Medicinsk genetik del 3: Könsbunden nedärvning av färgblindhet och blödarsjuka. Niklas Dahrén

Transkript

1 Medicinsk genetik del 3: Könsbunden nedärvning av färgblindhet och blödarsjuka Niklas Dahrén

2 Människans kromosomer Antalet kromosomer: Människan har 22 homologa kromosompar och 1 par könskromosomer ( eller Y). Totalt 23 kromosompar och 46 kromosomer. Antalet kromosomer skiljer sig mellan olika arter. Homologa kromosompar: Med homolog menas att kromosomerna innehåller samma typ av gener (kodar för samma egenskaper/ funktioner) och att generna sitter på samma plats på resp. kromosom. Den ena kromosomen i ett homologt par kommer från individens mamma och den andra från individens pappa. och Y kromosomen är inte homologa utan innehåller olika typer av gener. Autosomala kromosomer (autosomer): Av de 23 kromosomparen är 22 par autosomala (ej könskromosomer). Dessa har beteckningen 1-22 där nr. 1 är de längsta kromosomerna och nr. 22 de kortaste. Könskromosomer: Könskromosomerna räknas som det 23:e kromosomparet men betecknas (hos kvinnor) och Y (hos män).

3 Könskromosomerna Kromosomuppsättningen (karyotypen) hos flickor resp. pojkar: Flickor har i regeln kromosomuppsättningen medan pojkar har Y. Y-kromosomen är den manliga könskromosomen hos båda däggdjur och groddjur, men inte hos andra djur. Hos fåglarna har hanarna två Z-kromosomer medan honorna har två olika kromosomer; en Z- kromosom och en W-kromosom. Få gener på Y-kromosomen: -kromosomen innehåller massor med viktiga gener men på Y-kromosomen finns mycket få funktionella gener. Y-kromosomen är också betydligt mindre än -kromosomen vilket innebär att det räcker med ett ljusmikroskop för att avgöra om en cell kommer från en kvinna eller en man. SRY-genen gör foster till pojkar: Den viktigaste genen på Y-kromosomen är SRY-genen. SRY-genen initierar en händelsekedja vilken leder till ökad produktion av testosteron och sparkar igång utvecklingen till pojkfoster. SRYgenen aktiveras 6-8 veckor in i graviditeten. Det finns flickor med kromosomuppsättningen Y: Mutationer av SRY-genen, så att genen inaktiveras, leder till att fostret inte blir till en pojke trots att den har en Y-kromosom. Istället utvecklas fostret till en fullt normal flicka men med kromosomuppsättningen Y. Detta är inte en sjukdom, och upptäcks inte om man inte utför ett kromosombaserat könstest.

4 Hur ärvs könet? Äggcellerna innehåller -kromosomen: Vid meiosen separeras -kromosomerna från varandra och hamnar i olika äggceller. Mamman bildar alltså äggceller som alla innehåller en -kromosom. Spermierna innehåller - eller Y-kromosomen: Vid meiosen separeras - och Y-kromosomen från varandra och hamnar i olika spermier. Pappan bildar alltså olika spermier med olika genotyp; hälften bär på -kromosomen och hälften bär på Y-kromosomen. Pappans spermier: Mammans äggceller: Flicka Flicka Y Y Pojke Y Pojke Teoretiskt borde hälften av alla barn som föds vara flicckor och hälfte pojkar men det är faktiskt en störr eandel pojkar som föds. En förklaaring kan vara att spermier som bär på Y- kromosomen är lättare och tar sig farm fortare till äggcellen.

5 Autosomal resp. könsbunden nedärvning Autosomal nedärvning: De flesta funktioner/egenskaper är kopplade till gener som sitter på någon av autosomerna (ej könskromosomer). Om vi ärver dessa egenskaper/funktioner så kallas det för autosomal nedärvning. Könsbunden nedärvning: Vissa funktioner/egenskaper är kopplade till gener som sitter på någon av könskromosomerna. Om vi ärver dessa egenskaper/funktioner så kallas det för könsbunden nedärvning eftersom det har koppling till könskromosomerna och därmed vårt kön. -kromosomal/-länkad nedärvning: Könsbunden nedärvning handlar nästan alltid om gener som sitter på - kromosomen eftersom Y-kromosomen är mindre och innehåller mycket färre gener. Av den anledningen kallas könsbunden nedärvning ofta för -kromosomal eller -länkad nedärvning. Röd-grön färgblindhet och blödarsjuka är två exempel på egenskaper eller sjukdomar som är kopplade till - kromosomen och därför räknas som könsbunden nedärvning. Röd-grön färgblindhet och blödarsjuka är mycket vanligare hos män jämfört med kvinnor, eftersom generna som påverkar detta sitter på -kromosomen.

6 Röd-grön färgblindhet Röd-grön färgblindhet är en könsbunden recessiv egenskap/sjukdom: Röd-grön färgblindhet (defekt färgseende) orsakas av en defekt, recessiv gen, på -kromosomen. Defekt= fungerar inte som den ska. Den defekta genen innebär att det protein som bildas och som behövs för färgseendet också är defekt och inte fungerar som det ska. Detta innebär att individen oftast får svårt att skilja mellan vissa röda och gröna nyanser. Defekt gen Defekt protein Defekt färgseende (färgblindhet)

7 Könsbundna (-länkade) recessiva sjukdomar Könsbundna (-länkade) recessiva sjukdomar: Könsbundna recessiva sjukdomar beror på recessiva gener/anlag som sitter på någon av könskromosomerna. Könsbundna sjukdomar orsakas dock nästan alltid av någon gen på - kromosomen. Därför kallas dessa sjukdomar även för -länkade, -kromosomala eller -bundna sjukdomar. Män drabbas mycket oftare: Män drabbas oftare än kvinnor av könsbundna (-länkade) recessiva sjukdomar, vilket beror på att en kvinna som har ett sjukt recessivt anlag/gen på den ena -kromosomen även har ett friskt dominant anlag/gen på den andra -kromosomen som kompenserar för det sjuka. Hur stor är risken att barnen blir sjuka?: 50 % av pojkarna riskerar att bli sjuka om en frisk kvinnlig anlagsbärare (genotyp: ) får barn med en frisk man (genotyp: Y), (korsningsschema 1). 50 % av alla barn riskerar däremot att bli sjuka om en frisk kvinnlig anlagsbärare får barn med en sjuk man (korsningsschema 2). Flickor kan enbart få sjukdomen om deras pappa har sjukdomen och deras mamma är bärare av anlaget. = -kromosom med ett sjuk anlag/gen. 1. Pappa: 2. Mamma: Y Y Y 50 % av pojkarna blir sjuka. Mamma: Pappa: Y Y Y 50 % av barnen blir sjuka

8 Könsbunden nedärvning av röd-grön färgblindhet är mycket vanligare hos män Färgblindhet är mycket vanligare hos män än hos kvinnor: I Sverige är ca 8 % av alla män färgblinda medan samma siffra för kvinnor är ca 0,5 %. Skillnaden beror på att genen (anlaget) för det felaktiga färgseendet är recessiv (genen är defekt) och förekommer enbart i -kromosomer. - och Y-kromosomen skiljer sig åt: -kromosomen är betydligt större än Y-kromosomen. Det finns ett flertal gener i -kromosomen som inte har motsvarande gen i Y-kromosomen. - och Y-kromosomen är alltså inte helt homologa med varandra. Den gen som är inblandad i ögats färgseende, och som kan orsaka röd-grön färgblindhet om den är skadad, saknas på Y-kromosomen. Den genen finns enbart på -kromosomen. Anledningen till att färgblindhet är mycket vanligare hos män är dels att egenskapen är recessiv och dels att männen bara har en -kromosom (ärver från mamman) vilket gör att de helt får förlita sig på den kromosomen när det gäller färgseendet. Fungerar inte färgseende-genen på -kromosomen som den ska, så finns det ingen reservgen på den andra kromosomen (på Y-kromosomen) som kan rädda situationen. Hos kvinnor finns det däremot en till -kromosom (de har ju även fått en -kromosom från sin pappa) och därmed en till färgseendegen som ev. kan rädda situationen. Om den genen inte är defekt utan fungerar som den ska så blir individen inte färgblind. Den friska genen är då dominant och undertrycker den recessiva, defekta, genen. Ibland kan dock båda generna vara defekta hos en kvinna och då blir även hon färgblind.

9 Vad krävs det för att drabbas av röd-grön färgblindhet? Om man är man: En man har enbart en -kromosom och då räcker det att färgseende-genen på denna kromosom är defekt för att mannen ska bli färgblind. Om man är kvinna: En kvinna har två -kromosomer och därför krävs det att båda -kromosomerna har en defekt färgseende-gen eftersom genen som påverkar detta är recessiv. Y Färgblind man Anlagsbärande kvinna Färgblind kvinna = -kromosom med ett defekt anlag/gen.

10 Uppgift 1: En man har röd-grön färgblindhet och ska skaffa barn med en kvinna som inte är färgblind och som inte heller bär på anlaget. Hur stor är risken att deras barn blir färgblinda? Lösning: Vi gör ett korsningsschema för att lösa uppgiften. Vi använder oss av bokstäverna och Y eftersom det är en könsbunden nedärvning och för att lättare hålla reda på vilket kön resp. barn får. Ett streck under får symbolisera en defekt gen. -kromosomen skrivs först. Är det två -kromosomer så skrivs den med ett dominant anlag/gen först. Mammans äggceller: Pappans spermier: Y Y Y = -kromosom med ett defekt anlag/gen. Svar: Inget barn kommer kunna bli färgblind.

11 Uppgift 2: En kvinna har röd-grön färgblindhet och skaffar barn med en man som inte är färgblind. De får en son. Är sonen färgblind? Lösning: Vi gör ett korsningsschema för att lösa uppgiften. Vi använder oss av bokstäverna och Y eftersom det är en könsbunden nedärvning och för att lättare hålla reda på vilket kön resp. barn får. Ett streck under får symbolisera en defekt gen. -kromosomen skrivs först. Är det två -kromosomer så skrivs den med ett dominant anlag/gen först. Mammans äggceller: Pappans spermier: Y Y Y Färgblind pojke = -kromosom med ett defekt anlag/gen. Svar: Ja, sonen är färgblind.

12 Uppgift 3: En man har röd-grön färgblindhet och skaffar barn med en kvinna som bär på anlaget. Hur stor andel av barnen riskerar att bli färgblinda? Lösning: Vi gör ett korsningsschema för att lösa uppgiften. Vi använder oss av bokstäverna och Y eftersom det är en könsbunden nedärvning och för att lättare hålla reda på vilket kön resp. barn får. Ett streck under får symbolisera en defekt gen. -kromosomen skrivs först. Är det två -kromosomer så skrivs den med ett dominant anlag/gen först. Mammans äggceller: Pappans spermier: Y Y Y Färgblind flicka Färgblind pojke = -kromosom med ett defekt anlag/gen. Svar: 50 % av barnen riskerar att bli färgblinda

13 Könsbunden nedärvning av blödarsjuka Klassisk blödarsjuka beror på en defekt gen på -kromosomen: En gen som finns i -kromosomen förorsakar sjukdomen klassisk blödarsjuka (hemofili). Vid klassisk blödarsjuka saknas en s.k. antihemofilfaktor (ett specifikt protein) i blodet som gör att blodet inte kan koagulera på ett normalt sätt. Även små yttre och inre blödningar kan få allvarliga konsekvenser. Den obehandlade riskerar ständigt att utsättas för mycket smärtsamma spontana invärtes blödningar. Detta var tidigare en dödlig sjukdom men nu finns det mediciner som gör att man kan kontrollera sjukdomen. Defekt gen Defekt eller inget protein (antihemofilfaktor) Blödarsjuka Behandling: Sjukdomen behandlades förut med vila, smärtstillande medel och blodtransfusioner för att försöka ersätta det blod som patienten förlorade. Numera har transfusioner ersatts med preventiv, regelbunden intravenös injicering av det protein (antihemofilfaktorn) som personen saknar. Behandlingen är ofta livslång. Nästan inga flickor föds med sjukdomen: Sjukdomen är recessiv och nedärvs via -kromosomen. Flickor drabbas därför mycket mer sällan jämfört med pojkar eftersom flickor har två -kromosomer och därmed en reservgen på den andra -kromosomen som ev. kan rädda situationen. Om ett flickfoster mot förmodan har råkat fått två defekta gener så leder det dock ofta till missfall. Av dessa anledningar är det väldigt ovanligt att det föds blödarsjuka flickor.

14 Uppgift 4: Visa med ett korsningsschema hur två friska föräldrar kan få en Lösning: Vi gör ett korsningsschema för att lösa uppgiften. Vi använder oss av bokstäverna och Y eftersom det är en könsbunden nedärvning och för att lättare hålla reda på vilket kön resp. barn får. Ett streck under får symbolisera en defekt gen. - kromosomen skrivs först. Är det två -kromosomer så skrivs den med dominant gen/anlag först. Mamman måste bära på anlaget, annars kan inte deras pojke få sjukdomen. Skulle pappan bära på anlaget så skulle även pappan vara sjuk. Mammans äggceller: blödarsjuk pojke. Pappans spermier: Y Y Blödarsjuk pojke Y = -kromosom med ett defekt anlag/gen.

15 Färgblindhet och blödarsjuka ärvs vanligtvis från morfar till dotterson En man med en -länkad recessiv sjukdom (eller egenskap) ger alltid anlaget vidare till sina döttrar (en flicka får alltid sin ena -kromosom från sin pappa), som då blir friska bärare. Döttrarna kan sedan ge det vidare till sina barn, varav pojkarna då kommer bli sjuka. Av den anledningen är det vanligt att denna typ av sjukdomar/egenskaper ärvs från morfar till dotterson. 1. Mamma (mormor): Pappa (morfar): Y Y Y Generation 1: En blödarsjuk man får barn med en frisk kvinna. De får en dotter och en son tillsammans. Varken sonen eller dottern är sjuk men dottern bär på sjukdomsanlaget. = -kromosom med ett sjukt anlag/gen. 2. Mamma: Pappa: Y Y Y Generation 2: Dottern växer upp och skaffar tillslut barn med en frisk man. De får en son och 4 döttrar tillsammans. Sonen insjuknar, men däremot ingen av döttrarna. Sonen blir sjuk eftersom han har fått det sjuka anlaget från sin mamma (som från början härstammade från hans morfar).

16 Viktiga begrepp: Kromosom Homologa kromosompar Autosomer Könskromosomer Autosomal nedärvning Könsbunden nedärvning -kromosomal/-länkad nedärvning Blödarsjuka Röd-grön färgblindhet

17 Se gärna fler filmer av Niklas Dahrén: