Download - Lidský genom
![Page 1: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/1.jpg)
Lidský genom
1) Lidé patří mezi DNA organismy
2) Genom je předáván z buňky na buňku v průběhu buněčného
dělení z generace na generaci v průběhu reprodukce
3) Genom obsahuje 20 000 až 35 000 genů
4) Geny jsou v jádře organizovány do chromozómů
5) Chromozóm je tvořen chromatinem
![Page 2: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/2.jpg)
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
![Page 3: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/3.jpg)
Heterochromatin
Konstitutivní 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
![Page 4: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/4.jpg)
Dynamický proces kondenzace lidského chromatinu
Kondenzovaný chromozóm č. 1 má délku 50 μm
Kondenzován 10 000x
1) Interfázní chromatin = dekondenzované 10-nm chromatinové vlákno
2) 30-nm chromatinové vlákno
3) Chromatin v mitotické fázi
= mitotické chromozómy
![Page 5: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/5.jpg)
Složky chromatinu
1) Histony 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
![Page 6: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/6.jpg)
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
![Page 7: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/7.jpg)
Nukleozómový řetězec 10nm chromatinové vlákno jeho jednotlivé články tvoří jádra
nukleozómu spojená dlouhou lineární molekulou dsDNA
pozorovatelný mikroskopem
- H1
+ H1
![Page 8: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/8.jpg)
30nm chromatinové vlákno
vzniká kondenzací nukleozómového řetězce za účasti histonu H1
váže se k proteinovému lešení (proteiny nehistonové povahy, např. topoizomeráza II)
H1
![Page 9: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/9.jpg)
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
TOPO II TOPO II TOPO II
DNA proteinové lešení připojovací oblast
ATATATAT
![Page 10: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/10.jpg)
Mitotické chromozómy
vznikají kondenzací 30nm chromatinových vláken
vytvářejí se během mitózy nebo meiózy
kondenzace 30nm do 600-700nm chromatinových vláken, která tvoří strukturu metafázních chromozómů
v chromozómech je chromatin ve stavu nejvyšší kondenzace a je transkripčně inaktivní
![Page 11: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/11.jpg)
Cytogenetika
* 1956, Tjio a Levan – 46 lidských chromozómů
Studium chromozómů, jejich struktury a dědičnosti
Klinická diagnóza na základě analýzy chromozómů Mapování genů – HUGO Nádorová cytogenetika Prenatální diagnostika
![Page 12: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/12.jpg)
Lidský chromozóm
nejlépe hodnotitelné jsou kondenzované chromozómy v prometafázi nebo metafázi
sesterské chromatidy
Centromera = primární konstrikce
telomery
krátké rameno p (petit = malý)
dlouhé rameno q
(queue = dlouhý konec)
![Page 13: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/13.jpg)
Dědičnost lidských chromozómů
Meiotické redukční dělení
Mitotické dělení
Výsledným produktem jsou gamety s haploidní (haploos = jednoduchý) sadou chromozómů, tj. n = 23
Somatické buňky s diploidní (diploos = dvojitý) sadou chromozómů, tj. 2n = 46
![Page 14: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/14.jpg)
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 1 000 pruhů 1 pruh 50 i více genů
![Page 15: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/15.jpg)
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)
![Page 16: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/16.jpg)
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
![Page 17: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/17.jpg)
Nomenklatura chromozómů - I
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, …
ISCN – International System for Human Cytogenetic Nomenclature
![Page 18: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/18.jpg)
Nomenklatura chromozómů - II
![Page 19: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/19.jpg)
Nomenklatura chromozómů - III
relativní vzdálenost od centroméry se popisuje slovy proximální a distální
Proximální Xq – označení segmentu dlouhého ramene chromozómu X, která je nejbližší centroméře
Distální 2p – segment krátkého ramene nejvzdálenější centroméře, resp. nejbližší teloméře
![Page 20: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/20.jpg)
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
![Page 21: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/21.jpg)
Příklad označení lokusu
HSA 6 p21.23
Lidský chromozóm č. 6
Krátké rameno
Oblast 2 od centroméry
Pruh 2-1
Podpruh 2
Podpodpruh 3
![Page 22: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/22.jpg)
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
![Page 23: Lidský genom](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022081418/5681443f550346895db0dd2d/html5/thumbnails/23.jpg)
Lidské chromozómy
Autozómy se číslují od největšího k nejmenšímu
Somatické buňky obsahují 46 chromozómů = 22 párů autozómů a 1 pár pohlavních chromozómů