Synthetic Lethal / לתליות
חדירות ומידת ביטוי - Penetrance
and Expressivity
סופרסיה
Synthetic Lethal / לתליות
Synthetic Lethal / לתליות זהו מצב שבו ישנו
פרט בעל גנוטיפ הומוזיגוט רצסיבי לשני גנים שונים והוא אינו שורד.
במצב זה יש בעיה לבדוק את הפנוטיפים בהכלאות מבחן.
איך נדע האם גן הוא לתלי Synthetic Lethal?
לדוגמא:
שמר שהוא בעל מוטציה לגן A (גנוטיפ aa).
נרצה לבדוק איזה מוטציות יגרמו למות הפרט בתגובה עם המוטציה a.
במצב זה נכניס פלסמיד (DNA מעגלי המצוי חיצונית לכרומוזום) של האלל A תקין, ונתחיל ליצור מוטציות בגנום השמר.
שמר שקיבל מוטציה בפלסמיד, שורד את המוטציה משום שלא נוצרה
מוטציה נוספת.
שמר שקיבל מוטציה בגן B ובפלסמיד לא מעניין אותנו משום שהוא נפתר.
שמר שעבר מוטציה בגן B בלבד ישרוד את המוטציה עקב פעילות הפלסמיד.
בשלב זה ניקח את המושבות ונוציא את הפלסמיד. כשנגיע למושבה שמתה בעקבות איבוד הפלסמיד, נדע שהיא עברה מוטציה בגן Synthetic Lethal.
נחזור למושבה הכוללת את פלסמיד A, נכניס לה פלסמיד B ונוציא את פלסמיד A.
עכשיו נוכל לבדוק את הרצף הגנטי של המוטציה שהתרחשה ב-B (הגן החדש b), ונדע איזו מוטציה b גורמת למות הפרט במידה היא מופיעה עם המוטציה a.
לחלופין, נוכל להשתמש בשיטת RNA in-situ
Hybridization, בה מכניסים לפרט רצפי RNA התואמים למקטע RNA של
חלבון. שני מקטעי ה-RNA משלימים אחד את השני לצורה דו-גדילית, והחלבון אינו יכול להתבטא.
אפיסתזיס – Epistasis
אפיסטזיס היא יחסי הגומלין בין גנים.
באפיסטזיס פעולת גן אחד מושפעת מזו של גן או גנים אחרים.
הגן שמקבל ביטוי בפנוטיפ נקרא אפיסטטי וזה שפעולתו שונתה או דוכאה נקרא היפוסטטי.
האפיסטזיס מתארת את מה שקורה אצל רובם המוחלט של הגנים, שאכן
מושפעים מגנים אחרים.
דוגמא לאפיסתזיס:
הכלאה בין פרט wwMM (לבן) ופרט WWmm (אדום).
מקבלים בדור F1 אנו פרטים בעלי גנוטיפ WwMm (כחולים).
בדור F2 מקבלים:
1.
WwMm -
כחול, 9 פרטים.
2.
Wwmm -
אדום, 3 פרטים.
3.
wwMm -
לבן, 3 פרטים.
4.
wwmm -
לבן, פרט אחד.
סה"כ 9:3:4
במצב זה נגיד שהגן w הוא גן אפיסטטי לגן m, וזאת משום שללא גן w דומיננטי, לא נקבל התבטאות של הגן m (מוטנטי או רגיל).
נוכחות של גן אחד שפעילותו חיונית (w) כדי לקבל את הפנוטיפ של קבוצת גנים אחרת (m).
דוגמה נוספת לאפיסטטיות נוכל למצוא בכלבי לברדור:
כלב שהוא בצבע חום הוא בעל גנוטיפ bb (הומוזיגוט רצסיבי למוטציה בגן b).
גן אחר, E אחראי להעברת הפיגמנט לפרווה. כל הכלבים ההומוזיגוטים לאלל המוטנט
e
יהפכו להיות בצבע בז'/לבן - ללא קשר לשאר הגנים. בהכלאת שני פרטים בעלי גנוטיפ BbEe
נקבל:
1.
BbEe -
שחור, 9 פרטים.
2.
bbEe -
חום, 3 פרטים.
3.
Bbee -
לבן, 3 פרטים.
4.
bbee -
לבן, פרט אחד.
באפיסטטיות תמיד נקבל
יחס של 9:3:4 בפנוטיפ.
חדירות ומידת ביטוי - Penetrance
and Expressivity
Penetrance - רמת החודרנות של המוטציה.
דוגמה
ל-Penetrance:
התבטאות
של מוטציה דומיננטית אצל פרט אחד, אך חוסר התבטאות אצל פרט אחר עקב אינטראקציה עם גנים
אחרים.
Expressivity - רמת ההתבטאות של המוטציה.
דוגמה
להתבטאות:
כלבים
המבטאים באופן שונה מוטציות של כתמים על פרווה:
סופרסיה
יחס סופרסור (Suppressor) - דיכוי פנוטיפ של גנים
סופרסיה היא מוטציה מחוץ לגן המוטנטי שגורמת לחזרה לכאורה
לפנוטיפ WT של
הגן המוטנטי.
(שתי מוטציות שביחד נותנות WT ).
לדוגמה: ADE2 הוא הגן השני למסלול יצירת אדנין. ADE2 מפרק
חומר גלם שהצטברותו היא אדומה. בחוסר תפקוד הגן, נקבל שמרים אדומים.
רברטנט (מהמילה revert) - בגידול של אוכלוסיה ספציפית מקבלים פרט בעל פנוטיפ אחר.
לדוגמה: גידול של אוכלוסיית ade2 (מוטציה ל-ADE2 היוצרת שמר אדומים), וקבלת פרט לבן במרכז האוכלוסיה.
בניגוד לסופרסיה, רברסיה מחזירה ממשית ל WT כך
ש-
ברברטנט רגיל יהיה מוטציה חדשה שהופכת מוטציה ישנה לקוד גנטי
תקין
(ade2 ß ADE2 בעקבות מוטציה בגן עצמו).
יכול להיות שנקבל מופע של רברטנט סופרסור (Supressor Revertent):
נדבר על שני גנים: ADE2 ו-SUP.
בשמר בעל אלל ADE2 אחד לפחות, נקבל פרטים לבנים.
בשמר בעל גנוטיפ ade2/ade2 (הומוזיגוט רצסיבי) וגן SUP אחד לפחות, נקבל פרטים אדומים.
בשמר בעל ade2/ade2 ו-sup,sup (הומוזיגוט רצסיבי לשני הגנים), נקבל שוב פרטים לבנים.
בהכלאת שני פרטים ADE2/ade2, SUP/sup נקבל:
1.
AaSs -
צאצאים לבנים, 9 פרטים.
2.
Aass - צאצאים
לבנים, 3 פרטים (מחסור ב-S תקין מונע הופעת פנוטיפ אדום).
3.
aaSs -
צאצאים אדומים, 3 פרטים.
4.
aass -
צאצאים לבנים, פרט אחד.
ביחס של גן סופרסור
נקבל פנוטיפים ביחס של 13 לבנים ל-3 אדומים.