Handouts W. Berger 25.02.2010
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er .B Frequenz monogener Erkrankungen: ~ 1% er g Gendefekte und Krankheiten Katalog Mendelscher Krankheiten: > 6000 Einträge (OMIMTM: Online Mendelian Inheritance in Man) W Mutationen in >2000 Genen (monogene Erkrankungen) k, Monogene Krankheiten: en eti Modelle für komplexe (multifaktorielle) Erkrankungen = Volkskrankheiten! Kl as sis ch eG Geschichte der Entdeckung der DNA berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 1 er en eti k, W .B er g Pneumokokken Experiment (Griffith 1928) Kl as sis ch eG Desoxyribonukleinsäure DNA berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 2 er eG en eti k, W .B er g Primär-, Sekundär- und Tertiärstruktur der DNA Kl as sis ch 1. Uniformitätsgesetz 2. Spaltungsgesetz 3. Unabhängigkeitsgesetz berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 3 er er g .B W k, eti en eG ch 1. Uniformitätsgesetz Kl as sis Die Kreuzung reinerbiger (homozygoter) Individuen/Organismen resultiert in mischerbigen (heterozygoten) Nachkommen, die in ihren Merkmalen identisch sind. berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 4 er Form W: glatt/rund w: runzlig er g G: gelb g: grün eG en eti k, W .B Farbe G G W g W w ch Meiose Kl as sis Gameten: g x w Meiose G g 4x 4x w W G g W Farbe G: gelb g: grün Form W: glatt/rund w: runzlig w berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 5 er er g .B 2. Spaltungsgesetz en eti k, W Die Nackommen mischerbiger (heterozygoter) Organismen/Individuen sind hinsichtlich ihrer Merkmale nicht mehr gleich, sondern weisen die Merkmale der Grosselterngeneration in bestimmten Zahlenverhältnissen auf. g eG G W ch W G sis W: glatt/rund w: runzlig w g g w Form Meiose Gameten: W g G: gelb g: grün x w Meiose G G Farbe w W Kl as Befruchtung G G G G G W w g W g g w w W w W insgesamt 16 Kombinationsmöglichkeiten berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 6 er G: gelb g: grün er g Farbe W: glatt/rund w: runzlig eG en eti k, W .B Form ch 3. Unabhängigkeitsgesetz oder Rekombinationsgesetz Kl as sis Zwei Merkmalsanlagen können getrennt voneinander vererbt und in der Nachkommenschaft neu kombiniert werden. Dieses Gesetz gilt nur dann, wenn die Merkmalsanlagen auf zwei getrennten Chromosomen liegen oder mit sehr grossem Abstand auf einem Chromosom. berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 7 er er g .B W k, eti en eG ch TF TF TF Kl as sis RNA pol berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 8 er er g .B W k, eti en eG ch sis Kl as berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 9 er Exon 2 Exon 4 Exon 3 er g Exon 1 Promotor Intron 1 Intron 2 Intron 3 .B DNA W RNA Protein en eti k, mRNA Kl as sis ch eG Mutationen berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 10 er en eti k, W .B er g Autosomal rezessive Vererbung eG Familienstammbaum mit autosomal rezessiver Vererbung ch Vater Kl as sis Tochter Sohn Mutter Tochter Klinisch unauffällige Mutationsträger (nur eine der beiden Genkopien trägt die krankheitsverursachende Veränderung) Sohn Von der Erkrankung betroffen: 25% (beide Genkopien defekt) Mutationsträger: 50% beide Genkopien vollkommen intakt: 25% zystische Fibrose (Mukoviszidose) berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 11 er en eti k, W .B er g Autosomal dominante Vererbung eG Familienstammbaum mit autosomal dominanter Vererbung sis ch Vater Tochter Mutter gesund krank Sohn Tochter Sohn Kl as 50% der Nachkommen sind gesund 50% krank (obwohl nur eine Genkopie die kranheitsverursachende Veränderung trägt) Chorea Huntington (Veitstanz) berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 12 er .B er g X-chromosomal rezessiveVererbung Vererbung X-chromosomal-rezessive W ? k, ? ? ? ? eti ? en Beispiele: Rot/Grün-Blindheit, Hämophilie, Muskeldystrophie Spermium Kl as sis ch Eizelle eG Mitochondriale Vererbung berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 13 er er g .B W mitochondriale Mutation Heteroplasmie en eti k, Homoplasmie Kl as sis ch eG Mitochondriale Vererbung berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 14 er er g Mitochondriale Erkrankungen beim Menschen (Mutationen im mitochondrialen Genom) -> Erblindung durch Absterben des Sehnervs .B 1. LHON (Leber´sche hereditäre Optikus-Neuropathie) W 2. MERF (Myoclonic epilepsy and ragged-red fibers) -> gestörte Muskelfunktion, Demenz, Taubheit, epileptische Anfälle k, 3. MELAS (Mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, stroke-like episodes) en eti -> Encephalomyopathie, häufig wiederkehrende, schlaganfall-ähnliche Symptome eG Das menschliche Erbgut (Genom) ch 24 Chromosomen (22 Autosomen und 2 Geschlechtschromosomen) Frauen: Männer: 46,XX 46,XY sis Speicherung der genetischen Information: DNA -> Desoxyribonukleinsäure = 3 Mrd. Einzelbausteine (3 x 109 Nukleotide) Kl as > 95% sind bekannt (sequenziert) nur ca. 30,000 Gene aber: >100,000 Proteine berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 15 er Intron 2 Intron 3 er g Intron 1 Exon 4 Exon 3 eG en eti k, W Promotor Exon 2 .B Exon 1 Kl as sis ch Nervenzelle Muskelzelle Leberzelle berger@medgen.uzh.ch www.medmolgen.uzh.ch 16
