Artan bilgi ile birlikte hasta ve ailelerin bilinçlendirilmesi

Transkript

1

2 2 Artan bilgi ile birlikte hasta ve ailelerin bilinçlendirilmesi «Genetik bilgiden hastaların ve ailelerin yararlanması için tüm sağlık çalışanları insan genetiğinin temelinde yatan prensipleri anlamalıdır» SAĞLIK ve GENETİK

3 3 Sadece hastaya değil aileye de odaklanır Temelinde genetik olsun olmasın detaylı bir aile öyküsünün alınması gerekir. Neden gereklidir? Teşhiste önemlidir Problemin kalıtsal bir hastalık olduğunu gösterebilir Hastalığın doğal seyri konusunda bilgi verebilir Kalıtım şeklini aydınlatabilir Kalıtım şeklinin tanımlanması, Ailenin diğer bireylerinin riskini hesaplama imkanı verir. Hastaya ve aileye uygun önleyici hizmet ve danışma sunulabilir

4 GENETİK; 4 Organizmalardaki kalıtım ve çeşitliliği inceler. İNSAN GENETİĞİ; İnsanlardaki kalıtım ve farklılıkları inceleyen bilim dalıdır. TIBBİ GENETİK; Tıbbi uygulama ve araştırmalarda önemi olan genetik farklılıkları inceler PRENATAL TANI VE GENETİK Doğum öncesi kalıtsal hastalıkları veya anomalileri genetik yöntemlerle tespit ederek hastalığın yönü ile ilgili öngörüde bulunur.

5 Sitogenetik; Kromozomları çalışır Moleküler Biyokimyasal Genetik; Genlerin yapı ve fonksiyonlarını çalışır Genomiks; Genomun organizasyon ve fonksiyonunu çalışır Popülasyon Genetiği; Genetik farklılıkları ve allel sıklıklarını belirleyen faktörleri çalışır GENETİĞİN DİĞER ALANLARI

6 Gelişim Genetiği (Developmental Genetic); Gelişmede genetiğin rolünü çalışır Klinik Genetik; Hasta tanı ve bakımında genetiğin rolünü çalışır Genetik Danışma; Hastaya psikolojik ve eğitim desteği ile birlikte genetik risk bilgilerini sağlayıp, hasta ve ailelerin bakımı ile ilgili çalışır. GENETİĞİN DİĞER ALANLARI

7 Tıbbi Genetik alanında çalışan bireyler yani tıbbi genetikçiler; Laboratuvar tanısı yoluyla topluma hizmet verirler. Bu hizmetler; - Genetik hastalıkların tanısı, - Taşıyıcı testleri, - Doğum öncesi tanı, - Hayatlarının daha geç dönemlerinde hastalık geçirme riski olan kişilerin erken tanısı

8 TEMEL KAVRAMLAR Genetik materyal (DNA) genlere ve kromozomlara nasıl organize olur? Organize olan genetik bilgi sonraki nesillere nasıl aktarılır? Gen yapısı, çalışması, DNA replikasyonu ve gen ekspresyonu nasıl gerçekleşir? Genetik bilgi DNA dan RNA a ve proteine nasıl aktarılır? Bu sistemler üzerine mutasyonların etkisi nedir? Şu anki genetik teknolojiler nedir?

9 KROMOZOMLAR Kromozom kelimesi Yunanca renk (chroma) ve vücut (soma) kelimelerinden köken alır.1800 lerde bilim adamları tarafından boyanan hücre nükleusunda ilk kez renkli olarak gözlenmiştir. Bu iplik benzeri yapılar tüm hücrelerin nükleusunda vardır ve ebeveynden yavrulara aktarılan kalıtımın temel birimidir.

10 KROMOZOMLAR Kromozomlar çift zincir DNA molekülünden meydana gelir ve histon proteinleri etrafında sarılırlar.

11 KROMOZOMLAR Histon proteinleri + DNA ipliği Kromatin Kromozomlar hücre içinde 2 formda bulunur: Kapalı (condensed - yoğun) Açık (relaxed gevşek)

12 KROMOZOMLAR Hücre bölünmeden önce her bir kromozom duplike olur (çift kopya). Kromozomun her bir kolu kromatid adını alır.

13 KROMOZOMLAR Hücre bölünmesi süresince her iki kromatidin DNA sı histon proteinleri etrafında sıkı sarılır. Bu şekilde hücre içinde kromozom hareketi kolaylaşır. Bu yoğun formdaki kromozomlar ışık mikroskobu altında görülür. Giemsa boyama (G-bantlama) sonrası kromozomlar büyüklük ve bantlarının özelliklerine göre tanımlanabilir (1, 2, 3, X, Y..gibi). Kromozomlar kondanse (yoğun) formdayken transkripsiyon (DNA nın RNA a çevrimi) gerçekleşemez.

14 KROMOZOMLAR Kondanse durumda kromozomların pek çok özelliği gözlenebilir. Kromozomların kolları arasındaki dar bölge sentromer adını alır. Kromozom 2 kromatidli haldedir. Hücre bölünmesi sırasında (mitoz ve mayoz) iğ ipliklerine kinetekor denilen sentromerlerin etrafındaki özel bölgeleri ile bağlanırlar. Bu şekilde hücrede hareket edebilirler. Her bir kromozomun uçları telomer adını alır. Bu bölgeler kısa DNA dizilerinden oluşur. Bu diziler pek çok kez tekrar eder ve protein kodlamazlar.

15 KROMOZOMLAR Telomerlerin görevi kromozom uçlarını korumaktır. Telomerlerin kısalması yaşlanma ve kanser ile ilişkilendirilmiştir. İnsanlar bir somatik (vücut) hücrede her bir çifti bir ebeveynden gelen 23 çift farklı kromozoma sahiptir. Bunlardan cinsiyet kromozomları dışındaki 22 çift otozomal kromozomlar (1-22) adını alır. Kalan bir çift cinsiyet kromozomu ise gonozomal kromozomlar (X ve Y) adını alır. İnsanlarda cinsiyet Y kromozomunun varlığı ya da yokluğu ile belirlenir. Dişiler XX, erkekler XY kromozomlarına sahiptir.

16 KROMOZOMLAR Y kromozomu olmadığı zaman embriyonik gelişim dişi gelişimi yönünde ilerler. Y kromozomu varlığında gelişim sadece bu kromozom üzerinde bulunan SRY (Sexdetermining region Y) geni etkisi ile erkek gelişimi yönünde ilerler.

17 KROMOZOMLAR Somatik hücreler her bir kromozomun 2 kopyasını içerir diploid olarak isimlendirilir ve kromozom sayısı 2n dir. Fertilizasyon için özelleşmiş hücreler gamet (sperm, yumurta) adını alır. Bu hücreler haploid sayıdadır (n). Haploid gametler fertilizasyon sonrası diploid (46) sayıya ulaşır. Biri anne biri baba kaynaklı olmak üzere

18 18 e

19 HÜCRE BÖLÜNMESİ

20 HÜCRE DÖNGÜSÜ Hücrenin bölünmeye hazırlanma süreci hücre döngüsü dür. Sadece hücre döngüsünü tamamlamasına izin verilen hücreler bölünmesini tamamlar. Bölünmeyecek hücreler dinlenme fazı olan Go da bekler.

21 seviyede. HÜCRE DÖNGÜSÜ Hücre döngüsünün ilk fazı G1 (Gap1). Büyüme fazı. Bu evrenin süresi hücre çeşidine göre birkaç dakika, saat, hafta ya da gün olabilir. - ATP sentezi - Organel sayısının artışı - Protein sentezi artışı - Metabolizma hızı en yüksek

22 HÜCRE DÖNGÜSÜ Hücre bölünmesi için kontrol noktaları vardır. Bu kontrol noktaları bir faz tamamlanmadan diğerine geçilmesine engel olur. İlk kontrol noktası G1. Hücre döngüsü kontrolünün kaybına neden olacak bir veya daha fazla gendeki mutasyon hücrenin kontrolsüz bölünmesine ve kansere neden olabilir

23 HÜCRE DÖNGÜSÜ Hücre bölünmesi gerektiğinde hücre tarafından kimyasal bir sinyal alınır. G1 kontrol noktası geçilir. Hücre ikinci faza geçer. S fazı. -DNA sentezi - Kromozom replikasyonu - Hücrenin DNA içeriğinin çift katı olması S fazında kontrol noktası yok

24 HÜCRE DÖNGÜSÜ Hücre S fazından sonra gelişimin diğer bir periyodu olan G2 fazına geçer. Hücre nüklear ve hücre bölünmesine hazırlanır. -Protein sentezi devam eder İkinci kontrol noktası G2 fazı sonundadır. İçerik doğru ve yeterli ise M fazına geçilir.

25 HÜCRE DÖNGÜSÜ M fazı nüklear bölünme ve sonrasında sitokinezdir. G1, S ve G2 fazları interfaz evresi adını alır. Hücre döngüsünün M fazı hücrenin fonksiyonuna bağlı olarak 2 metodla gerçekleşir. Mitoz ve Mayoz.

26 MİTOZ

27 MAYOZ

28 28 (Bivalent)

29 29

30 30

31 31

32 Mayoz ve Mitozun Karşılaştırılması 32 Mitoz Mayoz Büyüme, tamir ve rejenerasyon (yenilenme) Somatik (vücut) hücrelerde Hücre döngüsünün bir turu Gamet oluşumu Testis ve ovaryumların germ (üreme) hücrelerinde Hücre döngüsünün iki turu (bir mitoz bir mayoz) 2 diploid hücre 4 haploid yavru hücre Yavru hücre kromozom sayısı ebeveyn hücre kromozom sayısı ile aynı (2n, diploid) Yavru hücreler genetik olarak özdeş (normal şartlarda) Yavru hücre kromozom sayısı ebeveyn hücre kromozom sayısının yarısı (n, haploid) Yavru hücreler genetik olarak özgün

33 KROMOZOMLAR ve KALITIM

34 Genler bir kromozom boyunca doğrusal olarak yerleşir. Her zaman aynı kromozom üzerinde aynı pozisyonda bulunur. Bu pozisyon lokus adını alır. Bir lokusta her bir genin bir kopyası bulunur. Ancak somatik hücreler diploiddir (bir maternal, bir paternal orjinli). Bu nedenle hücre başına her bir genin iki kopyası vardır. X ve Y kromozomu dışında Y kromozomu üzerindeki gen sayısı ( 50) X kromozomundan ( 800) azdır. Buna ek olarak bazı genler benzersizdir. Y kromozomu üzerindeki SRY geni gibi (erkek cinsiyetinin gelişiminde görevli)

35 Aynı genin farklı versiyonları alel adını alır. Herhangi bir gen için eğer iki alel de eşse bireyler homozigottur. Eğer birey aynı gende 2 farklı alele sahipse heterozigottur. Spesifik bir genin alellerinin kombinasyonu genotip adını alır. Genotipin gözlenebilen sonucu ise fenotiptir. Bir genin karşılıklı lokuslar üzerinde bulunan alellerinden hangisinin fenotipi belirleyeceğini gösteren ilişki dominantlık (baskınlık) olarak adlandırılır. Etkisini fenotipte gösteremeyen ya da homozigot durumda etkisini gösterebilen genlere resesif (çekinik) genler denir. Heterozigot Aa Homozigot AA, Homozigot aa

36 Genetik Terimler Allel: Belirli bir lokustaki aynı genin alternatif formları Kodominant: Bir genin farklı iki allelinin heterozigot durumda etkisini göstermesidir. Dominant: Bir karakterin oluşumunda her zaman kendisini gösteren gen. Genotip: Spesifik bir gen için alel kombinasyonu. Hemizigot: Özel bir genin sadece bir kopyasına sahip olunması

37 GENLER ve DNA Genler kalıtımın temel birimidir. Bir gen DNA nın bir segmenti olarak tanımlanabilir. Bir polipeptid aminoasitlerin oluşturduğu zincirdir. Bir veya daha fazla polipeptid proteinleri oluşturur. Genlerin büyük çoğunluğu nükleusta yerleşir ve 37 tanesi ise mitokondri genomundadır.

38 DNA NIN YAPISI DNA nükleotidlerden oluşan bir nükleik asittir. Tüm nükleotidler aynı 3 komponente sahiptir. - Bir nitrojen baz - 5 C lu şeker - Fosfat grubu DNA da 4 farklı nükleotid ve 2 grup vardır. Adenin (A), Guanin (G) nükleotidleri pürin bazları; Sitozin (C), Timin (T) nükelotidleri pirimidin bazlarıdır. Aynı zincir üzerindeki nükleotidler arasında fosfodiester bağları ile karşılıklı zincirler arasında hidrojen bağları ile bağlıdırlar.

39 39

40 DNA NIN YAPISI Karşılıklı zincirler üzerindeki nükleotidler arasında A=T ile 3 hidrojen bağı, G C ile 3 hidrojen bağı ile bağlanır.

41 DNA REPLİKASYONU Hücre bölündüğü zaman her iki yavru hücre tüm kromozom setine sahip olmalıdır. Hücre kendi DNA sının kopyasını sentezlemek zorundadır. Hücre bölünmesinin S fazı süresince olur. DNA nın her bir zinciri yeni sentezlenecek DNA zinciri için kalıp olarak görevlidir. DNA nın replike olabilmesi için katlanmasının önlenmesi gereklidir.helikaz enzimi görevli

42 DNA REPLİKASYONU

43 DNA REPLİKASYONU DNA çift zinciri ayrıldıktan sonra A-T, G-C eşleşmesi olacak şeklide yeni zincirin sentezi DNA polimeraz ile sağlanır. DNA replikasyonun doğru yapılması önemlidir. Mutasyonlar oldukça sık gözlenir. Replikasyondan sonra proofreading (düzeltme) çalışır. Tamir mekanizmalarına rağmen hatalar ısrarlı olabilir ve mutasyon yavru hücreye geçebilir.

44 RNA NIN YAPISI Nükleik asitlerin ikinci tipidir. Gen ekspresyonunda görevlidir. RNA da 3 birimden oluşur. - 5 C lu şeker - Nitrojen baz - Bir fosfat grubu DNA ve RNA arasındaki fark şeker grubudur. DNA da deoksiriboz RNA da riboz bulunur. Nitrojen bazları bakımından DNA daki T yerine RNA da Urasil bulunur. Tek zincirdir. DNA nın tek bir zincirinden sentezlenir.

45 GEN EKSPRESYONU (GEN İFADESİ) Bir gen DNA nükleotidlerinden oluşur ve spesifik bir protein üretmek üzere kodlanır. DNA tarafından kodlanan bilginin bir proteine sentezi için kullanılması gen ekspresyonu adını alır. Hücrenin protein makinesi ribozomlardır. Bir proteinin yapımı için gerekli bilgi ribozomlara nakledilir. Bu nakil ise DNA dizisinin bir RNA kopyasının yapımı ile başarılır. Bu kopya mrna (messenger-haberci RNA) adını alır.

46 GEN EKSPRESYONU (GEN İFADESİ) mrna, protein sentezi için nükleustan ayrılıp ribozomlara seyahat eder. Bir gendeki bilginin mrna a aktarılması transkripsiyon, mrna daki bilginin okunarak protein yapılması translasyon adını alır. Hücredeki genetik bilginin DNA dan RNA a ve sonrasında proteine aktarılması santral dogma olarak isimlendirilir.

47

48 48