Genetika populací a člověka

>Genetika člověka

Základy Genetiky Populací

Populace = soubor vzájemně příbuzných jedinců téhož druhu osídlujících určité území v určitém čase (př. populace vrabce domácího v Ostravě roku 2016; na J. Moravě už jiná populace…)

-          genetika populací zkoumá dědičnost a proměnlivost na úrovni populací, změny znaků v průběhu generací

velikost populace:

§   velká – stovky až tisíce jedinců

§   malá – desítky jedinců, užší výběr alel než u velkých populací

-          jedinci v populaci mají společného předka a mohou se navzájem křížit → vznikají příbuzenské vztahy

-          příslušníci populace se podílejí na genofondu (vztahuje se k populaci, ne k jedinci)

Genofond = soubor alel všech genů všech jedinců v populaci

-          jedinci v populaci jsou genotypově a fenotypově odlišní

Populace je genotypově strukturovaná (podíl jedinců s různými genotypy – zajímá mě, jaká je genová struktura: AA, aa nebo Aa)

Genová struktura je závislá na způsobu rozmnožování, rozlišujeme:

1.       Autogamická populace

-          organismy se množí samooplozením (např. samosprašné rostliny, někteří[1] hermafroditi – motolice, tasemnice)

-           v autogamické populaci přibývá homozygotů a klesá podíl heterozygotů (homozygotní jedinci aa, resp. AA mohou tvořit pouze homozygotní potomky, samooplozením heterozygota Aa x Aa vzniká potomstvo o genotypovém štěpném poměru 1 AA : 2 Aa : 1 aa → heterozygoti tvoří pouze polovinu potomků → z generace na generaci klesá podíl heterozygotů)

-           po dostatečném počtu autogamických generací (cca 8 – 10) počet heterozygotů klesne na minimum                                                     → vytvoří se čistá linie znaků

-           u člověka/hospodářských zvířat dochází k podobným změnám frekvence genotypu při příbuzenských sňatcích/příbuzenské plemenitbě → tzv. inbreeding (= párování příbuzných jedinců)

-           v takových populacích se zvyšuje podíl homozygotů → zvyšování rizika výskytu geneticky podmíněných poruch (zejména autozomálně recesivních a multifaktoriálních) → tzv. inbrední deprese

např. nerovnoměrné rozšíření alkaptonurie (autozomálně recesivní choroba) – v lidské populaci je průměrná frekvence 1/500 000, v některých horských oblastech dosahuje frekvence až 1/19 000, na zvýšeném výskytu choroby v horských oblastech se podílejí příbuzenské vztahy podmíněné geografickou izolací

např. výskyt hemofilie u panovnických rodů

-           zachováním počtu jedinců v populaci (min. 200 – 500 jedinců) se sníží pravděpodobnost inbreedingu a udrží se životaschopnost daného druhu organismu

→ špatné, snižuje se variabilita (nebudou schopni přežívat v jiném prostředí, nepřizpůsobí se,…), spousta genetických chorob je recesivních → vede to k degeneraci

2.       Panmiktická (= Alogamická) populace

-           tvořena jedinci s odděleným pohlavím (gonochoristé), ale i hermafrodity (podmínkou – nedochází k samooplození)

-           genotyp každého potomka je tak určen kombinací alel získaných od dvou různých rodičů

Ideálně panmiktická (= mendelovská) populace                                                                                                                           

= dochází k náhodnému křížení každého jedince s kterýmkoliv jiným a se stejnou pravděpodobností (každý s každým stejně často)

-           v takovéto populaci dochází ke zcela náhodnému křížení každého jedince s kterýmkoliv jiným, pravděpodobnost zkřížení jakýchkoliv dvou jedinců je proto ve všech případech stejná

-           lidská populace je alogamická, ale ne panmiktická (náhodnému výběru jedinců brání např. společenské postavení, kulturní, národnostní, náboženské nebo etnické rozdíly)

-           pokud je panmiktická populace na počátku tvořena samými heterozygoty, tak po jejich vzájemném křížení klesne v potomstvu zastoupení heterozygotů na 50%, zbylých 50% budou tvořit rovnými díly dominantní a recesivní homozygoti, v dalších generacích už k poklesu nedojde, neboť noví heterozygoti budou vznikat nejen vzájemným křížením heterozygotů, ale také křížením homozygotů s heterozygoty, popř. křížením dominantních a recesivních homozygotů → poměr jednotlivých genotypů zůstává v dalších generacích nezměněn → ustavuje se genetická rovnováha

-           genetickou rovnováhu v panmiktických populacích popisuje Hardyho – Weinbergův zákon

Hardyho – Weinbergův zákon

-           popisuje genetickou rovnováhu v populaci – četnost jednotlivých alel a poměrné zastoupení genotypů

-           matematické vyjádření tohoto zákona vychází z předpokladu, že frekvence příslušných alel je ve všech generacích konstantní

p + q = 1, p + q = 100%             p + q = 1                          p² + 2pq + q² = 1

 p – frekvence dominantní alely A, q – frekvence recesivní alely a

-           z frekvence alel můžeme snadno odvodit zastoupení jednotlivých genotypů:

př.: V panmiktické populaci bylo zjištěno 9% recesivních homozygotů, vypočtěte frekvenci dominantních homozygotů a heterozygotů.

q2 = 9% = 0,09 → q = 0,3

p + q = 1 → p = 1 – q → p = 0,7 → zastoupení dominantních homozygotů p2 = 0,49

frekvence heterozygotů: 2pq = 0,42

-           výběr znaků v lidské populaci je náhodný (nezjišťujeme partnerovou krevní skupinu, nebo zda je přenášečem některého autozomálně recesivního onemocnění) → ve vztahu k těmto znakům je lidská populace panmiktická (např. pro výpočet počtu přenášečů cystické fibrózy lze uplatnit Hardyho – Weinbergův zákon atd.)

Procesy narušující genetickou rovnováhu:

a)        Mutace – četnost nově vzniklých mutací na začátku bude malá, ale později se bude zvyšovat v dalších generacích

b)       Migrace – genofond na jedné straně ochuzuje svou migrací, ale zároveň obohacuje genofond na straně druhé

c)        Přírodní výběr – prostředí utváří selekční tlaky → v daném prostředí se udržují pouze výhodné alely

d)       Genetický drift (= posun) – náhodná změna četnosti alel → některé alely z populace (z genofondu) úplně vymizí, některé převládnou a může se stát, že vlivem náhody budou dvě populace žijící v podobných podmínkách jiné

 

Malá populace:

-           několik desítek až stovek jedinců

-           snadno dochází ke genetickému driftu – v malé populaci je omezený výběr partnerů, dochází k inbreedingu

-           malá variabilita alel – zvyšuje se frekvence homozygotů na úkor heterozygotů

-           pro udržení a zachování druhu je potřeba min. 200 a více (až 500) jedinců, aby se snížila pravděpodobnost inbreedingu

hybridní zdatnost (heteroze) – opak inbrední deprese, ozdravení genofondu vnesením nových alel (křížením nepříbuzných jedinců), využití: pěstitelství, chovatelství

Vznik plemen / ras

-           populace, které žijí v různých částech areálu (s různými podmínkami), začnou podléhat selekčnímu tlaku

-           četnost výhodných alel se zvyšuje, dojde ke změně genotypu (i fenotypu)

-           napřed vzniknou různá plemena a za delší dobu vzniknou odlišné rody, druhy…

např. člověk – 1 druh, ale podlehl selekčním tlakům → 3 rasy

Příčiny proměnlivosti:

1.        Genetické – může dojít k:

a.         Mutace = změna kvality a počtu genů (změna v nukleotidových párech)

b.        Crossing – over = rekombinace chromozomů

c.         Kombinace chromozomů v zygotě nebo v gametách

d.        Segregace chromozomů do gamet a jejich kombinace

2.        Prostředí a jeho vliv – důležité u kvantitativních znaků polygenní dědičnosti

Mutace

-           změny v genetické informaci

-           mutace jsou vyvolány určitými faktory = mutageny

Mutageny (3):

a.         Fyzikální mutageny – UV, gama nebo RTG záření

b.        Chemické mutageny – mění chemicky DNA (např. způsobí eliminaci bází → závažné poškození),

patří k nim: aromatické uhlovodíky, pesticidy, rozpouštědla, konzervační látky, těžké kovy, peroxidy, vřeténkové jedy (kolchicin)

c.         Biologické mutageny – viry (mohou svou DNA začlenit do genomu hostitelské buňky – do jejího chromozomu) → přerušení genu → může a nemusí mít následky

Mutagenita = Genotoxicita

-           schopnost daného viru (mutagenu…) způsobit poškození DNA

Dělení mutací podle rozsahu (co všechno postihují):

1)       Genové – zasahují jediný gen (gen sekvence nukleotidů) → probíhají pouze na molekulární úrovni (úroveň nukleotidu)

2)       Chromozomové = chromozomové aberace – nemění se geny (všechny jsou v pořádku, nepoškozené), mění se jejich počet a pořadí genů na jednom chromozomu → změní se i struktura chromozomu, způsobeny zlomem chromozomu

3)      
Genomové – geny i chromozomy jsou v pořádku, jenom je jich moc

Genové mutace

A.        Delece – ztráta 1 nebo více nukleotidových párů

B.        Inzerce / Adice – přibude nepoškozený nukleotid (funkční) → nukleotidový pár navíc, gen je delší

C.        Substituce – náhrada 1 nukleotidového páru za jiný (nic nepřibude ani neubude)

D.        Změna pořadí nukleotidu – přehození pořadí → triplet není stejný

E.        Zařazení nefunkčního nukleotidu – je tam, ale je poškozený (něco navíc + poškozený)

Chromozomové mutace

A.        Delece – ztráta vnitřní části chromozomu (geny zmizí, dojde ke zlomu)

B.        Duplikace – geny se zdvojí

C.        Inverze – převrácení úseku chromozomu (změna pořadí genů)

D.        Translokace – zlom → geny se přenesou a napojí se na jiný chromozom

E.        Deficience – ztráta koncové části chromozomu

Genomové mutace

Polyploidie – znásobení celé sady chromozomů (3n – triploidie, 4n, 5n,…), u člověka se nevyskytuje, častá u rostlin                                        (záměrně vyvolávána šlechtiteli, protože polyploidie vede ke zvětšení rostlinných orgánů (větší jablka)

                         u člověka – letální mutace (neslučitelná se životem, smrt) 

Aneuploidie – zvýšení nebo snížení počtu jednotlivých chromozomů (ne celé sady!), všechny v pořádku, jen je jich moc/málo

                        2n + 1 = Trizomie (u člověka 2x23 + 1 = 47)

                        např. trizomie chromozomu 21. způsobí Downův syndrom

                        2n – 1 = Monozomie  (u člověka 45)

                        např. monozomie chromozomu X způsobuje Turnerův syndrom

-           způsobují vážné choroby, hlavně poruchy v meióze → vznik nefunkčních gamet

Genetika Člověka

-           řídí se obecnými zákony genetiky (Mendelovy zákony, polygenní dědičnost, gonozomální dědičnost)

-           způsob studia je odlišný (lidi se kříží hůř)

Proč?

a.         nelze provádět experimenty (pokusná křížení jako s hrachem)

b.        vzniká malý počet potomků

c.         většina znaků je polygenních

d.        dlouhá regenerační doba (než jedinci dospějí, tak je vědec už na pravdě boží…)

 

Metody studia

§   Pozorování fenotypu, fenotypových znaků (pozoruji znaky, nevidím geny)

Zaměření se na:

a.         Genealogický výzkum (předkové) – zkoumání rodokmenu

b.        Populační výzkum – nejen znaky jednoho člověka, ale zkoumá se reprezentativní znak celé populace

c.         Výzkum dvojčat – hlavně jednovaječných, mají stejný genotyp i fenotyp, ale spousta znaků je polygenních – vědci zjišťují dědivost (heritabilitu)

§   Karyotyp a DNA

2001: byl ukončen program HUGO (organizace pro výzkum lidského genomu) → podařilo se jim dokončit mapování lidského genomu a publikovaly se předběžné výsledky[2]

Genetické choroby a dispozice

-           obojí je podmíněno genotypem (někde je mutace genu, jiná varianta alely,…) „máme to v genech“

Genetická choroba

-           důsledkem mutací (když se objeví zmutovaná alela)

-           projeví se VŽDY         

-           vliv prostředí je zanedbatelný, prostředí může podpořit rozvoj příznaků (zhoršit stav)

Dědičné vývojové vady – málo takových nemocí, vznikající během nitroděložního vývoje (rozštěp rtu/patra)

Genetická dispozice

-           dědí se pouze „NÁCHYLNOST“ k onemocnění (nezdědím chorobu přímo)

-           ke skutečnému vzniku choroby musí působit i faktory prostředí (strava, psychická zátěž, alergen,...)

-           mají polygenní charakter

-           pokud o tom člověk ví a vhodně se chová, chorobu mít nemusí

Patří tam: alergie, některé druhy hypertenze (vysoký tlak), angína (opakovaná), vředové choroby

Dědičné choroby

1.       Autozomální choroby: 1 - 22. chromozom

Galaktosemie - autozomálně recesivní porucha, výskyt 1:50 000 (každý 110. člověk přenašeč), zmutovaný gen – nevytvořil se enzym, který odbourává galaktózu → poškození orgánů (játra, ledviny)

prevence: vyloučení mléka a mléčných výrobků ze stravy

Fenylketonurie - autozomálně recesivní porucha, detektivní enzym nepřeměňuje fenylalanin na thyrosin, často bodová mutace chromozomu 12., poškození CNS, duševní retardace

prevence: přísná nízkobílkovinná dieta v dětském věku a těhotenství

Celiakie - autozomálně recesivní porucha, asi 50 000 nemocných v ČR, neschopnost trávit LEPEK (= bílkovinný komplex v povrchové části zrn), záněty tenkého střeva, chudokrevnost, poruchy tělesného a psychického vývoje až smrt

prevence: bezlepková dieta

Albinismus - autozomálně recesivní porucha, chybí enzym pro tvorbu melaninu

časté poruchy zraku

Cystická fibróza - autozomálně recesivní porucha, porucha transportu iontů NaCl vody přes buněčné membrány → postižení plic (hromadění hustého hlenu), střev, slinivky; muži neplodnost, často DELECE GENU na chromozomu č. 7

Další autozomální choroby

Víceprstost = Polydaktylie – autozomálně dominantní znak, 1 prst je navíc

Krátkoprstost - autozomálně dominantní znak, prsty v poměru ke dlani velice krátké

Srůsty prstů = Syndaktylie – autozomálně dominantní znak

Praderův – Williho syndrom - delece chromozomu č. 15, novorozenci a kojenci, těžká hypotonie (svalová slabost), opoždění vývoje…  Později: mentální retardace, těžká obezita s následky – diabetes, poruchy oběhu, hypogenitalismus, poruchy chování

Neurofibromatóza - autozomálně recesivní porucha, mutace v REPARAČNÍM GENU (opravném): gen, který produkuje enzym, který opravuje poškozenou DNA – když je porucha v genu, tak poškozenou DNA neopravuje!

pigmentové skvrny, rohovatění pokožky, nezhoubné nádory kůže, atrofie kůže, zhoubné nádory od cca 8 let (chirurgicky se to opravuje, ale ten gen tam stále je…), smrt 20-30 let

prevence: ochrana před slunečním zářením

Achondroplázie - autozomálně dominantní choroba, až 90% nových případů, způsobeno NÁHODNOU mutací (rizikový faktor u otce nad 36 let!), poruchy osifikace – malý vzrůst, krátké končetiny, krátká lebka, vpáčený kořen nosu, zakřivení diafýz (střední část dlouhé kosti) – „křivé nohy“

Marfanův syndrom - autozomálně dominantní choroba, velmi vysoká hubená postava, dlouhé štíhlé prsty (arachnodaktylie), mají velmi měkké vazivo – na cévách mohou vznikat výdutě; malý svalový tonus, skolióza, vady páteře, dlouhé tenké končetiny

(Paganini, Lincoln)

Thalosemie - autozomálně recesivní choroba, 2 typy – alfa a beta, vlivem zmutovaného genu je poškozena tvorba hemoglobinu – anémie, únava, dušnost, bolesti hlavy, tachykardie

Leidenská mutace - autozomálně dominantní choroba, trombofilie (zvýšená srážlivost krve) – tvorba trombu – embolie – smrt; hormonální antikoncepce výrazně zvyšuje riziko embolie

Syndrom kočičího křiku – delece na chromozomu č. 5, těžká mentální retardace, mikrocefalie (malý mozek), poruchy motoriky, růstu, vrozené vady srdce, na hrtanu – přitlačené (proto vydává kočičí mňoukání)

Srpková anémie - autozomálně recesivní choroba, substituce GAG za GUG (m-RNA), erytrocyty zkroucené do srpkovité podoby, lidé s touto chorobou větší rezistence vůči malárii

Patauův syndrom - trizomie 13. chromozomu (celkem 47, 13), mikrocefalie, chybění očí, kyklopie, rozštěpy rtů i patra, polydaktylie, doba přežití cca 2 měsíce

Edwardsův syndrom - trizomie 18. chromozomu (47, 18), těžká psychomotorická retardace (duševní retardace, dítě se nepohybuje tak, jak by mělo; problémy s kojením, absence sacího reflexu,…; pěsti s překrývajícími se prsty, srdeční poruchy, obtížné dýchání,

5 – 10% přežije 1 rok

Huntingtonova chorea - autozomálně dominantní choroba, CAG opakující se více než 200x, chorea – divné trhavé pohyby; DRASTICKÉ, dochází k DEGENERACI MOZKU, vznikají dutiny, ubývá nervových buněk – totální demence, změna osobnosti, rozpad osobnosti, bezmoc, nepřijímají potravu; choroba se projeví 20 – 40 let (do té doby o tom neví)

Downův syndrom – trizomie 21. chromozomu (47, 21), hypotonie (nízký svalový tonus), krátké prsty, srdeční vady, velké čelo, poruchy imunity, široké ruce, ploché záhlaví, hypogenitalismus, epikantus (vnitřní koutek v oku), mentální retardace

                        souvislost s věkem matky – riziko, že dítě bude mít Downův syndrom po 35 roce!

2       2.      Vývojové vady

Rozštěp rtu / patra (polygenní dědičnost) – nesrostlé

3       3.      Gonozomální choroby

Turnerův syndrom = monozomie chromozomu X – člověk nemá jeden chromozom X (1X chybí) – má 45 X 0

Znaky: vypadá jako žena, malý vzrůst, gonadální dysgeneze (špatně vyvinuté pohlavní orgány, často neplodnost), široký krk, normální inteligence, kožní řasy (podkožní vazivo velmi pružné)

Klinefelterův syndrom - kombinace XY + X navíc (= XXY), měli bychom u nich najít Barrovo tělísko – celkem 47 chromozomů (X navíc), průměrná inteligence, vysoká postava, psychosexuální orientace mužská, cítí se jako muži, pohlavní orgány zmenšené, poškozená spermiogeneze, většinou sterilní (neplodní), obtloustlí ženským způsobem (prsa, oblast boků,…), možné poruchy chování, učení,…

Supermale (= supermuž) – 47 chromozomů (= XYY, XYYY,…), mohutnější vzrůst, vysoká postava, průměrná inteligence, pohlavní vývoj normální, plodnost normální, neprokázán narušený psychosociální vývoj, někdy mírná mentální retardace

Superfemale (= superžena) - 47 chromozomů (= XXY, XXXY, …), není charakteristický fenotyp (znaky)

průměrná inteligence, normální sexuální vývoj, snížená plodnost (možné potraty), mělo by být Barrovo tělísko, není dopad na fenotypový projev

Intersex -  tělní buňky jsou mozaikou XX a XY (tzn. to i to v těle – různé buňky) nějak poskládány, člověk je ‚obojetník‘ – pohlavní orgány nevyhraněné

Dělení mutací podle způsobu vzniku:

1)       Spontánní – vznik bez vnějších příčin, jsou nahodilé, četnost je velmi nízká (např. chybné narušení nukleotidu při replikaci)

2)       Indukované – vyvolané mutageny (vím, že působilo UV záření, chemické vlivy, atd.)

Hemofilie – gonozomálně recesivní, porucha srážlivosti krve – může vést i ke krvácení do tkání, krevní výrony do svalů a kloubů

                        (více typů, podle toho, který faktor chybí)

typ A: absence nebo nedostatek faktoru srážlivosti VIII

u šlechtických rodů – příbuzenské křížení, britská královna Viktorie přenašečka

Svalová dystrofie – gonozomálně recesivní, nevytváří se bílkovina distrofin (= součást svaloviny, chybí) → nefunkční svaly, slabé, dochází k jejich atrofii (zakrňování)

                        2 typy: Duchennova dystrofie (horší) – končí smrtí (okolo 20. roku) a Beckerova dystrofie (mírnější)

Fragilní X – (fragilní = křehké, rozpadá se) gonozomálně recesivní, jedno raménko chromozomu X se snadno odlomí / zlomí (v jednom z genů na X větší počet tripletu CGG → dojde ke zlomení), cca v ¼ případů souvisí s mentální retardací, nepoměr hlavy k tělu, níže posazené uši, duševní choroby (schizofrenie, …), poruchy chování (nízké IQ)

Genetická prevence

1.        Eufenická prevence – upravuje pouze fenotyp (následek), neřeší příčinu (např. rozštěp rtu – chirurgicky se odstraní; celiakie, galaktosemie – dieta), zvyšuje životaschopnost jedince

2.        Eugenická prevence – v genetických poradnách, kde se vyšetřují rodičovské páry, v jejichž rodinách se vyskytla genetická choroba

-           vyšetření – laboratorní vzorek krve, ale i vypsání předků

-           sestaví se rodokmen a spočítá se pravděpodobnost nemocného dítěte → rozhodnou, zda se narodí, nebo ne… umělé oplození, eticky docela zlé

Onkogenetika

-           zkoumá dědičný přenos vloh pro nádorové choroby

-           příčinou jsou mutace, vyvolány mutageny = karcinogeny

-           80% karcinogenů má karcinogenní účinek (podporuje vznik nádorů, dělení buněk)

Co mutuje?:

1.       Mutace protoonkogenů

Protoonkogeny = geny, které stimulují buněčné dělení, ale jejich aktivita je kontrolována (nedělají to bezhlavě); růst, regenerace ran,… součástí genomu u lidí, živočichů

cca kolem 20, potřebujeme je

              → když zmutují, změní se na AKTIVNÍ ONKOGENY (změna na buňky nádorové)

2.       Mutace mutátorových genů

Mutátorové geny = řídí reparační (opravné) mechanismy → řídí opravu nových mutací DNA (zajistí, že jsou mutace opraveny)

              → když zmutují samy, tak svou činnost nedělají, neřídí opravu atd.

3.       Viry

Viry ve svém genomu obsahují onkogeny → začleňují se (celé i s onkogeny) do DNA buňky → přeložení onkogenu v ribozomech buňky → vznik bílkoviny, která stimuluje napadenou buňku k dělení → dělení překotné, nekontrolované → vznik nádorových buněk

Dědičné nádory

-          dědí se z rodičů na potomky prostřednictvím gamet (spermie, vajíčko) → GAMETICKÉ MUTACE

-          zmutovaný gen v gametě → splynutí gamet → zygota se zmutovaným genem → dělení zygoty 2, 4, 6 buněk atd. → v každé buňce je zmutovaný gen

-          dědičných nádorů je málo

Patří tam: rakovina prsu (P=80%), rakovina tlustého střeva, rakovina oční sítnice

-          většina nádorových chorob vzniká mutací tělních buněk → SOMATICKÉ MUTACE

-          nemůžou je rodiče předat potomkům

-          choroby jsou multifaktoriálně dědičné (na vzniku se podílejí jak dědičné dispozice, tak prostředí)

Patří tam: plicní nádory (kouření), melanom (rakovina kůže)

Genové Inženýrství

-           zabývá se cílenou tvorbou nových genotypů tím, že vytváří tzv. REKOMBINANTNÍ molekuly DNA[3]

→ molekula vznikla spojením nukleotidových řetězců různého původu

Původ:

1.        Do genomu bakterií byly přeneseny cizí geny = TRANSGENY pro tvorbu:

§   inzulínu

§   růstového hormonu

§   interferonu (bílkovina, která brání množení viru v buňkách)

§   faktor srážlivosti krve (když 1 chybí, tak lidé trpí hemofilií)

2.        Do kulturních rostlin byl přenesen gen pro tvorbu bílkovin, které jsou toxické pro housenky (není toxické pro člověka)

Přenos genu = Transgenoze

-           to, co vznikne = transgenní organismus (příjemce transgenu) nebo geneticky modifikovaný organismus

Proces: přenos cizorodých genů se uskutečňuje pomocí vektorů, což jsou úseky DNA, které zajistí vstup transgenu do buňky příjemce a zajistí expresi genu (musí se přepsat a přeložit)

            nejběžnější: virová DNA (bakteriofágy) a plazmidy (bakteriální)

Postup při Transgenozi – tvorba rekombinantní molekuly DNA

1.        izolace „dárcovské“ DNA - obsahuje gen, který chceme převést (pouze gen, nechceme přenést celou!)

2.        rozštěpení dárcovské DNA na fragmenty pomocí enzymů RESTRIKČNÍ ENDONUKLEÁZA → štěpí DNA jen v místě specifického sledu nukleotidu – „nůžky“ (např. sekvence CTGAA – jak pozná tuto sekvenci, stříhá,… jakmile jiná sekvence, nereaguje, začne stříhat, až uvidí další stejnou sekvenci CTGAA)

3.        štěpením vznikají tzv. „lepivé“ konce DNA → lepivé konce jsou tvořeny komplementárními bázemi (není problém zase spojit lepivé konce)

5' CTGAATTGC 3' 
3' ATCGGACTT 5'                   Příklad střihu:

                              

4.        Otevření nebo rozštěpení vektorové DNA (virová DNA, plazmid) STEJNOU restrikční endonukleázou (nemůžu použít jinou, měla bych jiné lepivé konce!) a vznikají stejné lepivé konce

5.        Vložení části dárcovské DNA (např. gen pro inzulín) do vektorové DNA (vir, plazmid) → dojde ke spojení lepivých konců pomocí enzymů LIGÁZY[4] → zisk rekombinantní molekuly DNA, konkrétně VEKTOR S VLOŽENÝM TRANSGENEM

virus je pouze přenašeč – musí se zajistit, aby se dostal do konkrétní bakteriální buňky, a ta začne gen vyrábět

6.        Dojde k začlenění rekombinantní molekuly DNA s transgenem do cílové = hostitelské bakteriální buňky[5]

---

[1] většina hermafroditů se takto nerozmnožuje  - nevýhodné, negativní výsledky

[2]  (na tomto genu v tomto lokusu se nachází tento gen pro tento znak a zhruba za co odpovídá)

[3] snaží se vytvořit novou DNA, která vznikla spojením dvou různých molekul DNA

[4]  spojovaly Okazakiho fragmenty

[5] virus si to zařídí sám, je to jeho podstata