tytuł oryginału: genetics for dummies, 2nd edition · 8 genetyka dla bystrzaków nici wiodące i...

Tytuł oryginału: Genetics For Dummies, 2nd Edition

Tłumaczenie: Wojciech Usarzewicz

ISBN: 978-83-283-3387-1

Original English language edition Copyright © 2010 by Wiley Publishing, Inc., Indianapolis, IndianaAll rights reserved including the right of reproduction in whole or in part any form. This translation published by arrangement with John Wiley & Sons, Inc.

Oryginalne angielskie wydanie Copyright © 2010 by Wiley Publishing, Inc., Indianapolis, IndianaWszelkie prawa, włączając prawo do reprodukcji całości lub części w jakiejkolwiek formie, zarezerwowane. Tłumaczenie opublikowane na mocy porozumienia z John Wiley & Sons, Inc.

Translation copyright © 2017 by Helion SA

Wiley, the Wiley Publishing logo, For Dummies, Dla Bystrzaków, the Dummies Man logo, A Reference for the Rest of Us!, The Dummies Way, Dummies Daily, The Fun and Easy Way, Dummies.com, and related trade dress are trademarks or registered trademarks of John Wiley and Sons, Inc. and/or its affiliates in the United States and/or other countries. Used by permission.

Wiley, the Wiley Publishing logo, For Dummies, Dla Bystrzaków, the Dummies Man logo, A Reference for the Rest of Us!, The Dummies Way, Dummies Daily, The Fun and Easy Way, Dummies.com i związanaz tym szata graficzna są markami handlowymi John Wiley and Sons, Inc. i/lub firm stowarzyszonychw Stanach Zjednoczonych i/lub innych krajach. Wykorzystywane na podstawie licencji.

All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording or by any information storage retrieval system, without permission from the Publisher.

Wszelkie prawa zastrzeżone. Nieautoryzowane rozpowszechnianie całości lub fragmentu niniejszej publikacji w jakiejkolwiek postaci jest zabronione. Wykonywanie kopii metodą kserograficzną, fotograficzną, a także kopiowanie książki na nośniku filmowym, magnetycznym lub innym powoduje naruszenie praw autorskich niniejszej publikacji.

Autor oraz Wydawnictwo HELION dołożyli wszelkich starań, by zawarte w tej książce informacje były kompletne i rzetelne. Nie biorą jednak żadnej odpowiedzialności ani za ich wykorzystanie, ani za związane z tym ewentualne naruszenie praw patentowych lub autorskich. Autor oraz Wydawnictwo HELION nie ponoszą również żadnej odpowiedzialności za ewentualne szkody wynikłe z wykorzystania informacji zawartych w książce.

Drogi Czytelniku!Jeżeli chcesz ocenić tę książkę, zajrzyj pod adres http://dlabystrzakow.pl/user/opinie/genby2Możesz tam wpisać swoje uwagi, spostrzeżenia, recenzję.

Wydawnictwo HELION ul. Kościuszki 1c, 44-100 Gliwicetel. 32 231 22 19, 32 230 98 63e-mail: [email protected]: http://dlabystrzakow.pl

Printed in Poland.

• Kup książkę• Poleć książkę • Oceń książkę

• Księgarnia internetowa• Lubię to! » Nasza społeczność

http://helion.pl/rt/genby2

http://helion.pl/rf/genby2

http://helion.pl/ro/genby2

http://dlabystrzakow.pl

http://ebookpoint.pl/r/E37AT

Spis treści 5

Spis treściO autorce .............................................................................................15

Podziękowania od autorki .................................................................17

Wprowadzenie ...................................................................................19O książce ....................................................................................................................19Konwencje użyte w książce .....................................................................................20Czego nie musisz czytać ...........................................................................................20Naiwne założenia ......................................................................................................20Jak podzielona jest książka ......................................................................................21

Część I: Kluczowe zagadnienia genetyki: zacznijmy od podstaw ..................21Część II: DNA: materiał genetyczny ..................................................................21Część III: Genetyka i Twoje zdrowie ..................................................................22Część IV: Genetyka i Twój świat ........................................................................22Część V: Dekalogi ................................................................................................22

Ikony wykorzystane w książce ................................................................................22Co dalej ......................................................................................................................23

CZĘŚĆ I: KLUCZOWE ZAGADNIENIA GENETYKI:ZACZNIJMY OD PODSTAW ..........................................25

ROZDZIAŁ 1: Co to takiego genetyka i dlaczegopowinieneś trochę ją poznać ..........................................27Co to takiego genetyka? ...........................................................................................27

Genetyka klasyczna: przekazywanie cech z pokolenia na pokolenie ...........28Genetyka molekularna: DNA i chemia genów ................................................29Genetyka populacyjna: genetyka grup ............................................................30Genetyka ilościowa: zrozumieć dziedziczenie .................................................31

Z życia genetyka ........................................................................................................31W laboratorium genetycznym ...........................................................................31Przegląd karier w genetyce ...............................................................................33

Poleć książkęKup książkę



6 Genetyka dla bystrzaków

ROZDZIAŁ 2: Podstawowa biologia komórki .......................................39Zaglądamy do Twojej komórki ................................................................................40

Komórki pozbawione jądra ...............................................................................40Komórki z jądrem ...............................................................................................41Analiza podstaw chromosomów ......................................................................43

Mitoza: czas na podział ............................................................................................46Krok 1. Czas rosnąć ............................................................................................47Krok 2. Podział chromosomów .........................................................................49Krok 3. Wielki podział .........................................................................................51

Mejoza: produkcja komórek do rozmnażania ......................................................51Mejoza część 1. ...................................................................................................53Mejoza II: kontynuacja .......................................................................................54Mamo, skąd się wziąłem? ..................................................................................55

ROZDZIAŁ 3: Wyobraź sobie groszek:odkrywanie praw dziedziczenia .....................................57W ogrodzie z Grzegorzem Mendlem ......................................................................58Zrozumieć mowę dziedziczenia ..............................................................................60Upraszczamy dziedziczenie .....................................................................................61

Określanie dominacji .........................................................................................61Segregacja alleli ..................................................................................................63Deklarowanie niezależności ..............................................................................65

Szukamy nieznanych alleli .......................................................................................66Użycie podstaw prawdopodobieństwa do określania dziedziczności ...............66Rozwiązywanie prostych problemów genetycznych ............................................67

Deszyfracja krzyżówki jednogenowej ...............................................................69Zmierzmy się z krzyżówką dwugenową ...........................................................69

ROZDZIAŁ 4: Siły porządkowe.Zastosowanie praw Mendla do cech złożonych ...........73Dominujące allele rządzą… czasami .......................................................................74

Krok do tyłu z dominacją niepełną ...................................................................74Bądźmy uczciwi wobec kodominacji ................................................................75Guzdramy się z niepełną penetracją ................................................................76

Allele prowadzące do komplikacji ..........................................................................76Więcej niż dwa allele ..........................................................................................77Allele letalne ........................................................................................................78

Czas skomplikować sobie życie ..............................................................................79Kiedy geny wzajemnie oddziałują .....................................................................79Geny w ukryciu ...................................................................................................79Geny sprzężone razem ......................................................................................82Jeden gen o wielu fenotypach ...........................................................................85




Spis treści 7

Odkrywamy więcej wyjątków od praw Mendla .....................................................85Epigenetyka .........................................................................................................85Imprinting genomowy ........................................................................................86Antycypacja .........................................................................................................86Efekty środowiskowe .........................................................................................87

ROZDZIAŁ 5: Różnica ma znaczenie. Genetyka płci ............................89Zacznijmy od X: skąd ta cała płciowość ..................................................................90

Determinacja płci u ludzi ...................................................................................90Determinacja płci u innych organizmów .........................................................93

Schorzenia związane z determinacją płci u ludzi ..................................................96Dodatkowe chromosomy X ...............................................................................98Dodatkowe chromosomy Y ...............................................................................99Jeden X i brak Y ...................................................................................................99

Znalezione na chromosomach płciowych: dziedziczenie sprzężone z płcią ......99Zaburzenia sprzężone z chromosomem X ....................................................100Cechy ograniczone płcią ..................................................................................101Cechy związane z płcią .....................................................................................102Cechy sprzężone z Y .........................................................................................102

CZĘŚĆ II: DNA: MATERIAŁ GENETYCZNY ................................103

ROZDZIAŁ 6: DNA: podstawa życia .....................................................105Dekonstrukcja podwójnej helisy ...........................................................................106

Chemiczne składniki DNA ................................................................................108Składanie podwójnej helisy: struktura DNA ..................................................111

Analizujemy inne typy DNA ...................................................................................116DNA jądrowe .....................................................................................................116Mitochondrialne DNA ......................................................................................116Chloroplastowe DNA ........................................................................................117

Zagłębiamy się w historię DNA .............................................................................118Odkrycie DNA ....................................................................................................118Przestrzeganie reguł Chargaffa .......................................................................119Trochę niezgody i helisa: Franklin, Wilkins, Watson i Crick .........................119

ROZDZIAŁ 7: Replikacja: kopiowanie Twojego DNA .........................121Rozpinamy: tworzenie matrycy dla nowego DNA ..............................................122W jaki sposób DNA ulega skopiowaniu ...............................................................125

Poznaj zespół do spraw replikacji ...................................................................126Dzielenie helisy .................................................................................................129Czas na rozruch ................................................................................................131





Nici wiodące i nici opóźniające ........................................................................132Wszystko łączy się w całość .............................................................................133Sprawdzanie poprawności replikacji ..............................................................133

Replikacja u eukariontów ......................................................................................134Hamujemy: telomery .......................................................................................135Kończenie pracy ................................................................................................136

W jaki sposób replikuje się koliste DNA ...............................................................137Theta ..................................................................................................................138Toczące się koło ................................................................................................138Pętla D ................................................................................................................138

ROZDZIAŁ 8: Sekwencjonowanie Twojego DNA ................................139Przymierzamy kilka genów ....................................................................................140Droga do sekwencjonowania ludzkiego genomu ...............................................142

Genom drożdży ................................................................................................142Elegancki genom nicienia ................................................................................144Genom kury domowej .....................................................................................144Projekt poznania ludzkiego genomu ..............................................................145

Sekwencjonowanie: odczytywanie języka DNA ..................................................147Identyfikacja graczy w sekwencjonowaniu DNA ...........................................147Odnajdywanie treści w wynikach sekwencjonowania .................................149

ROZDZIAŁ 9: RNA: bliski kuzyn DNA ..................................................151Wiesz już dużo o RNA .............................................................................................151

Dorzućmy nieco innych cukrów ......................................................................152Poznaj nową zasadę: uracyl ............................................................................153Pleciemy nić! ......................................................................................................154

Transkrypcja: kopiowanie informacji DNA na język RNA ...................................155Przygotowanie do transkrypcji .......................................................................156Inicjacja ..............................................................................................................159Elongacja ............................................................................................................161Terminacja .........................................................................................................161

Obróbka potranskrypcyjna ...................................................................................162Dorzucamy czapeczkę i ogonek ......................................................................162Edycja informacji ..............................................................................................163

ROZDZIAŁ 10: Translacja kodu genetycznego .....................................165Dobre serce degenerata ........................................................................................166

Znaczenie kombinacji .......................................................................................167W ramce! Odczytywanie kodu .........................................................................168Nie do końca uniwersalny ...............................................................................169




Spis treści 9

Poznaj zespół do spraw translacji ........................................................................169Wycieczka translacyjna ..........................................................................................169

Inicjacja ..............................................................................................................170Elongacja ............................................................................................................173Terminacja .........................................................................................................173

Białka to cenne polipeptydy ..................................................................................176Poznajemy grupy rodnikowe ..........................................................................176Białka uzyskują kształt .....................................................................................177

ROZDZIAŁ 11: Ekspresja genu: jaka urocza para genów ....................179Geny pod kontrolą .................................................................................................180Kontrola transkrypcyjna ekspresji genów ...........................................................182

Ciasno nawinięte: efekty pakowania DNA .....................................................182Geny kontrolujące geny ...................................................................................183Hormony włączające geny ...............................................................................185

Kontrola wsteczna: to, co dzieje się po transkrypcji ...........................................188Ramię w ramię: splicing RNA ...........................................................................188Cicho bądź! Wyciszanie mRNA ........................................................................190Najlepiej spożyć przed: mRNA ........................................................................190

Wytracona kontrola genów ...................................................................................191Modyfikacja miejsca translacji ........................................................................191Modyfikacja czasu translacji ............................................................................191Modyfikacja kształtu białka .............................................................................192

CZĘŚĆ III: GENETYKA I TWOJE ZDROWIE .................................195

ROZDZIAŁ 12: Poradnictwo genetyczne ...............................................197Poznajmy doradców genetycznych ......................................................................198Budowanie i analiza drzewa genealogicznego ....................................................199

Cechy autosomalne dominujące ....................................................................201Cechy autosomalne recesywne ......................................................................203Cechy recesywne sprzężone z chromosomem X ..........................................205Cechy dominujące sprzężone z chromosomem X ........................................206Cechy sprzężone z chromosomem Y .............................................................208

Badania genetyczne, czyli wiedzieć z wyprzedzeniem .......................................209Badania ogólne .................................................................................................209Badania prenatalne ..........................................................................................209Badania przesiewowe noworodka .................................................................211





ROZDZIAŁ 13: Mutacje i choroby dziedziczne: rzeczy,których nie zmienisz ......................................................213Klasyfikujemy rodzaje mutacji ..............................................................................214Co powoduje mutacje ............................................................................................215

Mutacje spontaniczne ......................................................................................215Mutacje indukowane ........................................................................................219

Twarzą w twarz z konsekwencjami mutacji .........................................................222Rozważamy opcje naprawy DNA ..........................................................................224Analizujemy często spotykane choroby dziedziczne ..........................................225

Mukowiscydoza ................................................................................................225Anemia sierpowata ..........................................................................................226Choroba Taya-Sachsa .......................................................................................227

ROZDZIAŁ 14: Bliższe spojrzenie na genetykę nowotworu ...............229Definicja nowotworu ..............................................................................................230

Nowotwór łagodny: prawie nieszkodliwy ......................................................230Nowotwory złośliwe: naprawdę straszne ......................................................231Przerzuty: nowotwór w ruchu .........................................................................233

Nowotwór jako choroba DNA ...............................................................................234Cykl komórkowy i nowotwór ...........................................................................234Pod zasłoną aberracji chromosomowych .....................................................240

Rozkładamy typy nowotworów na czynniki pierwsze ........................................241Nowotwory dziedziczne ...................................................................................242Nowotwory, którym można zapobiec ............................................................245

ROZDZIAŁ 15: Choroby chromosomowe:wszystko sprowadza się do liczb ..................................249Co skrywają przed nami chromosomy ................................................................250Liczymy chromosomy ............................................................................................251

Aneuploidia: dodatkowe lub brakujące chromosomy .................................251Euploidia: zestawy chromosomów .................................................................253

Przyglądamy się zróżnicowaniu chromosomów ................................................255Kiedy brakuje chromosomów .........................................................................256Kiedy chromosomów jest za dużo ..................................................................257Inne rzeczy, które mogą pójść źle ...................................................................260

ROZDZIAŁ 16: Terapie genowe w leczeniu chorób genetycznych .....267Uśmierzanie choroby genetycznej .......................................................................268Poszukiwanie środków transportu dla genów ....................................................268

Wirusy od szybkiej roboty ...............................................................................269Wirusy trzymające się nieco z daleka .............................................................270




Spis treści 11

Zdrowe geny na scenę! ..........................................................................................271Sprawdzamy bibliotekę DNA ...........................................................................273Mapowanie genu ..............................................................................................276

Postęp na frontach terapii genowej .....................................................................277

CZĘŚĆ IV: GENETYKA I TWÓJ ŚWIAT ........................................279

ROZDZIAŁ 17: Śledzenie historii ludzkości i przyszłość planety .......281Zmienność genetyczna jest wszędzie ..................................................................282

Częstość allelu ...................................................................................................283Częstość genotypu ...........................................................................................284

Analizujemy prawo genetyki populacyjnej Hardy’ego-Weinberga ...................285Związki alleli z genotypami ..............................................................................285Łamanie prawa .................................................................................................287

Mapowanie puli genów ..........................................................................................288Wielka szczęśliwa rodzina ................................................................................289Odkrywamy sekretne życie towarzyskie zwierząt .........................................290

Zmiana form z biegiem czasu: genetyka ewolucyjna .........................................291Zmienność genetyczna to klucz ......................................................................292Skąd biorą się nowe gatunki ...........................................................................292Rosnące drzewo ewolucji ................................................................................294

ROZDZIAŁ 18: Rozwiązywanie zagadek z użyciem DNA .....................295Analiza śmieciowego DNA w celu ustalenia tożsamości ....................................296Na miejscu zbrodni: gdzie to DNA ........................................................................298

Zbieranie dowodów biologicznych .................................................................298Idziemy do laboratorium .................................................................................300

Zaprzęgnięcie DNA do łapania przestępców (i uwalniania niewinnych) ..........305Dopasowanie dowodu do zbira ......................................................................305Drugie spojrzenie na winnego ........................................................................307

Wszystko, co spokrewnione: szukamy rodziny ...................................................307Testy na ojcostwo .............................................................................................308Badanie pokrewieństwa ..................................................................................310

ROZDZIAŁ 19: Genetyka nie do poznania:nowe geny w roślinach i zwierzętach ..........................313Organizmy modyfikowane genetycznie ...............................................................314

Modyfikacje w polu ..........................................................................................314Poleganie na promieniowaniu i substancjach chemicznych .......................316Nieumyślne wprowadzanie modyfikacji ........................................................316





Stare geny w nowych miejscach ...........................................................................317Kontrowersje wokół hodowli roślin transgenicznych ........................................318

Proces transgenezy u roślin krok po kroku ...................................................318Odkrywamy zastosowania komercyjne .........................................................321Rozważmy za i przeciw .....................................................................................321Analiza skutków ................................................................................................324

Menażeria GMO ......................................................................................................325Transgeniczne zwierzęta ..................................................................................325Błahostki ze zmodyfikowanymi genetycznie owadami ................................328Zabawy z transgenicznymi bakteriami ...........................................................329

ROZDZIAŁ 20: Klonowanie: jesteś jedyny w swoim rodzaju ..............331Wyślijcie klony .........................................................................................................332Klonowanie zwierząt: podobne do mam .............................................................332

Klonowanie przed Dolly: praca z komórkami płciowymi .............................333Odkrywamy, dlaczego Dolly wzbudza takie emocje .....................................334

Tworzenie klonów ..................................................................................................335Robimy bliźniaki ................................................................................................335Użycie jądra komórki somatycznej do stworzenia klona .............................336

Oko w oko z problemami klonów .........................................................................338Szybsze starzenie ..............................................................................................339Większe potomstwo .........................................................................................339Pomyłki w rozwoju ...........................................................................................341Wpływ środowiska ............................................................................................342

W ferworze wojen klonów .....................................................................................343Argumenty za klonowaniem ...........................................................................343Argumenty przeciwko klonowaniu .................................................................344

ROZDZIAŁ 21: Czas na (zasłużoną) dyskusję etyczną .........................347Krótko o rasizmie genetycznym ............................................................................348Dzieci zaprojektowane na zamówienie ................................................................349

Mit projektowanych dzieci ...............................................................................349Prawdziwy świat nauki: diagnoza prenatalna ...............................................350

Kto wie? Uzyskanie świadomej zgody ..................................................................351Określanie ograniczeń dla badań genetycznych ..........................................351Praktykowanie bezpiecznej terapii genowej .................................................352Dbanie o prywatność .......................................................................................353

Genetyczne prawa własności ................................................................................354




Spis treści 13

CZĘŚĆ V: DEKALOGI ..................................................................357

ROZDZIAŁ 22: Dziesięć wielkich wydarzeń genetyki ..........................359Publikacja „O powstawaniu gatunków” Darwina ................................................359Ponowne odkrycie pracy Mendla .........................................................................361Czynnik transformujący .........................................................................................361Odkrycie skaczących genów ..................................................................................362Narodziny sekwencjonowania DNA .....................................................................363Wynalezienie PCR ...................................................................................................364Rozwój technologii rekombinowanego DNA .......................................................364Wynalezienie analizy odcisków DNA ....................................................................365Wytłumaczenie genetyki rozwoju .........................................................................365Praca Francisa Collinsa i projekt poznania ludzkiego genomu (HGP) ..............366

ROZDZIAŁ 23: Dziesięć gorących tematów dotyczących genetyki ...367Medycyna spersonalizowana ................................................................................368Badania nad komórkami macierzystymi .............................................................368Geny starzenia się ..................................................................................................369Proteomika ..............................................................................................................370Bioinformatyka .......................................................................................................370Chipy genowe .........................................................................................................371Ewolucja odporności na antybiotyki ....................................................................372Genetyka chorób zakaźnych .................................................................................372Bioterroryzm ...........................................................................................................373Kreskowe kody DNA ...............................................................................................374

ROZDZIAŁ 24: Dziesięć opowieści genetycznych,w które trudno uwierzyć ...............................................375Genocznica: dziobaki łamią wszelkie zasady ......................................................376Czymże jest nazwa? ................................................................................................376Drugie życie .............................................................................................................377Swędzące chromosomy .........................................................................................377Nie jesteś sobą: chimery DNA ...............................................................................377Geny, które pokocha nawet matka ......................................................................378Jeden gen, by wszystkimi rządzić ..........................................................................378Dlaczego aligatory mogą przeżyć nas wszystkich ...............................................379Genetyka „zrób to sam” .........................................................................................379To kwestia recyklingu .............................................................................................379





DODATKI ...................................................................................381

Słowniczek .........................................................................................383

Skorowidz ...........................................................................................387




ROZDZIAŁ 16 Terapie genowe w leczeniu chorób genetycznych 267

poznamy dostarczanie zdrowych genóww celu leczenia choroby,

dowiemy się, jak identyfikowane są genyniezbędne dla terapii genowej,

ocenimy postępy na drodze do lekówgenowych.

Rozdział 16Terapie genowew leczeniu choróbgenetycznych

kończenie projektu poznania ludzkiego genomu (HGP) w 2004 roku (zo-bacz rozdział 8.) razem z sekwencjonowaniem genomów innych stwo-rzeń zainicjowało niesamowitą rewolucję w genetyce. W tym samym czasie

genetycy prześcigali się w rozwijaniu leków służących do leczenia chorób wywoła-nych genami, które zeszły na złą drogę. Terapia genowa, leczenie nastawione na bez-pośrednią przyczynę chorób genetycznych, czasem traktowana jest jak magicznapigułka, lekarstwo ostateczne na choroby dziedziczne (zobacz rozdział 13.) i no-wotwory (zobacz rozdział 14.). Terapia genowa może również być sposobem nablokowanie genów patogennych, takich jak wirusy, oferując pewne i sprawdzonemetody leczenia chorób, które dziś uważa się za nieuleczalne.

U

W TYM ROZDZIALE:




268 CZĘŚĆ III Genetyka i Twoje zdrowie

Niestety, piękne obietnice terapii genowej zostały przyćmione przez dużą ilośćwyzwań, między innymi znalezienie odpowiedniego sposobu na dostarczenie lekówpacjentowi bez wywoływania jeszcze gorszych problemów niż te, które chce sięleczyć. Co więcej, genetyka chorób okazała się znacznie bardziej skomplikowana,niż sądzono. W tym rozdziale przyjrzę się postępom i niebezpieczeństwom terapiigenowej.

Uśmierzanie choroby genetycznejWystarczy rzut oka na część III tej książki, by upewnić się, że Twoje zdrowie i ge-netyka są bardzo powiązane. Mutacje mogą wywoływać choroby przekazywanez pokolenia na pokolenie, a mutacje zyskane w czasie Twojego życia mogą prowa-dzić do niechcianych konsekwencji, takich jak nowotwór. Twoje własne geny niesą jedynym powodem komplikacji — geny przenoszone przez bakterie, pasożytyczy wirusy też pomagają w szerzeniu chorób i strachu w całym świecie.

Czy nie byłoby wspaniale, gdybyś mógł po prostu wyłączyć te niedobre geny?Pomyśl tylko: mutacja wywołuje utratę funkcji w genie supresorowym, lecz wy-starczy zastrzyk, by włączyć tę funkcję z powrotem. Wirus daje Ci się we znaki?Po prostu weź pigułkę blokującą funkcje genów wirusowych.

Niektórzy genetycy uważają, że takie zastosowanie genetycznych rozwiązańproblemów zdrowotnych to tylko kwestia czasu. W związku z tym rozwój terapiigenowej skupił się na dwóch głównych kierunkach działań. Oto one.

Dostarczenie genów pełniących pożądane funkcje, które utracono.

Blokowanie genów, by nie wytwarzały niechcianych produktów.

Poszukiwanie środków transportu dla genówPierwszym krokiem do udanej terapii genowej jest opracowanie odpowiedniego spo-sobu na wprowadzenie nowego genu lub wyłączenie genu niechcianego. Sposobemna dostarczanie genów w terapii genowej jest wykorzystanie wektora. Idealnywektor musi być:

nieszkodliwy, by układ odpornościowy pacjenta go nie odrzucił lub nie zacząłzwalczać,

łatwy do wytworzenia w dużych ilościach; tylko jedna terapia może wymagaćponad 10 miliardów kopii wektora, ponieważ potrzeba jednego nośnika dla każdejkomórki w chorych narządach,

celowany w konkretną tkankę; ekspresja genów jest zależna od tkanki (zobaczszczegóły w rozdziale 11.), dlatego wektor również musi być zależny od tkanki,





zdolny do dołączania swojego ładunku genetycznego do każdej komórki w danymnarządzie, by nowe kopie każdej komórki powstałe później w procesie mitozyzawierały ładunek terapii genowej.

Aktualnie najpopularniejszym wektorem są wirusy. Większość terapii genowychdąży do dostarczenia nowego genu do genomu pacjenta, a takie dostarczanie genówto praktycznie dokładnie to, co wirusy robią naturalnie.

Kiedy wirus doczepia się do komórki, która nie jest przed nim chroniona, przej-muje całą jej aktywność dla swojego celu, jakim jest wytarzanie nowych wirusów.Wirusy namnażają się w ten sposób, ponieważ same nie posiadają żadnych możli-wości reprodukcji bez nosiciela. Częścią strategii ataku wirusa jest integracja jegomateriału genetycznego (DNA lub RNA) z genomem komórki nosiciela, by zainicjo-wać ekspresję wirusowego genu. Problem jest taki, że kiedy wirus jest dobry w atako-waniu komórki, wywołuje infekcję, którą zwalcza układ odpornościowy pacjenta.Sekret zastosowania wirusa jako wektora sprowadza się więc do jego oswojenia.

Pacyfikowanie wirusa, by użyć go w roli wektora, wymaga zazwyczaj usunięciawiększości jego genów. Takie delecje skutecznie pozbawiają wirus praktyczniecałego materiału genetycznego, zostawiając tylko kilka odcinków. To, co zostało,jest zazwyczaj tym, z czego wirus normalnie korzysta do wstrzykiwania swojegomateriału genetycznego do nosiciela. Używając technik manipulowania DNA, takichjak te, które opisuję w podrozdziale „Zdrowe geny na scenę!”, dalej w tym roz-dziale, naukowiec dołącza zdrowe sekwencje genów do wirusa, by zastąpić usunięteczęści jego genomu. Jednak w celu przeniesienia ładunku z wirusa do komórkipotrzebna jest dodatkowa pomoc, więc naukowiec przygotowuje inną cząsteczkęwirusa z niektórymi z usuniętych genów wektora. Ten drugi wirus, zwany wirusempomocniczym (helperowym), ma za zadanie upewnić się, że materiał genetycznywektora zostanie poprawnie zreplikowany.

Genetycy przeprowadzający terapię genową mogą wybierać wśród kilku wirusównadających się do roli nośników (wektorów). Wirusy te przynależą do jednej z dwóchkategorii.

Te, które integrują swoje DNA bezpośrednio z genomem nosiciela.

Te, które wnikają w jądro komórkowe, by zagościć w nim na dobre (episomy).

W tych dwóch kategoriach popularne są trzy rodzaje wirusów wybierane dla celówterapii genowej; są to onkoretrowirusy, lentiwirusy i adenowirusy.

Wirusy od szybkiej robotyDwa popularne wirusy używane w terapii genowej integrują swoje DNA bezpo-średnio z genomem nosiciela. Onkoretrowirusy oraz lentiwirusy to retrowirusy, któretransferują swoje geny do genomu nosiciela; kiedy geny retrowirusa są na miej-scu, replikują się razem z pozostałym DNA nosiciela. Retrowirusy używają RNA





zamiast DNA, by kodować swoje geny, i korzystają z procesu zwanego odwrotnątranskrypcją (opisanego w rozdziale 11.), by konwertować swoje RNA na DNA, którenastępnie jest umieszczane w genomie komórki nosiciela.

Onkoretrowirusy, pierwsze wektory opracowane do genoterapii, dostały swojąnazwę od onkogenów, które na stałe włączają cykl komórkowy — to jeden z pre-kursorów rozwoju pełnoprawnego raka. Większość wektorów onkoretrowiruso-wych używanych w terapii genowej wywodzi się od wirusów powodujących bia-łaczkę u małp (ang. Moloney murine leukemia virus, inaczej MLV). MLV okazał sięskutecznym wektorem, ale nie jest pozbawiony wad; skłonność MLV do wywo-ływania nowotworu była trudna do powstrzymania. Onkoretrowirusy sprawdzająsię w roli wektorów, dopóki są używane do leczenia komórek, które aktywnie ule-gają podziałowi.

Lentiwirusy mogą być używane do leczenia komórek, które się nie dzielą. Z pew-nością znasz już dobrze słynny lentiwirus, czyli HIV. Wektory do terapii genowejzostały opracowane bezpośrednio z wirusa HIV. Choć wypatroszona wersja wirusazawiera tylko 5% pierwotnego RNA, co sprawia, że jest nieszkodliwy, lenitiwirusmoże odzyskać usunięte geny, jeśli wejdzie w kontakt z nieoswojoną cząsteczkąwirusa HIV (to znaczy takiego, który wywołuje infekcję AIDS). Lentiwirusy sąrównież dość ryzykowne, ponieważ mają tendencję do umieszczania genów do-kładnie w środku genów nosiciela, co prowadzi do mutacji utraty funkcji (tę i innemutacje omawiam w rozdziale 13.).

Mimo to, wektory lentiwirusowe HIV używane są do walki z AIDS. Wirus wekto-rowy przenosi informację genetyczną, która umieszczana zostaje w komórkachukładu immunologicznego pacjenta. Kiedy HIV atakuje te odporne komórki, wektorDNA blokuje replikację atakującego wirusa, skutecznie chroniąc pacjenta przedpostępowaniem infekcji. Na razie leczenie zdaje się działać i stopniowo zmniejszailość wirusa przenoszonego przez zarażoną osobę.

Wirusy trzymające się nieco z dalekaAdenowirusy są doskonałymi wektorami, ponieważ dostarczają swoje geny dokomórek bez względu na to, czy te się dzielą, czy nie. W terapii genowej adeno-wirusy były zarówno obiecujące, jak i problematyczne. Z jednej strony, są naprawdędobre w dostarczaniu ładunku do komórek. Z drugiej strony, mają tendencję dowywoływania ostrej reakcji immunologicznej — ciało pacjenta identyfikuje wirusjako obcą cząsteczkę i zwalcza go. By walczyć z reakcją odpornościową, naukowcomudało się usunąć geny sprawiające, że adenowirusy są łatwe do wykrycia przezorganizm nosiciela.

Adenowirusy nie dostarczają swojego DNA bezpośrednio do genomu nosiciela.Istnieją osobno jako episomy, dlatego nie są tak skłonne do mutacji jak lentiwi-rusy. Minusem jest to, że episomy nie zawsze są replikowane i przekazywane dokomórek potomnych, kiedy komórka pierwotna ulega podziałowi. Mimo to, badacze





stosowali adenowirusy z wieloma wartymi wspomnienia sukcesami — i porażkami(zobacz podrozdział „Postęp na frontach terapii genowej”, pod koniec tego roz-działu, by poznać szczegóły).

Zdrowe geny na scenę!Znalezienie odpowiedniego systemu dostarczenia to niezbędny krok w dopraco-waniu terapii genowej, ale by zaciągnąć geny do pracy w roli terapeutów, gene-tycy muszą także znaleźć odpowiednie geny. Ponieważ znalezienie zdrowych ge-nów nie jest takie proste, mapowanie genów pozostaje dużą przeszkodą nadrodze do implementacji terapii genowej. Wyobraź sobie, że dostałeś fotografięmężczyzny i masz go znaleźć w Nowym Jorku — żadnego nazwiska, adresu czynumeru telefonu. Gdy chcesz go odnaleźć, musisz poznać jego tożsamość (możepoprzez odnalezienie jego przyjaciół), dowiedzieć się, czym się zajmuje, zawęzićposzukiwania do dzielnicy, w której mieszka, zidentyfikować ulicę, budyneki w końcu też jego adres. Takie poszukiwanie igły w stogu siana to niemal to samo,co szaleńcze zadanie identyfikowania genów.

Twoje DNA zawiera w przybliżeniu 22 tysiące genów pogrzebanych wśród około3 miliardów par zasad DNA (wróć do rozdziału 6., by dowiedzieć się, jak DNAmierzy się w parach zasad). Ponieważ większość genów jest dość mała, oględniemówiąc (często ma mniej niż 5 tysięcy par zasad długości; zobacz rozdział 9.),odnalezienie zaledwie jednego genu w tym genetycznym gąszczu może wydawaćsię zadaniem niemożliwym do realizacji. Do niedawna jedynym narzędziem po-siadanym przez genetyków, a służącym do poszukiwania genów, była obserwacjawzorów dziedziczenia (pokazanych w rozdziale 12.) oraz następnie porównywa-nie tego, jak dziedziczone są różne grupy cech. Genetycy używają tej metody,zwanej analizą sprzężeń, by tworzyć mapy genów (zobacz rozdział 4.). Jednakwraz z pojawieniem się sekwencjonowania DNA (zobacz rozdział 8.) poszukiwanienazwisk i adresów genów wkroczyło na zupełnie nowy poziom (poszukiwanianie są jeszcze zakończone; zobacz poniżej ramkę „Znaczenie projektu poznanialudzkiego genomu”). Teraz genetycy dołączają do rozbudowanej sieci ludzi, którzypracują, by zidentyfikować dokładne położenie genów. Oto oni.

Lekarze identyfikują chorobę, obserwując fenotyp wywołany przez mutację.Ostatecznie to twarz genu.

Doradcy genetyczni pracują z pacjentami i ich rodzinami, by zgromadzić pełnąhistorię medyczną (zobacz rozdział 12.). Analiza drzew genealogicznych możepomóc w odkryciu innych cech powiązanych z chorobą.

Biolodzy komórkowi analizują kariotypy różnych chorych ludzi, by wiązać cechyz oczywistymi aberracjami chromosomowymi. Takie wielkoskalowe zmianyw chromosomach często dostarczają wskazówek dotyczących umiejscowieniagenów (w rozdziale 15. analizuję metody kariotypowania).





Genetycy populacyjni analizują DNA dużych grup ludzi chorych i zdrowych,by zbadać, które chromosomy i geny są związane z chorobą.

Biochemicy studiują chemiczne procesy dotkniętych narządów u ludzi z chorobą,by zidentyfikować jej fizjologię. Często są w stanie zidentyfikować dokładnie białko,które zeszło na złą drogę.

Genetycy, mając białko w ręce, używają kodu genetycznego (omówionegow rozdziale 10.), by rozpracować gen wstecznie w oparciu o składniki budującebiałko — konkretne aminokwasy — i poznać, jak wyglądały instrukcje mRNA.

Identyfikowanie konkretnego białka i rozpracowanie dzięki temu wzoru mRNAjest bardzo pomocne, ale wciąż nie odkrywa przed nami tożsamości genu. Pro-blemem jest między innymi fakt, że mRNA jest często bardzo modyfikowane przedtranslacją na białka (zobacz rozdział 10.), a fakt, że kod jest degeneratywny, to znaczy,że do utworzenia konkretnego aminokwasu może zostać użyty więcej niż jedenkodon, nie pomaga. Białko dostarcza ogólne wskazówki dotyczące adresu genu,ale nie jest to zbyt dokładna wskazówka. By odnaleźć właściwy adres, łowca genumusi przegrzebać samo DNA.

Całe polowanie na geny w dużej mierze opiera się na rozległych komputerowychbazach danych, z których społeczność naukowa może z łatwością korzystać. Bazyte pozwalają badaczom na przeszukiwanie pism naukowych, aby być na bieżącoz nowymi odkryciami innych naukowców. Badacze także cały czas dodają noweelementy układanki — takie jak nowo zidentyfikowane białka — do tych olbrzy-mich magazynów danych.

Możesz zerknąć do magazynu informacji genetycznej, odwiedzając www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=OMIM. Link NCBI w górnej lewej części strony prowadzi dogłównej strony National Center for Biotechnology Information (Narodowe centruminformacji biotechnologicznej). Z tego miejsca możesz szukać wszelkich danych,od tych na temat DNA do tych na temat białek, zebranych przez naukowców z ca-łego świata.

Technologia rekombinowanego DNA to pojemne pojęcie określające większość metodużywanych przez genetyków do analizowania DNA w laboratorium. Słowo rekombi-nowane jest używane, ponieważ DNA badanych organizmów często jest wciskanew wirusy lub bakterie (to znaczy, jest rekombinowane z DNA pochodzącym z innegoźródła), by umożliwić dalsze badania. Naukowcy używają także rekombinowanegoDNA do wielu innych rzeczy, choćby do tworzenia genetycznie zmodyfikowanychorganizmów (zobacz rozdział 19.) i klonowania (zobacz rozdział 20.). W terapiigenowej rekombinowane DNA używane jest do:

lokalizowania genu (lub genów) mającego związek z daną chorobą czy schorzeniem,

wycinania danego genu z otaczającego go DNA,

wklejania genu do wektora (nośnika) w celu transferu do komórek wymagającychleczenia.





ZNACZENIE PROJEKTUPOZNANIA LUDZKIEGO GENOMU

Czy genetycy nie mogą po prostu poszukać potrzebnych im genów w tych wszyst-kich danych sekwencji zebranych przez projekt poznania ludzkiego genomu (HGP)?Pewnego dnia na pewno tak będzie, ale jeszcze nie dziś. Do 2005 roku 99% fragmen-tów bogatych w geny w genomie (zwanych euchromatyną) zostało w pełni zsekwen-cjonowanych. To dobra wiadomość. Zła wiadomość dla łowców genów jest taka, żespore 20% niekodujących obszarów genomu wciąż nie zostało zsekwencjonowanych.

Niekodujące regiony genomu (heterochromatyna) są trudne w opracowaniu, ponie-waż zbudowane są z sekwencji powtarzalnych. Właśnie te powtórzenia sprawiają,że ustawienie wszystkich sekwencji w odpowiedniej kolejności jest bardzo trudne.Przykładowo badacze wciąż dyskutują nad tym, ile w sumie jest genów (zapewne około22 tysięcy, ale może ich być mniej lub więcej). A do tego wiele genów wciąż nie zostałoodkrytych; to, co kontrolują i gdzie są umiejscowione, jest wciąż zagadką.

Niestety, mapy pełnego ludzkiego genomu utworzone w HGP są rysowane w złejskali, zatem nie mogą być pomocne do wskazywania lokacji genów. By zrozumieć,dlaczego skala może być problemem, pomyśl o patrzeniu na mapę drogową. Mapaautostrad o małej rozdzielczości może pomóc Ci w dostaniu się z jednego miasta dodrugiego, ale nie pomoże w dojechaniu na konkretną ulicę w konkretnym mieście.

Wszystko sprowadza się do tego, że genetycy wciąż analizują miliardy par zasad zawie-rających instrukcje genetyczne, które pozwalają człowiekowi funkcjonować. To dlategopolowanie na geny jeszcze długo potrwa (więcej o HGP dowiesz się w rozdziale 8.).

Sprawdzamy bibliotekę DNAJedną z najpopularniejszych metod odszukiwania konkretnego genu jest utwo-rzenie biblioteki DNA. To dokładnie to, co myślisz: biblioteka wypełniona frag-mentami DNA zamiast książek. Genetycy mogą przeglądać bibliotekę, by odna-leźć odcinek DNA zawierający interesujący ich gen. Jedną z popularniejszych wersjimetody biblioteki genowej jest biblioteka cDNA — kolekcja fragmentów instrukcjigenetycznych, które są używane w konkretnej komórce (c czyli complementary,komplementarny, ponieważ cały proces zaczyna się od kopiowania informacji mRNAw format komplementarnego DNA).

Celem biblioteki cDNA jest zgromadzenie z komórki całego mRNA, które jest zwią-zane z jakąś chorobą genetyczną (więcej o RNA dowiesz się z rozdziału 8.). Po-nieważ ekspresja genu jest zależna od tkanki (zobacz rozdział 10.), mRNA w do-wolnej komórce reprezentuje tylko geny, które tam działają. Dlatego, zamiastprzebijać się przez 22 tysiące genów ludzkiego genomu, by znaleźć ten jeden z pro-blemami, genetycy mogą zawęzić poszukiwania do kilkuset genów w konkretnejkomórce.





Pobieranie i konwertowanie mRNAPierwszym krokiem w tworzeniu biblioteki cDNA jest zebranie mRNA, a najszyb-szym sposobem na złapanie mRNA jest pochwycenie molekuł za ich ogonki. KiedymRNA przygotowuje się do wycieczki z jądra komórkowego do cytoplazmy, długiodcinek rybonukleotydów adeninowych zostaje dołączony na koniec mRNA. Odcinekten, zwany ogonkiem poli-A, pomaga chronić mRNA przed przedwczesnym rozkła-dem. By znaleźć mRNA produkowane przez gen komórki, genetycy używają sub-stancji otwierających komórki, a następnie odcedzają mRNA, wystawiając ogonkimolekuł na długie nici nukleotydów tyminy. Adeniny w ogonkach naturalnie łącząsię z komplementarnymi tyminami z uwagi na ich naturalne przyciąganie się.

Odwrotna transkrypcjaPo uzyskaniu mRNA komórki naukowcy konwertują informację mRNA z powro-tem na DNA, odwracając proces transkrypcji. Odwrotna transkrypcja działa podobniejak replikacja DNA (zobacz rozdział 7.). Starter używany w odwrotnej transkrypcjito długa nić tymin komplementarna do ogonka poli-A mRNA. Specjalny enzym,odwrotna transkryptaza, izolowany z wirusa, doczepia dNTP do startera, by utworzyćkopię DNA z mRNA.

Po utworzeniu kopii DNA kolejność zasad — A, G, C i T — na końcu 5’ sekwencjiDNA jest określana (wróć do rozdziału 6., by zrozumieć numerację końców DNA)z użyciem sekwencjonowania DNA (zobacz rozdział 11.). Ta częściowa sekwencjaDNA (około 500 zasad) nazywana jest markerem EST (ang. Expressed sequenceTag, znacznik sekwencji dokonującej ekspresji). Sekwencja powoduje ekspresję,ponieważ zawiera tylko eksony, zaś znacznik oznacza, że tylko część całej sekwencjigenu jest pozyskana (a tym samym „oznaczona”).

Przesiew bibliotekiPo utworzeniu EST (zobacz wcześniejszy podpunkt) łowcy genów badają każdą„książkę” w bibliotece cDNA, by znaleźć konkretny gen powodujący chorobę.Proces ten nazywany jest przesiewem biblioteki. Chodzi o to, by rozrzucić wszystkieEST i wyszukać między nimi właściwy EST, który jest rezultatem genu poszuki-wanego przez naukowców. Trudność w przesiewie biblioteki zależy od tego, conaukowcy już wiedzą o danym genie. Przykładowo wiedza o tym, które białkozeszło na złą drogę, może dostarczyć wystarczającej ilości informacji genetycznejnaukowcom, by dać im fory w poszukiwaniach. Czasami genetycy patrzą na to,co wiadomo o genach pełniących podobną funkcję w innych organizmach i za-czynają od tego.

Bez względu na dostępne łowcom genów wskazówki, przesiew wymaga tworze-nia tysięcy identycznych kopii, klonów, każdego EST poprzez wstrzykiwanie gobakteriom lub wirusom. Ponieważ EST są tak małe (w porównaniu z DNA), nie-możliwe jest manipulowanie tylko jedną kopią na raz. Proces klonowania roz-dziela EST na wygodne, małe, identyczne stosiki, a każdy z nich składa się z ty-sięcy kopii tylko jednego EST.





Jedną z metod używanych przez genetyków do klonowania EST jest klonowaniebakteriofagów. Bakteriofagi (w skrócie fagi) to przydatne małe wirusy, które żyją,bo bezpośrednio wstrzykują swoje DNA do komórek bakteryjnych.

By zainfekować komórki bakteryjne, bakteriofagi przyczepiają się do zewnętrznejściany komórkowej i wstrzykują swoje DNA do bakterii, gdzie DNA faga integrujesię bezpośrednio z własnym DNA bakterii. Geny wirusowe replikują się, są tran-skrybowane i w końcu tłumaczone z użyciem maszynerii komórek bakteryjnych.Ostatecznie geny faga uruchamiają nową fazę, która rozbija bakteryjne DNA i uwal-nia genom faga. DNA bakteriofaga jest replikowane wiele razy w komórkach bak-teryjnych, a nowa osłonka białkowa faga również jest produkowana. Komórki bak-teryjne w końcu są rozrywane, uwalniając nowe kompletne fagi, które ruszają napodbój nowych komórek.

A tak te odjechane wirusy są wykorzystywane do tworzenia kopii EST.

1. Genetycy biorą miksturę EST i wklejają ją w DNA tysięcy mikrofagów.

By wkleić EST do fagów, DNA faga (koliste) jest rozcinane z użyciem enzymurestrykcyjnego. Enzymy restrykcyjne rozcinają DNA w miejscach zwanychsekwencjami palindromowymi, gdzie komplementarne sekwencje zasad brzmiątak samo bez względu na kierunek odczytu (jak choćby 5’-GATC-3’, dla którejkomplementarna jest 3’-CTAG-5’). Enzym restrykcyjny zawsze działa pomiędzydwoma tymi samymi zasadami, na przykład G i A, na obu niciach. Rozerwanepary wycięć zostawiają po sobie zwisające, jednoniciowe końcówki na jednymdługim kawałku fagowego DNA. EST są poddane działaniu enzymów dodającychim końce lepkie — odstające kawałki komplementarne do końcówek resztekfagowego DNA. Połączone DNA faga i EST dopasowują swoje końcówki lepkie,zamykając koliste DNA faga, lecz teraz każda kopia faga zawiera EST w swoim DNA.

2. Fagi nosiciele EST mieszane są z ich ulubionymi ofiarami — bakteriami— i trafiają do szalek Petriego.

3. Kiedy wirus namnoży się i zrobi, co trzeba (co zajmuje około 24 godziny powymieszaniu z bakteriami), rezultatem są małe dołki w ogólnie jednolitejwarstwie bakterii rosnących w szalce Petriego.

Każdy mały dołek, zwany łysinką, reprezentuje infekcję wywołaną przez jednegofaga, który namnożył się i w wyniku łańcucha infekcji doprowadził do śmierciwielu komórek i ich pęknięcia. Każdy osobny region infekcji reprezentujetysiące kopii jednego EST.

Mamy już tysiące EST i ich kopie, zatem zostało już tylko odnalezienie EST powią-zanego z genem, na który polujemy. Z pomocą tego „spaczonego” białka na-ukowcy mogą zgadywać, jak wygląda poszukiwany EST. Po określeniu, jaka se-kwencja DNA może być komplementarna do EST, zamawiają zestaw DNA, zwanysondą, specjalnie tworzony, by pasować do sekwencji, której naukowcy sobie życzą.Sonda jest komplementarna do całego EST lub jego fragmentu i znaczona barw-





nikiem, zatem naukowcy mogą ją znaleźć, kiedy tylko zwiąże się z EST. KażdyEST poddaje się czynnościom zamieniającym go na postać jednoniciową, a na-stępnie wystawia się go na działanie sondy. Sonda formuje dwuniciową molekułętylko z pasującym do niej EST; naukowcy odnajdują dopasowany komplet z pomocąspecjalnego sprzętu, który pozwala barwnikowi jasno świecić.

Naukowcy mogą też wykorzystać EST do przeszukiwania chromosomów w celuodnalezienia ogólnej lokacji genu. Genetyk tworzy kariotyp — kolekcję wszyst-kich chromosomów — który może być zbadany pod mikroskopem (zobacz rozdział15.). Genetyk następnie poddaje chromosom działaniu substancji umożliwiającychzabarwionemu EST związać się ze swoim komplementem w nienaruszonych chro-mosomach. Zabarwiony EST doczepia się do nici kodującej, z której pochodzijego odpowiednik mRNA. Naukowcy mogą zobaczyć rezultaty procesu z pomocąspecjalnego mikroskopu: region, gdzie EST połączył się ze swoim komplemen-tem (proces połączenia nazywany jest hybrydyzacją), jasno świeci w świetle ul-trafioletowym. Cała procedura, zwana fluorescencyjną hybrydyzacją in situ (lubFISH), pozwala naukowcom celować w konkretny region chromosomu w ich ge-nowych łowach, ale nie jest to zbyt dokładny proces, z uwagi na sposób zapako-wania DNA (zobacz rozdział 6.). Przede wszystkim FISH pozwala zawęzić obszarposzukiwań do kilku milionów par zasad. Jednak nie jest to ostatni element ukła-danki, gdyż mając tylko część adresu (dostarczoną przez odpowiedni EST) i nazwęulicy (chromosom), łowcy genów muszą opracować mapę o wysokiej rozdzielczości,by zakończyć poszukiwania sukcesem.

Mapowanie genuDzięki postępom projektu poznania ludzkiego genomu naukowcy otrzymali mapydla każdego chromosomu, a każda mapa posiada charakterystyczne punkty, zwanemarkerami STS (ang. sequence tagged sites). Markery STS to krótkie fragmenty uni-kalnych kombinacji zasad rozmieszczone w różnych miejscach chromosomu. Niema dwóch identycznych STS, dlatego stanowią dobre punkty orientacyjne, kiedyjuż wystąpią. Pełna mapa STS pokazuje odległość od jednego końca chromosomudo drugiego (liczoną w parach zasad), a także punkty orientacyjne znajdujące siępo drodze. Kiedy posiadasz mapę STS, to tak jakbyś znał położenie Times Square,Empire State Building i Central Parku względem całego Manhattanu. Możesz wie-dzieć, że poszukiwana przez Ciebie ulica znajduje się między Central Parkiema Empire State Building, ale w całym tym obszarze są setki małych budynków.STS i inne punkty orientacyjne w genomie są właśnie takie — naukowcy mogąwiedzieć, że EST znajduje się między dwoma STS, ale te dwa STS mogą być odsiebie oddalone o 20 tysięcy par zasad!

Używając EST jako punktu wyjścia, genetycy sekwencjonują DNA chromosomóww obydwu kierunkach w procesie zwanym spacerem po chromosomie. Ogólniemówiąc, muszą zebrać wystarczająco dużo informacji o sekwencjach, by przebiecsię przez przynajmniej dwa punkty STS na mapie — po jednym w każdym kie-runku. Kontynuując analogię, mogę napisać, że spacer po chromosomie jest jakrozkładanie map dzielnic obok siebie, dopóki ważne punkty orientacyjne nie nałożą





się na siebie. Spacer po chromosomie dostarcza dwa ważne elementy układanki:dokładne położenie genu względem reszty chromosomu oraz (nareszcie!) całą se-kwencję genu powiązaną z EST.

Z pomocą nowej technologii i wiedzy o genomie mapowanie genów staje coraz ła-twiejsze. Projekty, takie jak HapMap (omówiony w rozdziale 17.), pomogły w zi-dentyfikowaniu różnic na poziomie pojedynczych nukleotydów (wróć do rozdziału 7.,by przypomnieć sobie te składowe DNA). Te małe różnice, nazywane SNP (czytaj„snip”, polimorfizm pojedynczego nukleotydu), oferują tak użyteczny sposób ma-powania genów, że budowanie bibliotek może kiedyś przejść do historii.

Kiedy naukowcy opracują dokładną mapę genu, porównują jego sekwencje ge-nów u wielu ludzi (zarówno chorych, jak i zdrowych), by dokładnie określić, jakazaszła mutacja (to znaczy, jak gen różni się u ludzi dotkniętych i niedotkniętychchorobą). Wszystkie informacje w końcu lądują w bazie danych Online MendelianInheritance in Man.

Po zlokalizowaniu genu wiele tysięcy dokładnych replik zdrowszej jego wersjimoże zostać utworzonych w reakcji łańcuchowej polimerazy, procesie używanymdo identyfikowania odcisków DNA (zobacz rozdział 18.). Badacze wstrzykują kopiezdrowego genu do wektora używanego w terapii genowej z pomocą tych samychmetod, których użyli do utworzenia opisanej tu biblioteki cDNA.

Postęp na frontach terapii genowejKiedy projekt poznania ludzkiego genomu (HGP) zaczął realizować sen genetykówz całego świata, spełnienie obietnic terapii genowej zdawało się być na wyciągnięcieręki. Pierwsze próby przeprowadzono w 1990 roku i były olbrzymim sukcesem.

W tych pierwszych próbach terapii genowej dwoje pacjentów cierpiących na tosamo schorzenie niedoboru odpornościowego otrzymało dawki komórek prze-noszących geny kodujące brakujące enzymy. Choroba była formą zespołu SCID(ciężkiego złożonego niedoboru odporności), wynikającego z utraty jednego enzymu,czyli deaminazy adenozynowej (ADA). SCID to tak ciężka choroba, że osoba choramusi żyć w całkowicie sterylnych środowiskach, pozbawiona kontaktu z ze-wnętrznym światem, ponieważ nawet najmniejsza infekcja może doprowadzić dośmierci. Ponieważ w grę wchodzi tylko jeden gen, SCID jest naturalnym kandyda-tem do leczenia z pomocą terapii genowej. W HGP retrowirusy uzbrojone w zdrowygen ADA zostały wstrzyknięte dwójce dzieci, a efekty były niesamowite: dzieci zo-stały wyleczone z choroby i do dziś prowadzą normalne życie.

Inne zastosowania terapii genowej dały mieszane rezultaty. Przynajmniej 17 dziecibyło leczonych na sprzężoną z X odmianę SCID. Dzieci te również otrzymały re-trowirus załadowany zdrowym genem i wydawało się, że zostały wyleczone. Jed-nak u czworga z nich został później zdiagnozowany nowotwór krwi, białaczka.





Wirus, który dostarczył gen, wstrzyknął także swój materiał genetyczny prostow protoonkogen, włączając go na dobre (wróć do rozdziału 14., by dowiedzieć sięwięcej o działaniu onkogenów).

Najsłynniejsza porażka w terapii genowej miała miejsce w 1999 roku, kiedy 18-letniJesse Gelsinger zgłosił się na ochotnika do badań, których celem było wyleczeniechoroby genetycznej zwanej wrodzonym niedoborem transkarbamylazy ornity-nowej (OTC). W chorobie tej Jesse okazjonalnie cierpiał na spore gromadzenie sięamoniaku w swoim ciele, ponieważ jego wątrobie brakowało enzymu OTC doprzetwarzania pozostałości przemiany azotu obecnych w jego krwi. Choroba Jessegobyła kontrolowana medycznie — z pomocą leków i diety — ale inne dotkniętedzieci często umierały z powodu choroby. Badacze użyli adenowirusa, by dostarczyćprawidłowy gen OTC bezpośrednio do wątroby Jessego (zobacz wcześniej w tymrozdziale punkt „Wirusy trzymające się nieco z daleka”, by przypomnieć sobieadenowirusy). Wirus uciekł do krwioobiegu chłopca i nagromadził się w innychnarządach. Jego ciało rzuciło się, by zwalczać coś, co traktowało jak poważnąinfekcję, a w cztery dni po zabiegu, który miał go uzdrowić, Jesse zmarł. Codziwne, inni ochotnicy z tej samej grupy eksperymentalnej otrzymali tę samądawkę wirusa, co Jesse, ale nie doświadczyli żadnych skutków ubocznych.

Nie wszystkie wiadomości były złe. W roku 2009 naukowcy ogłosili, że udało sięskutecznie przetestować terapię genową u małp cierpiących na ślepotę barw.Małpy, które cierpiały na rodzaj ślepoty kolorów czerwonego i zielonego, podobnejdo spotykanej u ludzi, otrzymały wirusy przenoszące funkcjonalną formę bra-kującego genu. Kilka tygodni później małpy potrafiły dostrzegać kolory, którychnie widziały przed terapią. Również w roku 2009 naukowcy ogłosili, że przezdodanie trzech genów do mózgu małp cierpiących na formę choroby Parkinsonazwierzęta te wykazały zmniejszony stopień niekontrolowanych ruchów towarzy-szących chorobie.

Choć najnowsze rezultaty wydają się optymistyczne, wciąż trwa praca mająca nacelu odnalezienie odpowiednich wektorów. Przyszłość terapii genowej komplikująodkrycia, że większość chorób genetycznych wywoływana jest przez kilka genówna różnych chromosomach. To nie wszystko, gdyż wiele różnych genów możepowodować chorobę (przykładowo cukrzyca powiązana jest z genami przynajm-niej na pięciu różnych chromosomach), co utrudnia identyfikację genu do le-czenia. W końcu niektóre geny są tak duże, jak choćby gen w dystrofii mięśniowejDuchenne’a, że typowe wektory nie są w stanie ich przenosić.




Skorowidz 387

Skorowidz5-bromourayl, 2205BU, 220

Aaberracja

chromatyczna wielkoskalowa, 246chromosomowa, 29, 255, 271

u ludzi, 256, 257achondroplazja, 202, 218adaptacja, 292adenina, 110, 114, 119, 122, 127, 152, 153, 216,

219, 220, 226kolor, 149

adenowirus, 269, 270adenozynotrójfosforan, Patrz: ATPAIDS, 236, 270aktywność egzonukleazy, 135aligator, 96, 379allel, 46, 53, 60, 222, 297, 361

częstość, 282, 283, 284, 285, 286obliczanie, 283, 286

dominujący, 63, 74, Patrz też: dominacjaletalny, 78recesywny, 63, 74, 78segregacja, 63unikalny, 288

ameba, 140aminoacylacja, 170, 171aminokwas, 93, 166, 169, 176Amisze, 205, 287amniopunkcja, 211amplifikacja, 237, 238analiza

chromosomu Y, 310mitochondrialnego DNA, 310, 312odcisków DNA, 295, 296, 301, 304, 305,

310, 349, 351, 360, 364, 365

mtDNA, 310, 312ofiary katastrof, 310, 311test na ojcostwo, 308, 309

SNP, Patrz: SNPsprzężeń, 82, 83, 271

analog zasady, 2195BU, Patrz: 5BUdeaminaza, Patrz: deaminaza

anemia sierpowata, 199, 226aneuploidia, 251, 255, 260

u ludzi, 256, 257angiogeneza, 233Anglosasi, 92annealing, 301antybiotyk, 316, 317, 372antycypacja, 86, 87, 261antygen, 75

sterczowy, 242antykodon, 171, 172apomiksja, 254apoptoza, 136, 239, 240, 369aromataza, 96ATP, 42, 111Auerbach Charlotte, 219autoklaw, 32autosom, 43, 61, 201autyzm, 262, 356Avery Oswald, 118, 362

Bbadania

genetyczne, 210, Patrz też: test genetycznyograniczenia, 351, 352świadoma zgoda, 351, 352, 353

prenatalne, 210bakłażan, 74





bakteria, 39, 41, 117, 118, 126, 316, 317Agrobacterium tumefaciens, 319, 320glebowa, 319koniugacja, 372Streptococcus pneumonia, 362transgeniczna, 330

bakteriofag, 118klonowanie, 275

baran, 86Barr Murray, 97Barra ciałko, 97Bateson William, 361bawełna, 254bąbel transkrypcyjny, 160, 161Beadle George, 175bezpłodność, 253, 255białaczka, 187, 232, 241, 277

kotów, 236białko, 48, 169, 176, 370

adhezyjne zespołu Downa, Patrz: DSCAMaktywujące transkrypcję, 183Argonauta, 189denaturacja, 181inicjujące, 130kształt, 176, 177, 178modyfikacja po translacji, 178opiekuńcze, 178p21, 239p27, 187p53, 239, 240pRB, 239receptorowe, 187struktura

czwartorzędowa, 178drugorzędowa, 177pierwszorzędowa, 177trzeciorzędowa, 178

supresorowe, 240szoku cieplnego, 181wiążące

jednoniciowy DNA, Patrz: SSBżelazo w krwi, 192

wytwarzanie, 169biblioteka

cDNA, 273, 274DNA, 273

biegun, 50bioinformatyka, 146, 370, 371

biopsja kosmówki, Patrz: CVSbioróżnorodność, 282

sposoby zachowania, 289bioterroryzm, 373biwalent, 52, 53, 54blastocysta, 333blaszka gęsta, 233bliźnięta, 335

jednojajowe, 85monozygotyczne, 342

błonajądrowa, 50komórkowa, 41, 225podstawna, 233

błonowy regulator przewodnictwa, Patrz:CFTR

Bridges Calvin, 251, 254

CCajun, 227CaMV, 319CDK, 48cecha

autosomalnadominująca, 201, 202, 223, 243, 263recesywna, 203, 204, 205, 212, 225,226, 227

dominująca, 63, 201, 236, Patrz też:dominacjaautosomalna, Patrz: cecha autosomalnadominującasprzężona z chromosomem X, 207,208, 209sprzężona z chromosomem Y, 209

fizyczna, Patrz: fenotypograniczona płcią, 101przekazywanie, 29recesywna, 63

autosomalna, Patrz: cecha autosomalnarecesywnasprzężona z chromosomem X, 205, 206

sprzężona, Patrz: gen sprzężonywzmacnianie, Patrz: antycypacjazwiązana z płcią, 102, 205, 206, 207,

208, 209centralny dogmat genetyki, 175centromer, 45, 50, 262CF, Patrz: mukowiscydoza




Skorowidz 389

CFTR, 225Chargaff Erwin, 119, 362Chargaffa reguła, Patrz: reguła ChargaffaChase Alfred, 118chemioterapia, 233, 240chimera tetragametyczna, 377chip genowy, 371chloroplast, 42, 117chłodziarka, 32chłoniak, 232choroba

Alzheimera, 143chromosomowa, 249ciężkiego złożonego niedoboru odporności,

Patrz: SCIDCreutzfeldta-Jakoba, 192dominująca, 201Duchenne’a, 156dziedziczna, 225genetyczna, 198, 199, 201, 243

diagnozowanie, 211mRNA, 273w małych populacjach, 205

Huntingtona, 78, 87, 202Parkinsona, 198, 278recesywna, 203szalonych krów, 192Taya-Sachsa, 199, 227umysłowa, 378wrodzony niedobór transkarbamylazy

ornitynowej, Patrz: OTCchów

selektywny, 316wsobny, 287, 289, 315

chromatyda, 50siostrzana, 48, 55, 124

chromatyna, 48chromosom, 29, 41, 43, 48, 108

1, 24210, 24111, 226, 238, 246, 26413, 239, 25914, 258, 25915, 26217, 23918, 25921, 257, 259

fuzja z autosomem, 258

22, 241, 2643, 2465, 2638, 2609, 241, 246, 264badanie, 249, 250eukariotyczny, 41Filadelfia, 241homologiczny, 43, 44, 45, 51, 52, 53, 65,

96kopiowanie, 43liczba, 43, 141, Patrz też: ploidialiczenie, 250mapa, 276marker STS, Patrz: STSmiejsce łamliwe, 261, 265mitochondrialny, 377para, 43płci, 43, 90, 93, 95, 376, Patrz też:

chromosom X, chromosom Ypolisomia, Patrz: polisomiaramię p, 250ramię q, 250rearanżacja, 261

delecja, 261, 263duplikacja, 261, 262inwersja, 261, 262translokacja, 261, 264

spacer, 276utrata, 240W, 95w czasie metafazy, 250X, 90, 91, 205, 239łamliwość, 261mapa genów, 254monosomia, 99, Patrz też: zespół Turneraodkrycie, 93trisomia, 98

Y, 90, 91, 92, 286, 309trisomia, 99

Z, 95zaburzenia, 96, 251zmiany wielkoskalowe, 240, 261

chwasty, 321chwostka wspaniała, 291ciałko

Barra, 97kierunkowe, 56





cietrzew preriowy, 289CODIS, 301, 306Collins Francis, 366Combined DNA Index System, Patrz: CODISCorrens Carl, 361cpDNA, Patrz: DNA chloroplastoweCreighton Hariett, 362Crick Francis, 120, 166, 175crossing-over, 52, 53, 82, 84, 92, 258,

Patrz też: rekombinacjabłędy, 217nierównomierny, 262, 263

cukrzyca, 143CVS, 211cykl komórkowy, 46

interfaza, Patrz: interfazamejoza, Patrz: mejozamitoza, Patrz: mitozapunkt kontrolny, 48, 235, 239

cyklina, 48cysteina, 167cystic fibrosis, Patrz: mukowiscydozacystic fibrosis transmembrane conductance

regulator, Patrz: CFTRcytogenetyka, 249cytokineza, 51cytoplazma, 41, 56, 117, 151, 191cytozyna, 110, 114, 119, 122, 127, 136, 145, 152,

153, 216, 219, 220kolor, 149

czerniak, 246Człowiek Lodu, 109czynnik

alkilujący, 220inicjacji, 172interkalacji, 221terminujący, 162transformujący, 362transkrypcyjny, 183uwalniający, 173

Ddanio pręgowana, 328Darwin Karol, 291, 359Davenport Charles, 348ddNTP, 148de Vries Hugo, 361

deaminacja, 219, 220deaminaza, 220, 277delecja, 214, 218, 224, 241, 246, 261, 263

genów wirusa, 269denaturacja, 301dendrogram, 294deoksyryboza, 108, 111, 127, 129depresja wsobna, 288depurynacja, 218determinizm biologiczny, 349determinowanie płci, Patrz: płeć

determinowaniediagnostyka preimplantacyjna, Patrz: PGDdicer, 190dimer, 221, 247

tymidynowy, 222dioksyna, 186diploidia, 251, 284, 286DNA, 27, 29, 30, 41, 105, 113, 122, 153, 154,

183, 362analiza, Patrz: analiza mitochondrialnego

DNA, odcisków DNAbakteryjne, 117biblioteka, Patrz: biblioteka DNAchloroplastowe, 117, 118degradacja, 300ekstrakcja, 107forma

chemiczna, 108, 110helikalna, 114strukturalna, 108, 110, 113

jądrowe, 116, 169jednoniciowy, 185klonowanie, 332koliste, 116, 117, 118, 126, 312

replikacja, 138komplementarne, 273kopiowanie, Patrz: replikacjaliniowe, 110, 116, 126matrycowe, 127, 129mitochondrialne, 109, 116, 117, 169, 290,

310, 312molekuła struktura chemiczna, 85naprawa niesparowanych zasad, 135odcisk, Patrz: odcisk DNA,

analiza odcisków DNAoddzielanie, 33odkrycie, 118




Skorowidz 391

powtórzenie odwrócone, 238profilowanie, 295promotor, Patrz: promotorrekombinowane, 272

technologia, 318, 364replikacja, Patrz: replikacjarozkład, Patrz: DNA degradacjasekwenator, 32sekwencjonowanie, 33, 34, 142, 147, 363,

Patrz też: genom sekwencjonowaniehistoria, 143

skondensowane, Patrz: chromatynaspiralizacja, Patrz: spiralizacjaśmieciowe, 92, 136, 141, 142, 164, 283, 290,

296, 379terminator, Patrz: terminatortranslacji bezpośrednio na białka, 175unikalność, 31

DNaza I, 183dNTP, 127, 129, 132, 133, 148, 153dominacja

autosomalna, 61niepełna, 74, 75, 76prosta, 74

doradca genetyczny, 36, 68, 197, 198, 199,210, 271

dostosowanie, 292Down Syndrome Cell Adhesion Molecule,

Patrz: DSCAMdowód biologiczny, 298, 299drożdże, 39drożdże piwowarskie, 142, 143, 144drzewo

ewolucyjne, 294genealogiczne, 198, 199, 271, 307

DSCAM, 188dysertacja, 34dysgenika, 349dysplazja, 231, 236dystrofia mięśniowa, 144, 156

Duchenne’a, 278dziecko zaprojektowane, 349, 350dziedziczenie, 29, 122, 201, 360, 362

dominujące autosomalne, Patrz: cechaautosomalna dominująca

mendlowskie, 100proste, 61sprzężone z płcią, 99, 100

zasada dominacji, Patrz: zasada dominacjidziennik laboratoryjny, 32dziobak, 376

Eegzonukleaza, 300ekson, 161, 163, 188ekspresja genów, Patrz: gen ekspresjaekspresywność, 76, 202ektoderma, 334elektroforeza, 149, 303elongacja, 161, 173, 302embrion, 180endoderma, 334endogamia, Patrz: chów wsobnyenukleacja, 336enzym, 48, 96, 122, 129, 154

DNaza I, Patrz: DNaza IHinIII, 364holoenzym, Patrz: holoenzymnaprawy bezpośredniej, 224restrykcyjny, 275, 364, 365

epidemia, 361, 372epigenetyka, 85, 86, 236, 368, 378epilepsja, 145episom, 270epistaza, 79, 80eplikacja, 130estrogen, 92, 96, 186euchromatna, 273eugenika, 348, 349eukariont, 40, 41, 43, 108, 126, 135, 142

replikacja, 135euploidia, 251Ewa mitochondrialna, 117ewolucja, 291, 292, 294, 360

Ffag, Patrz: bakteriofagfagocyt, 240farmakogenomika, 368fenotyp, 46, 60, 74, 85, 116, 122, 151, 165,

282, 296czynniki środowiskowe, 87ekspresja, 74, 76letalny, 78nowotworu, 234





fenotyppłci, 89, 90recesywny ekspresja, 74

fenyloalanina, 85, 157, 212fenyloketonuria, 212, 227, Patrz: PKUfilogenia, 294fiolka, 32Fire Andrew, 189FISH, 276Fisher Ronald, 82fMet-tRNA, 173fosforan, 111fotosynteza, 118fragment Okazaki, 134Franklin Rosalind, 119, 120, 166Frankofończyk, 227

Ggad, 96galaktozemia, 212Galton Francis, 348, 349gameta, 55, 64, 94gametogeneza, 55, 86gangliozyd, 227gastrula, 334gatunek

koncepcja biologiczna, 293nazewnictwo, 292

gaz musztardowy, 220Gelsinger[JD1] Jesse, 353gen, 28, 29, 45, 46, 60, 108

BAX, 240bezoki, 366BRCA, 242BRCA1, 243, 355BRCA2, 243cDNA, 355Cheap Date, 376ciasne pakowanie, 182, 183, 184DAX1, 92DIBD1, 264DSCAM, 188ekspresja, 30, 175, 179, 189, 191, 350, 371

tkankozależna, 180u zwierząt transgenicznych, 341włączona, 182, 183, 184, 185, 236

wyłączona, 182, 183, 184, 187, 189, 191,236

FMR1, 261Groucho Marx, 376hemizygotyczny, 100, 102homeotyczny, 366hormonów wzrostu, 326HRAS1, 238izolator, 184jednostka transkrypcyjna, Patrz: jednostka

transkrypcyjnakodujący hemoglobinę, 180kontrolujący odczuwanie bólu, 378Lunatic Fringe, 376markerowy, 319metylacja, 86Out Cold, 376p53, 241, 242, 243, 244, 246patent, 354, 355penetrujący, Patrz: penetracjaplejotropowy, 85PRCA1, 242RAS, 238RB, 242RB1, 239regulujący rytm dobowy, 181segmentacji, 366skaczący, 363, Patrz: transpozonsprzężony, 82, 83

z X, 97SRY, 93, 376supresorowy, 187, 235, 236, 238, 240, 241TP53, 239transfer, 317wielkość, 156wieloeksonowy, 163włączanie przez czynniki zewnętrzne,

Patrz: indukcjaWNT4, 92wyciszacz, 184wyłączanie, 153wzmacniacz, 184wzrostu, 340X inaktywacja, 97XIST, 97zmutowany, 222związany z ludzką mową, 109

genetyk konserwatorski, 288, 289




Skorowidz 393

genetyka, 27, 361centralny dogmat, 175ilościowa, 28klasyczna, Patrz: genetyka mendlowskakomórki, Patrz: cytogenetykamendlowska, 26, 28, 29, 286molekularna, 28, 29nadużycia, 348, 349, 350, 351, 352, 353,

354, 355, 373płci, 89populacyjna, 28, 30, 31, 281, 283przekazywania cech, 29sądowa, 295zmienność, Patrz: zmienność genetyczna

genom, 116człowieka, 140, 141, 142, 144

liczba genów, 146projekt poznania, Patrz: HGP

drożdży, 142, 143, 144kury domowej, 95, 144myszy, 142nicienia, 144sekwencja powtarzalna, 141, 145sekwencjonowanie, 139, 146, Patrz też: DNA

sekwencjonowanieskala mapy, 273syntetyczny, 377wielkość, 140, 141

genotyp, 60, 122, 151, 282, 296częstość, 282, 284, 285

obliczanie, 284, 286gepard, 30Gelsinger Jesse, 278GINA, 354Girard Genae, 356glejak wielopostaciowy, 241GM, 314GMO, 314gonada bipotencjalna, 92gonocyt, 340Griffith Frederick, 118, 361gruczolak, 244grupa

aminowa, 176, 219COOH, Patrz: grupa karboksylowafosforanowa, 112, 113, 127, 152, 221hemowa, 178karboksylowa, 176

krwi, 75metylowa, 85, 154NH2, Patrz: grupa aminowaOH, 128, 132reaktywna, 111, 128, 152rodnikowa, 176

hydrofilowa, 176hydrofobowa, 176przyciąganie, 176, 177

grypa, 372ptasia, 145

grzebień płciowy, 92guanina, 110, 114, 119, 122, 127, 136, 145, 152,

153, 216, 220kolor, 149

guz, 230łagodny, Patrz: nowotwór łagodnypierwotny, 233złośliwy, Patrz: nowotwór złośliwy

gyraza, 129, 132, 161

Hhaplotyp, 290HapMap, 277, 290Hardy Godfrey, 285heksozaminidaza A, Patrz: HEXAhelikaza, 129, 130, 132Hemings Sally, 309, 352hemofilia, 101, 208, 215

typu A, 262hemoglobina, 178, 180, 226

typ, 180alfa, 180beta, 180epsilon, 180gamma, 180

Henking Hermann, 93Henry Edward, 296herbicydy, 321hermafrodytyzm, 90, 95Hershey Martha, 118heterochromatyna, 273heterozygota, 60, 201, 361

niedotknięta, Patrz: nosicielHEXA, 227HGP, 145, 146, 147, 150, 273, 366histon, 106, 137, 183holoenzym, 159, 183





homogametyczność, 94homozygota, 60, 201, 361

recesywna, 66hormon, 182, 185, 187

stresu, 378wzrostu bawołu, 330

hormone response element, Patrz: HREHPV, 236HRE, 188Hughes Walter, 123hybrydyzacja, 314hybrydyzacja fluorescencyjna in situ,

Patrz: FISH

Iideochromosom, 93imprinting genomowy, 86, 341inkubator, 32Innocence Project, 307insercja, 214, 218, 224insulina, 192interfaza, 47, 125

faza G1, 47faza G2, 47, 48faza S, 47, 48

interkalacja, 221interleukina 26, 145intron, 93, 161, 163, 188inwersja, 241, 261, 262

paracentryczna, 262pericentryczna, 262

inżynieria genetyczna, 30, 318, 341

Jjajnik, 92

wielotorbielowaty, 102jaszczurka, 96jądro, 55, 92

inicjacja rozwoju, 93komórkowe, 40, 41, 108

DNA, Patrz: DNA jądrowejednostka transkrypcyjna, 156, 161Jefferson Thomas, 309, 352Jeffreys Alec, 365jeleń azjatycki, 253jelito grube, 244

Kkancerogen, 219kangur, 376kanibalizm, 95kariotyp, 43, 250, 253kariotypowanie, 250kawa, 254keratyna, 145kinaza, 48

zależna od cyklin, Patrz: CDKklonowanie, 30, 86, 255, 331

bakteriofagów, 275dawca, 336, 337, 342DNA, Patrz: DNA klonowaniekota, 337, 338problemy, 339, 340, 341, 342, 343reprodukcyjne, 334skuteczność, 335, 338, 341terapeutyczne, 334, 343zagrożenia, 344zalety, 343zwierząt, 332

Knudson Alfred, 238kod

genetyczny, 166, 169degeneratywny, 272jednoznaczny, 167kolinearny, 167nadmierny, 222prawie uniwersalny, 167, 169trójkowy, 167, 168zdegenerowany, 166, 167, 169

kodominacja, 75, 76kodon, 166, 167, 169

bezprzecinkowy, 168, 169leucyny, 167niezachodzący, 168oddzielny, 168pozycja chwiejna, 167, 169ramka odczytu, 168, 169start, 167, 168, 169, 170, 172, 192stop, 167, 168, 170, 222, 224

kolonoskopia, 244komar, 316, 329komórka, 29, 40

budulcowa, Patrz: komórkasomatyczna




Skorowidz 395

diploidalna, 43, 51eukariotyczna, 41, 42guza złośliwego, 232, 233haploidalna, 43, 44, 51haploidalne, 64jajowa, 42, 55, 56, 59, 90, 214,

Patrz też: komórka płciowapozyskiwanie, 337rozmiar, 337rozwój, 258

jelitowa, 42krwi, 42, 47macierzysta, 368nerwowa, 230nowotworowa, 237, 340

powstawanie, 234nullipotencjalna, 334, 336płciowa, 42, 51, 64, 214,

Patrz też: komórka jajowa, plemnikpodział, 51potomna, 43prokariotyczna, 41przerzutowa, 233rozrodcza, Patrz: komórka płciowaskóry, 230, 299, 340somatyczna, 42, 333, 336szpiku kostnego, 340tłuszczowa, 42torebki włosowej, 340totipotencjalna, 180, 318, 333, 368

kompakcja, 333kompensacja dawki, 97kompleks

holoenzymów, 183remodelujący chromatynę, 183

konik polny, 94, 140, 141koń, 255

kolor sierści, 80, 81kosmówka, 211kostniakomięsak, 239kot

białaczka, 236klonowanie, 337, 338szylkretowy, 98tricolor, 98

KRAS, 246

krewantygen, 75choroba, 232, Patrz też: białaczkagrupa, 75komórka, 42, 47, Patrz też: krwinka

krokodyl, 96królik, 69, 70, 77, 78

himalajski, 77, 87krótkie powtórzenie tandemowe, Patrz: STRkrwinka

biała, 118, 298, 378czerwona, 47, 75, 108, 226

krzyżowanie, 58krzyżówka, 66

dwugenowa, 69, 70jednogenowa, 61, 67, 69, 78testowa, 66

kukurydza, 141, 185, 315pierwotna, 315transgeniczna, 323

kura domowa, 144, 236kwas

deoksyrybonukleinowy, Patrz: DNAfoliowy, 154glutaminowy, 226nukleinowy, 118rybonukleinowy, Patrz: RNA

Llaboratorium genetyczne, 31

ludzie, 33, 34, 35, 36laktoza, 109, 212lek antynowotworowy, 233lentiwirus, 269, 270leucyna kodon, 167ligaza, 129, 134linia komórkowa, 352lizyna, 157loci, Patrz: locuslocus, 46, 53, 60, 76, 284, 298

odległość mapowa, 84lokacja, 95LOS, 340, 341Loy Thomas, 109





Łłożysko, 211łysienie, 102łysinka, 275

MMacLeod Collin, 362mais, 315makromolekuła, 106małpa transgeniczna, 326mapa genetyczna, 290marker, 298, 301marker EST, 274

hybrydyzacja, 276klonowanie, 274, 275

matkajajowa, 337nosicielka, 338

matryca, 126McCarty Maclyn, 362McClintock Barbara, 185, 362McClung Clarence, 93, 94medycyna

sądowa, 31, 295spersonalizowana, 150, 368

mejoza, 42, 43, 51, 92, 136, 218, 249, 362anafaza II, 55I, 51, 52II, 51, 53, 54interfaza, 53metafaza II, 55profaza I, 53telofaza II, 55

melatonina, 181Mello Craig, 189Mendel Grzegorz, 28, 58, 59, 361metabolizm, 47metionina, 167, 168, 172

fMet, 173mezoderma, 334Miescher Johann Friedrich, 118mięsak, 232migracja, 290mikromacierz, 212, 371mitochondrium, 42, 116, 117, 169, 240

mitoza, 41, 42, 43, 46, 47, 48, 49, 91, 136, 234anafaza, 50metafaza, 50profaza, 49, 235telofaza, 50

MLV, 270MMTV, 236mniszek, 254modrowronka zaroślowa, 291modyfikacja genetyczna, 313, 314, Patrz też:

transgenikaMoloney murine leukemia virus, Patrz: MLVmonogamia, 291monosomia, 241, 251, 256

14, 25921, 256, 259chromosomu X, 256

Morgan Thomas, 100, 251, 254morula, 333mozaicyzm, 260, 325mozaikowatość łożyska, 260MRCA, 117mRNA, 153, 155, 156, 159, 160, 167, 169, 182,

272, 371czapeczka, 162, 169, 172czas życia, 190ogonek, 162

poli-A, 162, 190, 274pierwotny transkrypt, 162, 163wyciszanie, 190

mtDNA, Patrz: DNA mitochondrialnemukowiscydoza, 68, 78, 198, 199, 204, 225Mullis Kary, 364muł, 255muszka owocowa, 94, 97, 141, 251, 317, 366

kolor oczu, 100, 251mutacja, 31, 77, 86, 168, 184, 199, 202, 213,

221, 222, 234, 261, 288, 361cicha, 222częstość występowania, 215dziedziczenie, 292indukowana, 219nabycia funkcji, 223, 236naprawianie, 224neutralna, 222nonsensowa, 222, 223płciowa, 214




Skorowidz 397

przesuwająca ramkę, 214przez duplikację, 87punktowa, 214, 312

delecja, 214, 218, 224insercja, 214, 218, 224substytucja, 218, 219transwersja, 214tranzyzja, 214

somatyczna, 214spontaniczna, 215, 216, 229

w dopasowaniu w czasie replikacji, 216w niciach, 217zmiany chemiczne, 218, 224związana z wiekiem rodzica, 218

utraty funkcji, 223, 238, 270wewnątrz ramki, 215wskaźnik, 215wywołana

celowo, 316nieumyślnie, 316

zmiany sensu, 222zmieniająca funkcję, 223

mutagen, 219, 239chemiczny, 219, 220, 221czynnik

alkilujący, Patrz: czynnik alkilującyinterkalacji, Patrz: czynnik interkalacji

wolny rodnik, Patrz: wolny rodnikmysz, 141, 142, 236

transgeniczna, 325ekspresja genów, 341

żółta, 78

Nnasiono, 59Neandertalczyk, 109Neufeld Peter, 307nicień, 144, 189nić

kodująca, 158matrycowa, 149, 158opóźniona, 133, 134polinukleotydowa, 112, 113poślizg, 217, 224wiodąca, 133

nondysjunkcja, 96, 218, 251, 252, 254, 257nosiciel, 201nowotwór, 86, 146, 186, 187, 213, 214, 229

dziedziczny, 242gałki ocznej, Patrz: siatkówczakjajnika, 198, 243jąder, 187jelit, 198, 232kostny, 239krwi, 232, Patrz też: białaczkaleczenie, 231, 343łagodny, 230, 244

leczenie, 231mózgu, 241okrężnicy, 244pęcherza, 238piersi, 181, 198, 233, 236, 239, 242, 243

leczenie, 244mężczyzn, 243objawy, 243penetracja, 243

płuc, 245, 246drobnokomórkowy, 245, 246niedrobnokomórkowy, 245

postać dziedziczna, 238prostaty, 187, 236, 239, 242, 243skóry, 232, 246szczęki, 246szyjki macicy, 236terapia, 220trzustki, 189układu

nerwowego, 232oddechowego, 232

wątroby, 187złośliwy, 230, 231

leczenie, 233, 240przerzuty, 232, 233przyczyny, 236typ, 232

związek ze światłem, 181nukleaza, 154nukleosom, 106, 137, 183nukleotyd, 108, 111, 112, 127, 129, 148

polimorfizm, 312, Patrz: SNPwycinanie, 225

nukleus, Patrz: jądro komórkowenullisomia, 256Nüsslein-Volhard Christiane, 365





Oobcopylność, 59obojnactwo, 90, 95odcisk

DNA, 295analiza, Patrz: analiza odcisków DNAodczytywanie, 303

genetyczny, 31STR DNA, 298

Okazaki Reiji, 134okrężnica, 244onkogen, 236, 237, 241

nowotworu u kur, 236RAS, 244, 246

onkoretrowirus, 269, 270oocyt, 337oogonium, 56organella, 41organizm

genetycznie zmodyfikowany, 272, 314transgeniczny, 314, 317, 325, 326, 328, 329

tworzenie, 318ori, 130, 135osa, 43, 94osioł, 255osobnik

diploidalny, 94, 141, 284, 286haploidalny, 94heksaploidalny, 141hemizygotyczny, 209heterozygotyczny, 284homogametyczny, 94homozygotyczny, 203, 284oktoploidalny, 254poliploidalny, 253, 254, 314spokrewniony, 307

OTC, 278Otzi, 109owad transgeniczny, 329owca, 86

Dolly, 332, 333, 338owulacja, 337

Ppałeczkowatość palców, 245papryka, 79partenogeneza, 332

PCR, 32, 33, 34, 300, 301, 302, 355, 364, 365penetracja, 76, 102

niepełna, 76, 81, 202pełna, 76

PGD, 350pies, 293pipeta, 32pirymidyna, 110, 114, 154pistolet genowy, 320PKU, 85, 87plazmid, 372pląsawica, Patrz: choroba Huntingtonaplejotropia, 85plemnik, 42, 55, 56, 90, 117, 214, Patrz też:

komórka płciowaploidia, 44, 141, 250, 251płaszczyzna, 52płeć, 43

determinowanie, 29, 90, 92, 93, 94, 95, 96zmiana, 29

płód, 180podpis genetyczny, 30, 288, 290pokolenie

F1, 62F2, 62, 63P, 62potomstwa, 62rodzicielskie, 62

pokrewieństwo, 307pokwitanie przedwczesne, 102polidaktylia, 76, 202, 260poligynia, 290polimeraza, Patrz też: PCR

DNA, 129, 133, 134, 135, 216, 224forma, 129

RNA, 159, 160, 162forma, 159

Taq, 148, 302, 355polimorfizm, 297

nukleotydu, 312polip, 244polipeptyd, 165, 166, 175poliploid, 314poliploidalność, 253, 254polisomia, 98populacja, 282

izolowanie reproduktywne, 293




Skorowidz 399

populacja o niskim poziomieheterozygotyczności, 288

poradnictwo genetyczne, 29potomstwo rekombinowane, 84prawdopodobieństwo, 66, 67, 68prawo

czystości gamet, Patrz: prawo MendlaHardy’ego-Weinberga, 284, 285, 286,

287, 360Mendla, 61, 65, 78niezależnej segregacji alleli, Patrz: prawo

Mendlapre-mRNA, 162, 163pręcik, 59primaza, 129prion, 192probant, 199probówka, 32progeria, 218prokariont, 40, 41, 43, 126

replikacja, 135promienie Roentgena, 219promieniowanie, 221, 316światła słonecznego, 239ultrafioletowe, 246

promotor, 156, 157, 159, 319prostata, 231, 236, 239, 242

nowotwór, Patrz: nowotwór prostatyproteomika, 370protonacja, 216protoonkogen, 235, 236, 237, 240przeciwciała, 342przedjądrze, 325przemiana materii komórkowa, 116pseudogen, 147pszczoła, 43, 94pszenica, 141pula genowa, 283puryna, 110, 114, 154, 218pyłek, 59

Rrachunek prawdopodobieństwa, Patrz:

prawdopodobieństworadioterapia, 233, 240ramka odczytu, 168, 169

przesunięcie, 214

Rasputin Grigorij, 208reguła, Patrz też: zasada

Chargaffa, 114, 119, 120, 154chwiejność, 167

komplementarności par zasad, Patrz:reguła Chargaffa

reintrodukcja, 289rekombinacja, 39, 51, 52, 82, 272

procent, 84replikacja, 39, 48, 87, 121, 125, 133, 239

błędy, 216eukariont, Patrz: eukariontkolistego DNA, 138, 139konserwatywna, 123pomyłka, 297prokariontów, 135semikonserwatywna, 123, 124szybkość, 134wskaźnik błędów, 135

represor, 183retrotranspozon, 185retrowirus, 236, 269

HIV, 236XMRV, 236

riketsja, 117RNA, 30, 97, 111, 151, 153, 154

informacyjne, Patrz: mRNAinterferujące, Patrz: RNAi

małe, Patrz: siRNAniekodujące, 175, 189replikacja, 175starter, 129, 132, 134, 135struktura drugorzędowa, 155

RNAi, 189, 190rNTP, 153, 158, 160, 161, 162rodnik wolny, 220rodowód, Patrz: drzewo genealogiczneroślina

DNA, 117poliploidalność, 253, 254rozmnażanie, Patrz: rozmnażanie roślin

Rous Peyton, 236rozmnażanie

bezpłciowe, 332płciowe, 39, 42, 51, 89, 253, 282, 286roślin, 59, 332

równonóg Ichthyoxenus fushanensis, 95





równowaga Hardy’ego-Weinberga, 285,286, 288

złamanie, 287różnorodność genetyczna, 30, 51, 89rRNA, 155, 159, 169rybaświecąca, 328talasoma sinogłowa, 95transgeniczna, 326

rybonukleotyd, 158rybosom, 169, 170, 173, 192

miejsce A, 172, 173miejsce E, 172, 173miejsce P, 172podjednostka, 171, 172, 175

ryboza, 111, 152ryż, 141rzepak transgeniczny, 323rzęski, 42

Ssamozapylenie, 59, 61Sanger Federick, 363Scheck Barry, 307schizofrenia, 86, 87, 264SCID, 277sekwenator, 149, 150sekwencja

Alu, 164graniczna, 184kontrolująca, 185najwyższej zgodności, 157, 163odpowiedzi hormonalnych, Patrz: HREpalindromowa, 238, 275promotorowa, 319TATA, 157, 158

sekwencjonowanie, 271selekcja naturalna, 291, 292, 293semikonserwatywność, 123, 124senescencja, 369sequence tagged sites, Patrz: STSsiatkówczak, 238siRNA, 190skałowron, 291słupek, 59Smith Hamilton, 364Smith Walter, 307

SNP, 277, 290, 351Sperling John, 338spermatocyt rzędu II, 56spermatogonium, 55spiralizacja, 106, 137spliceosom, 163, 189splicing, 163, 188

alternatywny, 163, 164SSB, 130stado, 291standard Frye’a, 304steroid, 187sterydy anaboliczne, 187Stevens Nettie, 90, 93, 254STR, 296, 308, 365STS, 276student, 34Sturtevant Alfred, 254, 363substancja

mutagenna, Patrz: mutagenrakotwórcza, Patrz: kancerogen

substytucja, 218, 219syntetaza aminoacylo-tRNA, 171szaperon, Patrz: białko opiekuńczeszkło laboratoryjne, 32szpiczak, 232szpik kostny, 232szynszyl, 77, 78

Śściana komórkowa, 41ślepota barw, 278ślimak Crepidula fornicata, 95świnia transgeniczna, 326

Ttaksonomia, 292Tatum Edward, 175Taylor Herbert, 123technik laboratoryjny, 33technologia rekombinowanego DNA, 272telomer, 45, 92, 136, 339, 369

replikacja, 136skracanie, 339, 340

telomeraza, 129, 136, 339, 340, 369telomery, 129teoria zwyrodnienia, 349




Skorowidz 401

teosinte, 315terapia

celowana, 146genowa, 30, 146, 150, 189, 233, 267, 272,

277, 318, 349, 351, 365terapia genowa, 271terminator, 156, 161termocykler, 32test

genetyczny, 76, 205, Patrz też: badaniagenetyczneprywatność, 353, 354

na ojcostwo, 308, 309prawdopodobieństwo ojcostwa, 309wskaźnik ojcostwa, 309

PSA, 242testosteron, 93, 96, 187, 343

forma syntetyczna, 187tetraploidia, 260tetrasomia, 256tkanka, 180

kostna, 232łączna miękka, 232

toczeń, 143transdukcja sygnału, 187transgen, 316, 320

ekspresja, 317, 321ucieczka, 323

transgeneza roślin, 318, 319transgenika, 313

zagrożenia, 321, 322, 323, 324transkrypcja, 142, 151, 155, 182

mRNA, 156odwrotna, 185, 270, 274

transkryptaza odwrotna, 274translacja, 30, 142, 169translokacja, 173, 241, 256, 261, 264

niewzajemna, 264robertsonowska, 258wzajemna, 264

transpozon, 184, 185transwersja, 214tranzyzja, 214trifosforan deoksyrybonukleotydu,

Patrz: dNTPtrifosforan dideoksynukleotydu, Patrz: ddNTPtrifosforan rybonukleozydu, Patrz: rNTPtriploidia, 260

trisomia, 251, 256, 25713, Patrz: zespół Patau14, 25918, Patrz: zespół Edwardsa21, 259, Patrz też: zespół Downa8, 257, 260częściowa, 262, 265

tRNA, 155, 159, 167, 169, 170działanie, 170ładowanie, 171ramię akceptorowe, 171syntetaza

aminoacylo-tRNA, Patrz: syntetazaaminoacylo-tRNA

truskawka, 254tryptofan, 167trzęsawka, 192Tsui Lap-Chee, 366tyfus, 117tymina, 110, 114, 119, 122, 127, 154, 216, 219,

226kolor, 149odpowiednik, 220radioaktywna, 124

typ dziki, 77

Uukład

nerwowy, 232oddechowy, 232odpornościowy, 145

uracyl, 152, 153, 154w DNA, 219

USG, 211ustawa o niedyskryminacji informacji

genetycznej, 354

Vvon Tschermak Erich, 361

Wwada wrodzona, 198, 213, 264waga laboratoryjna, 32walina, 226Watson James, 120, 146, 166wąglik, 373wąż, 96





Weinberg Wilhelm, 285wektor, 268, 319wesz ludzka, 377węzeł chłonny, 232, 233wiązanie

fosfodiestrowe, 112, 133, 134, 148, 152wodorowe, 114, 128

wić, 42widełki replikacyjne, 132Wieschaus Eric, 365wilk, 293

szary, 290Wilkins Maurice, 120Wilson Edmund, 93wirówka, 32wirus, 106, 118, 175, 190, 317

brodawczaka ludzkiego, Patrz: HPVEbola, 373grypy, 372helperowy, Patrz: wirus pomocniczyHIV, 140, 270jako wektor, 269mozaiki kalafiora, Patrz: CaMVmysi guza sutkowego, Patrz: MMTVnosiciel, 236pomocniczym, 269powodujący białaczkę u małp, Patrz: MLVwywołujący nowotwór, 236

witamina B9, Patrz: kwas foliowywolny rodnik, 220Woods Philip, 123wrzeciono podziałowe, 50wykres Hardy’ego-Weinberga, 285, 286

Zzaburzenie afektywne dwubiegunowe, 264zalążnia, 59zamrażarka, 32zapalenie płuc, 361zapłodnienie in vitro, 340, 341, 350zapylenie, 59zarodek

etap niezróżnicowania płciowego, 91hemoglobina, 180

zasadaazotowa, 108, 110

wiązanie, 114dominacji, 61, 63mnożenia dla zdarzeń niezależnych, 66nukleotydowa, 152odpowiednik, Patrz: analog zasadypirymidynowa, 110purynowa, 110sumy zdarzeń, 67zasadniczej równoważności, 322

zespółCri du chat, 263Downa, 29, 188, 218, 257

czynniki środowiskowe, 258rodzinny, 258, 259zależność od wieku matki, 257

dużego potomstwa, Patrz: LOSEdwardsa, 257, 259Jacobsa, 99Klinefeltera, 98kociego krzyku, Patrz: zespół Cri du chatłamliwego chromosomu X, 261Marfana, 202, 218Patau, 257, 259Pradera-Williego, 264supersamca, Patrz: zespół JacobsaTurnera, 92, 99, 256, Patrz też: monosomia

chromosomu Xwielotorbielowatych jajników, 102

zięba Darwina, 293zmienność

fenotypowa, 282, 292genetyczna, 282, 292, 360

zmysłsmaku, 144, 145węchu, 145

znamię, 59zygota, 56, 180, 333, 335

Żżółw, 96Żyd aszkenazyjski, 227




http://program-partnerski.helion.pl

tytuł oryginału: genetics for dummies, 2nd edition · 8 genetyka dla bystrzaków nici wiodące i...

Documents