Geneetika alused ja ajalugu, soogeneetika, pärilikkus ja muutlikus (0)

Geneetika alused ja ajalugu

• Gregor Mendel(1822-1884)- molekulaargeneetika rajaja. Ristas herneid . Sõnastas pärandumise seadused tundmata geene ja kromosoome.
  
• Alleel - geeni eri vorm(A,a, või B,b jne). Geen määrab ära ühe tunnuse(silmade värv). Alleelid on erinevad variandid, mis geenil olla võivad nt rohelised/sinised silmad. Alleele märgitakse tähestiku tähtedega. Saame jagada kaheks(dominantne ja retsessiivne )
  
• Dominantne alleel(A,B)- surub maha retsessiivse alleeli(a,b) toime, kui nad on paarilistes kromosoomides. Avaldub alati.
  
• Retsessiivne alleel- avaldub ainult homosügootses olekus
  
• Homosügoot- vaadeldav tunnus on määratud ühesuguste alleelidega(AA, aa). Kui alleelid on organismis ühesugused, siis see genotüüp antud tunnuse suhtes on homosügootne.
  
• Heterosügoot- vaadeldav tunnus on määratud erinevate alleelidega(Aa, Bb).
  
• Monohübriidne ristamine- ristatakse ainult ühe tunnuse poolest erinevaid isendeid
  
• Dihübriidne ristamine- ristatakse kahe tunnuse poolest erinevaid isendeid(nt kuju ja värvus)
  

• Mendeli I seadus e ühetaolisuse seadus: homosügootsete vanemate monohübriidsel ristamisel tekivad esimeses põlvkonnas genotüübilt identsed ja fenotüübilt sarnased(KK mõjutab) isendid
  

Kollane A P(parentes) AA x aa
Roheline a gam. AA aa
Vastus: heterosügoodid, fenotüüp kollane F1 põlvkond Aa Aa Aa Aa

• Mendeli II seadus e lahknemisseadus : homosügootsetevanemate monohübriidsel ristamisel toimub teises põlvkonnas lahknemine seaduspärastel alustel genotüüpilt üks kaks ühele(1:2:1)Ja fenotüübilt kas üks kaks ühele(1:2:1) või kolm ühele(3:1).
  

Kollane A P Aa x Aa
Roheline a F2 AA Aa Aa aa

• Intermediaarsus - Heterosügoodil avaldub vahepealne tunnus. Domineerimist ei esine. Valge + punane = roosa
  

Üks vanematest lokkis juustega, teine vanematest laineliste juustega, kui suure tõenäosusega sünnib selles peres sirgete juustega laps? Sirge A, lokkis a, lained Aa. I - Aa aa, II - Aa Aa aa aa. Vastus: ei sünnnigi.

• Polügeensus- Enamus tunnustest on määratud mitme geeniga ja nende erinevate alleelidega. Nagu näiteks inimese nahavärvus, silmavärvus, vaimsed võimed jne. Sellest tuleneb laialdane varieeruvus tunnuste avaldumises. Kui tunnus on määratud mitme geeniga, siis on tegemist polügeensusega.
  

• Polüalleelsus- Kui populatsioonis üks tunnus on määratud rohkem kui kahe alleeli poolt.
  
• Vererühmad on inimestel erinevad, sest nende punastel vererakkudel(erütrotsüütidel) on erinevad antigeenid . Need antigeenid(teatud molekulid) on määratud geenidega . 0, A, B
  
• ABO-süsteem on määratud 3 alleeliga:
  
• - määrab antigeeni A tekke erütrotsüüdi pinnale: plasmas antigeen b(beeta). A -
  
• - - määrab antigeenii B tekke erütrotsüüdi pinnale: plasmas antigeen a(alfa). B-
  
• i- ei määra antigeenide teket erütrotsüüdi pinnale, on retsessiivne. AB -
  
• 0- Plasmas antigeenid a ja b. 0 - ii
  
• Aglutinatsioon - kui satuvad kokku punalible pinnal olevad valgud enda antigeenidega plasmas(a ja alfa, b ja beeta) toimub vere hüübimine ehk aglutinatsioon.
  

35,3%
23,2%
7,2%
34,3%

• Ema A ja laps 0, kes on ise, kas mees kelle veregrupp on AB või mees kelle veregrupp on A. Ema A- IaIaIai, laps 0- ii, isa AB-Ia,Ib; isa A- IaIaIai.
  
• Vanemad A ja B, millise veregrupiga ja tõenäosusega lapsi sünnib. AB(25%), A(25%), B(25%) ja 0(25%).
  
• Reesussüsteem:
  
• Allel R määrab reesusantigeenide tekke erütrotsüüdile
  
• Allel r(retsessivne) määrab, et erütrotsüüdil ei ole reesusantigeeni
  
• Reesuspositiivne (Rh+)- on inimene, kelle erütrotsüütidel on reesusantigeenid. Järelikult on tema genotüüp kas Rh, Rh või Rh, rh
  
• Reesusnegatiivne(Rh-)- on inimene, kellel puuduvad reesusantigeenid. Genotüüp rh, rh.
  
• Reesuskonflikt ema ja loote vahel: ema on reesusnegatiivne ja laps on reesuspositiivne. Sünnitamisel verekokkuppude. Ema veri hakkab tootma antikehi, mis jäävad verre. Teise lapse ootusel reageerivad ema antikehad lapse verega ja tekib reesuskonflikt. Lapse sündimisel on vaja vereülekannet. Kolmandat last tavaliselt ei saada.
  

• M mm
  
• N nn
  
• MN mn
  

• Juhul kui järglasi antakse harva ja vähe, sellisel juhul kasutatakse genealoogilist meetodit.
  
• Organismide puhul, kes annavad rohkem ja tihedamini järglasi dominantse tunnuse homosügootsuse või heterosügootsuse kindlakstegemiseks kasutatakse analüüsivat ristamist . Ristatakse meid huvitav organism retsessivse tunnuse kandjaga.
  

• Mustad rotid ristati omavahel. Saadi 7 musta rotipoega. Üks vanematest ristati valgega. Saadi 5 valget ja 6 musta rotipoega. Tee ristamisskeemid ja leia mõlema musta roti genotüüp.
  

• Mendeli III seadus e sõltumatu lahknemise seadus- homosügootsete vanemate dihübriidsel ristamisel lahknevad mõlemad tunnusepaarid teises põlvkonnas teineteisest sõltumatult ja kombineeruvad omavahel vabalt(fenotüübiline suhe 9:3:3:1). Seadus kehtib ainult juhul, kui vaadeldavad tunnused paiknevad erinevates kromosoomides.
  

• Thomas Hunt Morgan(1866-1945)- Morgani reegel ehk aheldatus - Ühes kromosoomis paiknevad geenid aheldatuna üksteise külge ja päranduvad enamasti üheskoos, kusjuures koospärandumise tõenäosus on seda suurem, mida lähemal nad teineteisele paiknevad.
  

Soogeneetika

• Kromosoomid , mis sisaldavad sugu määravaid geene nimetatakse sugukromosoomideks.
  
• Kromosoomid , mis ei sisalda sugu määravaid geene on autosoomid.
  
• Inimesel on 22 paari autosoome ja 1 paar sugukromosoome.
  
• Organismid, kellel on sugukromosoomid ühesugused on homogameetsed, kel erinevad on heterogameetsed. Imetajatel, kaladel, taimedel on heterogameetsed mehed e sugukromosoomid on erinevad. Naissugu on homogameetne e sugukromosoomid on ühesugused. Vastupidi on lindudel, osadel kahepaiksetel , liblikatele. Imetajatel (m)XY – XX(n), lindudel (m)ZZ – ZY(n)
  
• Karüotüüp on korrasatud järjestatud kromosoomistik . Downi sündroom – 3 21st kromosoomi
  
• X-kromosoom sisaldab lisaks naissoogeenidele veel geene ja neid nimetatakse suguliitelisteks geenideks. Y-kromosoomis on ainult sugutunnuseid määravaid geene. Kui geenid(mis x-is leiduvad) määravad ära haigused, siis on tegu suguliiteliste haigustega.
  
• Tuntumaks on hemofiilia , mis on määratud retsessiivse alleeliga, asub x- kromosoomis(). Hemofiiliat mittemäärav geen on dominantne(). Veritsustõbi.
  
• Daltonism on samuti määratud retsessiivse alleeliga X kromosoomis(). Punaseid- rohelisi värve ei erista.
  
• Sugukromosoomides olevaid geene, mis ei määra sugutunnuseid nimetatakse suguliitelisteks geenideks.
  
• Rahiit on suguliiteline haigus ja on dominantne. Luude pehmenemine.
  
• Auto- ab, veri- iI, suguliit - XY, blond dom punane, pruun dom pruun
  

Pärilikkus ja muutlikus

• Pärilikkus- organismi omadus säilitada ja järglastele edasi anda oma liigile iseloomulike tunnuseid
  
• Liigi isendite sarnasus pole kunagi absoluutne
  
• Muutlikus avaldub liigilises mitmekesisuses ja isendite erinevuses liigi sees
  

Muutlikus:

• Fenotüüp kujuneb välja genotüübi ja keskkonna koostoimes:
  
  • Pärilik e geneetiline muutlikus
    
  • Mittepärilik e modifikatsiooniline muutlikus
    
• Pärilik muutlikuses saame eristada 2 tasandit :
  
  • Genotüübiline muutlikus(AA, Aa, aa)
    
  • Fenotüübiline muutlikus(kollane, roheline)
    
  • Genotüübilist erinevust esineb alati rohkem kui fenotüübilist!
    
• Pärilikku muutlikust saab jagada kaheks:
  
  • Kombinatiivne- vanemate geenialleelide ümberkombineerumine järglaste genotüüpideks
    
  • Kromosoomide ja geenide struktuur ei muutu!
    
  • Meioos
    
  • Viljastumine
    
  • Mutatsiooniline muutlikus- muutlikuse alus
    
• Mutatsioon - muutus raku geneetilises materjalis
  
• Hugo de Vries (1848-1935)- Hollandii botaanik ja geneetik. Pärilike muutustega isendid = mutandid
  
• Mutageenid - tegurid(pole geen), mis põhjustavad geneetilisi muutusi. Mutageenid, mis põhjustavad kasvajaid on kantserogeenid!
  

• Füüsikalised mutageenid: röntgeni- ja kammakiirgus, UV kiirgus
  
• Keemilised mutageenid: ravimid , happed, lahustid , bensiin, värvid
  
• Bioloogilised mutageenid: mikroorganismid, viirused , hallitusseente toksiinid
  

• Mutatsioone võivad põhjustada ka organismisisesed vead(mille põhjuseks omakorda võivad olla mutageenid):
  
• Replikatsioon , transkriptsioon, translatsioon
  

Geenmutatsioonid:

• Väikesed muudatused DNA nukleotiidses järjestuses
  
• Hõlmavad geenis ühte või mõnda nukleotiidi
  
  • Nukleotiidipaari lisandumine
    
  • Nukleotiidipaari kadumine
    
  • Nukleotiidipaari ümbervahetumine
    
• Võivad põhjustada uute alleelide teket
  
• Ei avaldu fenotüübis järgmistel juhtudel:
  
  • Ühe nukleotiidi asendumine teisega ei põhjusta valgu molekulis ühe aminohappe asendumist teisega
    
  • Mutatsiooniga kaasneb küll ühe aminohappe asendumine teisega, kuid selle füüsikalis-keemilised omadused sarnanevad eelmisega
    
  • Moodustunud mutantne alleel on retsessiivne ja homoloogilise alleeli dominantsus jääb varju(ei avaldu)
    
• Geenmutatsioonist on põhjustatud nt albinism , hemofiilia, kurttummus , Huntingtoni tantstõbi, Marfani sündroom, mitmed ainevahetushaigused(tsüstiline fibroos , fenüülketonuuria, podagra), diabeet , sirp - rakuline aneemia
  

Kromosoommutatsioonis on tegu kromosoomi kuju ja suuruse muutusega. Kromosoommutatsioonid avalduvad alati!

• Deletsioon - mingi kromosoomi osa ära kadumine; kaduma on läinud mitmeid geene
  
• Duplikatsioon e lisandumine
  
• Inversioon toimub ristsiirde ajal, mingi kromosoomi lõik keerab ennast ringi
  
• Translokatsioon - ristsiirde ajal toimub informatsiooni vahetamine mittehomoloogiliste kromosoomide vahel
  
• Kassikisa sündroom(5. kromosoomi lõigu deletsioon) 1:45 000,
  

Genoommutatsioonid - tegu kromosoomiarvu muutusega

• Igal juhul haigus avaldub
  
• Down’i sündroom- dr J. Langdon Down 1866. aastal. Keskmine esinemissagedus 1:800. Iseloomulikud tunnused: lai lame nägu, viltus lõikega silmad, suur lõhedega keel, lühike nina, ahvivagu peopesas, südamerikked, vaimne mahajäämus, immuunsüsteemi häired, keskmine eluiga ~30.a
  
• Debiilsus- saab aru ühiskonnakorralduse põhireeglitest. On võimeline iseseisvalt elama ja oma tegude eest vastutama. Probleemid tekivad keerulisemate olukordade analüüsimisel ja vastavate lahendite leidmisel
  
• Imbetsilsus- ei saa aru ühiskonna põhistruktuurist
  
• Idiootia- vajab regulaarset hooldust
  
• Patau sündroom: 13. kromosoomi trisoomia, esinemissagedus 1:12 000(7 000- 21 000); risk tõuseb ema vanusega, aborteerunud embrüotel ja loodetel leitakse +12 sada korda sagedamini kui elusalt sündinud lastel, 45% sureb esimesel elukuul, 90% enne poole aastaseks saamist, 5% kuni 3 aastaseni. Tunnused: tugev vaimne mahajäämus, kurtus , silma anomaaliad , suulae- ja huulelõhed, lisasõrmed- ja varbad : polüdaktüülia
  
• Edwardi sündroom: 18. kromosoomi trisoomia, sagedus 1:8 000 elusalt sündinutel, sagedamini tüdrukutel, risk tõuseb ema vanusega(enamasti põhjuseks vead meioosi teisel jagunemisel). Tunnused: raske vaimne ja füüsiline mahajäämus, pisipealisus, südame ja neerude anomaalia, lühikesed sõrmed, väga väike sünnikaal, nõrgad ja loiud liigutused, vaikne hääl, 1/3 lastest sureb esimesel elukuul, 5% elab aastani
  
• Turneri sündroom: X0. Olemas vaid 45 kromosoomi, sagedus 1:2000- 2700 . Väike kasv(alla 150cm), tiibjätke kaelal , küünarnukk muutunud nurga all, kehal palju pigmendilaike, munasarjad taandarenevad juba looteeas, vaimne areng normaalne, üle 95% loodetest aborteerub
  
• „Supernaise“ sündroom: XXX(X). Esinemissagedus 1:1000, vähene vaimne mahajäämus, sooline areng normaalne, järglased normaalse kromosoomistikuga, pikk kasv, väike pea
  
• Klinefelter’i sündroom: XXY(XXXY, XXYY). Esmakirjeldus 1942, 1:700-1000, pikem kasv, väikesed gonaadid – vähe testosterooni, sekundaarsete sugutunnuste puudulik areng, viljatud, vaimne mahajäämus IQ alla keskmise(80-88)
  
• „Supermehe“ sündroom: XYY Jacobi sündroom. Sagedus 1:800-1000, pikem kav, käitumishäired
  

• Polüploidsus- kogu kromosoomistiku kordistumine
  

• Mittepärilik muutlikus e modifikatsiooniline muutlikus:
  
  • Keskonnast tulenevat fenotüübiliste tunnuste varieerumist nimetatakse modifikatsiooniliseks muutlikuseks
    
  • Ei muutu isendi genotüüp ega liigi geenifond
    
  • Fenotüübilise tunnuse modifikatsioonilise muutlikuse piire nimetatakse reaktsiooninormiks
    
  • Tunnuse uurimisel saame tunnuse ühesuunalistest muutustest variatsioonirea ja graafiliselt variatsioonikõvera(üles arv, kõrvale cm)
    
• Inimese haigestumine on tingitud:
  
  • Pärilikkusest(hemofiilia)
    
  • Keskkonna teguritest
    
  • Mõlema koostoimest
    
• Pärilikud haigused määratakse sügoodi genotüübi poolt!
  
  • Kombinatiivse muutlikuse tulemus(retsessivsete geenide kokkusattumine: pärilik kurtus, hemofiilia)
    
  • Mutatsioonid vanemate sugurakkudes (Downi sündroom)
    
• Looteeas tekkinud vead ja haigused on keskkonnast tingitud(väärarengud punetiste tagajärjel)
  
• Pärilikkus + keskkond = päriliku eelsoodumisega haigused
  
  • Geenid, mis põhjustavad tundlikust teatud keskkonnattegurite suhtes. Kõrgvererõhutõbi, lühinägevus, teisene suhkrutõbi, kopsuvähk jne
    
  • Kopsuvähi areng suitsetamisel sõltub organismis oleva ensüümi hüdroksülaas aktiivsusest(muudab suitsus oleva aromaatse ühendi kantserogeeniks)
    
• Pärilike haiguste ennetamine:
  
  • Suguvõsa uuringud
    
  • Biokeemilised ja molekulaargeneetilised uuringud
    
  • Tervislikud eluviisid
    

• Pärilike haiguste profülaktika:
  
  • Sugulusabieludest hoidumine
    
  • Mutageenide vältimine
    
  • Sünnieelne diagnostika (ultraheli uuring, lootevee uuring, platsenta biopsia , doppeluuring)
    
  • Sündide vähendamine üle 40 aastastel naistel ja riskigruppi kuuluvates perekondades