Genetická kontrola prenatáln. lního vývoje

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Genetická kontrola prenatáln. lního vývoje"

Lubomír Kadlec
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Genetická kontrola prenatáln lního vývoje

2 Stádia prenatáln lního vývoje Preembryonální stádium do 6. dne po oplození zygota až blastocysta polární organizace cytoplasmatických struktur zygoty Embryonální stádium od 1. týdne do konce 8. týdne ektoderm, entoderm a mesoderm - jsou vytvořeny základy pro tvorbu tkání a orgánů nastává shlukování buněk, vytvářejí se tělní osy kranio-kaudální a dorso-ventrální, formují se tkáně a orgány embryonální vývoj je od počátku regulován skupinami genů Fetální stádium od 8. týdne těhotenství do porodu charakterizováno rychlým růstem a zráním plodu.

týdne ektoderm, entoderm a mesoderm - jsou vytvořeny základy pro tvorbu tkání a orgánů nastává shlukování buněk, vytvářejí se tělní osy

3 Genetická kontrola vývoje morfologické a funkční procesy přesně naprogramovány (dané pořadí, čas, rozsah, atd.) mutace v DNA narušení posloupnosti totipotence/represe a dereprese genů embryonální indukce interakce mezi různými buňkami a tkáněmi (př. chondromezodermové tkáně obratlovců ovlivňuje vývoj CNS z ektodermu, který leží nad ním)

) mutace v DNA narušení posloupnosti totipotence/represe a dereprese genů

4 HOX geny (Homeobox geny) komplexy regulačních genů (těsně vázané) přesná hierarchie jejich působení přímý lineární vztah mezi pozicí genů a jeho dočasnou prostorovou expresí podmiňují embryonální vývoj ve směru předozadní tělové osy, vysoce konzervativní geny (identické sekvence u různých druhů organismů), exprese během časné gastrulace produkty Hox genů: transkripční faktory pro různé cílové geny, které podmiňují organogenezi neurální trubice, ledvin, plic, střeva, zárodečných buněk apod., působí parakrinně, mohou spouštět několik vývojových programů jiných morfogenů v sousedních buňkách kontrolují buněčnou migraci, diferenciaci, apoptózu

během časné gastrulace produkty Hox genů: transkripční faktory pro různé cílové geny, které podmiňují organogenezi neurální trubice, ledvin, plic, střeva,

5 Příklady mutací Hox genů mutace HOX 7+ mutace v dalších genech: Wolf- Hirschhornův syndrom retardace růstu, mikrocefalie, rozštěp rtu/patra, defekty srdce, mentální retardace mutace HOX 13: Synpolydaktylie semidominantní znak - heterozygoti: srostléčlánky dvou prstů a navýšení prstů rukou i nohou - homozygoti: těžce postiženi

srdce, mentální retardace mutace HOX 13: Synpolydaktylie semidominantní znak -

6 PAX geny (Paired-box geny) regulační geny zásadní význam pro morfogenezi kódují transkripční faktory PAX 6 - reguluje tvorbu neurální tkáně, která se podílí na formaci oka mutace PAX 6: absence duhovky (aniridia) mutace PAX 3: Waardenburgův syndrom hluchota, bílý pramen vlasů, heterochromie iris (AD)

se podílí na formaci oka mutace PAX 6: absence duhovky (aniridia) mutace

7 Zink-finger geny kódují specifické proteiny, které tvoří komplex s ionty zinku, působí jako transkripční faktory v regulaci vývoje mutace mnohotné malformace

8 Housekeeping geny jsou aktivní ve všech buňkách zajišťují základní funkce buněčného metabolismu: syntéza nukleových kyselin a proteosyntéza, transport živin a jejich zpracování, biosyntéza cytoskeletu a organel

syntéza nukleových kyselin a proteosyntéza,

9 Specializované geny určují jedinečné rysy různých typů buněk (obr. pankreas epigenetická regulace diferenciace důsledek změn chromatinu modifikace v DNA sekvenci (methylace) v dceřinných buňkách je udržována stabilní exprese shodných genů

10 Specifikace buněk k během b časného vývoje Kmenové buňky nediferencované buňky s vysokou proliferační aktivitou Diferencované buňky krátká životnost (erytrocyty, krevní destičky) dlouhá životnost (neurony, endokrinní buňky) Fetální kmenové buňky - nové směry léčby : Parkinsonova choroba, cirrhosa jater, Diabetes mellitus I

krevní destičky) dlouhá životnost (neurony, endokrinní buňky) Fetální kmenové

11 Migrace buněk k během b diferenciace zejména před formací zárodečných vrstev na počátku organogeneze dochází ke snížení migrace v dospělosti buňky navzájem přiléhají tvoří buněčné klony

12 Morfogeneze tkáňově specifické transkripční faktory např.: PAX 3 se účastní tvorby neurální lišty a dermatomyotomálních segmentů (vznik kosterních svalů a dermis z buněk odvozených od mesodermu) PAX 6 - reguluje tvorbu neurální tkáně, která se podílí na formaci oka (anofthlamia) vnitřní změny v expresi genů závisí na hladině transkripčních faktorů mutace v transkripčních faktorech zásah do vývoje organismu hladiny signálních molekul např.: deficience enzymu 21-hydroxylázy je způsobena mutací genu, který je aktivní v nadledvinkách porucha vývoje gonád u ženského pohlaví (virilizace) teratogeny

reguluje tvorbu neurální tkáně, která se podílí na formaci oka (anofthlamia) vnitřní změny v expresi genů závisí na hladině transkripčních faktorů

13 Pohlavní dimorfismus 4 různé pohledy na biologické pohlaví chromosomy (XX, XY) pohlavní orgány (ovaria, testes) fenotyp psychika do týdne embryonálního vývoje Wolfovy a Müllerovy vývody

orgány (ovaria, testes) fenotyp psychika do 5.

14 Y chromosom SRY gen pohlaví určující gen blízko pseudoautosomální oblasti, jeho produktem je transkripční faktor, který následně ovlivní tvorbu testes a zánik Müllerových vývodů TDF gen - testes determining factor semenné tubuly a Leydigovy buňky stimulace z placenty choriogonadotropním hormonem

tvorbu testes a zánik Müllerových vývodů TDF gen - testes determining

15 X chromosom u žen inaktivace jednoho chromosomu v mikroskopu patrný jako tzv. Baarovo tělísko lokalizace u jaderné membrány ve stadiu cca 100 buněk inaktivace = lyonizace inaktivované geny mají methylovaný cytosin v oblasti promotoru, inaktivace též provázena modifikací histonů 10-15% genů uniká inaktivaci XIST (X-inactive specific transcript) X-inaktivační centrum tvoří se nekódující RNA, zapojuje se do komplexu, který tvoří sex-chromatin ovaria se tvoří 12. týden za nepřítomnosti genů Y chromosomu

methylovaný cytosin v oblasti promotoru, inaktivace též provázena modifikací histonů 10-15% genů uniká inaktivaci XIST

16 mozaicismus 46, XX

17 Porucha ontogeneze pohlaví Testikulární feminizace TF - dědičnost GR, při karyotypu 46, XY se vyvíjí ženský fenotyp, - jedinec nemá ovaria, dělohu ani vejcovody, nesestouplá testes produkují testosteron - tkáně postižených nejsou citlivé na testosteron - u jejich matek přibližně 50% buněk nemá příslušné androgenní receptory Jaký je genotyp matek? Jaké riziko postižení dětí TF? X TF X přenašečky mutované alely 1/2 dětí s karyotypem 46,XY postižených TF

postižených nejsou citlivé na testosteron - u jejich matek přibližně 50% buněk nemá příslušné androgenní

18 Porucha ontogeneze pohlaví Anhidrotická ektodermální dysplázie vzácné GR onemocnění, které postihuje morfogenezi ektodermálních struktur u heterozygotních žen chybí na různých úsecích kůže potní žlázy (lyonizace) v důsledku lyonizace fenotypová variabilita ženských MZ dvojčat s genotypem X A X a u mužů je postižení větší porucha dentice, hypertermie, těžší průběh infekcí mužská MZ dvojčata: X a Y (obě postižená) nebo X A Y (obě zdravá)

(lyonizace) v důsledku lyonizace fenotypová variabilita ženských MZ dvojčat s genotypem X A X a u mužů je

Adrenogenitáln lní syndrom vrozená porucha tvorby enzymu 21-hydroxylázy, důsledkem je porucha biosyntézy kortisolu (adrenální steroidní hormon) v nadledvinkách hyperplasie kůry nadledvinek; v

19 Adrenogenitáln lní syndrom vrozená porucha tvorby enzymu 21-hydroxylázy, důsledkem je porucha biosyntézy kortisolu (adrenální steroidní hormon) v nadledvinkách hyperplasie kůry nadledvinek; v důsledku poruchy syntézy kortisolu zvýšení hladiny adrenokortikotropního hormonu (ACTH) klinické dopady: - virilizace děvčat externí genitálie mužské (po akumulaci ACTH) - u chlapců silné ochlupení brady a hrudi, nádory varlat

syntézy kortisolu zvýšení hladiny adrenokortikotropního hormonu (ACTH) klinické dopady: - virilizace

Podobné dokumenty

Genetická kontrola prenatálního vývoje

Genetická kontrola prenatálního vývoje Vývoj jedince Individuální vývoj začíná okamžikem oplození Předchází gametogeneze u obou pohlaví meióza, včetně procesu crosing over a rekombinace Vývoj jedince pak