Общи положения относно генетиката (определение, генетични фактори, генетичен код) Медицинска генетика
Обща информация за ГЕНЕТИКАТА
генетика представлява науката за наследствеността ( Бейтсън Мендел (бащата на генетиката) разработва първите закони на тази наука, започващи от 1865 година. генотип (открит от Йохансен) представлява съвкупността от гените. фенотип това е съвкупността от знаци, видими на нивото на целия организъм, като израз на генотипа . Ген (открит през 1909 г.) има свойства, обусловени от „състояния, фактори, единици или специални елементи, съществуващи в състава на гамети и зиготи". Наследствени фактори присъстват в хромозоми(
. 1 Структура и карта на човешките хромозоми
Демонстрирана е ролята на някои генетични фактори за появата на някои заболявания (изследователският обект на медицинска генетика). Понякога няколко гена причиняват едно и също заболяване (полигенно наследяване), понякога ген участва в детерминизма на няколко заболявания (плейотропен ефект). Организмът е резултат от взаимодействието на генетични фактори (наследени) с околните (придобити) на английски: природа или възпитание. Когато факторите на околната среда причиняват аномалия, подобна на генетично обусловена, ние имаме работа с такава фенокопия (което може да бъде постоянно или преходно).
Генетични заболявания се класифицира в три основни групи:
аномалии свързани с единична генетична мутация (уникален мутантен ген)
аномалии структура или брой хромозоми (хромозомопатии)
аномалии полигенен или многофакторна.
Предаването на знаци от едно поколение на друго се извършва чрез ДНК репликация от клетъчното ядро. Генетичният материал е подреден под формата на хромозоми по време на размножаване.
Молекулярна основа на генната експресия
ДНК представлява физическата подкрепа на генетичната информация. Общото количество човешка ДНК е 3,6x10 12 Da (далтон). Полови клетки (гамети: сперматозоиди или яйцеклетки) имат 1/2 от количеството ДНК в сравнение с останалите клетки в тялото.
а.) 46 хромозоми (46 Cr) - комплект диплоиден - автозомни клетки;
б.) 23 хромозоми (23 Cr) - задайте хаплоиден - гонозомни клетки;
Химически ДНК е полимер, съставен от нуклеотид. Всеки нуклеотид съдържа:
а.) а азотна основа (пурин или пиримидин);
б.) а пентозна захар (2-дезоксирибоза)
° С.) киселина фосфорна
Пуринови основи са: аденин (A) и гуанин (G).
Основи на пиримидин са: цитозин (С) и тимин (Т).
ДНК структура е открит от Уотсън и Крик и това е
представляван на модела на двойно на -спирала (спираловидна, правовъртяща се и двуверижна структура). полимеризация се извършва съгласно принципа на комплементарност на азотни основи (A-T и
C-G ). Има първична, вторична структура и съответно третична ДНК, в зависимост от пространственото му представяне.
ДНК е свързана с два вида протеини:
а.) основен - хистон + Са (калций);
а.) функция репликация (автокаталитичен) е тази, чрез която ДНК
запази и предава генетична информация;
б.) функция heterocatalitica при което ДНК транскрибира съобщението под формата на иРНК (messenger) и кодира синтеза на специфични протеини, според модела: ген - протеин;
° С.) функция на променливост (рекомбинация на ДНК фрагменти) в гаметогенезата и клетъчното делене
. 2 Илюстрация на структурата на двойна α-спирала на молекулата на ДНК
Информацията за ДНК е кодирана като a специфичен език определя се от последователността на азотни основи, всяка от които представлява буква от генетичната азбука. Комбинации, които могат да произтекат от тях 4 букви (A, G, C, T), към който е добавен урацил (U) като знак за пунктуация, са от порядъка на 2 x 10 6. Основната единица на генетичния код е представена от кодон = последователност от 3 букви (триплет). Веднъж предаденият кодон се съставя като a генетична таблица (в резултат на репликация на ДНК) и след това води до образуване иРНК, който приема съобщението, предава го рибозоми, което определя специфичен протеинов синтез.
Генетичният код е резултат от разнообразното подреждане на 3 азотни основи и кодира редица 64 аа (аминокиселини) (4 3), съответстващи на a 64 кодона. От 64 до 20 те са от съществено значение за синтеза на протеини (те не могат да се произвеждат в организма и трябва да се доставят чрез храната). Няколко кодона могат да определят една и съща аминокиселина, а три действат като знак за пунктуация.
Героите на генетичния код
то е неспецифичен (дава се от последователността на тризнаци);
то е универсално валидно за всички видове;
То има резултати (UAG, UAA, UGA);
рано съобщението е четворно (AUGA или AUGC),
не има запетая, но интервали между кодони;
не се наслагва (всеки триплет е независим);
то е дегенерира, което означава, че има няколко кодона за една и съща аминокиселина;
синтез аминокиселините се получават чрез иРНК.
Представлява последователност от няколко двойки азотни основи, които носят кода на конкретна информация (синтез на протеин). Представлява съвкупността от гени в генетичния материал (ДНК), структуриран под формата на хромозоми човешкият геном. Има приблизително 100 000 гена (от които 1/2 кодират протеинов синтез, а останалите имат регулаторна функция). Гените се различават по протеините, които синтезират (ензими, структурни протеини, имуноглобулини, серумни протеини, фактори на съсирването, хормони и др.). Кореспонденция ген - протеин всъщност представлява по принцип ген - полипептидна верига. Всички гени са свързани с една група връзки (феноменът на връзка). Ген съдържа над 1000 нуклеинови бази. Нарича се областта на хромозомата, където се намира ген локус (множествено число = локуси).
Нарича се генетичен характер, който се предава без изключение на потомството хомозиготен, и се извиква такъв, който се предава само в определено съотношение хетерозиготен. Във втория вариант се наричат гените, отговорни за предаването на характера и които заемат един и същ локус върху различни хромозоми. генни алели.
Структурата на гена се състои от 3 области: промотор, лидер и структурна последователност (самият ген).
Сегментният характер на гена
Интрони и екзони представлява излишните порции нуклеотиди. Ген първоначално се транскрибира изцяло в премезагер РНК.
Феноменът на повторение и "мобилност"Мигли
Стотици копия на генна форма мултигенни семейства. В генома има подвижни (транспортируеми) последователности, наречени transpozomi, за дублиране на генетична информация.
Експресията на различни гени се различава при различните органи. Клетъчна експресивност на ген е свързан с реакцията на метилиране на този ген. Гените са по-малко метилирани в клетките, които ги експресират. Чрез деметилиране на миглите, до които стигате клетъчна диференциация.
Представлява основната функция на миглите. Е сложен процес на трансфер на информация от ядрена ДНК до полипептиди във формата генетичен код. Процесът е поетапно и може да бъде описан както следва:
стъпки са всъщност следното:
превод генетично съобщение и
регулиране протеинов синтез.
ДНК (тежка молекула) не може да напусне ядрото. Количеството генетична информация
от ДНК е голяма (надхвърля текущите нужди). За "диктовка ”на протеиновия синтез в клетка е достатъчна малка част от генетичната информация на ДНК. Съобщението се транскрибира накратко нуклеотидна последователност, чрез репликиране на ДНК, образуваща a молекула с ниско тегло който пресича ядрената мембрана и след това предава информация в цитоплазмата чрез информационна РНК. Допълнителните нишки на родителската молекула се разделят, така че една стара нишка служи за синтезиране на нова допълнителна нишка. Отварянето на двойната спирала на ДНК, необходимо за копиране на основната верига, се извършва под действието на ензим, наречен ДНК транскриптаза. Случва се спирала на полипептидната верига (ензим, наречен жираза предотвратява усукването му) и след това репликация при което пременджър РНК изцяло транскрибира генетичното съобщение.
Част от тРНК веригата, образувана в ядрото, мигрира под формата на гранули
през порите на ядрената мембрана в цитоплазмата.
Представляват синтез на полипептиди чрез намесата на генетичния код. дешифриране то
какво да направя чрез иРНК и чрез трансфер РНК (тРНК). Рибозомите съдържат рибозомна РНК, докато тРНК е получена от антикодони. ИРНК се свързва с получените рибозоми полисомия. Аминокиселините, необходими за полимеризацията, се въвеждат от тРНК. Аминокиселините са кодирани от кодони. Извиква се трансфер на информация кодиране.
Регулиране на протеиновия синтез
Синтезът на протеини се извършва под действието структура на гени. Всяка клетка има свое собствено генетично оборудване. Синтезът на протеини е диференциран (гените са активни в определени клетки). Те се наричат активиращи или потискащи гени регулаторни гени на синтеза на протеини. Извиква се набор от гени на структурно-операторни оперон. Регулирането на протеиновия синтез се извършва чрез механизмите на ензимна адаптация и отрицателна адаптация. Потискането на протеиновия синтез се извършва от механизъм за обратна връзка. Цялостната регулация се осъществява на нивото на иРНК и тРНК. Репресорът има функции за регулиране. За всеки тип РНК има ензим Специфична РНК полимераза. Спирането на синтеза на протеини се извършва чрез фиксиране на протеини върху собствената им иРНК, което предотвратява активността на рибозоите.
Всяка двойка хромозоми е представена от а майчина хромозома и на по бащина линия, което определя уникалната генетична структура на всеки индивид. Генетични мутации и особено допринасят за хетерогенността на генома рекомбинация на ДНК фрагменти, когато се образуват гамети. Хетерозиготни гени представлява приблизително 6700 от общите мигли. Хетерозиготни индивиди те се държат по-добре при различни условия на околната среда от хомозиготите. Те също описаха междугенетични пространства (интервали) върху структурата на ДНК. В допълнение към мейозата, структурата на ДНК се влияе от мутации и рекомбинация.
Постоянство на генетичното послание
Единственото постоянно послание от появата на живот на земята е генетичното послание. Той осигурява единство в многообразието. Всеки индивид е уникален чрез комбинацията от гени, които те представят. мерна единица отразява чрез генома на вида, докато разнообразие се определя на мутации.
Грешки в генетичните съобщения (генетични мутации)
Представлява стабилна промяна в структурата на ДНК. Мутацията е случайно молекулярно събитие по време на мейотичното делене. Състои се от качествена или количествена промяна в синтезираните протеини. Генетичните мутации в соматичните клетки не се предават, а само тези на гамети. Причините за мутациите могат да бъдат множество: йонизиращо лъчение, вируси, химикали и т.н., така че механизмът на мутациите е разнороден.
Механизмът на мутациите е разнороден. Мутациите могат да бъдат от тази гледна точка:
точкова мутация (моногенна) означава заместване на аминокиселина
с друг по генна структура;
има и феноменът полиалелия, при който има няколко генетични мутации
се появи последователно на определен локус;
новият ген, следващ мутацията, кодира модифицирани протеини,
механизъм чрез които мутацията може да се повтори (в резултат на полиалелна серия);
генетичната хетерогенност е друг различен начин за