1 / 20

VANJEDARNO NASLEĐIVANJE

VANJEDARNO NASLEĐIVANJE. Mitohondrijalni genom je naj češće cirkularni molekul DNK kojih u svakoj mitohondriji ima 5-20 kopija a u ćeliji ima puno mitohondrija (humane ćelije jetre imaju oko 100 mt , a zrelo jaje i 10 miliona).

odessa
Télécharger la présentation

VANJEDARNO NASLEĐIVANJE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. VANJEDARNO NASLEĐIVANJE

  2. Mitohondrijalni genom je najčešće cirkularni molekul DNK kojih u svakoj mitohondriji ima 5-20 kopija a u ćeliji ima puno mitohondrija (humane ćelije jetre imaju oko 100 mt, a zrelo jaje i 10 miliona). Veličina mtDNK varira izmedju vrsta, ali je konstantna unutar vrste. Mitohondrijalna DNK viših eukariota je molekul od oko 13 000 -18 000 nukleotida, sa malo gena i uglavnom ne sadrži nekodirajuće regione Humani mt genom ima samo 37 gena koji daju samo 13 od preko 80 subjedinica ATP kompleksa. Populacije mogu biti i visoko polimorfne za mtDNK. Genetička šifra je nešto drugačija kod mt genoma, izrodjenost koda je veća,transkripcija i translacija su specifične

  3. Kontrolni regionje glavni regulatorni region i jedini nekodirajući u mtDNK životinja, najvarijabilniji. Sadrži početak replikacije i promotore za transkripciju Nalazi se između tRNAglu i tRNAphe kod većine ptica, kod kojih varira u dužini od 1028 bp kodStruthio camelusdo 1580 bp kodCyanoramphus auriceps, akod sisara između 880 i 1400 bp. Variranje u dužini je usled variranja u broju tandemskih ponovaka i malih insercija/delecija obično na 5’ i 3’ krajevima kontrolnog regiona. • velika baza mtDNK sekvenci za citohrom c oksidazu I se razvija sa ciljem da olakša inventarisanje biodiverziteta, konzervaciju i detekciju ilegalne trgovine vrstama

  4. Genom hloroplasta je cirkularan i varira medju vrstama po veličini, generalno 8 do 10 puta veći i sa više gena od genoma mt kod životinja. Tipični genom hloroplasta ima oko 110 gena od kojih oko 50 daju produkte za fotosintezu. Karakteristično je za cp genom da ima ponavljajuće sekvence i duplicirane gene. Rekombinacija izmedju dupliciranih regiona daje veću varijabilnost. Broj hloroplasta po ćeliji varira izmedju vrsta i tkiva unutar jedinke.

  5. funkcije produkata sa mt DNK, cpDNK • Respiratorni lanac, proces oksidativne fosforilacije, fotosinteza • Posledica mutacija – pad energije potrebne za odvijannje biohemijskih reakcija • mtDNK čoveka: 13 subjedinica respiratornog lanca – 5 proteinskih kompleksa 7 subjednica kompleksa I (NADH dehidrogenaze) 3 subjedinica kompleksa IV (citohrom c oksidaze) 2 subjedinice kompleksa V (ATP sintaze) citohrom b (subjedinica kompleksa III) tRNK za svaku amino kiselinu 12S i 16S rRNK za mitohondrijalne ribozome

  6. Maternal Inheritance of mtDNA

  7. MATERINSKO NASLEĐIVANJE (UNIPARENTALNO) ad- ad+ su aleli jedarnih gena koji segregiraju mendelovskiočekivano Smeđe – citoplazma sa poky determinantama, zeleno – “normalna” Različiti rezultat se dobija pri recipročnom ukrštanju 2 tipa Neurospora Sitna ili normalna veličina kolonija je determinisane genima u citoplazmi

  8. Autonomno nasleđivanje hloroplasta Jajna ćelija ima puno cp genoma Polen nema cp genome

  9. Oboljenja kod ljudi i defekti na mtDNK(mitohondrijalne citopatije) • ćelije obolelih osoba su mešavina mutantnih i normalnih mitohondrija - heteroplazmija. • broj mutantnih mitohondrija korelisan je sa napretkom oboljenja – efekat „sa pragom” • Usled heteroplazmije, citoplazmatske segregacije i efekta sa pragom, kod članova jedne porodice oboljenja vezana za mutacije na mtDNK mogu biti razlčito izražena, od najslabijih do najjačih simptoma. • Organi koji su najviše pogodjeni mutacijama su nervi i mišići, tj. oni koji zahtevaju visoku energiju • većina delecija na mtDNK je de novo po nastanku i ne nasledjuje se materinski. • oboljenja koja se nasledjuju materinski, preko mitohondrija: • LHON (Leberova nasledna optička neuropatija) javlja se u srednjim godinama života kao potpuno ili delimično slepilo usled degeneracije optičkog nerva. Uzrok je 18 tačkastih mutacija genima u mtDNK koji kodiraju za proteine uključene u transportu elektrona. Defekti u ovom transportu rezultuju u inhibiciji oksidativne fosforilacije ATP. • KEARNS-SAYRE SINDROM je encefalopatija, oboljenje mozga. Uzrok su duge delecije na različitim mestima mtDNK

  10. MERRF mioklonična epilepsija i iskrzana crvena mišićna vlakna • mitohondrije poprimaju abnormalni izgled. • Uzrok je jedna nukleotidna zamena u genu za tRNK. nesposobnost mitohondrija da produkuju dovoljne količine ATP nedostatak energije uzrokuje smrt ćelija i degeneracija nervnog i mišićnog tkiva. Heteroplazmične jedinke imaju prag od oko 65% mutantnih mitohondrijaza nastanak simptoma Otkrivanje procenta sa mutantnim alelom pomaže u analizama pedigrea.

  11. mitohondrije i starenje • Dijabetes, demencija, slabost mišića, gubitak vida i sluha, ataksija • Akumulacija mutacija u mtDNK • Toksini, slobodni radikali, akumulacija oštećenja mtDNK • Respiratorni lanac slabi sa starošću u mozgu, mišićima skeleta, srcu i jetri

  12. upotreba mtDNK u forensici mtDNK sekoristi kada su biološki ostaci degradirani ili u malim količinama • kosa, dlake, kosti, zubi • 610 bp mtDNKiz kontrolnog regiona je sekvencionisano (Anderson Sequence, Cambridge reference sequence, Oxford sequence) • Za označavanje odstupanja od te sekvence, odredjeni broj različitih bp se označava (A, T, G, or C) • Npr. “tranzicija A u G na poziciji 263 će se obeležiti kao 263 G” • mtDNKsekvencioniranje je rigoroznije i vremenski komplikovanije nego profilisanje jedarnne DNK • Pošto u telu čoveka ima trilioni ćelija i u svakoj hiljade kopija mtDNK, nemoguća je potpuna homoplazmičnost (ista mtDNKsekvenca) u svim ćelijama, već heterpolazmija u odredjenom stepenu postoji

  13. Najpoznatiji slučaj forenzičke primene mtDNK analize živog sveta – identifikacija ilegalno prodavanog mesa sivog kita na japanskom i korejanskom tržištu mtDNK analiza otkriva da 50% mesa potiče od zaštićene vrste (portabilni PCR je uradio analizu u japanskom hotelu jer CITES ne dozvoljava slanje uzoraka retkih vrsta van teritorije

  14. mtDNKpopulaciona baza podataka • FBI Laboratorija, Armed Forces DNA Identification Laboratory, i druge, saradjivale su na kompilacijibaze podataka mtDNK (SWGDAM (Scientific Working Group on DNA Analysis Methods) Database • SWGDAM Database (August 2002): • sadrži HV1 i HV2 sekvenceKavkazaca, Afrikanaca, Azijata, Nativnih amerikanaca i Hispano grupa • sadrži 4,142 mtDNKsekvencinesrodnih osoba u forenzičkom indeksu • sadrži 6,686 mtDNKsekvenciiz laboratorija gde se testira roditeljstvo, banaka krvi itd. • I to je malo da pruži poptunu sliku o sekvencama mtDNK neke populacije

  15. Hipotetičko filogenetsko stablo na osnovu polimorfnosti mtDNK humanih populacija

  16. 1979, Doug Wallace, Stanford, USA Na osnovu mtDNK-divregencija među humanim populacijama

  17. materinski efekat • nije nasleđivanje preko organela jednog roditelja već citoplazmatski uticaj na prenos jedarnih gena • fenotip potomstva ne zavisi od genotipa jedinke već od genotipa majke. • Ukoliko je jedan od jedarnih gena majke izmenjen, sadržaj citoplazme jajeta se menja i to utiče na fenotip zigota u razviću.

  18. MATERINSKI EFEKAT je pojava da fenotip potomstva ne zavisi od genotipa jedinke već od genotipa majke Dominantni alel (D) daje desno uvijanje,a recesivni alel (d), u homozigotnom stanju, levo uvijanje. Genotipovi majke D/D i D/d daju desno uvijanje, koje je dominantno nad levim, koje se dobija iz d/d genotipa. Samo majka d/d genotipa može dati puža uvijenog na levo.

  19. odlaganje ekspresije muškog fenotipa i genotipa je karakteristika materinskog efekta gena. • da bi se odredilo da li je nasledjivanje vanhromozomsko ili se radi samo o materinskom efektu, potrebna je F3. • Testukrštanje: homozigotne (DD) ženke puža sa desnim uvijanjem ukrštene sa mužjacima sa levim uvijanjem (dd), potomci će svi biti Dd, sa desnim uvijanjem. Ako se oni ponovo ukrste sa dd, levo uvijenim mužjacima, u sledećoj generaciji svi će biti uvijeni u desno iako će odnos genotipova biti 1Dd : 1 dd. Ako se te ddženke opet povratno ukrste sa dd levo uvijenim mužjacima, konačno će se dobiti 50% levo uvijenih fenotipova. • ponovljena povratna ukrštanja će u slučaju da se radi o materinskom efektu dati jedinke muškog genotipa.

  20. Gradijenti materinskih molekula u ranom embrionu kontrolišu stvaranje osa • Citoplazmatske determinante, proteinski molekuli, postavljaju ose tela Drosophila postavljanjem molekula u oociti • Geni za polarnost jajeta se transkribuju sa genoma majke za vreme oogeneze i njihovi produkti deluju i pre i odmah nakon oplodjenja. • Fenotip embriona je odredjen alelima prisutnim kod majke • To su geni materinskog efekta • Majke sa mutacijom u ovim genima daju abnormalne embrione • Obično su to recesivne mutacije i ispoljavaju se kod homozigota

More Related