DNA diagnostika Slovníček pojmů
Alela - konkrétní forma genu
Alelický drop out (ADO) - ztráta jedné ze dvou alel, které buňka nese, v průběhu amplifikace
Aminokyselina - molekula obsahující karboxylovou (-COOH) a aminovou (-NH2) funkční skupinu. V užším smyslu se tímto pojmem většinou rozumí biogenní alfa-L-aminokyseliny – 20 základních stavebních složek všech proteinů (bílkovin)
Aneuploidie - genomová mutace, při které dochází k chybění nebo nadbytku chromozomů ve všech buňkách určitého organizmu. Příčinou může být nesprávný průběh meiózy, porucha dělícího vřeténka nebo centromery nebo vliv vnějších mutagenů
Autosom - somatický chromozom, tedy všechny chromozomy mimo chromozomy pohlavní
cDNA - (complementary DNA) - DNA vzniklá zpětným přepisem z RNA do DNA; využívaná v cDNA knihovnách
Cytogenetika - podobor genetiky zabývající se genetickými jevy na buněčné a jaderné úrovni. Oborem studia jsou chromozómy, plasmidy a DNA semiautonomních organel a oblast genetických aspektů buněčného dělení a s ním souvisejících struktur
Dědičnost - proces, ve kterém potomek získává vlastnosti nebo predispozice k vlastnostem rodičovské buňky nebo organismu. Vlastnosti přenášené do další generace nemusí být zcela totožné s vlastnostmi rodiče, tyto rozdíly způsobují vývoj druhu neboli fylogenezi
Denaturace - proces, při kterém se dvoušroubovice DNA (vlivem teploty nebo iontů solí) rozpojí na jednotlivá vlákna (zrušení vodíkových můstků)
DGGE – (Denaturing gradient gel electrophoresis) - jedna z metod přímé DNA diagnostiky, využívající elektroforézu na gelu s denaturačním činidlem
Obr. 1: DGGE
DNA - kyselina deoxyribonukleová
Elektroforéza - separační metoda využívající k dělení látek jejich odlišnou pohyblivost ve stejnosměrném elektrickém poli. Rychlost pohybu částic je závislá na velikosti náboje a velikosti molekuly, různě velké a různě nabité molekuly se budou pohybovat odlišnou rychlostí
Epigenetika - vědní podobor genetiky, který studuje změny v genové expresi, které nejsou způsobeny změnou nukleotidové sekvence DNA. Typickým příkladem je methylace DNA, některé modifikace histonových proteinů, genomický imprinting
Epistasis - stav, kdy není možno prohlásit fenotypický projev dvou alel v interakci za pouhý součet jejich efektů. Efekt interakčních alel může být synergistický nebo antagonistický
Euploidie - v dané buňce se nachází celočíselný násobek monoploidního čísla. Lidské buňky jsou euploidní, protože obsahují zpravidla 46 chromozomů (tedy 2 x 23)
Exon – oblast genu přepisovaná do RNA, která obsahuje sekvence skutečně kódující proteiny
Fenotyp - soubor všech dědičných znaků jedince, pozorovatelný projev genotypu
FISH - metoda umožňující zviditelnit sekvence nukleových kyselin přímo na mikroskopických preparátech obsahující morfologicky zachovalé chromozomy či buněčná jádra
Gameta - pohlavní buňka s haploidní sadou chromozomů, splynutím samčí a samičí gamety vzniká zygota
Gen - konkrétní úsek molekuly DNA, který nese informaci pro tvorbu bílkoviny nebo nukleové kyseliny
Genetická informace - komplexní informace, uložená v buňce, jež determinuje vznik všech znaků a vlastností charakteristických pro daný organismus
Genetické poradenství - jedna z forem preventivního lékařství, která pomáhá rodinám s genetickou zátěží vyvarovat se početí nebo narození postižených dětí a naopak zvolit optimální podmínky pro narození zdravého potomka. Základní zásadou genetického poradenství je záruka svobodného rozhodnutí rodičů, zda se odbornou genetickou radou budou řídit
Genetický polymorfismus - existence dvou nebo více alel (variant genů) v jednom lokusu, převyšující svým výskytem 1% výskyt v populaci
Genetika - biologická věda, zabývající se dědičností, geny a proměnlivostí organismů. Název genetika byl navržen Williamem Batesonem v roce 1906, základy této vědy položil Gregor Johann Mendel
Genom - veškerá genetická informace uložená v DNA (u některých virů v RNA) konkrétního organismu. Zahrnuje všechny geny a nekódující sekvence
Genomika - obor genetiky, který se snaží stanovit úplnou genetickou informaci organismu a interpretovat ji v termínech životních pochodů. Rozděluje se na strukturní genomiku, (stanovení sledu nukleotidů genomu organismu), bioinformatiku, (počítačovými metodami a prací v databázích interpretuje přečtenou dědičnou informaci) a funkční genomiku (studium funkce neznámých genů)
Genotyp - znak podmíněný genotypem nebo interakcí genotypů s faktory zevního prostředí
Genové mutace - mutace v molekule DNA
Gonosom - pohlavní chromozom (heterochromozom) je takový chromozom, který se podílí na chromozomálním určení pohlaví. U člověka mezi pohlavní chromozomy patří chromozom X a chromozom Y
Haploidní buňka - (značí se n) má pouze jednu sadu chromozomů.
Haplotyp - skupina alel na jednom chromosomu, které jsou děděny spolu (nedochází mezi nimi k rekombinaci)
Hemizygot - jedinec pouze s jednou alelou sledovaného genu, typické pro muže vzhledem ke genům umístěným na X chromosomu
Heterozygot - člověk se dvěma různými variantami (alelami) daného genu nebo jeho části
Heterozygot - jedinec, jehož alely sledovaného genu jsou navzájem různé
Homozygot - člověk se dvěma stejnými variantami (alelami) daného genu nebo jeho části
Homozygot - jedinec, jehož alely sledovaného genu jsou stejné
Hybridizace - proces spojování dvou komplementárních vláken DNA podle pravidel o párování bází, příkladem je například hybridizace specifické sondy s vyšetřovaným vláknem DNA
Chromozom - funkční celek dědičného záznamu genetické informace v buňce, schopný samostatné funkce při přenosu informací. Skládá se z jedné dlouhé lineární molekuly DNA, na kterou jsou navázány bílkoviny. Každá lidská somatická buňka obsahuje dvě kopie každého chromozómu.
Chromozomální aberace - chromozómová mutace, respektive chromozómová aberace je mutace, která zasahuje do chromozómů a mění jejich tvar a strukturu. Jde o velmi rozsáhlé spektrum abnormalit s různě závažný klinickým významem
Intron - oblast genu přepisovaná do RNA, která neobsahuje sekvence skutečně kódující proteiny a která je vyštěpena během posttranskripčních úprav u eukaryot
Karyotyp - soubor všech chromozómů v jádře buňky. V buněčných jádrech určitého organismu a druhu je dán počtem chromozomů, velikostí i jejich tvarem. Zjišťuje se na základě cytogenetického barvení, které využívá různé barvitelnosti sekvencí bohatých na A-T páry a G-C páry nukleotidů, v důsledku čehož se na chromozomech objevují charakteristické proužky
Klinická genetika (lékařská genetika) - lékařský obor, který vychází z poznatků obecné a experimentální genetiky pro zkoumání vlivu genetických a vnějších faktorů na vznik různých lidských chorob a vad
Kvalitativní znaky - znaky kódované jedním nebo jen několika málo geny (barva očí, tvar ušního boltce, barva hrachových semen, struktura hemoglobinu). Jsou kódovány tzv. majorgeny - geny velkého účinku, které mají obecně velký účinek na genotyp
Kvantitativní znaky – znaky kódované mnoha geny a Alenami, týkají se zpravidla vlastností (celková velikost organismu, dojivost…). Jsou kódovány tzv. minorgeny - geny malého účinku, které mají obecně malý účinek na genotyp
Lokus je místo na chromozomu, na němž je umístěn určitý gen
Mediátorová RNA (mRNA) - jednovláknová nukleová kyselina (RNA), která vzniká během transkripce DNA a slouží jako předpis pro výrobu bílkoviny na základě genetické informace přepsané podle genetického kódu
Metylace - připojení metylového zbytku -CH3 ke konkrétní aminokyselině v proteinu, což může měnit vlastnosti proteinů, např. změnou jejich konformace
Mikrosatelity (short tandem repeats, STRs) – opakující se sekvence 1-6 bp v tandemu, počet opakování je může být 3 až 100krát
Minisatelity (Variable Number Tandem Repeat, VNTR) – oblast DNA, která se skládá z opakování 10-60 bp. Délka repetice je 10 až 100 bp
MLPA (multiple ligation-dependent probe amplification) – metoda umožňující detekci rozsáhlých genomových delecí a přestaveb. Vzájemným porovnáním velikostí jednotlivých vrcholů lze provést kvantifikaci všech exonů příslušného genu a určit rozsah genové alterace
Molekulární biologie - vědní obor, který se zabývá studiem buněčných biologických procesů na jejich molekulární úrovni. Popisuje biologické makromolekuly (především DNA, RNA a proteiny) a jejich vzájemné funkční vztahy
Molekulární genetika – vědní obor, který studuje funkci genů na molekulární úrovni a přenos genů z generace na generaci. Využívá metod genetiky a molekulární biologie
Mutace - dědičná změna genotypu. Mutace dělíme na mutace spontánní (vzniklé chybou v replikačním a reparačním mechanismu DNA) a indukované, tj. uměle vyvolané mutageny
Numerické aberace –změny v počtu chromozomů v karyotypu. Struktura chromozomů je neporušená, patologicky se uplatňuje nestandardní množství genetického materiálu (genů). Numerické aberace vznikají díky chybě při rozchodu chromozomů do dceřiných buněk během buněčného dělení (nondisjunkce) nebo abnormalitami fertilizace či časné embryogeneze
Onkomarker - specifická látka, která se uvolňuje z nádoru a volně obíhá v krvi, jejím rozpoznáním se potvrzuje podezření na určité formy onkologických onemocnění
Peptid - chemická sloučenina organického původu, která vzniká spojením několika aminokyselin, takzvanou peptidovou vazbou
Polymerázová řetězová reakce (polymerase chain reaction, PCR) – metoda molekulární biologie, která umožňuje selektivní zmnožení (amplifikaci) určité oblasti DNA v podmínkách in vitro. PCR sestává ze 3 cyklicky se opakujících kroků: denaturace (rozrušení vodíkových můstků v molekule DNA a rozvolnění dvoušroubovice), annealing (nasednutí primerů na specifická místa DNA) a syntéza DNA (syntéza DNA)
Obr. 2: PCR
Polymorfismus - přítomnost většího počtu alel daného genu v populaci
Populační genetika - nauka o změnách zastoupení alel jednotlivých genů v populaci. Tyto změny mohou být důsledkem mutací, migrace, přirozeného výběru a genetického driftu (náhodný posun ve frekvenci jednotlivých alel v populaci)
Prenatální diagnostika - soubor metod a postupů využívaných k diagnostice u ještě nenarozeného jedince. Prenatální diagnostika vyžaduje mezioborový přístup, ve kterém se uplatňuje zejména klinická genetika, gynekologie a porodnictví, klinická biochemie a zobrazovací metody
Proband - jedinec, na jehož žádost je sestavováno genealogické schéma
Promotor - sekvence DNA, která je nutná pro spuštění transkripce genu, váže se na ni RNA polymeráza či jiné součásti transkripčního aparátu
Proteosyntéza - proces, ve kterém se tvoří bílkoviny. V prvním kroku dochází k přepisu (transkripci) genetického kódu DNA do RNA. Ve druhém kroku dochází k překladu (translaci) kódu z RNA a k tvorbě bílkovin
Pseudogen – úsek chromozomu s podobnou organizací jako gen, ale nepřepisovaný do bílkoviny. Pravděpodobně se jedná o pozůstatky dříve aktivních genů vyřazených evolucí
Real time PCR (kvantitativní PCR) - sledování průběhu polymerázové řetězové reakce přímo během reakce (tzv. „v reálném čase") pomocí fluorescenčních sond či barviv, které detekují množství PCR produktu během reakce zvýšením své fluorescenční aktivity. Její výhodou je možnost přesného stanovení výchozího počtu kopií cílové templátové sekvence DNA, čili schopnost kvantifikace
Rekombinace (Crossing-over) - proces, během kterého si dva homologní chromozómy spárované v profázi I meiózy vymění část své DNA. Výsledkem správně provedeného crossing-overu je výměna části alel mezi chromozómy, což vede ke zvýšení variability potomstva
Obr. 3: Rekombinace
Renaturace opětovná asociace denaturovaných vláken dvoušroubovice DNA (opětovná tvorba vodíkových můstků mezi vzájemně komplementárními úseky)
Replikace - proces tvorby kopií molekuly deoxyribonukleové kyseliny (DNA), čímž se genetická informace přenáší z jedné molekuly DNA (templát, matrice) do jiné molekuly stejného typu (tzv. replika). Celý proces je semikonzervativní, tzn. každá nově vzniklá molekula DNA má jeden řetězec z původní molekuly a jeden nový, syntetizovaný
RFLP – (restriction fragment length polymorphism) - polymorfismus délky restrikčních fragmentů, existence různě dlouhých fragmentů po štěpení DNA restrikční endonukleázou u různých osob, která je využitelné v nepřímé DNA diagnostice
Obr. 4: RFLP
Ribozomální RNA (rRNA) - druh RNA, který se podílí spolu se specifickými bílkovinami na tvorbě ribozomu. Je to jednovláknová molekula,vzniká v jadérku
RNA - kyselina ribonukleová, u vyšších živočichů se podílí na realizaci genetické informace
Sekvenování - (sekvence, sekvencování) – metoda, kterou se zjišťuje pořadí nukleových bází (A, C, G, T) v sekvencích DNA
Obr. 5: Sekvenování
SNP – (single nucleotide polymorphism) - polymorfismus jediného nukleotidu, jedná se o nejčastější formu polymorfismu v lidském genomu, vyskytující se asi jedenkrát na 1000 bází
SSCP – (single strand conformation polymorphism) - polymorfismus konformace jednovláknových částí DNA, metoda přímé DNA diagnostiky
Obr. 6: SSCP
Strukturní aberace - Jsou následkem změn struktury chromozomů, přičemž původní množství genetického materiálu může - ale nemusí - být zachováno. Dělíme je na balancované (kdy je zachováno původní množství genetického materiálu) a nebalancované (kdy část genetického materiálu chybí či přebývá)
Substituce nukleotidů (bodové mutace) - nahrazení jedné nebo několika bází jinou bází. Rozlišujeme substituci tranzicí (náhrada stejným typem báze - purinové purinovou (A, G) a pyrimidinové pyrimidinovou (C, T) a substituci transverzí (náhrada odlišným typem báze - purinové pyrimidinovou a obráceně)
Transferová RNA (tRNA) - druh RNA, která připojuje specifickou aminokyselinu do rostoucího polypeptidového řetězce při translaci
Transkripce – proces, při němž je podle genetické informace zapsané v řetězci DNA vyráběn řetězec RNA. Transkripce je důležitá součást tzv. centrálního dogmatu molekulární biologie
Translace - sekundární proces syntézy bílkovin. Jde o sestavení primární struktury bílkoviny podle záznamu v transkripci vytvořené mRNA. Během translace je podle informace zapsané v mRNA sestaven řetězec aminokyselin
Vazba - pokud jsou geny na stejném chromosomu, potom jsou ve vazbě, jejíž síla závisí na vzdálenosti obou genů na chromosomu
VNTR – (variable number of tandem repeats) - variabilní počet tandemových opakujících se sekvencí, jsou využitelné v DNA diagnostice nebo forenzním lékařství (určování identity)
Vývojová genetika – vědní obor studující způsob, jakým geny řídí buněčné dělení, diferenciaci a morfogenezi – procesy, kterými vznikají tkáně, orgány a anatomické uspořádání
