Biologie člověka

Škodlivé mutace

Letální mutace

inekvální crossing-over – delece, duplikaci

poruchy mitózy/meiózy – monosomie, trisomie

Jedná se o náhodný proces, ale zároveň bylo prokázáno, že v některých oblastech genomu k mutacím dochází častěji a jsou označované jako hot-spots.

Mutace, pokud se projeví (viz níže), může způsobit vážné onemocnění, ať už různé vrozené vady nebo neoplasie. Je ovšem zároveň považována za jeden z mechanismů evoluce.

Vzniku mutací zabraňují reparační procesy DNA, případně tzv. zpětné mutace. Ke zvýšené incidenci mutací dochází při defektu v genech kódujících reparační enzymy (mutátorové geny), což je podkladem různých chorob (např. Fanconiho pancytopenie, xeroderma pigmentosum, Cockaynův syndrom).

Vazba genů

Crossing-over

• V průběhu profáze I meiózy (pachyten)

• Princip rekombinace genetického materiálu mezi maternálním a paternálním chromosomem

• Synaptonemální komplex (obrázek)

• Zlomy a nová spojení chromatinových řetězců – nutná přítomnost konkrétních štěpících enzymů a DNA-polymeráz

Vazba genů

• V rámci jednoho chromosomu jsou geny uspořádány lineárně

• Mezi jednotlivými geny téhož chromosomu tedy existuje vazba – celá jejich sada (vazbová skupina) migruje do nově vznikajících gamet – celé chromosomy se dostanou do konkrétní gamety

• Ale protože existuje crossing-over, může během meiózy nastat výměna úseků DNA mezi homologními (maternálními a paternálními) chromosomy – rekombinace

• Frekvence crossing-overů závisí na mapové vzdálenosti

• Vazba úplná, neúplná, volná kombinovatelnost

• Cis chromosomy (na jednom páru chromosomu maternálního x paternálnímu: alely AB x ab), rekombinanty: AB, ab

• Trans chromosomy (na jednom páru chromosomů maternálního x paternálnímu: alely Ab x aB), rekombinanty: Ab, aB

• Mění frekvenci alel v gametách

• Rekombinační zlomek:

  • (nabývá hodnot od 0 do ½)

Morgan

• Popis pozice genů na základě jejich fenotypového projevu

• Vazba úplná – 0cM („centiMorgan“)

• Neúplná vazba (0<vazba<50cM)

• Volná kombinovatelnost: 50cM

• Na základě zpětného (testovacího křížení):

  • AaBb x aabb

  • Gamety – AB, Ab, aB, ab

  • Genotypy – AB/ab, Ab/ab, aB/ab, ab/ab

• Příklad:

  • Fáze cis AaBb x aabb

  • Genotyp a jeho frekvence

0 cM AaBb – 50% Aabb – 0% AaBb – 0% aabb – 50% 10 cM AaBb – 45% Aabb – 5% AaBb – 5% aabb – 45% 50 cM AaBb – 25% Aabb – 25% AaBb – 25% Aabb – 25%

Pro 0 cM – 0% rekombinantů; Pro 10 cM – 10% rekombinantů

• Zpětné křížení:

  • Fáze trans AaBb x aabb (rekombinovatelné AB, ab; nerekombinovatelné Ab, aB)

0 cM AaBb – 0% Aabb – 50% AaBb – 50% aabb – 0% 22 cM AaBb – 11% Aabb – 39% AaBb – 39% aabb – 11% 50 cM AaBb – 25% Aabb – 25% AaBb – 25% aabb – 25%

• Příklad:

  • Bylo provedeno zpětné křížení dvojnásobného heterozygota AaBb s dvojitým recesivním homozygotem aabb. U získaného potomstva byly získány tyto fenotypové skupiny:

    • Znak A a B byl pozorován u 18 jedinců

    • 20 jedinců neexprimovalo ani znak A ani znak B

    • 378 jedinců mělo znak A, ale nikoliv znak B

    • 384 mělo znak B, ale ne znak A