný znak riadený konkrétnym génom. Úplná penetrácia sa pozoruje v prípadoch, keď je daný znak prítomný u všetkých jedincov, ktorých telá obsahujú konkrétny gén. Ak…… Výkladový slovník medicíny

- (z lat. penetrans, rod penetrantis penetrantis), frekvencia prejavu génu, určená počtom jedincov (v rámci príbuznej skupiny organizmov), u ktorých sa prejavuje znak ovládaný týmto génom. * * * PRENIKNUTIE... ... encyklopedický slovník

- (z lat. penetro preniknem, dosiahnem) kvantitatívny ukazovateľ fenotypovej variability prejavu génu. Meria sa (zvyčajne v %) pomerom počtu jedincov, u ktorých sa daný gén prejavil vo fenotype, k celkovému počtu jedincov v genotype... ... Veľká sovietska encyklopédia

Gén prítomný v genotype v množstve potrebnom na prejavenie (1 alela pre dominantné znaky a 2 alely pre recesívne znaky) sa môže prejaviť ako znak v rôznej miere u rôznych organizmov (expresivita) alebo sa nemusí prejaviť vôbec (penetrancia). Príčiny:

• variabilita modifikácie (vplyv podmienok prostredia)
• kombinatívna variabilita (vplyv iných génov genotypu).

Expresívnosť- stupeň fenotypového prejavu alely. Napríklad alely krvných skupín AB0 u ľudí majú konštantnú expresivitu (vždy sú 100% vyjadrené) a alely určujúce farbu očí majú variabilnú expresivitu. Recesívna mutácia, ktorá znižuje počet faziet oka u Drosophila, znižuje počet faziet rôznymi spôsobmi u rôznych jedincov až po ich úplnú absenciu.

Penetrácia- pravdepodobnosť fenotypového prejavu znaku v prítomnosti zodpovedajúceho génu. Napríklad penetrácia vrodenej dislokácie bedrového kĺbu u ľudí je 25 %, t.j. Ochorením trpí len 1/4 recesívnych homozygotov. Lekársky a genetický význam penetrácie: zdravý muž, pri ktorej jeden z rodičov trpí chorobou s neúplnou penetráciou, môže mať nezistený mutantný gén a preniesť ho na svoje deti.

Prejav pôsobenia génu má určité vlastnosti.

Ten istý mutantný gén môže prejaviť svoj účinok rôznymi spôsobmi v rôznych organizmoch. Je to spôsobené genotypom daného organizmu a podmienky prostredia, za ktorých prebieha jeho ontogenéza.

Fenotypový prejav génu sa môže meniť podľa stupňa expresie znaku. Toto je fenomén N.

Ešte v roku 1927 V. Timofeev-Resovsky navrhol nazvať to génovou expresivitou. Pôsobenie génu môže byť viac-menej konštantné, stabilné vo svojom prejave alebo nestabilné, premenlivé. S variabilitou prejavu mutantného génu sa v rôznych organizmoch skutočne stretávame pomerne často. Drosophila má „bezočiu“ mutantnú formu (bezočí) s výrazne zníženým počtom faziet. Pri pohľade na potomstvo jedného rodičovského páru možno vidieť, že u niektorých múch sú oči takmer úplne bez faziet, zatiaľ čo u iných dosahuje počet faziet v očiach polovicu normálneho počtu.

Rovnaký jav sa pozoruje pri implementácii mnohých znakov v iných zvieratách a rastlinách.

Rovnaký mutantný znak sa môže objaviť u niektorých jedincov a nie u iných jedincov z príbuznej skupiny. Tento jav nazval N. V. Timofeev-Resovsky penetrancia prejavy gen. Penetrácia sa meria percentom jedincov v populácii, ktorí majú mutantný fenotyp.

Pri úplnej penetrácii (100 %) mutantný gén prejavuje svoj účinok u každého jedinca, ktorý ho má; s neúplnou penetranciou (menej ako 100 %) gén nevykazuje svoj fenotypový účinok u všetkých jedincov.

Expresívnosť, rovnako ako penetrácia, je určená interakciou génov v genotype a jeho rôznymi reakciami na faktory prostredia. Expresivita a penetrácia charakterizujú fenotypový prejav génu. Penetrancia odráža heterogenitu línií a populácií nie podľa hlavného génu, ktorý určuje špecifický znak, ale podľa modifikačných génov, ktoré vytvárajú genotypové prostredie pre expresiu génu.

Expresivita je reakcia podobných genotypov na prostredie. Oba tieto javy môžu mať adaptačný význam pre život organizmu a populácie, a preto expresivita a penetrácia génovej expresie sú podporované prirodzeným výberom. Tieto dva javy je veľmi dôležité brať do úvahy pri umelom výbere.

Génová expresia vo vývoji závisí od pôsobenia faktorov prostredia.

Najjednoduchším spôsobom je zatiaľ sledovať vplyv rôznych vonkajších činiteľov na mutantné gény. V kukurici sú teda známe mutantné gény, ktoré podmieňujú zakrpatenie rastlín, pozitívny geotropizmus (šikmé rastliny) atď. Pôsobenie týchto génov je založené na zodpovedajúcich biochemických zmenách. Je napríklad známe, že pre normálny rast rastlín sú potrebné rastové látky, ako sú auxíny. V mutantnej trpasličej forme kukurice sa auxín produkuje normálne, ale trpasličí gén inhibuje tvorbu enzýmu, ktorý oxiduje auxín, v dôsledku čoho sa znižuje aktivita auxínu, čo vedie k inhibícii rastu rastlín.

Ak je takáto rastlina počas rastu vystavená kyseline gibberelovej, rastlina zrýchli rast a stane sa fenotypovo nerozoznateľnou od normálu.

Zdá sa, že pridanie kyseliny giberelovej kompenzuje to, čo by produkovala normálna alela génu pre trpaslíkov.

Vplyv kyseliny giberelovej na rast kukurice

Z tohto príkladu je zrejmé, že gén riadi tvorbu určitého enzýmu, ktorý mení rastový vzorec rastliny. Keď teda poznáme mechanizmus účinku mutantného génu, je možné opraviť a normalizovať defekty, ktoré spôsobuje.

Pripomeňme, že himalájske sfarbenie králika je určené jedným členom série viacerých alel - c11.

Zvyčajný fenotypový prejav tohto génu pri normálnych teplotách (asi 20 °C) sa vyznačuje tým, že pri všeobecnej bielej farbe srsti sú konce labiek, uší, nosa a chvosta králika čierne.

Fenotypová zmena farby srsti himalájskeho králika pod vplyvom rôznych teplôt

Táto farba závisí od určitých biochemických reakcií prebiehajúcich v koži spojených s produkciou melanistických pigmentov, ako aj od teploty okolia.

Rovnaký obrázok ukazuje, že králik chovaný pri teplotách nad 30 ° je úplne biely. Ak vytrhnete malú oblasť bielej vlny a potom ju systematicky ochladíte, vyrastie na nej čierna vlna. V tomto prípade vplyv teploty ovplyvňuje expresiu génu, čo ovplyvňuje produkciu určitých enzýmov.

Prvosienka má gén pre farbu kvetov, ktorá sa prejavuje aj v závislosti od teploty.

Ak sa rastliny pestujú pri teplote 30-35 ° a vysokej vlhkosti, kvety budú biele a pri nižších teplotách červené.

V roku 1935 F.A. Smirnov vykonal prácu na štúdiu počtu indukovaných mutácií u Drosophila: letálnych, semiletálnych a mutácií so zvýšenou a normálnou životaschopnosťou a objavil odlišný pomer týchto tried pri rôznych teplotných podmienkach.

Neskôr sa to potvrdilo aj v populáciách Drosophila pseudoobscura. Mutanty boli izolované z divokej populácie tohto druhu, ktorá sa normálne vyvíjala pri teplote 16,5°, pri 21° boli pololegálne a pri 25° boli úplne smrteľné. Tento druh výskumu sa teraz vykonáva na mutáciách mikroorganizmov.

Tieto mutácie sa nazývajú jantárové mutácie.

Obličkový (k) gén je známy u ichneumon ichneumon Habrobracon hebitor. Pri 30°C má takmer 100% penetráciu ako smrteľná a pri nízkych teplotách vyvolávania sa takmer neobjaví. Tento typ závislosti penetrácie od podmienok prostredia je známy pre väčšinu mutácií u všetkých zvierat, rastlín a mikroorganizmov.

Pôsobenie toho istého faktora prostredia ovplyvňuje rôzne gény rôznymi spôsobmi a rôzne faktory ovplyvňujú expresiu toho istého génu rôznymi spôsobmi.

Štúdia vplyvu environmentálnych faktorov ukázala, že niektoré recesívne gény, ktoré normálnych podmienkach v heterozygotnom stave sa neprejavujú fenotypovo, ale môžu sa objaviť za zmenených podmienok.

Ak nájdete chybu, vyberte časť textu a stlačte Ctrl+Enter.

V kontakte s

Spolužiaci

Žiadne vlastnosti sa nededia. Znaky sa vyvíjajú na základe interakcie genotypu a prostredia. Dedí sa len genotyp, t.j. komplex génov, ktorý určuje normu biologickej reakcie tela, mení prejav a závažnosť symptómov v rôznych podmienkach prostredia.

Telo teda reaguje na vlastnosti vonkajšieho prostredia. Niekedy ten istý gén, v závislosti od genotypu a podmienok prostredia, prejavuje znak odlišne alebo mení úplnosť prejavu.

Stupeň prejavu fenotypu - expresívnosť b. Obrazne ju možno porovnať so závažnosťou ochorenia v klinickej praxi. Expresivita sa riadi Gaussovými distribučnými zákonmi (niektoré v malých alebo stredných množstvách).

Variabilita expresivity je založená na genetické faktory a environmentálne faktory. Expresivita je veľmi dôležitým indikátorom fenotypového prejavu génu. Jeho stupeň sa kvantifikuje pomocou štatistického ukazovateľa.

Expresívnosť je aj ukazovateľ charakterizujúci fenotypový prejav dedičnej informácie.

Charakterizuje stupeň prejavu znaku a na jednej strane závisí od dávky zodpovedajúcej génovej alely v monogénnej dedičnosti alebo od celkovej dávky alel dominantného génu v polygénnej dedičnosti a na druhej strane od faktorov prostredia. . Príkladom je intenzita červenej farby kvetov nočnej krásy, ktorá klesá v rade genotypov AA, Aa, aa, alebo intenzita pigmentácie kože u človeka, ktorá sa zvyšuje s nárastom počtu dominantných alel v polygéne. systém od 0 do 8 (pozri.

ryža. 3,80). Vplyv environmentálnych faktorov na expresivitu znaku sa prejavuje zvýšením stupňa pigmentácie kože u ľudí pri ultrafialovom ožiarení, keď sa objaví opálenie, alebo zvýšením hrúbky srsti u niektorých zvierat v závislosti od zmien teploty. v rôznych ročných obdobiach.

Genetická vlastnosť sa v niektorých prípadoch ani nemusí objaviť.

Ak je gén v genotype, ale vôbec sa neobjaví, je penetrovaný. (Ruský vedec Timofeev-Risovsky 1927). Penetrácia– počet jedincov (%) vykazujúcich daný gén vo fenotype vo vzťahu k počtu jedincov, u ktorých by sa táto vlastnosť mohla prejaviť.

Penetrácia je charakteristická pre expresiu mnohých génov. Dôležitým princípom je „všetko alebo nič“ – buď sa to prejaví, alebo nie.

– dedičná pankreatitída – 80 %

– dislokácia bedrového kĺbu – 25 %

- vývojové chyby oka

– retinoblastóm – 80 %

- otoskleróza - 40%

- bodná kóma - 10%

— Penetrácia odráža frekvenciu fenotypového prejavu informácií dostupných v genotype.

Zodpovedá percentu jedincov, u ktorých sa dominantná alela génu prejavuje znakom, vo vzťahu ku všetkým nositeľom tejto alely.

Neúplná penetrácia dominantnej alely génu môže byť spôsobená genotypovým systémom, v ktorom táto alela funguje a ktorý je pre ňu jedinečným prostredím. Interakcia nealelických génov v procese tvorby znaku môže viesť pri určitej kombinácii ich alel k neprejaveniu dominantnej alely jedného z nich.

Huntingtonova chorea sa prejavuje ako mimovoľné trhnutie hlavou. Končatiny, postupne postupuje a vedie k smrti.

Môže sa objaviť vo včasnom postembryonálnom období, v dospelosti alebo sa neobjaví vôbec. Expresivita aj penetrácia sú udržiavané prirodzeným výberom, t.j.

gény, ktoré kontrolujú patologické znaky, môžu mať rôznu expresivitu a penetráciu: nie všetci nositelia génu ochorejú a u chorých bude stupeň prejavu odlišný.

Prejav alebo neúplný prejav vlastnosti, ako aj jej absencia závisí od prostredia a od modifikujúceho účinku iných génov.

Gén môže pôsobiť pleiotropný(množné číslo), t.j. nepriamo ovplyvňujú priebeh rôznych reakcií a vývoj mnohých znakov. Gény môžu ovplyvniť iné vlastnosti rôzne štádiá ontogenézy.

Ak je gén zapnutý v neskorej ontogenéze, potom je účinok zanedbateľný. Ak je zapnuté skoré štádia– zmeny sú výraznejšie.

Fenylketanúria. Pacienti majú mutáciu, ktorá vypína enzým fenylalanínhydrolázu. Preto sa fenylalanín nepremieňa na tyrozín. V dôsledku toho sa zvyšuje množstvo fenylalanínu v krvi. Ak sa táto patológia zistí skoro (pred 1 mesiacom) a dieťa sa prepne na inú stravu, vývoj pokračuje normálne, ak neskôr sa veľkosť mozgu zníži; mentálna retardácia nevyvíjajú sa normálne, nie je tam žiadna pigmentácia, mentálna kapacita minimálne.

Pleiotropia odráža integráciu génov a vlastností.

Osoba má abnormálny gén, ktorý vedie k Fanconiho syndrómu (malformácia alebo absencia palec porucha alebo absencia polomeru, nedostatočný rozvoj obličiek, hnedé pigmentové škvrny, nedostatok krviniek).

Existuje gén spojený s chromozómom X.

Imunita voči infekciám a nedostatku krviniek.

Dominantným génom spojeným s chromozómom X je pilonefritída, labyrintová strata sluchu.

Marfaniho syndróm – pavúčie prsty, dislokácia očnej šošovky, srdcové chyby.

Genocopy(grécky

Koncept penetrácie a expresivity génov.

genos rod, pôvod + lat. copia set) - termín bol navrhnutý v roku 1957
Nemecký genetik H. Nachtsheim Označuje podobné zmeny v tom istom znaku pod vplyvom rôznych nealelických génov, ktoré sa niekedy nazývajú mimetické gény heterogénnej skupiny.

genokópie- kópie génov.

Identické zmeny fenotypu spôsobené alelami rôznych génov, ako aj tie, ktoré sa vyskytujú v dôsledku rôznych génových interakcií alebo narušenia rôznych štádií jedného biochemického procesu so zastavením syntézy konečného produktu - napríklad u Drosophila melanogaster množstvo je známych mutácií nealelických génov, ktoré spôsobujú fenotyp červených očí (je narušená syntéza hnedého pigmentu).

42. Variabilita.

Formy variability: modifikácia a genotyp, ich význam v ontogenéze a evolúcii.

Variabilita

Jedným zo znakov života je premenlivosť.

Každý živý organizmus sa líši od ostatných členov svojho druhu

Variabilita- vlastnosť živých organizmov existovať v rôzne formy. Skupina A individuálne variabilita – klasifikácia podľa evolučnej významnosti.

Variabilita realizovaná skupinou organizmov sa nazýva skupina, pričom v jednom organizme alebo skupine jeho buniek je individuálna.

-fenotypový

- náhodný

- modifikácia

- genotypový

- somatický

- generatívny (mutačný, kombinatívny)

a) genetické

b) chromozomálne

c) genomický

Variabilita modifikácie

fenokópie. Fenokópie– fenotypové modifikácie spôsobené podmienkami prostredia, simulácia genetické vlastnosti.

Variabilita môže byť dedičná (neurčitá, individuálna genotypová) a nededičná (určitá, skupinová, modifikácia). Dedičná variabilita je spojená so zmenou genotypu, nededičná variabilita je spojená so zmenou fenotypu pod vplyvom podmienok prostredia.

Hodnota mod.meas: Adaptácia - prispôsobenie sa daným podmienkam prostredia

Význam genotypu.

zmena: Materiál pre prirodzený a umelý výber, šírenie nových dedičných zmien v populácii.

43. Fenotypová variabilita a jej typy. Úpravy a ich vlastnosti.

Norma reakcie vlastnosti. Fenokópie. Adaptívny charakter modifikácií.

Podľa povahy zmien znakov a mechanizmu:

-fenotypový

- náhodný

- modifikácia

Variabilita modifikácie odráža zmenu fenotypu pod vplyvom faktorov prostredia (posilnenie a rozvoj svalov a kostnej hmoty u športovcov zvýšenie erytropoézy vo vysokých horách a na ďalekom severe).

Špeciálny prípad fenotypovej variability - fenokópie. Fenokópie– fenotypové modifikácie spôsobené podmienkami prostredia, ktoré napodobňujú genetické vlastnosti. Vplyvom vonkajších podmienok sa na geneticky normálnom organizme kopírujú znaky úplne iného genotypu.

K prejavu farbosleposti môže dôjsť pod vplyvom výživy, zlej psychickej konštitúcie a zvýšenej podráždenosti.

U človeka sa vyvinie ochorenie vitiligo (1% ľudí) - porucha pigmentácie kože. 30 % chorých má genetickú chybu, zvyšok má profesionálne vitiligo (vystavenie špeciálnym chemikáliám a toxickým látkam na tele). V Nemecku sa pred 15 rokmi narodili deti s fekoméliou – skrátenými ramenami podobnými plutve. Odhalilo to. Že k narodeniu takýchto detí došlo, ak matka užívala Telidomid ( depresívne indikované pre tehotné ženy).

Výsledkom bolo, že normálny nemutovaný genotyp dostal mutáciu.

Fenokópie vznikajú vo väčšine prípadov vplyvom vonkajšieho prostredia už v skorých štádiách embryogenézy, čo vedie k vrodeným ochoreniam a vývojovým chybám.

Prítomnosť fenokópií sťažuje diagnostiku chorôb.

Dátum zverejnenia: 26.01.2015; Prečítané: 3805 | Porušenie autorských práv na stránke

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018 (0,003 s)…

Expresivita

Expresivita: nie rovnaké vyjadrenie vlastnosti medzi jednotlivcami, ktorí túto vlastnosť prejavujú; stupeň fenotypového prejavu mutácie.

Príkladom je prejav mutácie Lobe, ktorá mení oči Drosophila. Mutácia je dominantná, ale ak porovnáme heterozygotných jedincov, tak aj napriek rovnakému genotypu je jej prejav veľmi odlišný – od úplná absencia oči až po veľké oči takmer divoký typ.

Medzi tým sa jednotlivci stretávajú so všetkými možné možnosti oko. Toto je prípad premenlivej expresivity. V najjednoduchšom prípade môžeme hovoriť o silnom a slabom prejave znaku, ak je alela kódujúca tento znak penetrantná. Prienik je kvalitatívne charakteristiky, pričom sa berie do úvahy len prejav alebo neprejav znaku. Expresivita zohľadňuje kvantitatívny aspekt prejavu vlastnosti, ak sa prejavuje.

Expresivita odráža povahu a závažnosť symptómov, ako aj vek nástupu ochorenia.

Jasným príkladom takejto variability sú MUŽI I. typu.

Pacienti z rovnakej rodiny s jednou mutáciou môžu mať hyperpláziu alebo neopláziu jedného alebo všetkých endokrinných tkanív, vrátane pankreasu, prištítnych teliesok, hypofýza a tukové tkanivo. Nakoniec klinický obraz choroba je mimoriadne rôznorodá: možno nájsť pacientov z rovnakej rodiny peptický vred, hypoglykémia, urolitiáza alebo nádory hypofýzy.

5.8. Expresivita a priebojnosť. Genokópie

Niekedy pri dominantných ochoreniach, ktoré sú charakterizované tvorbou nádorov, sú rozdiely v expresii spôsobené ďalšími mutáciami v génoch potlačujúcich nádory.

Choroby ako Huntingtonova choroba a polycystická choroba obličiek sa prejavujú v v rôznom veku, často len u dospelých, napriek tomu, že mutantný gén je prítomný u pacientov od narodenia.

Nie je celkom jasné, či by sa variabilita veku nástupu mala považovať za výsledok variabilnej expresivity. Na jednej strane je potrebné dokázať neúplnú penetráciu úplné vyšetrenie rodinných príslušníkov a sledovanie počas celého ich života.

Na druhej strane absenciu expresie možno považovať za minimálnu génovú expresiu.

Ak chce človek trpiaci dominantným ochorením vedieť, aké závažné ochorenie bude mať jeho dieťa, ktoré mutáciu zdedilo, potom si kladie otázku expresivity. Pomocou génovej diagnostiky je možné identifikovať mutáciu, ktorá sa ani neprejaví, ale nie je možné predpovedať rozsah expresivity mutácie v danej rodine.

Variabilná expresivita až do úplnej absencie génovej expresie môže byť spôsobená:

— vplyv génov nachádzajúcich sa v rovnakých alebo iných lokusoch;

- vystavenie vonkajším a náhodným faktorom.

Napríklad závažnosť dedičnej ovalocytózy spôsobenej defektom alfa-spektrínu závisí od stupňa génovej expresie. U heterozygotov nízka expresia mutantnej alely ochorenie zmierňuje a nízka expresia homológnej alely (trans-alely) ho zhoršuje.

Pri cystickej fibróze závažnosť mutácie R117H (náhrada arginínu histidínom v polohe 117 proteínu regulátora vodivosti membrány) závisí od cis-pôsobenia polymorfizmu v mieste zostrihu, ktorý určuje koncentráciu normálnej mRNA.

Prejav mutácie ovplyvňujú aj gény nachádzajúce sa v iných lokusoch. Závažnosť kosáčikovitej anémie teda závisí od genotypu lokusu globínového alfa reťazca a monogénna hyperlipoproteinémia závisí od genotypu niekoľkých lokusov.

Závažnosť monogénnej hyperlipoproteinémie, porfýrie a hemochromatózy závisí od stravy, konzumácie alkoholu, fajčenia a fyzická aktivita. Príklad vplyvu náhodných faktorov - rôzneho stupňa závažnosti a rozsahu lézií u jednovaječných dvojčiat s retinoblastómom, neurofibromatózou alebo tuberóznou sklerózou.

Náhodné faktory určujú rozdiely v inaktivácii chromozómu X u identických heterozygotných dievčat s X-viazaným ochorením alebo génovými preskupeniami a mutáciami počas dozrievania imunoglobulínových génov a receptorov rozpoznávajúcich antigén T-lymfocytov.

Hoci je bežné hovoriť o penetrancii a expresii pri autozomálne dominantných ochoreniach, rovnaké princípy platia pre chromozomálne, autozomálne recesívne, X-viazané a polygénne ochorenia.

odkazy:

Tieto koncepty prvýkrát predstavil v roku 1926 N.V. Timofeev Ressovsky a 0. Vogt, aby opísali rôzne prejavy vlastností a génov, ktoré ich riadia. Expresívnosť je stupeň prejavu (variácie) tej istej vlastnosti u rôznych jedincov, ktorí majú gén, ktorý riadi túto vlastnosť. Pozoruje sa nízka a vysoká expresivita. Zoberme si napríklad rôznu závažnosť rinitídy (výtok z nosa) u troch rôznych pacientov (A, B a C) s rovnakou diagnózou RVI.

U pacienta A je rinitída vyjadrená v mierny stupeň(„čuchanie“), čo vám umožní vystačiť si s jednou vreckovkou počas dňa; U pacienta B je rinitída vyjadrená v stredný stupeň(denne 2-3 vreckovky); u pacienta C - vysoký stupeň závažnosť nádchy (5-6 vreckoviek).

Keď hovoria o výraznosti nie jedného symptómu, ale choroby ako celku, lekári často hodnotia stav pacienta ako uspokojivý alebo stredne závažný alebo ako závažný,

v tomto prípade je pojem expresivity podobný pojmu „závažnosť ochorenia“.

Penetrácia- to je pravdepodobnosť prejavu tej istej vlastnosti u rôznych jedincov, ktorí majú gén, ktorý riadi túto vlastnosť. Penetrencia sa meria ako percento jedincov s určitou vlastnosťou z celkového počtu jedincov, ktorí sú nositeľmi génu, ktorý riadi danú vlastnosť.

0 môže byť neúplná alebo úplná.

Príkladom ochorenia s neúplnou penetráciou je rovnaká rinitída s 0RVI. Môžeme teda predpokladať, že pacient A nemá nádchu (ale existujú aj iné príznaky choroby), zatiaľ čo pacienti B a C majú nádchu.

7. Typy dedičnosti znakov, ich charakteristika. Expresivita a priebojnosť.

Preto je v tomto prípade penetrácia rinitídy 66,6%.

Príkladom ochorenia s úplnou penetráciou je autozomálne dominantné ochorenie. Huntingtonova chorea(4p16). 0na sa prejavuje hlavne u ľudí vo veku 31-55 rokov (77% prípadov), zatiaľ čo u iných pacientov - v inom veku: tak v prvých rokoch života, ako aj vo veku 65, 75 rokov a viac. Je dôležité zdôrazniť: ak sa gén pre túto chorobu prenesie na potomka od jedného z rodičov, potom sa choroba definitívne prejaví, čo je úplná penetrácia.

Je pravda, že pacient sa nie vždy dožije prejavu Huntingtonovej chorey, umiera z inej príčiny.

Genecopying a jeho dôvody
Genokópie (lat.

genokópia) sú podobné fenotypy vytvorené pod vplyvom rôznych nealelických génov.
Množstvo znakov s podobnými vonkajšími prejavmi, vrátane dedičných chorôb, môže byť spôsobených rôznymi nealelickými génmi. Tento jav sa nazýva genokópia.

Biologická podstata génových kópií spočíva v tom, že syntéza identických látok v bunke sa v niektorých prípadoch dosahuje rôznymi spôsobmi.

V dedičnej patológii človeka zohrávajú dôležitú úlohu aj fenokópie – modifikujúce zmeny.

Sú spôsobené tým, že v procese vývoja pod vplyvom vonkajšie faktory znak, ktorý závisí od konkrétneho genotypu, sa môže zmeniť; v tomto prípade sa skopírujú charakteristiky charakteristické pre iný genotyp.

To znamená, že ide o identické zmeny fenotypu spôsobené alelami rôznych génov a vyskytujúce sa aj v dôsledku rôznych génových interakcií alebo porúch rôznych štádií jedného biochemického procesu so zastavením syntézy.

Prejavuje sa ako účinok určitých mutácií, ktoré kopírujú pôsobenie génov alebo ich interakciu.

Rovnaký znak (skupina znakov) môže byť spôsobený rôznymi genetickými dôvodmi (alebo heterogenitou). Tento efekt bol na návrh nemeckého genetika H. Nachtheima dosiahnutý v polovici 40. rokov 20. storočia.

názov kopírovanie génov. Existujú tri známe skupiny dôvodov pre kopírovanie génov.

Dôvody pre prvú skupinu kombinuje heterogenitu spôsobenú polylokusom alebo pôsobením rôznych génov umiestnených v rôznych lokusoch na rôznych chromozómoch. Napríklad medzi dedičnými ochoreniami metabolizmu komplexných cukrov – glykozaminoglykánov bolo identifikovaných 19 typov (subtypov) mukopolysacharidóz. Všetky typy charakteristík

sú charakterizované defektmi v rôznych enzýmoch, ale prejavujú sa rovnakými (alebo podobnými) príznakmi chrličový dysmorfizmus alebo fenotyp zvonára Quasimoda - hlavnej postavy románu „Katedrála Notre Dame“ klasika francúzskej literatúry Victora Huga.

Podobný fenotyp sa často pozoruje pri mukolipidózach (poruchy metabolizmu lipidov).

Ďalším príkladom polylokusu je fenylketonúria. Teraz bol identifikovaný nielen jeho klasický typ spôsobený nedostatkom fenylalanín-4-hydroxylázy (12q24.2), ale aj tri atypické formy: jedna spôsobená nedostatkom dihydropteridínreduktázy (4p15.1) a dve ďalšie. deficitom enzýmov pyruvoyltetrahydropterínsyntetázy a tetrahydrobiopterínu (zodpovedajúce gény zatiaľ neboli identifikované).

Ďalšie príklady polylokusov: glykogenóza (10 genokópií), Ellersov-Danlosov syndróm (8), Recklinghausenova neurofibramatóza (6), vrodená hypotyreóza (5), hemolytická anémia(5), Alzheimerova choroba (5), Bardet-Biedlov syndróm (3), rakovina mliečna žľaza (2).

Dôvody pre druhú skupinu zjednotené intralokusovou heterogenitou.

Je to spôsobené buď viacnásobným alelizmom (pozri kapitolu 2), alebo prítomnosťou genetické zlúčeniny, alebo dvojité heterozygoty, ktoré majú dve identické patologické alely na identických lokusoch homológnych chromozómov. Príkladom toho druhého je heterozygotná beta talasémia (11p15.5), ktorá sa tvorí v dôsledku delécií dvoch génov kódujúcich beta reťazce globínov, čo vedie k zvýšený obsah hemoglobínu HbA2 a zvýšenej (alebo normálnej) hladiny hemoglobínu HbF.

Dôvody pre tretiu skupinu kombinuje heterogenitu v dôsledku mutácií v rôznych bodoch toho istého génu.

Príkladom je cystická fibróza (7q31-q32), ktorá vzniká v dôsledku prítomnosti takmer 1000 bodových mutácií v géne zodpovednom za ochorenie.

Vzhľadom na celkovú dĺžku génu cystickej fibrózy (250-tisíc bp) sa v ňom očakáva až 5000 takýchto mutácií. Tento gén kóduje proteín zodpovedný za transmembránový transport iónov chlóru, čo vedie k zvýšeniu viskozity sekrétov exokrinných žliaz (potných, slinných, sublingválnych atď.) a zablokovaniu ich kanálikov.

Ďalším príkladom je klasická fenylketonúria spôsobená prítomnosťou 50 bodových mutácií v géne kódujúcom fenylalanín 4-hydroxylázu (12q24.2); Celkovo sa pri tomto ochorení predpokladá odhalenie viac ako 500 bodových mutácií génu.

Väčšina z nich vzniká z polymorfizmov dĺžky reštrikčných fragmentov (RFLP) alebo počtu tandemových opakovaní (VNTP). Zistilo sa: hlavná mutácia génu fenylketonúrie v slovanských populáciách je R408 W/

Pleiotropný efekt

Vyššie uvedená nejednoznačnosť v charaktere vzťahov medzi génmi a znakmi je vyjadrená aj v pleiotropný efekt alebo pleiotropné pôsobenie, kedy jeden gén spôsobuje tvorbu množstva znakov.

Napríklad autozomálne recesívny gén ataxia-telangiektázie, príp Louis-Bar syndróm(11q23.2) je zodpovedný za súčasné poškodenie najmenej šiestich systémov tela (nervový a imunitný systém, koža, sliznice dýchacieho systému a gastrointestinálny trakt, ako aj spojovky očí).

Ďalšie príklady: gen Bardetov-Biedlov syndróm(16q21) spôsobuje demenciu, polydaktýliu, obezitu, pigmentovú degeneráciu sietnice; Fanconiho gén anémie (20q13.2-13.3), ktorý riadi aktivitu topoizomerázy I, spôsobuje anémiu, trombocytopéniu, leukopéniu, mikrocefáliu, apláziu rádia, hypopláziu záprstnej kosti prvého prsta, malformácie srdca a obličiek, hypospadias, pigmentové škvrny kože, zvýšená krehkosť chromozómov .

Existuje primárna a sekundárna pleiotropia.

Primárna pleiotropia je spôsobená biochemickými mechanizmami účinku mutantného enzýmového proteínu (napríklad deficit fenylalanín-4-hydroxylázy pri fenylketonúrii).

Sekundárna pleiotropia spôsobené komplikáciami patologického procesu, ktorý sa vyvinul v dôsledku primárnej pleiotropie.

Napríklad v dôsledku zvýšenej hematopoézy a hemosiderózy parenchýmových orgánov sa u pacienta s talasémiou vyskytuje zhrubnutie kostí lebky a hepatolienálny syndróm.