Nodarbbas plns Atipiski pazmju iedzimanas tipi DNS prveidoana

Nodarbības plāns: • Atipiski pazīmju iedzimšanas tipi • DNS pārveidošana • Uzdevumu risināšana

Pazīmju iedzimšanas tipi

Autosomāli dominantais iedzimšanas tips

Brahidaktilija Polidaktilija

Autosomāli dominantā iedzimšanas tipa ciltskoks Aa Aa aa aa

Laulību varianti ½ aa ¼ aa

Grūtības A-D analizēšanā

A-D nepilnīga penetrance * II 2 jābūt heterozigotai

Gēna nepilnīga penetrance Piem. , Osteogenesis imperfecta penetrance 60% P Aa x aa F 1 1/2 Aa : 1/2 aa 1/2 x 3/5 = 3/10 jeb 30%

Pazīmes vēla izpausme Hantingtona slimība Aa 70 g. 1/2 Aa 30 g. 1/4 Aa ? 1/2 x 1/2 = 1/4

Hantingtona slimība

Hantingtona slimība Hh 1/2 Hh hh hh

Pazīmes variabla ekspresivitāte Neirofibromatoze

Variabla ekspresivitāte

Pseidodominēšana Aa aa aa Aa

Jauna mutācija Mutācija de novo

Ahondroplazija

Ahondroplazija Risks nav lielāks kā populācijā vidēji 1/2

Ģimeņu hiperholisterinēmija I 46 52 II 33 III 6 7 9

Ģimeņu polipoze I II 66 III 44 IV 25 23 19

Autosomāli recesīvais iedzimšanas tips

Pieaugusi auss ļipiņa Nespēj mēli saliekt

Albinisms

Fenilketonūrija

Autosomāli recesīvā iedzimšanas tipa ciltskoks

Laulību varianti 1/4 1/2 1/2 1

Kopīgā gēnu daļa dažādas pakāpes radiniekiem Radniecības pakāpe identiski Kopējā gēnu daļa 1 Dizigotiskie dvīņi pirmā 1/2 Sibi (brāļi, māsas) pirmā 1/2 Monozigotiskie dvīņi

Kopīgā gēnu daļa dažādas pakāpes radiniekiem Vecāki, bērni pirmā 1/2 Brāļu, māsu bērni otrā 1/4 Brālēni, māsīcas treša 1/8

Risks būt heterozigotiskam 1/2 1 1 1/2 aa 1 1/2 2/3 P Aa x Aa F 1/4 AA 2/4 Aa 1/4 aa

Riska palielināšanās radinieku laulībā (gēns populācijā sastopams relatīvi reti) Piemērs. Gēna biežums 1/100 Aa x 1/100 Aa 1/4 aa 1/100 x 1/4 = 1/40. 000 * Radinieku laulība (brālēns un māsīca) 1/100 Aa x 1/8 Aa 1/4 aa 1/100 x 1/8 x 1/4 = 1/3200 *

Riska palielināšanās radinieku laulībā (gēns populācijā sastopams relatīvi bieži) Piemērs. Gēna biežums 1/10 Aa x 1/10 Aa 1/4 aa 1/10 x 1/4 = 1/400 * Radinieku laulība (brālēns un māsīca) 1/10 Aa x 1/8 Aa 1/4 aa * 1/10 x 1/8 x 1/4 = 1/320

Ģenētiskā heterogenitāte Slimība ir heterogēna, ja vienu un to pašu pazīmi nosaka dažādi mutantie gēni

Ģenētiskā heterogenitāte • Vairāki gēni - viens efekts Piem. , kurlums P aa x aa F aa a a a

Ģenētiskā heterogenitāte

Kurluma iedzimšana

Ar X hromosomu saistītais recesīvais iedzimšanas tips

Varbūtība būt heterozigotai 1/2

Slimas sievietes X-R gadījumā ir retums

Tēvs slims, māte Hz

Tēvs slims, mātei jauna mutācija De novo mutācija

Tēvam jauna mutācija, māte Hz De novo mutācija

X-R ihtiose

Ar X hromosomu saistītais dominantais iedzimšanas tips

X-D iedzimšanas tipa ciltskoka piemērs

X-D vīriešiem letāls

X-D

Incontinentia pigmenti

Reta sindroms

Holandriskais iedzimšanas tips

Holandriskā iedzimšanas tipa ciltskoka piemērs

Mitohondriālais iedzimšanas tips

Mitohondriālā iedzimšanas tipa ciltskoks

Populāciju ģenētika

Ellis van Creveld sindroms

Ahondroplazija

DNS pārveidošana

ĢENĒTISKAIS MATERIĀLS DNS modelis Disnejlendā (Floridā) Īpašības Gēns Hromosomas šūnā

Ģenētiskais materiāls Sievietes kariotips Vīrieša kariotips

DNS izolēšana F S 1. Šūnas 2. Fermenti saplēš un deterģenti pārplēš šūnu membrānas un kodolmemrānas 3. Centrifugē un filtrē DNS un OBV ts en rm Fe 4. DNS

Rekombinētās DNS molekulas

Var kombinēt jebkuru organismu DNS

Rekombinēto DNS iegūšana DNS molekula, kas izveidota no divu dažādu organismu DNS fragmentiem

Restrikcijas fermentu darbība Līmīgais gals Rekombinētā DNS

Vektors un interesējošā DNS sagriezta ar to pašu restriktāzi Vektors DNS fragments ar interesējošo gēnu

Vektors un fragments tiek sajaukti un pievienota ligāze DNS ligāze

Rezultāti DNS vektorā nav iebūvējies Rekombinētā DNS molekula

Retrikcijas fermenti - molekulārās šķēres

1. DNS Kodols Šūna Ligāze Oriģinālā DNS 2. Vīrusa DNS Vīruss Sagriež ar fermentiem

3. Ģenētiski pārmainīta šūna 4.

1.

2.

3.

4.

Praktiskais pielietojums

Olbaltumvielu producēšanā

Cilvēka insulīna producēšanā Insulīna gēns Iebūvē plazmīdā Inficē baktēriju

Gēnu terapija

Gēnu terapija Metode • Var ārstēt • Var pasargāt no ģenētiskās slimības pārmainot indivīda gēnu ekspresiju

Ir divas galvenās metožu grupas Somatisko šūnu terapija Dzimumšūnu terapija

Somatisko šūnu terapija Gēnu ievada somatiskajās šūnās Gēns nākamajām paaudzēm netiek nodots Procedūrai pakļauts tikai viens indivīds

Gēna ievadīšanas metodes • Vektori • Gēnu mikroinjekcija

Vektori Cilvēkam vīrusi (retrovīrusi) HIV Adenovīrusi

Trūkumi • Var iebūvēt ierobežota lieluma DNS • Inficē tikai noteikta tipa šūnas

Gēnu ievadīšanas adata Diametrs 1 miljonā daļa mm 20. 000 bp

Ievada cilmšūnās Asins cilmšūnas

Gēnu terapija ar vektoriem Gēns, kas kodē faktoru VIII Faktors VIII Vīruss, kurā iebūvēts faktora VIII gēns Kodols Cilvēka šūna

Gēnu terapijas sākums • 1989. gads • Neomicīna rezistences gēns • 1990. gads • Dr. W. F. Anderson • Dr. R. M. Blaese • Lielbritānijas nacionālais veselības institūts

Ashanti de Silva pirmais gēnu terapijas pacients 1990. gads

Smags kombinēts imūndeficīts Adenozīndeamināzes trūkums (ADA; SCID)

Procedūra • Izolēja T šūnas • T šūnas savairoja • T šūnas inficēja ar vīrusiem vīrusos iebūvēja ADA gēnu • T šūnas ievietoja atpakaļ asinsritē

Ex vivo K J “Slimā” šūna tiek pārveidota

Cistiskā fibroze Gļotas nosprosto elpceļus • Gēnu klonēja 1989. gadā • > 1000 mutāciju • Biežākā ir mutācija 508

In vivo J Ģenētiski pārveidota šūna Paciets

Dzimumšūnu (dīgļceļa) šūnu terapija Gēna normālo kopiju ievada dzimumšūnu priekštečos

Dzimumšūnu (dīgļceļa) šūnu terapija Argumenti pret • Nevajag uzņemties Dieva lomu • Nedrīkst lemt par nākamajām paaudzēm viņu vietā • Kāpēc vēlreiz vērt vaļā Pandoras trauku

Dzimumšūnu (dīgļceļa) šūnu terapija Argumenti par • Lētāka , efektīvāka • Reāla iespēja izskaust ģenētiskās slimības

Pirmais gadījums (2001. g. 5. jūnijs), kad AAVV tika izmantoti neiroloģisku slimību gēnu terapijā. Thomas Jefferson Hospital (Philadelphia) : Dr. Erol Veznedarouglu, Dr. Andrew Freese, Mr. Mc. Phee, Dr. Christopher Janson, Dr. Meryl Latsko.