Machado-joseph disease

hej. :)

Har lavet en eksamensopgave fra august 2006?  jeg synes den generelt er svært, og da det er sidste aflevering inden årskarakterene vil jeg gerne gøre noget ud af den. Nogen som har lyst til at læse den? :)!
Den handler om Machado-joseph disease.

A
a) På figur 1 ses et stamtræ for en familie med Machado-Joseph Disease (MJD). Derudover ses MJDs nedarvning. Man får oplyst at den genetiske fejl ligger på kromosom 14, hvilket betyder at den er autosomal, hvilket vil sige at nedarvningen er knyttet til andre kromosomer end kønskromosomerne. Cirklerne symboliserer kvinderne, og firkanterne symboliserer mændene. De sort farvede felter er kvinder eller mænd med MJD. Ud fra figuren se det, at sygdommen findes i hver generation, hvilket betyder at sygdommen er dominant. Ifølge Mendels 1. lov vil nedarvingen for den dominerende egenskab ofte se således ud:
- Ca. halvdelen af en syg persons børn har arvet sygdommen, fordi personen som regel er heterozygot.
- Drenge/mænd og piger/kvinder arver sygdommen nogenlunde lige hyppigt
- En syg person har en syg mor og/eller far.
Ovenstående information stemmer nogenlunde overens med figur 1, det passer dog ikke helt med hensyn til, at drenge/mænd og piger/kvinder arver sygdommen nogenlunde lige hyppigt. Dette kan skyldes, som der også nævnes i Mendels 1. lov, at hunlige kønsceller forenes tilfældigt med handlige kønsceller. I nogle tilfælde, kan det også ske, at en person arver en dominerende sygdom selvom forældrene er raske, dette kan skyldes at der er sket en mutation.

b) Selve proteinsyntesen starter inde i cellekernen, inde ved DNAet. Når protein skal produceres sker det via det, som kaldes det centrale dogme. Det vil sige at der først sker en replikation af Dna’et, hvorefter der sker en transskription fra DNA til mRNA. Dannelsen af mRNA sker ved brug af en RNA-polymerase. RNA-polymerasen kan ikke starte et tilfældigt sted på DNA-strengen, den behøver en såkaldt ”landingsplads”. Denne ”landingsplads” kalder man en promoter. Promoteren er en baserækkefølge, som fortæller RNA-polymerasen, at her kan den lande. Hos procaryote organismer er denne baserækkefølge TATAAT. RNA-polymerasen lander altså her og begynder derefter at bevæge sig hen ad DNA-strengen. Den begynder ikke at lave RNA før den møder et startsignal, som også er den kodende del. Dette er også en baserækkefølge på DNA’et. Når den kommer til den kodende del, begynder den at kopiere DNA-strengen. Dette sker ved, at den sætter passende nukleotider sammen med DNA-strengens. Baserne sættes sammen altid sammen således at A-T, T-U, G-C og C-G passer sammen. På et tidspunkt når RNA-polymerasen til det man kalder et stopsignal. Her frigives mRNA og polymerasen hopper af DNA-strengen som samler sig igen. Dette er slutningen af transskriptionen. Når mRNA er frigivet skal den igennem en mindre tilklipning, før den kommer ud i cytoplasmaet. Exon er inde i cellekernen og er den del af DNA’et der er det kodende DNA, i modsætning til introns som er det ikke kodende DNA. Introns er kopien af det nonsens-DNA som er i selve DNA’et. Da Nonsens-DNA ikke koder for noget, er introns derfor ubrugeligt i den videre dannelse af proteiner. De stykker som koder for noget kaldes, exons, og disse klippes fra og sættes sammen igen, således der kan dannes et mRNA, der kun indeholder relevante koder, hvilket er et mRNA uden introns. Exon er den del af et gen der translateres til protein. Vi må altså derfor antage at en fejl heri kan medfører at gener f.eks. ikke kan translatere protein.

c) Overkrydsningsfejl fører til CAG-repeats, da antallet af repeats øges fra generation til generation i de familier, der er ramt af sygdommen. Overkrydsningen er en vigtig proces i meiosen, da den sørger for at der dannes gener fra både moderen og faderen. Overkrydsning sker i meiosens første fase. Formålet med en meiose er at danne kønsceller, der er genetisk forskellige. Der er overkrydsningen bl.a. med til. Udover overkrydsningen er den parvis tilfældige fordeling af kromosomerne også med til at sikre dannelsen af kønsceller. Ud fra en normal somatisk celle dannes der således ved en normal meiose kønsceller med forskellige allele gener. Desuden er kromosomtallet halvt så stort som modercellens nemlig 23, som er fordelt på 23 autosomer og et kønskromosom. Sommetider kan der ske fejl i meiosen så der kommer et afvigende antal kromosomer i kønscellerne. Dette skyldes et fænomen, som man kalder, non-disjunktion. Det opstår hvis de homologe kromosomer ikke adskilles i første meiotiske deling eller hvis kromatiderne i et kromosom ikke adskilles i anden meiotiske deling. Grunden til at overkrydningsfejl kan føre til et øget antal CAG-repeats i næste generation skyldes, at den ene kromation ”glemmer” at give et kromatid når de krydser hinanden, og på den måde får de en ekstra DNA som indeholder CAG-repeats.

B
a) Basesekvensen skal være komplementær til stykket TGTAGCCT. Dette skyldes at DNA polymerasen forlænger de komplementære DNA strenge med start fra primeren og den endelige færdige kopi af DNA-dobbeltstrengen kan dannes. Der hvor restriktionsenzymet har klippet og slutter til, er der hvor CAG-repeatsene starter.

b) På figur 3 ses resultatet af elektroforese af DNA fra personer i familien, der er vidst i figur 1. I den række til venstre ses DNA fagmenter med kendt størrelse. Dette kaldes også for en DNA-stige. De længeste DNA stykker vil befinde jeg tættest på ”-”, hvorimod de korteste vil befinde jeg tættest på ”+”. Dette skyldes at de korteste vandrer længst. Elektroforese er en analysemetode der benyttes til at adskille forskellige molekyler fra hinanden baseret på deres, eller nogle hjælpemolekylers, elektriske egenskaber samt f.eks. størrelse og form. Stregerne ”|” symbolisere generationer, således at en streg symbolisere den første generation, to streger, anden generation og så videre. På figuren ses det tydeligt, at de personer, der har sygdommen, alle har en bånd omkring 80 basepar, hvilket indikerer repeatsene. De personer der ikke har sygdommen, samt det andet raske gen hos den syge, har bånd mellem 20 og 30.

c) Man kan forestille sig, at personer med MJD ville kunne medfører problemer med balancen, pga. proteinet, ataxin, ophobes i neuroner i lillehjernen, hjernestammen og den øverste del af af den forlængede rygmarv. Dette ville sandsynligvis også kunne at den syge vil have problemer med at koordinere sine bevægelser.
I og med at proteinet, ataxin, obhobes oppe i hjernen kunne man også forstille sig at den syge ville have symptomer som synsforstyrrelse og taleforstyrrelser.