הצעת פתרון שאלות תרגול מג׳ונרטות

התשובה הנכונה היא (3) - 0.65.

חישוב:

סך כל האללים = $2 \times 80 = 160$

מספר אללי B:

• מפרטי BB: $32 \times 2 = 64$
• מפרטי Bb: $40 \times 1 = 40$
• סה”כ: $64 + 40 = 104$

בדיקה: $q = 1 - p = 1 - 0.65 = 0.35$

שכיחות הטרוזיגוטים צפויה: $2pq = 2 \times 0.65 \times 0.35 = 0.455$ (45.5%)

שכיחות נצפית: $\frac{40}{80} = 0.50$ (50%) - קרוב לצפוי, הפרש קטן.

טיפ למבחן: לחשב שכיחות אללים תמיד מהנוסחה $p = \frac{2 \times \text{HomDom} + \text{Het}}{2N}$

מקור: שיעור 12 - גנטיקה של אוכלוסיות

התשובה הנכונה היא (4) - 2.96%.

שלב 1 - שכיחות האלל:

בגברים (XY), שכיחות חולים = שכיחות האלל:

שלב 2 - שכיחות נשאיות:

נשים נשאיות = הטרוזיגוטיות ($X^A X^a$):

למה האחרות שגויות:

• (1) 0.015 = q, שכיחות האלל, לא שכיחות הנשאיות
• (2) 0.0225% = $q^2$ = שכיחות נשים חולות (הומוזיגוטיות), לא נשאיות
• (3) 1.5% = q באחוזים, לא $2pq$

טיפ למבחן: במחלות X-linked, שכיחות חולים בגברים = $q$ ישירות (כי יש להם X אחד).

מקור: שיעור 12 - גנטיקה של אוכלוסיות

התשובה הנכונה היא (3).

Threshold Effect הוא עקרון מרכזי במחלות מיטוכונדריאליות:

• נדרש אחוז מינימלי של מיטוכונדריות פגומות כדי שהמחלה תתבטא קלינית
• הסף משתנה בין רקמות - רקמות עתירות ATP (מוח, שריר, לב, עיניים) רגישות יותר
• לכן אותו חולה יכול להציג פגיעה נוירולוגית חמורה אבל תפקוד כליות תקין

למה האחרות שגויות:

• (1) תורשה מיטוכונדריאלית היא אימהית בלבד - גברים חולים לא מעבירים כלל (לא לבנות ולא לבנים). הזרע כמעט לא תורם מיטוכונדריות.
• (2) אם חולה מעבירה DNA מיטוכונדריאלי לכל ילדיה (בנים ובנות). חומרת המחלה יכולה להשתנות בגלל Heteroplasmy ו־Replicative Segregation, אבל ההעברה היא ל־100%.
• (4) ל־mtDNA יש רק 37 גנים (13 לחלבוני שרשרת הובלת אלקטרונים, 22 ל־tRNA, 2 ל־rRNA).

מקור: שיעור 5 - תורשה מיטוכונדריאלית

התשובה הנכונה היא (2).

הטרופלזמיה = נוכחות של שני סוגי mtDNA (תקין + מוטנטי) באותו תא.

למה זה חשוב קלינית:

• אחוז ההטרופלזמיה (כמה מהמיטוכונדריות פגומות) משפיע ישירות על חומרת המחלה
• בזמן חלוקת תאים, המיטוכונדריות מתחלקות באופן רנדומלי בין תאי הבת (Replicative Segregation)
• לכן ייתכן שתא אחד יקבל יותר מיטוכונדריות פגומות ותא אחר פחות

למה האחרות שגויות:

• (1) שני גרעינים = לא קשור למיטוכונדריה
• (3) זה מתאר Homoplasmy - ההיפך מהטרופלזמיה
• (4) לא תהליך פיזיולוגי מוכר

טיפ למבחן: הטרופלזמיה + Threshold Effect = ההסבר לשונות הקלינית הגדולה במחלות מיטוכונדריאליות.

מקור: שיעור 5 - מיטוכונדריה והטרופלזמיה

התשובה הנכונה היא (3).

Retrotransposons עוברים שעתוק ל־RNA, ואז Reverse Transcriptase יוצר cDNA שמשתלב במיקום חדש - העותק המקורי נשאר. זה מסביר למה ~60% מהגנום הוא רצפים חזרתיים.

למה האחרות שגויות:

• (1) הפוך - DNA Transposons הם Cut and Paste
• (2) הפוך - RT שייך ל־Retrotransposons, טרנספוזאז ל־DNA Transposons
• (4) המנגנונים שונים לחלוטין

מקור: שיעור 11 - טרנספוזונים

התשובה הנכונה היא (4).

Reverse Genetics = מגנוטיפ ← לפנוטיפ:

• יש לנו גן ידוע ← שואלים: מה הוא עושה?
• שיטות: Knockout, מוטגנזה מכוונת, ביטוי אקטופי, שימוש בטרנספוזונים

Forward Genetics = מפנוטיפ ← לגנוטיפ:

• יש לנו תכונה/מחלה ← שואלים: איזה גן אחראי?
• שיטות: GWAS, מוטגנזה אקראית + סריקה

למה האחרות שגויות:

• (1) Knockout = Reverse, לא Forward
• (2) GWAS = Forward, לא Reverse
• (3) נכון ש־GWAS הוא Forward, אך לא מתאים כשכבר יודעים את הגן ורוצים למצוא תפקיד

טיפ למבחן:

• יש לי מחלה, מחפש גן ← Forward
• יש לי גן, מחפש תפקיד ← Reverse

התשובה הנכונה היא (2) - 20 cM.

שלב 1 - זיהוי הורים ורקומביננטים:

הקבוצות הגדולות (402, 398) הם השילובים ההוריים (Parental).

הקבוצות הקטנות (104, 96) הם השילובים הרקומביננטיים - נוצרו מ־Crossing Over.

שלב 2 - חישוב תדירות רקומבינציה:

שלב 3 - המרחק:

(1 cM = 1% תדירות רקומבינציה)

למה האחרות שגויות:

• (1) 10 cM = 10% רקומבינציה, לא מתאים
• (3) 40 cM = היה צריך 400 רקומביננטים
• (4) 50 cM = פיצול חופשי (כאילו על כרומוזומים שונים)

טיפ למבחן:

• אם RF < 50% ← הגנים בתאחיזה (Linkage)
• אם RF = 50% ← הגנים על כרומוזומים שונים (או רחוקים מאוד)
• קבוצות גדולות = הוריים; קבוצות קטנות = רקומביננטים

מקור: שיעור 10 - תאחיזה ורקומבינציה

התשובה הנכונה היא (3).

הטרוזיגוט נושא שני אללים - אחד תקין ואחד מוטנטי:

בג’ל רואים שני פסים: פס של 1,200 bp (מהאלל המוטנטי) + פס/ים של 600 bp (מהאלל התקין).

       Homozygote | Heterozygote | Homo-Mutant
1200bp     -      |     ████     |    ████
 600bp    ████    |     ████     |     -

למה האחרות שגויות:

• (1) זה היה דפוס של הומוזיגוט מוטנטי בלבד
• (2) זה היה דפוס של הומוזיגוט תקין בלבד
• (4) אין “ארבעה פסים” - הפסים הזהים (600+600) מתמזגים לפס אחד עבה יותר

טיפ למבחן: הטרוזיגוט תמיד מראה שילוב של שני הדפוסים = יותר פסים.

מקור: שיעור 9 - אנזימי רסטריקציה ו־SNP

התשובה הנכונה היא (1).

חישוב:

גודל תוצר PCR = רצפי פריימר + (מספר חזרות × גודל חזרה)

אלל עם 7 חזרות:

אלל עם 14 חזרות:

למה VNTR שימושי לזיהוי פלילי:

• פולימורפי מאוד - הרבה אללים שונים באוכלוסייה
• לכל אדם שילוב ייחודי של אורכי VNTR
• תורשה יציבה ואמינה

מקור: שיעור 10 - סמנים גנטיים ובדיקות גנטיות. הופיע בעיקר בתרגול.

התשובה הנכונה היא (1) - 15%.

שלב 1 - הסתברות שהבן יירש:

מחלה דומיננטית, האם $Aa$, האב $aa$:

שלב 2 - בהינתן שירש, הסתברות שלא יפתח:

חדירות = 70%, כלומר 30% מהנשאים לא מפתחים קליניקה.

שלב 3 - חישוב כולל:

הבהרת מונחים:

דוגמה: Neurofibromatosis - חדירות כ־100% (כמעט כולם מפתחים), אבל Expressivity משתנה (חלק עם כתמים בלבד, חלק עם גידולים חמורים).

התשובה הנכונה היא (3).

אנטיציפציה = החמרה מדור לדור במחלות הרחבת חזרות (Trinucleotide Repeat Expansion):

• מספר החזרות גדל מדור לדור
• גיל הופעה מוקדם יותר
• תסמינים חמורים יותר

דוגמאות:

הנטינגטון:

• תנועות כוריאיפורמיות, דמנציה, הפרעות פסיכיאטריות
• ככל שיותר חזרות CAG ← גיל הופעה מוקדם יותר

Fragile X:

• הסיבה השכיחה ביותר לפיגור שכלי תורשתי
• מאפיינים: ראש גדול, אוזניים גדולות, אשכים גדולים (בגברים)

למה האחרות שגויות:

• (1) דילוג על דור = מתאר יותר לרצסיבי, לא אנטיציפציה
• (2) הפוך - המחלה מחמירה, לא מתקלה
• (4) לא קשור למין

מקור: שיעור 4 - מחלות הרחבת חזרות

התשובה הנכונה היא (2).

שני מנגנונים שונים שבהם מוטציה באלל אחד גורמת למחלה דומיננטית:

Osteogenesis Imperfecta (OI) - דוגמה קלאסית לשני המנגנונים באותה מחלה:

• Type I (קל): Haploinsufficiency - אלל אחד לא מייצר קולגן, אלל שני מייצר 50%. עצמות שבירות אבל מצב קל יחסית.
• Type II (קטלני): Dominant Negative - החלבון הפגום משתלב בסיבי קולגן ומשבש את כל המבנה. גם ה־50% שנוצרו מהאלל התקין נפגעים.

למה האחרות שגויות:

• (1) הפוך
• (3) מנגנונים שונים לגמרי
• (4) שניהם דומיננטיים!

מקור: שיעור 4 - מנגנוני דומיננטיות

התשובה הנכונה היא (2).

מורפוגנים הם חלבוני סיגנל שמופרשים ממקור מסוים ויוצרים גרדיאנט ריכוזים:

• קרוב למקור = ריכוז גבוה ← מפעילים גנים מסוימים
• רחוק מהמקור = ריכוז נמוך ← מפעילים גנים אחרים

דוגמאות מזבוב פירות (Drosophila):

• Bicoid - מורפוגן ראש: ריכוז גבוה בקדמת העובר
• Caudal - מורפוגן זנב: ריכוז גבוה בחלק האחורי

שלושת התהליכים המקבילים בהתפתחות עוברית:

1. חלוקה מוגברת - הכפלה מהירה של תאים
2. התמיינות (Differentiation) - תאים מקבלים תפקידים ספציפיים
3. מורפוגנזה - יצירת צורת הגוף וארגון האיברים

גנים הומיאוטיים (Hox):

• קובעים את צירי הגוף - “מה הולך לאן”
• שמורים מאוד באבולוציה (מזבובים ועד בני אדם)
• מוטציה ב־Hox יכולה לגרום לגפה לצמוח במיקום הלא נכון

מקור: שיעור 11 - גנטיקה התפתחותית

התשובה הנכונה היא (3).

הסדר מגבוה לנמוך:

דוגמה קלינית: תאי גזע ממח העצם הם Multipotent - יכולים להתמיין לכל סוגי תאי הדם (אדומים, לבנים, טסיות) אבל לא לנוירונים או תאי שריר.

מקור: שיעור 11 - גנטיקה התפתחותית ותאי גזע

התשובה הנכונה היא (3) - כ־1.5%.

הרכב הגנום האנושי:

תובנה חשובה: רק 1.5% מה־DNA שלנו מקודד לחלבונים. עם זאת, חלקים רבים מהרצף ה”לא־מקודד” ממלאים תפקידים חיוניים בבקרת ביטוי גנים (כמו lncRNA, XIST לאינאקטיבציית X).

למה האחרות שגויות:

• (1) 25% = הערכת יתר גדולה
• (2) 10% = עדיין יותר מדי
• (4) ~60% = שכיחות רצפים חזרתיים, לא מקודדים

טיפ למבחן: 1.5% מקודד. ~60% חזרתי. הנתונים האלה אוהבים לשאול עליהם.

מקור: שיעור 11 - ריצוף הגנום האנושי

התשובה הנכונה היא (1) - 1/2.

רגע - שימו לב לנתון הקריטי: אביה חולה.

אם אביה חולה ($X^a Y$), אז הוא העביר לה $X^a$. בוודאות.

• היא קיבלה $X^a$ מאביה
• היא קיבלה $X^H$ מאמה (אחרת הייתה חולה)
• לכן היא בוודאות $X^H X^a$ = נשאית

4 הבנים הבריאים לא משנים! הגנוטיפ שלה נקבע בוודאות מהמידע על אביה.

מתי כן צריך בייס?

אם הנתון היה: “אמה נשאית” (ולא “אביה חולה”):

• Prior: $P(\text{Carrier}) = 1/2$
• Conditional: $P(4 \text{ Healthy Childrens} \mid \text{Carrier}) = (1/2)^4 = 1/16$

טיפ למבחן:

• אם אב חולה ב־X-linked רצסיבי ← הבת בוודאות נשאית (אין צורך בבייס!)
• אם אם נשאית ← סיכוי 1/2 להיות נשאית ← אז מפעילים בייס עם הבנים הבריאים

מקור: שיעור 5 - חישובי בייס

התשובה הנכונה היא (1) - 0%.

בקו־דומיננטיות, לכל גנוטיפ יש פנוטיפ ייחודי:

הכלאה: MN × NN = $L^M L^N \times L^N L^N$

תוצאה: 1/2 MN + 1/2 N

אי אפשר לקבל פנוטיפ M ($L^M L^M$) כי שום הורה לא תורם שני אללי $L^M$.

ההבדל בין קו־דומיננטיות לחצי-דומיננטיות:

התשובה הנכונה היא (2) - Germline Mosaicism.

Germline Mosaicism = המוטציה קיימת בחלק מתאי הנבט (Germ cells) של ההורה, אבל לא בתאים הסומטיים שלו.

• ההורה נראה בריא לחלוטין (אין מוטציה בתאי הגוף שלו)
• אבל חלק מתאי הזרע/הביצית נושאים את המוטציה
• לכן הוא יכול להעביר את המוטציה לכמה ילדים

למה לא De Novo (תשובה 1)?

מוטציה De Novo מתרחשת באופן אקראי ונדיר. שני ילדים עם אותה מוטציה דומיננטית באופן בלתי תלוי - סטטיסטית כמעט בלתי אפשרי.

ההבדל בין סוגי מוזאיציזם:

חשיבות קלינית: גם אם בדיקת דם של ההורה תצא תקינה (בדיקת תאים סומטיים), עדיין יש סיכון להעברה - כי המוטציה בתאי הנבט בלבד.

מקור: שיעור 4 - De Novo ומוזאיציזם

התשובה הנכונה היא (2).

דוגמה ל־Gain of Function:

אכונדרופלזיה (Achondroplasia):

• מוטציה G380R בגן FGFR3
• הקולטן פעיל יתר על המידה ← מעכב צמיחת סחוס
• 80% De Novo, Hot Spot ← אותה מוטציה ב־90% מהמקרים
• קשר ישיר לגיל האב - תאי זרע מצטברות בהם מוטציות לאורך השנים

למה האחרות שגויות:

• (1) Gain of Function הן דומיננטיות, לא רצסיביות
• (3) Gain of Function = תוספת פעילות, לא אובדן
• (4) מופיעות בכל דפוסי התורשה

מקור: שיעור 4 - מנגנוני דומיננטיות

התשובה הנכונה היא (3) - לא ניתן להסיק סיבתיות מ־GWAS.

מה GWAS כן מספק:

• קורלציה בין אתרים גנטיים לפנוטיפים ← (1) ✓
• זיהוי גורמי סיכון ← (2) ✓
• שכיחות שונה בין קבוצות ← (4) ✓

מה GWAS לא מספק:

• קשר סיבתי ישיר ← (3) ✗
• ייתכן שהאתר שנמצא קשור דרך Linkage Disequilibrium לגן אחר
• ייתכן שהוא משפיע דרך אפיסטזיס (אינטראקציה עם גנים אחרים)
• בתכונות מורכבות, גן בודד הוא גורם סיכון ולא גורם דטרמיניסטי

איך מוכיחים סיבתיות?

שילוב גישות:

1. GWAS מזהה קורלציה (Forward Genetics)
2. יצירת מודל בעלי חיים (Knockout, CRISPR) ← Reverse Genetics
3. Mendelian Randomization - שימוש בווריאנט כמשתנה אינסטרומנטלי
4. מחקרי תאומים - הפרדת תורשה מסביבה

התשובה הנכונה היא (3).

במיוזה I - הכרומוזומים ההומולוגיים נכשלים בהיפרדות:

• שני הכרומוזומים ההומולוגיים הולכים לאותו צד
• כל ארבע הגמטות לא תקינות:
  • 2 גמטות עם n+1 כרומוזומים
  • 2 גמטות עם n-1 כרומוזומים

ההבדל ממיוזה II:

במיוזה II - הכרומטידות האחיות נכשלות בהיפרדות:

• רק 2 גמטות מושפעות (אחת n+1, אחת n-1)
• 2 גמטות נשארות תקינות (n)

טיפ למבחן: אם שואלים “כמה גמטות תקינות” - מיוזה I = אף אחת, מיוזה II = שתיים.

מקור: שיעור 3 - ציטוגנטיקה ואנאופלואידיה

התשובה הנכונה היא (4) - מונוזומיה 21 לא גורמת לדאון.

מונוזומיה = חסר כרומוזום. מונוזומיה אוטוזומלית היא קטלנית ולא תואמת חיים (למעט מונוזומיה X - תסמונת טרנר).

שלוש הדרכים לתסמונת דאון:

מאפיינים קליניים:

• עיכוב התפתחותי (IQ 25-70)
• היפוטוניה (רפיון שרירים)
• מומי לב מולדים (50-40%)
• קו סימיאני בכף היד
• סיכון מוגבר ללוקמיה (פי 20-10)
• אלצהיימר מוקדם (גן APP על כרומוזום 21)

מקור: שיעור 3 - שינויים מספריים בכרומוזומים

התשובה הנכונה היא (2) - 47,XXY.

השוואת תסמונות כרומוזומי מין:

נקודות מפתח לקליינפלטר:

• שכיחות: 1:1,000 לידות זכרים
• X נוסף = עודף גנים מכרומוזום X שלא עוברים אינאקטיבציה מלאה
• אזואוספרמיה (היעדר תאי זרע) ← עקרות
• טיפול: טסטוסטרון, ואפשר טיפולי פוריות (ביופסיה מאשך)

התשובה הנכונה היא (2) - Noonan.

המפתח הוא מום הלב:

Noonan = “ה־Turner האוטוזומלי”:

• מאפיינים פנוטיפיים דומים לטרנר (קומה נמוכה, צוואר רחב, אוזניים נמוכות)
• אבל: Noonan = מוטציה אוטוזומלית (לרוב PTPN11 במסלול RAS-MAPK)
• Turner = מונוזומיה X (45,X)
• Noonan מופיעה בשני המינים, Turner רק בנקבות

Noonan שייכת לקבוצת ה־RASopathies (Locus Heterogeneity):

• PTPN11, SOS1, RAF1, KRAS ועוד
• כל הגנים על אותו Pathway - RAS-MAPK

מקור: שיעור 9 - שיטות מעבדה ועוד

התשובה הנכונה היא (3).

דיסטרופין = חלבון שמחבר בין היחידה המתכווצת לממברנת תא השריר. בלי דיסטרופין - התא לא יציב ומתפרק.

סימנים קליניים בדושן:

• Gower sign - הילד “מטפס על עצמו” כדי לקום (חולשת שרירי ירכיים)
• Pseudohypertrophy - נראה כאילו שרירי שוק גדולים, אבל זו החלפה לשומן
• קרדיומיופתיה ובעיות נשימה

נשאיות (נשים Carrier):

• יכולות להיות סימפטומטיות (בגלל X inactivation לא אקראית)
• CPK מעט גבוה
• סיכון לקרדיומיופתיה

מקור: שיעור 5 - מחלות X-linked

התשובה הנכונה היא (3).

שימו לב שהיה צריך לבחור מה לא נכון.

ההבדל הקריטי בין CRISPR לאנזימי רסטריקציה:

שלושת רכיבי CRISPR:

1. Cas9 - אנדונוקלאז שחותך שני גדילים (Double Strand Break)
2. Tracer RNA - חיוני לפעילות Cas9
3. CRISPR RNA - מכוון למטרה

ג’ניפר דאודנה (2013) איחדה את שני ה־RNA ל־Guide RNA אחד ← פישטה את המערכת לשני רכיבים בלבד.

שני שימושים:

• השתקת גן - חיתוך בלבד, תיקון שגוי ע”י NHEJ
• תיקון רצף - חיתוך + תבנית (Template) ← רקומבינציה הומולוגית

מקור: שיעור 13 - CRISPR

התשובה הנכונה היא (2) - לנטי-וירוס (רטרו־וירוס מורכב).

למה רטרו־וירוס פשוט לא עובד?

רטרו־וירוס פשוט צריך שמעטפת הגרעין תתפרק (= מיטוזה) כדי לגשת ל־DNA ולבצע אינטגרציה. תאי עצב לא מתחלקים ← אין מיטוזה ← לא יכול להיכנס לגרעין.

למה לנטי-וירוס כן עובד?

ללנטי-וירוס יש מנגנוני ייבוא פעיל לגרעין - הוא יכול לחדור דרך הנקבוביות של מעטפת הגרעין גם בלי שהיא מתפרקת.

דוגמה קלינית: CAR-T (אמילי ווייטהד)

• HIV מהונדס שימש כווקטור להכנסת גן CAR לתאי T
• הווירוס “רוקן” מהאזורים הפתוגניים
• תאי T הונדסו לזהות ולתקוף CD19 על תאי סרטן

מקור: שיעור 13 - ריפוי גני

התשובה הנכונה היא (3) - Western Blot.

הכלל הפשוט לזכירה (SNoW DRoP):

SNoW = Southern, Northern, Western DRoP = DNA, RNA, Protein

מתי משתמשים בכל שיטה:

• Southern Blot - בדיקת רצף DNA ספציפי, דליציות גדולות, RFLP
• Northern Blot - האם גן מתבטא ברקמה מסוימת (= האם יש mRNA)
• Western Blot - האם חלבון מיוצר, בכמה, ובאיזה גודל

למה לא PCR (תשובה 4)?

PCR בודק DNA - הוא יגלה אם הגן קיים, אבל לא אם החלבון מיוצר. גן יכול להיות קיים ולא להתבטא ברקמה מסוימת.

מקור: שיעור 9 - שיטות אבחון מולקולריות

התשובה הנכונה היא (2).

למה Depth חשוב?

אם ראיתי אות פעם אחת בלבד - אולי זו טעות טכנית. אם ראיתי אותה 30 פעמים - אני בטוחה שזו האות הנכונה.

סטנדרט מינימלי: 20x - לפחות 20 קריאות בכל עמדה.

איך מזהים הטרוזיגוט?

אם ב־Depth של 30x רואים:

• 15 קריאות T + 15 קריאות C ← הטרוזיגוט (אלל אחד T, אלל אחד C)
• 30 קריאות T ← הומוזיגוט

מקור: שיעור 8 - NGS ומדדי איכות

התשובה הנכונה היא (2).

למה Exome פופולרי?

רוב המוטציות שגורמות למחלות מונוגניות נמצאות באקסונים (אזורים מקודדים). לכן ריצוף 1% מהגנום תופס את רוב המוטציות הרלוונטיות - במחיר נמוך בהרבה מ־Genome.

מתי WGS עדיף?

• BabySeq (תינוקות בטיפול נמרץ) - כי WGS מהיר יותר (מדלג על שלב ה־Capture)
• כשחושדים במוטציות מחוץ לאקסום (אינטרונים, רגולטורים)

האתגר: מ־100,000 וריאנטים ב־Exome, צריך למצוא את האחד שגורם למחלה.

מקור: שיעור 9 - סוגי בדיקות NGS

התשובה הנכונה היא (3).

סולם ACMG:

הנקודה הקריטית שהמרצה הדגישה:

VUS לא שווה אבחנה! רופאים רבים רואים “נמצא שינוי גנטי” וחושבים שזו ההבחנה - אבל VUS אומר “לא יודעים”.

למה בכל זאת מדווחים VUS?

כי בעתיד עשוי להצטבר מידע (עוד חולים, מחקרים חדשים) שיאפשר לסווג אותו מחדש.

הראיה החזקה ביותר לסיווג:

שכיחות באוכלוסייה - אם וריאנט מופיע ב־>0.5% מהאוכלוסייה (במאגר gnomAD), הוא כנראה לא גורם מחלה נדירה.

מקור: שיעור 9 - Variant Classification

התשובה הנכונה היא (2).

הלוגיקה:

מוטציה שלא עברה בתורשה = נוצרה ספונטנית באותו הריון. העובדה שהתרחשה בדיוק מוטציה חדשה, ובדיוק הילד חולה - הסבירות שזה מקרי היא נמוכה מאוד.

בסולם ACMG: De Novo = 4 נקודות (Strong Evidence).

למה האחרות שגויות:

• (1) לא תמיד - יש גם מוטציות De Novo שפירות
• (3) לא בהכרח. קשר לגיל האב נכון בחלק מהמקרים (כמו אכונדרופלזיה), אבל לא תמיד
• (4) שגוי - מוטציות מורשות יכולות גם הן להיות פתוגניות

ההיפך גם נכון:

אם מוטציה מורשת מהורה בריא במחלה דומיננטית חמורה - זו ראיה חזקה ששפירה (אחרת ההורה היה חולה).

מקור: שיעור 9 - ראיות לסיווג וריאנטים

התשובה הנכונה היא (2).

למה מחפשים 84 גנים שלא קשורים לשאלה?

כי אלה גנים Actionable - אם מוצאים בהם מוטציה, יש מה לעשות:

כלל חשוב: לא מדווחים BRCA בילדים!

• הילד צריך אוטונומיה להחליט בעצמו בגיל 18
• חריג: מחלות שמתחילות בילדות (כמו APC עם פוליפים מגיל 12)

הבדל: Secondary ≠ Incidental:

• Secondary = מחפשים באופן אקטיבי (84 גנים)
• Incidental = עלה במקרה ולא חיפשנו

מקור: שיעור 9 - Secondary Findings

התשובה הנכונה היא (2).

Sanger עדיין בשימוש! (לכן תשובה 4 שגויה)

שימושים עכשוויים של Sanger:

• אישור ממצאים שנמצאו ב־NGS (Gold Standard)
• בדיקת מוטציות ידועות במשפחה
• בדיקות משפחתיות - כשכבר יודעים מה לחפש

מקור: שיעור 8 - Sanger Sequencing

התשובה הנכונה היא (2).

Genomic Imprinting = מנגנון אפיגנטי שבו גנים מסוימים מתבטאים רק מהעותק האימהי או רק מהעותק האבהי.

דוגמה מהשיעור - טריפלואידיה:

הפנוטיפ שונה למרות שבשני המקרים יש 69 כרומוזומים - כי למקור ההורי יש משמעות.

למה האחרות שגויות:

• (1) לא נכון - יש גנים שמתבטאים רק מעותק אחד
• (3) לא נכון - קורה בשני המינים
• (4) לא נכון - אינאקטיבציית X הוא תהליך אחר (XIST/lncRNA)

מקור: שיעור 3 - פוליפלואידיה והחתמה גנומית

התשובה הנכונה היא (2).

Pseudogenes = רצפי DNA שדומים מאוד לגן פעיל, אבל לא מתפקדים (עותקים “שבורים” שנוצרו באבולוציה).

הבעיה ב־PCR:

אם ה־Primer מתוכנן לגן X, אבל יש Pseudogene עם רצף כמעט זהה - ה־Primer יכול להיקשר לשני המקומות. התוצאה:

• מקבלים תוצר PCR מה־Pseudogene במקום מהגן האמיתי
• או בנוסף לגן האמיתי
• לא ניתן להבחין ביניהם בקלות

אותה בעיה קיימת גם ב־NGS - בשלב ה־Alignment, חתיכה שהגיעה מ־Pseudogene עלולה “להתיישר” על הגן האמיתי.

פתרון: תכנון Primers שספציפיים לאזור שבו הגן והפסאודוגן שונים.

מקור: שיעור 8 - PCR ובעיות טכניות

התשובה הנכונה היא (2).

Locus Heterogeneity = גנים שונים ← אותה מחלה.

דוגמה קלאסית: Noonan Syndrome

אפשר לקבל Noonan מ־PTPN11, SOS1, RAF1, KRAS ועוד - כי כולם על אותו מסלול (RAS-MAPK). פגיעה בכל נקודה במסלול ← תוצאה דומה.

הבחנה ממושגים דומים:

מקור: שיעור 9 - RASopathies ו־Locus Heterogeneity

התשובה הנכונה היא (4) - 1/16.

עקרון מנדל השני (Independent Assortment):

כשהגנים על כרומוזומים שונים (בלתי תלויים), מחשבים כל גן בנפרד ומכפילים:

גן A: $Aa \times Aa$ \(P(aa) = \frac{1}{4}\)

גן B: $Bb \times Bb$ \(P(bb) = \frac{1}{4}\)

שניהם יחד:

יחסי הפנוטיפים המלאים מ־AaBb × AaBb:

סה”כ: 9:3:3:1

התשובה הנכונה היא (2).

בשלב ה־Capture (ב־Exome), משתמשים ב־Probes שתופסים רק את האקסונים. שלב זה לוקח זמן - ובמצב של תינוק קריטי, כל יום חשוב.

ב־Genome - מדלגים על ה־Capture ומרצפים הכל ישר ← תשובה תוך 5 ימים במקום שבועות.

מקרה חיובי מהשיעור:

תינוק בן 48 שעות, פרכוסים בלתי נשלטים ← נמצאה מוטציה ב־B6-Dependent Epilepsy ← נתנו ויטמין B6 ← התינוק חזר להיות תקין. הצלנו חיים.

מקרה “שלילי” שגם עוזר:

תינוק דומה ← נמצאה Epileptic Encephalopathy עמידה לטיפול ← הפסיקו טיפולים אגרסיביים ← עזר להורים לסגור מעגל.

המסר: גם כשאין טיפול, יש ערך לאבחנה - מניעת בירור מיותר, תשובות להורים, ותכנון הריונות עתידיים.

מקור: שיעור 9 - BabySeq

התשובה הנכונה היא (2).

שני סוגי ריפוי גני:

שיטות להכנסת DNA לתאים:

מקור: שיעור 13 - ריפוי גני

התשובה הנכונה היא (2).

מנגנון X Inactivation:

1. X Inactivation Center (XIC) מייצר lncRNA בשם XIST
2. XIST RNA עוטף את הכרומוזום X שעתיד להיות מושתק
3. מגויסים אנזימי מתילציה ודה־אצטילציה
4. הכרומוזום הופך ל־Barr Body - כרומוזום X דחוס וקומפקטי
5. מתרחש בשלב מוקדם של העובר (10-20 תאים)

עקרונות חשובים:

• רנדומלי בדרך כלל - לא תמיד מהאם (לכן תשובה 1 שגויה)
• Non-random (Skewed) X Inactivation - כשיש מוטציה ב־X אחד, תאים עם ה־X הפגום “מסתדרים פחות טוב” ← לחץ סלקציה על התאים (לא על האדם!)
• הכלל: תמיד נשאר רק X אחד פעיל (גם ב־XXY, גם ב־XXX)

דוגמה קלינית - חתולות:

חתול עם 3 צבעים = נקבה - בגלל המוזאיקה מ־X Inactivation.

מקור: שיעור 5 - X Inactivation

התשובה הנכונה היא (2).

כרומוזום פילדלפיה - t(9;22):

• טרנסלוקציה רציפרוקלית בין כרומוזומים 9 ו־22
• השבר נמצא בתוך גנים - ולכן למרות שהטרנסלוקציה מאוזנת, היא פתוגנית
• נוצר גן היברידי חדש: BCR-ABL
• הגן ההיברידי מקודד לחלבון לא תקין עם פעילות קינאז מוגברת

המחלה: CML (Chronic Myeloid Leukemia)

• לוקמיה מיאלואידית כרונית
• פוגעת בתאי גזע של מח העצם
• מוטציה סומטית - לא עוברת לצאצאים

נקודת מפתח: טרנסלוקציה מאוזנת לא תמיד שפירה - אם השבר בתוך גן, יכול ליצור גן היברידי חדש ← סרטן.

מקור: שיעור 3 - טרנסלוקציות סומטיות

התשובה הנכונה היא (3) - קריוטיפ.

למה דווקא קריוטיפ?

הנקודה הקריטית של CMA:

CMA מזהה שינויים בכמות (Copy Number Variants) - דליציות ודופליקציות. אבל בטרנסלוקציה מאוזנת אין שינוי בכמות, רק במיקום ← CMA “עיוור” לטרנסלוקציות מאוזנות.

מגבלת FISH:

FISH דורש השערה מראש - “צריכה להיות פה איזושהי חשיבה לגבי הבעיה של הילד”, כפי שהמרצה הדגישה. FISH לא נותן הסתכלות מלאה על כל הכרומוזומים.

מקור: שיעור 2 - שיטות ציטוגנטיות

התשובה הנכונה היא (1).

נשאים של אינברסיות:

• בדרך כלל בריאים (כל החומר הגנטי קיים)
• בעיות פוריות: הפלות חוזרות, כי Crossing Over בתוך לולאת האינברסיה מייצר גמטות לא מאוזנות
• שיעור רקומבינציה באזור האינברסיה שואף לאפס

מקור: שיעור 3 - אינברסיות כרומוזומליות

התשובה הנכונה היא (2).

Rett Syndrome - מאפיינים:

• תורשה: X-linked Dominant, Male Lethal
• גן: MECP2 (Methyl CpG binding protein 2)
• רואים רק בנות - בנים עם המוטציה לא שורדים

מהלך קליני:

1. התפתחות תקינה עד גיל שנה־שנה וחצי
2. רגרסיה - הילדה מאבדת כישורים שכבר רכשה (דיבור, הליכה)
3. Hand-washing movements - תנועות ידיים אופייניות, ללא שימוש תכליתי
4. פיגור עמוק, אפילפסיה

למה האחרות שגויות:

• (1) Male Lethal - לא שווה בשני המינים
• (3) לא אוטוזומלית - X-linked
• (4) הביטוי מתחיל אחרי שנה (לפני כן - תקינה)

מקור: שיעור 5 - X-linked Dominant

התשובה הנכונה היא (2).

טווחי חזרות CGG ב־FMR1:

250 חזרות = Full Mutation.

מאפיינים קליניים:

• הסיבה השכיחה ביותר לפיגור שכלי תורשתי
• אוטיזם, ADHD
• מקרוצפליה (ראש גדול)
• אורכידיזם (אשכים גדולים - לאחר ההתבגרות)
• פנים אופייניות: אוזניים גדולות, מצח גבוה, פנים משולשות

Anticipation מיוחד:

• הרחבת החזרות קורה בעיקר במעבר מאם לילד
• 100 חזרות = 100% סיכוי להרחבה מעל 200 בדור הבא

מקור: שיעור 5 - Fragile X

התשובה הנכונה היא (3) - Frameshift.

למה Frameshift הכי חמור?

כי הוא משפיע על כל הרצף מנקודת המוטציה ואילך - לא רק על חומצה אמינית אחת, אלא על כל החלבון.

דוגמה:

מקורי: AUG-GCA-UGC-UAA

הוספת A: AUG-AGC-AUG-CUA-A... ← כל הקודונים השתנו!

מקור: שיעור 8 - סוגי מוטציות

התשובה הנכונה היא (4).

שימו לב שהיה צריך לבחור במה שלא נכון.

P53 לא מבצע שכפול DNA - שכפול נעשה על ידי DNA Polymerase.

שלושת תפקידי P53 (“שומר הגנום”):

1. זיהוי נזק ועצירת מחזור התא - עוצר בנקודות בקרה (G1, G2)
2. גיוס מנגנוני תיקון - מפעיל BER, NER, MMR וכו’
3. הפעלת אפופטוזיס - אם התיקון נכשל ← מוות תאי מתוכנת

חשיבות קלינית:

P53 (גן TP53) הוא ה־Tumor Suppressor הנחקר ביותר. מוטציות ב־TP53 נמצאות ב>50% מכלל הסרטנים.

נקודות בקרה במחזור התא:

מקור: שיעור 8 - תיקון DNA

התשובה הנכונה היא (2) - NER.

Xeroderma Pigmentosum (XP):

• מוטציה בגנים של NER
• אוטוזומלית רצסיבית
• רגישות קיצונית ל־UV (דימרי T)
• סיכון מוגבר פי 2,000 לסרטן עור

השוואת מנגנוני תיקון:

NER מתקן דימרי תימין שנוצרים מקרינת UV - לכן פגיעה ב־NER גורמת לרגישות ל־UV.

מקור: שיעור 8 - מנגנוני תיקון DNA

התשובה הנכונה היא (2).

חשיבות קלינית - BRCA1/2:

גני BRCA1 ו־BRCA2 חיוניים לתיקון HR. כשהם פגועים ← התא “נופל” על NHEJ ← יותר טעויות ← סרטן שד ושחלות.

מקור: שיעור 8 - תיקון שברים דו־גדיליים

התשובה הנכונה היא (2).

יתרון ההטרוזיגוט (Heterozygote Advantage):

המנגנון:

• מוטציה נקודתית: Glutamic Acid ← Valine בהמוגלובין
• טפיל המלריה לא יכול להתפתח בכדוריות דם עם HbS
• נשאים (HbA/HbS) נהנים מהגנה חלקית מפני מלריה - בלי לחלות באנמיה

העיקרון: מוטציות לא תמיד רעות - “עסקת חבילה” אבולוציונית.

מקור: שיעור 8 - מוטציות ואבולוציה

התשובה הנכונה היא (2).

הכלל: אב מעביר רק Y לבנים, ו־X לבנות.

אם המחלה X-linked - אב חולה לא יכול להעביר את ה־X הפגום לבן. אם רואים אב חולה ← בן חולה - זה 100% לא X-linked.

סיכום טיפים לזיהוי דפוסי תורשה:

טיפ: אם רואים אבא מעביר לבן - 100% לא X-linked!

מקור: שיעור 5 - טיפים לזיהוי דפוסי תורשה

התשובה הנכונה היא (3).

SHOX = גן הנמצא ב־Pseudoautosomal Region (PAR) - אזור שזהה גם ב־X וגם ב־Y. לכן הוא מתנהג כמו אוטוזומלי דומיננטי - מספיק עותק פגום אחד.

PAR:

• אזורים בקצוות כרומוזומי X ו־Y שמאפשרים Crossing Over ביניהם
• גנים ב־PAR לא עוברים X Inactivation

חסר SHOX - מאפיינים:

• קומה נמוכה + קיצור גפיים (Mesomelia)
• מגיב טוב להורמון גדילה - מוסיף 8-9 ס”מ
• אחראי גם לקומה הנמוכה בתסמונת טרנר (45,X = עותק אחד בלבד של SHOX)

מקור: שיעור 5 - Pseudoautosomal Region

התשובה הנכונה היא (2) - 5p-.

Cri du Chat = “בכי החתול”:

• דליציה של הזרוע הקצרה (p) של כרומוזום 5
• שם התסמונת מגיע מבכי אופייני של התינוק הדומה לקול חתול
• פיגור שכלי, מיקרוצפליה

סוגי דליציות:

הבחנה חשובה: דליציות הן שינויים לא מאוזנים - יש אובדן של חומר גנטי, בניגוד לאינברסיות וטרנסלוקציות מאוזנות.

מקור: שיעור 3 - דליציות כרומוזומליות

התשובה הנכונה היא (3).

שתיהן כמעט תמיד קטלניות, אך טריזומיה 13 חמורה יותר בגלל הפגיעה ב־CNS (הולופרוזנצפליה).

לעומתן - טריזומיה 21 (דאון):

• הכרומוזום הקטן ביותר (פרט ל־Y) ← פחות גנים מושפעים
• הפרוגנוזה טובה משמעותית - תוחלת חיים עד 60+

מקור: שיעור 3 - טריזומיות אוטוזומליות

התשובה הנכונה היא (2).

אצטילציה מנטרלת את המטען החיובי של הליזין בזנבות ההיסטון ← מחלישה את הקישור ל־DNA ← כרומטין פתוח = שעתוק.

עיקרון מפתח: הקונטקסט קובע! אותה מודיפיקציה יכולה לגרום לפתיחה או סגירה בהתאם למיקום הספציפי.

יישום רפואי - מעכבי HDAC:

מעכבי Histone Deacetylase (כמו Vorinostat) מגבירים אצטילציה ← פותחים כרומטין ← טיפול בלימפומות מסוימות.

מקור: שיעור 7 - אפיגנטיקה ומודיפיקציות היסטון

התשובה הנכונה היא (2).

miRNA = רצפי RNA קצרים (23-21 בסיסים) שלא מקודדים לחלבון. תפקידם: עיכוב ביטוי של גנים מטרה.

מסלול יצירת miRNA:

נקודות מפתח:

• כשליש מהגנים תחת בקרת miRNA
• miRNA אחד יכול לווסת מאות גנים שונים
• תפקיד חשוב בסרטן - miRNAs יכולים לפעול כ־Tumor Suppressors או Oncogenes

מקור: שיעור 7 - בקרת ביטוי גנים

התשובה הנכונה היא (2).

הבחנה קריטית:

Retinitis Pigmentosa:

• מעל 70 גנים שונים יכולים לגרום לאותו פנוטיפ
• סוגי מוטציות שנמצאו: Missense, Frameshift, Nonsense, Splicing
• זוהי Genetic Heterogeneity קלאסית

חשוב: RP אינה תכונה מורכבת/פוליגנית - מספיקה פגיעה בגן אחד כדי לגרום למחלה. ההטרוגניות היא שלפעמים זה גן X ולפעמים גן Y.

מקור: שיעור 10 - תכונות מורכבות והטרוגניות גנטית

התשובה הנכונה היא (2).

Isochromosome = כרומוזום ש”נחתך” בצנטרומר כך שנוצר:

• מונוזומיה של זרוע אחת (חסרה)
• טריזומיה של הזרוע השנייה (משוכפלת)

דוגמה: i(17q):

• חסרה זרוע 17p (מונוזומיה)
• זרוע 17q מופיעה 3 פעמים: פעם בכרומוזום התקין + פעמיים באיזו־כרומוזום
• גורם למחלות המטולוגיות וסרטן (באזור 17q23)

מושגים נלווים:

מקור: שיעור 3 - שינויים מבניים מיוחדים

התשובה הנכונה היא (4) - 1/88.

שלבים בחישוב:

שלב 1 - הסתברות שההורה השני נשא:

שלב 2 - אם שניהם נשאים (Aa × Aa):

שלב 3 - סה”כ:

חלוקה מפורטת:

• הורה 1: Aa (נשא ידוע) ← 1/2 שיעביר a
• הורה 2: 1/22 שהוא Aa ← אם כן, 1/2 שיעביר a
• סה”כ: $\frac{1}{2} \times \frac{1}{22} \times \frac{1}{2} = \frac{1}{88}$

טיפ למבחן: CF (ΔF508) היא המוטציה השכיחה ביותר, עם מעל 2,000 מוטציות ידועות בגן CFTR. נשאות 1:22 - נתון חשוב לזכור!

התשובה הנכונה היא (2).

כמות mRNA היא רק רמת בקרה אחת מתוך כמה על ביטוי גנים. גם אם יש הרבה mRNA, כמות החלבון הסופית תלויה ב:

נקודת מפתח: ביטוי גנים הוא תהליך רב־שלבי - אין יחס ליניארי ישיר בין כמות mRNA לכמות חלבון.

למה האחרות שגויות:

• (1) יותר ריבוזומים לא תמיד מוביל ליותר חלבון - תלוי גם ברמות בקרה אחרות
• (3) mRNA של חיידקים כן מתורגם - חיידקים מייצרים חלבונים
• (4) אורך mRNA לא קובע ישירות כמות חלבון

התשובה הנכונה היא (3).

miRNA לא משנה DNA ולא משפיע על שעתוק. הוא פועל ברמת ה־mRNA:

1. miRNA נקשר לרצף משלים ב־mRNA של המטרה
2. קומפלקס RISC (עם Argonaute) מופעל
3. שתי תוצאות אפשריות:
   • פירוק ישיר של ה־mRNA
   • עיכוב תרגום (mRNA נשאר אך לא מתורגם)

בשני המקרים: ירידה בכמות החלבון.

חשוב: miRNA הוא מנגנון Post-Transcriptional - כלומר לאחר השעתוק, ברמת הציטופלזמה.

התשובה הנכונה היא (3).

Zolgensma (Onasemnogene abeparvovec):

• וקטור: Adeno-Associated Virus (AAV) - מעביר עותק תקין של SMN1
• מנגנון: טיפול גנטי חד־פעמי - החדרת עותק עובד של הגן לתאי העצב
• הגבלה: מיועד לתינוקות עד גיל שנתיים

למה הגיל קריטי?

• תאי עצב מוטוריים שכבר מתו - לא ניתנים לשחזור
• ככל שעובר יותר זמן, יותר נוירונים אובדים
• בגיל 7 - סביר שכבר יש נזק נוירוני מצטבר משמעותי

למה האחרות שגויות:

• (1) Zolgensma הוא טיפול חד־פעמי - זה דווקא יתרון
• (2) AAV יכול לחדור לתאי עצב (נוירוטרופיזם)
• (4) AAV משמש כווקטור להעברת גנים אנושיים - זה בדיוק העיקרון

התשובה הנכונה היא (3).

עקרון מפתח: הדגם האפיגנטי מושפע מ־סוג התא, גיל, ו־חשיפות סביבתיות.

רקע - דוגמת התאומות:

תאומות זהות שגדלו יחד - לאחת התקף לב בגיל צעיר, השנייה רצה מרתונים. גנום זהה, אפיגנום שונה - בגלל חשיפות סביבתיות שונות (תזונה, עישון, רעלים).

יש בערך 200 סוגי תאים בגוף שמתחילים עם אותו גנום אך בעלי אפיגנום ייחודי.

מקור: תרגיל 6 שאלה 3 סעיף ג’

התשובה הנכונה היא (4).

שלוש סיבות עיקריות ל”איפוס”:

1. מניעת העברת שגיאות: דגמים אפיגנטיים שנרכשו (למשל, השתקת גן מדכא גידולים) עלולים לפגוע בהתפתחות התקינה של העובר.

2. אי־התאמה סביבתית: אם אב חווה רעב קיצוני בילדותו ← דגמים אפיגנטיים שסייעו לו לא בהכרח מתאימים לעובר שיגדל בסביבה עשירה במזון.

3. מניעת התנגשויות: דגמים אימהיים ואביים שונים עלולים להתנגש ולפגוע בהתפתחות (רלוונטי גם ל־Genomic Imprinting).

חריג חשוב: חלק מהדגם האפיגנטי כן מועבר - בפרט Imprinted Genes כמו IGF2 ו־H19.

מקור: תרגיל 6 שאלה 3 סעיף ד’

התשובה הנכונה היא (4).

TAA הוא קודון עצירה (Stop Codon). כאשר הוא הופך ל־TAC (שמקודד ל־Tyrosine) - קודון העצירה בוטל, והתרגום ממשיך מעבר לנקודה הרגילה.

התוצאה: חלבון ארוך מדי - Read-through Mutation.

מלכודת נפוצה: תלמידים רבים מסווגים את זה כ־Nonsense “הפוך”, אבל ה־Nonsense הוא יצירת Stop מקודון רגיל - לא ההפך.

שאלת המשך - מתי זה דומיננטי?

ביטול Stop Codon יכול לגרום ל־Gain of Function אם החלבון המוארך מקבל פעילות חדשה ← דומיננטי.

מקור: תרגיל 7 שאלה 1

התשובה הנכונה היא (3).

הכלל: מוטציה חייבת להיות בתא נבט (ביצית/זרע) כדי לעבור לדור הבא.

מוטציה סומטית ב־BRCA1:

• יכולה לגרום לסרטן אצל האדם עצמו
• לא תעבור לצאצאים - הם לא ירשו סיכון מוגבר

אבל - Germline Mosaicism:

מקרה מיוחד: מוטציה שקיימת בחלק מתאי הנבט. ההורה בריא, אבל יכול להעביר לכמה ילדים. זה מסביר למה לפעמים רואים “מוטציה De Novo חוזרת” - ההורה נראה בריא אבל נשא Germline Mosaicism.

מקור: תרגיל 7 שאלה 1 (סעיף אחרון)

התשובה הנכונה היא (3).

MMR (Mismatch Repair) מתקן טעויות אי־התאמה שנוצרו בשכפול DNA ולא תוקנו ב־Proofreading.

למה המעי?

HNPCC (Lynch Syndrome):

• מוטציה בגנים MSH2 או MLH1 (הומולוגים של MutS/MutL)
• סרטן מעי תורשתי - אוטוזומלי דומיננטי
• חשוב: גם סיכון מוגבר לסרטן רחם, שחלות, ועוד

מנגנון MMR - תזכורת:

1. MutS מזהה אי־התאמה (mismatch)
2. MutL נקשר ומשלים את הזיהוי
3. MutH מבחין בין גדיל ישן (ממותל) לחדש (לא ממותל)
4. חיתוך הגדיל החדש ← פירוק ← סינתזה מחדש ← הדבקה

מקור: תרגיל 7 שאלה 4

התשובה הנכונה היא (3).

הלוגיקה:

3 פסים = הטרוזיגוט:

• פס אחד גדול (1200bp) = האלל המוטנטי שלא נחתך
• שני פסים קטנים (600bp כל אחד) = האלל התקין שנחתך

מלכודת: לפעמים שני הפסים הקטנים רצים באותו גובה (600bp) ונראים כפס אחד עבה - אבל מבחינה גנוטיפית הם שני מקטעים.

טיפ למבחן: ספרו פסים: 1 = הומוזיגוט ללא חיתוך, 2 = הומוזיגוט עם חיתוך, 3 = הטרוזיגוט.

מקור: תרגיל 8 שאלה 3

התשובה הנכונה היא (4) - Benign.

הראיה המכרעת: שכיחות באוכלוסייה.

שינוי שמופיע ב־7% מהאוכלוסייה - קשה מאוד להתאים למחלה נדירה וקשה.

לפי כללי ACMG:

• שכיחות >0.5% באוכלוסייה = ראיה חזקה מאוד לשפירות (Strong Benign)
• 7% הוא הרבה מעל הסף

למה לא VUS?

VUS = “אין מספיק מידע להכריע”. אבל כאן יש מידע חזק - השכיחות הגבוהה. העובדה שהתוכנות לא חד־משמעיות ואין מחקרים לא דוחה את הראיה החזקה מהשכיחות.

עיקרון: שכיחות באוכלוסייה היא הראיה החזקה ביותר בסיווג ACMG - גוברת על ראיות חלשות יותר.

התשובה הנכונה היא (3) - א’ וג’.

Actionable = ניתן לעשות משהו שישנה מהותית את הניהול הרפואי.

עיקרון ממצאים משניים (ACMG):

• 84 גנים actionable ברשימה
• BRCA1/2 כלול - אך לא מדווח בילדים (רק ממבוגר)
• הקריטריון: האם יש פעולה רפואית שמשנה תוצאה

זכרו: VUS לעולם לא מדווח כממצא actionable - גם אם הגן “מפחיד”.

התשובה הנכונה היא (3).

RT-PCR (Reverse Transcription PCR):

1. מפיקים RNA מהרקמה
2. Reverse Transcriptase הופך RNA ל־cDNA
3. מגבירים ב־PCR רגיל
4. תוצאה: בודקים נוכחות/כמות mRNA

Western Blot:

1. מפרידים חלבונים בג’ל אלקטרופורזה
2. מעבירים לממברנה
3. משתמשים בנוגדנים ספציפיים לזיהוי
4. תוצאה: בודקים נוכחות/גודל חלבון

למה לא PCR רגיל ל־mRNA?

PCR רגיל מגביר DNA. כדי לבדוק mRNA צריך קודם להפוך אותו ל־cDNA - וזה בדיוק ה־RT שב־RT-PCR.

התשובה הנכונה היא (2) - 20 cM.

הנוסחה:

משמעות:

• 20 cM = 20% רקומבינציה בין שני הלוקוסים
• פחות מ־50 cM = הגנים מקושרים (על אותו כרומוזום)

נקודות חשובות:

• מרחק 50 cM = התנהגות כמו גנים עצמאיים (בלתי מקושרים)
• מרחק יכול להיות לא אדיטיבי לגמרי בגלל שחלוף כפול (double crossover) שלא מזוהה

טיפ למבחן: אם שכיחות רקומבינציה < 50% - הגנים מקושרים. ככל שהאחוז קטן יותר, הגנים קרובים יותר.

מקור: תרגיל 9 (ex10) שאלה 1

התשובה הנכונה היא (3) - 480bp.

חישוב:

הערה: ה־flanking (200bp) הוא סה”כ מהצדדים (המרחק שהפריימרים מכסים).

למה STR שימושי לזיהוי?

• לכל אדם שילוב ייחודי של אורכי STR ב־13+ לוקוסים
• הסיכוי לזיהוי שגוי - אפסי
• נגיש, אמין, ומהיר

מקור: תרגיל 9 (ex10) שאלה 4

התשובה הנכונה היא (2) - 2.96%.

שלב 1 - שכיחות האלל q:

בגברים (hemizygous), שכיחות חולים = שכיחות האלל:

שלב 2 - שכיחות p:

שלב 3 - נשים נשאיות (Carrier = הטרוזיגוטיות):

השוואה:

שימו לב: בגברים - אלל אחד מספיק לביטוי (hemizygous). בנשים - צריך שני אללים פגומים כדי לחלות ← נשים חולות הרבה יותר נדירות.

מקור: תרגיל 11 שאלה 2

התשובה הנכונה היא (2).

Hardy-Weinberg צופה שכיחות הטרוזיגוטים של $2pq$. כשהשכיחות בפועל (50%) גבוהה מהצפוי (45.5%), ייתכן שאחד מתנאי שיווי המשקל הופר.

תנאי Hardy-Weinberg:

1. אוכלוסייה גדולה (כאן 80 = יחסית קטנה ← genetic drift)
2. הזדווגות אקראית (ייתכן שלא)
3. אין מוטציות
4. אין סלקציה (ייתכן יתרון הטרוזיגוט)
5. אין מיגרציה

למה עודף הטרוזיגוטים?

• יתרון הטרוזיגוט (כמו Sickle Cell ומלריה) - סלקציה מעדיפה Aa
• הזדווגות לא אקראית - אם נשאים מעדיפים לא־נשאים
• אוכלוסייה קטנה - Genetic Drift

טיפ למבחן: סטייה קטנה (50% vs 45.5%) יכולה להיות אקראית. צריך מבחן סטטיסטי (χ²) כדי לקבוע אם מובהקת.

מקור: תרגיל 11 שאלה 1 סעיף ג’

התשובה הנכונה היא (2).

GWAS מוצא קורלציה, לא סיבתיות.

מאפייני תכונות מורכבות:

1. פוליגנית - 3+ גנים מעורבים
2. השפעה סביבתית משמעותית (תזונה, פעילות, עקה)
3. גן בודד הוא גורם סיכון, לא גורם הכרחי ומספיק

שיטות מחקר:

• GWAS: השוואת Case vs Control
• מחקר תאומים: MZ vs DZ - קובע heritability
• Reverse Genetics: Knockout במודל חיה

למה (3) שגוי: העובדה שהווריאנט מופיע גם אצל רזים לא שוללת קשר - בתכונות מורכבות, גורם סיכון אינו מספיק לבדו.

מקור: תרגיל 11 שאלה 4

התשובה הנכונה היא (2).

שני מנגנוני תיקון אחרי DSB של Cas9:

לKnockout משתמשים ב־NHEJ:

• NHEJ מדביק קצוות בלי תבנית ← מכניס insertions/deletions (indels)
• indels מזיזים את מסגרת הקריאה (Frameshift)
• הגן מושבת - Knockout

למה לא HDR ל־Knockout?

• HDR מדויק - הוא דווקא מתקן ולא משבש
• HDR דורש תבנית + תא מתחלק ← פחות יעיל

משמעות קלינית:

• NHEJ בתאי עצב = אפשרי (לא צריך חלוקה)
• HDR בתאי עצב = בעייתי (תאי עצב כמעט לא מתחלקים)

מקור: תרגיל 13 שאלה 3 סעיפים ב’-ד’

התשובה הנכונה היא (3).

dCas9 = “Dead” Cas9:

• כוונה עדיין עובדת (gRNA מוביל למטרה)
• חיתוך מנוטרל - לא שובר את ה־DNA

שתי גרסאות:

מנגנון CRISPRi:

1. gRNA מכוון את dCas9 לפרומוטור/אנהנסר של גן המטרה
2. KRAB מגייס גורמי השתקה (מתילציה, דה־אצטילציה)
3. כרומטין נסגר ← שעתוק יורד

יתרון על פני Knockout:

• הפיך - אם מסירים את dCas9, הגן חוזר לפעול
• אין שינוי ברצף ה־DNA
• בטוח יותר - אין סיכון ל־Off-Target cutting

מקור: תרגיל 13 שאלה 3 סעיף ג’

התשובה הנכונה היא (3).

חששות נוספים בעריכת Germline:

1. השלכות לא צפויות לטווח ארוך - Off-Target שעובר לדורות
2. “שיפור” לא־רפואי - Designer Babies, הגברת אינטליגנציה
3. פערים חברתיים - טכנולוגיה זמינה רק לעשירים

CAR-T כדוגמה לעריכה סומטית:

• מוציאים תאי T מהמטופל
• עורכים גנטית (הוספת רצפטור / השבתת PD-1)
• מחזירים למטופל
• לא עוברת לדורות הבאים ← מקובלת אתית

מקרה He Jiankui (2018): עריכת Germline בעוברים אנושיים - גרר גינוי בינלאומי ומאסר.

התשובה הנכונה היא (2).

סדר שלבי המיטוזה:

1. פרופאזה - הכרומוזומים מתעבים (ספירליזציה), מעטפת הגרעין מתפרקת, מופיע ציר החלוקה
2. מטאפאזה - הכרומוזומים מסתדרים על Metaphase Plate (קו המשווה), הצנטרומרים קשורים לסיבי הציר (Spindle Fibers) משני הצדדים
3. אנאפאזה - הכרומטידות האחיות נפרדות ונמשכות לקטבים מנוגדים
4. טלופאזה - נוצרת מעטפת גרעין חדשה סביב כל קבוצה, חלוקת ציטופלזמה (Cytokinesis)

טיפ: Metaphase = Middle = קו אמצע.

מקור: תרגיל 1 שאלה 3

התשובה הנכונה היא (4) - אפס.

בחלוקה I הזוגות ההומולוגיים לא נפרדים ← שתי תאי הבת פגומים ← כל 4 הגמטות בחלוקה II יהיו אנאופלואידיות.

בחלוקה II רק צד אחד נפגע ← שתי גמטות תקינות ושתיים לא.

התשובה הנכונה היא (2).

הביציות נכנסות למיוזה I בחיי העובר ועוצרות ב־Late Prophase I. הן נשארות בעצירה הזו עד הביוץ - עשרות שנים. ככל שעובר יותר זמן:

• ה־Bivalent (זוג הומולוגי) פחות יציב
• Chiasmata (נקודות שחלוף) נחלשות
• סיכון גבוה יותר לאי־הפרדה ← Trisomy 21

חשוב: ייצור זרע ממשיך כל החיים עם חלוקות חדשות, לכן אין עצירה ארוכה וההשפעה שונה (יותר מוטציות נקודתיות, פחות אי־הפרדה).

התשובה הנכונה היא (3) - שניים.

הנוסחה: מספר Barr Bodies = מספר כרומוזומי X מינוס 1.

מנגנון Dosage Compensation: השתקת כל כרומוזומי X מעבר לאחד, כך שבכל תא רק X אחד פעיל - ובכך מושווה המינון בין XX ל־XY.

התשובה הנכונה היא (3).

ללא צנטרומר, סיבי הציר (Spindle Fibers) לא יכולים להיקשר ← הכרומוזום לא נמשך לאף קוטב ← לא ייכלל בגרעין אף תא בת ← יאבד.

להשוואה: כרומוזום Dicentric (שני צנטרומרים) נמשך לשני קטבים בו־זמנית ← Anaphase Bridge ← נשבר ← תוצרים לא שלמים.

כלל: כרומוזומים ששורדים מיוזה חייבים צנטרומר אחד ושני טלומרים.

התשובה הנכונה היא (3).

DNA Polymerase לא יכול להתחיל סינתזה “מאפס” - הוא חייב קצה ‘3-OH חופשי. Primase מספק בדיוק את זה: פריימר RNA קצר שממנו DNA Pol ממשיך.

שניהם עובדים בכיוון 5’←3’. Helicase פותח את ה־Replication Fork, Primase מניח פריימרים, DNA Pol מאריך.

התשובה הנכונה היא (2) - קצה ‘5.

שני העיבודים קורים לפני שה־mRNA יוצא מהגרעין. בפרוקריוטים אין Capping ואין Poly-A (ואין אינטרונים - אין Splicing).

התשובה הנכונה היא (3).

Haploinsufficiency = עותק אחד תקין לא מספיק לייצר את הכמות הנדרשת של החלבון. לכן: דלציה הטרוזיגוטית (אלל אחד חסר) ← מחלה. זו תורשה אוטוזומלית דומיננטית.

דוגמאות:

• DiGeorge - חסר ~3Mb ב־22q11, כולל TBX1 וגנים נוספים. כ־1:4000 לידות. מומי לב, חסר אימוני, היפוקלצמיה.
• Holt-Oram Syndrome - מוטציה ב־TBX5. מומים בלב וביד (אגודל).

חשוב: Haploinsufficiency הוא לא Gain of Function (שם האלל הפגום עושה משהו חדש) - כאן פשוט אין מספיק תוצר.

התשובה הנכונה היא (3).

MSUD נגרמת מחסר באנזים BCKD (Branched-Chain Keto acid Dehydrogenase) שמפרק חומצות אמינו מסועפות (BCAA: Leucine, Isoleucine, Valine).

גנים אפשריים: BCKDHA, BCKDHB, DBT - כולם אוטוזומליים.

תסמינים: שתן עם ריח סירופ מייפל, פגיעה נוירולוגית. טיפול: דיאטה מוגבלת ב־BCAA.

מקור: תרגיל 3 שאלה 4

התשובה הנכונה היא (3).

בפנוטיפ Bombay (hh), האדם חסר את אנטיגן H (מקודד ע”י גן FUT1). אנטיגנים A ו־B נבנים על אנטיגן H - ללא H, לא ניתן לבטא אותם.

לכן: גנוטיפ $I^A I^B$ + $hh$ ← סרולוגית O (אין אנטיגנים על פני הכדוריות), גנטית AB.

שכיחות: נדיר מאוד (~1:10,000 בהודו, נדיר יותר באירופה).

התשובה הנכונה היא (4) - 1/16.

כל לוקוס בנפרד:

• Aa × Aa ← הסתברות aa = 1/4
• Bb × Bb ← הסתברות bb = 1/4

הגנים בלתי תלויים (Independent Assortment):

יחסי AaBb × AaBb הם 9:3:3:1:

• 9/16 - A_B_ (דומיננטי בשניהם)
• 3/16 - A_bb
• 3/16 - aaB_
• 1/16 - aabb (רצסיבי בשניהם)

מקור: תרגיל 4 שאלה 5

התשובה הנכונה היא (2).

קומפלמנטציה: כשמוטציות ב־2 גנים שונים נמצאות כל אחת בהורה אחר, הצאצא מקבל עותק תקין של כל גן ← פנוטיפ תקין.

הורה 1: aaBB (פגום בגן A, תקין בגן B) הורה 2: AAbb (תקין בגן A, פגום בגן B) צאצאים: AaBb ← כחולים (שני הגנים פועלים)

אם המוטציות היו באותו גן ← הצאצאים היו נשארים לבנים (שני ההורים aa ← הצאצאים aa).

מסלול: Precursor ← (Enzyme 1) ← Precursor 2 ← (Enzyme 2) ← כחול. שני האנזימים דרושים.

התשובה הנכונה היא (3) - A, B, AB.

הורה A יכול להיות $I^A I^A$ או $I^A i$. הורה AB הוא $I^A I^B$.

מקרה 1 - $I^A I^A × I^A I^B$:

• צאצאים: $I^A I^A$ (A), $I^A I^B$ (AB) ← רק A ו־AB

מקרה 2 - $I^A i × I^A I^B$:

• צאצאים: $I^A I^A$ (A), $I^A I^B$ (AB), $I^A i$ (A), $I^B i$ (B)
• אפשרי: A, B, AB

לכן התשובה המקיפה ביותר: A, B, AB. שימו לב - O לא אפשרי כי הורה AB תמיד תורם $I^A$ או $I^B$ (לא i).

מקור: תרגיל 4 שאלה 1

התשובה הנכונה היא (4) - לא ניתן לשלול.

הסבר לכל אפשרות:

• אוטוזומלית רצסיבית - שני ההורים חולים (aa × aa) ← כל הילדים aa ← כולם חולים. ילד בריא שולל רצסיבית? לא בהכרח - אם אחד ההורים Aa (חדירות שונה).
• אוטוזומלית דומיננטית - Aa × Aa ← 1/4 aa (בריא) ← מסתדר.
• X רצסיבית - אם האם חולה ($X^dX^d$) ובן בריא ← שולל. אבל בת בריאה? ייתכן ($X^dX^N$, נשאית).

בפועל, בשאלות מסוג זה, דומיננטית עם חדירות מלאה לא נשללת ישירות (Aa × Aa ייתן 25% aa). לכן צריך זהירות.

טיפ: תמיד בדקו חדירות (Penetrance). דומיננטית עם חדירות חלקית מתנהגת אחרת.

מקור: תרגיל 5 שאלה 1

התשובה הנכונה היא (2).

סימנים ל־X-linked רצסיבי:

• רוב החולים גברים - כי hemizygous ($X^dY$), מספיק אלל אחד
• אין העברה מאב לבן - אב נותן Y לבנים, לא X
• נשאיות - אם נשאית ($X^dX^N$) ← 50% מהבנים חולים
• דילוג דורות - “סבתא ← אם נשאית ← נכד חולה”

למה (1) שגוי: אב חולה ($X^dY$) מעביר $X^d$ רק לבנות (שיהיו נשאיות), ו־Y לבנים (שיהיו בריאים!). זה ההפך.

התשובה הנכונה היא (3) - כ־2.94%.

שלב 1 - Prior:

הנכדה (אמא נשאית) ← סיכוי 1/2 נשאית, 1/2 לא.

שלב 2 - Conditional (4 בנים בריאים):

שלב 3 - Posterior:

טיפ: Bayesian Analysis משלב מידע א-פריורי (לפני הבדיקה) עם נתונים (תוצאות ילדים) כדי לעדכן את ההסתברות.

מקור: תרגיל 5 שאלה 2

התשובה הנכונה היא (2) - 1/120.

רינה - נשאית בוודאות (כי ילדה ילד חולה, מחלה רצסיבית ← היא Aa).

בן הזוג: שכיחות נשאות באשכנזים ≈ 1/30.

חשוב: רינה בוודאות נשאית (Prior = 1). אם לרינה לא היה ילד חולה אלא רק רקע משפחתי, הסיכוי שלה היה נמוך יותר.

מקור: תרגיל 3 שאלה 5 (מותאם)

התשובה הנכונה היא (3) - 1/36.

החישוב:

הדוד חולה ← aa. שני ההורים שלו נשאים (Aa × Aa).

כל אח של הדוד: סיכוי 2/3 להיות נשא (מתוך הבריאים: AA או Aa, ביחס 1:2).

תום ותמרה - כל אחד ילד של אח ← סיכוי 1/2 שירש א’ מוטנטי מההורה.

התשובה הנכונה היא (3).

האב תורם $X^d$ לכל בנותיו (הוא תמיד נותן X לבנות). אם האם בריאה ולא נשאית ($X^NX^N$):

חשוב: אב חולה X-linked רצסיבי ← אף בן לא חולה (כי לבנים הוא נותן Y), אבל כל בת נשאית.

מקרה שונה: אם האם נשאית ($X^dX^N$) ← 50% מהבנות $X^dX^d$ (חולות!) ו־50% מהבנים $X^dY$ (חולים).

התשובה הנכונה היא (3) - 1/200.

השוואה לשאלה 97: שם שכיחות הנשאות הייתה 1/30 ← סיכון 1/120. כאן 1/50 ← 1/200. ככל ששכיחות הנשאות נמוכה יותר, הסיכון נמוך יותר.

חשוב: הסיכון של רינה עצמה להיות נשאית הוא 1 (ודאות) כי כבר ילדה ילד חולה. לכן רק שכיחות הנשאות של בן הזוג משפיעה.

התשובה הנכונה היא (1).

באברציה מאוזנת (balanced), סך כל החומר הגנטי קיים - רק הסידור שונה. לכן הנשאית בריאה.

הסיכון: במיוזה, ארבעת הכרומוזומים המעורבים יוצרים קוודריוולנט (quadrivalent). בהפרדה:

• Alternate segregation ← גמטות תקינות או מאוזנות (ויאביליות)
• Adjacent-1 segregation ← גמטות עם חסר/תוספת (לא מאוזנות, לרוב לא ויאביליות)

התוצאה: ~50% מהגמטות לא מאוזנות ← הפלות חוזרות, עקרות חלקית (semisterility), או צאצאים עם מומים.

כלל: מאוזן = כל החומר קיים, סדר שונה = נשא בריא, צאצאים בסיכון.

מקור: תרגיל 2, שקף 4-5 ו־49-50

התשובה הנכונה היא (2).

ב־Interstitial Deletion, המקטע שנחתך הוא acentric (ללא צנטרומר) ← לא יימשך לאף קוטב ← יאבד.

דוגמה קלינית: חסר ב־13q בתאים סומטיים של חולי CLL ו־Non-Hodgkin’s Lymphoma. חסר זה התרחש בתאים סומטיים ולכן אינו עובר בתורשה.

מקור: תרגיל 2, שקפים 7 ו־15

התשובה הנכונה היא (3).

בכרומוזום טבעתי (Ring Chromosome):

1. שני שברים מתרחשים בשתי הזרועות
2. הקצוות החופשיים מתחברים ויוצרים טבעת (ring)
3. שני המקטעים הדיסטליים חסרי צנטרומר (acentric) ← לא נמשכים לקטבים ← אובדים

תופעה זו מדגימה את חשיבות הטלומרים: ללא טלומרים, קצוות DNA “דביקים” ומתחברים זה לזה.

דוגמה קלינית: עובר נקבה בשבוע 21 עם Ring Chromosome 4 - הראה מומים חמורים.

כלל: כדי שכרומוזום אברנטי ישרוד ויעבור בתורשה הוא חייב: צנטרומר פונקציונלי אחד + שני טלומרים.

מקור: תרגיל 2, שקף 17-16

התשובה הנכונה היא (2) - 5p15.

תסמונת Cri du Chat נגרמת מ־Deletion בזרוע הקצרה של כרומוזום 5 (5p-).

ממצאים מפתח:

• האזור הקריטי 5p15 חסר אצל כל המאובחנים
• אזור 5p15.2 - גנים שחסרונם גורם לרוב הממצאים הקליניים
• אזור 5p15.3 - בקורלציה ליללת החתול האופיינית
• דרגת הפיגור השכלי נמצאת בקורלציה לגודל החסר

רוב המקרים (~85-90%) ספורדיים (de novo). רק 10-15% הם צאצאים לנשאים עם טרנסלוקציה.

פנוטיפ: בכי דמוי חתול, מיקרוצפליה, hypertelorism, epicanthal folds, אוזניים נמוכות, micrognathia, מומי לב, פיגור שכלי.

מקור: תרגיל 2, שקפים 10-12

התשובה הנכונה היא (2).

Contiguous Gene Syndromes נגרמות מ־microdeletions הכוללות מספר גנים סמוכים. המנגנון:

1. באזורים מסוימים בגנום יש רצפי DNA חוזרים (Low Copy Repeats)
2. במיוזה, כרומטידות אחיות או הומולוגים מתיישרים באופן שגוי (misalignment)
3. Unequal Crossing Over בין הרצפים החוזרים
4. תוצאה: כרומטידה אחת עם deletion ואחת עם duplication

דוגמה: DiGeorge Syndrome (22q11.2 deletion):

• Microdeletion של ~3Mb באזור 22q11.2
• שכיחות: 1:2000-4000 לידות
• הפנוטיפ מיוחס ל־Haploinsufficiency של הגנים באזור
• פנוטיפ: מומי לב, anomalies craniofacial, פיגור שכלי

נקודות השבר דומות בין חולים שונים ← מעידות על אזורים מועדים לשבירה בגנום.

מקור: תרגיל 2, שקפים 19-21

התשובה הנכונה היא (3).

באינברסיה פאראצנטרית (הצנטרומר מחוץ ללולאה), שחלוף בתוך הלולאה מייצר:

ה־Dicentric bridge נוצר כי שני הצנטרומרים נמשכים לקטבים מנוגדים ← הגשר נשבר באקראי ← שני תוצרים עם deletions.

תוצאה מעשית: רק 2 מתוך 4 תוצרים viable ← ירידה דרסטית ב־RF (Recombination Frequency שואף ל־0 לגנים בתחום האינברסיה).

קלינית: הסיכון שנשא אינברסיה פאראצנטרית יוליד ילד עם קריוטיפ לא תקין הוא נמוך מאוד.

מקור: תרגיל 2, שקפים 34-38

התשובה הנכונה היא (2).

ההבדל המפתח:

בפאראצנטרית: הכרומוזום ה־dicentric נשבר וה־acentric אובד ← צאצאים לא viable.

בפריצנטרית: התוצרים הלא תקינים הם כרומוזומים עם duplication של זרוע אחת + deletion של זרוע שנייה. כל תוצר יש לו צנטרומר אחד ושני טלומרים ← עלול לשרוד ולגרום לפנוטיפ לא תקין.

כלל: אינברסיות פריצנטריות גדולות נוטות יותר לייצר צאצאים viable עם קריוטיפ לא מאוזן.

מקור: תרגיל 2, שקפים 37-40

התשובה הנכונה היא (2).

בפרופאזה I של המיוזה, כרומוזומים הומולוגיים מזדווגים (synapsis) לכל אורכם. הזיווג מתבצע לפי הומולוגיה של הרצפים.

כשכרומוזום אחד נושא אינברסיה:

• הסדר באזור ההפוך שונה בין ההומולוגים
• כדי להתאים רצפים הומולוגיים זה מול זה, אחד הכרומוזומים חייב ליצור לולאה
• הלולאה מאפשרת ש־A יזדווג מול A, B מול B וכו’

תופעה זו נצפית גם בכרומוזומים פוליטנים של בלוטת הרוק בדרוזופילה (שם רואים לולאות deletion ולולאות inversion).

ללא שחלוף בתוך הלולאה ← אין בעיה בהפרדת ההומולוגים. עם שחלוף בתוך הלולאה ← נוצרים תוצרים לא מאוזנים (כמתואר בשאלות 106-107).

מקור: תרגיל 2, שקפים 18 ו־33

התשובה הנכונה היא (1).

Isochromosome = כרומוזום שבו זרוע אחת חסרה והשנייה מוכפלת בתמונת מראה.

דוגמה: i(17q) - isochromosome של הזרוע הארוכה של כרומוזום 17. הנשא יהיה מונוזומי ל־17p וטריזומי ל־17q.

מקור: תרגיל 2, שקף 28

התשובה הנכונה היא (3) - 45 כרומוזומים.

טרנסלוקציה רוברטסונית מתרחשת בין שני כרומוזומים אקרוצנטריים (13, 14, 15, 21, 22):

1. שבירה קרוב לצנטרומר
2. מיזוג הזרועות הארוכות של שני הכרומוזומים
3. אובדן הזרועות הקצרות (acentric fragments)

התוצאה: כרומוזום נגזר אחד (derivative) מחליף שניים מקוריים ← 45 כרומוזומים.

למה הנשא בריא?

• הזרועות הקצרות של כרומוזומים אקרוצנטריים מכילות בעיקר גני rRNA שקיימים בעותקים רבים על כרומוזומים אקרוצנטריים אחרים
• אין אובדן חומר גנטי משמעותי ← אברציה מאוזנת

שכיחות: 1:1000 אנשים בריאים - הנפוצה ביותר מבין הטרנסלוקציות.

מקור: תרגיל 2, שקפים 52-51

התשובה הנכונה היא (3).

הנשאית מייצרת 6 סוגי גמטות (3 אפשרויות הפרדה × 2 כיוונים), אך רק 3 מובילות לצאצאים viable:

מתוך הצאצאים ה־viable: ~1/3 תקין, ~1/3 נשא, ~1/3 דאון.

חשוב: ~4% מחולי תסמונת דאון הם בעלי 46 כרומוזומים עם טרנסלוקציה רוברטסונית (לא טריזומיה חופשית 47,+21).

מקור: תרגיל 2, שקפים 55-37

התשובה הנכונה היא (2).

כרומוזום פילדלפיה - t(9;22)(q34;q11):

• טרנסלוקציה רציפרוקלית בין כרומוזום 9 ו־22
• הטרנסלוקציה מאוזנת - לא אבד חומר גנטי
• אבל: השבר מתרחש בתוך גנים:
  • הגן c-ABL מכרומוזום 9 מתמזג עם BCR מכרומוזום 22
  • נוצר גן היברידי BCR-ABL
  • הגן המאוחה מקודד לחלבון עם פעילות טירוזין קינאז מוגברת
  • ← התמרה סרטנית ← CML (Chronic Myeloid Leukemia)

נקודות חשובות:

• זוהי מוטציה סומטית ← לא עוברת בתורשה
• פוגעת בתאי גזע של מח העצם
• נקודות השבירה דומות בין חולי CML שונים

מקור: תרגיל 2, שקף 46

התשובה הנכונה היא (2).

Position Effect Variegation (PEV):

הגן w⁺ (wild-type, צבע עין אדום) הועבר ע”י האינברסיה קרוב לצנטרומר - לאזור של הטרוכרומטין (chromatin מעובה ומושתק).

התוצאה:

• בחלק מהתאים, ההשתקה האפיגנטית “מתפשטת” ומשתיקה את w⁺ ← תאים ללא פיגמנט (לבן)
• בחלק מהתאים, ההשתקה לא מגיעה לגן ← תאים עם פיגמנט (אדום)
• עדות ברורה שתוצר הגן מתבטא רק בחלק מהתאים

עיקרון: מיקום הגן בגנום משפיע על רמת הביטוי שלו, גם אם רצף הגן עצמו לא השתנה.

באינברסיה, הפנוטיפ תלוי בנקודות החיתוך:

• חיתוך באמצע גן ← מוטציה בגן
• חיתוך בין גנים ← בד”כ פנוטיפ נורמלי
• שינוי מיקום הגן ← Position Effect

מקור: תרגיל 2, שקף 30

התשובה הנכונה היא (3).

בהטרוזיגוט לטרנסלוקציה רציפרוקלית יש 4 כרומוזומים מעורבים:

• N₁ ו־N₂ (הנורמליים)
• T₁ ו־T₂ (הטרנסלוקנטיים)

בפרופאזה I, כדי להתאים רצפים הומולוגיים, ארבעתם מזדווגים בצורת צלב (quadrivalent/cross-shaped).

שני דפוסי הפרדה עיקריים (alternate ו־adjacent) בשכיחות ~1:1:

לכן: ~50% מהגמטות לא מאוזנות ← semisterility (~50% ירידה בחיוניות הגמטות).

מקור: תרגיל 2, שקפים 49-48

התשובה הנכונה היא (3).

CMA (Chromosomal Microarray Analysis) = Array CGH:

מדוע CMA ולא רק קריוטיפ חוזר?

• הקריוטיפ כבר תקין ← הבעיה כנראה סב־מיקרוסקופית
• CMA מזהה microdeletions שגורמות ל־contiguous gene syndromes
• דוגמה: DiGeorge (22q11.2 deletion) - ~3Mb, לרוב לא נראה בקריוטיפ רגיל

חריג חשוב: בחשד לתסמונת טרנר (מוזאיקה), הקריוטיפ עדיף כי CMA פחות רגיש למוזאיקה.

מקור: תרגיל 2, שקפים 63-64

התשובה הנכונה היא (2).

Marker Chromosome (כרומוזום סמן):

• כרומוזום קטן מאוד ולא מזוהה (supernumerary)
• לרוב נמצא בתוספת למערך הכרומוזומי התקין
• לעיתים קרובות במצב מוזאיק
• שכיחות פרה־נטלית של marker de novo: ~1:2500

למה אתגר אבחנתי?

• קשה לזהות ממה הוא נוצר
• הסיכון לפגיעה בעובר נע בין נמוך מאוד עד 100% - תלוי ב:
  • האם הוא מכיל אוכרומטין (חומר גנטי פעיל) או רק הטרוכרומטין
  • מאיזה כרומוזום הוא מקורי
  • כמה חומר גנטי הוא מכיל

טכנולוגיות כמו FISH ו־CMA עוזרות לזהות את מקור ה־marker ולהעריך את המשמעות הקלינית.

מקור: תרגיל 2, שקפים 26-27

התשובה הנכונה היא (2).

מנגנון יצירה: בעיקר Unequal Crossing Over או הפרדה לא תקינה בנשא טרנסלוקציה רציפרוקלית.

כלל חשוב: דופליקציות גורמות בד”כ פחות נזק מדליציות (יש תוספת אך לא חסר), אך יש סינדרומים ידועים הנגרמים מדופליקציות (כמו Pallister-Killian מהכפלת 12p).

בהטרוזיגוט לדופליקציה: בזיווג הומולוגים נוצרת לולאה של האזור המוכפל (בדומה ללולאת deletion, אך הלולאה היא בכרומוזום עם הדופליקציה).

מקור: תרגיל 2, שקפים 24-22

התשובה הנכונה היא (2).

Dicentric Chromosome = כרומוזום עם שני צנטרומרים.

מה קורה באנאפאזה:

1. סיבי הציר נקשרים לשני הצנטרומרים
2. כל צנטרומר נמשך לקוטב מנוגד
3. נוצר גשר (Anaphase Bridge) בין שני הקטבים
4. הכרומוזום נשבר באקראי לאורך הגשר
5. כל תא בת מקבל קטע לא שלם ← חוסרים בשני התאים

השוואה:

כרומוזומים Dicentric נוצרים לעיתים כתוצר שחלוף באינברסיה פאראצנטרית (ראו שאלה 106).

מקור: תרגיל 2, שקפים 36-35

התשובה הנכונה היא (3) - ביצית אחת.

חלוקה לא שווה של הציטופלזמה באאוגנזה מבטיחה שהביצית הבודדת תקבל מספיק מטען ציטופלזמי (מיטוכונדריות, mRNA, חלבונים) לתמיכה בהתפתחות מוקדמת של העובר.

הקשר לגיל האם: ביציות עוצרות ב־Late Prophase I לעשרות שנים ← סיכון גובר לאי־הפרדה עם הגיל.

מקור: תרגיל 2, שקף 65

התשובה הנכונה היא (2).

שלושת התנאים ההכרחיים:

למה לא שני צנטרומרים?

• כרומוזום Dicentric (שני צנטרומרים) ← Anaphase Bridge ← נשבר ← אובד

זה מסביר למה:

• Ring chromosomes שורדים (צנטרומר + אין טלומרים חופשיים כי הם מחוברים בטבעת)
• Acentric fragments אובדים
• Dicentric chromosomes נשברים ואובדים

מקור: תרגיל 2, שקף 4 ושאלה 3 של המטלה (שקף 62)

התשובה הנכונה היא (2).

פורינים (טבעת כפולה - 9 אטומי פחמן וחנקן):

• Adenine (A)
• Guanine (G)

פירימידינים (טבעת בודדת - 6 אטומי פחמן וחנקן):

• Cytosine (C)
• Thymine (T) - ב־DNA בלבד
• Uracil (U) - ב־RNA בלבד

טיפ לזכירה: PURines = Pure As Gold (A, G). או: פורינים = שתי טבעות = המילה “פורין” ארוכה יותר = מולקולה גדולה יותר.

חשוב: זיווג בסיסים תמיד פורין-פירימידין (A-T/U, G-C) כדי לשמור על רוחב קבוע של הסליל הכפול.

מקור: תרגיל 3 שקף 2

התשובה הנכונה היא (2).

קבוצת ה־2’-OH ב־Ribose:

• מאפשרת ל־RNA ליצור מבנים תלת־ממדיים מורכבים (stem-loops)
• מאפשרת זיווג G-U (Wobble) שלא קיים ב־DNA
• הופכת את ה־RNA לפחות יציב (רגיש יותר להידרוליזה בסיסית)

התשובה הנכונה היא (3).

כאשר Helicase פותח את שני הגדילים, נוצר מתח טורסיוני (Supercoiling) לפני מזלג השכפול - כמו פיתול שנוצר כשמנסים לפתוח חבל שזור.

Topoisomerase (בפרוקריוטים: DNA Gyrase) חותך זמנית גדיל אחד או שניים, מאפשר סיבוב, ומחבר מחדש ← מפחית את המתח.

סיכום אנזימי שכפול:

התשובה הנכונה היא (2).

DNA Polymerase תמיד מסנתז בכיוון 5’←3’. מזלג השכפול נע בכיוון אחד:

• Leading Strand: ה־template רץ 3’←5’ ← הסינתזה (5’←3’) מלווה את המזלג ← רציפה
• Lagging Strand: ה־template רץ 5’←3’ ← הסינתזה (5’←3’) מתרחקת מהמזלג ← חייבים להתחיל פריימר חדש שוב ושוב ← שברי Okazaki

תהליך בגדיל המפגר:

1. Primase מניח פריימר RNA
2. DNA Pol III מאריך עד שפוגש פריימר קודם
3. DNA Pol I מסיר את הפריימר וממלא DNA במקומו
4. DNA Ligase מחבר את השברים ← גדיל רציף

התשובה הנכונה היא (3).

לאחר ש־Helicase פותח את הגדילים, הגדילים הבודדים עלולים:

• להתחבר מחדש (Re-annealing) בזיווג בסיסים
• להיפגע על ידי נוקלאזות שמפרקות DNA חד־גדילי

SSB Proteins נקשרים לגדילים החד־גדיליים ו:

• מייצבים אותם בצורה פתוחה
• מגינים מפני פירוק אנזימטי
• לא חוסמים את DNA Polymerase מלעבוד

חשוב: SSB לא פותחים את הגדילים (זה Helicase) ולא מסנתזים שום דבר - הם רק מגנים ומייצבים.

התשובה הנכונה היא (3).

לאחר ש־DNA Pol I מסיר את פריימרי ה־RNA וממלא DNA במקומם, נשארים שברים (Nicks) בשלד הסוכר-פוספט - חסר קשר פוספודיאסטרי בין הקצוות.

DNA Ligase יוצר את הקשר הקוולנטי (Phosphodiester Bond) שמחבר את קצה ה־3’-OH של שבר אחד עם קצה ה־5’-Phosphate של השבר הבא.

ללא Ligase ← הגדיל המפגר נשאר מפוצל ← DNA לא שלם ← לא יציב.

שלבי הגדיל המפגר בקצרה: Primase → DNA Pol III → DNA Pol I → Ligase

התשובה הנכונה היא (1).

כללים:

• RNA Polymerase קורא את ה־Template בכיוון 3’←5’
• ה־mRNA נבנה בכיוון 5’←3’ (כמו כל סינתזת חומצות גרעין)
• בזיווג: A↔U (לא T!), G↔C

Template: 3'- T A C G G A -5'
mRNA:     5'- A U G C C U -3'

שים לב: ה־mRNA זהה ברצף ל־Coding Strand (Non-template), רק עם U במקום T.

התשובה הנכונה היא (2) - במיקום -25.

מבנה הפרומוטר באיקריוטים (מ־5’ ל־3’):

ה־TATA Box הוא חלק מה־Core Promoter ומשמש לזיהוי המיקום המדויק של תחילת השעתוק. RNA Polymerase II נקשר באזור זה בעזרת Transcription Factors כלליים.

סימנים שליליים (-) = Upstream לנקודת ההתחלה. סימנים חיוביים (+) = Downstream (האזור המשועתק).

התשובה הנכונה היא (2).

Poly(A) Tail = כ־200 שיירי Adenosine שמוספים לאחר השעתוק על ידי Poly(A) Polymerase לקצה 3’ של ה־mRNA.

תפקידים:

• הגנה מפירוק ע”י אקסונוקלאזות (מתקצר עם הזמן)
• סיוע בייצוא מהגרעין לציטופלזמה
• ייצוב ה־mRNA ← חיי מחצית ארוכים יותר
• תמיכה בתרגום ← Poly(A)-Binding Proteins מקיימים אינטראקציה עם מנגנון התרגום

חשוב: זיהוי על ידי הריבוזום נעשה דרך ה־5’ Cap (m⁷G) ← תשובה 3 שגויה.

סיכום עיבוד mRNA:

• 5’ Cap (m⁷G) ← זיהוי לתרגום, הגנה
• Splicing ← הסרת אינטרונים
• 3’ Poly(A) ← הגנה, ייצוב

התשובה הנכונה היא (3) - rRNA (Ribosomal RNA).

rRNA הוא ה־RNA השכיח ביותר בתא (~80% מכלל ה־RNA).

הריבוזום מורכב משתי תת־יחידות:

• תת־יחידה קטנה - קוראת את ה־mRNA
• תת־יחידה גדולה - מכילה את אתר ה־Peptidyl Transferase (ריבוזים) שיוצר קשרי פפטיד

התשובה הנכונה היא (2) - 5'-UCC-3'.

זיווג Anticodon-Codon הוא אנטי-מקבילי (Antiparallel):

• Anticodon: 3’-AGG-5’
• Codon: 5’-UCC-3’

הזיווג: A↔U, G↔C, G↔C ✓

• למה (1) שגוי: AGG היה מתאים ל־Anticodon שרץ בכיוון הפוך.
• למה (3) שגוי: T לא קיים ב־mRNA (רק ב־DNA). ב־RNA יש U.
• למה (4) שגוי: הכיוון הפוך - צריך 5’←3’.

חשוב לזכור: ה־Anticodon נמצא ב־Anticodon Loop של ה־tRNA, וחומצת האמינו מחוברת בקצה 3’ (CCA) של ה־Acceptor Stem.

התשובה הנכונה היא (3).

לפני ההוספה:

CGA - UCG - GAA - CCA - CGU - GAU - AAG - CAU
Arg - Ser - Glu - Pro - Arg - Asp - Lys - His

אחרי הוספת A בתחילה:

[A]CG - AUC - GGA - ACC - ACG - UGA - UAA - GCA
 Thr  - Ile - Gly - Thr - Thr - Stop!

ההוספה גרמה ל:

• שינוי כל מסגרת הקריאה (כל הקודונים הזיזו)
• כל חומצות האמינו שונות
• Stop Codon מוקדם (UGA) ← חלבון מקוצר ולא פונקציונלי

זוהי Frameshift Mutation - הוספה (Insertion) או מחיקה (Deletion) של נוקלאוטיד שמספרו אינו כפולה של 3.

התשובה הנכונה היא (2).

מבנה mRNA בוגר מ־5’ ל־3’:

m⁷G Cap - 5'UTR - AUG (Start) - [Coding Sequence / Exons] - Stop Codon - 3'UTR - AAAAAA (Poly-A Tail)

חשוב: ב־mRNA בוגר אין אינטרונים - הם הוסרו ב־Splicing! לכן (3) שגוי.

התשובה הנכונה היא (3) - A Site.

מחזור התרגום:

1. tRNA טעון נכנס ל־A Site
2. קשר פפטידי נוצר בין חומצת האמינו ב־A לשרשרת ב־P
3. Translocation - הריבוזום זז קודון אחד:
   • tRNA מ־P ← E (ויוצא)
   • tRNA מ־A ← P
   • A Site מתפנה ל־tRNA חדש

כיוון התנועה: E ← P ← A (ה־tRNA “זז” מ־A דרך P ל־E)

התשובה הנכונה היא (3) - שלושה.

חשוב:

• AUG משמש גם כ־Start Codon וגם מקודד ל־Methionine בתוך הרצף
• Stop Codons לא מקודדים לחומצת אמינו - במקום זאת, Release Factor נכנס לאתר A
• UGG מקודד ל־Tryptophan, לא Stop! (לכן תשובה 4 שגויה)

טיפ לזכירה: UAA, UAG, UGA - כולם מתחילים ב־U ואחריהם A כאות שנייה (חוץ מ־UGA).

התשובה הנכונה היא (2).

שלושת מנגנוני התורשה הדומיננטית:

ב־Dominant Negative: החלבון המוטנטי יוצר קומפלקסים לא־פונקציונליים עם החלבון התקין ← התוצאה גרועה יותר מאשר חוסר מוחלט של אלל אחד.

דוגמה קלאסית: קולגן - טרימר של 3 שרשראות. אם שרשרת אחת מוטנטית, היא “מורידה” את כל הטרימר ← פגיעה ב־75% מהקולגן (לא רק 50%).

התשובה הנכונה היא (2) - זרוע קצרה (p) של כרומוזום 5.

Cri du Chat = “בכי החתול” בצרפתית - על שם הבכי האופייני שמזכיר יללת חתול.

להשוואה:

• DiGeorge = דלציה ב־22q11.2 (~3Mb)
• Cri du Chat = דלציה ב־5p

התשובה הנכונה היא (3).

CTX (Cerebrotendinous Xanthomatosis):

ביטויים קליניים לאורך החיים:

1. ניאונטלי: Cholestasis (עצירת מרה)
2. ילדות: שלשולים כרוניים
3. מתבגרים: קטרקט דו־צדדי
4. בוגרים: Tendon Xanthomas (שקיעות שומן בגידים)
5. מתקדם: הידרדרות נוירולוגית

מקור: תרגיל 3 שקפים 29-27

התשובה הנכונה היא (3) - 2/3.

Aa × Aa נותן:

• 1/4 AA
• 2/4 Aa (נשאים)
• 1/4 aa (חולה)

אם ידוע שהילד בריא ← שוללים aa ← נשארים רק AA ו־Aa:

כלל חשוב: כשידוע שהאדם בריא וההורים נשאים, ההסתברות לנשאות היא 2/3 (לא 1/2!).

זהו עיקרון קריטי בייעוץ גנטי ובחישובי סיכון:

• ילד חולה מוכיח שההורים נשאים ← Prior = 1
• ילד בריא של נשאים ← סיכוי לנשאות = 2/3

התשובה הנכונה היא (2) - 1/9.

טל: יש לו אחות חולה ← ההורים שלו נשאים בוודאות (Aa × Aa). טל בריא ← הסתברות שהוא נשא = 2/3

טליה: היה לה אח חולה ← ההורים שלה נשאים בוודאות (Aa × Aa). טליה בריאה ← הסתברות שהיא נשאית = 2/3

שים לב: למרות שהסבים קרובי משפחה, זה לא משנה את החישוב כאן - כי כבר ידוע שלשני הצדדים יש ילד חולה, מה שמוכיח שכל ההורים נשאים. קרבת המשפחה רק מסבירה איך שני הצדדים נשאים.

מקור: תרגיל 3 שקפים 36-35

התשובה הנכונה היא (3).

מוטציות מתרחשות בתאים נורמליים כל העת. הגורם השכיח ביותר הוא טעויות אקראיות בשכפול ה־DNA. למרות ש־DNA Polymerase מדויק מאוד (שגיאה אחת לכל ~10⁹ בסיסים לאחר Proofreading), עדיין מצטברות מוטציות לאורך החיים.

גורמים נוספים (פחות שכיחים אך משמעותיים): קרינת UV, קרינה מייננת, חומרים כימיים.

מקור: תרגיל 7 שקף 3

התשובה הנכונה היא (3).

מוטציה שקטה אפשרית בגלל ניוון הקוד הגנטי (Degeneracy) - מספר קודונים מקודדים לאותה חומצת אמינו, בעיקר בשינוי בבסיס השלישי (Wobble Position).

מקור: תרגיל 7 שקפים 4, 7

התשובה הנכונה היא (4).

• Readthrough: Stop Codon קיים הופך לקודון שמקודד לחומצת אמינו. דוגמה: UAA (Stop) → UAC (Tyr) ← החלבון ממשיך להתארך מעבר לנקודה הרגילה.

• Nonsense הוא ההפך: קודון שמקודד לחומצת אמינו הופך ל־Stop. דוגמה: UAC (Tyr) → UAA (Stop) ← חלבון מקוצר.

שתיהן מוטציות חמורות: Nonsense נותנת חלבון קטוע, Readthrough נותנת חלבון ארוך מדי.

מקור: תרגיל 7 שקפים 4, 7

התשובה הנכונה היא (3).

מחיקה (Deletion) של בסיס בודד גורמת ל־Frameshift - כל הקודונים מנקודת המחיקה ועד הסוף משתנים.

דוגמה מהמצגת:

• מקורי: AUG-[CAU]-GCA-UGC
• אחרי מחיקת U: AUG-[CAG]-CAU-GC...

כל חומצות האמינו משתנות, ולרוב נוצר Stop Codon מוקדם ← חלבון קצר ולא־פונקציונלי.

חשוב: הוספה/מחיקה של 3 בסיסים (כפולה של 3) לא תגרום ל־Frameshift.

מקור: תרגיל 7 שקף 5

התשובה הנכונה היא (2).

ב־GOF: החלבון המוטנטי עושה משהו חדש או מוגזם, ואלל אחד מספיק ← דומיננטי. GOF הרבה יותר נדיר מ־LOF.

ב־LOF: הגן הפגום לא מתבטא, אך אלל תקין אחד מספיק לרוב ← רצסיבי.

חריג: Haploinsufficiency הוא LOF שמתנהג כדומיננטי כי עותק אחד לא מספיק.

מקור: תרגיל 7 שקפים 6, 8

התשובה הנכונה היא (2).

מוטציה סומטית: נזק נקודתי, לא עובר לדור הבא. מוטציה ב־Germline: נמצאת בביצית/זרעון ← כל תאי הצאצא נושאים אותה.

מקור: תרגיל 7 שקף 8

התשובה הנכונה היא (3).

1. תיקון הופכי מיידי (Direct Reversal)

• חד־שלבי, פשוט ביותר
• דוגמה: Photolyase (לא בבני אדם)

2. תיקון נזק חד־גדילי:

• BER (Base Excision Repair)
• NER (Nucleotide Excision Repair)
• MMR (Mismatch Repair)

3. תיקון שבר דו־גדילי:

• NHEJ (Non-Homologous End Joining)
• רקומבינציה הומולוגית (Homologous Recombination)

מקור: תרגיל 7 שקף 10

התשובה הנכונה היא (1).

Photolyase הוא אנזים שמבצע תיקון הופכי מיידי (Direct Reversal):

• פועל באור נראה (Photoreactivation)
• פותח דימרים של Thymine שנוצרו ע”י קרינת UV
• תהליך חד־שלבי - פשוט ומהיר
• לא קיים בבני אדם ← אצלנו דימרים מתוקנים ע”י NER

בבני אדם, היעדר Photolyase מחייב הסתמכות על NER. פגם ב־NER גורם ל־XP.

מקור: תרגיל 7 שקפים 13-12

התשובה הנכונה היא (4).

שלבי BER (Base Excision Repair):

1. DNA Glycosylase ← מזהה ומוציא בסיס פגום בודד (חותך קשר בסיס-סוכר)
2. Nuclease (AP Endonuclease / Apex1) ← חותך את שלד הסוכר-פוספט
3. DNA Polymerase ← מסנתז בסיס חדש תקין
4. DNA Ligase ← מחבר את הגדיל

BER מטפל בנזקים קטנים: בסיס בודד פגום, חמצון, דה־אמינציה (למשל Uracil שנוצר ב־DNA).

מקור: תרגיל 7 שקף 16

התשובה הנכונה היא (3).

השוואה בין BER ל־NER:

ב־E. coli: NER מסיר ~12 נוקלאוטידים (ע”י UvrA, UvrB, UvrC). באיקריוטים: NER מסיר ~32-24 נוקלאוטידים (ע”י חלבוני XP).

מקור: תרגיל 7 שקפים 19-17

התשובה הנכונה היא (3).

Xeroderma Pigmentosum (XP):

• תורשה אוטוזומלית רצסיבית
• פגם בגנים של מנגנון NER (XPA-XPG)
• לא מסוגלים לתקן דימרים של Thymine מקרינת UV
• רגישות קיצונית לאור שמש
• סיכון מוגבר פי ~2000 לסרטן עור
• דורשים הגנה מלאה מ־UV

מקור: תרגיל 7 שקפים 24, 31

התשובה הנכונה היא (2).

ב־E. coli: רצפי GATC בגדיל המקורי ממותלים (קבוצת מתיל על Adenine). הגדיל החדש טרם עבר מתילציה ← המערכת מתקנת את הגדיל הלא־ממותל (החדש).

שלבי MMR:

1. MutS מזהה את אי־ההתאמה
2. MutL מגויס ומתחבר
3. MutH חותך את הגדיל הלא־ממותל ליד רצף GATC
4. Exonuclease מסירה את הקטע הפגום
5. DNA Pol III מסנתז מחדש
6. Ligase מחבר

מתילציה של הגדיל החדש מתרחשת רק לאחר התיקון.

מקור: תרגיל 7 שקפים 22-20

התשובה הנכונה היא (3).

Lynch Syndrome (= HNPCC = Hereditary Non-Polyposis Colorectal Cancer):

• פגם ב־Mismatch Repair (MMR)
• גנים מעורבים: MLH1 (~50%), MSH2 (~40%), MSH6, PMS2
• תורשה אוטוזומלית דומיננטית
• סיכון מוגבר לסרטן מעי גס וסוגי סרטן נוספים

למה דווקא המעי? תאי המעי מתחלקים במהירות גבוהה ← שכפול רב ← יותר טעויות.

מקור: תרגיל 7 שקפים 36-33

התשובה הנכונה היא (3).

BER, NER, MMR הם מנגנונים לתיקון חד־גדילי בלבד.

מקור: תרגיל 7 שקפים 29-26

התשובה הנכונה היא (3).

Ku70/80 (הטרודימר) הוא החלבון המרכזי ב־NHEJ:

• נקשר לקצוות השבורים של ה־DNA
• מגייס DNA-PKcs ו־Ligase IV/XRCC4
• מחבר את הקצוות ישירות ללא צורך בתבנית

חסרון: NHEJ עלול לגרום לאובדן בסיסים באתר השבר ← מוטציות קטנות. אבל עדיף משבר דו־גדילי לא מתוקן שעלול לגרום לטרנסלוקציות.

מקור: תרגיל 7 שקפים 30-29

התשובה הנכונה היא (2).

רקומבינציה הומולוגית דורשת תבנית הומולוגית - בדרך כלל הכרומטידה האחות. לכן היא מתרחשת כאשר:

• התא עבר שלב S (שכפול DNA)
• קיימת כרומטידה אחות זהה כתבנית

התהליך: Strand Invasion ← D-loop ← סינתזה ← חיבור מחדש. זהו תיקון מדויק ללא אובדן מידע.

כשאין כרומטידה אחות (התא לא בחלוקה) ← NHEJ.

מקור: תרגיל 7 שקפים 27-28

התשובה הנכונה היא (3).

מנגנון Synthetic Lethality:

1. PARP מתקן שברים חד־גדיליים (BER pathway)
2. מעכב PARP ← שברים חד־גדיליים לא מתוקנים
3. בשכפול, שברים חד־גדיליים הופכים לדו־גדיליים
4. תאים בריאים: BRCA1/2 תקין ← HR מתקן ← שורדים
5. תאי גידול: BRCA פגום ← לא יכולים לתקן ← מתים

זו דוגמה לרפואה מותאמת אישית המנצלת חולשה גנטית ייחודית של הגידול.

מקור: תרגיל 7 שקפים 38-41

התשובה הנכונה היא (2).

דימרים של Thymine = קשר קוולנטי בין שני בסיסי T סמוכים על אותו גדיל, שגורם לעיוות מבני.

בבני אדם: Photolyase לא קיים ← נזקי UV מתוקנים ע”י NER.

שלבי NER באיקריוטים:

1. זיהוי העיוות המבני ע”י XPC/XPE
2. פתיחת הגדילים ע”י XPB/XPD (הליקאזות)
3. חיתוך משני צידי הנזק ע”י XPF ו־XPG
4. סינתזה ע”י DNA Polymerase
5. חיבור ע”י Ligase

פגם ב־NER ← Xeroderma Pigmentosum.

מקור: תרגיל 7 שקפים 11-13, 17, 31

התשובה הנכונה היא (3).

שניהם מנגנוני תיקון חד־גדילי - משתמשים בגדיל המשלים כתבנית.

מקור: תרגיל 7 שקפים 16-19

התשובה הנכונה היא (2).

ב־HNPCC (Lynch Syndrome):

• MLH1 אחראי ל־~50% מהמקרים
• MSH2 אחראי ל־~40% מהמקרים

מקור: תרגיל 7 שקפים 23-24, 35

התשובה הנכונה היא (1).

הנדסה גנטית היא תהליך של שינוי בגנים באופן מלאכותי (על ידי האדם) ובכך שינוי תכונותיהם. התהליך לרוב כולל העברת גנים בין אורגניזמים.

התוצאות האפשריות:

• ביטוי גן שלא היה פעיל או קיים
• חוסר בביטוי גן שהיה קיים

• שינוי ברמת הביטוי של גן קיים (יותר או פחות)

• (2) מתאר מוטציות ספונטניות, לא הנדסה.
• (3) מתאר ברירה מלאכותית (Selective Breeding).
• (4) מתאר טכניקת מעבדה, לא הנדסה גנטית בפני עצמה.

מקור: תרגול 12 שקף 2

התשובה הנכונה היא (2).

שני עקרונות מאפשרים הנדסה גנטית בין אורגניזמים:

• המבנה הבסיסי של ה־DNA זהה בכל היצורים החיים
• הקוד הגנטי אוניברסלי - זהה כמעט לחלוטין בכל האורגניזמים

לכן, גן אנושי שמוכנס לחיידק יתורגם לאותו חלבון.

• (1) שגוי - פלסמידים קיימים בעיקר בחיידקים.
• (3) שגוי - פרומוטורים שונים בין אורגניזמים.
• (4) שגוי - נדרשים התאמות כמו הסרת אינטרונים.

מקור: תרגול 12 שקף 9

התשובה הנכונה היא (3).

DNA רקומביננטי נוצר כאשר מקטע DNA מוחדר באופן לא טבעי ל־DNA מיצור אחר. לדוגמה: מקטע DNA אנושי בתוך פלסמיד חיידקי.

ה־DNA הרקומביננטי הראשון נוצר ב־1972: החדרת DNA מוירוס SV40 לפאג’ למבדא.

(2) מתאר תהליך טבעי של רקומבינציה, לא הנדסה. (4) מתאר פלסמיד טבעי.

מקור: תרגול 12 שקף 8

התשובה הנכונה היא (2).

שלבי השיבוט בסדר הנכון:

1. בידוד המקטע הרצוי והוקטור (מסגרת לביטוי)
2. חיתוך המקטע הרצוי וחיתוך הוקטור (באנזימי רסטריקציה)
3. איחוי המקטע הרצוי והוקטור (ליגציה)
4. החדרה לחיידקים (טרנספורמציה)
5. שכפול וביטוי גנים בחיידק

מקור: תרגול 12 שקף 11

התשובה הנכונה היא (2).

הפלסמיד מכיל גן עמידות לאנטיביוטיקה (למשל אמפיצילין) - רק חיידקים שקלטו פלסמיד ישרדו על מצע עם אנטיביוטיקה.

בנוסף, המחדר מוכנס לתוך גן lacZ: חיידקים עם פלסמיד ללא מחדר ← lacZ תקין ← מושבות כחולות. חיידקים עם פלסמיד + מחדר ← lacZ מופרע ← מושבות לבנות (הרצויות).

מקור: תרגול 12 שקף 11

התשובה הנכונה היא (3).

שלבי יצירת עכבר KO:

1. מחדירים בשוק חשמלי (electroporation) לתא עוברי מקטע DNA המכיל גן עמיד לאנטיביוטיקה במקום הגן הנחקר
2. אם מתרחשת רקומבינציה הומולוגית - הגן התקין מוחלף בעמידות לאנטיביוטיקה
3. סלקציה על מצע עם אנטיביוטיקה
4. החדרה בחזרה לעובר ← עכבר כימרי
5. הכלאות לקבלת הטרוזיגוט ואז הומוזיגוט

מקור: תרגול 12 שקפים 15-14

התשובה הנכונה היא (2).

עכבר כימרי נוצר כאשר תאים עובריים מהונדסים (עם הגן המושבת) מוחדרים לעובר מתפתח. התוצאה: עכבר שחלק מתאיו נושאים את השינוי הגנטי וחלק תקינים.

רק אם תאי המין של הכימרי נושאים את החסר - ייווצר דור ראשון הטרוזיגוטי. נדרשות הכלאות נוספות לקבלת הומוזיגוט.

מקור: תרגול 12 שקפים 15-14

התשובה הנכונה היא (2).

מערכת Cre-lox מאפשרת Tissue-Specific Knockout - השבתת גן ברקמה ספציפית בלבד.

העיקרון: מכליאים שני עכברים:

• עכבר עם אנזים Cre תחת פרומוטור ספציפי לרקמה (למשל Albumin לכבד)
• עכבר עם הגן הרצוי מוקף באתרי loxP (“floxed”)

בצאצא: Cre פועל רק ברקמה הספציפית ← חותך את הגן בין אתרי loxP ← KO מותנה.

מקור: תרגול 12 שקף 16

התשובה הנכונה היא (3).

סוגי תאי מטרה בריפוי גני:

• תאים סומטיים - השפעה על המטופל בלבד, לא עוברת לצאצאים
• תאי גזע - יכולים להתמיין לסוגי תאים שונים, אך לא עוברים לדור הבא
• תאי מין/זיגוטה - השינוי יופיע בכל תאי הצאצא ויעבור לדורות הבאים

עריכה בתאי מין מעוררת דילמות אתיות חמורות ואסורה ברוב המדינות.

מקור: תרגול 12 שקפים 20-21

התשובה הנכונה היא (2).

עריכה בתאי גוף מקובלת יותר משתי סיבות עיקריות:

• משפיעה רק על המטופל ואינה עוברת לדורות הבאים
• נעשית באדם בוגר היכול לתת הסכמה מדעת

עריכה בתאי מין/עובר ← שינויים תורשתיים המשפיעים על צאצאים עתידיים ללא יכולת הסכמה שלהם.

(4) שגוי - יש סיכון לתופעות לוואי גם בתאי גוף.

מקור: תרגול 12 שקף 21

התשובה הנכונה היא (3).

יתרונות ליפוזומים: עוברים דרך ממברנת התא, אינם חודרים ל־DNA (לא פוגעים בגנים קיימים), ואינם מכילים מידע ויראלי.

חיסרון מרכזי: קושי להבטיח ביטוי בתא לאורך זמן - מכיוון שה־DNA לא משתלב בגנום, הוא עלול להידלל עם חלוקות תא.

(1) ו־(4) הם בדיוק ההפך - אלו היתרונות של ליפוזומים.

מקור: תרגול 12 שקף 23

התשובה הנכונה היא (2).

רטרווירוס מכניס את מקטע ה־DNA שלו אל תוך רצף ה־DNA של המאכסן באופן קבוע באמצעות Reverse Transcriptase ← ביטוי לאורך זמן.

חיסרון: אין שליטה על אתר החדירה - עלול לשבש גנים חיוניים או להפעיל אונקוגנים.

• (1) מתאר יותר את AAV.
• (3) שגוי - רטרווירוס מוגבל בגודל המחדר.

מקור: תרגול 12 שקף 25

התשובה הנכונה היא (2).

לנטיוירוס הוא סוג של רטרווירוסים אשר יכול להיכנס אל תאים לא־מתחלקים - יתרון קריטי לטיפול בתאים כמו נוירונים.

רטרווירוס פשוט יכול להשתלב בגנום רק בתאים מתחלקים כי הוא צריך שמעטפת הגרעין תיפרק במהלך מיטוזה.

(3) שגוי - לנטיוירוס כן משתלב בגנום.

מקור: תרגול 12 שקף 25

התשובה הנכונה היא (2).

AAV:

• מדביק תאים מתחלקים ולא־מתחלקים ✓
• אינו גורם לתגובה אימונית חזקה ✓
• חיסרון: יכול לשאת מעט DNA יחסית (~4.7 kb)

(1) ההפך - AAV בולט בכך שהתגובה החיסונית שהוא מעורר חלשה. (3) שגוי - מדביק שני סוגי התאים.

מקור: תרגול 12 שקף 25

התשובה הנכונה היא (2).

שלושת הרכיבים:

1. Cas9 - חלבון שנקשר ל־DNA, פותח את הגדילים וחותך אותם (לא ספציפי לרצף בעצמו)
2. Tracr RNA - רצף RNA הנחוץ לפעילות Cas9
3. crRNA (CRISPR RNA) - נקרא גם “guide” כי הוא מוביל את Cas9 אל רצף המטרה הספציפי

במחקר, מתכננים crRNA המכוון לגן רצוי ומכניסים אותו יחד עם Cas9 לתא.

מקור: תרגול 12 שקף 33

התשובה הנכונה היא (2).

CRISPR/Cas היא מערכת חיסון טבעית בחיידקים (prokaryotic immune system):

1. Acquisition - החיידק שומר “זיכרון” של DNA ויראלי בגנום שלו
2. Expression - מייצר crRNA מהרצפים השמורים
3. Interference - אם DNA זר תואם נכנס שוב, קומפלקס Cas9+crRNA חותך אותו

המדענים אימצו מנגנון זה ככלי לעריכה גנומית ממוקדת.

מקור: תרגול 12 שקפים 32-31

התשובה הנכונה היא (3).

CRISPR/Cas9 יוצר שבר דו־גדילי (DSB). התא מתקן אותו באחד משני מנגנונים:

• NHEJ - חיבור לא מדויק ← עלול לגרום להחסרה/הוספה ← השתקת הגן (Gene Silencing)
• HR - אם מספקים תבנית DNA תקינה, התא מבצע תיקון מדויק ← עריכת הגן (Gene Editing)

BER, NER, MMR מטפלים בנזקים חד־גדיליים ולא רלוונטיים לשבר דו־גדילי.

מקור: תרגול 12 שקף 34

התשובה הנכונה היא (2).

תאי עצב אינם מתחלקים ← אין כרומטידה אחות ← מנגנון HR לא זמין.

לכן:

• פגיעה בגן (Gene Silencing) - אפשרית דרך NHEJ ✓
• הכנסת רצף חדש (Gene Editing) - מוגבלת מאוד כי HR דורש תאים בחלוקה ✗

(1) שגוי - CRISPR עובד בכל סוגי תאים. (3) שגוי - יש מגבלה משמעותית.

מקור: תרגול 12 שקף 35

התשובה הנכונה היא (2).

אתרי מטרה בשינוי גנומי לטיפול בסרטן:

• אונקוגנים (EGFR, FAK וכו’) ← Knock-Out/השבתה
• גני מדכאי גידולים (GOT1, KEAP1 וכו’) ← תיקון/הפעלה
• גני עמידות לתרופות ← הגברת רגישות לתרופה
• תאי T (PD1, PDL1) ← שחזור חסינות

אונקוגן הוא גן שמעודד צמיחת גידול - לכן הטיפול הוא השבתתו.

מקור: תרגול 12 שקף 38

התשובה הנכונה היא (2).

שלבי שיבוט אורגניזם:

1. הוצאת גרעין מתא ביצית (Enucleation)
2. הוספת גרעין מתא סומטי (Nuclear Transfer)
3. שוק חשמלי להפעלת התא
4. לאחר מספר חלוקות - החזרה לרחם

התוצאה: אורגניזם זהה גנטית לתורם הגרעין הסומטי.

מקור: תרגול 12 שקף 39

התשובה הנכונה היא (2).

Cas9 הוא חלבון ש:

• נקשר לרצף DNA וחותך את שני הגדילים (שבר דו־גדילי)
• לא ספציפי לרצף בעצמו - הספציפיות מגיעה מה־crRNA (guide RNA) שמזהה את רצף המטרה

זו הסיבה שניתן לכוון את CRISPR לכל גן רצוי - פשוט מתכננים crRNA מתאים.

מקור: תרגול 12 שקף 33

התשובה הנכונה היא (2).

ההורמון המופק בהנדסה גנטית זול יותר (פי 600) ונקי יותר מזה המופק מבעלי חיים.

(3) שגוי - אינסולין מחזיר הוא פונקציונלי באדם, אך עלול לעורר תגובה אלרגית. (4) שגוי - ההפך, הנדסה גנטית מאפשרת ייצור המוני.

מקור: תרגול 12 שקף 5

התשובה הנכונה היא (2).

גנטיקה של אוכלוסיות עוסקת בשאלה מה ההשפעה שיש לשינויים גנטיים ולדגמי הורשה על אוכלוסיות שלמות - למשל, האם בכל אוכלוסיה בעולם קיים סיכוי זהה לחלות במחלה גנטית מסוימת.

(1) מתאר גנטיקה קלינית/משפחתית. (3) מתאר גנטיקה של תאחיזה. (4) מתאר גנומיקה.

מקור: תרגול 11 שקף 2