Βιολογία Γ Μεταλλάξεις

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Ονοματεπώνυμο...................................................................................................................................

Μεταλλάξεις

1

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Τι θεωρείται μετάλλαξη ;
Μετάλλαξη θεωρείται η αλλαγή στο γενετικό υλικό ενός οργανισμού .
Ο όρος περιλαμβάνει αλλαγές :
• σε επίπεδο γονιδίου ( γονιδιακές μεταλλάξεις )
• σε μεγαλύτερο τμήμα χρωμοσώματος ( χρωμοσωμικές ανωμαλίες )
Σε ποιές κατηγορίες ανάλογα με την έκταση της αλλαγής κατατάσονται οι μεταλλάξεις ;
Οι γενετιστές κατατάσσουν τις μεταλλάξεις σε 2 μεγάλες κατηγορίες , τις γονιδιακές και
τις χρωμοσωμικές .
Ο τυπικός αυτός διαχωρισμός σχετίζεται με την έκταση της αλλαγής .
• Αν αυτή αφορά μικρό αριθμό βάσεων , στις οποίες συμβαίνει αντικατάσταση, έλλειψη
ή προσθήκη , τότε ονομάζονται γονιδιακές μεταλλάξεις .
• Αν αφορά αλλαγές σε μεγαλύτερο τμήμα χρωμοσώματος , τότε ονομάζονται
χρωμοσωμικές ανωμαλίες και διακρίνονται σε αριθμητικές ( αφορούν ολόκληρο
χρωμόσωμα ) ή δομικές ( αφορούν τμήμα χρωμοσώματος ).
Ποιών κυττάρων οι μεταλλάξεις κληρονομούνται ;
Μεταλλάξεις μπορεί να συμβούν σε οποιοδήποτε κύτταρο σωματικό ( διπλοειδές ) ή
γαμέτη ( απλοειδές ) ενός οργανισμού .
Μόνο οι μεταλλάξεις στα άωρα γεννητικά κύτταρα ,τα οποία διαιρούνται μειωτικά , και
στους γαμέτες μπορεί να μεταβιβαστούν από τη μια γενιά στην επόμενη .
Ποιά είναι τα αίτια των μεταλλάξεων ;
• Παράγοντες του περιβάλλοντος, που ονομάζονται μεταλλαξογόνοι
Διάφορες χημικές ουσίες, π.χ η φορμαλδεΰδη , ορισμένες χρωστικές ,

αρωματικοί κυκλικοί υδρογονάνθρακες , καφείνη .
Πολλές από αυτές τις ουσίες βρίσκονται σε γεωργικά, βιομηχανικά και φαρμακευτικά
προϊόντα που χρησιμοποιούνται ευρύτατα.
Διάφοροι τύποι ακτινοβολιών, π.χ η Χ η γ-ακτινοβολία, η κοσμική

και η υπεριώδης ακτινοβολία.

• Λάθη που γίνονται κατά την αντιγραφή του DNA ή κατά το διαχωρισμό των χρωμοσωμάτων.
( Αυτόματες μεταλλάξεις )

2

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Γονιδιακές μεταλλάξεις

( Αντικατάσταση , Έλλειψη , Προσθήκη βάσης- εων )
Ο όρος κωδικόνιο δεν αφορά μόνο το mRNA αλλά και το γονίδιο από το οποίο παράγεται.
Έτσι, για παράδειγμα, το κωδικόνιο έναρξης 5'AUG 3'αντιστοιχεί στο κωδικόνιο έναρξης
της κωδικής αλυσίδας του γονιδίου 5'ATG 3'κ.ο.κ.

Περιγράφουμε την μετάλλαξη στη κωδική αλυσίδα του γονιδίου .

1. Αντικατάστασης βάσης ( -σεων )

Αντικατάσταση της 3ης βάσης , η Τ από την C , στο κωδικόνιο που κωδικοποιεί την Phe
δημιουργία συνώνυμου κωδικονίου , κωδικοποιείται το ίδιο αμινοξύ .
Συνεχίζει να κατασκευάζεται η ίδια πολυπεπτιδική αλυσίδα . (Σιωπηλή Μετάλλαξη)

Αντικατάσταση της 2ης βάσης , η C από την G , στο κωδικόνιο που κωδικοποιεί την Ala
δημιουργία κωδικονίου που κωδικοποιεί άλλο αμινοξύ την Gly .
Κατασκευάζεται μία διαφορετική πολυπεπτιδική αλυσίδα που διαφέρει σε 1 αμινοξύ .
Η νέα πολυπεπτιδική αλυσίδα ανάλογα με τη θέση του νέου αμινοξέος :
• Μπορεί να είναι λειτουργική ( Ουδέτερη μετάλλαξη )
• Δεν είναι λειτουργική ( επιβλαβής )

3

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Αντικατάσταση της 3ης βάσης , η Τ από την Α , στο κωδικόνιο που κωδικοποιεί την Tyr
δημιουργία κωδικονίου λήξης .
Κατασκευάζεται μία διαφορετική πολυπεπτιδική αλυσίδα , μικρότερη , αφού η μετάφραση
σταματάει νωρίτερα .
Η νέα πολυπεπτιδική αλυσίδα στις περισσότερες περιπτώσεις δεν είναι λειτουργική
( επιβλαβής )

2. Έλλειψη βάσης ( -σεων )

Έλλειψη της 2ης βάσης Α στο κωδικόνιο που κωδικοποιεί την Tyr .
Κατασκευάζεται μία πολυπεπτιδική αλυσίδα που διαφέρει σε πολλά αμινοξέα , η αλληλουχία
των αμινοξέων δεν εμφανίζει πλέον πολλές ομοιότητες με την αρχική
• Η έλλειψη διαδοχικών βάσεων σε οποιοδήποτε αριθμό πολλαπλάσιο του τρία
δημιουργεί, αντίστοιχα, έλλειψη ενός ή περισσότερων αμινοξέων στην πολυπεπτιδική
αλυσίδα, που μπορεί να αλλάζει τη λειτουργικότητά της.

4

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

3. Προσθήκη βάσης ( -σεων )

Προσθήκη της βάσης Α μετά το κωδικόνιο που κωδικοποιεί την Phe .
Κατασκευάζεται μία πολυπεπτιδική αλυσίδα που διαφέρει σε πολλά αμινοξέα , η αλληλουχία
των αμινοξέων δεν εμφανίζει πλέον πολλές ομοιότητες με την αρχική

• Η προσθήκη διαδοχικών βάσεων σε οποιοδήποτε αριθμό πολλαπλάσιο του τρία
δημιουργεί, αντίστοιχα, προσθήκη ενός ή περισσότερων αμινοξέων στην πολυπεπτιδική
αλυσίδα, που μπορεί να αλλάζει τη λειτουργικότητά της.

5

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Μεθοδολογία ασκήσεων στις γονιδιακές μεταλλάξεις

Βήμα 1ο : Βρίσκουμε τη διαφορά ανάμεσα στη φυσιολογική πολυπεπτιδική αλυσίδα και τη
μεταλλάγμένη .
π.χ διαφέρει σε 1 αμινοξύ ή σε πολλά ή είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη .

Αυτό μας βοηθήσει να προσδιορίσουμε τη γονιδιακή μετάλλαξη που πραγματοποιήθηκε .
• Εαν διαφέρουν σε 1 μόνο αμινοξύ ψάχνουμε για αντικατάσταση βάσης .
• Εαν διαφέρουν σε πολλά αμινοξέα ψάχνουμε για έλλειψη ή προσθήκη βάσης .
• Εαν είναι μικρότερη ψάχνουμε για μετάλλαξη ή αντικατάστασης ή έλλειψης ή προσθήκης

σε ένα κωδικόνιο που κωδικοποιούσε αμινοξύ και την δημιουργία κωδικονίου λήξης.
• Εαν είναι μεγαλύτερη , έχει τα αμινοξέα της φυσιολογικής και επιπλέον , ψάχνουμε για

μετάλλαξη ή αντικατάστασης ή έλλειψης ή προσθήκης στο κωδικόνιο λήξης και την
δημιουργία κωδικονίου που κωδικοποιεί αμινοξύ .
• Εαν έχει 1 επιπλέον αμινοξύ ψάχνουμε για προσθήκη 3 συνεχόμενων βάσεων που
κωδικοποιούν το επιπλέον αμινοξύ.
• Εαν έχει 1 λιγότερο αμινοξύ ψάχνουμε για έλλειψη 3 συνεχόμενων βάσεων που
κωδικοποιούσαν το αμινοξύ που δεν υπάρχει στη μεταλλαγμένη πολυπεπτιδική αλυσίδα.

Βήμα 2ο : Με τη βοήθεια του γενετικού κώδικα βρίσκουμε τα κωδικόνια των αμινοξέων
που άλλαξαν .

• Γράφουμε όλα τα συνώνυμα κωδικόνια για κάθε αμινοξύ .
• Επειδή η μετάλλαξη είναι αλλαγή στο DNA γράφουμε τα κωδικόνια της κωδικής

αλυσίδας και όχι του m-RNA .

Βήμα 3ο : Περιγράφουμε την μετάλλαξη .
• Οι βάσεις που χρησιμοποιούμε κατά την περιγραφή της μετάλλαξης είναι A,T,G,C

δεν χρησιμοποιούμε U διότι τότε περιγράφουμε αλλαγή στο m-RNA !!!!.

Ας εφαρμόσουμε τα παραπάνω βήματα για να βρούμε και να περιγράψουμε τις γονιδιακές
μεταλλάξεις στις ασκήσεις που ακολουθούν !!

6

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Φυσιολογική πολυπεπτιδική αλυσίδα Μεταλλαγμένη πολυπτ. αλυσίδα

Βήμα 1ο.
Παρατηρούμε ότι οι 2 πολυπεπτιδικές αλυσίδες διαφέρουν σε 1 αμινοξύ Lys αντί για Glu .
Αυτό μπορεί να συμβεί με γονιδιακή μετάλλαξη αντικατάσταση βάσης .

Βήμα 2ο.
Κωδικόνια του Glu : GAA , GAG
Κωδικόνια της Lys : AAA , AAG

Βήμα 3ο.
Το μεταλλαγμένο γονίδιο που κωδικοποιεί την μεταλλαγμένη πολυπεπτιδική αλυσίδα
προέκυψε από γονιδιακή μετάλλαξη αντικατάστασης βάσης .
Η πρώτη βάση G στο κωδικόνιο που κωδικοποιούσε το Glu αντικαταστάθηκε από Α .
Το νέο κωδικόνιο που προέκυψε ΑΑΑ ή ΑΑG κωδικοποιεί τη Lys.

7

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Φυσιολογική πολυπεπτιδική αλυσίδα Μεταλλαγμένη πολυπτ. αλυσίδα

Βήμα 1ο.
Παρατηρούμε ότι οι 2 πολυπεπτιδικές αλυσίδες διαφέρουν σε πολλά αμινοξέα Gly-Arg
αντί για Glu – Glu .
Αυτό μπορεί να συμβεί με γονιδιακή μετάλλαξη έλλειψης ή προσθήκης βάσης .

Βήμα 2ο. Glu - Glu Κωδικόνια των Gly - Arg
Κωδικόνια των GAA - GAA GGT – CGT
GAG - GAG GGC – CGC
GGA – CGA
GGG – CGG
AGA
AGG

Βήμα 3ο.
Το μεταλλαγμένο γονίδιο που κωδικοποιεί την μεταλλαγμένη πολυπεπτιδική αλυσίδα
προέκυψε από γονιδιακή μετάλλαξη προσθήκης βάσης .
Μετά το κωδικόνιο που κωδικοποιεί τη Tyr προστέθηκε μια G , τα νέα κωδικόνια που
σχηματίστηκαν ήταν GGA-AGA που κωδικοποιούν τα νέα αμινοξέα Gly-Arg .

8

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Φυσιολογική πολυπεπτιδική αλυσίδα Μεταλλαγμένη πολυπτ. αλυσίδα

Βήμα 1ο.
Παρατηρούμε ότι οι 2 πολυπεπτιδικές αλυσίδες διαφέρουν σε πολλά αμινοξέα
Thr-Lys-Arg αντί για Tyr- Glu – Glu .
Αυτό μπορεί να συμβεί με γονιδιακή μετάλλαξη έλλειψης ή προσθήκης βάσης .

Βήμα 2ο. Κωδικόνια των Thr - Lys - Arg
Κωδικόνια των Tyr - Glu - Glu
ACT -AAA – CGT
TAT - GAA - GAA
TAC - GAG - GAG ACC -AAG – CGC

ACA CGA

ACG CGG

AGA

AGG

Βήμα 3ο.
Το μεταλλαγμένο γονίδιο που κωδικοποιεί την μεταλλαγμένη πολυπεπτιδική αλυσίδα
προέκυψε από γονιδιακή μετάλλαξη έλλειψη βάσης .
Μετά το κωδικόνιο που κωδικοποιεί τη Phe έγινε έλλειψη της Τ , τα νέα κωδικόνια που
σχηματίστηκαν ήταν ACG-AAG-AG(Aή G ) που κωδικοποιούν τα νέα αμινοξέα Thr-Lys-
Arg

9

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

σχολικού βιβλίου Ασκήσεις στις γονιδιακές μεταλλάξεις

10

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Αιμοσφαιρινοπάθειες

Ερυθρά αιμοσφαίρια - Αιμοσφαιρίνες

Τα ερυθρά αιμοσφαίρια είναι σωματικά κύτταρα , διπλοειδή , παράγονται κυρίως στον
ερυθρό μυελό των οστών και στη συνέχεια βγαίνουν στην κυκλοφορία του αίματος για να
μεταφέρουν Ο2 από τους πνεύμονες σε όλα τα κύτταρα του οραγανισμού και CO2 από όλα
τα κύτταρα του οργανισμού προς τους πνεύμονες για να αποβληθεί με την εκπνοή .
Στη μεταφορά O2 και CO2 συμβάλλουν ειδικές πρωτείνες , οι αιμοσφαιρίνες Hb , οι
οποίες παράγονται στα ερυθρά αιμοσφαίρια από την έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων .
Μεταλλάξεις στα συγκεκριμένα γονίδια που κωδικοποιούν τις πολυπεπτιδικές αλυσίδες
των αιμοσφαιρινών έχει ως αποτέλεσμα τις αιμοσφαιρινοπάθειες .

Προσοχή : Tα ώριμα ερυθρά αιμοσφαίρια έχουν χάσει το πυρήνα τους !!!
Χωρίς πυρηνικό DNA
• δεν μπορούν να κατασκευάσουν άλλες αιμοσφαιρίνες
• δεν μπαίνουν σε μίτωση
• δεν μπορούμε να εφαρμόσουμε γονιδιακή θεραπεία ( κεφ.8 )

Αιμοσφαιρίνες ( Hb )

Είναι σύνθετες πρωτείνες που δομούνται από 4 πολυπεπτιδικές αλυσίδες ανά 2 όμοιες .

( Δες σχολικό βιβλίο ερώτηση 9 σελ. 43 Κεφ. 2 )

φυσιολογικές αιμοσφαιρίνες

ΗbF=α2γ2 κατασκευάζεται από την έκφραση των γονιδίων Α και Γ

ΗbΑ=α2β2 κατασκευάζεται από την έκφραση των γονιδίων Α και Β

ΗbΑ2=α2δ2 κατασκευάζεται από την έκφραση των γονιδίων Α και Δ

Παθολογική αιμοσφαιρίνη

ΗbS=α2 βs 2 κατασκευάζεται από την έκφραση των γονιδίων Α και βς

11

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Σύσταση αιμοσφαιρινών

Η σύσταση των αιμοσφαιρινών σε ένα άτομο αλλάζει ανάλογα με το στάδιο ανάπτυξης και
οφείλεται στη γονιδιακή ρύθμιση που καθορίζει το πότε αρχίζει να εκφράζεται το κάθε

γονίδιο .

Φυσιολογικό άτομο
Κατά την εμβρυική περίοδο ξεκινάει η έκφραση των γονιδίων Α και Γ οπότε
κατασκευάζονται οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες α και γ που είναι συστατικά της HbF.
Οπότε κατά την εμβρυική περίοδο κατασκευάζουμε την εμβρυική αιμοσφαιρίνη F . ( HbF ).
Μετά τη γέννηση ξεκινάει η έκφραση των γονιδίων Β και Δ οπότε κατασκευάζονται και οι
πολυπεπτιδικές αλυσίδες β και δ .
Οι αλυσίδες β συνεργάζονται με τις αλυσίδες α οπότε ξεκινάει και η κατασκευή της
αιμοσφαιρίνης Α ( HbA ) , ενώ οι αλυσίδες δ συνεργάζονται με τις αλυσίδες α οπότε
ξεκινάει και η κατασκευή της αιμοσφαιρίνης Α2 ( HbA2 ).
Κατά την ενήλικη ζωή η κύρια αιμοσφαιρίνη είναι η Α (ΗbΑ=α2β2 )
ενώ ανιχνεύονται και μικρές ποσότητες μιας άλλης αιμοσφαιρίνης,της A2 (ΗbΑ2=α2δ2 ) .
Τα ενήλικα άτομα επίσης συνθέτουν πολύ μικρή ποσότητα (λιγότερο από 1 %) της HbF.

12

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Παρατηρήσεις στις αιμοσφαιρινοπάθειες

Στις αιμοσφαιρινοπάθειες μας ενδιαφέρει να δώσουμε πληροφορίες
• Για την γονιδιακή μετάλλαξη που έχει δημιουργήσει το παθολογικό γονίδιο
• Για την σύσταση των αιμοσφαιρινών

i ) ενός ατόμου που πάσχει
ii) ενός ατόμου φορέα του παθολογικού γονιδίου
iii) ενός ατόμου ομόζυγου του φυσιολογικού γονιδίου

Οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες α συμμετέχουν στη δομή όλων των αιμοσφαιρινών , συνεπώς

γονιδιακή μετάλλαξη στο γονίδιο Α θα επηρεάσει την κατασκευή ,τα ποσοστά, όλων των

αιμοσφαιρινών.

Αντίθετα γονιδιακή μετάλλαξη στα γονίδια Β ή Γ ή Δ θα επηρεάσει την αιμοσφαιρίνη στη

οποία συμμετέχει η πολυπεπτιδική αλυσίδα που κωδικοποιεί .

Μετάλλαξη στο γονίδιο Αιμοσφαιρίνες που επηρεάζονται

Α HbA , HbA2 , HbF

B HbA

α-Θαλασσαιμία
Το γονίδιο Α είναι διπλό δηλαδή υπάρχουν δύο γονίδια , σε 2 διαφορετικές γενετικές
θέσεις πάνω στο χρωμόσωμα 16 που ελέγχουν την παραγωγή της α πολυπεπτιδικής
αλυσίδας της αιμοσφαιρίνης .
Η α- θαλασσαιμία είναι σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις αποτέλεσμα έλλειψης ολόκληρου
του γονιδίου Α .
Στα ερυθροκύτταρα υπάρχουν 4 γονίδια Α σε ένα φυσιολογικό άτομο , όσο περισσότερα
γονίδια Α λείπουν τόσο βαρύτερα είναι τα συμπτώματα της ασθένειας .
Στην α-θαλασαιμία επηρεάζονται όλες οι αιμοσφαιρίνες του ατόμου HbA , HbA2 , HbF
αφού οι α-πολυπεπτιδικές αλυσίδες αποτελούν συστατικό όλων των αιμοσφαιρινών

13

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Γονιδιακές μεταλλάξεις στο Β γονίδιο που κωδικοποιεί τη β-πολυπεπτιδική αλυσίδα
δημιούργησαν τα υπολειπόμενα αυτοσωμικά γονίδια της β-θαλασσαιμίας ( β ) και της
δρεπανοκυτταρικής αναιμίας ( βs ) .
Η μετάλλαξη στο Β γονίδιο επηρεάζει τη σύνθεση της ΗbΑ=α2β2 , της κύριας αιμοσφαιρίνης
ενός ενήλικα .

β-Θαλασσαιμία
Χαρακτηρίζεται από μεγάλη ετερογένεια , αφού τα πολλαπλά αλληλόμορφα γονίδια (β) , πάνω
από 300 , έχουν προκύψει από πολλά διαφορετικά είδη γονιδιακών μεταλλάξεων
αντικατάστασης ή έλλειψης ή προσθήκης , στο γονίδιο Β που κωδικοποιεί τη β πολυπεπτιδική
αλυσίδα .
Τα παθολογικά γονίδια ακολουθούν υπολειπόμενο αυτοσωμικό τύπο κληρονομικότητας και
από την έκφρασή τους τις περισσότερες φορές δεν κατασκευάζονται β πολυπεπτιδικές
αλυσίδες .
Τα συμπτώματα της ασθένειας διαφέρουν ως πρός την βαρύτητα .
Σοβαρή αναιμία από την παντελή έλλειψη της HbA.
Αναιμία από την ελλάτωση της σύνθεσης HbA.

Άτομο που πάσχει απο β-θαλασσαιμία ( γονότυπος ββ )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών εμβρύου 100% ΗbF=α2γ2 ( εμβρυική αιμοσφαιρίνη )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών βρέφους ΗbΑ=α2β2 καθόλου ή σε μικρή συγκέντρωση

ΗbΑ2=α2δ2
ΗbF=α2γ2 ( αυξημένη σύνθεση )

Διαγνωστικός δείκτης
Στη θέση της ΗbΑ=α2β2 που δεν κατασκευάζεται λόγω έλλειψης των β πολυπεπτιδικών

αλυσίδων, κατασκευάζεται ΗbF=α2γ2 .
Συχνές μεταγγίσεις αίματος .

Διάγνωση με ηλεκτροφόρηση
αιμοσφαιρινών

14

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Άτομο φορέας του γονιδίου της β-θαλασσαιμίας ( γονότυπος Ββ )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών εμβρύου ΗbF=α2γ2 + HbA ( εως 10% )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών βρέφους ΗbΑ=α2β2 μικρότερη συγκέντρωση

ΗbΑ2=α2δ2 ( αυξημένη σύνθεση )
ΗbF=α2γ2

Διαγνωστικός δείκτης
Στη θέση της ΗbΑ=α2β2 που δεν κατασκευάζεται , κατασκευάζεται ΗbΑ2=α2δ2

Άτομο Φυσιολογικό ( γονότυπος ΒΒ )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών εμβρύου ΗbF=α2γ2 + HbA ( εως 10% )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών Βρέφους ΗbΑ=α2β2 97-98 %

ΗbΑ2=α2δ2 2-3%
ΗbF=α2γ2 < 1%

15

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Δρεπανοκυτταρική αναιμία

Είναι η πρώτη γενετική ασθένεια που βρέθηκε ότι είναι
αποτέλεσμα συγκεκριμένης γονιδιακής μετάλλαξης ,
αντικατάστασης βάσης .

Γονίδιο Β ( φυσιολογικό) βs ( μεταλλαγμένο)
GTG
6ο κωδικόνιο GAG
βs
πολυπεπτιδική Βαλίνη

αλυσίδα β

6o αμινοξύ Γλουταμινικό

οξύ

Οι βs πολυπεπτιδικές αλυσίδες συνεργάζονται με τις α πολυπεπτιδικές αλυσίδες
κατασκευάζοντας την παθολογική αιμοσφαιρίνη S ( HbS ) που ευθύνεται για το
χαρακτηριστικό σχήμα που παίρνουν τα ερυθρά αιμοσφαίρια που την κατασκευάζουν .

Άτομο που πάσχει από δρεπανοκυτταρική αναιμία ( γονότυπος βsβs )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών εμβρύου 100% ΗbF=α2γ2 ( εμβρυική αιμοσφαιρίνη )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών βρέφους ΗbΑ=α2β2 καθόλου

HbS=a2βs2 ( 97-98 % )
ΗbΑ2=α2δ2
ΗbF=α2γ2

Διαγνωστικός δείκτης
Στη θέση της ΗbΑ=α2β2 που δεν κατασκευάζεται , κατασκευάζεται ΗbS=α2βs2 .

Άτομο φορέας του γονιδίου της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας ( γονότυπος Ββs )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών εμβρύου ΗbF=α2γ2 + HbA ( εως 10% )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών βρέφους ΗbΑ=α2β2 μικρότερη συγκέντρωση

HbS=a2βs2
ΗbΑ2=α2δ2
ΗbF=α2γ2

Διαγνωστικός δείκτης
Μαζί με την ΗbΑ=α2β2 κατασκευάζεται και ΗbS=α2βs2

16

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Άτομο Φυσιολογικό ( γονότυπος ΒΒ )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών εμβρύου ΗbF=α2γ2 + HbA ( εως 10% )
• Σύσταση αιμοσφαιρινών Βρέφους ΗbΑ=α2β2 97-98 %

ΗbΑ2=α2δ2 2-3%
ΗbF=α2γ2 < 1%

άτομα που πάσχουν από δρεπανοκυτταρική αναιμία ( γονότυπο βs βs )
Τα ερυθρά αιμοσφαίρια που κατασκευάζουν την παθολογική αιμοσφαιρίνη S ( HbS )
σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου, παίρνουν χαρακτηριστικό δρεπανοειδές σχήμα .
Τα δρεπανοκύτταρα εμποδίζουν τη φυσιολογική κυκλοφορία του αίματος στα τριχοειδή
αγγεία δημιουργώντας προβλήματα σε διάφορα όργανα όπως στο σπλήνα και τους
πνεύμονες. Τα δρεπανοκύτταρα καταστρέφονται ταχύτερα από τα φυσιολογικά με
συνέπεια την εμφάνιση συμπτωμάτων αναιμίας.
Φορείς γονιδίου της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας ( γονότυπο Ββs )
Στους φορείς , παράγουν την παθολογική αιμοσφαιρίνη S (HbS) σε μικρότερη
συγκέντρωση , προκαλείται δρεπάνωση μόνο σε συνθήκες μεγάλης έλλειψης οξυγόνου,
όπως σε υψόμετρο μεγαλύτερο από 3.000 m.

17

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Σε ποιές περιπτώσεις ένα άτομο δεν κατασκευάζει HbA ;

Η HbA=a2β2 κατασκευάζεται από την έκφραση 2 γονιδίων του Α και του Β που
κωδικοποιούν τις α και β πολυπεπτιδικές αλυσίδες αντίστοιχα .
Συνεπώς ψάχνουμε για γονιδιακές μεταλλάξεις σε αυτά τα 2 γονίδια που θα έχουν ως
αποτέλεσμα να μην κατασκευάζεται HbA .
• Άτομa που πάσχoυν από δρεπανοκυτταρική αναιμία ( γονότυπο βs βs ) δεν μπορούν να

κατασκευάσουν β πολυπεπτιδικές αλυσίδες , κατασκευάζουν παθολογικές βs που
αποτελούν συστατικό της παθολογικής S ( HbS ) ,που αντικαθιστά την απώλεια της HbA.
• Άτομa που πάσχoυν από β-θαλασσαιμία ( γονότυπο ββ ) δεν μπορούν να κατασκευάσουν β
πολυπεπτιδικές αλυσίδες τις περισσότερες φορές , δεν κατασκευάζουν κάποια άλλη στη
θέση της , συνεχίζουν μετά τη γέννηση να κατασκευάζουν σε μεγάλες συγκεντρώσεις την
εμβρυική αιμοσφαιρίνη F ( HbF ), που αντικαθιστά την απώλεια της HbA.

18

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Ερωτήσεις στις αιμοσφαιρινοπάθειες

1. Γράψτε ονομαστικά τους τύπους αιμοσφαιρινών που γνωρίζετε στον άνθρωπο , καθώς
και τη σύστασή τους σε πολυπεπτιδικές αλυσίδες .

2. Πως μπορεί να εξηγηθεί η ετερογένεια των συμπτωμάτων στα άτομα που πάσχουν από
α-θαλασσαιμία ;

3. Η α-θαλασσαιμία ή η β-θαλασσαιμία είναο σοβαρότερη αιμοσφαιρινιπάθεια ;

4. Από πόσες γενετικές θέσεις ελέγχεται η σύνθεση της HbA2 στον άνθρωπο ;

5. Σε ποιά περίπτωση παρατηρείται αυξηένη συγκέντρωση HbF σε ενήλικο άτομο ;

6. Γιατί η β-θαλασσαιμία δεν είναι εμφανής κατά τη γέννηση ενός ατόμου , αλλά εκδηλώνει
τα συμπτώματά της κατά τη διάρκεια του πρώτου χρόνου ζωής ;

7. Ποιό μπορεί να είναι το αποτέλεσμα από την μετάλλαξη του γονιδίου Β που κωδικοποιεί
την β-πολυπεπτιδική αλυσίδα ;

8. Ποιών αιμοσφαιρινών συστατικό αποτελεί η α πολυπεπτιδικά αλυσίδα ;
Τι γνωρίζετε για το γονίδιο που την κωδικοποιεί ;
Ποιό είναι το απότέλεσμα από την μετάλλαξή του ;

9. Προσπαθήστε να εξηγήσετε με κατάλληλες διασταυρώσεις την αυξημένη συχνότητα
φορέων του γονιδίου της δρεπανοκυτταρικής ή της β-θαλασσαιμίας σε περιοχές που
η ελονοσία είχε πάρει διαστάσεις επιδημίας .

19

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Μεταβολικές διαταραχές

Η δημιουργία μεταλλάξεων σε γονίδια που κωδικοποιούν ένζυμα προκαλεί διάφορες
κληρονομικές ασθένειες όπως η φαινυλκετονουρία και ο αλφισμός, οι οποίες
κληρονομούνται με αυτοσωμικό υπολειπόμενο τύπο κληρονομικότητας.

Φαινυλοκετυλοουρία ( PKU )

Η φαινυλκετονουρία (PKU = Phenyl Keton Urea) είναι μία ασθένεια η οποία προκαλείται
από την έλλειψη του ενζύμου που στα φυσιολογικά άτομα μετατρέπει το αμινοξύ φαινυλαλα
νίνη σε τυροσίνη , με αποτέλεσμα τη συσσώρευση φαινυλαλανίνης.
Στα άτομα που είναι ομόζυγα για το υπολειπόμενο μεταλλαγμένο γονίδιο παρεμποδίζεται η
φυσιολογική ανάπτυξη και λειτουργία των κυττάρων του εγκέφαλου, με συνέπεια τη
διανοητική καθυστέρηση.
Εάν η ασθένεια ανιχνευθεί νωρίς, κατά τη νεογνική ηλικία, τότε η εμφάνιση των συμπτω-
μάτων που σχετίζονται με αυτήν μπορεί να αποφευχθεί με τη χρησιμοποίηση, εφ’ όρου
ζωής, κατάλληλου διαιτολογίου με περιορισμένη ποσότητα φαινυλαλανίνης.

Αλφισμός
Ο αλφισμός οφείλεται στην έλλειψη ενός ενζύμου, το οποίο είναι απαραίτητο για το
σχηματισμό της χρωστικής μελανίνης.
Στα άτομα που πάσχουν από αλφισμό υπάρχει έλλειψη της χρωστικής στο δέρμα, στα
μαλλιά και στην ίριδα του οφθαλμού.
Ο αλφισμός εμφανίζει ετερογένεια, δηλαδή άλλα άτομα εμφανίζουν παντελή έλλειψη
ενεργότητας του ενζύμου, ενώ άλλα εμφανίζουν μειωμένη ενεργότητα.

20

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Χρωμοσωμικές μεταλλάξεις ( ανωμαλίες )

( Αριθμητικές ή Δομικές )
Οι μεγάλες σε έκταση αλλαγές στο γενετικό υλικό αποτελούν τις χρωμοσωμικές ανωμαλίες .
Οι αλλαγές αυτές έχουν συνήθως ως αποτέλεσμα την τροποποίηση του φαινότυπου του
ατόμου ( επιβλαβείς ) .
Η διάγνωση των χρωμοσωμικών ανωμαλιών έγινε δυνατή με τη κατασκευή του καρυότυπου .
Καρυότυπος : Η απεικόνιση σε ζεύγη και σειρά ελαττούμενου μεγέθους των χρωμοσωμάτων .

1. Αριθμητικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες
( Τρισωμίες 47 χρ. ή Μονοσωμίες 45 χρ.)

Τα αίτια για τη γέννηση ατόμων με λάθος αριθμό χρωμοσωμάτων στα σωματικά τους
κύτταρα ( 47 τρισωμία ή 45 μονοσωμία ) είναι λάθη κατά τη μείωση , με αποτέλεσμα
γαμέτες με μη φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων ( 24 ή 22 )
Η γονιμοποίηση των μη φυσιολογικών γαμετών, που προκύπτουν, με φυσιολογικό γαμέτη
έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ζυγωτού με «λανθασμένη» ποσότητα γενετικού υλικού,
το οποίο δεν αναπτύσσεται φυσιολογικά .
Ο αριθμός δίπλα σε κάθε τρισωμία ή μονοσωμία μας δίνει τη πληροφορία σε ποιό ζεύγος
υπάρχει λάθος αριθμός χρωμοσωμάτων !!! π.χ τρισωμία 21 . Διαθέτει 3 21 χρωμοσώματα
Δηλαδή συνολικά 47 χρ. = 4 5χρ. αυτοσωμικά + 2 χρ. φυλετικά .

Φυσιολογική Μείωση

Τα ινίδια χρωματίνης αντιγράφονται και τα 2 αντίγραφα
παραμένουν ενωμένα στο κεντρομερίδιο .

Ο όρος αδελφές χρωματίδες χρησιμοποιείται για να περιγρά-
ψει τα διπλασιασμένα χρωμοσώματα κατά το χρονικό διάστη-
μα που είναι συνδεδεμένα στο κεντρομερίδιο.

Κατά τη Μείωση Ι διαχωρίζονται τα ομόλογα χρωμοσώματα

Κατά τη Μείωση ΙΙ διαχωρίζονται οι αδελφές χρωματίδες

21

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

• Εάν δεν διαχωριστεί ένα ζεύγος ομολόγων χρωμοσωμάτων κατά τη μείωση Ι
το άτομο κατασκευάζει γαμέτες με 24 ή με 22 χρωμοσώματα .

• Εάν δεν διαχωριστούν οι αδελφές χρωματίδες ενός χρωμοσώματος κατά τη μείωση ΙΙ
το άτομο κατασκευάζει γαμέτες με 24 ή 22 ή 23 χρωμοσώματα

22

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Σύνδρομο Down ( Τρισωμία 21 ) 47 χρωμοσώματα = 45 αυτοσωμικά + 2 φυλετικά
Συνολικά στα κύτταρά του διαθέτει 23 χρωμοσώματα = 22 αυτοσωμικά + 1 φυλετικό
Φυσιολογικός γαμέτης 24 χρωμοσώματα = 23 αυτοσωμικά + 1 φυλετικό
Μη φυσιολογικός γαμέτης

Ο μη φυσιολογικός γαμέτης μπορεί να κατασκευάστηκε :
• Με λάθος στη μείωση Ι όπου δεν διαχωρίστηκαν τα ομόλογα χρωμοσώματα του 21ου

ζεύγους .
• Με λάθος στη μείωση ΙΙ όπου δεν διαχωρίστηκαν οι αδελφές χρωματίδες του 21ου

χρωμοσώματος .

Το σύνδρομο Down (Τρισωμία 21) είναι η πιο κοινή αριθμητική χρωμοσωμική ανωμαλία.
Τα άτομα με σύνδρομο Down , αρσενικά ή θηλυκά , εμφανίζουν καθυστέρηση στην
ανάπτυξη, χαρακτηριστικές δυσμορφίες στο πρόσωπο και διανοητική καθυστέρηση.
Στον καρυότυπο των ατόμων που πάσχουν, σε όλες σχεδόν τις περιπτώσεις, εμφανίζεται
ένα επιπλέον χρωμόσωμα 21 .

23

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Σύνδρομο Klinefelter ( Τρισωμία 23 , ΧΧΥ )

Συνολικά στα κύτταρά του διαθέτει : 47 χρωμοσώματα = 44 αυτοσωμικά+3 φυλετικά XXY

Φυσιολογικός γαμέτης 23 χρωμοσώματα = 22 αυτοσωμικά+1 φυλετικό Υ ή Χ

Μη φυσιολογικός γαμέτης 24 χρωμοσώματα = 22 αυτοσωμικά+2 φυλετικά ΧΧ ή ΧΥ

Ο μη φυσιολογικός γαμέτης της μαμάς μπορεί να κατασκευάστηκε :
• Με λάθος στη μείωση Ι όπου δεν διαχωρίστηκαν τα ομόλογα χρωμοσώματα του 23ου

ζεύγους ( ΧΧ) .
• Με λάθος στη μείωση ΙΙ όπου δεν διαχωρίστηκαν οι αδελφές χρωματίδες του 23ου

χρωμοσώματος ( Χ ) .

Ο μη φυσιολογικός γαμέτης του μπαμπά κατασκευάστηκε :
• Με λάθος στη μείωση Ι όπου δεν διαχωρίστηκαν τα φυλετικά χρωμοσώματα του 23ου

ζεύγους ( ΧΥ) .

Τα άτομα με σύνδρομο Klinefelter έχουν εξωτερικά χαρακτηριστικά αρσενικού ατόμου
είναι όμως στείρα.
Τα χαρακτηριστικά του συνδρόμου εμφανίζονται μετά την εφηβεία.

24

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Σύνδρομο Turner ( Μονοσωμία 23 , ΧΟ )

Συνολικά στα κύτταρά του διαθέτει 45 χρωμοσώματα = 44 αυτοσωμικά + 1 φυλετικό Χ

Φυσιολογικός γαμέτης 23 χρωμοσώματα = 22 αυτοσωμικά + 1 φυλετικό Χ

Μη φυσιολογικός γαμέτης 22 χρωμοσώματα = 22 αυτοσωμικά + 0 φυλετικό

Ο μη φυσιολογικός γαμέτης μπορεί να κατασκευάστηκε :
• Με λάθος στη μείωση Ι όπου δεν διαχωρίστηκαν τα ομόλογα χρωμοσώματα του 23ου

ζεύγους στη μαμά ή τα φυλετικά χρωμοσώματα στο μπαμπά .
• Με λάθος στη μείωση ΙΙ όπου δεν διαχωρίστηκαν οι αδελφές χρωματίδες του 23ου

χρωμοσώματος Χ ή Υ .

Τα άτομα με σύνδρομο Turner δεν εμφανίζουν δευτερογενή χαρακτηριστικά του φύλου,
παρ’ όλο που έχουν φαινότυπο θηλυκού ατόμου, και είναι στείρα.
Αυτή είναι η μοναδική μονοσωμία που έχει βρεθεί στον άνθρωπο !!
Η μονοσωμία είναι συνήθως θανατηφόρος για τον οργανισμό, διότι τα χρωμοσώματα
με τα γονίδια που περιέχουν, με εξαίρεση τα φυλετικά, πρέπει να υπάρχουν σε δύο
«δόσεις», για να εξασφαλιστεί η σωστή ανάπτυξη του ζυγωτού.

25

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Μεθοδολογία ασκήσεων στις αριθμητικές χρωμοσωμικές μεταλλάξεις

Βήμα 1ο : Βρίσκουμε το συνολικό αριθμό των χρωμοσωμάτων στα σωματικά κύτταρα του
ατόμου με τη χρωμοσωμική ανωμαλία .

Βήμα 2ο :Βρίσκουμε τον αριθμό των χρωμοσωμάτων στον φυσιολογικό γαμέτη και στον
μη φυσιολογικό γαμέτη που ενώθηκαν με αποτέλεσμα τη δημιουργία ζυγωτού με
«λανθασμένη» ποσότητα γενετικού υλικού .

Βήμα 3ο : Βρίσκουμε το λάθος στη μείωση που είχε σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία του
μη φυσιολογικού γαμέτη .
Μη διαχωρισμός ενός ζεύγους ομολόγων χρωμοσωμάτων στη μείωση Ι ;

ή Μη διαχωρισμός των αδελφών χρωματίδων ενός χρωμοσώματος στη μείωση ΙΙ ;

Ας εφαρμόσουμε τα παραπάνω βήματα για στις ασκήσεις που ακολουθούν !!
σχολικού βιβλίου

Βήμα 1ο : Το παιδί εμφανίζει τρισωμία 23 ( ΧΥΥ) .
Σε όλα τα σωματικά του θα υπάρχουν 47 χρωμοσώματα , 44 αυτοσωμικά και 3 φυλετικά ΧΥΥ
Το επιπλέον χρωμόσωμα είναι το φυλετικό Υ .

Βήμα 2ο :

Φυσιολογικός γαμέτης 23 χρωμοσώματα = 22 αυτοσωμικά + 1 φυλετικό Χ

Μη φυσιολογικός γαμέτης 24 χρωμοσώματα = 22 αυτοσωμικά + 2 φυλετικά ΥΥ

Όταν ενώθηκαν το αποτέλεσμα ήταν η δημιουργία ζυγωτού με «λανθασμένη» ποσότητα

γενετικού υλικού .

Βήμα 3ο : Ο μη φυσιολογικός γαμέτης ήταν του μπαμπά και κατασκευάστηκε από λάθος
στη μείωση ΙΙ όπου δεν διαχωρίστηκαν οι αδελφές χρωματίδες του Υ χρωμοσώματος.
Δεν μπορεί να έχει προέλθει από λάθος στη μείωση Ι , μη διαχωρισμό των φυλετικών
χρωμοσωμάτων του 23 ζεύγους , διότι τότε ο μη φυσιολογικός γαμέτης θα είχε 24
χρωμοσώματα , 22 αυτοσωμικά και 2 φυλετικά ΧΥ .

26

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Ασκήσεις στις αριθμητικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες

1. Ένας οργανισμός έχει 2n = 8 χρωμοσώματα .( αριθμός χρωμοσωμάτων στα διπλοειδή κύτταρα )
Ποιός θα είναι ο αριθμός των χρωμοσωμάτων στους γαμέτες εαν δεν γίνει ο διαχωρισμός
ενός ζεύγους ομολόγων χρωμοσωμάτων ;
Σχεδιάστε τη μείωση .

2. Η γάτα έχει 2n=38 χρωμοσώματα .
Πόσα χρωμοσώματα έχει μία γάτα
• με τρισωμία
• με μονοσωμία
• μια γάτα με πέταλα ;

3. Γιατί η μονοσωμία είναι συνήθως θανατηφόρος για τον οργανισμό ;

4. Ποιοί γαμέτες πρέπει να ενωθούν για να γεννηθεί παιδί με :
• σύνδρομο Down
• σύνδρομο Klinefelter
• σύνδρομο Turner

5. Μητέρα που πάσχει από μερική αχρωματοψία στο κόκκινο και στο πράσινο αποκτά με
τον ίδιο σύζυγο τα παρακάτω παιδιά
• παιδί με σύνδρομο Klinefelter και φυσιολογική όραση
• αγόρι με φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων και μερικά αχρωματοψία
• παιδί με σύνδρομο Turner και μερική αχρωματοψία
• κορίτσι με φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων και φυσιολογική όραση
Ανακαλύψτε τους γαμέτες που ενώθηκαν για το κάθε παιδί .

27

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Χρωμοσωμικές μεταλλάξεις ( ανωμαλίες )

( Αριθμητικές ή Δομικές )
Οι μεγάλες σε έκταση αλλαγές στο γενετικό υλικό αποτελούν τις χρωμοσωμικές ανωμαλίες .
Οι αλλαγές αυτές έχουν συνήθως ως αποτέλεσμα την τροποποίηση του φαινότυπου του
ατόμου ( επιβλαβείς ) .
Η διάγνωση των χρωμοσωμικών ανωμαλιών έγινε δυνατή με τη κατασκευή του καρυότυπου .
Για τη διαπίστωση των δομικών χρωμοσωμικών ανωμαλιών είναι απαραίτητη η χρώση των
χρωμοσωμάτων με τεχνικές που δημιουργούν ζώνες στο χρωμόσωμα, όπως ζώνες Giemsa.
Καρυότυπος : Η απεικόνιση σε ζεύγη και σειρά ελαττούμενου μεγέθους των χρωμοσωμάτων .

2. Δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες
( Έλλειψη , Διπλασιασμός ,Αναστροφή , Μετατόπιση τμήματος χρωμοσώματος)

Οι δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες είναι αλλαγές στη δομή ενός ή περισσότερων
χρωμοσωμάτων.
Οι δομικές αλλαγές στο χρωμόσωμα μπορεί να αφορούν μερικά γονίδια ή ένα μεγάλο τμήμα
του χρωμοσώματος .
Οι δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες έχουν ως αποτέλεσμα την αλλαγή στην ποσότητα ή
στη διάταξη της γενετικής πληροφορίας στα χρωμοσώματα .

Η δημιουργία δομικών χρωμοσωμικών ανωμαλιών είναι αποτέλεσμα διάφορων μηχανισμών
κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου.

Για παράδειγμα, η θραύση τμήματος από ένα ή περισσότερα χρωμοσώματα και , στη
συνέχεια, η λανθασμένη επανένωσή του μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα έλλειψη,
μετατόπιση ή κάποια άλλη αναδιάταξη των γονιδίων στο χρωμόσωμα.
Οι δομικές χρωμοσωμικές ανωμαλίες είναι αποτέλεσμα της δράσης μεταλλαξογόνων
παραγόντων όπως οι ακτινοβολίες και οι διάφορες χημικές ουσίες.

28

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Έλλειψη τμήματος χρωμοσώματος.

Η έλλειψη είναι η απώλεια γενετικού υλικού.
Το σύνδρομο φωνή της γάτας (cri-du-chat) οφείλεται στην
έλλειψη ενός τμήματος από το χρωμόσωμα 5.
Το σύνδρομο ονομάζεται έτσι, γιατί το κλάμα των νεογέννητων
που πάσχουν μοιάζει με το κλάμα της γάτας (cri-du-chat).
Τα άτομα που πάσχουν από το συγκεκριμένο σύνδρομο
εμφανίζουν διανοητική καθυστέρηση.

Διπλασιασμός τμήματος χρωμοσώματος.

Ο διπλασιασμός είναι η επανάληψη ενος χρωμοσωμικού
τμήματος στο χρωμόσωμα.
Εχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή στην ποσότητα της γενετικής
πληροφορίας στα χρωμοσώματα .

29

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Αναστροφή τμήματος χρωμοσώματος.

Η αναστροφή δημιουργείται από θραύσεις σε δύο διαφορετικά
σημεία ενός χρωμοσώματος και επανένωση του τμήματος ύστερα
από αναστροφή.
Η αναστροφή έχει ως συνέπεια την αλλαγή της διάταξης των
γονιδίων στο χρωμόσωμα.

Μετατόπιση τμήματος χρωμοσώματος.

Η μετατόπιση είναι αποτέλεσμα θραύσης ενός τμήματος του χρωμοσώματος και στη
συνέχεια ένωσής του σε ένα άλλο μη ομόλογο χρωμόσωμα.

30

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Αμοιβαία μετατόπιση .

Στις αμοιβαίες μετατοπίσεις έχουμε «ανταλλαγή» χρωμοσωμικών τμημάτων ανάμεσα
σε μη ομόλογα χρωμοσώματα.
Στις αμοιβαίες μετατοπίσεις δε χάνεται γενετικό υλικό και τα άτομα που τις φέρουν
εμφανίζουν συνήθως φυσιολογικό φαινότυπο.
Ταυτόχρονα όμως εμφανίζουν κίνδυνο απόκτησης απογόνων με χρωμοσωμικές ανωμαλίες,
επειδή κατά το ζευγάρωμα των χρωμοσωμάτων στη μειωτική διαίρεση προκύπτουν και μη-
φυσιολογικοί γαμέτες.

31

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Προγεννητικός έλεγχος

Στις περιπτώσεις που υπάρχει αυξημένη πιθανότητα το έμβρυο να εμφανίσει κάποια
γενετική ανωμαλία, τότε συνίσταται η διενέργεια προγεννητικού ελέγχου.
Υπάρχουν ομάδες ατόμων οι οποίες είναι απαραίτητο να απευθυνθούν σε ειδικούς πριν
προχωρήσουν στην απόκτηση απογόνων.

Σ’ αυτές περιλαμβάνονται:
• Ατομα-φορείς γενετικών ασθενειών.
• Ατομα με οικογενειακό ιστορικό γενετικών

ασθενειών.
• Γυναίκες ηλικίας 35 ετών και άνω.
• Γυναίκες με πολλαπλές αποβολές.

Ανιοπαρακέντηση Λήψη χοριακών λαχνών
9η – 12η βδομάδα κύησης
12η -16η βδομάδα κύησης

Με αμνιοπαρακέντηση μπορεί να ελεγχθεί Η λήψη χοριακών λαχνών δίνει

η ύπαρξη περισσότερων τη δυνατότητα πιο έγκαιρης

από 100 γενετικών ανωμαλιών διάγνωσης

Η αμνιοπαρακέντηση, σε σχέση με τη λήψη χοριακών λαχνών, μας δίνει τη δυνατότητα

παρασκευής χρωμοσωμάτων καλύτερης ποιότητας.

Τα κύτταρα από τις χοριακές λάχνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για τον έλεγχο

των χρωμοσωμάτων (καρυότυπος) όσο και για βιοχημικές αναλύσεις και ανάλυση DNA

όπως στη δρεπανοκυπαρική αναιμία.

32

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Πως διαχειριζόμαστε τα εμβρυικά κύτταρα ;
Εξαρτάται από το τι θέλουμε να διαγνώσουμε .
Εαν θέλουμε να διαγνώσουμε χρωμοσωμικές ανωμαλίες χρειάζεται να αναλύσουμε τον
καρυότυπο οπότε , τα καλλιεργούμε , τα φτάνουμε στη μετάφαση της μίτωσης και στη
συνέχεια απομονώνουμε , χρωματίζουμε , ταξινομούμε , παρατηρούμε τα χρωμοσώματα .
Εαν θέλουμε να διαγνώσουμε γενετικές ασθένειες χρειάζεται να αναλύσουμε το DNA .
Απομονώνουμε το DNA από τα εμβρυικά κύτταρα που έχουμε συλλέξει , με PCR
αντιγράφουμε επιλεκτικά το τμήμα DNA που μας ενδιαφέρει και στη συνέχεια
χρησιμοποιώντας ιχηθετημένα μόρια ανιχνευτές DNA ή RNA ανακαλύπτουμε εαν το
έμβρυο έχει κληρονομήσει παθολογικά γονίδια .

Παρατήρηση για τη διάγνωση των γονιδίων της δρεπανοκυτταρικής αναιμίας
Στην εμβρυική περίοδο
• μόνο με ανάλυση DNA .
Μετά τη γέννηση
• Με ηλεκτροφόρηση αιμοσφαιρινών ( Παρουσία HbS )
• Παρατήρηση της μορφολογίας των ερυθρών κυττάρων σε συνθήκες έλλειψης οξυγόνου

( Εαν κατασκευάζουν HbS αποκτούn τo χαρακτηριστικό δρεπανοειδές σχήμα )
• Ανάλυση DNA

33

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Καρκίνος

Υπάρχουν δύο τύποι γονιδίων που σχετίζονται με την καρκινογένεση.
Τα ογκογονίδια και τα ογκοκατασταλτικά γονίδια.

Σχετικές έρευνες οδηγούν στο συμπέρασμα ότι ο καρκίνος σε γενετικό επίπεδο είναι το
αποτέλεσμα:
• Μετατροπής πρωτο-ογκογονιδίων σε ογκογονίδια
Η μετατροπή ενός πρωτο-ογκογονιδίου σε ογκογονίδιο μπορεί να είναι το αποτέλεσμα μιας
γονιδιακής μετάλλαξης ή μιας χρωμοσωμικής ανωμαλίας, συνηθέστερα μετατόπισης.
• Απουσίας λειτουργικότητας ογκοκατασταλτικών γονιδίων
Η αναστολή της δράσης τους που είναι συνήθως αποτέλεσμα μετάλλαξης, κυρίως έλλειψης
γονιδίου, αφαιρεί από το κύτταρο τη δυνατότητα ελέγχου του πολλαπλασιασμού και οδηγεί
σε καρκινογένεση.
Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ο καρκίνος του αμφιβληστροειδούς (ρετινοβλάστωμα)
που είναι αποτέλεσμα έλλειψης ενός ογκοκατασταλτικού γονιδίου.

και
• Αδρανοποίησης των μηχανισμών επιδιόρθωσης του DNA.
Βλάβες στους μηχανισμούς επιδιόρθωσης του DNA έχουν ως αποτέλεσμα την αυξημένη
συχνότητα εμφάνισης καρκίνου.
Τα άτομα, για παράδειγμα, που πάσχουν από μελαγχρωματική ξηροδερμία εμφανίζουν
πολλαπλάσια συχνότητα καρκίνων του δέρματος, κυρίως στις περιοχές που εκτίθενται
στην ακτινοβολία του ήλιου, σε σχέση με τα φυσιολογικά άτομα.
Είναι γνωστό ότι η ασθένεια δημιουργείται από ανικανότητα επιδιόρθωσης βλαβών που
προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία λόγω μετάλλαξης των γονιδίων που
κωδικοποιούν τα επιδιορθωτικά ένζυμα.

Ενώ ο καρκίνος σχετίζεται με αλλαγές στο γενετικό υλικό εντούτοις δεν κληρονομείται
ως απλός Μενδελικός χαρακτήρας, αλλά είναι αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης γενετικών και
περιβαλλοντικών παραγόντων.

Στη δημιουργία κάθε είδους καρκίνου συμμετέχουν συνήθως τόσο τα ογκογονίδια όσο και
τα ογκοκατασταλτικά γονίδια.
Για παράδειγμα, στον καρκίνο του παχέος εντέρου βρέθηκε ότι συμμετέχουν αρκετά
γονίδια και των δύο τύπων, τα οποία έχουν υποστεί μεταλλάξεις.

34

Βιολογία κατεύθυνσης κεφ.6

Κυτταρικές διαιρέσεις

35