مواضيع المحاضرة:
background image

Unit 2 - Molecular and genetic factors in disease

 

 

 

Lecture 1 - Introduction 

Molecular medicine 

  Is a broad field, where physical, chemical, biological and 

medical techniques are used to:  

  Describe molecular structures and mechanisms 

  Identify molecular and genetic errors of disease 

  Develop molecular interventions to correct them. The 

molecular medicine perspective emphasizes cellular and 
molecular phenomena and interventions rather than the 
previous conceptual and observational focus on patients 
and their organs 
 

Classification of Human diseases 

1)  Those that is genetically determined. 
2)  Those that is almost entirely environmentally determined. 
3)  And those to which both nature and nurture contribute. 

  About 1% of all newborn infants possess a gross 

chromosomal abnormality.  

  Approximately 5% of individuals under age 25 develop a 

serious disease with a significant genetic component 
 

The human genome 

  The gene is the most important unit of genetics. 

  The estimated total number of genes is about 30000-

35000, the gene has an average 1400 base pairs,only 1.5% 
of the genome reprsents primary coding sequence 

  There are 3×10

(3000 megabase) base pairs of deoxy-

ribonucleic acid (DNA) present In the human genome.  

  DNA forms a double stranded helical structure with only 

two type of base pairing are possible G-C and A-T, the 
double stranded DNA unit of two nucleotides is referred 
as a (BASE PAIR (bp))  

  The double stranded DNA helix is coiled around 

chromosomal protein called histone to form nucleosomes 
then these also adopt a coiled structure to form a 
chromatin fibre which on more coiling forms the 
chromomosome 

  DNA contains all of the genetic information required for 

the development of cells into tissue & organs 
Human cells contain 46 chromosomes: 
22 pairs of autosomes and 1 pair of sex chromosome 
One chromosome of each pair is derived from each 
parent; these 46 chromosomes are the diploid number 
seen in somatic cells. 

Only germ cells (sperm &ova) have the haploid number 
of 23 chromosome (22 autosomes and either an X or Y) 

  The genetic code is a 3 nucleotides unit which specify 

certain aminoacid to be inserted into protein ,only a very 
small fraction of the human genome codes for protein;  

  a Locus  refers to any area of the genome , 

  not all the DNA code for protein  

  sequences within the gene include coding 

regions(exons),noncoding regions(introns)and regulatory 
sequences 

  The conversion of DNA sequence to protein is mediated 

by RNA 

  Most of the natural variation in DNA sequence occurs in 

the noncoding region and have no effect on development 
and function , 

  variations that occur in the coding region leads to change 

in protein sequence and possibly the function 

  If DNA variation results in sufficient impairment of 

protein function to bring a harmful effect then  
GENETIC DISEASE
 may result.  

  When the genetic abnormality is mild, the genetic disease 

can be recognized, but sometimes the genetic abnormality 
may impair more vital process to such an extent that 
embryogenesis cannot continue. 
 

X inactivation 

  Is a special property of the X chromosome in the female 

one of the two X chromosome in a cell is inactive, so in a 
similar manner to male ,females only express one copy of 
genes on the X chromosomes and this process of 
inactivation is random , 

  This can have a bearing on the expression of diseases 

which are due to mutations in genes on the X 
chromosome as either the normal or the mutant gene may 
be inactivated. 

 
Genotype:
 is the genetic makeup of an individual (the 
sequences of their gene) 
Phenotype: is any aspect of structure or development of 
an individual (is the "outward, physical manifestation" of 
the organism) 
 

Genomic imprinting 

•  It means that the effect of a gene depends on whether its 

inherited from the mother or father 

•  If an imprinted gene carries a mutation then the 

manifestation of the disease will vary according to which 
parent transmitted the mutation.  

•  For example a certain region on chromosome 15 contain 

several genes in which only the paternal or maternal allel 


background image

Unit 2 - Molecular and genetic factors in disease

 

 

 

is transcriptionally active so deletion of these gene on the 
paternal chromosome cause a syndrome called (prader 
willi syndrome) while deletion of maternal chromosome 
causes a different syndrome(angelman's syndrome) 
 

Polymorphism 

  It represents a small change in DNA sequence that does 

not result in overt diseases this can happen if: 

  The change occurs in the noncoding DNA. 

  Do not alter the amino acid inserted in a given protein. 

  Result in an amino acid which is able to perform the same 

function as the original. 

  We all share genome sequence that are 99.9% identical, 

the remaining 0.1% is therefore responsible for all genetic 
diversity between individuals. 
 

Genetic factors in common diseases 

  Susceptibility to many common diseases is influenced by 

genetic factors, this is recognized by an increased 
incidence of the diseases in first degree relatives of 
affected individuals but not in a pattern typical of 
classical single gene disorders 

  Asthma,hypertention,diabetes,atopy , and ischemic heart 

diseases and many infectious diseases show this pattern 

  Genes that act together with environmental influences 

giving rise to this susceptibility are of interest 
 

Penetrance and expression 

  Individuals who inherit a specific disease mutation do not 

show an identical phenotype since they may not share the 
other genetic or environmental factors that predispose or 
unmask the full effect of the mutation. 

  Penetrance is the proportion of individuals who develop 

the diseases phenotype. 

  Fully penetrant mutation: if all individual who inheret it 

Develop the associated disease phenotype. 

  If additional environmental factors are needed the gene 

may show late onset pentrance 

  Non –pentrant mutation if the individual is not exposed 

to sufficient additional factors 

  Disease Expression describes the degree to which the 

severity of the disease phenotype varies. 
 

Genetic counseling 

  Genetic counseling is providing information about the 

medical and family implications of a specific disease. 

  Aims of  Genetic counseling is to:  

  Help individuals make decisions about planning a family 
  Taking part in screening program 
  Accepting prophylactic therapies.  

  Specific problems encountered in genetic counseling 

include: 

  Accurate assessment of genetic risk 
  Identification of children at risk of genetic disorders 
  The increase in genetic risks associated with 

consanguinity 

  Non-paternity as an ncidental finding in DNA diagnostic tests 

 

Indication of genetic counseling 

  One or more birth defects 

  A genetic disorder or chromosome abnormality 

  Intellectual Development Disorder or developmental delay 

  Neuromuscular abnormalities 

  Unexplained metabolic problems 

  Congenital or familial hearing loss or blindness 

  Abnormal growth patterns 

  Abnormal sexual development 

  Prenatal exposure to drugs or medications  

  Cancer 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 61 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل