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Molekulargenetik (Fach) / Tumorgenetik (Lektion)

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• Texel/Romanov Phänotyp Suche nach kausaler Mutation Wie entsteht Phänotyp miRNA Kontrolle Phänotyp: Texel: sehr asugeprägt, Fleischschaf-Rasse, Muskelhyperplasie (mehr Muskelfasern), Romanov: unterdurchschnittlich Fleisch, Rasse bekannt für hohe Ovulationsrate (Zwillinge bis Vierlinge) Suche nach kausaler Mutation: 1. Erzeugung einer Resourcenfamilie, 2. Kopplungsanalyse mit Mirkorastelliten → Signal bei MSTN Gen (= Myostatin Gen) → weniger Myostatin → mehr Muskelfasern 3. Sequenzierung des MSTN Gens via PCR → keine Sequenzunterschiede im kodierenden Bereich (auch nicht auf RNA), aber Einzelbasenaustausch u.a. im 3'UTR Bereich (Polymorphismen Bereich)) (nicht codierender Bereich) → A mit 99% bei T, 1% bei W Wie entsteht Phänotyp: AS-Sequenz des MSTN Proteins unverändert, MSTN Transkriptmenge ähnlich zwischen Texel und Romanov (nachgewiesen durch PCR, mRNA untersucht) → ist Translation inhibiert? → Proteinexpression untersuchen durch Immunpräzipitation aus Serum → T schwache Bande, W starke Bande → erklärt Phänotyp miRNA: jeder Säuger hat ca. 100 Gene für mikroRNA → 1. werden transkribiert, Cap und PolyA wie normale mRNA aber mit Sekundärstruktur (1 Strang bindet mit sich selber) = pri-miRNA 2. RNAse schneidet Ränder ab → nur Sekundärstruktur bleibt = pre-miRNA (70 nt), 3. Export aus Kern ins Zytoplasma, 4. Nuklease schneidet Schleife durch und baut einen Strang ab = mature miRNA (22 nt) → 1 einzelsträngige RNA = RISC (RNA- induced silencing complex) → kann andere mRNA hemmen miRNA kann mRNA hemmen bei mind. 8 Basenpaare-Match am 5'-Ende → Ribosom kann nicht binden → keine Proteien/kein Myostatin beim Texel gibt es nach Mutation ein A statt ein G → 8 Matches, beim WIldtyp kann das normale G nicht ans Uracil binden → kein totaler Match → Myostatin-mRNA nicht gehemmt Kontrolle: via Reporter-Gen Experiment = 1 Gen dessen Aktivität leicht messbar ist → Luc-Gen vom Glühwurm (sorgt für Licht) → daran wird der vermehrte Bereich gehängt in dem Mutation geschah → durch das Leuchen kann auch die Aktivität des Myostatin gemessen werden → verminder bei Texel wenn auch miRNA begegeben wird + Kontrolle, dass gewisse miRNA auch wirklich im Skelettmuskel exprimiert wird
• Onkogene/ virale Onkogene wichtige virale Onkogene Aktivierung eines Onkogens virale Onkogene: jedes Retrovirus hat LTR am Anfang und am Ende eines Chr. und je 1 gag, pol und env RSV (Rous-Sarcom-Virus) hat zusätzlich src, hat zellulären Ursprung, von Hühner-Gen für Tyrosin-Kinase (aber ohne Introns) → wurde fälschlicherweise durch Zelle vermehrt und in virale RNA eingebaut wichtige virale Onkogene: ras (GTPase für Signaltransduktion), myc (TF), abl (Tyrosin-Kinase),... → haben alle etwas mit Wachstum und Zellproliferation zu tun Aktivierung eines (Proto-)Onkogens: 1. Mutation in codierender Sequenz → überaktives Protein wird in normaler Menge exprimiert 2. Gen-Amplifikation → normales Protein wird in erhöhter Menge exprimiert 3. Chromosomen-Umordnung (Rearrangement) → nahegelegener Enhancer sorgt für übermässige Produktion des normales Proteins, oder druch Fusion mit stark transkribiertem Gen entsteht Fusionsprotein in zu grosser Menge oder das Fusionsprotein ist überaktiv
• Entstehen des Burkitt-Lymphom Info Umlagerung EBV Entstehung des Cervix-Karzinoms Info: IG-Gene sind in normaler Zelle nicht richtig angeordnet → braucht DNA-Schnitte und Rekombinationen für AK-Bildung → Umlagerung der Gene für AK während B-Zell-Reifung Genort für leicht und schwere Ketten: HSA2/14/22 gelegentlichen kommt es zu falschen Umlagerungen → kommt zu Bruch in HSA8 und Fusion mit einem AK-Gen → falls dabei das myc-Proto-Onkogen unter den Einfluss eines starken Promotors der AK-Gene kommt, wird es stärker exprimiert → Überexpression von myc → B-Zellen teilen sich unkontrolliert → Lymphom + Infektion mit EBV erhöht Risiko an Burkitt-Lymphom zu erkranken weil es mehr AK umlagert → P für falsche Umlagerung steigt Cervix-Karzinom normale Epidermis mit Zellen in denen Genom vielleicht schon verändert → Dysplasie: Differnezierung verzögert → Basalzellen breiten sich Richtung "OF" aus → bildet Karzinom in situ → invasives bösartiges Karzinom durchbricht Basalmembran → je schneller Zellteilung, dest höher P für Mutationen
• Tumorsuppressor-Gene Beispiele Retinoblastom Beispiele: BRCA, Rb, p53 → beide Allele müssen kaputt sein, damit Tumor möglich, p53 misst ob DNA stakr geschädigt → Reparatur + DNA wird nicht repliziert, oder Apoptose Retinoblastom: normal: gelegentlich wird in einer gesunden Zelle eines der beiden intakten Rb-Gene inaktiviert → kein Tumor erbliches Retinoblastom: Träger (1 Gen inaktiviert) + 2. Mutation in gleicher Zelle → 2 inaktivierte Gene → Retinoblastom → die meisten Personen mit ererbten Mutation bekommen Tumore nichterbliches Retinoblastom: nur 1 aus 30'000 hat mit viel Pech 2 Mutation in gleicher Zelle → beide Gene inaktiviert → Retinoblastom
• Tumor-Progression normales Epithel + Verlust von APC (Tumorsuppressor-Gen, Zelladhäsion vermindert) → Epithel mit starker Zellvermehrung → Adenom (Frühstadium) + Aktivierung rsa (Onkogen der Signaltransduktion) → Adenom (mittleres Stadium) + Verlust (DDC = Tumorsupressorgen) → Adenom (spätes Stadium) + Verlust p53 → Karzinom + weitere Veränderungen → Metastasen
• Entwurmung bei Collies Phänotyp Vorkommen Symptomatik Ursache Erbgang Nachweis Pharmakokinetik Konsequenz/Zukunft Phänotyp: genetisch bedingte Unverträglichkeit gegenüber dem Medikament Invermectin (Entwurmung) Vorkommen: Australien Shepard, Collies Symptomatik: Unverträglichkeit von Substanzen mit P-Glykoprotein (pumpt alles was ins ZNS reinkommt wieder raus = Transportprotein) → ZNS-Symptome Ursache: Defekt im MDR1 (= P-Glykoprotein) → ATP-getriebener Transport fällt aus → Substrat akkumuliert sich im ZNS → keine Daten für verkürze Lebenserwartung (ohne Entwurmung) Erbgang: monogen autosomal rezessiv Nachweis: direkter Gentest Pharmakokinetik: genetische Unterschied verantwortlich für unterschiedliche Wirkung des Medikaments Zukunft: individualisierte Therapie in Abhänigkeit vom Genotyp

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