genetika 22
TRANSCRIPT
Genetička toksikologija (genotoksikologija) je primenjena nauka
koja ima za cilj da detektuje agense koji oštećuju nasledni mate-
rijal i da objasni mehanizme nastanka mutacija (mutageneze).
Testovi na genotoksičnost
detekcja genskih mutacija
detekcija hromozomskih
mutacija
efekti na nivou DNK
Testovi za detekciju genskih mutacija:
- Test reverznih mutacija kod Salmonella typhimurium
- Test reverznih mutacija kod Escherichia coli
- Test genskih mutacija u kulturama sisarskih ćelija
- Test polno vezanih recesivnih letalnih mutacija kod
Drosophila melanogaster
- Test genskih mutacija kod Saccharomyces cerevisiae
- Spot test kod miša
Testovi za detekciju hromozomskih mutacija:
- In vivo citogenetički test
- In vitro citogenetički test
- Mikronukleus test (in vitro ili in vivo)
- Test dominantno letalnih mutacija
- Test naslednih translokacija
- Citogenetički test na sisarskim germinativnim ćelijama
Testovi za otkrivanje efekata na nivou DNK:
- Neplanirana sinteza DNK (oštećenje i popravak DNK in vitro)
- Test mitotskih rekombinacija na Saccharomyces cerevisiae
- Test razmene sestrinskih hromatida in vitro
- Test razmene sestrinskih hromatida in vivo
- In vitro Komet test
- In vivo Komet test
Stepen oštećenja jedarne DNK:
A) bez oštećenja
B) umereno oštećenje
C) veliko oštećenje
D) totalno oštećenje
Različiti nivoi oštećenja DNK u limfocitima čoveka (original): a) bez oštećenja, b) nisko, c) srednje, d) visoko i e) totalno oštećenje
Primene Komet testa:
- Genetička toksikologija (in vitro, in vivo)
- Kinetika reparacije DNK
- Apoptoza
- Vizuelna kvantifikacija dvolanačanih DNK prekida kod bakterija
- Kliničke primene (prenatalna dijagnostika,sindromi sa deficijentnom
reparacijom DNK, podložnost za oboljevanje od raka, terapija kancera,
katarakta, Diabetes mellitus, reumatoidni artritis, sistemski lupus
eritematozus, Alzheimerova bolest itd.)
- Biomonitoring (starenje, fizičke vežbe, pothranjenost, ishrana, uticaj
ozona, populacione studije, biomonitoring u ekosistemima)
- Analize ćelijskog ciklusa
- Biologija slobodnih radikala
- Toksikologija ishrane (fitoprotektanti, produkti fermentacije u crevu kao
antioksidansi).
Karakteristike maligne ćelije
Najupadljivije razlike između normalne i maligne ćelije:
a) maligna ćelija nenormano raste i neograničeno puta
se deli
b) jedra su izmenjena – krupna, može ih biti više u ćeliji
c) nukleolusi su obično krupni, ima ih veći broj a sve
to govori o intenzivnoj sintezi proteina
d) metabolizam ćelije je izmenjen. Glikoliza je glavni
metabolički put.
e) na površini ćelije javljaju se novi antigeni
f) ćelija menja oblik i organizaciju. Neki citoskeletni
proteini fosforilišu se u znatno većoj meri
g) gubitak kontaktne inhibicije
h) haotičan raspored ćelija
i) gubitak karakteristika diferenciranih ćelija
j) genetička nestabilnost
k) monoklonalno poreklo
Mačka dobija citostatik Adriamycin i.v.
Veliki broj malih limfocita
u slučaju limfoma
Strukturna formula
doksorubicina
(Adriamycin)
Nekoliko osobina zajedničkih svim ćelijama raka:
- opiru se unutrašnjim i spoljašnjim signalima
za regulaciju proliferacije
- nisu podložne apoptozi (programirana ćelijska smrt)
- zaobilaze genetički programirana ograničenja proliferacije
i nisu diferencirane
- genetički su nestabilne
- invazivne su – napuštaju svoje i napadaju ostala tkiva
preživljavaju i proliferišu u drugim tkivima (metastaziraju).
SKY (spectral kariotyping) kao
varijanta FISH metode:
numeričke aberacije u ćelijama
leukemije kod miševa
Hiperdiploidna ćelija raka pluća iz metastaze u limfnom čvoru
Pored nenormalnog broja hromozoma uočava se niz rearanžmana
Telomere kod telomeraza pozitivnih ćelija (A) i ALT (alternative
lengthening of telomeres) ćelijske linije (B)
A B
U normalnim ćelijama se telomere pomalo skraćuju pri svakoj deobi, tako da
posle izvesnog broja deoba dolazi do smrti ćelije. Maligne ćelije se dele
neograničeno zato što imaju telomerazu (enzim koji neograničeno povećava
dužinu telomera), ili povećanjem telomera putem rekombinacije u tzv. ALT ćelijama
Kancerogeni agensi
- fizički (UV zračenja, jonizujuća zračenja)
- hemijski (mutagene supstance i tumor promotori)
- biološki (virusi)
Protoonkogen – normalni alel gena
Onkogen – tumorski gen, mutiran ili prekomerno ispoljen
protoonkogen
Antionkogen (tumor-supresor gen) – gen koji sprečava malignu
transformaciju