Fatma SAVRAN OĞUZ

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 genom tarafından kontrol
edilir
• İnsan embriyogenezinin genetik ve moleküler
yapısının analizi büyük oranda analojiye
dayanmaktadır.
• Anoloji:Daha çok benzetmeler yoluyla sonuca
gitmek zorunda kalınan bilgi dallarında kullanılan
bir problem çözme/sonuca ulaşma yöntemidir.
Ulaşılan sonuçlar, gözlem ve deneyle
kanıtlanmadıkça ihtimaliyet düzeyinde kalır.
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.
Gelişim için gerekli olaylar:
•
•
•
•
•
Hücre bölünmesi
Farklılaşma
Pattern oluşumu
Morfogenez
Büyüme
Tanımlar
• Farklılaşma:Farklılaşmamış bir hücreden farklı tipte
hücre, doku ve organların oluşumu
• Totipotent; bütünü verebilme yeteneği; 1950;
bitkilerde; 1996 hayvanlarda gösterilmiş.
• Pluripotent; farklı hücre ve dokuları verebilme
yeteneği.
• Homoetik mutasyonlar; bir vücut kısmına diğer bir
vücut kısmına benzer biçime dönüştürebilen
mutasyonlar.
• İndükleyiciler; bir hücreden diğerine giden sinyaller.
• Epigenetik; DNA da bir değişim olmaksızın fenotipi
etkileyen kalıcı değişimler.
Hücre önce ne olacağına karar verir
Karar aşaması. Fenotip olarak
farklılık yoktur ama gelişimsel gelecek sınırlandırılır.
1. Özelleşme aşaması. Kararsızlığın ve değişme
eğiliminin olduğu dönemdir. Nötral ortamda otonom
olarak farklılaşma yeteneği vardır. Karardan hala
geriye dönüş yapabilme söz konusu.
2. Determinasyon aşaması. Karar verilmiştir.
Embriyonun bir başka yerinde bile orijinal karar
yönünde gelişme gerçekleşir. Geri-dönüş
söz konusu değil.
Farklılaşmış hücre tipi- ürünfonksiyon
•
•
•
•
Eritrosit : Hemoglobin -oksijen transportu
Lens hücresi : Kristalin Işığın transmisyonu
B lymphocyte -Immunoglobulin Antikor s
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 materyalin farklı kaybı
sonucu hücre farklı olur.
*Kromozom kaybı ya da elemine edilmesi eşey hücre hattı
ve somatik hücreler arasındaki ayrılma ile ilgilidir.
**Kromozomal parçadan çok tüm kromozomlar elemine
edilir.
**Nispeten seyrek bir mekanizmadır.
**Yalnızca eşey hücrelerinde kalan kromozomlar
gametogenez için gerekli genleri bulundurur ve tüm
somatik hücrelerde aynı kromozomlar kaybedilir.
Seçici gen amplifikasyonu
Çok az hücre tipinde görülür.
Yoğun işlevi olan çekirdeksel DNA’nın bazı
segmentleri özel olarak replike olur.
Örneğin; kurbağa oositlerinde büyük ribozomal
RNA’ların genlerini içeren binlerce ekstra
çekirdekçik vardır.
Drosofila’da ovaryum follikül hücrelerinde koriyon
Genleri.
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
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
• İki hücresel kontrol mekanizması önemlidir.
• 1) Gradient boyunca farklı morfojen
konsantrasyonlarına hücrelerin cevaplarının
kalitatif olark farklı olmasının sağlayan
morfojen gradientleri oluşumu
• 2) Bir genin aktivasyonu ve inaktivasyonunun
diğer genlerin fonksiyonunun etkilediği
bunların diğer genleri etkilediği düzenleyici
zincirin (kaskad) oluşması
• 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.
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
• Her jenerasyon için romen rakamı, her yazılan
jenerasyondaki birey sayısı arap rakamları ile
yazılır
• Pedigri çizimi “proband” dan başlanır yukarı
doğru çizilir
• Ailenin çocukları doğum sırasına göre en
büyüğü solda olacak şekilde yerleştirilir
•
•
•
•
•
Düşük
Ölü doğum
Malformasyon
Neonatal doğum
Akraba evliliği yapan eşler
• Özel simgeler ile belirtilir
• Tek gen özellikleri sıklıkla
Mendelyen Kalıtım
Olarak adlandırılır
Mendeliyen Özellikler
• Tek gen bölgesi
• İki alel tarafından oluşturulan özellikler
• Birbirinden ayrılabilen gruplar içerisinde
toplanırlar
• Çevre etkisi söz konusu değil
• Kalitatif ve aynı zamanda kesikli özellikler adını
alırlar.