Informace k datovému souboru VDR_hypotrofie_plodu.xls
Nedostatek vitamínu D je známý rizikový faktor pro vznik různých onemocnění, např.
rakovina, cukrovka, srdeční a ledvinové choroby, autoimunitní onemocnění apod. Máme
k dispozici data, s jejichž pomocí se budeme snažit nalézt souvislosti mezi vitamínem D a
jeho metabolismem u těhotných žen ve vztahu k morbiditám vyskytujícím se v těhotenství.
Konkrétně se jedná o hypotrofii plodu, preeklampsii, a mutaci v genu pro enzym MTHFR -
methylentetrahydrofolátreduktáza.
VDR neboli receptor vitamínu D patří do velké skupiny nukleárních receptorů a
transkripčních faktorů.VDR zprostředkovává biologické efekty vitamínu D. Reguluje expresi
až 500 genů z více než 20000 genů lidského geonomu. Gen pro VDR obsahuje 11 exonů.
V populaci existuje řada variant genu pro VDR – hovoříme o polymorfismu. Polymorfismy
byly pojmenovány podle restrikčních endonukleáz použitých pro jejich detekci, a to ApaI,
BsmI, CDx, Fok I, Taq I. Polymorfismy se nacházejí na různých exonech.
Pro alelový polymorfismus Apa I rozeznáváme alely AA, AC, CC, pro Bsm I a CDx TT, TC,
CC a pro Fok I a Taq I alely GG, GA, AA.
Hypotrofie znamená, že hmotnost plodu je nízká vzhledem ke gestačnímu věku, tj. je pod 10.
percentilem či více než dvě směrodatné odchylky pod průměrem pro daný gestační věk.
Gestační věk je počet týdnů strávený v děloze od početí.
Preeklampsie neboli pozdní gestóza či těhotenská toxikóza je onemocnění, které se projevuje
otoky, hypertenzí, sníženou funkcí ledvin a v nejzávažnějších případech i křečovitými stavy.
Ohrožuje matku i dítě.
Mutace v genu pro MTHFR zvyšuje riziko rozštěpových vad u plodu.
Receptor je bílkovina umístěná v buňce, která se váže na specifické molekuly - ligandy, jako
neurotransmitery, hormony nebo ostatní látky, a spouští buněčnou odezvu na tyto ligandy.
Transkripční faktor má schopnost spouštět transkripci DNA.
Exon je část sekvence nukleové kyseliny (DNA či RNA), podle níž se obvykle tvoří v procesu
translace bílkovina.
Translace je sekundární proces syntézy bílkovin (část procesu genové exprese).
Polymorfismus je stav, kdy v populaci existují pro určitý znak aspoň dvě alely a zároveň
frekvence jeho výskytu přesahuje 1 %.
Restrikčních endonukleáza je enzym, který štěpí DNA na tzv. restrikčních místech.
Hardy-Weinbergův zákon
Tento zákon vyjadřuje vztah mezi četnostmi genotypů v populaci za určitých podmínek
(populace je dostatečně velká a panmiktická, neprobíhají v ní migrace ani mutace a selekce.
Jsou-li tyto podmínky splněny, je populace v genetické rovnováze.
Uvažujme situaci, kdy sledujeme gen se dvěma alelami A (dominantní) a a (recesivní).
Pravděpodobnost výskytu alely A označíme p, pravděpodobnost výskytu alely a označíme q.
Protože předpokládáme, že jsou v populaci jen tyto dvě alely, musí platit p + q=1.
Pravděpodobnost vzniku nového jedince typu AA (dominantní homozygot) je p2
,
pravděpodobnost vzniku jedince aa (recesivní homozygot) je q2
a pravděpodobnost vzniku
jedince Aa (heterozygot) je 1 - p2
- q2
= 1 - p2
– (1 – p)2
= 1 - p2
– 1 + 2p - p2
=
= 2p(1 – p) = 2pq. Protože jedinci jiných typů se v populaci nemohou vyskytovat, platí
p2
+ 2pq + q2
= 1.
Odhady pravděpodobností p, q pomocí relativních četností
Předpokládejme, že v populaci o n jedincích je N(AA) dominantních homozygotů, N(aa)
recesivních homozygotů a N(Aa) heterozygotů. Odhadem pravděpodobnosti p2
je relativní
četnost
n
)AA(N
, tedy
( )
n
AAN
pˆ = je odhad pravděpodobnosti výskytu dominantního
homozygota, pˆ1qˆ −= je odhad pravděpodobnosti výskytu recesivního homozygota a qˆpˆ2 je
odhad pravděpodobnosti výskytu heterozygota.
Ověření, zda složení populace je v souladu s Hardy – Weinbergovým zákonem
Na hladině významnosti α testujeme nulovou hypotézu: „zastoupení dvojic alel v dané
populaci odpovídá Hardy – Weinbergovu zákonu“ proti alternativní hypotéze. „zastoupení
dvojic alel v dané populaci neodpovídá Hardy – Weinbergovu zákonu“.
Pro testování této hypotézy použijeme test dobré shody. Nejprve vypočteme teoretické
četnosti dominantních homozygotů:
( )
n
AAN
npˆn = , recesivních homozygotů:
( )
n
aaN
nqˆn = a heterozygotů:
( )
n
AaN
nqˆpˆ2n = .
Testová statistika má tvar:
( )( ) ( )( ) ( )( )
qˆpˆ2n
qˆpˆ2nAaN
qˆn
qˆnaaN
pˆn
pˆnAAN
K
222
−
+
−
+
−
= a za platnosti nulové hypotézy se
asymptoticky řídí rozložením χ2
(2). Kritický obor: ( ) )∞χ= α− ,2W 1
2
. Nulovou hypotézu tedy
zamítáme na asymptotické hladině významnosti α, když WK ∈ .