Sukupuolijutut 2 Kärpänen ja ihminen

Samankaltaiset tiedostot
Miten geenit elelevät populaatioissa, vieläpä pitkiä aikoja?

Miten letaalialleeleita käsitellään Drosophilalla? Välttämätön taito esimerkiksi alkionkehityksen alkuvaiheiden selvittämisessä

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen BLL Biokemia ja kehitysbiologia

a. Mustan ja lyhytkarvaisen yksilön? b. Valkean ja pitkäkarvaisen yksilön? Perustele risteytyskaavion avulla.

Perinnöllisyys 2. Enni Kaltiainen

Perinnöllisyys. Enni Kaltiainen

Perinnöllisyyden perusteita

måndag 10 februari 14 Jaana Ohtonen Kielikoulu/Språkskolan Haparanda

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen Medicum, Biokemia ja kehitysbiologia

Drosophila on kehitysgenetiikan mallilaji nro 1

Sukusolut SUKURAUHASTEN KEHITYS JA SUKUPUOLEN MÄÄRÄYTYMINEN. Miten iturata määräytyy? Sukurauhasten erilaistuminen. Sukurauhasten alkuperä

DNA > RNA > Proteiinit

alleelipareja dominoiva dominoiva resessiivinen

Populaatiosimulaattori. Petteri Hintsanen HIIT perustutkimusyksikkö Helsingin yliopisto

SELVITYS SIITÄ MITEN ERÄÄT PERINNÖLLISET SAIRAUDET (KUTEN GPRA JA FUCOSIDOSIS) PERIYTYVÄT ENGLANNINSPRINGERSPANIELEISSA

X-kromosominen periytyminen. Potilasopas. TYKS Perinnöllisyyspoliklinikka PL 52, Turku puh (02) faksi (02)

Genetiikan perusteet. Tafel V Baur E. (1911) Einführung in die experimentelle Vererbungslehre. Verlag von Gebrüder Borntraeger, Berlin.

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

NIPT. Non-invasiivinen prenataalitutkimus

Kromosomimuutokset. Potilasopas. Kuvat: Rebecca J Kent rebecca@rebeccajkent.com. Huhtikuussa 2008

Geenitekniikan perusmenetelmät

Kromosomit. 1. Mitoosipreparaatti sipulin juurenkärjestä. 2. Drosophilan sylkirauhaskromosomi. monisteen sivulta 32-

ikiön seulonta- ja kromosomitutkimukset

Lisääntyminen. BI1 Elämä ja evoluutio Leena kangas-järviluoma

mendelististä genetiikkaa joukoissa: Hardyn ja Weinbergin "laki" Selektio, sattuma

Perinnöllisyyden perusteita

Periytyvyys ja sen matematiikka

DNA testit sukututkimuksessa

S Laskennallinen systeemibiologia

Euromit2014-konferenssin tausta-aineistoa Tuottaja Tampereen yliopiston viestintä

Perinnöllinen informaatio ja geneettinen koodi.

Mustaruoste uhkaa romahduttaa maailman vehnäsadot jälleen

a) dominoivaan: esiintyy joka sukupolvessa, sairaille vanhemmille voi syntyä terveitä lapsia

Virkaanastujaisesitelmä Anneli Hoikkala. Evoluutotutkimus: ekologiaa ja molekyyligenetiikkaa

DNA sukututkimuksen tukena

Evoluutio. BI Elämä ja evoluutio Leena Kangas-Järviluoma

Miten genomitieto on muuttanut ja tulee muuttamaan erikoissairaanhoidon käytäntöjä

VASTAUS 2a: Ruusukaijasten väri

Peittyvä periytyminen. Potilasopas. Kuvat: Rebecca J Kent rebecca@rebeccajkent.com

Miten on mahdollista, että meillä on vasta-aineet (antibodit) aivan kaikkea mahdollista sisääntunkeutuvaa vierasmateriaalia vastaan?

III Perinnöllisyystieteen perusteita

SÄTEILYN GENEETTISET VAIKUTUKSET

Hammaslääketiede Perinnöllisten tautien diagnostiikka ja perinnöllisyysneuvonta

KOE 6 Biotekniikka. 1. Geenien kloonaus plasmidien avulla.

Matematiikan peruskurssi 2

Kehitysbiologiassa käytetään lukuisia viekkaita kuvantamismenetelmiä

Symbioosi 2 VASTAUKSET

Johan Ludvig Runebergin Sven Dufva -runo geneetikon silmin 1

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita. BI2 III Perinnöllisyystieteen perusteita 9. Solut lisääntyvät jakautumalla

A - soveltaminen B - ymmärtäminen C - tietäminen 1 - ehdottomasti osattava 2 - osattava hyvin 3 - erityisosaaminen

Animal Reproduction Eläinten lisääntyminen. Lisääntymissyklit. Eläinten elämänkierto Gametogenesis. Sukupuolen määräytyminen 1/2

LITTEEPALTTOOSET PALLAUTTELIJAT. Jaktlig avkommebeskrivning metsästysominaisuuksien jälkeläiskuvaus

Kymmenen kärjessä mitkä ovat suomalaisten yleisimmät perinnölliset sairaudet?

DNA:n informaation kulku, koostumus

Perinnöllisyys harvinaisten lihastautien aiheuttajana. Helena Kääriäinen Terveyden ja hyvinvoinnin laitos Tampere

Itsekkäät geenit sosiaalisissa yhteisöissä

OHJEITA BIOLOGIAN VALINTAKOKEESEEN VASTAAJALLE VALINTAKOE torstaina klo

Suomalaisen maatiaiskanan säilytysohjelman koulutuspäivä, Riihimäki, Pasi Hellstén

1. Piilokiveksisyys (R1)

Bioteknologian perustyökaluja

4. Funktion arvioimisesta eli approksimoimisesta

Positional cloning. Pedigreessä etenevä ominaisuus kartoitetaan ensin karkeasti ja sitten tehdään yhä tarkempaa työtä molekyylimarkkereilla.

Vallitseva periytyminen. Potilasopas. Kuvat: Rebecca J Kent rebecca@rebeccajkent.com

Genomin ilmentyminen

Evoluutioekologia

Fibonaccin luvut ja kultainen leikkaus

HOX. Esimerkki geeniperheestä: HOX

DNA-testit. sukututkimuksessa Keravan kirjasto Paula Päivinen

3.1 Väliarvolause. Funktion kasvaminen ja väheneminen

Geneettiset algoritmit

Elämän tarkoitus on geenien kartoitus

Luku 20. Biotekniikka

This document has been downloaded from TamPub The Institutional Repository of University of Tampere

Martingaalit ja informaatioprosessit

Genetiikan perusteiden toisen jakson kaavailua

Peptidi ---- F K V R H A ---- A. Siirtäjä-RNA:n (trna:n) (3 ) AAG UUC CAC GCA GUG CGU (5 ) antikodonit

LASTEN OIKEUDET. Setan Transtukipiste. Oikeudesta olla prinssi tai prinsessa tai miettiä vielä

PERUSTIETOJA MEHILÄISTEN PERIMÄSTÄ

Jaa jaa. Sarihan kävi Lyseon lukion, kun ei tuosta keskiarvosta ollut kiinni.

Metsägenetiikan sovellukset: Metsägenetiikan haasteet: geenit, geenivarat ja metsänjalostus

III Perinnöllisyystieteen perusteita

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

Lapsiperheiden sosiaalipalveluiden perhetyön ja tehostetun perhetyön sisältöä ja kehittämistä Riikka Mauno

Genomin evoluutio. Miten genomin koko ja rakenne muuttuvat ja miten sitä tutkitaan?

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

Kvantitatiivinen genetiikka moniste s. 56

Sekvenssievoluutio ja fylogeniat

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta I, HY Kurssikoe Ratkaisuehdotus. 1. (35 pistettä)

Lataa Rakkauden evoluutio - Osmo Tammisalo. Lataa

Hyvän vastauksen piirteet. Biolääketieteen valintakoe Maksimipisteet: 45

} Vastinkromosomit. Jalostusta selkokielellä. Miten niin voidaan jalostaa?

Genetiikan synnystä 140 vuotta

läheisyydessä. Piirrä funktio f ja nämä approksimaatiot samaan kuvaan. Näyttääkö järkeenkäyvältä?

Hallikaisten varhaisvaiheet ja suvun DNA-tulokset Ari Kolehmainen Suku- ja historiapalvelu Menneen jäljet

T Syksy 2003 Logiikka tietotekniikassa: perusteet Laskuharjoitus 8 (opetusmoniste, kappaleet )

DNA RNA proteiinit transkriptio prosessointi translaatio regulaatio

Eliömaailma. BI1 Elämä ja evoluutio Leena Kangas-Järviluoma

SIKIÖN KROMOSOMIPOIKKEAVUUKSIEN JA VAIKEIDEN RAKENNE-POIKKEAVUUK- SIEN SEULONTA TURUSSA TIETOA VANHEMMILLE

- Jakautuvat kahteen selvästi erottuvaan luokkaan,

Transkriptio:

Sukupuolijutut 2 Kärpänen ja ihminen Opetus: vaikka banaanikärpänen edustaakin hyvin monisoluisia eukaryootteja perinnöllisyyden tutkimisessa, eivät kaikki asiat ole ihmisellä ja kärpäsellä samanlaisia, vaikka ehkä aluksi näyttäisivätkin siltä

Sukupuolen määräytyminen Drosophila melanogasterilla C.B. Bridges risteytteli viime vuosisadan alkupuolella kaikessa rauhassa vermilion-naaraita (v/v, punaiset silmät) villien koiraiden (+/Y) kanssa ja tarkasteli suunnattomia määriä ensimmäisen polven jälkeläisiä. Kukaan ei enää voi tietää, miksi niitä piti niin paljon tarkastella. Ehkäpä X-kromosomaalisen periytymisen keksiminen oli juuri käynnissä ja testattava suurella aineistolla. Harvoin, kerran kahdessa-kolmessatuhannessa jälkeläisessä hän havaitsi vermilion-naaraita tai normaalikoiraita Tällaisia ei oikeasti voi olla, eihän? Ristetyksestähän tulee v/+ - naaraita ja v/y -koiraita, eikö niin? Entäpä jos on kysymyksessä ns. lirahdus : ei risteytyneitä vaan suoraan jo omanlaistensa kanssa pariutuneiden jälkeläisiä?

vermilion Koiraan osuus X Y Meioosi I ja II naaras Jälkeläiset koiras Näin risteytyksessä pitäisi tapahtua. Väitetään, että Bridges ei epäillyt itseään, vaan ajatteli, että kromosomit olisivat menneet väärin, ja rupesi sitä testaamaan.

Bridges siis otti niitä odottamattomia F 1 - vermilion-naaraita ja risteytti ne normaalin koiraan kanssa. Mitä tuli jälkeläisistä? villejä naaraita 46% hyvinvoivia villejä metanaaraita 2% kuolivat villejä koiraita 2% steriilejä vermilion-koiraita 46% runsaasti, reippaita vermilion-naaraita 2 % lisääntyivät Jos kysymyksessä olisi ollut lirahdus, olisi jälkeläistö ollut vain villejä naaraita ja vermilion-koiraita, joten ensimmäisen polven outous toistui seuraavassa polvessa, ja niitä silmään pistäneitä vermilion-naaraita tuli paljon, 2 prosenttia. Johtopäätös: F 1 - vermilion-naaraiden kromosomit olivat oudot

vermilion Koiraan osuus X Y Meioosi I ja II naaras Jälkeläiset koiras Näin risteytyksessä pitäisi tapahtua.

vermilion Koiraan osuus X Y vainaa armotta naaras vermilion Näin risteytyksessä tapahtui (harvoin) koiras villi

vermilion Koiraan osuus X Y Primaarinen non-disjunktio naaras vermilion vainaa koiras villi (X0, steriili)

Meioosissa kromosomit segregoituvat tutun mallin mukaan, ensin vastinkromosomien kinetokorit omiin napoihinsa (halkeamatta) ja sitten sisarkromosomit omiinsa, siten että kinetokori halkeaa. Jos kinetokori ei halkea toisessa jaossa, tulee gameettiin yhden sijasta kaksi edustajaa ao. kromosomista

Se vermilion naaras: Replikaatio Koiraan osuus X Y verm. naaraita vainaita villejä koiraita Sekundaarinen non-disjunktio: kun kromosomeja on outo määrä, on jatkokin mitä sattumanvaraisinta. Markkerit ja sukupuolet jatkaa sekoiluaan

Bridges sekoitteli kromosomeja (myös autosomeja) vielä lisää ja lopulta sai selville, että sukupuolen määrää X-kromosomien ja autosomiannosten lukusuhde: XX:AA = 1 > naaras, XY:AA = 0.5 > koiras. Tämä tieto oli valmis 1921. Kauan luultiin, että sama sääntö kelpaa ihmisellekin. Siinä oltiin väärässä koiras naaras interseksi supernaaras

Vasta molekyyligenetiikan aikana Drosophilan sukupuolenmääräytymistä ruvettiin selvittämään lisää 1. Miten kärpänen laskee kromosominsa? X:A suhde? Osoittajassa X-kromosomaalisia geenejä sisa, sisb, sisc, runt joiden tuotteet autosomaalinen nimittäjägeeni deadpan eliminoi. Jos jää ylimäärää, X:A > 0.5, Sexlethal geeni toimii, jollei jää, Sxl-geeni on OFF Siitä se alkaa. Sxl tuottaa naaraassa varhaisproteiinin, joka osallistuu seuraavassa vaiheessa Sxl mrna:n muokkaukseen. MCB 424-425, CELL 348

MCB 424-425

sex lethal Promoottori AUG =start Stop CELL 439 maskaa intronin lopun MCB 424

CELL 439 s s s s Reguloitua splicingia edelleen, ja lopulta saadaan aikaan koiras ja naaras (kärpänen) MCB 425

CELL 439

Musca domestica eli huonekärpänen, siis Drosophilan läheinen sukulainen, säätelee sukupuolta vaihtelevin tavoin: Koiraat Naaraat Standardi XY XX Autosomisysteemi XX; M/+ XX; +/+ Naarasepistasia XX; M/M; +/+ XX; M/M, F D /+ man -kannat XX; F man/ F man XX; F man /+ Ag kannat XX; Ag/+ tai XX; +/+ XX; Ag/+ >> vain poikia XX; +/+ >> tyttäriä

Ihmisen (nisäkkään) sukupuolikromosomit ja sukupuolen määräytyminen Ihmisellä (nisäkkäällä) naaras on XX, koiras XY, ihan niin kuin Drosophila melanogasterilla Oletettiin ilman muuta, että systeemi on samanlainen Toisinaan ihmisenkin kromosomit menevät meioosissa virheellisesti, jolloin syntyy ns. aneuploidioita. Sama mekanismi kuin Bridgesin kokeissa eli primaarinen non-disjunktio.

Meioosissa kromosomit segregoituvat tutun mallin mukaan, ensin vastinkromosomien kinetokorit omiin napoihinsa (halkeamatta) ja sitten sisarkromosomit omiinsa, siten että kinetokori halkeaa. Jos kinetokori ei halkea toisessa jaossa, tulee gameettiin yhden sijasta kaksi edustajaa ao. kromosomista. Aneuploidiat

Yhteenvetotilastot 61 % (892/1457) keskenmenoista kromosomeiltaan poikkeavia Kymmenestä tuhannesta syntyvästä: 1.4 18-trisomia (Edwards kuvaajana) 2 13-trisomia (Patau) 14 21-trisomia (Down) 20 AAXXY Klinefelter 2-4 AAX0 Turner 7 AAXXX Triplo-X

Klinefelterin syndrooma OMIM-entry Sellaiset henkilöt, joilla on useampia kuin yksi X kromosomi, kehittyvät primaarisesti miehiksi joka tapauksessa, jos heillä on Y kromosomi. Kärpäsellähän sellaiset yksilöt ovat naaraita. Ylimääräiset X- kromosomit aiheuttava kuitenkin häiriöitä.

Turnerin syndrooma Jos tsygootilla on vain yksi X kromosomi mutta ei Y:tä, johtaa kehitys naispuolelle. Kärpäsen systeemissähän tällainen yksilö olisi koiras. Häiriöistä pahin on oikeastaan lyhytkasvuisuus, jota nykyisin voidaan hoitaa tehokkaasti.

Sukupuolikromosomien aneuploidiat Joskus kuusikymmenluvulla keksittiin, että henkilöt joilla on kaksi Y-kromosomia olisivat erityisen väkivaltaisia ja epäsosiaalisia. Murhamiehiä päästettiin irti sillä verukkeella. XYY ei kuitenkaan ole mikään erityisen vakava syndrooma (oireyhtymä), sitä esiintyy normaalisti 0.69 promillea eikä se aiheuta mitään oireita, joita pitäisi ihmetellä.

Ihmisen (nisäkkään) sukupuolikromosomit ja sukupuolen määräytyminen Ihmisellä (nisäkkäällä) naaras on XX, koiras XY Toisinaan ihmisenkin kromosomit menevät meioosissa virheellisesti, jolloin syntyy ns. aneuploidioita Voidaan päätellä, että Y yksinomaan ratkaisee sukupuolen Tekijä on paikannettu pieneen segmenttiin, jonka nimi on SRY, Sex determining Region of Y chromosome. Onhan se tietenkin myös sekvensoitu ja siitä tiedetään aivan kaikki.

Nisäkkään sukupuolen määrää geneettisesti yksi ainoa Y- kromosomin geeni, SRY (sex determining region in Y chromosome) josta alkaa sitten erilaistumiskehitys. Virhe tässä geenissä voi aiheuttaa XY-naaraan (Swyerin syndrooma); sen translokaatio X:ään johtaa XX-koiraisiin. CELL 1283-1285 (eli CD:llä) Toisen X:n inaktivaatio nisäkäsnaaraissa CELL 473-476: Dosage compensation

SRY Vaikka tässä on aika monta geeniä, ei nisäkkään sukupuolen määräytymismekanismi ole suinkaan perinpohjin selvillä. Tärkeintä kai on, että se toimii.

CELL 1139-1141

Ihmisen (nisäkkään) sukupuolikromosomin evoluutio Ihmisen (nisäkkään) naaras on XX, koiras XY Kerran, kauan sitten, X ja Y olivat homologeja, niinkuin mikä tahansa autosomipari nykyään Linnuilla sukupuolen määräävät kromosomit W ja Z (jotka ovat aakkosissa viereiset); koiras on ZZ ja naaras WZ. Nisäkkäillä W ja Z ovat vielä identtiset: ne ovat meillä kromosomipari 9. Nisäkkään yhdeksikössä ovat DMRT1 ja DMRT2, jotka osallistuvat nisäkkään testiksen määräytymiseen erittäin varhaisessa vaiheessa, mutta ne osallistuvat siihen myös linnuilla (ovat siis Z-kromosomissa) ja alligaattoreilla, joiden sukupuolen määrää lämpötila! Doublesex on näiden ortologi Drosophilalla

Yhteisiä kärpäselle (autosomissa), linnulle (Z kromosomissa), ihmiselle (9. kromosomissa), krokotiilille ja kilpikonnalle ovat lopulta kaksi sukupuolen määräämisgeeniä, DMRT1 ja DMRT2 Doublesex and MAB3 related transcription factor1 Doublesex and MAB3 related transcription factor2

Sukupuolen määräytyminen

Dsx (Drosophila) ja DMRT1 (nisäkkäät) on koko ketjussa viimeinen tekijä. Se lopulta pistää sukupuolieron kehityksen käyntiin. Se on sitten myös se konservatiivinen tekijä. Sen yläpuolella olevat säätelijät vaihtelevat eri eläinryhmissä kovasti, koska on samantekevää, miten sukupuoli määräytyy, kunhan niitä on kaksi, sillä kahdenlaisia voidaan rakentaa. Kolmanteen sorttiin ei eläimillä ole värkkejä. Drosophilan seksin molekyyliperusta on MCBkirjassa sivuilla 423-425 ja CELLissä sivulla 439 Uudehko juttu: Pomiankowski, Nöthiger & Wilkins (2004) The evolution of the Drosophila sex determination pathway.- Genetics 166: 1761-1773

Evolution & Development Jan/Feb 2003 Y-kromosomi