Genetika 86-92.
86. fenotípusos expresszió: episztázis/szuppresszió/penetrancia/expresszivitás
Valamennyi kifejezés arra vonatkozik amikor a gének működései kölcsönhatásban vannak egymással, befolyásolják egymás működését, következésképp az egyed genotipusa által megjelenitett fenotipust ( azaz a fenotipus expressziója a különböző allélok hatásinak erdője). Egy adott gén adott alléljének fenotipusos hatása tehát függhet más gének éppen jelenlévő alléljeinek hatásától (episztázis és szuppresszió), ill. egy adott gén adott alléljének fenotipusos hatása függhet az adott egyedben sok más génjének jelenlévő alléljeitől (penetrancia, expresszivitás). Megjegyzés: az allél expresszivitása nem csak a génkölcsönhatásoktól függhet, hanem magátol az allél milyenségétől is, pl a deléciós, nonsense, frameshift allél a megfelelő gén eredeti funciójának teljes elvesztését okozhatja, a ts allél csak a gátló (nonpermissziv) hőmérsékleten okozza ezt. Más, "kevéssé hibás" (pl hipomorf) allélek a funkciójukat ellátják, de a vadtipushoz képest kevésbé ( az ilyen allél expresszivitása tehát csökkent a vadtipusú allélhez viszonyítva).
Penetrancia: Egy gén alléljeinek fenotípusos hatása függhet a többi gén állapotától, azaz a genetikai háttértől. Például minden egyed egy adott génre homozigóta recesszív, mégis akadhatnak olyan egyedek, akik nem mutatják a recesszív fenotípust. A penetrancia azoknak az egyedeknek a százalékos aránya, akiknél a várt fenotípus megjelent.
Expresszivitás: ismeretlen genetikai háttér és változó környezeti feltételek miatt egy adott gén kifejeződésének mértéke (=expressziója) változó. Pl.: sziámi macskák szőrszíne függ a testtáj hőmérsékletétől. (ez egy "ts" allél)
Episztázis: egy gén egy vagy több másik gén expresszióját befolyásolja. Az episztatikus gén bizonyos allélja nem engedi érvényre jutni a hiposztatikus gén bármely allélját, így az nem fejtheti ki fenotípusos hatását. Az episztázis jelensége jelzi, hogy a két gén működése közöt kapcsolat van, pl.: ugyanazon genetikai útvonal elemei.
Szuppresszió: valamely mutáns fenotípusának egy másik (ugyanazon vagy másik génben bekövetkező) mutációval történő korrigálódása. Eredménye kétszeres mutáns genotipus és "pszeudovad" fenotípus, amely kinézetre megegyezik a vad fenotípussal.
(Ha csoportosítani kell:
-Penetrancia és expresszivitás: fenotípus erősségének kifejeződédével kapcsolatos jelenségek. De penetranciánál a genom összes génje hathat az adott allélre, expresszivitás pedig arra vonatkozik, hogy milyen erősen fejeződik ki a gén.
-episztázis és szupresszió két gén ill. mutációk kölcsönhatását leíró jelenség. De episztázisnál a kettős mután önálló fenotípusa elveszik, szupressziónál a kettős mutáns pszeudovad lesz (tehát látszólag a kanonizált vadtípussal megegyező fenotípusa lesz).)
87. Hogyan öröklődik a gén cisz elemének mutációja?
A cisz elem mutációja megváltoztatja a vele cisz helyzetben levő cisztronok kifejeződését (cisz-domináns mutáció), vagyis csak ugyanazon a DNS szálon hat, ahol a mutáció történt. Pl.: a lac operonban az P- mutáns promotere nem működik, nem tud hozzákötődni az RNS-polimeráz, így az átíródás nem történhet meg a struktúrgénekről, a fenotípus lac- lesz; ha azonban a másik szálon (pl parciális diploid esetében) a lac operon minden tagja vadtipusú, akkor ott minden struktúrgénről keletkezik a megfelelő enzim, vagyis a laktóz bontására meg van a képesség. A "jó" cisz elem, a vad allél, nem komplementálja a mutáns allélt transz helyzetből, tehát egyazon sejtben a mutáns és a vad típusú allél fenotípusos hatása egyszerre érvényesül, ami kodomináns viszonyt (és öröklődést) jelent.
88. inter allélikus (intra cisztronikus) komplementáció
Interallélikus komplementáció esetén valamely mutáns allélt egy másik mutáns allél korrigál. Az eredmény vad fenotípus és pszeudovad genotípus. A két mutáció egy cisztronban van, de külön külön a homológ kromoszómákon, azaz transz helyzetben vannak.
A vad típusú allélek (az ábrán a1+ és a2+) termékei homodimert, működőképes génterméket adnak. (pl.: egy működő fehérjét melynek negyedleges szerkezete két azonos alegység kapcsolódásával jön létre.)
A mutáns allélek együttesen is működőképesek. Az a2+a1- ill. a1+ a2- mutánsok egyike sem működőképes önmagában. A két hibás monomer termék működőképes dimerré állhat össze. Tehát bizonyos mutáns allélek csak bizonyos másik mutáns allélekkel adnak inter allélikus (allélek közötti, cisztronon belüli, intra cisztronikus) komplementációt.
89. Mit jelent F2 térképező populáció?
Lényege, hogy az F1 cisz vagy transz heterozigóta nemzedék rekombináns gamétáiból inter se keresztezés során F2 populáció jön létre. Az F2 populáció minden egyes tagja 2 gamétát (apai és anyai haplotípust) reprezentál. Ha ezeknek a gamétáknak (haplotípusoknak) a tényleges allélösszetételét (kombinációit) és gyakorisági megoszlását meghatározzuk, azaz meghatározzuk P1, P2, R1, R2 kombinációk számosságát és részarányát, akkor a rekombináció gyakoriságának meghatározása lehetővé válik az F2 térképező populációból.
Például: kiindulunk két diploid homozigóta szülői populációból (P1, P2). Ezek 2 génjét a-t és b-t 2 mikroszatellita allélpárral jelöljük, (am1, am2 és bm1,bm2) Majd keresztezzük.
F1 nemzedék meiózisa során lesznek szülői (P1, P2) és rekombináns gaméták (R1, R2)
Tovább hagyjuk őket szaporodni, kialakul F2 nemzedék: így a következő Punett táblát kapjuk:
ivarsejtek |
|
P1 |
P2 |
R1 |
R2 |
|
gyakoriságuk |
(1-f)/2 |
(1-f)/2 |
f/2 |
f/2 |
P1 |
(1-f)/2 |
P1P1 |
P1P2 |
P1R1 |
P1R2 |
P2 |
(1-f)/2 |
P2P1 |
P2P2 |
P2R1 |
P2R2 |
R1 |
f/2 |
R1P1 |
R1P2 |
R1R1 |
R1R2 |
R2 |
f/2 |
R2P1 |
R2P2 |
R2R1 |
R2R2 |
A rekombináció gyakorisága f, mivel kétféle rekombináns van ezek gyakorisága f/2.
Látható, hogy P1P1= P1P2= P2P1= P2P2 és R1R1=R1R2=R2R1= R2R2 gyakorisága elvileg egyenlő. P1P1, P2P2, R1R1, R2R2 elkülöníthető, tehát 4 x R1R1, vagy 4 x R2R2, vagy 2 x (R1R1 + R2R2) egyenlő az összes rekombináns számával. Egyszerű megoldása: Kétszer az összes rekombináns egyed száma osztva kétszer az összes egyed számával. Ez megadja azt, hogy az összes rekombináns gaméta hogy aránylik az összes gamétához, azaz a rekombináció gyakoriságát, amit felhasználhatunk a géntérképezéshez.
Megjegyzés: egyik heterozigóta felállás esetében (pl am1,bm1 / am2,bm2 : P1=am1,bm1, P2=am2,bm2, R1=am1,bm2, R2=am2,bm1) . A másik, azaz
a komplementer esetben am2,bm1/am1,bm2 heterozigota kiindulásnál P1=am2,bm1, P2=am1,bm2, R1=am1,bm1, R2=am2,bm2.
90. Mit jelent: Szárnyi allélpárok? (részletese l. Genetika könyv mappa releváns fejezetét)
A szárnyi allélpárokkal közrefogunk más allélpárokat, tehát ők a széleken (szárnyakon) helyezkednek el.Értelem szerűen legalább három allélpár esetében, azaz legalább három faktoros elemzéskor van értelme beszélni róluk. (Az ábrán a P/p és D/d a szárnyi allélpárok)
Használható például nem létfontosságú gének finomtérképezésér. Van két génünk, melyek nem szelektívek, jelük: a1, a2. Ezeket fogják majd közre a szárnyi allélpárok: 2 , szelektív, recesszív állapotban letális allélpár (P, D), (p, d jelöli a letális allélt). Két hárompontos keresztezést végzünk. Kiválogatjuk a P, D rekombináns egyedeket (ezek lettek életképesek). P, D populációban mindig az a nem szelektív allél lesz gyakoribb, amely cisz helyzetben közelebb van (kapcsoltabb) az egyik domináns szárnyi allélhoz. Az ideális crossing overt feltételezve a megoszlás arányosan osztja a szárnyi allélpárok távolságát. Ha tehát mint az a példán látható, az a1+PD rekombinánsok gyakorisága 70%, az a1-PD-é 30%, az azt takarja, hogy a1+/a1-
allépár altal jelölt pont 7:3 arányban osztja a P/p - D/d távot. A második ábrán hasonlóan látható, hogy az a2+/a2- allélpár által definiált pont 4:6 arányban osztja a P/p -D/d távot, A sorrend pedig P/p, a1+/a1-, a2+/a2-, D/d.
91. Mely genetikai törvények kapcsolhatók
Brenner nevéhez: Gén és géntermék kolinearitás alaptétele: a kódok sorrendje a génben azonos az aminosavak sorrendjével a gén által kódolt fehérjében. Ezt a T4 fággal bizonyítota. A stop kodon létezésének bizonyítása. Ezen kívül ő a C. elegans genetika megalkotója is, ezért kapott Nobel-díjat 2002-ben.
Müller nevéhez: Az indukált mutációk felismerése, balanszer kromoszóma rendszer kidolgozása, így tarthatók fenn a letális allélok. Nobel dijat kapott 1946-ben.
Lewis nevéhez: Az egyedfejlődésben az egyedfejlődést irányító gének felismerése, különös tekintettel a homeotikus génekre. Az alapvető testfelépítés szabályozása viszonylag kevés számú génre vezethető vissza, ezek a homeotikus gének. Nobel dijas 1995-ben.
Beadle és Tatum nevéhez: Egy gén egy enzim elv, minden gén egy enzim szerkezetét határozza meg, így egy biokémiai lépést kódol. Az ő nevükhöz köthető a genetika és a biokémia összekapcsolása. Nobel dij 1958
92. gének klónozása, komplementáció, génkönyvtár, transzformáció, gén azonosítás (logikai sorrend)
sorrendben: (1. lépés)gének klónozása (vad típusból), (2.lépés) klónokból génkönyvtár készítés , (3. lépés) génkönytárral transzformáció mutáns egyedekbe, (4. lépés) transzformáns egyedek ellenőrzése , azaz van-e komplementáció (vad típusú-e az transzformáns egyed), (5. lépés) gén azonosítás (a mutáns egyed fenotopusa alapján; akkor lehetséges, ha történt komplementáció a traszformásban).
Mi a vizsgálatot vézők tudjuk, hogy milyen fenostípusos változást okoz a mutáció az egyedben, amelyet transzformálni fogunk a vadtipusu egyed genomjából készitett génkönytárral (pl.tudjuk: mely enzim nem termelődik, mely anyagcserefolyamat, vagy fejlődési lépés esett ki a mutáns egyedben).
Tehát ha komplementációt észlelünk, akkor a klónozással a gén vadtípusú (=vad fenotípust erdményező) allélját vittük be a promoterével együtt a mutáns egyedbe, azaz a könytár azon tagjával transzformáltuk a mutans egyedet, amely a müködő képes vadtipusú allélt hordozta. A gén vadtipusu allélja a könytár ezen tagjában szekvenálható (pl genomsétával), a gén , vagy részletei a szekvencia ismeretében PCR reakciokkal amplifikálhatók, a gén uj alléljai állihatók elő " site directed mutagenezissel" stb.