molekulární genetika
DESCRIPTION
Molekulární genetika. NUKLEOVÉ KYSELINY. NUKLEOVÉ KYSELINY. nukleové kyseliny jsou makromolekulární látky, jejichž základní stavební jednotkou je nukleotid. Nukleotid se skládá z:. cukerné složky – pentózy (monosacharid s pěti uhlíky) DNA obsahuje 2– deoxy –D–ribózu - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/1.jpg)
MOLEKULÁRNÍ MOLEKULÁRNÍ
GENETIKAGENETIKA
![Page 2: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/3.jpg)
NUKLEOVÉ KYSELINYNUKLEOVÉ KYSELINY
![Page 4: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/4.jpg)
NUKLEOVÉ KYSELINYNUKLEOVÉ KYSELINYnukleové kyseliny jsou
makromolekulární látky, jejichž základní stavební jednotkou je nukleotid
![Page 5: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/5.jpg)
Nukleotid se skládá z:Nukleotid se skládá z:cukerné složky – pentózy (monosacharid s pěti uhlíky) DNA obsahuje 2–deoxy–D–ribózu RNA obsahuje D–ribózu
dusíkaté báze – je navázána na cukernou složku - adenin (A) guanin (G) cytosin (C) thymin (T) – obsažený pouze v DNA uracil (U) – obsažený pouze v RNA
![Page 6: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/6.jpg)
kyselina kyselina deoxyribonukleovádeoxyribonukleová (DNA) (DNA)
– je obsažena v jádrech všech eukaryotických buněk (u prokaryotických buněk je uložena volně v cytoplazmě), je základním genetickým materiálem většiny organismů, slouží k uchování genetické informace
![Page 7: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/7.jpg)
DNADNA
![Page 8: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/8.jpg)
kyselina ribonukleovákyselina ribonukleová (RNA)(RNA)zajišťuje přenos genetické
informace z DNA do struktury bílkovin
v organismech je přítomna v několika typech:
mRNA (mediátorová RNA)rRNA (ribozómová RNA)tRNA (transferová RNA)
![Page 9: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/9.jpg)
mRNAmRNAobsahuje přepis informací z DNA
o primární struktuře bílkovinné molekuly, je matricí pro syntézu bílkovin
![Page 10: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/10.jpg)
rRNArRNAje součástí ribozómů, v nichž
probíhá proteosyntéza
![Page 11: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/11.jpg)
tRNAtRNA
– přenáší aminokyseliny z cytoplazmy na místo syntézy bílkovin (ribozómy), kde jsou spojovány do polypeptidickych řetězců, pro každou aminokyselinu existuje alespoň jedna tRNA
![Page 12: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/12.jpg)
Gen z molekulárního Gen z molekulárního hlediskahlediska
![Page 13: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/13.jpg)
GenGen- část molekuly DNA nesoucí genetickou informaci
pro syntézu specifického proteinu (strukturní gen) nebo pro syntézu RNA
strukturní – obsahují informace o primární struktuře polypeptidových řetězců
regulátorové – regulují aktivitu strukturních genů (tzv. signální sekvence DNA)
geny pro tRNA a rRNA – určují pořadí nukleotidů v molekulách tRNA nebo rRNA, tzn. těch typů RNA, které nejsou určeny pro translaci (tRNA vzniká v jádře, rRNA vzniká v jadérku)
![Page 14: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/14.jpg)
GenGenu eukaryot jsou geny
organizovány do intronů a exonů
![Page 15: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/15.jpg)
ExonyExonyobsahují informaci o pořadí
aminokyselin v polypeptidickém řetězci
![Page 16: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/16.jpg)
IntronyIntronynemají kódovací smysl
![Page 17: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/17.jpg)
Exprese eukaryotních Exprese eukaryotních genůgenůsouhrn všech dějů, které se podílejí
na průběhu transkripce a translace
Transkripcí se do struktury mRNA nejprve přepíše celý gen (exony i introny). Následně dochází u pre-mRNA k tzv. sestřihu (editing, splicing). Introny jsou z molekuly odstraněny (zůstávají v jádře) a funkční mRNA je tvořena spojenými exony
![Page 18: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/19.jpg)
Mimojaderná dědičnostMimojaderná dědičnostgeny chloroplastů a mitochondrií
matroklinní dědičnost – samčí gameta předává do samičí gamety pouze své jádro (ne mitochondrie a plastidy → potomci tak mají znaky, řízené těmito geny, „matky“)
![Page 20: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/20.jpg)
Mimojaderná dědičnostMimojaderná dědičnostPlazmidy u prokaryot
![Page 21: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/21.jpg)
MUTACE
![Page 22: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/22.jpg)
Nové alely vznikají z dosavadních mutacemi
Změna genetické informace vyvolaná působením mutagenů
![Page 23: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/23.jpg)
MutagenMutagenFyzikální: např.zářeníChemický: vyvolaná
chem.látkami (např.pesticidy, težkými kovy,..)
![Page 24: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/24.jpg)
MutaceMutace
a) Spontánníb) Indukovaná
![Page 25: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/25.jpg)
Mutace v genech = genové mutace
Je-li změna hluboká tak, že se odrazí ve změně celého chromozomu = chromozomové mutace (aberace)
Pokud se mutace týká celé sady chromozomů (změní se jejich počet)- mutace genomová (numerická aberace chromozomů)
![Page 26: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/26.jpg)
Genové mutaceGenové mutaceStandardní alela genu může být
mutací změněna v jinou zásahem v některém místě celé své délky
![Page 27: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/27.jpg)
Genové mutaceGenové mutaceNejčastěji jde o změnu týkající se
bází:◦Ztráta jednoho či několika nukleotidů –
DELECE◦Vložení nadpočetného nukleotidu-
INZERCE◦Zdvojení nukleotidu- DUPLIKACE◦Záměna báze nukleotidu- SUBSTITUCE◦Vzájemná výměna dvou nukleotidů v
řetězci- TRANSPOZICE◦Vzájemná výměna nukleotidu mezi
homologními řetězci- INVERZE
![Page 28: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/28.jpg)
Genové mutaceGenové mutace
Příklad přeměny lidského protoonkogenu na onkogen
![Page 29: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/29.jpg)
CHROMOSOMOVÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (MUTACE)ABERACE (MUTACE)
A) Numerická aberace chromozomů:
◦Změna počtu chromozomů◦Aneuploidie◦Polyploidie, euploidie
![Page 30: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/30.jpg)
aneuploidieaneuploidie
– týká se 1 chromosomu◦monozomie (např. Turnerův
syndrom)◦trisomie (např. Downův syndrom)
![Page 31: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/31.jpg)
polyploidie, euploidiepolyploidie, euploidietýká se celé sady chromosomů =
genomová mutace (lépe tolerován sudý počet násobků)
![Page 32: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/32.jpg)
CHROMOSOMOVÉ CHROMOSOMOVÉ ABERACE (MUTACE)ABERACE (MUTACE)
B) Změna struktury:◦Strukturní aberace chromozomů◦při reparaci chromosomových zlomů ◦následkem nerovnoměrného
crossing-overu◦mutagen schopný vyvolat zlom = klastogen – např. UV-záření, různé chemické mutageny
![Page 33: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/33.jpg)
delece – vypadnutí jednoho nebo více nukleotidů
duplikace – znásobení nukleotidů
inverze – převrácení několika nukleotidů
fragmentace- rozpad chromozomu na více částí
translokace◦ nereciproká translokace – odtržení části
chromatidy a připojení na jinou chromatidu jiného chromosomu
◦ reciproká translokace – vymění se části nehomologních chromosomů
![Page 34: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/35.jpg)
Genetika člověka
![Page 36: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/36.jpg)
Metody výzkumuMetody výzkumuMolekulární výzkumCytogenetický výzkumVýzkum dvojčatVýzkum rodokmenů
(genealogické)Výzkum populací
![Page 37: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/37.jpg)
Autozomální chorobyAutozomální choroby
KrátkoprstostSrůsty prstůVíceprstostRozštěp patra a rtůDownův syndromSyndrom kočičího mňoukání
Kdo by chtěl referát?
![Page 38: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/38.jpg)
Autozomální chorobyAutozomální choroby
AlbinismusCystická fibrózaSrpkovitá anémieEdwardsův syndrom
Kdo by chtěl referát?
![Page 39: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/39.jpg)
Gonozomální chorobyGonozomální chorobyHemofilieDaltonismusSyndrom XYYSyndrom XXXTurnerův syndromKlinefelterův syndrom
Kdo by chtěl referát?
![Page 40: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/40.jpg)
FISHFISH (fluorescent (fluorescent in situin situ hybridization)hybridization)
◦ umožňuje lokalizovat geny nebo jinou specifickou DNA přímo na cytogenetickém preparátu
◦ sonda (angl. probe) – značená fluorescenčně – váže se ke komplementárnímu úseku na denaturovaném chromosomu
◦ známe sekvenci DNA, jejíž poloha nás zajímá na chromosomu → označíme úsek komplementární ke genu, na kterém je navázána fluorescenční molekula (sonda) → denaturace DNA i sondy → renaturace → spojí se vlákno sondy a původní DNA → svítí jen část chromosomu s komplementární sekvencí
![Page 41: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/42.jpg)
Chromozomy jsou ve fluorescenčním mikroskopu modře, a to až na bod na jednom z chromozomů, jež je zelená a červená. To je místo, kde se nachází sekvence způsobující jeden z typů leukemie
![Page 43: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/43.jpg)
AmniocentézaAmniocentézaslouží k odhalení některých
závažných vrozených vad plodu u těhotné ženy
Amniocentéza se provádí v době, kdy může být těhotenství ze zákona přerušeno (tedy do 24. týdne), aby se zabránilo narození postiženého dítěte
![Page 44: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/44.jpg)
Jaké vrozené vady dokáže Jaké vrozené vady dokáže amniocentéza odhalitamniocentéza odhalit
Amniocentéza odhalí vrozené poruchy mozku (nekompletní nebo žádný mozek) a dědičné metabolické poruchy.◦rozštěp páteře◦downův syndrom◦anencephalus◦edwardsův syndrom
![Page 45: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/45.jpg)
PCRPCRPolymerázová řetězová reakce
metoda rychlého a snadného zmnožení úseku DNA založena na principu replikace nukleových kyselin
![Page 46: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/46.jpg)
Příklad:Příklad:Zdravý muž se ožení se zdravou ženou,
která je dcerou pacienta s hemofilií. Rodiče muže a jeho dva sourozenci jsou zdraví stejně jako bratr a sestra ženy, její matka a prarodiče. Sestra však má se zdravým mužem, u jehož příbuzných se hemofilie nikdy nevyskytla, nemocného syna.
Nakreslete rodokmen, určete typ dědičnosti hemofilie.S jakou pravděpodobností je jim narodí syn hemofilik?
![Page 47: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/47.jpg)
![Page 48: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/48.jpg)
Příklad:Příklad: Při galaktosemii chybí enzym pro trávení galaktosy
(galaktosa-1-fosfáturidyltransferasa), která se následkem toho alternativně metabolizuje na galaktitol. Ten působí toxicky na játra, mozek, ledviny, oči. Neléčené onemocnění je letální. Zdravý muž, jehož bratr a oba rodiče byli zdraví, ale dědeček z matčiny strany trpěl galaktosemií, se oženil se zdravou ženou, jejíž rodiče byli rovněž zdraví, ale bratr a sestra byli postiženi touto chorobou. U ostatních členů rodiny se galaktosemie neprojevovala.
Nakreslete rodokmen a určete typ dědičnosti.Jaká je pravděpodobnost, že se manželům narodí dítě s galaktosemií (P1)?Jaká je pravděpodobnost, že i druhé dítě bude stejně postižené (P2)?
![Page 49: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/49.jpg)
![Page 50: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/50.jpg)
Příklad:Příklad: V rodině muže, který hodlá uzavřít sňatek se zdravou
ženou, se vyskytuje defekt tvorby zubní skloviny a s tím související zdravotní problémy. Muž je postižený tímto defektem, podobně jako jeho bratr, sestra a matka. Druhá sestra je v pořádku a má se zdravým mužem zdravou dceru a syna. Postižená sestra má se zdravým mužem jednu zdravou a jednu postiženou dceru. Postižený bratr má se zdravou ženou tři zdravé syny a jednu postiženou dceru. Dědeček muže z matčiny strany je postižený, zatímco babička, pocházející z rodiny, která nikdy tento defekt nevykazovala, je zdravá. Zdraví jsou rovněž oba matčini bratři.
Nakreslete rodokmen a určete typ dědičnosti.Určete pravděpodobnost, že se postiženému muži, který se chce oženit se zdravou ženou, v jejíž rodině se takový defekt nevyskytuje, narodí zdravá dcera (P1)?Jaká je pravděpodobnost narození zdravého syna (P2)?
![Page 51: Molekulární genetika](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061420/5681310a550346895d973d2b/html5/thumbnails/51.jpg)