CROMOZOMI UMANI - CURS 3 - 21 OCTOMBRIE 2014

Cromozomul mitocondrial este circular si bicatenar.

In cadrul celulei, genomul este organizat diferit in functie de stadiul in care se afla materialul genetic

- Functia primara a materialului genetic este de stocare a informatiei (pe langa cele doua functii amintite in cursul 1)

- Cromozomii contin material genetic

- Genele se afla de-a lungul ADN-ului (si cromozomului)

- Pozitia cromozomilor genei in cromozom se numeste locus

- Cromozomii sunt formati din ADN si proteine (HISTONICE SI NONHISTONICE)

CROMOZOMII

- in mod obisnuit contin o singura molecula de ADN lineara, dublu catenara

- ADN-ul trebuie sa fie impachetat si compactat

- cromatiNca este structura vizibila in nucleu, fiind compusa din ADN, ARN si proteine histonice si nonhistonice

CROMATINA

- se regaseste sub 2 forme:

HETEROCROMATINA- intens metilata si intens compactata

- colorata, condensata, compacta, inactiva(foarte putine gene sunt active)

- in cazul fazei S se replica tardiv

- formata din perechi de bazE AZOTATEa de Adenina si Tiamina( in special)

- contine proteine histonice

Are POATE FI DE 2 tipuri:

a) Constitutiva - se gaseste in constitutia normala a cromozomilor, in centromer

b) Facultativa - variaza in genom;

- reprezentata diferit in functie de tesut si de momentul cronologic ( UN cromozonmul X inactivinactiv LA FEMEI)

- inactivare cromozonmului X este aleatorie ( CZ. X matern sau cel patern)

- genele care se gasesc in reg PSEUDOAUTOZOMALA ramaninsa active (chiar si pe cromozomul X majoritar inactiv)at

EUCROMATINA

- colorata luminos (la microscopul optic), mai putin condensata, replicata precoce in faza S, hipometilata

- are activitate transcriptionala, este statusul obisnuit al majoritatii ADN-ului in timpul interfazei fiind alcatuita predominant din perechi de baza Guanina Citozina si proteine nonhistonice

- ADN-ul trebuie sa fie eucromatic pentru a fii activ, dar nu toata eucromatina este activa

- ADN nerepetitiv

A. Proteinele din cromatina sunt

a) Histonice- proteine bazice cu molecule de dimensiuni mici

- continut ridicat de lizina si arginina

*Functii- asigura stabilitatea moleculei de ADN

- sunt represori ai genelor

Sunt de 2 tipuri

- Nucleozomale - H2A, H2B, H3, H4

- Internucleozomale - H1 (linker )

b) Nonhistonice - bogate in acizii glumatic si asparagic

- in cromozomi se gasesc in cantitate redusa

- se vor sintetiza pe tot parcursul ciclului celular

*Functii - mediaza cuplarea ADN-ului cu histonele

- factori de transcriptie + enzime = nonhistonice

Impachetarea ADN cu proteine determina formarea unei structuri compacte care faciliteaza localizarea ADN-ului in nucleu

Desfasurata, molecula de ADN are o lungime de 2 m. Pentru a putea fi cuprinsa in spatiul nuclear (5-10 nm) molecula sufera procese de impachetare, compactare si pliculareplicaturare

Niveluri de impachetare a cromatinei

1. Nucleozom

2. Fibra de 30 de nm

3. Fibra de 300 de nm

4. Cromozom metafazic

1. NUCLEOZOMUL- unitatea fundamentala, primara, structurala, periodica a cromatinei

- forma de segment de cilindru cu diamentru de 10 nm si inaltimea de de 5,5 nm

- este unitatea de reper,

-prin insiruirea nucleozomilor formandu-se un lant "beads of string" sau fibra de cromatina de 10 nm

- rata de impachetare este de 1/7

- formati prin infasurarea de 2 ori a unui segment de 146 de pereche de baze de ADN( de legatura - "links")in jurul unui miez de histone (octametric compus din 2 molecule de H2A, 2 molecule de H2B, 2 molecule de H3, 2 molecule de H4)

2. FIBRA DE 30 DE NM

- rasucire sub forma de solenoid a fibrei de 10 nm stabilizata de H1 (linker pe ADNul dintre nucleozomi, cautati poze pe net)

- sunt 6 nucleozomi per pas de spirala

- fibra de 30 de nm reprezinta 1/42 din lungimea de ADN

3. FIBRA DE 30 DE NM

- fibra de 30 de nm formeaza bucle in jurul unui schelet proteic celular rezultand o fibra de 300 de nm

- in timpul transcriptiei, buclele sunt intinse

- buclele laterale impreuna cu scheletul proteic se vor plicatura pentrua realiza un nivelul superior care apare ca fibra de 700 de nm

Aglomerarile de bucle se numesc cromomeri si pe masura ce cromozomul se condenseaza, cromomerele vecine formeaza o structura mai mare; banda cromozomiala condensata si colorata.

Pe cromozom vor alterna benzi condensate si colorate (G+) cu benzi, mai putin condensate si colorate (G-)

In timpul metafazei, condensarea este maxima si reprezinta 1/15000 - 1/20000 din lungimea totala a ADN-ului- momentul optim pentru observarea cromozomilor la microscop

4. CROMOZOMUL COMPLET CONDENSAT

-= forma de organizare a maeterialului genetica in timpul diviziunii celulare.

- ca nr, structura si morfologie, cromozomii sunt caracteristici fiecarei specii

- la om, in celulele somatice(diploide) sunt 46 de cromozomi

MORFOLOGIA CROMOZOMILOR METAFAZICI

1. Cromatide surori

- fiecare cromozom contine 2 cromatide

- sunt subunitati longitudinale, genetic identice, continand in structura intima cate o molecula de ADN rezultata d in replicarea semiconservativa

- lungimea pt un cromozom metafazic este de 1.5-8 nm, grosimea este de 0.5- 1nm

- lungimea si forma dau clasificarea cromozomilor

2. Centromer= constructie primara

- compus din segmente de ADN care se repeta de un nr mare de ori

- imparte cromozomul in 2 brate: p si q

- unul dintre makerii caracteristici pt descrierea tipurilor morfologice de cromozomi:

- submetacentrici

- metacentrici

- acrocentrici

3. Kinetocori

- formatiuni proteice complexe mici rotund-ovalare, plasate la niv centromerului cate 1 pentru fiecare cromatida

- rol in atasarea cromatidelor la microtubulii fusului de diviziune si mentinerea legaturilor intre cromatidele surori

4. Telomore

- extremitati terminale, rotunjite ale cromatidelor

-sunt capete ale bifurcatiei replicative ale ADN-ului

- contine ADN inalt repepititiv, unitati xehhexamere(TTAGGG) repetate in peste 2000 de copii pe o lungime de aprox de 15kb

- au rol in mentinerea structurii cromozomilor si a individualitatii fiecarui cromozom

- fuzionarea capetelor fiecarui cromozom= daca se pierd telomerele de la capatul a 2 cromozomi; exista sansa ca acesti 2 cromozomi sa se uneasca=> cromozomi in ‘ring’ sau cromozomi inelatri

- cu fiecare pasaj printr-un ciclu celular se pierd 50-150 pb din ADN-ul terminal de la nivelul acestoratelomerelor, acest aspect determinat de implicarea lor in mecanisme care intervin in durata vietii ca fiecarei celule (apoptoza, mortea programata a celulei)

- datorita telomerazei, revers transcriptaza activaactiva prezenta numai in celulele germinale si in celulele imortalizate, lunginmea telomerilor este pastrata in cursul replicarii ADN-ului

- inactivarea telomerazei este fiziologica/normala sin celulele somatice si astfel intervine scurtarea telomereloracestora ducand pana la senescenta celulara

ELEMENTE STRUCTURALE FACULTATIVE

A.Constructii secundare

B.Sateliti

A. ingustari secundare ale cromatidelor

- regasim : a)cromozomi acrocentrici - bratele p b)+ cromozomi submetacentrici - bratul q sub centromeri (cz 1, 9, 16)

B. Sateliti - forma rotunda ovalara

- contin ADN, inalt repetitiv

- se gasesc la niv cromozomilor acrocentrici

- prin ei se pot forma asociatii satelitare in cazul metafazei

HETEROMORFISMELE CROMOZOMIALE = POLIMORFISMUL

=variante morfologice normale, mostenite mendelian , markeri citogenetici, fara nici o semnificatie patologica

- apar in cariotip la persoanele fenotipic normale si se datoreaza unui status diferit de condensare cromozomiala

- regasim la nivelul constructiilor secundare, sateliti, bratele scurte ale cromozomilor acrocentrici

- Cromozomul Y poate varia in dimensiuni fara ca barbatul sa aiba un semn clinic