Genomika tárgy vizsgakérdései 2008.
Általános genomika
-
Mi az a genom?
Egy diploid sejt teljes haploid DNS tartalma+mitokondriális DNS
-
Mivel foglalkozik a genomika?
A genom működésének, szerkezetének, kölcsönhatásainak vizsgálata és az ezekhez tartozó módszerek. A nukleotidok vizsgálatán túl ide tartozik a fehérjék vizsgálata is, bioinformatika, „system biology” stb. A genomika lehet pl.: strukturális genomika, komparatív genomika, funkcionális genomika, humán genomika, farmakogenomika, orvosi genomika, stb
-
Mivel foglalkozik az orvosi genomika?
Az orvosi genomika annak vizsgálata, hogy :
-a genom hogyan befolyásolja a különböző betegségekre való hajlamot
-milyen gének, genetikai variációk, gén-gén kölcsönhatások vesznek részt az adott fenotípus (pl. betegség) kialakításában
-hogyan befolyásolhatjuk a genom működését hogy megakadályozzuk a betegség kialakulását
-a genom-környezet kölcsönhatás hatása a betegség kialakulásában.
-
Melyik szervezet koordinálta a nemzetközi Humán Genom Projektet?
A US kormány projekt, a Department of Energy és a National Institutes of Health koordinálja.
-
Mondjon néhányat a Humán Genom Projekt fő céljai közül!
Azonosítani a kb. 100.000 gént a humán genomban
Nyilvános adatbázisokban tárolni az információkat, és szoftvereket fejleszteni az elemzéshez
Etikai, törvényi és társadalmi problémákat tisztázni
Élethez nélkülözhetetlen gének
-
Mi annak a cégnek a neve, amely 1998-ban kezdte meg a humán genom szekvenálását?
Celera, melyet Craig Venter alapított.
-
Mennyibe kerül jelenleg kb. egy ember genomjának megszekvenálása?
Jelenleg 5-10 millió $/ genom.
-
Kiket szekvenáltak meg?
-Celera: 21 kevert etnikumú donor (kor, nem önmeghatározott etnikum),130-130 ml vér, a férfiaktól 5 adag sperma 6 hét alatt. 2 férfit és 3 nőt választottam k: 1 afrikai, 1 spanyol-mexikói, 1 kínai, 2 kaukázusi. Szempontok: diverzitás, minőség.( De valószínűleg Craig Venter genomját határozták meg.)
-HGP 2 centrum gyűjtötte a donorokat hasonló elvek alapján
-
Mekkora kb. a humán genom mérete?
Ismert gének: 22. 205, ismeretlen: 1. 019, pszeudogének: 731, RNS gének 3. 976, bázis párok:3.253.037.807
-
Hány fehérjét kódoló gént tartalmaz körülbelül a humán genom?
4.425
-
Hány százaléka körülbelül a fehérjekódoló rész a teljes genomnak?
1.2%-a az eukromatikus régiónak.
-
Melyik a legnagyobb humán gén?
Dystrophin (DMD) 2.2 Mb
-
Melyik fehérjének van a leghosszabb kódoló szekvenciája?
Titin 104.076 bp
-
Melyik kromoszómán legnagyobb a génsűrűség?
Géngazdag kromoszómák: 17, 19, 22. A leggazdagabb a 19-es:63,8 Mb= 1432 gén.
-
Melyik a leggénszegényebb kromoszóma?
Y: 90 gén, 1,56 gén/ Mb
-
Mikor keletkezik a legtöbb öröklődő mutáció?
Az emberekben található legtöbb mutáció a férfiakban keletkezik.
-
Mit jelent az 1 cM?
1 cM= 1% rekombináció két locus között meioziskor kb.=1 Mb
-
Mit nevezünk CpG szigeteknek?
Olyan szekvenciákat ahol a CpG dinukleotid arány magasabb
-
Milyen szerepük lehetnek a CpG szigeteknek?
Sokszor egybeesik a gének 5' végével. Metilálásával gén inaktiváció, szerepe van az imprintingben, génexpresszió szabályozásában.
-
Hogy hívják a leggyakoribb ismétlődő szekvenciát?
Alu (SINE) kb. 1000000 kópia, 10,6%-a a genomnak
-
Mi az a Copy Number Variations (CNV)?
1000-több100.000 bázis darabok 0,1,2,3 stb. kópiában találhatók meg a genomban. Ezek a régiók kb. 12%-át foglalják el a genomnak és a gének kb-10%-a érintett.
-
Átlagosan mennyire különbözik két ember egymástól genetikai szinten?
SNP szinten átlagosan 0.1%-ban
-
Mit nevezünk pszeudogénnek?
Inaktív gének, nem expresszálódó másolat, kb. 2000 db, processed (intron nélküli) és unprocessed duplicated (intronos)
-
Hogyan keletkeznek a paralógok?
Génduplikáció eredménye, intronos v intron nélküli változat, működnek.
-
Hol gyakoribb a polimorfizmus az intronban vagy az exonban?
Intronokban a leggyakoribbak az SNP-k.
-
Mi az a junk DNS és mi a jelentősége?
Junk azaz szemét DNS, amiről korábban azt hitték h nem jó semmire. Ezek a szekvenciák nem kódolnak fehérjéket.
-
Mivel foglalkozik a komparatív genomika?
Milyen gének egyediek egy fajra nézve, milyen szekvenciák nélkülözhetetlenek az emlős élethez, melyek a többsejtűek alapfehérjéi...
-
Mik azok a konzervált genomrégiók, és mi a jelentőségük?
Ha két genomikai régió egymással csaknem teljesen megegyezik két egymástól már rég elkülönült fajban,akkor ez a régió szelekciós nyomás alatt van, azaz valamilyen olyan funkciója van, amelynek változása életképtelenné teszi az élőlényt ( a mutáns kiszelektálódik).
-
A humán genom kb. hány százaléka tartalmaz ismétlődő szekvenciát?
Kb. 12%-a
-
Mivel foglalkozik az epigenomika?
A genom olyan módosulásaival foglalkozik ami nem érinti közvetlenül a DNS szekvenciát. Nukleotidok metilációja, hisztonok metilációja, acetilációja, foszforizációja, stb.
Multifaktoriális betegségek
-
Mit nevezünk multifaktoriális betegségnek?
Multifaktoriális vagy komplex betegségeknek nevezzük azokat a betegségeket, amelyek néhány (oligogenic), vagy sok (polygenic, poligénes) gén és környezeti hatások révén alakulnak ki.
-
Miért fontos kutatni a multifaktoriális betegségek genomikai hátterét?
1. Segít megismerni a molekuláris pathomechanimust: új gyógyszercélpontok azonosítása
2. Emberek közötti genetikai különbségek miatt más a kezelésre adott válasz: a genetikai háttér megismerésével lehetőség nyílik a személyre szabott kezelésre
3. Ki lehet szűrni a betegségre genetikailag hajlamos embereket: áttérés a ‘diagnosztizáld és kezeld’-ről a ‘jósold és előzd meg’ stratégiára
Problémák: 1. Az emberek genetikailag túlságosan heterogének ahhoz, hogy megvalósuljon a személyre szabott terápia (bár vannak már példák: tumorok kezelése kemoterápiával)
Az emberek nem nagyon vehetők rá életmódváltoztatásra a jövőbeni egészségük érdekében (ld. dohányzás, ivás, drog, étkezés)
Mert a monogénes betegségekhez képest sokkal gyakoribbak, jellemző rájuk a családi halmozódás, de nem mendeli öröklődésűek, kezelésük óriási pénzeket emészt fel. Bizonyos szempontból majdnem minden betegséget nevezhetünk multifaktoriálisnak.
-
Hogyan bizonyíthatjuk egy betegség örökölhetőségét?
Családi halmozódás összehasonlítása a populációs gyakorisággal: λ Rérték: a betegség esélye az R rokonban osztva a betegség esélyével (gyakoriságával) a teljes populációban.
Leggyakrabban használt: λs; s= sib (ált. monozigóta)
Minél nagyobb a λRérték 1-nél, annál nagyobb a genetikai hányad a jellemzőben (betegségben).
λR =1 azt jelenti, hogy a jellemzőnek nincs öröklődő hányada.
-
Mi lehet a hibája a λR adatoknak?
Hibaforrás a λR adatokkal: közös környezet
-Lehetséges megoldások: külön nevelt egypetéjű ikrek. Nehézségek: kevés van belőlük, a szeparáció nem teljes, statisztikai torzítás az azonosságok keresése miatt, méhen belüli hatások nem szűrhetők ki (pl. IQ, koraszülés/táplálékhiány okozta felnőttkori betegségek).
-Örökbefogadott gyerekek vizsgálata. Hátrány: biológiai szülők nem ismertek, szelektív kihelyezés (sokszor hasonló környezetbe kerül a gyerek).
-
Hogyan szűrhetők ki az öröklődés vizsgálatakor a környezeti hatások?
-Lehetséges megoldások: külön nevelt egypetéjű ikrek. Nehézségek: kevés van belőlük, a szeparáció nem teljes, statisztikai torzítás az azonosságok keresése miatt, méhen belüli hatások nem szűrhetők ki (pl. IQ, koraszülés/táplálékhiány okozta felnőttkori betegségek).
-Örökbefogadott gyerekek vizsgálata. Hátrány: biológiai szülők nem ismertek, szelektív kihelyezés (sokszor hasonló környezetbe kerül a gyerek).
-
Mi az a QT?
QT: quantitative trait: valamilyen számmal definiálható jellemző. Pl.: LDL-C, vérnyomás, IgE szint,
-
Mik azok a discontinuous jellemzők?
Discontinuous (dichotomous) jellmezők (pl.: ajakhasadék) is lehetnek QT-k: betegség megléte/hiánya.
QT-kat is lehet dichotomizálni: pl. 130 feletti szisztolés vérnyomás a kóros.
-
Mi az a QTL?
QTL: quantitative trait locus: olyan locus amelyik az adott jellemzővel együtt szegregál.
-
Milyen tényezők nehezítik meg a multifaktoriális betegségek vizsgálatát?
Genetikai heterogenitás: Különböző allélkombinációk hasonló fenotípushoz vezetnek (allél heterogenitás).
Különböző lókuszon található mutációk ugyanazt a betegséget okozzák (lókusz heterogenitás)
Inkomplett penetrancia: a mutáns gén hordozója nem beteg
(Penetrancia: %-ban megadott érték, amely azt mutatja, hogy a betegséget okozó allélt (mutációt) hordozóknak hány százaléka beteg.)
Fenokópia: Kizárólag környezeti hatások ugyanazt a klinikai képet eredményezik, mint a genetikai tényezők
Pleiotrópia: Ugyanaz a mutáció a környezet hatására más klinikai képet eredményezhet.
-
Mi az a genetikai heterogenitás?
Genetikai heterogenitás: Különböző allélkombinációk hasonló fenotípushoz vezetnek (allél heterogenitás). Különböző lókuszon található mutációk ugyanazt a betegséget okozzák (lókusz heterogenitás)
-
Mi az a penetrancia?
Inkomplett penetrancia: a mutáns gén hordozója nem beteg
(Penetrancia: %-ban megadott érték, amely azt mutatja, hogy a betegséget okozó allélt (mutációt) hordozóknak hány százaléka beteg.)
-
Mi a fenokópia?
Fenokópia: Kizárólag környezeti hatások ugyanazt a klinikai képet eredményezik, mint a genetikai tényezők
-
Mi az a genetikai pleiotrópia?
Pleiotrópia: Ugyanaz a mutáció a környezet hatására más klinikai képet eredményezhet.
-
Mondjon példákat arra, hogy miért nehéz egy multifaktoriális betegség fenotípusát meghatározni!
Nehéz a pontos diagnózis:
Sokszor nincs standard diagnózis. Lehet klinikai tünet, vagy biokémiai paraméter
Életkorral változhat a klinikai kép
A tünetek epizódokban jelentkezhetnek
Más betegség hasonló tünetekkel
A különböző betegségek gyakran együtt fordulnak elő.
Fontos a betegség pontos definíciója.
-Szigorú feltételek. Előny: nagyobb az esély, hogy genetikailag homogénebb populációt vizsgálunk. Hátrány: kevesebb beteg
-Lazább feltételek. Sok beteg, de heterogénebb genetikai háttér.
Köztes fenotípus (intermediate, vagy endophenotype) : egy betegségen belül bizonyos tünetek különböznek. Pl.: asztma: IgE, szint, nem allergiás; atherosclerosis: stabil/nem stabil angina, magas vérnyomás: alacsony renin szint (emelkedett ARR)/normális renin szint.
-
Mivel foglalkozik a ’systems biology’?
A fenotípust (pl. betegséget) rengeteg gén és a környezet folyamatos kölcsönhatása alakítja ki.
A bonyolult biológiai hálózatok egyes csomópontjaiban történő variációkat, a szervezet kompenzálni képes, de egyéb (genetikai, vagy környezeti) hatások révén megnyilvánulhatnak.
Az ilyen rendszerek modellezésével, jellemzésével foglalkozik a rendszerbiológia.
-
Mondjon példát a betegségek fenotípusát befolyásoló környezeti faktorokra!
Méhen belüli hatások: epigenetikai tényezőkön keresztül egész életre kihatnak.
Extrém példa: svéd kutatók megállapították, hogy a nagyszülők életmódja is befolyásolhatja az unokák betegségekre való hajlamát. Azoknak a férfiaknak az unokája akik jól éltek (sokat ettek) 1890-1920 között 4x olyan gyakran haltak meg 2DM-ben, mint azokak akik éheztek (Kaati, G., et al Cardiovascular and diabetes mortality determined by nutrition during parents' and grandparents' slow growth period. European Journal of Human Genetics, published online, doi:10.1038/sj.ejhg.5200859 (2002)).
Étkezés, stressz, dohányzás, fertőzések, életmód, nevelés, éghajlat stb.
-
Mi az a takarékos gén hipotézis?
Takarékos gén hipotézis: Bizonyos etnikumok alkalmazkodtak az állandó, és a periodikus éhezéshez, vagy pl a sóvisszatartáshoz.
Pl.:A mai táplálék-bőségben állandó kalóriabevitel és raktározás folyik. A soványak a kivételek, akik valamilyen mutációval elvesztették a meglevő raktározási képességeiket, vagy valahogyan kicsúsztak a szelekciós kontroll alól.
Példa: 300 nőből 29% nem hízott fiatal kora óta.: aromatase P450 (CYP19) génben a 4.intronban van egy tetranukleotid ismétlődés (TTTA). Hosszú: magas 17 β-estradiol, alacsony androgén: soványabbak, egészségesebbek, mint a rövid TTTA ismétlődésűek.
-
Mondjon példát a multifaktoriális betegségek kialakulását/gyakoriságát magyarázó hipotézisekre!
A gyakori multifaktoriális betegségeket normális gének okozzák, amelyek rossz kombinációban fordulnak elő, vagy nem megfelelő környezeti viszonyok közé kerültek (pl. afrikaiak az USA-ba, Pima indiánok).
Gyakori betegség/gyakori variáns hipotézis (CD/CV): ez a legkedvezőbb a populációs vizsgálatokban.
Gyakori betegség /ritka variáns hipotézis (CD/RV): nehéz megtalálni
betegség /fix variáns hipotézis (CD/FV): különböző etnikumokban vannak rögzült variánsok, amelyek a betegségre való hajlamért felelnek: pl. feketékben a magas vérnyomásért: population admixture
Az emberiség kialakulásakor hasznos gének, ma betegséget okozhatnak. Pl. fokozott immunválasz→ krónikus gyulladások → atherosclerosis, asztma.
A fiatalkorban hasznos gének, időskorban betegséget okozhatnak (étvágy, testmagasság).
Tisztaság hipotézis: kevés patogén, új „ellenség” keresése, Th1/Th2 egyensúly eltolódása → allergiás megbetegedések
A hibás gének a késői manifesztáció miatt nem tudnak kiszelektálódni.
Multifaktoriális betegségek vizsgálati módszerei
-
Milyen módszereket lehet használni a multifaktoriális betegségek genomikai hátterének tisztázására?
Teljes genomszűrés (kapcsoltsági analízis)
Teljes genom asszociációs vizsgálatok (SNP)
Asszociációs vizsgálatok
-Jelölt gén asszociációs vizsgálatok
-Jelölt régió asszociációs vizsgálatok
Microarray génexpressziós vizsgálatok
Állatkísérletek, állatmodellek
-
Mi az a Hardy Weinberg eloszlás?
Hardy Weinberg eloszlás: a genotípusok eloszlása egy random populációban: p2+2pq+q2 ahol p és q a genotípust meghatározó két allél gyakorisága.
-
Mi lehet az oka a Hardy Weinberg egyensúlytól való eltérésnek?
Eltérés okai:
-a mintavétel nem véletlenszerű. pl.: sok rokon van a mintában
-a vizsgált allél valamilyen szerepet játszik a vizsgált populáció fenotípusában.Pl.:CFTR gén ΔF508-es allélt vizsgálva CF-esekben a homozigóták túlsúlya mutatható ki.
-Beltenyészet (inbred) populáció: homozigóták aránya megnő.
-
Mi az a haplotípus?
Ha több, egymás melletti allél gyakran fordul elő különböző emberekben egyszerre, azaz együtt öröklődnek (közöttük csak nagyon ritkán van crossing over) akkor azt mondjuk, hogy ezek az allélek egy haplotípuson vannak.
-
Mi az a linkage disequlibrium?
LD: Két lókusz egymás közelében van a kromoszómán és nem egymástól függetlenül öröklődnek. Populációs eloszlásuk nem véletlenszerű.
-
Mit használunk az LD mérésére, milyen értékei lehetnek és azok mit jelentenek?
LD: kapcsoltság van a vizsgált marker és a betegséget okozó gén között
-
Genetikai vizsgálatokban mik között lehet kapcsoltság?
LD: kapcsoltság van a vizsgált marker és a betegséget okozó gén között
-
Mekkora lehet a rekombinációs hányad maximális értéke?
Rekombinációs hányad (recombination fraction): sok meiosis vizsgálatakor a megfigyelt esetek hányad részében volt rekombináció. Jele: θ, maximális értéke 0,5: ha pl. a két lókusz másik kromoszómán van.
Max értéke:0,5: ha pl. a két lókusz másik kromoszómán van.
-
Mi a 0 hipotézis kapcsoltsági analízisnél?
0 hipotézis: a két lókusz között nincs kapcsoltság: θ = 0,5.
-
Mi az a LOD érték?
LOD = logarithm of odds, annak az esélynek a 10-es alapú logaritmusa, hogy két lókusz genetikailag kapcsolt, összehasonlítva annak az esélyével, hogy nem kapcsolt. Pl. LOD = 3 azt jelenti, hogy 1000x-es (103x) a valószínűsége annak, hogy két lókusz együtt öröklődik, mint annak, hogy nem (0 hipotézis). (A LOD score =3 felel meg a p=0,05-ös valószínűségnek.)
-
Mi a kükönbség a parametrikus és a nemparametrikus LOD score analízis között?
Parametrikus LOD score: monogénes (mendeli öröklődésű) betegségek
Paraméterek: öröklődés típusa (pl. recesszív), betegség penetranciája
Nemparametrikus: multifaktoriális betegségek
-
Melyik a legelterjedtebb módszer a nemparametrikus LOD score vizsgálatnál?
Nem-parametrikus LOD score számítása ASP:
A testvéreknél annak a valószínűsége, hogy a szüleik 0,1, vagy 2 haplotípusát örököljék: 1/4, 1/2, 1/4 (ld. A ábra)
Ha az egyik haplotípus a betegéggel együtt öröklődik, akkor ez az eloszlás megváltozik (ld B és C). Ebből számolnak LOD score-t.
-
Mit jelent a „founder populáció” és mi az előnye kapcsoltsági vizsgálatoknál?
Founder populáció: kisszámú ősre visszavezethető beltenyészet populáció
Genetikailag homogén populációk
Ritkábban elhelyezkedő markerekkel is lehet találni kapcsoltságot.
GENEHUNTER program (Kruglyak): a családokban vannak alapítók (founder) és nem alapítók (nonfounder), akiknek a szülei is ismertek. Bármennyi lókuszt tud vizsgálni, az eredmény NPL: nonparametric lod score.
-
Mit jelenthet a jelölt gén polimorfizmusának vizsgálatakor az asszociáció?
Kiválasztott génekben vizsgálunk SNP-ket, és összehasonlítjuk a gyakoriságukat betegekben és egészségesekben, vagy nézzük, hogy az SNP-k milyen fenotípussal asszociálnak (pl. QT-kel)
Módszer: hagyományos PCR, majd általában RFLP, de lehet allélspecifikus PCR.
Vagy: Real time PCR: ABI: kidolgozott SNP set: több 100.000 SNP, Taqman próba
Előny: olcsó, és egyszerűen kivitelezhető, könnyen értékelhető
Hátrány: csak ismert gének és SNP-k vizsgálatára alkalmas, nagyon sok a hamis pozitív eredmény (statisztikai hiba)
-
Mik lehetnek a pozitív asszociáció okai SNP vizsgálatoknál?
Pozitív asszociáció oka lehet:
-Direkt hatás: a vizsgált allél okozza a betegséget
-Természetes szelekció. Az illető allél megnöveli a túlélés esélyét a tanulmányozott betegséggel szemben
-Populációs rétegződés (population stratification): egyes népcsoportokban bizonyos allélok gyakrabban fordulnak elő. Pl. evőpálcika gén (HLA-A1 gyakoribb a kínaiakban)
-Statisztikai hiba (egyes típusú): a kérdések számával korrigálni kell a p-t. P=0,05 azt jelenti, hogy 95% a valószínűsége hogy az allél asszociál a kérdéses betegséggel.Megfordítva: 5%, hogy nem, ami azt jelenti, hogy 20 vizsgálatból csak egyszer tévedünk. De ha 50 allélt vizsgálunk akkor már nagy az esély, hogy hamis pozitívat is kapunk→Bonferroni korrekció: a szükséges p = 0,05/a kérdések száma.
-LD: kapcsoltság van a vizsgált marker és a betegséget okozó gén között.
-
Mi az a population admixture?
Population admixture: (hozzákeveredés) Olyan populációkat vizsgálunk együtt, akik különböző genetikai háttérrel rendelkeznek (Pl.: afrikai, fehér: magas vérnyomás): az egyes populációkra a betegséget okozó specifikus genetikai variációk elveszhetnek (felhigúlnak).
Vagy: a vizsgált populációban vannak olyanok, akik kevert genetikai háttérrel rendelkeznek (pl.: kaukázusi “fenotípusú” fekete (afrikai) nagymamával, vagy roma egyén akinek ősei között kaukázusiak is voltak, stb.
-
Milyen módszert lehet használni, hogy asszociációs vizsgálatoknál a kontroll csoport összetétele ne befolyásolja nagyon az asszociációs vizsgálat eredményét?
Kontroll csoport megválasztása nagyon fontos: ugyanolyan populációs rétegződéssel kell rendelkeznie (etnikum, nem, kor, környezet stb.) mint a betegcsoportnak.
Belső kontroll módszer, pl. :
Lehetséges megoldások kontroll csoport problémára:
-Transmission disequilibrium test (TDT): 50%-kal több munka: beteg+ szülők kellenek hozzá: azokat a szülőket választja ki, akik heterozigóták a betegséggel asszociáló M1 markerre, és azt vizsgálja, hogy hány szülő adja át az M1 allélt a beteg gyerekébe vs. hány nem.
-Vagy discordant sib pair analízis: olyan testvérpárok vizsgálata melyek közül az egyik beteg, a másik nem.
-Prospective study: a résztvevőktől mintát (vért, DNS-t stb.) vesznek, felveszik az adataikat, és évekig, sokszor évtizedekig követik a sorsukat. Pl. UK Biobank project: 500.000, 40-69 éves ember sorsát követik 25 évig. 2007 áprilisban kezdődött, 2010 v 11-ig tart.
-Retrospective study: A résztvevőket az alapján válogatják, hogy betegek-e? Pl.: case-control vizsgálatok.
-
Mi az a prospective és a retrospective vizsgálat? Mondjon példát!
-Prospective study: a résztvevőktől mintát (vért, DNS-t stb.) vesznek, felveszik az adataikat, és évekig, sokszor évtizedekig követik a sorsukat. Pl. UK Biobank project: 500.000, 40-69 éves ember sorsát követik 25 évig. 2007 áprilisban kezdődött, 2010 v 11-ig tart.
-Retrospective study: A résztvevőket az alapján válogatják, hogy betegek-e? Pl.: case-control vizsgálatok.
-
Kockázatszámolásnál milyen értékeket használhatunk?
OR= odds ratio. Használat: retrospective vizsgálatok.
RR= relative risk: használat: prospective vizsgálatok.
OR jelentése: az esély, hogy az illető allél (vagy lókusz) asszociál a betegséggel a betegekben osztva az eséllyel a kontroll csoportban.
RR jelentése: az asszociáció valószínűsége a betegcsoportban osztva az asszociáció valószínűségével a kontrollcsoportban.
Példa: vizsgált populáció: 50 beteg, 50 kontroll (100-100 allél)
„hibás” allél a betegekben: 80, a kontrollokban: 40
„jó” allél a betegekben: 20, kontrollokban: 60.
OR = 80/20÷40/60 = 6
RR = 80/(80+20) ÷ 40/(60+40) = 2
Jelentésük: ha OR, vagy RR > 1 az illető allél fokozza a betegség kockázatát. De a 95%-os konfidencia intervallum (95%CI) alsó határának is nagyobbnak kell lenni 1-nél (függ az esetszámtól). Ha OR vagy az RR <1 akkor az allél véd a betegség kialakulása ellen. De a 95%CI felső határának is kisebbnek kell lenni 1-nél!
-
Multifaktoriális betegségek vizsgálatakor hol használhatják a mikroszatellitákat?
Mikroszatellita markerek:Másnéven: short tandem repeat (STR) polymorphisms
1-4 bp ismétlődések.
Az első nagy felbontású genetikai térkék (1cM) ezek segítségével készült el.
A és T ismétlődések: nagyon gyakoriak: összesen 10 Mb (0,3%), C, G ritkábbak. CA/TG: 0,5%, CT/AG: 0,2% (50 kb-onként), CG/GC ritka
Jelenleg az STR genetikai térkép 10.000 STR-ből áll, a fizikai távolságokat a CEPH családok segítségével határozták meg.
ABI (Applied Biosystem): 10 cM set (MD-10, 400 marker), 5 cM (HD-5, 811 marker) set
PCR általában ≥ 100 bp, majd szeparáció: agaróz, PAGE, kapilláris elfo
Diverzitás foka: heterozigótaság: Annak a valószínűsége, hogy egy marker egy véletlenszerűen kiválasztott emberben heterozigóta; 0 ha nem variábilis, 1 ha nagyon variábilis. Informatív a marker ha a heterozigótaság ≥0,7.
Fő előny nagyon polimorfak, gyakran informatívak
Hátrány:
-Nagyon munkaigényes, drága
-Kis különbségek között kell különbséget tenni. Családokban a várható rekombináció sűrűség kb. 50 cM, nem-rokonok között 5-200kb → sűrűbb marker kell (SNP)
-
Mi a hátránya a kapcsoltsági vizsgálatoknak?
túl nagy régiót jelöl meg (>5 cM), drága, nehézkes
-
Multifaktoriális betegségek vizsgálatakor hol használhatják az SNP-ket?
Asszociációs vizsgálatok: Teljes genom asszociációs vizsg., jelölt gén asszociációs vizsg., jelölt régió asszociációs vizsg.
-
Mi az a jelölt gén asszociációs vizsgálat, és mi az előnye és a hátránya?
Kiválasztott génekben vizsgálunk SNP-ket, és összehasonlítjuk a gyakoriságukat betegekben és egészségesekben, vagy nézzük, hogy az SNP-k milyen fenotípussal asszociálnak (pl. QT-kel)
Módszer: hagyományos PCR, majd általában RFLP, de lehet allélspecifikus PCR.
Vagy: Real time PCR: ABI: kidolgozott SNP set: több 100.000 SNP, Taqman próba
Előny: olcsó, és egyszerűen kivitelezhető, könnyen értékelhető
Hátrány: csak ismert gének és SNP-k vizsgálatára alkalmas, nagyon sok a hamis pozitív eredmény (statisztikai hiba)
-
Milyen markereket használnak a kapcsoltsági vizsgálatoknál?
STR (mikroszatelliták), sib pair analysis
-
Mit jellemez egy marker esetén a heterozigótaság mértéke?
Diverzitás foka: heterozigótaság: Annak a valószínűsége hogy egy marker egy véletlenszerűen kiválsztott emberben heterozigóta; 0 ha nem variábilis, 1 ha nagyon variábilis
-
Mi az a jelölt régió asszociációs vizsgálat?
Jelölt régió: kapcsoltsági analízis után a maximális LOD-ot tartalmazó két marker között sűrűbb markerekkel (pl. SNP-k) asszociációs vizsgálat. Nem kell ismerni a pathomechanizmust. Sok mintát igényel: sok rekombináció kell.
-
Mi az a teljes genom asszociációs vizsgálat?
Összehasonlítják az SNP-k eloszlását betegekben és egészségesekben a teljes genomban
-
Mi a hátránya a teljes genom asszociációs vizsgálatoknak?
Probléma: nagyon nehéz értékelni ilyen óriási adathalmazt (pl. 500.000x1.000 = 500 millió adat csak az SNP-kből egy 1000 fős populációnál): szakképzett bioinformatikusok kellenek
-
Milyen céget ismer, amelyik nagyteljesítményű genotipizáló berendezést forgalmaz, és kb. mekkora ezek teljesítménye?
GenomeLab SNPstream Genotyping System, Beckman
SE Genetikai Sejt- és Immunbiológiai Intézet: Core facility laor
4,608 to 800,000 genotipes in 24 hours (12 plex PCR)
18,432 to 3,200,000 genotypes in 24 hours (48 plex)
Kb.: 60 Ft/SNP
-
Mivel foglalkozik a HapMap project?
Teljes genom asszociációs vizsgálatok
-
Több mint 5 millió SNP van, melynek a gyakorisága >10%, 11 millió melynek >1%, Jelenleg kb. 9 milliót ismerünk. A genom teljes hosszában SNP-ket vizsgálunk (pl. beteg vs. egészséges).
-
Előnyös ha ismerjük a populáció specifikus LD (haplotípus) blokkokat, így haplotípusonkét csak 2 SNP is elég lehet.
-
A HapMap project alapján pl. a 22-es kromoszómán átlagos LD blokk mérete kaukázusiakban: 25,8 kb. Ha ezt átlagosnak vesszük és 2 SNP-t/blokk használunk, akkor 200.000 szükséges a teljes genom lefedésére.
-
Milyen előnyei lehetnek betegségek tanulmányozásánál állatmodellek alkalmazásának?
Szabadon keresztezhetőek: öröklődés (QTL) vizsgálata, meiosis
Az egér genom csak 300 génben különbözik az emberétől
Lehet velük kísérletezni, kezelést kipróbálni
Szövettani minták könnyebb hozzáférhetősége: könnyebb, pontosabb diagnózis, génexpressziós vizsgálat minden szövetből
Egérspecifikus ellenanyagok, reagensek
Genetikailag módosított állatok
-
Milyen hátrányai vannak humán betegségek tanulmányozása esetén az állatmodelleknek?
A betegségek lefutása, tünetei eltérhetnek az emberétől
Különbségek a genomban (humán vs. állat)
-
Milyen típusú genetikailag módosított állatmodelleket ismer?
„KO” állatok (egerek):génkiütéssel elő lehet állítani olyan fenotípusokat (betegségeket), amelyek egyébként az adott állatra nem jellemzőek: pl.: apoE, LDLR KO egerek megfelelő diétával a humán atherosclerosist mintázzák; leptin KO: obez egér, leptin receptor KO: NIDDM, T-bet KO: krónikus asztma
Egyes gének szerepét, működését tanulmányozni lehet
Transzgenikus állatok: gének túlexpressziója. Szerepe mint fent.
RNSi-vel in vivo génmódosított állatok
-
Mire lehet használni KO állatokat?
génkiütéssel elő lehet állítani olyan fenotípusokat (betegségeket), amelyek egyébként az adott állatra nem jellemzőek: pl.: apoE, LDLR KO egerek megfelelő diétával a humán atherosclerosist mintázzák; leptin KO: obez egér, leptin receptor KO: NIDDM, T-bet KO: krónikus asztma
Egyes gének szerepét, működését tanulmányozni lehet
Atherosclerosis: egerek védettek ellene: apoE, vagy LDLR KO egereket etetik ún. Western típusú diétával.
-
Mi az a kongenikus egér?
„Congenic strain”, vagy kongenikus törzs: olyan (pl. egér)törzs amely a fenotípusra „nem hajlamos” törzstől csak a hajlamosító régióban különbözik. Mindig a QT-t hordozót kell visszakeresztezni a QT-t nemhordozó szülői egértörzzsel.
-
Mi az a QTL analízis, hogyan végezhető el?
A beltenyésztett egértörzsek közötti mérhető fenotípusos jellegekben különbségek vannak. Keresztezésekkel és visszakeresztezésekkel ezek nyomonkövetése, majd a különbséget okozó genetikai háttér tisztázása.
RI (recombinant inbred=rekombináns beltenyésztett). Előállítása: 2 szülői egértörzs keresztezése 10-20 generáción keresztül.
Egy nagyságrenddel érzékenyebb, mint a humán genomszűrés.
-
Mit csinál a Mouse Phenome Project?
Jackson Laboratory: legnagyobb laboratórium, ahol egereket állítanak elő állatkísérletekhez
Hímek mutagenezise N-ethyl-N-nitrosourea (ENU)-val (1000x-sére növeli a spermatogenezisben a mutációs rátát).
Keresztezés nem mutáns lánnyal: G1 generáció: kb. 150 mutáció
G1+G0 lány= G2, G2 lány+G1 apa = G3
Fenotipizálják a G3-t: 6 hetes koruktól egy 9 hetes protokollban vesznek részt (obezitás, vérnyomás, lipidanyagcsere, diéta hatása a lipidanyagcserére, tüdő- és szívfunkció, vérvizsgálat, alvászavarok, glükózmetaboilzmus stb.).
1>
Dostları ilə paylaş: |