Biologie člověka

PAX 3 se účastní tvorby neurální lišty a dermatomyotomálních segmentů (vznik kosterních svalů a dermis z buněk odvozených od mesodermu)

Mutace PAX 3: Waardenburgův syndrom – hluchota, bílý pramen vlasů, heterochromie iris (AD)

PAX 6 - reguluje tvorbu neurální tkáně, která se podílí na formaci oka

Mutace PAX 6 - absence duhovky (aniridia)

House keeping geny:

• Aktivní ve všech buňkách

• Zajišťují základní funkce buněčného metabolismu:

  • Syntéza nukleových kyselin a proteosyntéza,

  • Transport živin a jejich zpracování, biosyntéza

  • Cytoskeletu a organel

Specializované geny:

• Určují jedinečné rysy různých typů buněk

• Epigenetická regulace diferenciace – imprinting → změny struktury chromatinu; → modifikace v sekvenci DNA (methylace)

• V dceřiných buňkách je udržována stabilní exprese shodných genů

• Epigenetická regulace → reverzibilní změny funkce genů bez změny sekvence DNA (bez změny genotypu)

• Epigenetické faktory ovlivňují fenotyp

• Epigenetická informace je přenášena z jedné generace do další generace na buněčné úrovni (buněčná paměť)

Epigenetická regulace:

• Regulace na úrovni transkripce má vliv na množství a časování výskytu funkčního produktu genu (RNA nebo proteinu)

• DNA methylace - Přibližně 60 – 70% CpG je methylováno. CpG jsou seskupeny do shluků (CpG ostrůvky), které jsou přítomny v oblasti promotoru

• Utlumení transkripční aktivity na úrovni modifikace histonů (neaktivní heterochromatin); NH2-skupina lysinu má bazický charakter → lysiny histonů se mohou vázat s negativně nabitými fosfáty DNA → zamezí transkripci

• Acetylace určitých histonů v nukleosomu eliminuje jejich pozitivní náboj → těsná interakce DNA-histon se poruší

• Transkripční faktory mají k DNA přístup, umožní funkci RNA-polymerázy a transkripce genu může nastat

• CPG methylace:

  • CpG methylace → modifikace cytosinu na methylcytosin v místě sekvence 5´CG3´; probíhá obvykle na obou řetězcích

  • Vysoce methylovaný promotor genu je obvykle neúčinný

  • CpG methylace → fenomén imprintingu

  • Imprinting → transkripční aktivita daného genu závisí na tom, jestli je uložen na chromosomu mateřského nebo otcovského původu

  • Imprinting obvykle vzniká methylací daného genu během gametogeneze u jednoho pohlaví. U potomka je alela daného genu pocházející od tohoto rodiče neaktivní

Specifikace buněk během časného vývoje:

• Kmenové buňky – nediferencované buňky s vysokou proliferační aktivitou

• Kmenové buňky nejsou jednoho typu, liší se tím, v jaké spektrum buněk se mohou diferencovat

• Z časných embryí lze izolovat tzv. pluripotentní embryonální kmenové buňky (embryonal stem cells, ES cells) → jsou schopné diferenciace ve všechny typy buněk s výjimkou trofoblastu (zevní vrstva buněk rýhujícího se vajíčka v období blastocysty)

• Nejsou schopné vytvořit embryo!!

• Diferencované buňky:

  • Krátká životnost (erytrocyty, krevní destičky)