НЕТРАДИЦІЙНІ ТИПИ УСПАДКУВАННЯ. ГЕНОМНИЙ ІМПРИТИНГ ПІДГОТУВАЛА: СТУДЕНТКА 5 КУРСУ, 4 МЕДИЧНОГО ФАКУЛЬТЕТУ, 7 ГРУПИ МАЛОМУЖ АННА АНДРІЇВНА Національний медичний університет імені О.О. Богомольця Кафедра імунології та алергології з секцією медичної генетики

До нетрадиційних типів успадкування відносяться такі методи, які не підкорюються законам Менделя. Геномний імпринтинг - це одна із форм неменделівського успадкування, воно пов'язане із епігенетичними явищами, тобто забезпечується метилюванням ДНК або модифікацією білків гістонів і не супроводжується зміною послідовності нуклеотидів. Епігенетика - (грец. επί над, вище, зовнішній) – розділ генетики, що вивчає спадкові зміни в фенотипі або в експресії генів, що зумовлені іншими механізмами, ніж зміна послідовності нуклеотидів ДНК. Основні епігенетичні механізми: метилювання ДНК; ремоделювання хроматину, регуляція на рівні РНК, зокрема РНК-інтерференція; пріонізація білків; інактивація X-хромосоми.

Термін ХРОМОСОМНИЙ ІМПРИНТИНГ був запропонований для визначення статі у плодових комариків (Sciaridea, Diptera). Термін «імпринтинг» в генетиці був вперше використаний Г. Кроузом у 1960 р.

Імпринтинг – (англ. Imprint – відбиток) це епігенетичний механізм, що регулює активність певних генів в залежності від того, від кого успадкована дана алель гена. Іншими словами, імпринтинг інактивує материнську, чи батьківську копію гена.

ЕКВІВАЛЕНТНІСТЬ РЕЦИПРОКНИХ СХРЕЩУВАНЬ Для більшості генів не важливо від кого із батьків успадкований алель. Обидві копії гена активні. На приклад: Якщо один із батьків кароокий, а інший блакитноокий – нащадок буде карооким, вне залежності від того, хто із батьків передав йому ген «карих очей». У випадку імпринтованих генів прояв ознаки залежить від кого з батьків успадкований алель. Ген зелених очей Ген карих очей

Слід розрізняти імпринтинг від нерівномірного «генетичного вкладу» батьків. Y-хромосомні гени (успадковуються тільки від батька) мітохондріальні гени (успадковаються від матері) Імпринтингу підлягають не більше ніж 1% генів. На сьогоднішній день у людини описано лише ~140 імпринтованих генів.

тато Лев + мама Тигр = Лігр тато Тигр + мама Лев = Тигрон

ДОСЛІД ПО МІКРОТРАНСПЛАНТАЦІЇ ПРОНУКЛЕУСІВ Материнський пронуклеус Батьківський пронуклеус Андрогенетичний ембріон Гіногенетичний ембріон

Гіногенетичні ембріони гинуть внаслідок недорозвиненості провізорних органів. Андрогенетичні – через відсутність розвитку самого ембріона. Ембріон Жовточний мішок Трофобласт Таким чином експериментально було доведено, що два генома – материнський і батьківський не є еквівалентними. Вони відрізняються один від одного. І для адекватного функціонування потрібні обидва.

СХЕМА КЛАСТЕРА ІМПРИНТОВАНИХ ГЕНІВ Білково кодуючі гени Білково некодуючі гени ICR, район, що контролює імпритинг

При дозріванні гамет імпритинг, успадкований від батьків стирається, а потім встановлюється по новому у відношенні зі статтю ембріона. У соматичних клітинах батьківський імпринтинг зберігається протягом усього життя.

ФУНКЦІЯ ІМПРИНТОВАНИХ ГЕНІВ 50% генів беруть участь у регуляції ембріонального і постнатального росту 20% генів беруть учать у нейрологічних процесах 30% біологічна роль ще не зясована

ХВОРОБИ, ЩО ПОВЯЗАНІ З ПОРУШЕННЯМ ІМПРИНТИНГУ Синдром Прадера-Віллі Синдром Ангельмана Синдром Рассела-Сільвера Синдром Відемана-Беквіта Значне пре- і постнатальне відставання в рості, порушення розвитку скелета. Характеризуєтся гігантизмом, макроглосією, пупковою грижею

СИНДРОМ ПРАДЕРА-ВІЛЛІ (СПВ) делеція ділянки 15q11-13 батьківської хромосоми Описаний у 1956р. Поширеність 1 : Тривалість життя 25 – 30 років. Клінічна картина включає широкий спектр поведінкових(наприклад переїдання, нестриманий темперамент, пригнічений стан, депресія) і фізичних (ожиріння, низький зріст) ознак. Маса при народженні не більше 2.8 кг, Після закінчення грудного вигодовування формується гіперфагія.

Характерні мязова гіпотонія, розумова відсталічть, ознаки дизембріогенезу(епікант, миндалеподібний розріз очей і т.д.) La monstrua desnuda (1680), de Juan Carreño de Miranda

СИНДРОМ АНГЕЛЬМАНА (СИНДРОМ «ЩАСЛИВОЇ ЛЯЛЬКИ») Поширеність 1 : делеція ділянки 15q11-13 материнської хромосоми Клінічні ознаки: мікроцефалія, сплощена потилиця, велика нижня щелепа, привідкритий рот, великий виступаючий язик, рідкі зуби, затримка розвитку, гіпотонія, судомна готовність, розумова відсталість, незграбна хода.

Приступи безконтрольного сміху, плескання в долоні, специфічний вираз обличчя.

У розвитку цих двох фенотипічно різних захворювань включена одна і та ж ділянка хромосоми 15. А різниця існує лиш у тому, від кого успадковується ця хромосома – від батька чи матері. Якщо мутантна хромосома наслідується від батька, то дитина буде хворою на СПВ, а якщо від матері – на СА.

ДіагнозхромосомаПримітка Хорея Хантингтона4Развиваєтся значно раніше, якщо успадковується від батька, і навпаки. Спиноцеребральна атаксія 6Починається якщо успадковується від батька. Міотонична дистрофія19Успадковується тільки від матері Нейрофіброматоз I Нейрофіброматоз II Починається якщо успадковується від матері Нефробластома (пухлина Вільмса) 11В клітинах пухлини спостерігається втрата материнської хромосоми Остеосаркома13В клітинах пухлини спостерігається втрата материнської хромосоми ХВОРОБИ, ЩО ПОВЯЗАНІ З ПОРУШЕННЯМ ІМПРИНТИНГУ