4. Genotipo plastiškumas
• “Akių dėmių” polimorfizmas ant ventralinės sparnų pusės.
Precis coenia A) vasarą, esant ilgai dienai; B) rudenį, trumpos
dienos sąlygom; Bicyclus anynana C) drėgno šilto sezono metu;
D) sauso ir vėsaus sezono metu.
5. Genotipo plastiškumas
• B. anynana reakcija į temperatūros pokyčius.
• A - dėmių dydis priklausomai nuo temperatūros; B - hormono
ekdisteroido dinamika esant 20 ir 27°C.
6. Citoplazmos vaidmuo morfogenezėje
• Zigotoje yra trys informacinės sistemos:
• 1) branduolio DNR;
• 3) citoskeletas;
• 2) citoplazmoje išsidėstę informacinės
makromolekulės;
7. Citoskeletas Trys filamentų tipai:
A. Tarpiniai filamentai
B. Mikrovamzdeliai
C. Mikrofilamentai
Mikrovamzdelių ir tarpinių filamentų išsidėstymas ląstelėje labai panašus
8. Motoriniai baltymai
1. Jie gali jungtis prie tam tikrų citoskeleto
elementų
2. Jie gali judėti filamentais arba
mikrovamzdeliais
3. Jie gali hidrolizuoti ATP
9. Motorinių baltymų tipai
• Su aktinu susiję miozinai.
Tradicinis (miozinas II) ir netradiciniai
miozinai; Miozinų šeima: miozinas I - XVIII;
• Su mikrovamzdeliais susiję motorai.
a) dineinas; Žiuželių ir citoplazmos dineinai.
Juda link MV minus galo.
b) kinezinai; citoskeleto kinezinai. Juda link
MV plius galo;
• Su nukleorūgštimis susiję.
DNR ir RNR polimerazės. Juda išilgai DNR.
21. • Genomo imprintingas – tai atmintis, žymė,
iš ko palikuonis yra paveldėjęs
chromosomą: iš tėvo ar motinos.
22. Motinos ir tėvo genomų ‘atžymos’ padaromos
gametogenezės metu.
• ICR - ‘imprinting control regions’. Jų ilgis - keletas kb. DNR
metilinimo skirtumai. ICR - svarbiausi imprintingo požymiai.
23. IRC metilinimas Igf2-H19 lokuse ir jo palaikymas
• “Smeigtukais” pažymėtos DNR metilinimo vietos.
24. Imprintingas ir ontogenezė
• KAGUYA gimė iš dviejų kiaušialąsčių. Jos gimimas dar kartą įrodė,
kad žinduolių reprodukcijai būtinas ir vyriškas genomas.
25. Imprintingas ir žmogaus ligos
15 chromosomos fragmento delecija sukelia dvi skirtingas ligas
Per tėvo liniją Per motinos liniją
- Prader-Willi sindromas - Angelman’o sindromas
26.
27. Genomo stabilumo ontogenezėje problema
• August Weismann (1843-1914) “kas lemia
skirtumus tarp lastelių raidos metu”
• 1883 V. Roux - branduoliai susidarantys po
zigotos skilimo nėra lygiaverčiai, taigi dukterinės
ląstelės nėra totipotentiškos;
• Įvairūs šiuolaikiniai metodai rodo, kad didžioji
dalis organizmo ląstelių turi tą patį genotipą;
Tačiau yra ir išimčių;
28. Somatinių ląstelių genomo ypatybės:
• Somatinės ląstelės sudaro populiaciją nuo totipotencinių iki
negrįžtamai praradusių genetinę medžiagą ląstelių;
• totipotentiška ląstelė turi visą genetinę informaciją, reikalingą
organizmui išsivystyti; ji lygiavertė generatyvinei ląstelei.
• Ląstelės iš įvairių audinių ar organų nevienodai praradusios genetinę
potenciją. Pavyzdžiui, augalų meristemų ląstelės yra totipotentiškos, o
dalis diferenciuotų ląstelių ją gali būti praradusios. Tai pirmasis įrodė H.
Vinkleris (Winkler) 1919 m.
29. Endopoliploidija kukurūzo
šaknies šalmelio ląstelių
branduoliuose
Ląstelių skaičius
2C
4C
8C
16C
2C 4C 8C 16C
Endopoliploidijos lygis
Endoreduplikacija gali siekti x200
kukurūzų endosperme: apima visą
genomą.
30. SOMATINIŲ LĄSTELIŲ
REGENERACIJA
Vieno individo palikuonys, gaunami dauginat nelytinu būdu ar iš somatinių
ląstelių, sudaro kloną. Jį sudaro ir somatinės ląstelės, kilusios iš vienos
motininės.
Somatinių ląstelių regeneracija nevienodai sėkminga įvairiuose
organizmuose:
• normaliai regeneruoja – regenerantų savybės visiškai sutampa su donoro savybėmis;
• regeneracija visiškai nevyksta;
• išauga pakitę regenerantai, pasireiškia – somakloninis kintamumas.
31. AUGALŲ SOMATINIŲ LĄSTELIŲ
TOTIPOTENTIŠKUMO ĮRODYMAS
Morkos šaknis
Šaknies skersinis
pjūvis
Sodinuko kultūra ant agaro.
Vėliau perkeliama į dirvą
2 mg fragmentai
Laisvos ląstelės
suspensijoje
imant joms dalintis
Kultūros fragmentai
maistinėje terpėje “Embrioidas”
(somatinė embrioninė ląstelė) Regenerantas –
auganti iš laisvų ląstelių kultūros subrendusi morka
Paveikslas. Morkos klonavimas. Somatinės ląstelės gali būti atskirtos ir užaugintos terpėje.
Taigi bent kai kurios diferenciuotos somatinės ląstelės yra totipotencinės.
32. AUGALŲ SOMATINIŲ LĄSTELIŲ KLONAVIMAS
Somatinių ląstelių totipotenciškumas panaudojimas dauginant vertingus augalų
genotipus, pavyzdžiui, pliusinius medžius, vertingus vaismedžius ir dekoratyvinius
augalus.
Toks augalo dauginimo būdas – klonavimas. Tai dauginimas vegetatyviškai, pavyzdžiui
gyvašakėmis ar įskiepiais, o taip pat laboratorinėmis sąlygomis audinių fragmentais, panaudojant
somatinę embriogenezę ar audinių kultūras.
Visi klonuoti individai teoriškai bus to paties
genotipo, kaip ir motininis individas ar ląstelė.
Klonuojant išsaugomas vertingas
heterozigotinis ar homozigotinis genų
derinys, kuris būtų prarastas dauginant lytiniu
būdu.
Tačiau, klonuojant neišvengiama
somatinių ląstelių genotipų įvairovės.
Todėl būtina nustatyti klonų genetinę 2 pav. Vienų metų vaismedžių klonai
tapatybę.
33. FENOTIPINIS SOMAKLONINIO KINTAMUMO
PASIREIŠKIMAS PAPRASTOJOJE EGLĖJE
• a) skilčialapių
raidos
sutrikimai;
• b) dalinis
albinizmas;
• d) 4-ių metų
kloninės
kilmės
diploidas (2n=
24) ir
nykštukas
trisomikas-
chimera
(2n+1=25);
• f) spyglių
morfologijos
skirtumai tarp
diploido ir
trisomiko;
• g) 5-ių metų
diploidas ir
trisomikas
(kairėje);
39. PIRMO ŽINDUOLIO KLONAVIMAS
Kiaušialąstė
paimta iš
avelės B
Kūno ląstelė Avelė Doli
paimta iš
su motina
avelės A
Ląstelės branduolys Branduolio
G0 stadijoje pašalinimas
Ląstelės suliejamos
elektros impulsų poveikyje
Prof. Ian Wilmut’as
klonavęs avelę Doli
Avis, kuri savo
gimdoje išnešiojo
kloną
Doli su savo pirmu
Ėriukas iš klonuotos atsivestu ėriuku
avelės A
1998 m.
1 pav. Klonavimo metodo schema, gaunant kloną iš somatinės ląstelės –
avelę Dolį. Doli gimė – 1996.07.05. Nugaišo 2003.02.14 d. nuo plaučių uždegimą sukėlusio viruso
40. Genomo pokyčių somatinėse ląstelėse
pobūdis
• Chromatino ir genų veiklos pokyčiai,
pastovūs toje ląstelėje, kurioje jie įvyko, bet
nepaveldimi dukterinių ląstelių;
• Epigenetiniai pokyčiai, paveldimi, bet
nekeičia DNR nukleotidų sekų;
• Genomo pertvarka, kai somatinių ląstelių
pokyčius sąlygoja grįžtamieji ar
negrįžtamieji DNR nukleotidų sekų
pokyčiai;
41. Genomo pertvarka organizmo raidos
metu
• Amplifikacija;
• Diminucija;
• DNR sekų rekombinacija;
• Pastovi inaktyvacija.
48. Chromatino diminucija mitozės metu Ascaris
embrione
DNR nudažyta DAPI šviesiai mėlynai. Dalis chromatino lieka
ekvatoriuje, kitos dvi – keliauja mitozės polių link.
53. Pelės imunoglobulinų sunkiosios grandinės lokusas.
VDJ segmentai koduoja variabiliąją molekulės dalį
• Visa informacija apie pelės imunoglobulinų sunkiąją grandinę yra
viename lokuse. Lengvąją grandinę pelėje koduoja du lokusai.
54. V(D)J rekombinacija
• V(D)J rekombinacija būtina limfoidinių ląstelių subrendimui. Jos metu dalis
genetinės medžiagos prarandama. Rekombinaciją vykdo RAG1 ir RAG2
baltymai. Vieta - RSS (rekombinacijos signalinės sekos).
57. Genai, kurių raiška priklauso nuo Hin sukeliamos
inversijos, koduoja dvi alternatyvias flagelino
formas. Tai baltymas įeinantis į žiuželių sudėtį.
Žiuželiai yra bakterijos paviršiuje ir juos
pirmiausiai atakuoja šeimininko imuninė
sistema.
Panaudodamos Hin rekombinazės sukeltą
perjungimą iš vienos flagelino formos į kitą, kai
kurios bakterijos neatpažįstamos šeimininko
imuninės sistemos
Paveikslas. Salmonella
(turinti žiuželius) užkrečia
kultivuojamas žmogaus
kraujo ląsteles
61. Kaip vienoda genų, sukibusių su X chromosoma dozė
užtikrinama skirtingų lyčių individuose?
X inaktyvacija
- Viena iš X chromosomų inaktyvojama patelių
somatinėse ląstelėse;
- Inaktyvacija yra atsitiktinė;
Vienos ląstelės išjungia iš tėvo gautą X
Kitos – iš motinos gautą X
Inaktyvuota X chromosoma patelių ląstelėse matoma
kaip Barr’o kūnelis - Murray Barr (1949)
62.
63. 1961 Mary Lyon
- Tyrė pelių kailio spalvos paveldėjimą;
- žinojo, kad spalvos genas sukibęs su X chromosoma;
- kryžmino grynas pagal tam tikrą spalvą pelių
linijas;
- gautos heterozigotinės pelės skyrėsi kailio spalva
nuo tėvų;
- patinėlių ir patelių kailio spalva buvo skirtinga;
- patelių - kailis buvo dėmėtas. Dėmių spalva, kaip tėvinių
linijų;
- patinėliai - niekada nebuvo dėmėti;
64. Random X Chromosome
Inactivation Involves an
Epigenetic Change in the
Inactive X
In 1961, Mary Lyon and Liane Russel
proposed the hypothesis of random
female X chromosome inactivation.
65. Study of Allozyme Alleles of the X-linked Glucose-6-
LyonDehydrogenase Gene Provided atlikus su X chromosoma
hipotezės įrodymas gautas Molecular Evidence for the
susijusio Gliukozės-6-fosfatdehidrogenazės geno alozimų
Lyon Hypothesis
tyrimus
66. Test of the Lyon
Hypothesis
Lyon hipotezės
įrodymai
67. Lyon padarė išvadą :
Pelės patinėliai - hemizigotiniai
- jų kailio spalva vienoda, nes turi tik vieną spalvos
alelį savo genome;
Pelių patelės - abu aleliai aktyvūs, tačiau ne toje pačioje
ląstelėje
Lyon hipotezė : patelių ląstelėse inaktyvuojama viena iš jų X-
chromosomų embrioninio vystymosi metu, ir Barr’o
kūnelis yra ta neaktyvi chromosoma;
Dabar žinoma Barr’o kūnelis yra neaktyvi kondensuota X
chromosoma.
68.
69. Epigenetic Inheritance
Barr’o kūnelis atrastas tiriant kačių ląsteles
Epigenetic inheritance is based largely on covalent modifications of
nitrogenous bases and histone proteins.
A Barr Trispalvių kačių kailio spalva susijusi su atsitiktine
body is the
visible manifestation inaktyvacija yra epigenetinis reiškinys
X chromosomos
of the epigenetic
inactivation of the X-
chromosome.
70. X-inaktyvacija heterozigotinėje patelėje sukelia
kailio dėmėtumą, nes reiškiasi skirtingi geno aleliai
genotipas yra Xruda/Xjuoda
Rudi lopai: juodas alelis neaktyvus Xrudas/Xjuodas
Juodi lopai: rudas alelis neaktyvus Xrudas/Xjuodas
71. Ektodermos displazija
Recesyvus požymis sukibęs su X chromosoma. Lopas, neturintis prakaito liaukų
yra ląstelių klonas, kurio pradinėje ląstelėje inaktyvavosi X chromosoma su norm. genu
72. Santrauka: Lyon hipotezė
- Tik viena X lieka aktyvi somatinėse ląstelėse
- Inaktyvuota gali būti tiek iš tėvo, tiek iš motinos gauta X
chromosoma
- Inaktyvacija įvyksta ankstyvoje embriogenezėje
- Inaktyvacijos pobūdis persiduoda visomoms somatinės
ląstelės palikuonėms
- Dėl inaktyvacijos tiek vyriškose, tiek moteiškose
somatinėse ląstelėse veikia vienodas X chromosomos genų
kiekis (!)
- Išimtis – moteriškose generatyvinėse ląstelėse prieš
mejozę abi X chromosomos aktyvuojamos
- Patelės yra mozaikos – jų somatinės ląstelės sudarytos iš
dviejų ląstelių tipų
77. XX embrioninių kamieninių ląstelių diferenciacija leidžia
stebėti, kaip palaipsniui X chromosomos inaktyvacija
Pilkai nuspalvinta zona parodo ontogenezės langą, kurio metu ląstelės
turi galimybę inaktyvuoti savo chromatiną XIST mRNR poveikyje
79. To a First Order Approximation, Only One X is Active in Females
Iš pirmo žvilgsnio tik viena X chromosoma aktyvi moterų ląstelėse
Fenotipas Lytinių chromosomų Barr’o
sudėtis kūnelių
skaičius
Normali moteris XX 1
Normalus vyras XY 0
Turner sindromas (moteris) X0 0
Trigubos X sindromas XXX 2
(moteris)
Klinefelter sindromas (vyras) XXY 1
Faktas, kad X0, XXX irXXY individai turi pakitusį fenotipą rodo, kad Lyon
hipotezė pernelyg supaprastintai atspindi situaciją.
Esmė tame, kad ne visi neaktyvios X chromosomos genai inaktyvuoti. Be to
yra svarbūs genai, kurie veikia tik neaktyvioje X chromosomoje
Editor's Notes
Pirmą kartą susilaukė 1 ėriuko 1998 04 13, paskui 3 ėriukų 1999 kovo 24 d. Kilo diskusija, kad silpnas imunitetas buvo, nes paimta sena somatinė ląstelė. Avis vidutiniškai gali išgyventi 15 – 20 metų. Paskelbtas apie sėkmingą klonavimą visuomenei po to, kai avelei Doli sukako 6 mėnesiai. Klonuota buvo iš tešmens ląstelės, Roslin Institute, Škotijoje (Tai buvo avis Dolly, klonuota iš tešmens ląstelės (dėl to vardas parinktas pagal JAV daininkę Dolly Parton). Tai buvo svarbus įvykis, įžiebęs visuotinį susidomėjimą klonavimu ir įrodęs, kad suaugusių žinduolių klonavimas įmanomas. Iki tol buvo nežinoma, ar suaugęs branduolys vis dar gali produkuoti naują gyvūną, ar netrukdys genetiniai pažeidimai ir genų deaktyvacija). Paskui tapo negera, kaip ir pasiutusi, kandžiodavosi, buvo nerami, pastoviai sirgdavo. Iš pačios Doli ląstelių 1999 m. buvo klonuotos 6 avis.
