Struktura, ekspresja i mutacje genu DMD, największego genu człowieka

Streszczenie: Dystrofia mięśniowa Duchenne�a i Beckera (DMD/BMD) stanowią alleliczne formy choroby, występującej wśród chłopców z częstością raz na 3,5 tysiąca urodzeń. Prowadzą do niej mutacje w genie DMD położonym w regionie Xp21. Około 60% mutacji stanowią delecje obejmujące nawet kilkanaście eksonów. Pozostałe mutacje to duplikacje (6%) i mutacje punktowe, występujące w ponad 30%. Diagnostyka genetyczno-molekularna DMD/BMD obejmuje analizę metodę PCR-multipleks delecji promotora i 19 eksonów położonych w dwóch gorących miejscach występowania tego typu mutacji. Wykrywanie drobnych zmian (mikrodelecje, mikroinsercje, tranzycje, transwersje) nie jest objęte rutynową analizą, jest jednak konieczne dla pełnej diagnostyki choroby, szczególnie gdy zachodzi konieczność ustalenia nosicielstwa. Nadal poszukuje się testu diagnostycznego, który pozwoliłby na szybką i dokładną analizę podłoża molekularnego choroby. Identyfikacja mutacji ma szczególne znaczenie dla kobiet z rodziny chorego, potencjalnych nosicielek nieprawidłowego allelu. W przypadku niemożności zidentyfikowania mutacji nosicielstwo można ustalać metodami pośrednimi, informują one jednak o dziedziczeniu markerów genetycznych sprzężonych z chorobą, a nie o podłożu molekularnym.

Słowa kluczowe: dystrofia mięśniowa Duchenne�a/Beckera, gen DMD, dystrofina, analiza delelcji, mutacje punktowe, polimorfizm, określanie nosicielstwa

Gen APC

Streszczenie: Rodzinna polipowatość jelita grubego jest dziedziczoną dominująco chorobą nowotworową charakteryzującą się występowaniem licznych polipów w jelicie grubym i odbytnicy. Nie leczone polipy rozwijają się w nowotwór złośliwy w wieku około 40 lat. Występowanie choroby związane jest w mutacjami w genie APC zlokalizowanym w regionie 5q21. Gen APC jest genem supresorowym nowotworów i działa jako negatywny regulator w szlaku transdukcji Wnt. Mutacje tego genu są dziedziczone lub powstają de novo w rodzicielskiej linii płciowej. Najczęściej obserwuje się występowanie mikromutacji w postaci delecji lub insercji kilku par zasad. W nielicznych przypadkach obserwowane są substytucje. W większości przypadków mutacje genu APC prowadzą do skrócenia białka APC (300 kD). Mutacje w drugim allelu genu powodują brak funkcjonalnego białka APC, co prowadzi do dysplazji a następnie rozwoju choroby nowotworowej.

Słowa kluczowe: -

Budowa i funkcje białka ATM

Streszczenie: Białko ATM, poznane po identyfikacji genu ATM w drodze klonowania pozycyjnego, jest glikoprotein1 o masie cz1steczkowej 350,6 kD i aktywności kinazy białkowej. Substratami aktywności kinazowej ATM s1 białka p53, cAbl, p34 i Chk1. Fosforylacja p53, poprzez zahamowanie jego wi1zania z onkogenem MDM2, zapobiega degradacji tego białka. W komórkach eksponowanych na promieniowanie jonizujące białko ATM zwiększa wiązanie p53 z DNA i transaktywacje genów. Motyw kinazy białkowej mieści się w koncu karboksylowym białka ATM i wykazuje homologię z rodzin1 kinaz fosfatydyloinozytolu-3. W części środkowej białka ATM mieści się motyw zamka leucynowego� (leu ZIP). Homologiczne motywy leu ZIP zaobserwowano w kinazach DNA-PK i ATR/FRB. Białko ATM pełni kluczową rolę w odpowiedzi komórki na promieniowanie jonizujące rozpoznając złamania podwójnej nici DNA, jak również rolę kontrolną w cyklu komórkowym. 

Słowa kluczowe: białko ATM, gen ATM, kinaza PI-3, p53, fosforylacja p53, DNA-PK, MDM2, promieniowanie jonizujące
 

Podłoże genetyczne osteoporozy - aktualny stan badań

Streszczenie: W pracy przedstawiono aktualny stan badań związanych z poszukiwaniem genów odpowiedzialnych za rozwój osteoporozy. Choroba ta jest coraz powszechniejsza i prowadzi do niebezpiecznych, trudnych w leczeniu złamań. Uważa się, że uwarunkowania genetyczne są w znacznym stopniu odpowiedzialne za rozwój choroby. Niemniej wielogenowy charakter oraz wpływ czynników środowiskowych bardzo utrudnia wskazanie genów, które maja znaczący wpływ. Poznanie podłoża genetycznego osteoporozy pozwoli wprowadzić skuteczną profilaktykę oraz zwiększy skuteczność leczenia.

Słowa kluczowe: osteoporoza, polimorfizmy, analiza asocjacji, choroba wielogenowa

Zastosowanie badań hybrydyzacyjnych w diagnostyce molekularnej

Streszczenie: Diagnostyka molekularna została wykonana po raz pierwszy przez hybrydyzację badanego DNA z sondami molekularnymi. W latach osiemdziesiątych stanowiła podstawową metodę badań w diagnostyce chorób genetycznie uwarunkowanych. Znalazła również praktyczne zastosowanie w badaniach poznawczych dotyczących uorganizowania genomów. Stopniowo wiele badan hybrydyzacyjnych zostało zastąpionych techniką PCR, umożliwiającą uzyskanie wyniku w krótszym czasie i przy znacznym obniżeniu kosztów. Badania hybrydyzacyjne przebiegają bez amplifikacji DNA in vitro i nadal znajdują zastosowanie w badaniach dotyczących człowieka, zwierząt i roślin. W pracy przedstawiono przykłady praktycznego zastosowania hybrydyzacji w różnych dziedzinach.

Słowa kluczowe: DNA, hybrydyzacja, powtórzenia DNA, diagnostyka molekularna, wykrywanie patogenów, mutacje, polimorfizm
 

Zakończenia chromosomów: telomery, telomeraza i białka współdziałające

Streszczenie: Telomery stanowiły od dawna obszar zainteresowania cytologów, jako statyczne elementy chroniące końce chromosomów. Odkrycie ich udziału w starzeniu komórek, replikacji, w kontroli cyklu komórkowego oraz przede wszystkim w procesach nowotworowych, czyni z telomerów bardzo popularny obiekt badań wielu dziedzin wiedzy.

Słowa kluczowe: -
 

Molekularne badania zaburzeń rozwoju płciowego: klucz do zrozumienia genetycznego mechanizmu determinacji płci

Streszczenie: Determinacja płci jest procesem odpowiedzialnym za wykształcenie się jąder lub jajników z pierwotnej gonady embrionalnej. Proces ten kontrolowany jest genetycznie. W pracy opisano role genów SRY, SOX9, WT1, SF1, DAX1, w procesie determinacji płci oraz przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat oddziaływań kodowanych przez nie białek.

Słowa kluczowe: determinacja płci, geny: SRY, SOX9, WT1, SF1, DAX1
 

Diagnostyka molekularna chromosomu Y u mężczyzn z zaburzeniami spermatogenezy korzystających z zapłodnienia in vitro

Streszczenie: Czynnik męski jest przyczyną niepowodzeń rozrodu u około 50% niepłodnych par małżenskich. Wiekszość niepłodnych meżczyzn zgłaszających się do ośrodków leczenia niepłodności jest poza tym zdrowa. W ostatnich dwóch dekadach coraz wiecej uwagi poświęca się potencjalnemu genetycznemu podłożu niepłodności. Znacznym postępem w tej dziedzinie było wykazanie, że delecje w regionie AZF długiego ramienia chromosomu Y są jedną z przyczyn niepłodności meżczyzn nie powodując skutków somatycznych. Stale poszerzająca się wiedza na temat struktury chromosomu Y przyczyniła się do opracowania molekularnych testów wykrywania tych delecji u pacjentów korzystających z metod wspomaganego rozrodu, a w szczególności z docytoplazmatycznej iniekcji plemników (ICSI). Metody te umożliwiły posiadanie potomstwa niepłodnym meżczyznom, nawet tym, u których wystepują ciężkie zaburzenia spermatogenezy. Jednocześnie ominięcie naturalnych barier biologicznych związanych z procesem zapłodnienia przy zastosowaniu tych metod stwarza ryzyko przeniesienia defektu genetycznego na potomka płci meskiej. Stąd, molekularna diagnostyka chromosomu Y oraz udzielenie porady genetycznej małżenstwom korzystającym z metod wspomaganego rozrodu są niezwykle istotne. 

Słowa kluczowe: chromosom Y, region AZF, niepłodnooa meska, zaburzenia spermatogenezy, oligospermia, azoospermia, zapłodnienie in vitro
 

Rola telomerazy w rozwoju procesu nowotworowego

Streszczenie: Telomeraza stanowi kompleks rybonukleoproteinowy złożony z odwrotnej transkryptazy, białka i RNA stanowiącego matrycę do syntezy telomerowego DNA. Aktywność telomerazy stwierdzono w większości nowotworów, wobec jej braku w komórkach prawidłowych. Wyniki wielu badań wskazują, że aktywność telomerazy pozwala na odróżnienie komórek nowotworowych od prawidłowych w prostacie, gruczole piersiowy, tarczowym i w wątrobie. Krytyczny przegląd aktualnych prac wskazuje, że badanie ekspresji telomerazy stanowi bardziej precyzyjny marker rozróżniający zmiany łagodne od nowotworowych. Wstępne badania własne sugerują, że oznaczanie aktywności i ekspresji telomerazy może stanowić pomocny marker diagnostyczny i prognostyczny w rozwoju procesu nowotworowego.

Słowa kluczowe: aktywność i ekspresja telomerazy, nowotwory, starzenie
 

Rozwój markerowych map genomów psa i konia

Streszczenie: Hodowla psów i koni ma bardzo długą historię, sięgającą w przypadku psa 14 tys. lat, a konia 6 tys. Efektem prowadzonej przez człowieka pracy hodowlanej jest ukształtowanie się wielu ras. Aktualnie zarejestrowanych jest ponad 340 ras psów, wśród których występuje niespotykana u innych gatunków zmienność pokroju, a w tym i wielkości. Hodowla koni zaowocowała utworzeniem około 250 ras. Efektem ubocznym pracy hodowlanej stało się nagromadzenie, szczególnie u psów, licznych mutacji odpowiedzialnych za powstawanie chorób genetycznych. Budowane markerowe mapy genomu dla tych gatunków mają służyć przede wszystkim identyfikacji genów odpowiedzialnych za powstawanie chorób dziedzicznych. Nasycenie najnowszej markerowej mapy sprzężeniowej genomu psa, bazującej na analizie segregacji 268 markerów genetycznych, wynosi 9.3 cM. Ponadto, na każdym chromosomie zlokalizowano fizycznie co najmniej jeden marker genetyczny. Nasycenie aktualnej mapy genomu konia, stworzonej w oparciu o badania 100 markerów, wynosi 12.6 cM. Niestety nie we wszystkich chromosomach konia udało się umiejscowić loci markerowe. 

Słowa kluczowe: markerowe mapy genomu, pies, koń, markery genetyczne, genom
 

Analiza genetyczna metodami klasycznej i molekularnej cytogenetyki

Streszczenie: Zmiana w liczbie bądź strukturze chromosomów może mieć wpływ na organizm, powodując pojawienie się cech odbiegających od normy. Zasadniczym celem diagnostyki cytogenetycznej jest określenie kariotypu badanej osoby. Kariotyp ustalany jest na podstawie analizy chromosomów metafazowych, a czasami także prometafazowych (HRBT-high resolution banding technique), uzyskanych z limfocytów krwi obwodowej. Metodami stosowanymi w diagnostyce cytogenetycznej są: metody cytogenetyki klasycznej GTG, RBG, QFQ, CBG, BAT, Ag-NOR) i molekularnej (FISH, PRINS, CGH). 

Słowa kluczowe: aberracje, cytogenetyka klasyczna, cytogenetyka molekularna, fluorescencyjna hybrydyzacja in situ, diagnostyka cytogenetyczna
 

Cytogenetyczne badania nowotworów człowieka - płaskonabłonkowy rak krtani

Streszczenie: Badania cytogenetyczne nowotworów wskazują na obecność aberracji chromosomowych w większości ludzkich nowotworów. Metody cytogenetyki dostarczyły bardzo dużo informacji zwłaszcza o aberracjach chromosomowych nowotworów układu krwiotwórczego i limfatycznego, jednak w przypadku guzów litych metodyka ta napotkała wiele utrudnień związanych z biologiczną strukturą guza. Wymusiło to opracowanie nowych technik cytogenetyki molekularnej, do których zalicza się przede wszystkim różne odmiany fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (FISH) oraz porównawczej hybrydyzacji genomów (CGH). Badania własne dostarczyły informacji dotyczących zmian na poziomie chromosomowym w płaskonabłonkowym raku krtani, które uzyskano przy wykorzystaniu techniki CGH. Do najważniejszych obserwacji należały: zwiększony udział delecji materiału genetycznego w grupie pierwotnych guzów tworzących przerzuty do okolicznych węzłów chłonnych; obecność ilościowych oraz jakościowych różnic materiału genetycznegopomiędzy guzami pierwotnymi i korespondującymi z nimi przerzutami.

Słowa kluczowe: cytogenetyka, aberracje chromosomowe, rak krtani, CGH

Zagadnienia metodyczne w analizie molekularnej raka krtani

Streszczenie: Przedmiotem pracy jest przedstawienie technik, które znalazły zastosowanie w biologii molekularnej i analizie genetycznej tytonio-zależnego raka krtani. Spośród technik molekularnych omówiono: elektroforezę pojedynczych nici DNA (comet assay), analizę radiochemiczną adduktów kancerogen:DNA, metody stosowane do badania uszkodzeń genów P53 i P16 (mutacje, utrata heterozygotyczności) oraz histochemiczne wykrywanie markerów proliferacji komórek. Cytogenetykę klasyczną i molekularną (FISH, CGH) wykorzystano do badań niestabilności chromosomowej, aberracji chromosomów i niezrównoważenia liczby kopii DNA. Opisano metodykę genotypowania defektów genów enzymów detoksykacyjnych opartą na technice PCR. Postuluje się konieczność stosowania szerokiego zestawu technik do badań poznawczych. Niektóre z technik stwarzają nadzieję na zastosowania aplikacyjne.

Słowa kluczowe: rak krtani, techniki molekularne, cytogenetyka, czynnik genetyczny

Przyszłość terapii genowej w schorzeniach neurologicznych

Streszczenie: W ostatnich latach terapia genowa jest najszybciej rozwijającą się dziedziną medycyny. Terapię genową można określić jako próbę uzyskania efektu leczniczego poprzez transfer genu do określonych komórek. Dzięki specyficznym wektorom możliwe jest wprowadzenie terapeutycznych genów do komórek docelowych ex vivo i in vivo. Na modelach zwierzęcych uzyskano wiele obiecujących wyników w leczeniu chorób neurologicznych. Wydaje się, że w niedalekiej przyszłości terapia genowa będzie wykorzystana w leczeniu choroby Parkinsonsa, Alzheimera i dystrofii mięśniowej Duchenne'a i w swardnieniu rozsianym. W przeprowadzonych do tej pory licznych próbach klinicznych uzyskano w części przypadków regresję guzów mózgu po zastosowaniu genów samobójców i gancyklowiru. Należy sądzić, że w przyszłości technologia transferu genu stanie się nową metodą zapobiegania i leczenia chorób neurologicznych.

Słowa kluczowe: terapia genowa, transfer genu, choroby neurologiczne

Klonowanie ssaków - stan obecny i perspektywy

Streszczenie: W pracy scharakteryzowano pokrótce techniki klonowania oraz postęp w klonowaniu ssaków, zwłaszcza poprzez transfer diploidalnego jądra z somatycznej komórki zróżnicowanej do cytoplastu. Zarysowano podstawowe problemy w synchronizacji cyklu komórkowego, rekonstruowanego 'klonu', pochodzącego z dwóch różnych typów komórek. Opisano wydajność klonowania w aspekcie uzyskiwania owiec, krów, myszy oraz małpy Rhezus oraz zależność powodzenia klonowania od typu komórki służącej jako dawca jądra diploidalnego. Omówiono perspektywy klonowania narządowego, na tle osiągnięć w uzyskiwaniu komórek omni-(toti) potencjalnych (klonowanie terapeutyczne) i ich przypuszczalne zastosowanie w medycynie. Poruszono problemy etyczne, które pojawiły się w związku z rysującymi się możliwościami klonowania reprodukcyjnego u ludzi.

Słowa kluczowe: klonowanie, ssaki, zwierzęta gospodarskie, klonowanie narządowe.

Poszukiwanie genów odpowiedzialnych za cechy psychiczne u człowieka oraz cechy instynktowne u zwierząt

Streszczenie: W pracy przedstawiono zagadnienia związane z poszukiwaniem nowych genów odpowiedzialnych za cechy zachowania ludzi i zwierząt. Zwrócono szczególną uwagę na trudności metodyczne oraz podjęto próbę wyjaśnienia niektórych problemów pojawiających się podczas mapowania genów odpowiedzialnych za zachowanie się. 

Słowa kluczowe: cechy osobowości, cechy instynktowne, metodyka poszukiwania genów, problemy metodyczne
 

Kultury pylników jako jedna z metod indukowania haploidów żyta (Secale cereale L.)

Streszczenie: Rośliny haploidalne mają wiele zastosowań w badaniach naukowych oraz pracach aplikacyjnych. Jedną z metod ich otrzymywania jest androgeneza (kultury pylników i izolowanych mikrospor). W pracy przedstawiono najważniejsze czynniki decydujące o przebiegu tego procesu. Wśród nich na szczególną uwagę zasługują: genotyp, fizjologiczna kondycja roślin donorowych, stadium rozwojowe mikrospor, traktowanie wstępne kłosów i pylników, skład pożywki oraz warunki prowadzenia kultury. Barierami utrudniającymi wykorzystanie tej metody są: niski procent zregenerowanych roślin oraz wysoki udział osobników z defektami chorofilowymi.

Słowa kluczowe: żyto, androgeneza, kultury pylników, haploidy
 

Zastosowanie cytometrii przepływowej w badaniach molekularnych roślin

Streszczenie: W ostatnich latach cytometria przepływowa mocno wpłynęła na polepszenie naszej wiedzy o strukturze i funkcji genomu roślinnego. Praca przedstawia zastosowania cytometrii przepływowej w analizie izolowanych jąder komórkowych i chromosomów. Szybkość, precyzja i wydajność metody sprawiła, że znalazła ona ogromną liczbę zastosowań obejmujących badania podstawowe, hodowlę i produkcję roślin. Wyniki uzyskiwane w badaniach sortowanych chromosomów wskazują, że technika ta może bardzo uprościć analizę genomów roślinnych na poziomie molekularnym.

Słowa kluczowe: chromosom, DNA, cytometria przepływowa, sortowanie chromosomów, markery molekularne, FISH, PRINS, biblioteka DNA