Genetik çeşitlilik ve farklı gen ifadesi

GELİŞİM GENETİĞİ ve
GENETİK DANIŞMA
Prof Dr. Fatma Savran
Oğuz
Gelişim Genetiği
• Döllenmiş bir yumurtadan ergin bir birey
nasıl oluşur?
• Ergin birey nasıl yeni bir birey oluşturur?
Embriyonel Gelişim
• Embriyonel gelişim genom tarafından kontrol edilir.
• Fertilize olmuş bir yumurta hücresinin taşıdığı genler
bir hücreden embriyoya ve erişkin bir canlıya
dönüşmek için gereken tüm bilgileri içerir.
• Bir hücreden yeni bir canlı oluşum aşamalarına gelişim
adı verilir. Gelişim sırasında kompleks yapıların tümü
tek bir canlıdan oluşur.
• Erişkin bir çok hücreli canlı ne kadar kompleks vücut
yapısına sahip olursa olsun, başlangıç noktası tek bir
hücredir.
Embriyo Gelişimi
• Embriyo çevresi ile etkileşim halindedir ve
gelişimi çevresinden gelen bilgiler yoluyla
yönlendirilir.
• Bir embriyonik hücrenin çevresi ise embriyo
içindeki çevreleyen dokudan oluşur ve
geleceği hemen çevresindeki bileşenler ile
etkileşimi sonucu belirlenir
• Embriyonik hücreler kas, kemik, sinir ve kan
hücrelerine gelişmek için genellikle önce
belirli bir yola girmek için yönlerini belirlerler
(determinasyon) ve sonra çok farklı özellikler
kazandıkları farklılaşmaya giderler.
Tek bir hücreden canlı bir organizma
oluşumu 3 önemli aşama içerir
• Hücre bölünmesi
• Hücre Diferensiasyonu: Hücreler farklı
fonksiyon görecek farklı hücre tiplerine
dönüşürler (Sinir hücresi , kas hücresi)
• Morfogenesis: Bir grup hücre bir yerden bir
yere göç ederek, şekil değiştirerek
organizmanın yapısını oluştururlar
Gelişim için gerekli olaylar:
•
•
•
•
•
Hücre bölünmesi
Farklılaşma
Pattern oluşumu
Morfogenez
Büyüme
Farklılaşmış hücre tipi- ürün-fonksiyon
•
•
•
•
Eritrosit : Hemoglobin -oksijen transportu
Lens hücresi : Kristalin Işığın transmisyonu
B lenfosit -Immunoglobulin -Antikor
T lenfosit – hücre yüzey antijeni- yabancı
hücrelerin yıkımı
Hücre determinasyonunun ve hücre
farklılaşmasının
moleküler mekanizması nedir?
• Hücreler ancak tamamen farklı gen
aktivitesine bağlı olabilen farklı protein
sentezi sonucunda farklı olurlar.
Genetik çeşitlilik ve farklı gen ifadesi
Çoğu organizmanın çoğu hücreleri aynı genetik
bilgiye sahiptir, fakat onu farklı olarak
kullanırlar.
Genetik eşitlik, bir organizmadaki tüm hücrelerin
kayıp, değişme ya da artma olmaksızın tam ve
eşit genetik bilgi içermeleridir.
Farklı gen ifadesi, hücrenin sahip olduğu tüm
genetik bilgisinin farklı setlerini kullanmasıdır.
Gen anlatımı hücre davranışını kontrol
eder
•
•
•
•
•
Hücreler arası iletişim
Hücre şekli değişiklikleri
Hücre hareketi
Hücre çoğalması
Hücre ölümü
Erken memeli embriyogenezindeki
olaylar
• Spesifik hücre kuşaklarının oluşması
• Hücrelerin daha kısıtlı gelişme potansiyeli olan
hücre kuşaklarını oluşturması
• Segmentasyon: embriyonun uzunluğu
boyunca periyodik yapının oluşması
Embriyonun en önemli karakteristikleri
• Polaritesi anterior ve posterior kısımlarının,
dorsal ve ventral kısımları gibi birbirinden
tamamen ayrılmış olması
• Embriyo vücudunun, her birinin karakteristik
özelliği olan seri olarak tekrarlayan
segmentlerden oluşmasıdır
1-Hücre(10 min)
128-Hücre (2.2 h)
2-Hücre (45 min) a
Blastula (3 h) a
4-Hücre (1 h) a
16 Somite (17 h) b
• Bölgelerin özelleşmesi : hem segmental
yapılarda (örn vertebra) hem de
nonsegmental yapılarda ( örn gastrointestnal
Tractus)
• Moleküler mekanizmaların coğu bilinmez
• Ovum sitoplazmasında yer almış olan
maternal gen ürünlerinin erken memeli
embriyogenezinde önemi açık değildir
• Vertabralı olmayanlarda maternal gen ürünleri
başlangıçta embriyodaki şekillendirici
olaylarda önemlidir.
• Vertebrasızlarda farklılaşma özel progenitör
hücrelerden türeyen klonların spesifik
kuşakları içinde olur.
Farklılaşma ortaya çıktıktan sonra…
• Dönüşümsüzdür.
• Sabit bir transkripsiyon, translasyon ve
işlenme şeklini düşündürür.
Memeli embriyogenezinde önemli gen
ürünleri
• Hox genleri santral sinir sitemi boyunca
eksprese olur
• İlgili proteinlerde DNA bağlayıcı kısım kodlayan
homeobox olarak adlandırlan Bir DNA dizisi
içerir
• Protoonkogenler : embriyonik gelişim
sırasında önemli bir yeri vardır
• Büyüme faktörü ve reseptörlerinin ilgili
genlerin bazı vertebra dokularında embriyonik
farklılaşma sırasında uyarıldığı düşünülür.
• Retinoik asit gibi sinyal ileticilerini kodlayan
genlerin bazı vertebra dokularında farklılaşma
ile ilgili oldukları ortaya konmuştur.
GENETİK DANIŞMA
• Genetik danışmanlık, belli bir genetik hastalık için
bilgilendirmenin yapıldığı, genetik danışman ile
başvuruda bulunan kişi arasında gerçekleşen özel
bir görüşmedir.
• Bireyde veya ailede tanısı konulmuş bir genetik
hastalık hakkında bilgilendirilme veya klinik olarak
şüphe duyulan fakat henüz kesin tanısı
konulmamış bir hastalık için genetik test yaptırma
isteği nedeniyle genetik danışmana başvurulur.
Genetik Danışma
• Genetik düzensizliklerin temelini ve kalıtımını
inceler
• Hasta ve riskli bireylerin hastalığı anlamasına
yardımcı olur
• Hastalıklar açısından evlilik ve aile
planlamasında dikkat edilecek konular ile iligili
bilinçlendirme yapılır
Aşamalar
•
•
•
•
•
Aile öyküsü ve pedigri çalışması
İnceleme
Tanı
Danışma
Takip etme
• Hastaya da hastalığı taşıyan bilgi veren kişi
propozitus veya proband
• Çocuk veya erişkin olabilir
• Aile hakkkında bilgi veren kişi indeks olgu
• Pedigri – aile ağacı çizilir
• Erkek sol tarafa yazılır aynı jenerasyondaki
bireyler aynı sırada çizilir
•
•
•
•
•
Düşük
Ölü doğum
Malformasyon
Neonatal doğum
Akraba evliliği yapan eşler
• Özel simgeler ile belirtilir
Reseasif fenotip :
Albinism
Dominant fenotip:
Achondroplasia