Lidský genom Lidé patří mezi DNA organismy Genom je předáván

Prezentace na téma: "Lidský genom Lidé patří mezi DNA organismy Genom je předáván"— Transkript prezentace:

1 Lidský genom Lidé patří mezi DNA organismy Genom je předáván
z buňky na buňku v průběhu buněčného dělení z generace na generaci v průběhu reprodukce Genom obsahuje až genů Geny jsou v jádře organizovány do chromozómů Chromozóm je tvořen chromatinem

2 Chromatin hmota tvořící jádro eukaryotické buňky
dsDNA, histony, proteiny nehistonové povahy Podle intenzity zbarvení bazickými barvivy a stupně kondenzace euchromatin – slabě, dekondenzovaný, „transkripčně aktivní“ heterochromatin – silně, kondenzovaný, neaktivní

3 Heterochromatin Konstitutivní Fakultativní
trvale v heterochromatinovém stavu centromery a telomery jeden z chromozómů X u žen Fakultativní přechází v závislosti na ontogenetickém vývoji organismu do euchromatinového stavu a naopak

4 Dynamický proces kondenzace lidského chromatinu
1) Interfázní chromatin = dekondenzované 10-nm chromatinové vlákno 2) 30-nm chromatinové vlákno 3) Chromatin v mitotické fázi = mitotické chromozómy Kondenzovaný chromozóm č. 1 má délku 50 μm Kondenzován x

5 Složky chromatinu 1) Histony 2) Nehistonové proteiny
střed globulární, konce flexibilní a vláknité vysoký obsah argininu a histidinu 5 druhů – H1, H2A, H2B, H3 a H4 2) Nehistonové proteiny RNA-polymerázy a enzymy transkripčního aparátu HMG1 a HMG2 – vážou se na neobvyklé struktury DNA HMG3 a HMG4 – vážou se na jádro nukleozomu, zvláště v oblastech transkripčně aktivních

6 Nukleozóm základní jednotka chromatinu
oktamer histonů (H2A, H2B, H3, H4)2 jedna molekula histonu H1 úsek DNA o průměrné délce 200 bp, který tvoří dvě otáčky kolem histonového oktameru

7 Nukleozómový řetězec 10nm chromatinové vlákno
jeho jednotlivé články tvoří jádra nukleozómu spojená dlouhou lineární molekulou dsDNA pozorovatelný mikroskopem - H1 + H1

8 30nm chromatinové vlákno
vzniká kondenzací nukleozómového řetězce za účasti histonu H1 váže se k proteinovému lešení (proteiny nehistonové povahy, např. topoizomeráza II) H1

9 Chromatinové domény smyčky 30nm chromatinového vlákna, které se váží k proteinovému lešení v úpatí každé smyčky je jedna molekula topoizomerázy II – změna topologie při replikaci a transkripci každá doména má jedno místo ori DNA proteinové lešení připojovací oblast ATATATAT TOPO II TOPO II TOPO II

10 Mitotické chromozómy vznikají kondenzací 30nm chromatinových vláken
vytvářejí se během mitózy nebo meiózy kondenzace 30nm do nm chromatinových vláken, která tvoří strukturu metafázních chromozómů v chromozómech je chromatin ve stavu nejvyšší kondenzace a je transkripčně inaktivní

11 Cytogenetika Studium chromozómů, jejich struktury a dědičnosti
* 1956, Tjio a Levan – 46 lidských chromozómů Klinická diagnóza na základě analýzy chromozómů Mapování genů – HUGO Nádorová cytogenetika Prenatální diagnostika

12 krátké rameno p (petit = malý) Centromera = primární konstrikce
Lidský chromozóm sesterské chromatidy nejlépe hodnotitelné jsou kondenzované chromozómy v prometafázi nebo metafázi krátké rameno p (petit = malý) Centromera = primární konstrikce dlouhé rameno q (queue = dlouhý konec) telomery

13 Dědičnost lidských chromozómů
Mitotické dělení Somatické buňky s diploidní (diploos = dvojitý) sadou chromozómů, tj. 2n = 46 Meiotické redukční dělení Výsledným produktem jsou gamety s haploidní (haploos = jednoduchý) sadou chromozómů, tj. n = 23

14 G-pruhování Natrávení trypsinem Giemsovo barvivo
Vznik charakteristických pruhů (G-pruhy) Lze individuálně rozpoznat všechny chromozómy Lze odhalit strukturální i numerické abnormality Počítačová analýza obrazu až pruhů 1 pruh 50 i více genů

15 Další typy pruhování - I
Q-pruhování barvení chromozómů fluorescenčními barvivy, které se preferenčně vážou k oblastem bohatými na AT Quinakrin, DAPI, Hoechst 33258 výsledek ekvivalentní G-pruhování R-pruhování je inverzní vůči G-pruhování před obarvením Giemsovým barvivem je DNA denaturována (denaturují se především AT oblasti) podobně lze barvit barvivy, které se váží na GC oblasti (chromomycin A3, olivomycin, mitramycin)

16 Další typy pruhování - II
T-pruhování umožňuje identifikovat část R-pruhů, které jsou součástí telomér metoda kombinuje částečnou denaturaci a kombinaci barviv a fluorochromů C-pruhování vede ke zviditelnění konstitutivního heterochromatinu, zejména v oblasti centromér využívá denaturaci v nasyceném roztoku hydroxidu barnatého a následného barvení Giemsovým činidlem

17 Nomenklatura chromozómů - I
ISCN – International System for Human Cytogenetic Nomenclature Pařížská nomenklatura z roku 1978 krátká ramena jsou značena p (petit) dlouhá ramena nesou označení q (queue) každý chromozóm je rozdělen do oblastí p1, p2, p3, q1, q2, q3 … jednotlivé oblasti se odlišují určitými morfologickými rysy pořadí se počítá od centroméry směrem k teloméře oblasti se dále dělí na podoblasti – p11, p12, p13, …

18 Nomenklatura chromozómů - II

19 Nomenklatura chromozómů - III
relativní vzdálenost od centroméry se popisuje slovy proximální a distální Distální 2p – segment krátkého ramene nejvzdálenější centroméře, resp. nejbližší teloméře Proximální Xq – označení segmentu dlouhého ramene chromozómu X, která je nejbližší centroméře

20 Nomenklatura chromozómů - IV
Při porovnávání lidských chromozómů s jinými druhy se používá první písmeno rodu a první dvě písmena druhu HSA18 = Homo sapiens chromozóm č. 18

21 Příklad označení lokusu
HSA 6 p21.23 Lidský chromozóm č. 6 Krátké rameno Oblast 2 od centroméry Pruh 2-1 Podpruh 2 Podpodpruh 3

22 Každý druh má svou charakteristickou chromozomální výbavu
Lidský karyotyp Každý druh má svou charakteristickou chromozomální výbavu počet chromozómů morfologie chromozómů metacentrické A, E 16, F submetacentrické B, C, E 17, 18 akrocentrické D, G, Y telocentrické satelity 13, 14, 15, 21 a 22

23 Lidské chromozómy Somatické buňky obsahují 46 chromozómů = 22 párů autozómů a 1 pár pohlavních chromozómů Autozómy se číslují od největšího k nejmenšímu