Biologia humana (part 1):

Definició de Primats: (no tots els primats compleixen aquestes característiques, ni totes són úniques dels primats!)

- Hàlux oponible (hàlux= dit gros del peu) - Mans prènsils - Presència d’ungles planes - Dermatoglifs (=empremtes; als dits, mà, peu, cua prènsil) - Locomoció dominada per les extremitats posteriors - Reducció de l’olfacte - Visió estereoscòpica (= visió frontal que et permet veure en 3D) - Camades petites (1,2 o 3 cries per part) - Períodes de desenvolupament (infància, adolescència,...) més llargs respecte primats anteriors. - Cervell més desenvolupat - Molars poc especialitzats - Dentició màxima � 2I, 1C, 3P i 3M (+M indica dieta omnívora)

Societats: - Nuclear (la més senzilla)

♀ + cies /♂ aïllats (el territori dels ♂ pot incloure a diferents ♀) Els ♂ poden copular amb totes les ♀ que vulguin. Ex: prosimis nocturns (galags, loris,..), pongos (orangutans).

- Monogàmia ♀ i ♂ amb cadells (territoris marcats) Ex: aotus, callicebus, pithecia, hylobates (gibó)

- Poliàndria ↑♀ amb cries i alguns ♂ (1 de dominant i la resta fa de cuidadors de les cries) Ex: Callithrix, Cebuella, Saguinus, Leontopithecus i Calinico

- Poligàmia ↑ ♀ amb 1♂ (grups petits � 5-20 cadells) (competència entre ♂ � infanticidi) Ex: Alouata, Cercopithecus, Colobus, Presbytis i Gorilla.

- Multi mascles ↑♀ i ↑♂ (grups grans 10- 100) Ex: Macaca, Papio, Cercophitecus, Aethiops i Cebus Altres:

- Papio hamadryas (mandrils) i Theropithecus gelada � petits grups que es poden agrupar com a tropes.

o DIA: petits grups (1♂, 2-3 ♀ i cadells) o NIT: dotzena d’aquets grups, o per defensa en moments d’abundància.

- Fisió-fusió Grups de ♀ i grups de ♂ que ocasionalment s’ajunten.

Ex: Pan (ximpanzés)

Locomoció: Poden realitzar diferents tipus però n’hi ha un de més eficient � el que ferien servir per fugir si estiguessin en perill.

- Salt: impuls de les extremitats posteriors (que són + grans i + desenvolupades) - Quadrúpeda: desplaçament amb 4 potes (extremitats anteriors i posteriors similars)

o Arbori (animals petits amb extremitats curtes per no xocar amb les branques) o Terrestre (animals grans amb extremitats llargues per defensar-se millor)

� Digitígrads � Palmígrads � Pronoció (recolzen el dors dels dits � músculs tensors dels dits + curts= els hi

costa + obrir la mà que tenir-la tancada) - Braquiació: extremitats anteriors llargues.

o Veritable � no necessiten les extremitats posteriors (gibó, siamang,..) o Modificada � s’ajuden també amb les extremitats posteriors (goril· la, orangutan,

ximpanzé,...) - Bipedisme

Distribució: Geogràfica:

- La majoria de primats estan entre els 2 tròpics (de càncer i de capricorn). - No n’hi ha hagut mai a Australia. - Abans n’hi havia a Nord Amèrica i a Europa. - En l’actualitat ja no en queden a Europa (només a Gibraltar i només perquè s’han reintroduït) - El factor limitant de la seva distribució és el règim de pluges � HUMITAT (no la

temperatura!!). N’hi ha més on els règims són constants al llarg de l’any.

Espaial: - Viuen en qualsevol estrat d’un bosc o selva. (En qualsevol nínxol ecològic).

Activitat - Catameral: segons les necessitats estan més actius una hora o una altre (varia segons mesos o

estacions). - Nocturns:

o ↓ comunicació social (=solitaris) o ↑ olfacte (insectívors,..) = ↓visió o ↓ competència alimentària o ↓ estrès d’aparellament o ↓ depredació o S. Nuclears o monògams

- Diürns:

o ↑comunicació social (=grans grups) o ↓ olfacte = ↑ visió o ↑ competència alimentària (tant inter- com interespecífica) o ↑ estrès d’aparellament o ↑ depredació

Classificació dels primats: 2 classificacions:

- Segons filètica (qui dóna lloc a qui) � Estrepsirrins i Haplorrins - Segons grau evolutiu � Anthropoidea i Prosimis. (la que nosaltres utilitzarem)

(Els tars són el grup que diferencia la classificació.)

Subordre Prosimis: - Àsia i Àfrica - Gran diversitat morfològica (diferents mides) - Grup més primitiu (=van aparèixer abans en el temps) - Variabilitat en la mida - La majoria nocturns - Cara llarga i musell sobresortint - Cavitat ocular gran, sense envà (darrere l’ull). - Presència de rinari (nas de gos) - Varies cries per part. - Placenta epitelicorial (difosa al llarg de tota la paret de l’úter).

Infraordre Lorisiforme:

- Arborícoles - Nocturns (ulls grans i rodons) - Omnívors

Subfamilia Lorisinae:

� Àfrica tropical i sud Àsia � Lents � Cua reduïda

Subfamilia Galaginae (els nens dels matolls pk fan crits com si fossin nens abandonats)

� Àfrica � Àgils (ràpids) � Cua llarga � Insectívors � No exclusivament nocturns

Infraordre Lemuriforme: - A les illes Comores i Madagascar (prosimis malgaixs) - Estudis evolutius. Al ser illes ha estat molt poc afectat � importants estudis - Arborícoles - Catamarans - Vegetarians - Mida variable (forma fòssil� 150-200kg)

Família Daubentonidae o Arborícoles i solitaris o Nocturns o Creixement continu de I1 o Urpes o Ex: Aye-aye (nom pels seus crits).

Família Indridae

o Majoria diürns o 4 falanges unides per membranes o Cua curta o Salts o Monògams

Família Lemuroidea Subfamilia Lemurinae

� Diürns � Gregaris � Folívors � Arborícoles

Subfamilia Cherogaleinae � Els més petits i primitius � Gairebé hivernen de tant petits que són. � Microcebus (Lèmur ratolí, el més petit, 40g)

Infraordre Tarsiformes:

- SE asiàtic (Sumatra, Borneo, Célebes, Filipines,..) - Nocturns o crepusculars - Salts - Insectívors - Envà entre l’òrbita i la fosa temporal (múscul temporal que uneix el crani) - Reducció de la cara - Sense rinari (+ evolucionat) - Posició avançada del foramen màgnum (posició segons marxa. Posició avançada= posició

ortògrada (+ vertical)) - Cua glabre� sense pèl (plomall al final de la cua)

Subordre Antropoids: - Més evolucionats (=+ recents en el temps) - Menys olfacte (visió millorada) - Orbites separades de les foses temporals - Visió binocular - Dents� 2I, 1C, 2 o 3 P, 2 o 3 M. (nº de P i M per fer les classificacions dels antropoids) - Dimorfisme sexual - Increment pre i post- natal del desenvolupament. (allargament de les diferents etapes) - Retràs en l’aparició de la maduresa sexual.

Infraordre Platirrins (nou món)

- Amèrica - Diürns - Insectívors i omnívors (gomíbors �s’alimenten de resina) - Narius separats per envà ample - Narius orientats cap als costats (lateralment) - Sense conducte auditiu timpànic (timpà en contacte amb l’exterior) - Cua llarga i prènsil (=amb dermatoglifs) - 3 Premolars � 213 (2/3)

Família Cebidae:

o 2133/2133 o Vegetarians o Braquiadors o Ex: mones aranya, saqui negre, titins

Família Callitricidae

o 2132/2132 o Més primitius o Varies cries per part o Quadrúpedes o No especialitzat o Ex: titins

Infraordre Catarrins (vell món)

- Àsia i Àfrica - 2123/2123 - Narius junts (envà que els separa no tan ample) - Narius cap avall - Timpà protegit per conducte ossi auditiu intern. - Sense cua o cua no prènsil

Superfamília Cercopithecoidea:

- Callositats isquiàtiques (plaques còrnies a sobre la tuberositat isquiàtica) - Alt dimorfisme sexual - Quadrúpedes (terrestre) - Alta especialització de la dieta - Ex: mandrils, drils,..

Superfamília Hominoidea:

- Extremitats més llargues que el tronc (reducció del nº de vertebres dorsals i lumbars) - Cervell més gran i complex (canvi de la posició del omòplat)

Família Hilobatidae (Autèntics braquiadors): Gènere Hylobates (=Gibó) � 6 espècies diferents

o SE asiàtic (Indoxina, Indonèsia i India) o Els més nombrosos i gregaris (excloent l’home) o Braquiadors o Molt pèl o 2n=44

Gènere Symphalangus (=Siamang)

o Sumatra i Malàisia o 2 falanges del peu unides o 2n=50

Família pongidae Gènere Pongo

o 2n=48 o Sumatra i Borneo o Grans (100- 180kg) o Bosses a la cara en mascles adults de P. Pygmaeus (Borneo) o Arborícoles (braquiació modificada) o Selves tropicals o Frugívors, ocasionalment fulles de plantes epífites, escorça, llavors, insectes, ous d’aus. o 275 dies de gestació

Gènere Gorilla

o Oriental (2 subespècies) i occidental (1 subespècies) � segurament n’hi ha més.

o Zones verdoses de boscos secundaris, selves tropicals humides i jungles riques en bambú.

o Terrestres. o Grans � 120-200kg o Vegetarians o 251-289 dies de gestació.

Gènere Pan

Pan paniscus (bonobo) � rep. Democràtica del Congo. Pan troglodytes (ximpanzés)

o Selva plujosa tropical, sabana, bosc caducifoli, bosc de muntanya. o 70% del dia en arbres braquian o 50-70kg o Gregaris i escandalosos o Bàsicament vegetarians però poden menjar termites, petits mamífers i altres primats o 225 dies de gestació.

Família hominidae

Gènere homo

Deriva continental i clima: MESOZOIC: Triàsic (245-208 m.a.)

- Clima àrid en grans extensions de l’interior dels continents i amb oscil· lacions tèrmiques estacionals molt fortes.

- Un únic oceà: Panthalasa - Un continent únic: Pangea dividit en 2 pel mar Thetys

o Laurasia o Gondwana (Àfrica, Índia, Australia i S. Amèrica tot junt)

- Aparició dels primers mamífers: o Origen: Teràpsids � eren rèptils que dominen la terra des del Pèrmic (345-280 m.a.)

fins a finals del Triàsic (225-190 m.a.) o Com eren els primers mamífers? Nocturns, mida d’un ratolí, alimentació de llavors i

insectes. Cuiden les cries i incrementen les etapes de desenvolupament.

Cretaci (145-65): - Clima humit i càlid - Fa uns 100 m.a. la temperatura mitjana de la superfície del planeta era entre 6º i 12º més gran

que la d’avui. - S. Amèrica, Austràlia i l’Antàrtica junts i separats d’Àfrica. India separat de tots.- Al final del cretaci, cert refredament de la terra.- Increment de les coníferes i disminució de les falgueres- Aparició de les angiospermes - Necessitat de noves espècies per dispersió de llavors- Extinció dels dinosaures

dinosaures) - Radiació dels mamífers.

o Purgatorius Ceratopsun primat)

� Trobat a Hill Creek (Montana)� S’ha trobat 4 tipus diferents de dinosaures

d’aquí el nom de Ceratops)� Canvis alimentaris (=diferent dentició): molars tuberculars, la superfície de

mastegament més gran i s’afegeix la presència d’un talònid del molar. (hipoconúlid)

Final del Paleocè (65-55m.a.) i principis de l’Eocè

- Període molt càlid amb temperatures molt altres (18- Es passa d’un clima càlid inicial a un clima fred final, amb glaciacions que van recobrint de gel

cíclicament. - Al llarg del quaternari (últims 60 m.a.) successió

Oligocè (38-26m.a.):

- Els continents comencen a aparèixer com són actualment- En els continents moltes zones de bosc boreal es transforma en àrees de tundra.- Comença a aparèixer gel a l’Antàrtida (=refredament global).- Apareixen les característiques del Subordre Anthropoidea a finals de l’Eocè.- Dipòsits sedimentaris en la depressió de Fayum (Egipte).Boscos totalment tropicals tancats amb

sortida al mar per sistema fluviavariabilitat de formes antropoides)

o Resta important que s’hi va trobar: � Musell de gos� Família Omomydae� Pesava uns 6kg� Quadrúpeda, arbori i diürn� Alt dimorfisme sexual � Cua llarga� Cc (capacitat cranial)= 27cm3

Fa uns 100 m.a. la temperatura mitjana de la superfície del planeta era entre 6º i 12º més gran

S. Amèrica, Austràlia i l’Antàrtica junts i separats d’Àfrica. India separat de tots.Al final del cretaci, cert refredament de la terra.

ent de les coníferes i disminució de les falgueres Aparició de les angiospermes (flor i fruit � nou tipus d’aliment � nous nínxols ecològics.)Necessitat de noves espècies per dispersió de llavors Extinció dels dinosaures (més nínxols � algú haurà d’ocupar els nínxols que ocupaven els

Radiació dels mamífers. Purgatorius Ceratops (1r primat trobat. Encara que alguns científics no el consideren

Trobat a Hill Creek (Montana) S’ha trobat 4 tipus diferents de dinosaures amb ell. (entre ells el Triceratops d’aquí el nom de Ceratops) Canvis alimentaris (=diferent dentició): molars tuberculars, la superfície de mastegament més gran i s’afegeix la presència d’un talònid del molar. (hipoconúlid)

i principis de l’Eocè (55-38 m.a.): Període molt càlid amb temperatures molt altres (18-20ºC) en les aigües superficials de l’Àrtic. Es passa d’un clima càlid inicial a un clima fred final, amb glaciacions que van recobrint de gel

Al llarg del quaternari (últims 60 m.a.) successió “d’aconteixaments” càlids i freds.

Els continents comencen a aparèixer com són actualment En els continents moltes zones de bosc boreal es transforma en àrees de tundra.

aparèixer gel a l’Antàrtida (=refredament global). Apareixen les característiques del Subordre Anthropoidea a finals de l’Eocè.Dipòsits sedimentaris en la depressió de Fayum (Egipte).Boscos totalment tropicals tancats amb sortida al mar per sistema fluvial. On s’hi ha trobat 5 famílies i 10 gèneres (amb diferent variabilitat de formes antropoides)

Resta important que s’hi va trobar: Aegyptopitecus zeuxis. Musell de gos Família Omomydae Pesava uns 6kg Quadrúpeda, arbori i diürn Alt dimorfisme sexual (mascles= canines + desenvolupades)Cua llarga Cc (capacitat cranial)= 27cm3

Fa uns 100 m.a. la temperatura mitjana de la superfície del planeta era entre 6º i 12º més gran

S. Amèrica, Austràlia i l’Antàrtica junts i separats d’Àfrica. India separat de tots.

nous nínxols ecològics.)

algú haurà d’ocupar els nínxols que ocupaven els

(1r primat trobat. Encara que alguns científics no el consideren

amb ell. (entre ells el Triceratops

Canvis alimentaris (=diferent dentició): molars tuberculars, la superfície de mastegament més gran i s’afegeix la presència d’un talònid del molar.

20ºC) en les aigües superficials de l’Àrtic. Es passa d’un clima càlid inicial a un clima fred final, amb glaciacions que van recobrint de gel

càlids i freds.

En els continents moltes zones de bosc boreal es transforma en àrees de tundra.

Apareixen les característiques del Subordre Anthropoidea a finals de l’Eocè. Dipòsits sedimentaris en la depressió de Fayum (Egipte).Boscos totalment tropicals tancats amb

l. On s’hi ha trobat 5 famílies i 10 gèneres (amb diferent

(mascles= canines + desenvolupades)

Miocè (25 o 28- 5 m.a.)� varia una mica la cronologia

- Radiació de la Superfamília hominoidea. o 18-12 m.a. separació de Pongo d’homínids africans o 10-6 m.a. separació de Gorilla de Pan/Homo o 8-6 m.a. separació de Pan d’homo.

- A finals: aparició dels primers homínids (família hominidae). Amb gran diversitat de formes.

- Condicions paleoambientals: o Moviment de les plaques tectòniques (xoc de placa india amb continent asiàtic, xoc

de placa americana del sud amb la del nord), � Formació de les grans serralades del món (Alps, Andes, Pirineus,,..) impedeixen el pas d’espècies i generen canvis climàtics. � Procés d’especiació.

o Clima: grans oscil· lacions de temperatura. (sempre que hi ha grans oscil· lacions climàtiques apareixen o desapareixen espècies).

o Vegetació: augment de les asteràcies, plantes c4 (gramínies que ocupaven la sabana africana, d’on es creu que procedeixen els primers homínids).

� Superfamília hominoidea: o Varietats de mides: 6kg (hylobates) – 175kg (gorilla) o Cintura escapular ampla: omòplats en posició dorsal, clavícula en pla horitzontal o Extremitat superior lateral o Tòrax aplanat anteroposteriorment o Columna vertebral: reducció del nombre de dorsals i lumbars; incrementa el nombre de

sacres o Increment durada etapes de desenvolupament o Prognatisme: cara que sobresurt respecte un eix vertical. (=punt central entre les òrbites

(glabel· la). Pla de Frankfurt � punt + alt del forat auditiu i punt + baix de l’orbita.)

MONES DEL MIOCÈ: - Patró d’activitat diürna - Braquiadors i quadrúpedes - Diversitat de nínxols: nínxols plujosos i boscos secs - Alimentació: fulles i fruits

Etapes del miocè:

- Inferior: 22.5-17.5 m.a. - Mig 17-11 m.a. - Superior 11-5.5 m.a.

Miocè inferior:

- Kenia i Uganda - Mida de petita � gran - Mateixa forma dental - 1r incisiu superior ample - 2on incisiu superior petit - Canins grans en el mascle � dimorfisme sexual - Premolars amples amb 2 cúspides - Molar superior té forma quadrada, hipocon voluminós i, a vegades amb cíngol lingual. - 2on premolar inferior semimolariforme

� DISTRIBUCIÓ GEOGRÀFICA: Restes: Zona d’Etiòpia (grans llacs). Al RIFT (falla) africà: originarà rius i llacs. En els rifts es troba el mateix que als voltants però no has d’excavar tan. Amés a més, el terreny sedimentari (format de sorres) no pressiona tant les mostres. També es més fàcil de trobar restes perquè és un hi havia aigua i per tant més animals) Família OREOPITHECIDAE (Nyanzapithecus) Família INCERTAE SEDIS (Afropithecus) � alguns autors són homínids i no hominoides. És una classificació incerta (Heliopithecus). Família PROCONSULIDAE Proconsul (africanus, nyanzae, major) Micropithecus ... (molts generes)

Miocè mig: En el Miocè inferior Àfrica ja estava separada, xoc de la placa Aràbiga amb Àsia. I Europa i Àfrica estaven units per un mateix bosc tropical (per la placa Aràbiga i per l’estret de Gibraltar) Les falles generen grans depressions i serralades a l’Àfrica. Les pluges que s’originen a l’atlàntic i desemboquen al Índic queden interromputs per aquestes muntanyes fent que la part Est sigui més àrida.

� Primats del miocè mig - Poca diversitat de mides. - Radiació de les gramínies degut a un increment de les sabanes. - Increment del gruix de l’esmalt dental per poder alimentar-se de les gramínies. - Dispersió fora d’Àfrica (=pel pont cap Europa) - Columna vertebral de Moropithecus en posició ortògrada � relacionada amb una posició erecta

(no bípeda) que útil per la vigilància. (apòfisis no tan inclinades) - Jaciment a Europa i Àsia - Menys generes que al miocè inferior

Família PONGIDAE Dryopithecus (laietanus, fontoni) Pierolaphitecus catalanius (PAU): s’han trobat moltes peces esquelètiques (mà amb dits llargs, + diastema(buit entre dents perquè hi encaixi la de baix), només esplancnocrani) 12,5-13 Ma. Es conserva d’un únic individu:

- Mascle adult - 83 ossos - Carp, metacarp i falanges. Les falanges són molt llargues, mà adaptada a braquiar. - Tars, metatars, falanges - Radi E - Ròtula - Fragments diafisaris de pelvis, costelles i de vèrtebres � s’observa un canvi de postura. - Fileres de dents amb forma quadrada.

* Es creu que no les formes Africanes, sinó aquesta que després tornà a Àfrica son els precursors dels homínids. Família OREOPITHECIDAE : Es manté amb les mateixes espècies. Família INCERTAE SEDIS: Apareix una espècie nova: Kenyapithecus. Formes més evolucionades les d’Europa que les africanes en el mateix moment!! Miocè superior

- Corredor ben format entre Àfrica i Europa (Distribució al llarg del continent Asiàtic.) - Columna vertebral dels Oreopithecus obtenen una posició ortògroda � no és la línia humana

perquè s’ha fet una reconstrucció de l’hàbitat i es creu que vivia en mines de carbó o petroli, vegetació de zones pantanoses � adopta posició ortògroda quan baixava de l’arbre. Sobre de l’arbre era braquiador.

- Jaciments a tot Euràsia - Es conserven esquelets sencers.

Família PONGIDAE Grecoopithecus (laietanus, fontoni) Gigantopithecus: forma molt gran 2m d’altura.

**Silvapithecus �Precursor de Pongo (orangutà) Es considera que Grecopithecus � Silvapithecus (= Ramnapithecus que era la femella del Silvapithecus) � Pongo Família OREOPITHECIDAE (Oreopithecus bambolii) Família INCERTAE SEDIS (Kenyapithecus) S’ha trobat una astràgal molt relacionat amb el bipedisme però no es sap l’espècie. Sahelanthropus tchdensis (no es troba a l’Est del rift sinó al oest!) 7-8 m.a. Crani : Cara amb una mica de prognatisme subnasal Capacitat cranial petita (320-380cc) Base del crani llarg i estreta Orbites molt separades per un tàbic molt ample Àrees pneumatitzades (torus) � Torus supraorbital gran, gruixut i continu. Té una cresta sagital (minicresta) Té una cresta nucal gran Procés mastoide Regió petrosa a 30º del pla sagital

Dentició: Incisiva � cúspide a l’interior de la pala

Gran fosa canina Canina � fort dimorfisme sexual i amb un desgast apical marcat que no té res a veure amb altres simis � és un caràcter per descriminar simis d’hominoides. Mandíbula � no és paral· lela a l’arcada dental (Arc dental petit i estret en forma de U) Sense diastema (paret de canina superior en contacte amb la paret de la canina inferior).

Orrorin tugensis�Problema perquè no es va trobar cap crani!

- Llac Baringo (Kenya) - 6 ma - Restes trobades: (totes comencen per BAR)

� 2 fragments de mandíbules � 3 fragments de 3 fèmurs diferents � Fèmur esquerra � molt estudiat i molt semblant al fèmur d’un humà (coll del fèmur

llarg i comprimit, cap rodó, gran i inclinat cap endavant, angle més gran a 90º, secció del coll circular, trocànter minor gran i sortint medialment

� Diferents dents � Molar inferior � Húmer aplanat lateralment (humans aplanat anteroposteriorment) � Cresta lateral braquioradial molt rectilínia � Falange pròxima de la mà encorbada � Diàfisis menys aplanada anteroposteriorment

� Pliocè (5.4-2.5 m.a.) � Clima més càlid que l’actual � 5-4 m.a. estabilització del refredament � Pliocè mig (4 m.a. i 3 m.a.) temperatura global mitjana 3º superior a l’actual � Arificació del clima d’Àfrica Oriental.

� Pliocè mig, N.O. (africà la laurisilva) � boscos i matolls escleròfils. � Pliocè mig, E. Africà (selva tropical) � matolls caducifolis, semidesèrtics i

prats. Bipedisme per:

- Transportar coses amb les mans. - Desplaçament i alhora controlar. - Arriben mes a fruits i llavors. - No els hi tapen les herbes. - Termoregulació : et toca menys el Sol, hi ha més velocitat

de vent com més amunt. Adaptacions funcionals del bipedisme: Canvis anatòmics:baixa l’àrea de gravetat:

- Posició del cap (foramen magnum + a sota � posició horitzontal respecte el terra). - Cintura escapular:

� En pla horitzontal respecte del terra. � Omòplat totalment dorsals.

- Tòrax� + aplanat anteroposteriorment i eixamplat pels costats. - Extremitat superior : pengen del costat. - Columna vertical: 2 curvatures: cervical i dorsal �(actualment tenim): 4 curvatures (cervical,

dorsal, lumbar i sacra). - Pelvis (grans cavitats): els òrgans (digestiu, excretor, fetus,...) cauen sobre la pelvis (ha de

canviar x suporta millor el pes)� s’eixampla i es fa més baixa. Aparició de músculs abductors per facilitar la marxa.

- Extremitats inferiors : ens pengem lateralment (per no perdre l’equilibri). Implantació del fèmur a la pelvis (coll més llarg,...)

- Peu: suporta més pes que un quadrúpede. Pon (volta plantar)= important per aguantar més pes. (superfície còncava aguanta més pes que superfície plana).

Australopithecus Dentició:

Corona baixa Molars quadrats Canines més petites que els grans simis i lleugerament projectades Sense diastema Desgast diferencial de les molars� desgast diferencial de les diferents molars � que indica que s’allarguen les etapes de desenvolupament. Diferències entre formes gràcils i robustes.

Mandíbula:

Branca ascendent vertical molt robusta. Cos profund amb 2 contraforts interns. Múltiples forats mentoniants

Esplancnocrani (=cara): Còncau lateralment per morfologia dels óssos nasals (=òs del nas no sobresurt)

Prognatisme del maxil· lar.

Crani : Capacitat craniana: 496 (formes gràcils) i 517 (formes robustes).

Norma superior: globular, constricció postorbitària (pels músculs), torus supraorbital, torus temporo-occipital

Norma posterior: torus temporo-occipotal. Australopithecus anamensis (4.5-3.9 m.a.) Jaciment: Llac Turkana (Kenia) � Kenapoi (9 hominids) i Allia Bai (12 espècimens). Pes: 50 kg Dentició: Molars grans, esmalt gruixut, canines reduïdes Restes: maxil· lar, mandíbula, peces dentals, falange proximal a la mà, ós gran, radi i tíbia. Húmer que demostra que NO braquiaven. (fosa oleocraniana més gran que en humans) Mandíbula i arc dental no paral· lel. (en humans si!)

Australopithecus afarensis (3.9-2.8 m.a.) Jaciment:Etiòpia, Tanzània i Txad (aquest últim és estrany perquè està a l’oest del rift!!) Grup familiar de 13 individus � important perquè pots comparar; dimorfisme sexual, edats, ... Alçada: 1.05-1.51 m (baixets!) Pes: 29- 45 kg Crani : 380-485 cc

Base craniana pneumatitzada �Forma de campana (mirat per darrera) Prognatisme no tan còncau com africanus.

Dentició:Presenta diastema! Molars grans, esmalt gruixut, canines reduïdes.

Mandíbula� Branca ascendent vertical molt robusta. Forma física: Braços llargs, dits corbats, cames curtes i caixa toràcica cònica. (però no tan pla com nosaltres). Restes: (bastants)

- Lucy: (molts óssos) � dependència als arbres (dits corbats, braços llargs,...) - Petjades a Laetoli (zona volcànica) � es veu hallux no oponible. Peus de 2 homínids i altres

animals cap a una mateixa direcció (=fugien d’una explosió volcànica). - Dikika (Selam (Etiòpia))

� Nena d’uns 3 anys � 3.3 m.a. � Trobat fusionat dins làmina de guix! � Peces unides i articulades. � Crani + columna vertebral + omòplat sencer!! � Articulació del genoll � S’ha vist que l’omòplat té la cavitat glenoidea inclinada (nosaltres paral· lel a la

columna). Indica que braquiava!!

Australopithecus africanus: (3.5 – 2.3 ma) Jaciments: Sud Àfrica. Alçada: 1.15 -1.38 cm Pes: 30- 41 kg Crani : 430-520 cc

Cara més curta Base del crani menys pneumatitzada i no tant acampanada. Arc zigomàtic més estret (pòmuls) i més alta Cara més gran respecte del seu crani

Dentició:Molars grans, esmalt gruixut i canines reduïdes Forma física: braços més llargs i cames més curtes que afarensis Dit del peu oponible i mà amb falanges corbades (=pronaven) � Braquiaven. (Afarensis pot donar Africanus?? Pot ser que 1r tinguessin l’hallux no oponibles i desprès si???) Restes: esquelets més o menys complerts

- Nen de Taung (Sud Africa)� Rayman Dart (1924)

(Crani de Piltdown � gran estafa dels britànics perquè no es podia acceptar que l’origen de l’ésser humà fos africà. Van fer veure que havien trobat un crani més antic i europeu. Però es va demostrar que simplement era un crani humà amb una mandíbula de ximpanzé!)

Australopithecus garhi: (2.5 m.a. � perquè només s’ha trobat un únic jaciment) Dentició: Te diastema com A. afarensis per tancar la boca perquè té les canines superiors molt grans.

Prognatisme alveolar Arcada parabòlica de les dents

Crani Torus supraorbitari molt marcat Constricció postorbital marcada

Forma física: Fèmur més llarg que húmer, cúbit i radi Restes: fragments cranials de 2 individus, 2 mandíbules i alguns fragments postcranials. Garhi= sorpresa. Perquè els ossos es van trobar junt amb restes d’antílops amb marques de descarnament!! (=marca que queda a un ós quan s’intenta separar la carn d’aquest) degut a eines per menjar � hi ha un procés de manufacturació i un raonament lògic. PROBLEMA! S’havia dit que només el gènere Homo tenia la capacitat de fer eines. Se li hauria de dir homo???

Formes robustes dels australopitecs. Altrament dits PARANTHROPUS: Especialització a una dieta més dura:

- Estructures facials molt marcades - Peces dentals més grans però dents anteriors més petites - Palanques per menjar més fortes - Múscul temporal que s’injecta al mig del crani. (més múscul temporal que el que tenim ara) - Maxil· la i arc zigomàtic més gran

Aquesta especialització alimentària fa que s’acabin extingint al cap d’1 milió d’anys!! (si s’extingeixen NO donen lloc a les formes actuals!!) Tots s’han trobat a Sud Àfrica

Paranthropus aethiopicus (2.7-2.3 m.a.) Jaciment: Llac Turkana kenia) � juntament amb Bosei (al principi es pensaven que eren iguals). És el més robust dels 3 (paranthropus) 410cc Molars i premolars molt grans Paranthropus bosei (2.2-1.3) Jaciment: Etiòpia, Kenia, Tanzània 500-550cc Molars i premolars molt grans Més robust que el robustos Orbites inclinades (com tristes) Paranthropus robustus (1.8-1 m.a.) Jaciment: Sud Àfrica (a on s’ha trobat A. Africanus) El menys robust (es diu així perquè és el primer dels robustos que es va trobar) Alimentació més variada al principi per l’ambient Grans arcades supraorbitaries i gran pneumatització.

ARBRES FILOGENÈTICS

Hi ha 3 tipus d’arbres filogenètics on, la diferència bàsica està entre Australopithecus afarensis i

Autralopithecus anamensis.

A.anamensis � A.afarensis A.africanus P. aethiopicus

A. africanus

A.anamensis �A.afarensi P. aethiopicus

A. garhi

A.anamensis A. africanus

A.afarensis P. aethiopicus

P. robustus

P. boisei

P. robustus

P. boisei

Homo sapiens

Homo sapiens

Homo sapiens

P. robustus

P. boisei

CARACTERISTIQUES QUE DEFINEIXEN ELS 1rs HOMINIDS vs AUSTRALOPITHECUS

Crani : - Volta cranial més alta i llarga - Increment del volum cerebral (510-725cc) � increment d’un 45% > respecte A. Africanus - Menor robustesa en les estructures - Menys cavitats en la base del crani - Menor amplada bizigomàtica - Cara més petita - Menor prognatisme - Foramen magnum més avançat (=com està ara)

Dentició

- Músculs de la mandíbula més petits - Reducció generalitzada de les estructures òssies masticatòries - Disminució de M3 (=3ra molar) - P inferiors arrodonits no el· líptics - Esmalt dental més prim � aliment no tan dur - Arc dental més parabòlic

Esquelet postcranial:

- Mà curta, gran musculatura, arborícola - Omòplat � més elevat, més gran poder d’extensió - Fèmur � coll femoral curt, cap gran

� Homo habilis (1.9-1.6 m.a.) 1964 (L.S. Leakey, P.V. Tobias i J.R. Napier) P.V. Tobias (metge anatomista) 1979; aparició del llenguatge fa 2 m.a per:

� Augment relatiu de la mida cerebral (↑ cc) � Patró de solcs (zones de llenguatge) � marques que queden a la cara interna del crani � Aparició d’eines de pedra.

Eina ≠ utensili (eina = creada per una finalitat concreta). Apareix la industria olduviana (perquè al 1r lloc on es va trobar va ser al jaciment d’Olduvai)

� Homo rudolfensis (1.9-1.6 m.a.)

1986, V.P. Alexeev descriu alguns espècimens d’Homo habilis com a pertanynts a una nova espècie; H. rudolfensis. (perquè es va trobar al llac Rudolf = és el mateix llac Turkana però els anglesos li van canviar el nom, més tard es va recuperar el seu nom original)

- Cara més plana i ampla - Dentició postcanina (P i M) és més ample amb arrels i corones més complexes. - Esmalt més gruixut - 600-800 cc - Forma del crani més robusta - Més alts (cames més llargues)

KNM – ER 1470 � Espècimen discordant que va fer dubtar que tots fossin H. habilis. (però no és l’únic individu que s’ha trobat). Trobat al mateix jaciment que H. habilis.

� Kenyanthropus playops (3.5-3.2 m.a.) Es creu que és l’ancestre Homo rudolfensis. 1999 Meave Leakey a Lomekwi (Kenia) WT Poques restes descrites Mesures similars a afarensis i africanus, però la cara és més ampla i aplanada. Per a Leakey comparteix característiques amb KNM – ER 1470 Per a White és un crani massa destrossat per dir res.

- Cara plana i ampla - Les peces dentals són més petites

���� Homo ergaster: (1.6 – 1.4 ma) (1.6 - 0.5 ma)� depenent de la dimensió geogràfica. Línia tancada (forma fòssil que no evolucionarà i s’extingeix, com els Parantraphus)

- H.ergaster és la primera forma fòssil, que es troba a Àfrica i H.erectus es troba en Àsia (1.6 - 0.5 ma)

- Jaciment: Est i sud Àfrica - Altura: 1.3 – 1.9m � signe de dimorfisme (més alt que habilis � només 1m!!)

(1.9m no se sap segur perquè només van trobar un nen (Nen del 12 anys del llac turkana) i han fet una estimació)

- Pes: 56 – 64kg - Capacitat cranial: 900 – 1000 cm3 - Crani: Aplanat, gruixut (tirant enrere, grans arcs supraorbitaris, occipital angulat (NO

TORUS!!!) - Md robusta, dents més petites que H.habilis - Molt robust però amb proporciones humanes: son més quadrats però perquè els ossos són més

gruixuts. - Apareix una quilla sagital en les formes Asiàtiques - Crani: KMN-ER 3733. No es prognat - Industria Auxeliana

Restes del nen Nariokotome (KNMWT 15000) � s’ha utilitzat per diferents estudis. Restes d’una dona amb HIPERVITAMINOSI A (=dieta a base de fetge) (Reducció de les dents � no són vegetarians, s’alimenten de carronya)

JACIMENTS: Dmanisi (Geòrgia)� Pas d’Àfrica cap a Europa o Àsia. Es va trobar un fòssil de fa 1.8ma � Problema!: Fa 1.8 ma no està H. erectus � Se’l va anomenar Homo georgia Jaciment sota ruïnes medievals on només s’ha excavat un 2% del material. Reconstrucció climàtica (ric en recursos animals i vegetals)

- Sec - Paisatge oberts però divers (cursos d’aigua, boscos,..) - A prop llac don van treure pedres per fer eines

Restes de fauna (2.0-1.8ma)

- Tigre dents de sable - Estruços - Rinoceronts - Girafes - Cànids - Mamuts

Industria lítica:

- Industria olduvaiana (=la més simple) - De sílex i quarts

KMNWT 15000

Restes d’homínids (1.77 m.a.) � Homo georgicus - 4 cranis � 600-700 cc (petita) - 3 mandíbules - fèmur i tíbia � 7.55m altura

Sembla que van ser recol· lectors i caçadors de petits animals, però també menjaven carronya. Un dels cranis és d’un vell (falten totes les peces excepte la canina... com menjava? Els altres l’ajudaven? Primers comportaments socials??) S’havien anomenat H. habilis i H. erectus però actualment s’assignen com a Homo georgicus (per problemes de classificació ja que tenien característiques entre habilis i erectus) Possiblement els primers pobladors fora d’Àfrica Controvèrsia �abans es creia que l’Homo erectus va ser el que va sortir d’Àfrica. Però aquest tenia industria auxeliana, no olduvaiana! Orce: a Granada (1.6 m.a.) Obre una altre via d’entrada cap a Europa! Entrada d’Àfrica a Europa per Gibraltar! 1.8 m.a. � canvi climàtic important - Àfrica: de bosc a sabana - Europa : Baixa la temperatura - Península Ibèrica � bon clima (hiverns càlids i moltes pluges) Fauna a Orce:

- Elefant, rinoceronts, tigre dents de sable, ós, ruminants i bòvids

1.6 m.a. � restes de 4 homínids - Fragment de crani (occipital i part parietal d’un nen. Deien que era d’èquid!!) - Fragment de molar - 2 fragments d’húmer

Indústria lítica ���� Homo erectus: Es troba a jaciments de la Xina i també a Java. Hi ha hagut una dispersió des d’Àfrica cap a Europa i Àsia. La migració s’estima que fa 1.5 – 2ma Industria auxeliana. Es considera el primer descobridor del foc. Crani :

- Més gran (+llarg, ample) - ↑cc: 900-100 � increment del 30% respecte H. habilis. - Ossos més gruixuts (espècie més robusta que habilis) - Musculatura del temporal molt marcada� amb quilla sagital (no cresta) formada per la presió de

la musculatura. - Occipital angulat amb marcat torus occipital - Torus supraorbitari molt desenvolupat.

Dents: (respecte habilis)

- Molars més petites - Dentició anterior similar - Md + gràcils (lleuger) a nivell de les branques

Esquelet

- Fort relleu d’inserció muscular - Extremitats inferiors més llargues que les superiors - Augment de la llargària dels ossos llargs - Cap de fèmur i trocànter major de mida més gran.

JAVA : H.erectus (Pitercanthropus)

- Nen de Modjokerto (1.8 m.a.) � la més antiga - Trinil (occipital puntxegut/ arcs supraorbitals molt

marcats) XINA (est) H.erectus (Sinanthropus)

- 1 insisiva � morfologia en pala - i 1 fragment de mandíbula - arcades supraorbitals molt arquejades.

Resumet: Homo ergaster (1.6-0.5 m.a.) � tots els fòssils que s’han trobat són d’Àfrica.

Menys cc (900-1000), sense quilla, crani pla.

H.erectus � fora d’Àfrica Més cc (1000-1250), + quilla sagital, crani + gruixut, tot ell és + robust, torus + punxegut (arcada superior + gruixuda)

Serra d’Atapuerca: (15 km de Burgos)

- NE a SE del riu Arlazón - Calcària� ple de galeries que comuniquen amb coves

Construcció d’un tren que havia de travessar la serralada (es va estar més de 20 anys sense trobar cap resta humana, només de fauna i industria lítica (olduvaiana).

� Sima del elefante (2007 � premolar i mandíbula) - 1990: indústria lítica - 1994: 36 fragments de 6 individus. I més indústria lítica

(Paleomagnetisme � cada any hi ha Inversions magnètiques que canvien àtoms de ferro.)

Mimomys Sabin � rosegador de fa més de 600.000 anys!

Poti-poti de 6 individus de H. antecesor (=espècie nova coneguda)

Nen de la gran Dolina: - 11 anys - 1000 cc - 1.80 m - Robust - Esperança de vida de 40 anys

Perquè espècie nova?? H.antecesor

Semblances amb H. sapiens: - Cara plana i gràcil - Presència de fosa canina (només en té l’home actual) - Arc supraorbitari de doble arcada - Postcanines petites - Patró de desenvolupament i erupció de dents

Trets primitius:

- Arc supraorbitari de dobler arcada - P amb arrels - Incisives en forma de pala - Canines grans - Taurodontisme moderat (cavitat pulpar més gran)

No tothom accepta H. Antecesor � perquè el què s’ha trobat és un nen! (de gran no sabem la forma que tindria..)

Ceprano (jaciment a Itàlia) � 700.000a � diu que també tenen H. Antecesor Talls de descarnament!!! Canibalisme?? Homo heilderbergensis: 1r va ser classificat com un “sac de sastre”: parts comunes a H.sapiens i altres amb parts comunes a H.neandertalensis.

- 500.000- 250.000 anys - Dimorfisme sexual - ♂ � 1.8 m/ ♀ �1.6m - ♂ � 100 Kg/ ♀ �60-70 kg - 110-1900cc - Arc supraorbitari marcat, cavitat nasal ampla - Característiques dentals � taurodontime

Sima de los huesos”: (dins d’una cova molt estreta) Rep aquest nom per la gran quantitat d’óssos que s’hi van trobar! Era un dipòsit de morts � els tiraven des de d’alt També s’ha trobat aixovar (=records dels morts) � destral que es feia amb material de més de 100 km de distància!

� Descripció de 28 individus diferents � ara 32! � Ja es pot fer una estadística!!

- Reproducció per grups d’edat - Grups d’edat absents (no hi ha cap nen!!) - Fertilitat menopausa, avies

Esperança de vida: 30-40 anys Grup Nº ind. %__ 0-5 1 31.6 6-10 1 3.6 11-15 7 25 16-20 10 36 21-25 1 1 26-31 5 1 >30 3 1 Total 28

ESPANYA (Aragó): Només hi ha la cara (esplancnocrani). Presència de la fossa canina. ALEMANYA:

- Mauer � mandíbula robusta encara que l’ós ascendent sigui curt. (300.000 – 400.000 anys / 600.000anys). Sense mentó

- Steinheim � 250.000 anys: Característiques més a H.sapiens. Hi ha una regió occipital molt arrodonida i presència de la fosa canina

GRÈCIA:

- Petralona (400.000-200.000 anys) o El que més demostra que donarà als neandertals (pel monyo dels neandertals)

Hi ha 3 teories:

- Wolpoff: Des de fa 1.8 ma, hauríem de parlar de H.sapiens ja que les variacions que observen són purament regionals. Només hi ha una única sp. No hi ha especiació!!!

- Rightmire: Des de fa 1.8 ma és H.erectus (no parla de H.ergaster) � Hi ha una nova sp: H.heidelbergensis, que colonitza i ocuparia Europa i Àfrica i alguna forma cap a Àsia (200.000 anys). A Europa H.heidelbergensis evolucionà cap a H.neandertalensis (300.000 anys) i, des d’Àfrica, H.heidelbergensis evolucionà cap a H.sapiens que, posteriorment colonitzarà tot el món.

- Klein: Considera que fa 1.8 ma H.ergaster surt d’Àfrica cap a Àsia i evolucionà cap a H.erectus.

A Àfrica, H.ergaster s’hagués mantingut i, posteriorment una part va migrar cap a Europa evolucionant cap a H.neandertalensis (400.000anys) i l’altra es va mantenir a Àfrica i va evolucionar cap a H.sapiens.

Neandentalis: A la conca Mediterrània Alternança de períodes de refredament i escalfament Hipòtesis: adaptacions típiques de climes freds? Segur?** Jaciments: (2 coves)

- Cuevanegra (Múrcia) - Cabezo gordo (Múrcia)

Viuen en coves al llarg de 100.000 anys sense patir fred.** També s’ha trobat oliveres � k no serien de clima sec Primer neandertal trobat � Felhofer, Neandertal

Característiques:

Crani:

- 1.245-1740 cc (x= 1520 cc) � 10% més gran que sapiens - Platicefàlia (cap aplanat) - Occipital en monyo - Pneumatització maxil· lar superior - Absència de mentó i de fossa canina (aquests 2 només en sapiens). - Arc supraorbitari més gran pel centre. No assoleix els extrems. Cambres d’aire. - Cavitat nasal ampla (d’aquí que es pensava que estaven adaptats al fred) - Norma posterior del crani arrodonit - Apòfisis mastoides d’implantació inclinada cap a la columna vertebral.

Dentició

- Espai retromolar (espai de darrere del queixal del seny) - Canines frontals (per regió maxil· lar àmplia) - Dents posteriors petites respecte anteriors - Fort desgast peces dentals anteriors (perquè aguantaven la carn) - Taurodontisme (=molta cavitat pulpar)

Esquelet

- Os hioides que intervé en la parla. (segurament de forma semblant a com ho fan els nens) - Esquelet postcranial robust - Ossos gruixuts (no poden fer la rotació de tot el braç per lligaments) - Més propers amb els lapons (pel fred)

Indústria Musteriana Enterraments ben col· locats Jaciments francesos diferents als de pròxim orient (Irak)� en aquest últim arcs supraorbitaris menys marcats. Extremitats més llargues (indica clima no tan fred)

Regions a on hi havia Neandertals� per tota la conca Mediterrànea.

Largar Velho (jaciment Portugal) Nen � híbrid (sapien + neandertal) � Característiques barrejades!!! Habitat:

- Terra amata - Lazaret - Molodova

Vivien en coves i recol· lectaven Amb espais delimitats (dormitori, menjador,..) Ossos de mamut per fer de sosteniment de la casa Viuen en diferents llocs segons els seus recursos. Art neandertal � Industria lítica (MUSTERIÀ): penjolls, arracades, decoratius, flauta d’os d’ós.

Aspectes socials: primers que se sap amb certesa que enterren. Condicions de vida dura. � cura de malalts Ex1: s’ha trobat un maluc deformat, dit peu aixafat, costella trencada i genoll lesionat Ex2: cec, artritis, braç dret amputat,... Dieta i subsistència:

- Caça de joves (+ difícils de caçar però aporten més nutrients) - Marques de descarnament i fractures per obtenir el moll de l’os. - Zona tipus nevera a on guardaven el menjar!! --> Capacitat mental de raonament? - Més capacitat de selecció/ conservació? - Nutrició més càrnica (més que en hienes i altres depredadors) - Ossos amb les típiques marques de descarnament amb fractures per obtenir millor els moll de

l’os. (=on hi ha + proteïna) - Cova situada en el pas de migracions de rens. - Diferent alimentació segons època de l’any. (per estudi de les estries dentals)

Estudis de microdesgast dental:

- Carnívors: més freqüència d’estries - Vegetarians: menys freqüència d’estries

A més fred, més carnívors són.

Estudis de DNA:

Feldhofer (Alemanya) � 30.000-100.000 anys Vindija (Croàcia) � 42.000 anys Mezmarskaya (Rússia) � 29.000 anys Päaba (1997): va aconseguir aïllar 378 pb � Separació d’Homo sapiens sapiens i neandertal fa uns 600.000 anys. Lalueza? (2007): aïlla un fragment del gen MC1R que té pigmentació. (Pèl-roig). Es deia que sapiens i neandertal són 2 subespècies. I altres deien que eren 2 espècies diferents. Van trobar també un gen relacionat amb la parla (FOX P”) 2008� Seqüència de l’ADN mitocondrial. Crítica: eliminen seqüència molt semblants a la dels sapiens . Les eliminen perquè pensen que són contaminació actual. Però, i si no ho són? Podríem estar més a prop dels neandertals del què pensem?

Extinció: - Fa 30.000 anys es va extingir. Perquè?

Hipòtesis:

- Mida del grup (petita) - Taxa de natalitat baixa - Baixa esperança de viada - Tecnologia poc sofisticada (aurinyacià) - Malalties devastadores - Característiques morfològiques � ex: no podien fer la volta amb braç (=menys eficient per caçar

que sapiens) - Canvi bioclimàtic � glaciacions fins a paris! (mamuts cavalls, cérvols, elefants � marxen cap

al nord. Aquí a la pi hi queden animals més petits (=més àgils i més difícils de caçar) - Campana inibrite � volcà (fum que tapa el cel = menys llum= menys plantes =menys animals =

menys caçadors)

Homo sapiens sapiens:

- Jaciment de Herto (Etiòpia) � 2 cranis (nen i adult) - 160.000 anys - 1350cm3 - Frontal relativament elevat - Volta craniana alta - Occipital arrodonit i amb absència de torus transvers - Arcs supraciliars variables - Fossa canina - Mandíbula + mentó; variablement robusta

Arribada a Europa 43.000-36.000 anys (durant un temps conviu amb neandertal)

2 hipòtesis:

(falta arbres)

- Multiregional o Franz Weidenreich fa més de 50 anys o Desenvolupat per Thorne i Wolpoff (1981) o Registre fòssil (alguns genetistes també hi estan d’acord) o 2 milions d’anys (1 sol llinatge evolutiu) o Aquesta espècie ocupa totes les regions del món i les seves poblacions estaven

connectades. (flux genètic)

- Out of Africa o Louis Leakey fa més de 30 anys. o Desenvolupada per Stringer (1989) o mtDNA o Recolzada per la majoria de genetistes i biòlegs moleculars. o 100 – 200 mil anys /h. Sapiens sapiens) o Tots els humans provenen d’aquesta població que hauria després reemplaçat a totes les

poblacions d’homo.

TAULA RESUM

Homo habilis H. rudolfensis H. ergaster H. erectus 1.9 – 1.6 m.a 1.9 – 1.6 m.a 1.6 – 0.5 m.a 1.1 – 0.3 m.a

Olduvai S Àfrica Kènia

Etiòpia Turkana

E i S Àfrica Xina i Indonèsia

500 – 600 cc 600 – 800 cc 900 – 1000 cc 1000 – 1250 cc

Més robust.

Crani pla a la base, gruixut, grans arcs supraorbitari

(…torus), occipital angulat. Quilla sagital en formes

asiàtiques.

Crani més gruixut, grans arcs supraorbitaris, quilla

saguital.

Md més baixa i molars més moderns.

Md i molars grans Md robusta, dents més petits

que H. habilis Semblant als africans.

Eines de pedra (ind. Olduvaiana)

Nen de Turkana. H. georgicus (Dmanisi)

Sinanthropus (Xina)

Biologia humana (part 2):

Tema 1: Mecanismes d’evolució humana: 1.1. Variabilitat genètica 1.1.1 Origen de la variabilitat = les mutacions

a) Definició b) Efectes de la mutació ( mut. Gèniques) c) Mutació i adaptació d) Taxes de mutació

1.2. Mutacions gèniques i cromosòmiques 1.3. Processos de recombinació genètica/ haplotips 1.4. Polimorfismes

1.1. Variabilitat genètica És tan gran que mai es poden trobar 2 individus iguals. (Ni els bessons univitel· lins! � per intervenció de l’ambient.) Causes de la variabilitat (aquelles que afecten als canvis dels gens):

1) Els gens heretats dels nostres pares 2) La infinitat d’ambients que actuen sobre i dins d’un individu.

Des del moment de la concepció (vida intauterina) Fins a la mort

La informació genètica del DNA en general és reproduïda de forma fidel durant la replicació. De forma que cada replicació origina 2 molècules de DNA idèntiques entre elles.

a) DEFINICIÓ: Mutació: (diferents maneres de definir-la)

1) Tant els processos pels quals sorgeixen els canvis hereditaris o Deleció, inversió, duplicació,...

Com el resultat final d’aquests processos “mutants”. o Ex: trisomies, síndrome del crit del gen,..

2) Canvis que es produeixen en el material genètic i que NO són deguts:

o Ni a la recombinació genètica dels cromosomes. o Ni a la segregació independent dels cromosomes.

3) Històricament (aplicat sobretot a la paleontologia

o Wagner? Discontinuïtats morfogèniques en una sèrie temporal (es va aplicar a 1 sèrie d’ammonits fòssils). Els paleontòlegs creuen aquesta teoria perquè defensen l’equilibri puntual

4) Vsies (Holanda) i Bateson � variacions hereditàries discontínues que produeixen canvis amples, fàcilment reconeguts.

5) Golschnidt � opinaven que existien 2 tipus de mutacions: o Les que produeixen variabilitat entre els individus, codificant la seva adaptació a

l’ambient. o Les que són responsables de l’aparició de noves espècies, gèneres, famílies anomenades

mutacions sistemàtiques o macromutacions.

6) Més modern � a partir del 1996 fins ara, Morgen et al van veure que: o Els canvis en els gens individuals tenen varietat d’efectes:

� Des de casi imperceptibles (ex: de comportament) � Fins a molt dràstic (ex: fertilitat, ...)

o Es consideren que les mutacions són espontànies, ocasionades per agents desconeguts els quals es presenten de forma material.

Müller � Mutacions induïdes: Es presenten amb una regularitat definida (a una velocitat que es pot mesurar). També es va adonar que amb els raig X:

- La freqüència de mutació és directament proporcional a la mutació rebuda. - Produeix 1 dany letal però reparable � es va incrementant conforme augmenta la radiació.

Però en els raig X la mutació és acumulable, tant és així que ara és debat de si la implementació de mamografies en dones pre-menopàusiques podria ser que comportessin més dany que benefici. Agent químic � ex: Gas mostassa que presentava propietats mutagèniques. Aplicat en Drosophila � mutacions letals en els cromosoma X amb dosis curtes i subletals amb una elevada freqüència. (7.3%) Considerem que quan 1 variant genètica està en una població, si:

o < 1% = mutació o > 1% = variabilitat genètica

b) EFECTES DE LA MUTACIÓ (mutacions gèniques): Poden anar des d’efectes negligibles fins a molt greus.

Ex: Un canvi puntual en 1 nucleòtid. � Substitució d’un Aa per un de ≠ � Canvis que comporten en la resta aminoacídica � Canvi en la funció de la proteïna codificadora.

1) Poden o no afectar a gens per petits canvis (Tº, Ph,..) depèn segons sensibilitat de la proteïna. Variants al· lèliques electroforèsiques. (ex: els 12 casos de Drosophila pseudobscura eren canvis petits).

2) Pot afectar al canvi e la cadena ß de l’hemoglobina. HbS i HbC � ß6 � Glu a Val i Glu a Lys respectivament. Fenilcetomusina � Acumulació en l’organisme de disminució de la fertilitat = es produeix una disminució en la α- fenilalanina-hidroxilosa � Per tant, la fenilalanina no es degrada � s’acumula i és tòxica! Phe Thy (no es converteix)

Mutació���� Proteïna alterada ���� Funció anormal���� MALALTIA (Però, no sempre és així) Mutacions sinònimes: són les que acostumen a afectar al 3r triplet que és el que bascula i per tant, no afecta. Però les mutacions no són del tot aleatòries perquè depenen de 2 coses:

- Dels parells de nucleòtids que tenen - La diferència en la situació dels nucleòtids.

Per tant, les mutacions es produeixen independentment de si són adaptatives o no. Efectes de les mutacions:

- Canvi d’un fet morfològic - Alteració bioquímica - Canvi en la conducta - Alteració de la regulació gènica - Letalitat - Guany d’una funció - Pèrdua d’una funció

c) MUTACIÓ I ADAPTACIÓ: Podríem dir que les mutacions espontànies tindrien 3 característiques principals:

1) Són accidentals (sinó serien induïdes) 2) NO són dirigides � no existeixen processos naturals que produeixin canvis específics en punts

específics. 3) Són aleatòries � No es pot predir quins individus presenten el canvi!

Però les mutacions NO són aleatòries del tot, sinó que: 1 tipus de mutació no té la mateixa probabilitat de produir-se que una altre. (...) I es produeixen en funció de si són adaptatives o no.

d) TAXES DE MUTACIÓ: Taxa de mutació: es mesura per gàmeta i generació: 1 x 10-9 �1/109

Taxa de mutació en les persones 1 x 10 -4 � 1/104 Els microorganismes tenen la taxa de mutació molt més alta. (Taula) En l’espècie humana s’ha calculat que si es produís 1Mut/106 pb la càrrega de mutació seria intolerable i l’espècie humana desapareixeria!!! L’error que introdueix la DNA polimerasa en la replicació de DNA és 1 nucleòtid/ 106 nucleòtids que col· loca. Però aquest error:

e) Gairebé sempre (99% casos) és solventat pels enzims reparadors. f) Com a resultat tenim, en cèl· lules somàtiques, una taxa de mutació de 10-10 (= un error cada 10

milions de pb) que és molt baixa.

Si el genoma diploide humà té 6x109 pb de DNA = hi ha menys d’una mutació per divisió cel·lular (un 60%)

6.000.000.000/10.000.000.000 = 0.6 Si davant la vida d’un individu adult hi ha unes 1015 divisions cel· lulars estimades.

6pb x 109 pb genoma x 105 divisions cel· lulars 6x1024 pb replicades x 1/1010 taxa global � 6x1014 errors de replicació

No és tan baixa com pensaven!

1.2. Mutacions genètiques i cromosòmiques: Mutacions germinals: són les que perduren en una població. La seva taxa d’incidència és de 1 error de segregació/25-50 individus. Incidència observada en fetus són mínimes perquè molts d’aquests errors poden ser letals, per tant, no inclouen les aborcions intra –uterines.

Freqüència ���� MMuuttaacciioonnss ccrroommoossòòmmiiqquueess <<<< mmuuttaacciioonnss ggèènniiqquueess Rarament es perpetuen, poca incidència en:

a) Supervivència b) Reproducció normal

Mutacions gèniques = mutacions puntuals Són aquelles que afecten a un pocs pb

Tipus: 1) Es basen en substitucions de pb (puntuals) 2) Mutacions per desplaçament de la pauta de lectura

1) Quan hi ha una substitució d’una base per una altre: a) Transicions �es produeixen quan hi ha un canvi de base de purina a purina o de pirimidina a

pirimidina. b) Transversions�es produeixen quan hi ha un canvi de base de purina a pirimidina o de

pirimidina a purina.

Són canvis que es poden produir de forma espontània, però hi ha agents químics que causen canvis tipus transcripció. a.1) Transicions Són mutacions espontànies perquè el fenomen que les produeix és la tautomeria (=canvia propietats moleculars perquè permet que varií el nº de ponts d’H.) Canvi de purina a purina (A,G) o de pirimidina a pirimidina (T,C,U) Es poden produir químicament per agents determinats � 5-bromomaciol o l’àcid nitrós Hi hauria l’aparició de noves hemoglobines (les + freqüents són unes 200) Ex: HbA (normal) � Hb Cs Per un canvi puntual a la1ra base (U�C) que canvia el codó STOP per una glutamina (Gln) � i continua la síntesi d’hemoglobina fins arribar al codó STOP. Resultat: una cadena ß � 36 restes Aa més llarga que la Hg normal.

a.2) Transversions � Menys freqüents que les transicions. Canvi de pirimidina (T, A) a purina (C, G) o viceversa.

T (2 ponts d’H) � canvi per C (3 ponts d’H) A (2 ponts d’H) � canvi per G (3 ponts d’H)

El fenomen que les origina no sa sap, però la llum Uv les podria provocar. Ex: HbS i HbC � per transversió HbS= Anèmia falciforme (SS) � Glòbuls rojos amb forma del falç que causen:

1) Agregació (taponaments) cel· lular mentre circulen pel torrent sanguini que causen obturació de,sobretot, vasos sanguinis petits.

Passen cap a la melsa per acció de defensa del cos.

Pot ocasionar dany: o Cerebral o Al sistema urogenital o Ossi o Muscular o Cardíac � perquè el cos s’eixampla incrementant la seva capacitat per compensar la

carència de reg pel taponament.

2) Destrucció dels glòbuls rojos: – Les cèl· lules falciformes tenen una vida molt més curta (vida ½ dels glòbuls rojos = 120

dies). – El cor intenta compensar l’anèmia – Quan es trenquen hematies � alliberen hemoglobina la qual es degrada per la bilirubina i

causa: o Icterícia (color groguenc) o Dany cerebral

2) Mutacions per desplaçament de la pauta de lectura

- Són de tipus espontani - Causa: acostumen a ser propensos aquells llocs que tenen repeticions monòtones d’un cr ≠ pb.

Ex: Variants d’Hb :

- Cadena α � Hb W1 (ex: ocasionada per la pèrdua (deleció) d’un nucleòtid. Tenim, a partir de la serina 3 restes aminoacídiques ≠

- Cadena ß � Hb Cr, Hb tak � per inserció de 2 bases nitrogenades � Hb Cr, Hb tak:

o En la Hb Cr � es produeixen i a partir d’aquests es forma 1 resta Aa errònia + 3 restes Aa addicionals.

o En la Hb Tak � seqüència de l’Hb seria la correcta però tindria 10 restes Aa de més, és més llarga.

Mutacions cromosòmiques

- Són mutacions que poden afectar tant en nombre com en les característiques dels cromosomes. - Permeten interpretar fenòmens evolutius.

Les mutacions puntuals gèniques) donen variabilitat intra-específica; però les cromosòmiques ens permeten avaluar camins evolutius. Tipus:

1) Canvi en el nombre de gens: 1. Delecions 2. Duplicacions

2) Canvi en la situació dels gens: 1. Inversions 2. Translocacions

3) Canvi en el nombre de cromosomes, que NO afecten a la quantitat de material hereditari (una variació a nivell qualitatiu) �Mutació robertsonianes

1. Canvi en el nombre de gens 1.1. Delecions � pèrdua d’un tros de material hereditari que pot implicar a un o més gens.

Un cromosoma pot tenir més d’una deleció. � quan això passa aquestes pèrdues són terminals (afecten a la porció terminal del cromosoma). Creant-se 2 fragments acrocèntrics que es perden en la divisió cel· lular perquè NO s’orienten i es forma un cromosoma en forma d’anell. (el que conserva el centròmer) També són delecions quan tenim recombinació desigual entre: - Cromosomes homòlegs - Cromàtides germanes

- Un portador d’una deleció és hemizigòtic (hemi=1/2) respecte de la informació gènica que existeix en el segment corresponent del cromosoma normal

- Les conseqüències clíniques depenen: o De la mida del segment delecionat o Del nº i funció dels gens que conté

- Només són evidents a nivell cromosòmic quan la pèrdua és molt alta! Però es poden determinar les que són més curtes a nivell molecular (=utilització de sondes per fer tècniques de FISH, etc)

Ex 1: Deleció cromosoma 21 � leucèmia granulítica crònica. (excés d’aquests leucòcits) Ex2: Pèrdua del braç curt del cromosoma 5 � Síndrome del crit del gat ( perquè els nadons que la presenten ploren i semblen gats miolant). Implica un retardar mental molt alt.

Els isocromosomes � es formen quan es perden 1 dels 2 braços (el 99% els casos és el curt) i automàticament l’altre braç (llarg) es duplica.

- El mecanisme i el motiu no esta clar, però es pensa que hi pot haver una divisió a nivell de centròmer � generant un mecanisme que provoca la duplicació del braç que no s’ha perdut.

- Diferenciació errònia a través del centròmer en la meiosi II. - Individu parcialment monosòmic i parcialment trisòmic. - Normalment succeïa al cromosoma Y - Més freqüentment el presentaven són els que tenen el síndrome de Turner (=45 XO)

i els individus ISO Xq (46, X (Xq)).

1.2. Duplicacions: permeten més explicacions a nivell evolutiu. Fragment de cromosoma que hi és present més d’un cop.

- Pot arribar a mantenir 1 o diversos gens - Poden ser: en tàndem, en tàndem invers, i terminals - Podem trobar diferents tipus:

o Duplicació de loci individuals i portador de divergència. L’Hb i la mioglobina � són 2 molècules diferents que s’han especialitzat � provenen d’una duplicació de fa 380 m.a. (Hb � O2 sang/ Mioglobina �O2 múscul)

o El mateix sense divergència (ex: gen Alu) o Una repetició múltiple d’una seqüència de DNA (=DNA altament repetitiu). Ex:

microsatèlits , minisatèlids,... Les duplicacions i les delecions de vegades poden generar-me per encreuament desigual entre els cromosomes homòlegs. 2 Hb � són rares, el tetràmer està format per 2 cadenes α i ß.

- Hb anti Lepore � la que té la duplicació - Hb Lepore � la curta

Les duplicacions i les delecions també poden originar-se per encreuament desigual entre els cromosomes homòlegs. A vegades duplicacions i delecions poden produir-se de manera simultània!

� El mateix serveix pels isocromosomes (=deleció + duplicació)

2.Canvi de situació dels gens: 2.1 Inversions De 2 tipus:

- Implica el centròmer � Pericèntrica - No implica el centròmer � Paracèntica

Pericèntrica: Es produeixen

- 50% dels gàmetes són equilibrats = tenen tota la informació que han de tenir. o 25% � gàmetes normals (no transportant la inversió) o 25% � gàmetes invertits (continuen transportant la inversió)

- 50% dels gàmetes NO equilibrats � portadors alhora de la – duplicació d’un fragment – inversió d’un altre

Paracèntriques: Un dels cromosomes s’ha fet dicèntric durant l’entrecreuament. Implica: 1ra divisió: 2 cromosomes equilibrats:

1 dicentric � genera 2 cromosomes curts que donen 2 individus viables. I en quedarien 2 gàmetes més (dels 4 que es produeixen) 1 amb la inversió 1 normal (50%) = equilibrats 1 acrocèntric � que es perd perquè li manca el centròmer.

Persones amb inversions paracèntriques, com que només el 50% del gàmetes son equilibrats tenen afectada la fertilitat.

2.2 Translocacions:

►Recíproca � entre 2 cromosomes no homòlegs. És més freqüent (1 cas/ 500 naixements)

Divisió adjacent 1 (divisió horitzontal)

Divisió adjacent 2 (divisió vertical)

Figures zig-zag � es produeixen 2 tipus de gàmetes:

� 50% normals

• 25% responen a la situació normal dels gens

• 25% responen a la situació invertida � 50% equilibrats

Figures en anell obert

►No recíproca (=transposició) � en un mateix cromosoma (menys freqüent)

Translocacions robertsonianes: Unió de 2 cromosomes acrocèntrics pels seus centròmers acrocèntrics o dissociació d’un cromosoma en 2 a partir del centròmer.

- Tros d’un braç llarg d’un cromosoma a un altre. - Té lloc entre cromosomes acrocèntrics - La més freqüent en humans 14-21 (i en menys freqüència. 15-21)

14-21 � Poden originar individus amb S. De Down.

Normal x 14-21 Normal 14-21 S. Down 14-21 � Són individus complerts genèticament (la pèrdua dels telòmers no implica una pèrdua de material genètic. Aquests telòmers codifiquen a RNA que ja està en altres parts del genoma.) Canvi en el nombre de cromosomes però no afecta a la “quantitat” de material hereditari: Últim cas tots es pot incloure aquí � canvia el nº total de cromosomes (45) xo = material genètic.

Cromosoma 2 (humà) � com a conseqüència de la fusió de 2 cromosomes acrocèntrics. Estudiat x evolució perquè a patit diferents canvis en l’evolució de primats antropomorfs. (Canvis en el braç llarg).

Poden ser canvis: - Autosòmics - Cromosomes sexuals

o Fenotip femení o Fenotip masculí

Canvi en el nombre de cromosomes, afecten a la quantitat de material hereditari. ANEUPLOIDIES � pèrdua o guany d’un o més cromosomes .

Es produeixen x una no disjunció meiòtica (pot ocorre en la 1ra o 2na divisió) � Si és a la 1ra els gàmetes que s’originen són portadors d’aquesta no disjunció. � Si és a la 2na meiosi es produeixen gàmetes normals i gàmetes portadors d’aquesta no

disjunció. - Monosomies 2n-1 - Nulisomies 2n-2 - Trisomies 2n+1 - Tetrasomies 2n + 2

►Autosòmics: S. de Down: Trisomia en el cr. 21� Translocació robertsoniana (4%) o per no disjunció meiòtica (95%). Sobretot d’origen matern� A partir dels 38 anys augmenta molt la probabilitat de tenir un fill amb S. Down. (1/700 naixements)

- Retard mental (amb diferents graus) - Fèrtils - Presència de determinats trets fenotípics:

� Presència de plec mongòlic (a l’ull) que tapa els llagrimals. � Clatell més gruixut, nas ample, baixa implantació de les orelles � Problemes cardíacs � Empremtes digitals típiques � dermatoglifs dels dits amb arcs en

tots els dits amb absència de triradis.

� Empremtes al palmell.

� Angle ATD obert

Síndrome de Patau: Trisomia en el cr. 13 Menys tolerada que en cr. 21 � Hi ha més avortaments que en 21 (1/5000 persones)

- Retard mental més greu (no són autosuficients) - Difícilment arriben a l’adolescència � mortalitat infantil per ↑ lesions. (tenen molts

òrgans afectats.) - Anomalies greus del SNC - Ceguesa - Paladar petit - Microcefàlia � volum cranial inferior

Síndrome Edwards: Trisomia del cr. 18

- Mortalitat infantil � no passen dels 6 mesos de vida - Retard mental - Dolicocefàlia accentuada (=cap allargat) - Volum cerebral inferior - Moltes malformacions de diferents òrgans.

►En cromosomes sexuals: No disjunció dels cromosomes sexuals X0 = Síndrome de Turner XXY = Síndrome de Klinefelter Y0 = letal XYY = home normal

Fenotip femení: Síndrome de Turner: Pèrdua d’un dels cromosomes sexuals (X o Y) (X + freqüent)

- Faccions característiques - Implantació del cervell determinada � poc clatell i poc front - Baixa estatura - No caràcters sexuals (ni 1ris, ni 2ris) = pit poc desenvolupat, sense ovaris,...� Però

prenent hormones � maduració de les característiques 2ries. - Estèrils - 18% d’aborcions de fetus cariotipicament anormals - CI baix (No és el mateix que el retard mental!!) - Problema d’orientació espaial - Verbalment CI normal o alt

Metafemella o metadona: Nombre extra de cr. X (XXX, XXXX)

- En XXX � 2 dels cr. Formen corpuscles de Barr. - Fenotípicament són dones - CI per sota de la mitjana - Pubertat avançada - Poden tenir descendència

Fenotip masculí: Síndrome de XYY

- 47 cromosomes - Fenotip masculí - Per una disjunció paterna en la meiosi II (espermatozous amb 2 cr. YY) - Es va fir que eren individus + violents (però l’estudi es va fer en presons i no

era massa viable..) Síndrome de Klinefelter 47: XXY XXYY XXXY XXXXY XXXXXY (anomalia tant d’origen matern com patern en la 1ra divisió meiòtica o en la 2na).

- Cames llargues - Prims - Característiques sexuals reduïdes (=hipogonadisme) - Infèrtils - Aspecte fenotípic divers

EUPLOIDIES � pèrdua o guany de genomes complerts

- Monoploidies = haploïdies (1n)� no humans, xo si en insectes socials - Diploides (2n) - Triploide (3n) - Tetraploide (4n) - Poliploïdia � dotació de més en tots els cromosomes (2n, 3n, 4n,..) si que passa en plantes

1.3. Processos de recombinació genètica/haplotips. Què és la Recombinació Genètica (R.G.)?

� Intercanvi recíproc de segments, de ADN entre cromàtides germanes, de cromosomes homòlegs.

� Té lloc durant la meiosi, a la profase I � Formació de noves combinacions de gens

↑ Variació genètica =↑ Probabilitat de canvis a nivell evolutiu ↑nº de locis intervinguin en la determinació del caràcter ↑ Al· lels per loci Formació d’haplotips que disminueixen la variabilitat genètica. Haplotips � conjunt de gens lligats entre si heretats en bloc en un mateix cromosoma. (Al· lels en el mateix cromosoma sense capacitat de recombinació entre ells). En teoria, quan 2 locus estan molt junts � es formen haplotips.

Si H (a1, b1) ≠ 0.5 x0.4 Freqüència observada ≠ freqüència esperada o teòrica. � Llavors tenim desequilibri de lligaments: + � freqüència de la combinació observada > esperada � + variabilitat - � freqüència de la combinació observada < esperada � + haplotips En teoria, la freqüència de una combinació haplotípica només és diferent a un altre si les freqüències al· lèliques són diferents. Freq A1B1 = freq. A1B2 És a dir, la combinació haplotípica està determinada segons la freqüència dels seus al· lels (Suposant que les distàncies entre els al· lels és la mateixa) � Però s’ha vist que no sempre és així (la distància també depèn de l’haplotip). Exemple: Sistema HLA: Està al cromosoma 5

Els al· lels implicats són (A, C, B, DR, DQ, DP). Regió D = DR DQ DP Les molècules que deriven d’aquests al· lels són cadenes α i cadenes β La distància que hi ha a nivell de DNA entre DR β i DR α és diferent depenent que es tracti d’un al· lel o un altre.

Exemple: DR7, les cadenes α i β estan menys separades que les cadenes α β del DR2.

- DR7 � 200kb - DR2 �100kb

A1, B8 DR3, està en equilibri de lligament molt positiu perquè tenen moltes delecions intròniques (=que són molt curts) � no hi ha un canvi en la molècula però si influeix en la distància física. Hi ha casos de l’existència de punts calents (=incrementa la probabilitat de recombinació) entre 2 al· lels que estan molt lluny � probabilitat de recombinació gairebé nul· la i prioritza la formació de desequilibris de lligaments. Les delecions intròniques afavoreixen els haplotips i els punts calents afavoreixen la recombinació. A nivell de poblacions humanes: una relació entre la recombinació genètica sigui positiva o negativa, té a veure amb: - La variabilitat individual i poblacional - Marcador de temps - Prova de la paternitat.

Recombinació genètica / desequilibri de lligaments La formació de desequilibris de lligament positius � incrementa la variabilitat individual i poblacional. La taxa de recombinació paterna (0.47) és diferent a la taxa de recombinació materna (0.93). A nivell individual, a la descendència hi ha més probabilitats de trobar (si no hi ha recombinació) gàmetes ♂ sense recombinar i gàmets ♀ estaran més freqüentment recombinats. Hi ha poblacions que es caracteritzen per determinats desequilibris de lligament. • En la població de nord Àfrica i sud Europa, tenen una freqüència de desequilibri de lligament

positiva molt alta. AW33 – B14 � en les poblacions mediterrànies sempre presentaran desequilibri de lligament positiu (A33 – B14) i les poblacions nòrdiques tindran desequilibri de lligament negatiu per A33 – B14.

• Les poblacions més antigues (caucasoides), País basc i Cerdanya, tenen una freqüència de desequilibri de lligament positiu molt alta en A30 – B18-.

1) ↑ variabilitat individual i poblacional:

El desequilibri de lligament és un reflex del patrimoni genètic Determinades combinacions haplotípiques poden determinar races � usat per estudis de migració.

2) Marcadors del temps: En les poblacions asiàtiques, el desequilibri de lligament positiu es dóna en A1 – B8. Durant èpoques migratòries indoeuropees les freqüència d’aquest desequilibri ha variat. Aquesta variació ens permetria calcular el temps que fa que es van produir les migracions perquè podem utilitzar els desequilibris de lligament com els marcadors del temps

∆ = freqüència observada – esperada Població en desequilibri � l’equilibri es recupera en la següent generació. Si saps què el produeix. = tàndem + generacions x arribar a l’equilibri ∆ = ∆o (1-r) n

3) Diagnòstic de paternitat

La probabilitat d’exclusió de paternitat és més acurada quants més loci, més al· lels tenim, és a dir, quant més polimòrfic és el sistema, més probabilitats per excluir una paternitat. Ex: Sistema ABO amb una variabilitat del 3%, el Sistema HLA, té una variabilitat de 97%

Depèn: - nº loci implicats - nº al· lels/locus

1.4 . Polimorfismes: (del grec= moltes formes) - Aparició en una població (o entre poblacions) de vàries formes fenotípiques associades amb

al· lels d’un gen o homòlegs d’un cromosoma. - Un gen o un tret fenotípic es diu que és polimòrfic si hi ha més d’una forma del gen o del tret en

una població. El polimorfisme sempre es genera amb una freqüència superior al 0.01 Tipus:

- Neutre � 2 o més al· lels tenen mateixa aptitud (freqüència només depèn de la deriva genètica) - Equilibrat � 2 o més al· lels es mantenen per selecció - Transitori � 1 al· lel està en situació de desplaçar-ne un altre (situació temporal).

Molts són el resultat de mutacions NO importants. Difícil de pensar que tots siguin importants per a l’evolució humana. Conservació del polimorfisme:

1) Teoria dels seleccionistes (Darwinistes): Cada genotip podria donar un nombre diferent de descendents. Aquesta fitness (=eficàcia biològica) podria canviar amb el temps fins a una selecció cap al fenotip amb més fitness.

Evolució � cúmul d’aquestes petites variacions. Si mutacions perduren � canvi evolutiu.

� Hipòtesi clàssica: A favor de l’homozigot perquè dona a la selecció natural un paper conservador. Si un al· lel és més important que un altre s’anirà incorporant i els homozigots seran els més adaptats.

Purificador a favor de l’homozigot � quan l’ambient és favorable.

� Hipòtesi equilibrada. A més heterozigosi millor superaràs els canvis.

2) Teoria dels neutralistes (Kimura) Amb més suport matemàtic Polimorfisme neutre � les fixacions d’una o altres formes són aleatòries.

Mutacions neutres � es fixen per atzar. No cal: Ni que un al· lel sigui prioritzat selectivament

Ni que la heterozigosi sigui afavorida. Arguments: la aparent constància del nombre de substitucions d’Aa/any en línies filogenèticament separades.

Ex: HLA � α2ß2

Les cadenes i provenen d’un gen que es va duplicar fa 450 m.a. Aquestes cadenes (α i ß) han anat tenint substitucions d’Aa en diferents línies de vertebrats amb una freqüència constant en tots els casos. (aproximadament 1 substitució cada 100Aa/6m.a.)

Això implica que:

1) Les substitucions d’Aa no estan subjectades a la selecció natural. 2) La taxa se substitució = a la taxa de mutació (que és constant)

Nombre de genotips possibles: Amb només 2 al· lels (A1A2)� nº total de genotips = 3 (A1A1, A2A2 i A1A2)

2 al· lels � 2 homozigots (A1A1 i A2A2) Quan existeixen n al· lels � nº total de genotips:

n Homozigots A1A1 A2A2 A3A3 ........ A (n-2) A (n-2) A (n-1) A (n-1) AnAn (n-1) Heterozigots

amb A1 ------- A1A2 A1A3 ........ A1A (n-2) A1A (n-1) A1A n

(n-2) Heterozigots amb A2

-------- ------- A2A3 ........

La suma de tots els genotips � n+ (n-1) +(n-2) + (n-3) + ...2+1 Que equival a � ½ (n(n+1) Ex: 5 al· lels � ½ (5x6)= 15 combinacions genotípiques diferents.

Selecció: Actua sobre la variabilitat genètica provocada per la mutació i la recombinació. Procés que ens modularia a variabilitat poblacional. El polimorfisme poblacional fa de filtre entre tota la variabilitat generada i la a pot sobreviure Procés segons el qual d’estre molts descendents possibles d’un organisme viu, només uns quants aconsegueixen sobreviure i reproduir-se. La selecció és realitzada pel seleccionador (normalment l’ambient) que determina les “peculiaritats” favorables per sobreviure. Ex: Malària Agent selectiu Aptitud relativa Malària AA 0.80 (fitness reduït) .......... AS 1 Anèmia falciforme SS 0.25 (Hemoglobina A i hemoglobina S)

Tipus de selecció: Teoria normalitzadora Teoria direccional Teoria diversificadora Teoria equilibradora Teoria sexual Teoria de parentiu + dubtós Teoria en grup

Teoria normalitzadora Actua eliminant de la població es valors externs i prioritzant els valors mitjos. Ex:pes dels nadons en néixer (exclou pesos externs) � >4.5 i <1.8kg � supervivència entre 2.8-3.6 kg Restableix valors mitjos quan se suprimeix valors extrems. Teoria direccional Adapta el pool genètic de la població a les noves característiques ambientals. Ex1: Arna del Bedoll (Briston betularia)

1r) Arnes blanques a negres � x pressió ambiental (teoria direccional) 2n) i de negres a blanques � supressió de la pressió selectiva (recuperació de valors mitjos

antics) � teoria normalitzadora Ex2: Progressiva adquisició homeotermia i cefalització. Teoria diverssificadora Manté diferents formes genètiques per una adaptació ambiental concreta. Ex1: Pi americà � ha donat lloc a 2 formes:

Arbustiva (en un lloc + dur , amb condicions + extremes) Arbòria (condicions ambientals suaus)

Ex2: Manteniment del color de la pell (segons ambient) Teoria equilibradora En relació al polimorfisme equilibrat. Selecció que manté les formes heterozigotes en la població. FORMES MÉS CONTROVERTIDES: Teoria sexual: Alguns creuen que és un cas particular de la selecció diversificadora. Afavoreix el dimorfisme sexual.

Ex: Aus ♀� coven ous � ↓vistositat (menys color) Ex: Mamífers ♂ afavorits x ↑ mida i ↑ fortalesa física.

Teoria de parentiu Prioritza l’eficàcia biològica del grup familiar Considera l’eficàcia biològica (fitness) a nivell de grup familiar, no a nivell individual. El grup tindria relacions biològiques de parentiu Ex 1: Mare envers la prole (per perpetuar el seu genotip) Ex2: Àvies vs nets � a través de la cura dels nets � Compensa el seu baix nº de descendents/ protegeix els seus gens (però és dubtable saber si és per motius culturals o innats) Teoria en grup Esta relacionada amb la selecció per parentiu, però:

- Considera els lligams biològics - La relació social

Els gens afavorits per aquesta situació s’anomenen gens egoistes. Ex: papions � el mascle dominant és el que passa els gens als seus descendents.

Tema 2: Especiació 1. Els processos d’especiació 2. Mecanismes i factors d’aïllament 3. Factors culturals en els processos d’evolució 4. Espècie i raça en la perspectiva evolutiva humana

Població � com a unitat evolutiva De tipus mendeliana � organismes que es reprodueixen sexualment (2 sexes separats) Intercanvi de gens � descendència fèrtil (si no hi ha intercanvi de gens � separació específica) Espècie: Éssers vius amb iguals semblances morfològiques. Abans si es solapaven en + d’un 10% � = espècie. Individus que poden reproduir-se amb descendència fèrtil, però :

- Era imprescindible una diferència morfològica - No era necessari una diferència morfològica � ex: 4 individus de tord que canten diferent,

diferent alimentació i diferent habitat,.. � però morfològicament iguals!!! Discontinuïtat biològica (=no s’intercanvien gens entres les 4 grups de tord.)

Ex: races humanes (Mayr) Estudi de 2 grups (caucasoides i negroides) 1r) Es van comparar entre elles (c-c i n-n) 2n) Es van comparar entre els 2 grups (c-n)

Més distància genètica entre c-c que no pas entre c-n!!

Races: individus amb característiques morfològiques diferents: - Amb característiques biològiques diferents - Sense diferències estructurals (morfològiques) o molt lleugeres.

· Quan aquesta diferència es produeix per distribució de territoris es parla de:

1) Races microgeogràfiques - Tenen lloc en zones reduïdes - Les variacions � fisiològiques o ambientals son petites

2) Races geogràfiques: si la variació és externa i àmplia.

· Quan les races geogràfiques reben nom taxonòmic es consideren subespècies. Ex: Homo sapiens sapiens Homo sapiens neanderthalensis � Homo neanderthalensis Models d’especiació: Especiació geogràfica: és un procés marcat pel seu caràcter gradualista (=en el decurs de l’aparició d’una nova espècie pots anar seguint tots els passos intermitjos per on ha passat fins ara). Especiació quàntica (model saltatori): és un procés marcat per 3 pautes:

- La rapidesa - La NO gradualitat - El seu caràcter aleatori.

Gradualisme (Mayr)

Reestructuració del seu pool genètic � No es poden reproduir entre ells � Nova espècie!! Equilibri puntuat (Simon/ Grant)

- Població en ambient homogeni - Grup d’individus que es separa de la població (queda

aïllat) - Procés de deriva � genèticament deferents (= diferent

pool genètic) - Fenomen que fa disminuir la població (catàstrofes, canvis ambientals,...) � població amb menys

nº d’individus (genèticament diferents) � Nova espècie!! Cal tenir en compte que: un tipus d’especiació no exclou d’altres!!!

Factors culturals en els processos d’evolució humana: Cultura : continu temporal extra somàtic de fets i esdeveniments dependents d’una situació. Són comportaments apresos de transmissió No gènica. (imprimting, observació, imitació, ensenyament directe,..) Altres diuen: capacitat d’adaptació al medi. (funcionalisme) No té en compte ni simbolisme ni capacitat d’integració. Cultura (processos semblats a la genètica)

- s’hereta - muta - selecció - deriva - aïllament - ...

Factors culturals en els processos d’evolució humana: Gens, pobles i llengües Aquesta relació entre cultura i genètica s’ha posat en evidència en els estudis aportats per Cavalli-Sforza (1992), que si bé en alguns aspectes el seu mètode és discutible (extrapolacions), no deixa de ser Interessant. Article genetista ���� Luca Cavalli-Sforza (1992) Tenia 2 objectius:

- Volia reconstruir l’origen de les poblacions humanes - Volia reconstruir els camins migratoris del procés de població dels humans.

Casualment: va trobar una correlació entre la distribució dels gens i de les llengües

Cartografies a partir de la composició de diferents característiques genètiques. (estudiat per més de 100 caràcters) � construcció d’un arbre filogenètic Va utilitzar freqüència del sistema Rh Rh- � berebes, escocesa, austríaca Rh+ � Xina, Àfrica Arbres: S’havien de complir 3 requisits:

1) Taxa de canvi constant en totes les branques 2) Causa principal del canvi: la deriva 3) Mida de les poblacions comparades havia de ser semblant.

Separació de poblacions (deriva) proporcional al temps que ha durat. També es va fixar en les rutes migratòries. Arbre genètic + rutes migratòries: molt iguals (paral· lels).

Estudis sobre lingüística: Va estudiar distancies lingüístiques per famílies de llengües. Correspondència entre classificació de llengües i poblacions. Va veure que les llengües i les poblacions evolucionaven de forma igual, es va obtenir un mapa comparatiu entre: llengua (cultura) i biologia.

� Paral· lelisme entre característiques biològiques i culturals. Individus són portadors de: gens i cultura. I es transmet de forma vertical.

(falten els articles!!!)

Tema 3: Biologia de poblacions humanes. 3.1. La població com a unitat evolutiva: población panmítica 3.2. Equilibri Hardy-Weinberg 3.2.1. Cas més simple 3.2.2. Composició de la població en equilibri H-W 3.2.3. Extensió al cas d’al·lels múltiples 3.2.4. Cas dels gens lligats al sexe

3.1. La població com a unitat evolutiva: POBLACIÓ PANMÍTICA. Model de població panmítica: població ideal (no existeix a la realitat) en condicions d’estabilitat genètica en poblacions mendelianes. Població descrita en termes:

- Biodemogràfics - Culturals - Variabilitat

Poblacions ideals que compleixen uns determinats supòsits, que són:

- Població il· limitada (té infinits individus) - No està sotmesa a canvis (no mutació, no migració, no selecció) - Aparellament atzar (no distingeix sexes = panmíxia) - Poblacions aïllades. - Tots els genotips tenen la mateixa probabilitat de sobreviure.

� Són poblacions que compleixen l’equilibri Hardy-Wenber, en què les diferents generacions són considerades com a unitats discretes ( = independents).

Unitat evolutiva: generació (unitat discreta, independent, ..) (per veure si evoluciona o no) La llei H-W s’usa en l’estudi de les poblacions humanes, per saber:

- Si hi ha o no panmíxia. - Si hi ha un estancament en l’evolució (al· lels varien de generació en generació)

3.2. Equilibri Hardy-Weinberg Llei H-W : Manteniment de les freqüències gèniques a les poblacions, que no depèn del tipus d’herència (caràcter dominant/ recessiu) i es mantenen pràcticament sense canvis al llarg de generacions si es donen determinades condicions. Explica com la segregació mendeliana pot influir en les freqüències al· lèliques i genotípiques d’una població. En una població on els aparellaments són a l’atzar, les freqüències dels genotips d’un locus (AA, Aa, aa) es poden obtenir a partir de les freqüències relatives dels al· lels d’aquests locus (A, a).

Población panmítica

3.2.1: Cas més senzill Si les assumpcions es verifiquen, la població estarà en equilibri genètic Cas més senzill: intervenen 2 al· lels codominants d’un mateix locus Suposem que:

- Freqüències fenotípiques i freqüències genotípiques són coincidents - No hi ha mutació (o poques taxes de mutació) - Segregació correcta dels gàmetes (segons les lleis de Mendel) - No hi ha selecció (100% fertilitat (màx. fitness) - No hi ha migració (ni emigració, ni immigració) - Mida població infinita - Aparellament aleatori. (= a l’atzar=panmíxia)

Suposa també , que l’aparellament es dóna al mateix moment en tots els individus (no fa cas a l’estructura d’edats). � Substitució total per a la següent generació. Per tant; Les freqüències. Es mantenen entre generacions!!! Un locus amb 2 al· lels: A, a (codominants) Freqüència gènica: p + q = 1 (on freq. de A=p i freq de a=q) Genotips possibles Freqüències genotípiques Freqüències gèniques

AA P p2

Aa H 2pq aA

aa Q q2

NOTA: Perquè es pugui complir la llei de H-W s’han de mantenir les freqüències de generació en generació. P + H + Q = p2 + 2pq + q2 = 1

G1: γA(freq de A) = P + ½ H = p2 + 2pq/2 = p2 + pq � q= 1- p = p2 + p (1-p) = p2 + p - p2= p � γA = p γa = Q + ½ H = q2 + 2pq/2 = q2 + pq � p= 1- q = q2 + q (1-q)= q2 + q – q2= q � γa = q

- Una altra manera de veure-ho: (és + intuïtiva)

Probabilitat d’encreuament no influenciarà al genotip.

Ex: de la nostra classe A=a

AA = 16 2 (16) + 24 Aa = 24 PA= -------------------- Aa = 17 2(16 + 24 + 17) ----------- N = 57

A+ Aa +a � Total població NOTA: en el cas de les codominàncies � les freqüències fenotípiques coincideixen amb les genotípiques. Per tant en H-W: 1) Les freqüències al· lèliques no canvien en les generacions 2) Després d’una sola generació les freqüències genotípiques conserven proporcions�p2 + 2pq + q2 = 1 Si no es verifica una o més assumpcions (els supòsits) la població s’allunyarà de l’equilibri, variant les pròpies freqüències al· lèliques i/o genotípiques.

� La variació de les freqüències al· lèliques representa la unitat de base de l’evolució. 3.2.2: Composició d’una població en equilibri. Freqüències dels genotips AA, Aa, aa relatives a les freqüències dels al· lels A, a en una població en equilibri de H-W.

Ex: p � freqüència al· lèlica p2� freqüència genotípica

a= q = 10-5 = 1/100.000 q2 = 10-10

A = p = 1 – q =1 - 10-5 ≈1 � p2 ≈ 1 p i p2

����són molt semblants. Aa = 2pq = 2x 1x 1·10-5= 1/ 50.000 � nº d’heterozigots (Aa) és el doble de la freqüència de a.

� Si una de les freqüències gèniques és molt petita, la seva freqüència és la meitat de la freqüència dels heterozigots que la transporten.

Cas de dominància – recessivitat: 1 locus � 2 al· lels : A ,a A>a Ex: Sistema Rh (Rhesus) Rh+ > Rh- Genotips possibles Freqüències gèniques Fenotips

DD p2 Rh+ Dd 2pq Rh+ dD dd q2 Rh- Rh- (dd) 16% � q2= 0.16 q =√0.16 =0.4 = d

D = p= 1 – q = 1 – 0.4 = 0.6 � p2= 0.62= 0.36 Volem saber el nº d’heterozigots que tenim (respecte el nombre total de Rh+):

p2 + 2pq + q2 = 2pq =1 – p2 – q2= 1 –0.16 - 0.36 = 0.48 � 2pq/ (p2 + 2pq) = 57%

No es pot distingir homozigot dominant (DD) del heterozigot Dd/ dD

Codominància i dominància – recessivitat: Ex: cas vist a pràctiques: Al·lels Freqüències A p B q p + q + r = 1 0 r

(A = B) > 0 A (p) B (q) O (r) A (p) AA (p2) AB (pq) AO (pr)

B (q) AB (qp) BB (q2) BO (qr)

O (r) OA (rp) OB (rq) OO (r2) Anàlisis: 0 = r2

� r = √� 0 + A = r2 +2pq + p2 = (r + p) 2

0 + B = r2 +2qr + q2 = (r + q) 2

Wienber: r + p = √� + � � √� + p = √� + � � p = √O + A − √O

0 + A = (r + p) 2 r + q = √� + � √� + q = √� + � � q = √O + B − √O 0 + B = (r + q) 2 Verstein:

r + q = √� + � p = 1 – (q + r) � p = 1 − √� + � r + p = √� + � � q = 1 – (p + r) � q = 1 − √� + �

p + q + r =1 � r = 1 – q – r 3.2.3: Gens lligats al sexe (crom X): Els gens que es troben en els cromosomes sexuals segueixen unes regles diferents, ja que en una espècie amb 2 sexes, l’aparellament no es verifica a l’atzar.

Regles de l’herència lligada al sexe: L’equilibri de la G0 tampoc es recuperarà a la G1; tarda “x” generacions � dependrà de la població masculina i femenina. De cada generació el desequilibri es reduirà a la 1/2 ; recuperem l’equilibri de H-W de manera oscil· latòria. Crom Y: Només es troba en homes Només es transmet de progenitors ♂ a descendents ♂. Crom X: ♂ només tenen una còpia dels gens llogats al cr. X (el reben de la mare) ♀ tenen 2 còpies dels gens lligats al cr. X : un d’origen matern i l’altre d’origen patern.

Fenotips A AA � p2 AO � pr p2 + 2pr OA � rp B BB �q2 BO � qr q2 + 2qr OB � rq O

OO � r2 -� r = √0

AB AB � pq 2pq BA �qp

Per tant: En cromosoma X En les ♀: l’herència dels gens lligats al sexe és la mateixa que en gens autosòmics ���� la freqüència. dels genotips segueixen lleis de H-W de forma estàndard. Però en ♂: al tenir una sola còpia dels gens lligats al sexe (x), obligatòriament hauran de tenir “un o altre dels 2 fenotips possibles.” � Les freqüència dels fenotips masculins són idèntics a les freqüències. D’aquests al· lels.

Funciona com els autosomes.

Si els al· lels lligats al cromosoma X difereixen de freqüència en els 2 sexes, l’equilibri s’aconsegueix en algunes generacions, oscil· lant entorn a una mitjana ponderada (les dones “pesen” el doble que els homes) fins que s’igualen.

“Les freqüències gèniques de les ♀ i dels ♂ disminueixen en un factor - ½ a cada generació fins a equilibrar-se”

Sexe Genotip Freq. població

♂ A

a

p

q

♀ AA

Aa

aa

p2

2pq

q2

Ex: Daltonisme � lligat al cr. X Go (generació paterna)

p= freqüència pel daltonisme p’ = freqüència pel daltonisme a la G1. m=♂ pm/qm= pares p’m/q’m= fills f=♀ pf/qf= mares p’f/q’f= filles G1(1ra generació): p’m / p’f (de la generació anterior) En els fills � p’m=pf

En les filles � �′� = �� � ��

�

“Les freqüències gèniques de les ♀ i dels ♂ disminueixen en un factor - ½ a cada generació.” Les freqüències s’aniran recuperant minvant ½ el desequilibri a cada generació. Aquesta diferència, per tant, tendeix a 0 quan s’incrementa el nº de generacions. Per tant, la freqüència gènica de l’equilibri serà:

�� = Pm + 2 Pf

3

Les condicions d’equilibri demostren que: “Un caràcter recessiu lligat al sexe, al cr X, en general, és molt més freqüent en ♂ que en ♀.” Ex: Grups sanguinis Xg

La freqüència en les ♀ és el quadrat de la freqüència en els ♂ Xg (a+) > Xg (a-)

Xg (a+) ♂ = p = 95/154 =0.615 q= 1 – 0.614 = 0.385 (aprox. la meitat de 0.615)

188 (0.385) 2 = 27.6 esperats

♂ ♀

pm pf

qm qf

Fenotip ♂ ♀

Xg (a+) 95 67

Xg (a-) 59 21

Total 154 188

P’m – p’ f = pf – ½ (pm + pf) = pf – ½ pm – ½ pf = - ½ pm + ½ pf = - ½ (pm – pf )

4. Biologia de les poblacions humanes: 4.1 Introducció 4.2 Migració 4.3 Flux genètic 4.4 Deriva

4.1. Introducció Hardy-Weinberg � Població panmítica = No del tot real perquè existeixen altres factors que poden modificar l’equilibri H-W. Factors:

- Mutació i selecció (ja vist) - Migració - Flux gènic - Deriva - Consanguinitat

4.2. Migració: Són moviments poblacionals � en els que es considera la generació com a unitat de temps. Les freqüències dels gens poden variar quan membres d’un grup, ja format:

a) Estableixen un lloc de nou, amb possibilitat: a1) Que els grup migrat formi una subpoblació

b) S’incorporen a una població. a1) Estableixen un lloc de nou: Les poblacions humanes, generalment migren per:

- Supervivència (=desig d’assolir un millor nivell social) � la més important - La seva curiositat i energia - Qualsevol altra cosa

Per tant, els gens dels quals són portadors els individus

1) Defineixen característiques pròpies en aquesta subpoblació 2) Al migrar la subpoblació es traslladen tots els gens.

Però que genèticament representin una població primitiva en funció dels individus que migressin. a11) També pot donar-se que la freqüència dels gens dels emigrants probablement no són representatives de la població del seu conjunt. (estructura tancada).(ex: comunitats religioses que només s’aparellen entre ells.) “Quan més petit és el grup, reflexa menys exactament la freqüència dels gens del grup general del que procedeix.” Ex: Amish de Pensilvania.

- Hàbitats particulars - Casaments entre ells

- Quan la comunitat creix, unes poques famílies l’abandonen per crear una colònia nova a un altre lloc.

- Un dels pares fundadors d’aquests grups era heterozigot per una forma poc freqüent de nanisme amb polidactília (Síndrome de Crefeld)

- Aquesta situació no existia en altres comunitats Amish descendents d’altres avantpassats. Cada cop que es van disgregant els gens seran més diferents als que hi havia de partida.

b) S’incorporen a una població. També pot donar-se el cas que, en lloc de colonitzar un lloc nou, hi hagi flux genètic entre poblacions. (migració d’uns individus cap a una població acollidora) Això pot tenir diversos efectes:

1) El ser una font de noves variacions, semblant a l’efecte de les mutacions 2) El d’igualar les diferències genètiques entre les poblacions implicades. 3) El d’engrandir l’efectiu de la població.

M individus que migren a A (població de grups sanguinis) Ex: Suposem 2 poblacions:

- A: freqüència qo (x= caràcter) - B: freqüència q (x= caràcter)

Una generació després la freqüència de A serà : q’ = mq + (1 – m) q0

Després de t generacions � qt = q [1- (1- m)t] m= individus que migren t= generacions que passen 4.2.1. Components de la migració La migració està formada per 2 components: difusòria i gravitatòria

- Difusòria: que canvien de residència permanentment (els individus que marxen no tornen). � És un moviment similar al brownià � Condeix a una distribució normal de les poblacions.

- Gravitatòria : individus que marxen de la seva població i tornen.

� Al sortir poden trobar parella fora � És un comportament proporcional a l’invers del quadrat de la distància. (1/r2) � També condueixen a una distribució normal de les poblacions.

MODEL DE L’ILLA (Wright ) � poblacions aïllades (sense entrada ni sortida). 1) Que una població intercanvia la mateixa quantitat de gens amb totes les poblacions 2) Que no existeix l’efecte distància (geogràfica) entre les poblacions.

B Però les poblacions humanes es distribueixen sempre de forma irregular sobre una àrea determinada. A C Sovint existeixen grups humans:

- Separats per distàncies variables - Connectats per vies (de comunicació) molt diferents.

4.2.2 Matrius de migració:

- Bona tècnica d’estudi de les migracions i, - En molts casos permet predir la deriva.

En general es considera la distància entre elles llocs de naixements progenitors- descendents (generació):

- Pare – descendents, - Mare- descendents � presenten major variació, ja que en general és la ♀ la que es desplaça al

lloc de residència del ♂. Però, a més a més, és convenient estudiar la distància entre els llocs de naixements dels 2 membres de la parella. La major part de la migració humana s’efectua per:

� Rutes / carreteres � I no en línia recta (ex: existència de carenes muntanyoses entre 2 poblacions,..)

Ex: poblacions A, B i C Descendents (2N) A B C A 127 70 12 B 50 200 15 C 19 3 325 ... � G1 . . � G0 Ss � el + freqüent (ja que hi ha més individus que tenen descendents al mateix lloc que han nascut).

Progenitors (2N)

G0 ���� G1 Pare �descendent Mare �descendent

4.3. Flux genètic (entre poblacions) Pas lent i progressiu de gens a través de:

- Una barrera racial o - D’una població en una altre

De vegades la barrera es només psicològica o social. Ex: EUA (aportacions de gens africans a les poblacions caucasoides) Població cauacasoide i afroamericana � La majoria de creuaments eren negres amb negres i blancs amb blancs . Mulats (mul)� considerats negres.

(poden passar a la barrera racial transferint gens de la població negre a la blanca)

�La majoria dels gens passaven de població blanca a la població negra.

- És possible estimar el grau de mescla racial quan es coneixen les freqüències gèniques inicials. (= s’ha de conèixer la població de la que partim).

- És possible predir la cinètica de la mescla racial si se suposa que les taxes de mescla són constants.

- La quantia de la mescla es pot calcular a partir de les distàncies gèniques. � Distància gènica � bl x n � Distància gènica � n x bl � Distància gènica � n x n

���� Però fins hi tot en les poblacions tancades existeix una certa quantitat de FLUX GENÈTIC.

Programa informàtic: BARRIER (per calcular distàncies genètiques amb les barreres) L’associació entre distàncies genètiques i distàncies geogràfiques pot testar-se mitjançant.

- Autocorrelació - Mitjançant mètodes de regressió

Aquests tests donen pistes sobre el possible aspecte del paisatge genètic. Però aquestes correlacions fallen quan intenta identificar on existeixen barreres genètiques, és a dir, les zones on una variable donada manifesta un canvi brusc. Llavors es porten ja una aproximació genètica poblacional, perquè dóna la localització de la direcció de les barreres. Aquestes barreres es poden detectar emprant l’algoritme de Mon monier, i així determinar patrons geogràfics. Ex: es van establir unes xarxes i uns sistemes de triangulació (que respon al model de “Loue”) Es va fer un estudi per veure si la Mediterrània constituïa una barrera o no (que es pot comparar amb una altra mètode: anàlisis multivariada amb mètode d’Escaling?) i es va constatar que sí que la Mediterrània era una barrera. NOTA: el programa no estableix barreres estadístiques.

Bl x bl bl x n n x n mul x bl

Bl mul n mul

4.4 Deriva genètica: fluctuació aleatòria que manifesten els gens (freqüències gèniques) d’una població de mida finita a través del temps (generacions). Existeix degut a què les poblacions humanes són un nombre finit. Aquesta fluctuació que ve donada per aquest nombre finit és el què pot desembocar a la deriva genètica.

� Humans o Població mendeliana (2 sexes) � en una població amb 2 sexes, el creuament no es

verifica a l’atzar. o Poblacions amb generacions sobreposades � això implica que tots es individus de

cada generació neixen, es reprodueixen i moren alhora. o Consideren els gens de la població, NO els individus � per tant, tindran 2n gens.

(NO, N individus) Per veure els seus efectes partim del supòsit en la població panmíctica on: el nº d’individus és constant (de manera infinita), per tant, la taxa de natalitat = taxa de mortalitat.

- N individus constants x G - Si es considera un locus qualsevol � hi haurà 2N gens a la població amb 2 al· lels (ex: A i a)

“Existeix un procés de mostreig implicat en la determinació del tipus de gens que transporten els individus de la següent generació que introdueix una fluctuació estadística en les freqüències gèniques.” Ja que,

- Per crear una nova generació (G1) els individus formen gàmetes. - Cada gàmeta rep a l’atzar un dels 2 al· lels (A o a) del locus en qüestió. - Però només una petita proporció de gàmetes s’uneix als gàmetes de l’altre sexe � donant

posteriorment individus adults Així que:

“La G1 es forma a partir d’una mostra relativament petita de tots els gàmetes possibles.” Per tant,

� Si no hi ha selecció els gàmetes que aconsegueixen produir zigots, poden considerar-me com una mostra aleatòria respecte dels al· lels A i a.

Ex: Població amb N individus (N= constant � ∞ ) N individus que neixen = N individus que moren 1 locus: 2 al· lels A (p), a (q)

Si n ≠ ∞

G Freq A Freq a G0

G1 G1

.

. Gn

p0

p1 p2 . .

pn

q0

q1 q2

.

. qn

p0 = p1 = p2= ....= pn

q0 = q1 = q2= ....= qn

p0 ≠ p1≠ p2≠ .... ≠ pn

q0 ≠ q1≠ q2≠ ... ≠ qn

1) Gàmetes: Òvul: A o a? Espermatozoide : A o a?

2) Tots els gàmetes produeixen “potencialment” nous individus (embrions). a. Fitness b. Preparació de gàmetes ♂ i ♀

� Això representa realment un mostreig poblacional dels gàmetes possibles!

RESULTAT:

- P1 pot tenir qualsevol valor entre 0 i 1

“ La deriva és el resultat de l’acumulació de fluctuacions aleatòries de generació en generació, degudes al mostreig.!

- Si en una generació determinada (G1) el valor de p = 1 o q= 0 � la freqüència genètica ja no

podrà variar en les generacions successives, ja que: � Un dels al· lels s’haurà extingit i l’altre s’haurà fixat .

(En absència de: mutació, migració i selecció) p + q = 1 p = 0- 1 DERIVA: extrema q = 1 –1 - un al· lel (p=1)

- el complementari (q=0) NOTA: Quan més petita sigui la població, més gran i més ràpida serà la deriva que pugui patir la població. La mitjana de temps per fixar-se un al· lel depèn de la mida poblacional i de la fitness dels individus. 4.4.1 Mida efectiva de la població =Ne Per estimar la Ne és necessari eliminar alguna de les simplificacions, es considerarà:

1) Que el nº d’individus varia al llarg del temps � la N poblacional pot anar variant amb el temps 2) L’existència de generacions solapades 3) La contribució dels diferents sexes.

Per tal de resoldre aquests 3 problemes, es calcula una mida efectiva de la població (Ne) És a dir: Es calcula la mida de la població que produirà “la màxima quantitat de deriva que la produïda en el model més senzill (creuaments aleatoris, generacions NO solapades, 2N gens).

Model + senzill � població panmíctica.

1) Nº individus varia al llarg del temps:

Ex: Moments (k) / N ind 1714 � NA

1917 � NB � =!

"#$

�"

#%�

"#&

2007 � NC

Si varia la N al llarg del temps de N1 a Nh i considerem “k” valors de N, en “k” moments diferents:

ℎ =(

1 1 +

1 2 + ⋯ +

1 (

Nh = nº d’individus que constitueixen la població en els diferents moments analitzats. D’acord amb aquesta equació, si la població és petita, durant una part del temps: “L’efecte de la deriva serà més gran que el calculat a partir de la mitjana aritmètica de N valors en diferent temps.” Si la fitness és reduïda � la deriva també serà més gran. Si ens coincideix (n petita i fitness reduïda) � l’efecte de una deriva serà més gran. Falta!

Efecte població: Mida efectiva de la població � depèn del nº i de la taxa de reproducció

- Proporció sexual - Distribució de la progènie. - ..

Consanguinitat: Endogàmia � un individu es casa/ forma parella a l’interior del seu grup. Consanguinitat � aparellament entre parents Per tant, és més freqüent en grups endògams que exògams. La consanguinitat:

- Es mesura pel grau de parentiu - No modifica les freqüències gèniques, però incrementa el % d’homozigots. - Té diferents efectes a nivell poblacional (freqüència d’homozigosi) que a nivell individual.

De fet, la consanguinitat i l’absència de parentesc costen de diferenciar, hi ha moltes persones que tenen avantpassats comuns i que desconeixen que són parents. Per saber-ho ens hauríem de remuntar a dades genealògiques. (Tenim més parents genètics dels que nosaltres pressuposem.) Estudi: Parentiu remuntant-nos 1000 anys enrere.

- La magnitud de les unions consanguínies es pot demostrar considerant que:

� Si no hi ha consanguinitat � 2n (n= nº d’avantpassats sense comptar l’individu) - Aquest individu tindrà:

� 2 progenitors � 21= 2 � 4 avis �22=4 � 8 besavis �23=8

- Si es retrocedeix 1000 anys i es calcula entre 3-4 generacions/100 anys � Aquest individu tindrà

230-240 avantpassats! Malgrat no existir dades segures sobre el nombre d’habitant de fa 1000 anys. “Les dades estudiades indiquen que hi havia entre 400-500 milions d’habitants al món. Això vol dir que; la pèrdua d’avantpassats es deu a l’aparellament de consanguinis dels nostres avantpassats.

4.5.2 Coeficient de parentiu i de consanguinitat: Coeficient de parentiu (r) o (R) :

- Per gen � probabilitat que 2 persones presenten un gen comú (provenint d’un avantpassat. - Per genoma � la proporció de tots els gens que s’han heretat d’avantpassats comuns

Coeficient d’endogàmia / consanguinitat (F): “Probabilitat de què un individu rebi els 2 al· lels del mateix locus a partir d’una font ancestral idèntica (per vies diferents).” “La probabilitat de loci en què és homozigot”. F= r/2 Ex: de coeficient de parentiu Ex: de coeficient de consanguinitat

4.5.1 Consanguinitat i homozigosi: Quin és l’efecte que tenen les unions consanguínies en la producció d’una descendència respecte d’un al· lel autosòmic o lligat al sexe? � Autosòmic: El tractament quantitatiu depèn únicament del mecanisme de transmissió al· lèlica.

Al· lels recessius : Quan tenim un fenotip A dels pares, no sabem si és AA o Aa per tant no sabem si hi haurà una descendència aa. Al· lels dominants, codominants, herència intermitja: La presència dels al· lels en els progenitors és observable físicament � les conseqüències entre unions consanguínies es poden deduir fàcilment de l’aparença dels pares. En els gens lligats al sexe dels ♂ la consanguinitat no té influència genotipica sobre ells, ja que en ser homozigots (per al loci lligat al sexe) només arriben per part materna. 4.5.2 Conseqüències de la consanguinitat:

1) Aparició de caràcters desfavorables a la mateixa fratria. (=conjunt de germans) 2) Efectes genètics de l’incest 3) Càrrega individual dels gens deleteris (es pot calcular a partir del tipus d’herència) 4) Consell genètic. (=consell mèdic que se’ls donaria als pares respecta a la descendència).

F = r · ½ = r/2

Tema 5: Demografia 5.1. Introducció a l’estudi demogràfic

5.1.1. Definicions 5.1.2. Finalitat de la demografia

5.2. Fenòmens demogràfics 5.2.1. Nupcialitat/Establiment de parella 5.2.2. Fecunditat/Natalitat 5.2.3. Mortalitat 5.2.4. Mobilitat (migracions, tema 4)

5.3. Composició de la població 5.3.1. Edat 5.3.2. Sexe

5.4. Evolució de la població mundial 5.4.1 Polítiques demogràfiques 5.4.2. Estratègies per a reduir el creixement demogràfic

5.1. Introducció a l’estudi demogràfic 1) Demografia: ciència que estudia les poblacions humanes.

Es tendeix considerar, No com una ciència, sinó com un conjunt de ciències analítiques al servei de les Ciències Socials.

2) Diccionari de les Nacions Unides: la demografia és una ciència amb la finalitat d’estudiar la

població humana, i que s’ocupa de la seva: a. Dimensió (nº d’efectius = Ne) b. Estructura (edat, sexe, estat civil, religió, professió, llengua,..) c. Evolució i d. Caràcters generals (biometria, psicometria, genètica, etc.)

(Biometria � alçada , pes, etc. A nivell de desenvolupament humà)

Considerats, principalment, des del punt de vista quantitatiu. Aquesta definició ofereix un camp d’investigació il· limitat, principalment pel que fa al caràcter quantificable dels elements observats. Definicions / finalitat: 1) La demografia és una ciència que estudia les poblacions humanes classificades segons els paràmetres esmentats (edat, sexe, estat civil,…).

Per a fer aquestes classificacions ens hem de basar en l’estadística, de forma que: “la demografia suposa un estudi estadístic de la població”

Però, una població no és estàtica, ja que

- Uns moren - Altres marxen o arriben - Altres neixen

Per això es fa el saldo poblacional que determina el creixement d’una població. Saldo poblacional:

+ � nº de naixements i arribades > morts i marxades. - � nº de naixements i arribades < morts i marxades. Nul � nº de naixements i arribades = morts i marxades.

Per determinar el moviment d’una població ens hem de plantejar preguntes sobre població: 1) Morts en 1 any 2) Marxades 3) Proporció de naixements 4) Arribades 5) Edat de casaments (de cara a analitzar la fitness) 6) Edat de mort 7) Neixen + nens que nenes? 8) Etc.

Fenòmens demogràfics:

- Fatals: inclouen a tota la població (no depèn de la voluntat de l’individu). � Naixement � Mort

- No fatals: no inclouen a tota la població (depèn de la voluntat de l’individu). � Nupcialitat (establiment del nucli familiar) � Fecunditat

Nupcialitat: (o construcció de nuclis familiars) És un fet demogràfic en què intervenen 2 persones de diferent sexe (població mendeliana)

� diferent sexe: està afectada per equilibri d’individus ♂ i ♀. (per tenir equilibri poblacional). Així com, l’adaptació o no adaptació als gustos, costums (aspecte, forma de ser,..) (Població polígama � totes les dones funcionarien com una de sola). La nupcialitat depèn de:

- Probabilitat de trobar parella - Edat de formació de la parella.

Que alhora depenen del repartiment d’efectius entre la població ♂ i ♀. Bourgeois Pichot � cada població es distribueix en petites poblacions aïllades (cercles) i per atzar es produeixen desequilibris entre ♂ i ♀. Entre els diferents cercles s’estableixen relacions:

- D’amistat - Familiars - De feina - etc.

Que faciliten que la parella sigui del mateix cercle. Cercles:

- Complert: tots els aparellaments possibles. - Incomplerts/ transitori : no tots els efectius possibles constitueixen nuclis familiars.

Celibat de desequilibri: nº d’individus que no poden formar parella. N població ♂ ≠ N població ♀ (ex: illes Açores) Cercles: Complert � No implica que el nº d’efectius poblacionals ♂ sigui = al de ♀. N♂ ≠ N♀ 103♂ ≠ 75♀

• Cercle complert si hi ha 75 encreuaments (parlem sempre de monògams)

• Cercle incomplert si hi ha <75 encreuaments Cercles: Incomplert:

- Aparellament entre cercles - Aparellament amb altres generacions

Tipus de parella: consanguínia o no (Consanguínia � és el més estudiat (aparellament entre germans)) Com a resultat de les conseqüències de la consanguinitat: naixements dels registres.

Registres: civils i religiosos. En principi: només de naixements Posteriorment: de matrimonis i defuncions FECUNDITAT: conjunt de fenòmens quantitatius directament lligats a la procreació. Característiques lligades al naixement:

1) Part a. Simple / múltiple � en condicions naturals (no in-vitro) 1sim/100mul. b. A terme / prematur

2) Del nadó

a. Viu/mort (taxa de morti-natalitat) � mort perinatal (abans de néixer fins a un mes després del naixement).

b. Sexe: nen / nena (taxa de masculinitat)

♂ neix

(♂ + ♀) neix

♂ neix

♀ neix

c. Abans: legítim / il· legítim (ara és igual)

3) De la mare:

a. Estat civil (abans casada, vídua, separada, soltera) b. Edat

Demogràficament; no és gaire important, ja que “la distribució de naixements respecte de l’edat depèn de l’estructura de la població”) Biològicament; és més important (proporció de trisomies, de sexes, etc.)

4) De la família: ordre dins la fratria. (a partir de les dades maternes) � 1r en néixer, 2n, 3r,..

Tipus de fecunditat:

- Natural : aquella que es practica en les poblacions en les quals se sap o es sospita que no practiquen cap forma eficaç de limitació dels naixements.

- Dirigida : aquella que practiquen poblacions on se sap o es sospita que tenen un control eficaç per controlar la natalitat

S’ha de tenir present l’edat en la qual s’estableix la parella, ja que en població moderna: A igual edat “ la fecunditat és diferent segons les dones faci temps o no que estan casades o en parella”. Factors de què depenen la fecunditat: Fisiològic: entre aquests factors s’ha de copsar la mortalitat intra-uterina.

1) Fecundabilitat: probabilitat de què una ♀ quedi embarassada en els decurs d’un cicle menstrual. a. Depèn d’un factor de comportament que és la freqüència de les relacions sexuals. b. Abans només es considerava en aquells casos en què l’anticoncepció no es practicava.

2) Probabilitat de què una concepció acabi amb el naixement d’un individu viu. a. Depèn de la mortalitat intra-uterina

3) Interval de reaparició de l’ovulació després del part. a. Freqüència i duració de la lactància b. La demora de la reanudació de les relacions després del part. Temps mort: període de temps des del final de l’embaràs i el període més llarg dels 2 ítems

anteriors. 4) Esterilitat : (contemplada com a una esterilitat de parella)

a. Total � des del moment de l’establiment de parella NO poden tenir descendència b. Parcial � N’ha tingut abans, però ara no pot. c. Temporal � Deguda a motius fisiològics (estrés,..)

De comportament:

1) Freqüència de les relacions sexuals en situació normal a. La fecunditat creix quan la freqüència de relacions sexuals passa de dèbils mitjos.

2) Prohibicions de la lactància a. Poblacions africanes : poblacions polígames (només en la dona) b. Poblacions europees: poblacions monògames

3) Duració de la lactància a. Està mal coneguda: difícil de preveure quan el deslletament és gradual. b. Poblacions no desenvolupades; més d’un any fina als 4 anys

4) Limitació del naixement a. Anticonceptius, aborció (espontània o provocada)

5) Altres (tècniques d’ovulació,...)

Mortalitat: Individualment NO es pot predir la durada de vida d’un individu, però si que es pot fer una predicció a nivell poblacional (esperança de vida).

- El risc de mort varia en l’edat de l’individu. Taxa bruta de mortalitat (TMB) � nº de defuncions dins d’una població.

(Poc precisa perquè no té en compte les classes d’edat, la piràmide d’edats). Mortalitat infantil: Té lloc entre els 0-5 anys (la més accentuada de 0-1 any) Causes:

- Endògens: en relació amb el desenvolupament de l’embaràs i que poden haver actuat abans del naixement) � diversos síndromes, traumatismes en el part, naixement prematur, ....

- Exògenes: que resulten de la manca d’higiene, mala alimentació, estat sanitari del país,...

Falta 2/12/09!!!!!!!!!

Composició de la població: Factors dels que depèn la fecunditat:

- Fisiològics � Fecundabilitat (depens de la freqüència de les relacions sexuals (comportament)). � De comportament (poblacions no desenvolupades, més d’un any i fins a 4).

(falta ...) Polítiques demogràfiques:

� Positiva (immigració): Austràlia, EUA, Espanya Increment de la taxa de natalitat � poblacions francòfones (França i Quebec) Quebec � Guerra dels llitets: al s. XIX volia ser independent per això va augmentar la taxa de natalitat. 6-8 fills francòfones/ 3 fills anglesos. Al s. XX francòfones tenen menys fills que anglòfiles. (1.4 fills fr per 1.7 fills ang).

� Negativa (emigració): Holanda, Irlanda, Espanya Control de la natalitat � Xina Irlanda � incentivaven la gent perquè marxés. Xina � Mao-Tse-Tung � Revolució cultural a Xina (+ cultura, + sanitat = + població). Amb 1 generació es duplicaven els habitants. 1954 � cada parella només podia tenir un fill

Importància de la demografia en la biologia de les poblacions:

Tema 6: Polimorfismes de DNA 6.1. Introducció

6.1.1. Quantificació del DNA 6.1.2. Polimorfismes genètics

6.2. Tècniques d’estudi 6.3. Els genomes nuclear i mitocondrial

6.3.1. Polimorfismes d’ADN nuclear 6.3.1.1. STR, VNTR, SNP, SINE/LINE 6.3.1.2. Cromosoma Y

6.3.2. Polimorfismes d’ADN mitocondrial

Q = quantitat

6.1. Introducció: Quantificació del DNA: Els primers que es podien autoreplicar tenien:

- Poc material genètic (només per mantenir les puncions vitals) - Un increment del material genètic � + possibilitat de:

� Incrementar el nº de funcions � Incrementar la seva regulació

Resultat: Per adaptar-se amb èxit a l’ambient es requereix incrementar:

- El nº de gens - Els tipus de gens (reguladors,...)

Els canvis evolutius varen anar en aquest sentit. + MATERIAL GENÈTIC = + EVOLUCIÓ Per avaluar-ho:

- Mesura [material genètic] de diferents organismes � Estimació de la mida dels cromosomes � per tinció de Feulgen (= volum del nucli

respecte les cèl· lules) Organismes molt diferent poden tenir la mateixa o similar quantitat de DNA. (ex: criptògames = peixos pulmonats = salamandres =...) Quantitat de DNA mirant la quantitat (nº) de cromosomes � anava bé fins que es va arribar als mamífers. Detecció de les homologies entre els àcids nuclèics dels diferents organismes.

� Una aproximació més bona que “mesura la quantitat de material genètic” la dóna les diferents classes de DNA que té un organisme determinat.

Polimorfismes genètics (PG) (el més fiable) � s’hereten Podem:

- Identificar individualment - Caracteritzar la població - Fer comparacions entre poblacions

A més a al· lels = més vàlid serà el polimorfisme en qüestió (LHA � el més polimòrfic) La qualitat del polimorfisme genètic com a marcadors genètics està correlacionat amb:

- Grau de diversitat en els diferents grups humans - La seva distribució

Els PG han de complir 3 condicions: - Monofilètic � que s’hagi originat una sola vegada, són ideals per a les reconstruccions

filogenètiques de les poblacions. - Selectivament neutre ���� només en aquest cas es podran emprar per a comprendre l’historia

evolutiva, els PG provinents d’adaptacions ambientals no van bé. - Informatius � quan el grau de variació interpoblacional és inferior a la intrapoblacional.

Els PG es poden classificar de diferents formes:

Segons la seu topogràfica podem distingir: a) Polimorfismes genètics de DNA nuclear (nDNA) b) Polimorfismes genètics de DNA mitocòndria (mDNA)

6.2. Mètodes d’estudi: Les tècniques emprades per a la detecció de polimorfismes de DNA són combinacions de la utilització de:

1) Endonucleases 2) RFLP’S � fragments de restricció de longitud variable 3) PCR 4) Seqüenciació 5) Altres (HRM (segons la Tº de reacció), DHPLC (cromatografia desnaturalitzant en columna),...)

Ex: 1-2 / 1-2-4 / 3-1-2 Endonucleases (enzims de restricció) Molècules que reconeixen una seqüència nucleotídica concreta del DNA (=diana de restricció) i degrada el DNA per aquest punt tenint en compte el patró de metilació del DNA. Quan tallen � tallen les 2 cadenes i els fragments els podem classificar: Classe I

- Pes molecular més lat (300.000 daltons) - Format per subunitats no idèntiques - Necessiten més cofactors per actuar.

Classe II

- Els més senzills. - Pes molecular més baix. (20-100.000 daltons) - Format per subunitats idèntiques. - Només usen magnesi com a cofactor.

Classe III

- Entremig dels 2 anteriors - Pes molecular de 200.000 daltons - Subunitats no idèntiques - Necessiten 2 cofactors (ATP i magnesi)

Per com són les seves unitats per la necessitat de cofactors x actuar � sempre es necessita el magnesi.

Noms: Enzims de restricció � que separen M orgànica Nom bacteri + nom soca + ordre d’aparició de l’enzim � Eco R 1 (E.coli, soca R, 1r enzim que s’ha trobat)

- Els enzims de restricció més clàssics: � Reconeixen seqüències especifiques

- Altres � Tallen per llocs + enrere de la seqüència reconeguda

Ex: (CCTC 7/7) � Mnl1 (7 llocs + enrere) � Reconeixen seqüències degenerades (que permeten que un lloc sigui ocupat per més

d’una base.) Ex: CT (A/C) (T/G) AC � CTATAC + CTCGAC GANTC � hi pot haver qualsevol dels 4 nucleòtids ACC(N) GGT � si el cas anterior passa 6 vegades.

6.3. Els genomes nuclear i mitocondrial: La informació de les cèl· lules humanes s’organitza a partir de 2 genomes:

- 1 genoma nuclear - 1 genoma mitocondrial senzill

La diferència de la complexitat d’ambdós genomes reflecteix la predominança del genoma nuclear ja que,

dóna una gran quantitat d’informació genètica (=+nº de gens codificants) . La major part de la qual esta desxifrada per la síntesi de proteïnes

Sobre els ribosomes citoplasmàtics Pel què fa al genoma mitocondrial:

- Té els seus propis ribosomes mitocondrials - Només codifica per una part molt petita de les funcions mitocondrials, ja que la major part dels

polipèptids estan codificats per gens nuclears, i són sintetitzats des del citoplasma. 6.3. El genoma nuclear:

- El genoma haploid nuclear humà té unes 3000 Mb (megabases) - S’estructura en petits fragments que són els cromosomes i que tenen una mitjana de 130 Mb

(oscil· la entre 50-250 Mb) - El DNA obtingut en cada cromosoma:

� molècula única de doble hèlix (1.7-8.5 cm) - La compactació del DNA s’aconsegueix amb varies proteïnes, DNA-pont

� La unitat fonamental és el nucleosoma � 8 histones bàsiques = 2H2A, 2H2B, 2H3 i 2H4 146 pb de DNA de doble hèlix, en 1.75 voltes.

- Els nucleosomes adjacents estan connectats per uns petits fragments de DNA espaiador. - Aquest esquelet de nucleosoma lligats, s’enrotlla sobre una fibra de cromatina de 30 nm de

diàmetre. Durant la metafase aquesta estructura es condensa més, formant els cromosomes.

Empaquetament cromosòmic. Durant la metafase aquesta estructura es condensa més formant cromosomes.

El cromosoma metafàsic consisteix en:

- 2 cromàtides laterals oposades (lligades per centròmer) - Cada cromàtide constitueix en llaços de fibra cromàtide

� c/u format per 30-90 kb de DNA � c/u unit a un esquelet central de proteïnes acídiques NO histones.

Com que cada cromàtide conté una doble hèlix (excepte el centròmer) el DNA genòmic d’una cèl· lula somàtica humana, des de la fase S fins a la 1ra anafase de la mitosi esta en forma tetraploide. � encara que el nº cromosòmic sigui46 Cromosomes humans: 22 parells d’autosomes + 2 cromosomes sexuals (XX o XY)

Bandes G (Giemsa) Aquestes 23 molècules � si volem veure, com estan constituïdes genèticament; la forma més fàcil i més informativa és una tinció. Les bandes G (giemsa) ens dóna + informació perquè ens permeten diferenciar zones clares (riques en gens) de les zones negres (pobres en gens).

A-T zones fosques (pobres en gens) G-C zones clares (riques en gens)

Ambdues zones es diferencien per la classe de DNA repetitiu intercalat (intersperseed repeads). Taula (“The human nuclear” )

- Nº de gens en aquestes 3000 Mb està �50.000-100.000 gens - Malgrat la longitud total, la densitat genètica és baixa = 1 gen codifica entre 60 kb. - La major part del DNA no codificant és DNA repetit. - I del DNA no repetit és intrònic (exclòs en la transcripció de les proteïnes madures). - De les 3000 Mb � codificants són un 3% - Entre el DNA hi ha recombinació de cromosomes homòlegs. - Herència mendeliana

Part repetitiva del DNA: 3000 Mb

- 20% � GÈNIC: s’estructuren en gens o pseudogens � 10% porció codificant � 90% porció NO codificant.

� Introns � Pseudogens � Fragments de gens

- 80% �EXTRAGÈNIC (=no codificant: és el DNA que es repeteix bastant

� 70-80% còpia única o poques repeticions � 20-30% que serien moderadament o moltes còpies

� 60% còpies de DNA repetides en tàndem � 40% són fragments de DNA copiats de forma intercalada en el genoma. � un

en el cromosoma 1, un altre en el 7; NO en tàndem (interspersed repeads) Quan volem fer 1 estudi de polimorfismes: El fem a 2 nivells:

- El de la part NO codificant - L’estudi de la part codificant

Polimorfismes: - Per fer identificacions individuals - Per caracteritzar poblacions.

(Contribuiria molt en la caracterització individual i poblacional de l’espècie humana.)

D’aquest DNA- NO codificant � el podem classificar segons la longitud del fragment que es copia en tàndem. STR (microsatèlids) (short-tandem repeats) - Repeticions de DNAn constituïts en tàndem (són fragments de longitud curta = de mitjana tenen

entre 2 i 5 pb (=nucleòtids) però podem trobar 2 a 7.) - Aquests polimorfismes presenten molts al· lels.

- Els al· lels veuen presentats pel nº de repeticions en tàndem que tenim. Ex: al· lel 74 � té 74 repeticions en tàndem.

- Els seus al· lels es produeixen per mutacions que provoquen variacions en el nº de repeticions. - L’ elevada taxa de mutació (1.2 x 103) fa que tinguin una evolució més ràpida que les seqüències de

DNA no repetitives. - Els STR tenen entre 2-5 (màx. 7) nucleòtids.

Existeixen 2 models de la producció de nous al· lels:

a) Model a simple step (un canvi d’un sol pas.) � l’evolució de les seqüències es produeix a través de canvis d’una unitat de repetició.

b) Model bifàsic (de doble pas) � a més del model anterior hi hauria mutacions que afecten a blocs sencers d’unitats repetitives, amb la conseqüent variació en la longitud de l’al· lel de més d’una unitat de repetició.

VNTR (minisatèlids):

- Són repeticions de7-8 nucleòtids repetits en tàndem - Són més riques en la composició de G-C que NO pas en STR - El nº de repeticions que hi ha va des poques desenes (≈20) fins centenars (↑↑variació). - Taxa de mutació alta fins al 7% � + elevada que els STR i que els polimorfismes d’una sola

base (SNP). SNP (polimorfismes d’una sola base) i polimorfismes inserció/deleció

- Són polimorfismes puntuals de pb, dels quals els RFLP són l’exemple típic. - Són canvis estructurals en 1 sola base. - Hi ha insercions i delecions d’un pb - Taxes de mutació molt baixes; sovint representen fets mutacionals únics, NO recurrents. Mutacions monofilètiques perquè muten poc i ens permeten estudiar canvis que hi ha hagut en períodes llargs de temps.

NOTA: els polimorfismes que muten molt són útils per estudiar canvis en poblacions contemporànies. Són les bases per identificar persones (de tipus forense,...)

SINE/LINE

����SINE (Short interspersed elements) = repeticions intercalades curtes.

- Sobre 500pb - 105 o més còpies en el genoma nuclear

Ex: família Alu:

- 300 pb cada còpia (algunes es transcriuen, altres es consideren pseudogens). - Més de 500.000 seqüències - Distribució no uniforme. - Nivell d’homologia entre les còpies 85% S’agrupen en famílies!

����LINE (Long interspersed elements) = repeticions intercalades llargues

- Més de 500 pb - 104 o més còpies en el genoma nuclear.

Ex: família Knp (lloc de restricció específic en primats)

NOTA: Una de les mutacions que tenen lloc més freqüents són les puntuals � que fan que quan usem enzims de restricció es comportin diferent � canvien la diana de restricció i per això es comporten com a polimorfismes. 6.3.1.2 Cromosoma Y : - Molècula de 60 Mb de DNA lineal dividit en 2 regions

o Y específica: que no té homòleg en el cr.X o PAR: amb homologia en ambdós extrems del cr. X. � zona pseudoautosòmica =recombina

amb el cr. X. - Durant la meiosi les 2 regions PAR dels cromosomes X i Y s’aparellen i hi ha recombinació entre

ambdós cromosomes. PAR 1 > PAR2

- S’anomena així (PAR) perquè les copies lligades a X i Y són homòlogues entre si, igual que els parells d’autosomes.

- Excepció (cas especial): si entre els cr. X i Y, es recombinen zones dels braços curts ≠ a la regió PAR1, s’originaran:

o Homes XX o Dones XY

Cromosoma Y� gran part d’eucromatina (↓heterocromatina = regió + petita i amb poca expressió gènica). A part de la variació que hi hagi en les repeticions es poden configurar haplotips. En els STR, VNTR, SNP, com que són repeticions en tàndems també generen haplotips. (amb elevada capacitat de discriminació). Per tant, podem els usar com a identificadors individuals i poblacionals. (com ja vam veure). NRY � part del cromosoma Y no recombinant Polimorfismes genètics:

SNP’S No codificant STR

UNTR SINE/ LINE � dispersos (transposons) DNA nuclear (n DNA) Poc codificant � cr. Y Grups sanguinis

Codificant HLA HPA Herència monoparental DNA mitocondrial (mDNA)

Cromosoma Y

PAR 1 (Conté):

- Almenys 6 gens (un és el MIC2 que dona la proteïna (D9)). - Molts loci minisatèlids hipervaiables rics en seqüències GC (zones clares en gens) - Té una freqüència de combinació del 50% (sobretot a la part més distal de la zona PAR1)

PAR 2: - Té una taxa de recombinació del 2%, que malgrat ser més inferior a PAR1, és 6 vegades més

freqüent de la resta del genoma � La major part del cr. Y presenta seqüències polimòrfiques organitzades en repeticions en TÀNDEM,

les quals estan disperses per tot el genoma. � El cr. Y presenta propietats similars al DNAm, en el sentit que:

o No hi ha recombinació meiòtica o S’hereta exclusivament a partir d’un progenitor, en aquest cas el patern.

CLADE (haplogrup) Subhaplogrup Haplogrup= conjunt d’haplotips Haplotip � dotació haploid dels PG del cr. Y (NRY) Haplotip � autosomes (HLA, Rh) Cr. Y � Estudi de RNY (Joblin et al 2003)

- Basat en el “The Y Chromosome Consortium” - Arbre més parsimoniós de 153 haplogrups - El clade Y conté tots els haplogrups: A-R - L’arrel de l’arbre apareix assenyalada amb una

fletxa - Els noms de les mutacions apareixen al llarg de les

diferents branques. Q i R són els haplogrups que més han evolucionat � Amèrica (poblacions natives) A i E són els més antics � Àfrica

Característiques individuals

Característiques poblacionals

Comparació interpoblacional

Figura 6. Extraida de Jobling et al.(2003) Distribución global de los haplogrupos del cromosoma Y. Cada circulo representa una muestra de la población con la frecuencia de sus 18 haplogrupos más significativos identificados por

el YCC.

El genoma mitocondrial : - Més petit que el genoma nuclear haploide (3000 Mb)

(el DNAm té � 16.6 kb) - És una sola molècula que s’hereta en bloc perquè és circular (tancada) - El DNAn associat a proteïnes (histones, no histones)

DNAm lliure de proteïnes - DNAn � 100.000 gens

DNAm � 37 gens � però en relació al total de la molècula fa que la densitat gènica sigui més alta.

- Densitat gènica: DNAn 1/30 kb DNAm 1/04 kb (+ d’un gen per kb)

- DNAm amb menys repeticions, sense introns - Percentatge de capacitat codificadora de DNAm (95%) DNAn (2-3%) - DNAm no recombina (teòricament)

DNAn si que recombina. DNAm � 2 rRNA, 22 tRNA, 13 polipèptid gens

DNAm: Introducció: - Fan fosforilació oxidativa (que genera Energia) - Cada cèl· lula té moltes mitocòndries (cada mitocòndria té 5-10 copies de DNAm (=elevat nº de

molècules de DNAm per cèl· lula).

Va bé per estudiar restes antigues o restes modernes mal conservades � DNA en mal estat (DNAn � només té una còpia per cèl· lula.)

GENOMA MITOCONDRIAL HUMÀ: - Circular amb 16, 569 pb - Doble cadena pesada (H) rica en G i lleugera (L) rica en C. (=el pes de la G és major que els de

la C) - Un 90% codificant (37 gens)

� 13 proteïnes (cadena respiratòria) , 2 RNA ribosòmics, 2 RNA transferència - D-loop o regió de control:

� No codificant (1.21 pb) � Intervé en el procés de replicació � 2 regions hipervariables: HVRI i HVRII (regió hipervariable 1,2,3 i,4 –les 2 últimes són

noves!-) - Cadena lleugera a la regió codificant - Cadena pesada a la regió no codificant

DNAm:

- Herència materna (exclusivament) � homoplàsmia (totes les mitocòndries són iguals) - Taxa de mutació elevada (homoplàsmia / heteroplàsmia)

� Per no associació a proteïnes � Per no tenir enzims reparadors

- No recombinació NUMT’S - Només el transmeten dones (llinatges femenins) � al contrari que el cr. Y. Però l’hereten ♀ i ♂.

Herència materna: Els mitocondris paterns són al coll de l’espermatozoide i no penetren i si ho fan són automàticament destruïts en la 1ra fase del desenvolupament embrionari (embriogènesis).

� Reflexa la genealogia femenina.

Absència de recombinació:

Teòricament el DNAm té condicions per recombina (Morris y Lightowlers, 2000)

� DNAm matern i patern � ≠ molècules de DNAm en el mateix oòcit heteroplasmàtic � DNAm i DNAn

Hi ha varis estudis que mostren evidències de que el DNAm pot recombinar. (ex: Eyre – Walker et al 1999, ...)

Al DNAm la majoria de les mutacions es situen a la zona NO codificant:

- La part (D-loop) no codificant pot anar acumulant canvis i mutacions que passen a la següent generació perquè no afecta. (=perquè és no codificant)

- Codificant � relacionat en funcions vitals podria donar individus no viables, avortaments,... aquests 37 gens afectarien a proteïnes, rRNA, tRNA:

Implicada amb funcions vitals com la fosforilació oxidativa (↓ síntesi de ATP). Les hipervariables � estan definides en funció dels nucleòtids que expressen?

- Taxa de mutació tampoc es distribueix per zones dins del D-loop � sinó que tenen una taxa de

canvi en unes posicions determinades � això es deuria a les posicions que assoleix quan la molècula està replegada en estructura terciària.

- Les zones situades més internament dins la molècula estan menys exposades a l’atac dels radicals lliures.

- De manera que les parts més externes si que estan exposades i per això són zones hipervariables (= amb elevada taxa de mutació)

NOTA: nosaltres dibuixem la molècula com un cercle però en realitat és un garbuix Mutacions � poden afectar a :

- Cèl·lules somàtiques (individu - Cèl·lules germinals (passa a la descendència) � poden arribar a fixar-se a la població

Heteroplàsmia puntuals � mitocondris diferents (ex: ) CRS: seqüència de referència consens (=Seqüència d’Andersen) =metge anglès

ATCGTCAA ATCCTCAA

CTCTAG CTGTAC

Taxa d’evolució relativament ràpida � unes 10 vegades més que el DNAn - Una variació en la molècula (2-4% cada 10.000.000 d’anys) - Elevat nombre de mutacions (majoria neutres, algunes associades a malalties)

Per les seves característiques el DNAm és utilitzat per l’estudi de diferents àrees � forense, evolució humana, genètica de poblacions,...

Funció de 2 processos:

- Taxa de mutació � taxa a la qual sorgeixen les mutacions.

� Elevada � absència de sistema reparador i d’histones; contínuament exposat a radicals d’O2. Els radicals d’O2� fan que amb el temps vagis acumulant mutacions somàtiques.

� Heterogènia � és diu això perquè no afecta a totes les parts igual. � En general més elevada

en HVRI i HVRII, però variable de posició a posició. Ex: dins d’una zona (ex: HVRI) la taxa de mutació és altament variable.

- Taxa de fixació � probabilitat de què una mutació nova es fixi a una població.

DNAm: retrospectiva: Els pioners en actualitzar la variació del DNAm van ser Wesley Brown i Douglas Walace (1980) Van usar diferents enzims de restricció en un grup petit d’individus. Al 1991, Vigilant et al, van usar per 1ra vegada la seqüenciació de punts del genoma mitocondrial.

1) 1-6 enzims de restricció � Baixa resolució 2) 12-14 enzims de restricció � Alta resolució 3) Seqüenciació � Alta resolució

Actualment: Seqüenciació de regions hipervariables del DNAm i anàlisi de RFLP; seqüenciació de tot el DNAm.

Poden aparèixer les mutacions per: - Una eventual contribució paterna � provable recombinació - Perquè en una moment concret hi hagi

� Un canvi nucleotídic.(substitucions) � Inversions, delecions,..)

a) Com el determinem un canvi nucleotídic.?

No afecta a tot el DNAm, per tant: Hi ha 2 estirps mitocondrials � la normal i la mutada � les podrem diferenciar perquè hi ha una seqüència de referència consens (CRS). Feta per diversos mitocondris (de dones de la població consens ≈ 50 (en anafase). � que es troba amb una alta freqüència de la CRS..

Gràfiques = electrofenogrames � per seqüenciació veiem si hi ha o no presencia d’heteroplàsmies.

- Sovint el seqüenciador el que fa es que les 2 bases mira el pic majoritari - Únicament les podríem determinar si més d’un pic a l’electrofenograma (si el pic és minoritari

no ho detectarà). Transmissió uniparental per noves mutacions � homoplàsia (=estadi en que totes les molècules de mtDNA son iguals) però no és veritat!! � heteroplasmia és més freqüent i més del 70% dels individus presenten mtDNA diferent L’heteroplàsmia es considera com una posició intermèdia abans que arribi a fixar-se una mutació.

Ex: Si suposem que l’àvia té una CRS, no veurem que la filla la tingui. Necessitem una altra generació. Fill: ATC G TCAA Mare: ATC G/C TCAA Àvia: ATC C TCAA � (mutació fixada)

Com es fixa l’heteroplàsmia? Quan es forma el oòcit (en el naixement) i, al llarg de la vida fins la fecundació es produeix el coll d’ampolla: un oòcit té moltes mitocòndries i, el nº es redueix molt fins a 1-30 mitocòndries. Amb aquesta reducció la cèl· lula té unes combinacions o no (pot ser que només es quedi amb mtDNA d’un tipus � descendent homplàmasic). No es pot predir el risc de que la descendència sigui afectada per deficiències en el mtDNA.

� Deriva mitocondrial molt gran ja que es passa d’unes 100.000 molècules a entre 3 – 10

Aquestes mutacions poden afectar a tots 2 tipus de cèl· lules; però només es fixen si tenen lloc a les cèl· lules germinals. Degut a la fosforilació oxidativa tots anem acumulant mutacions, però no les transmetem.

b) Canvis com: insercions i delecions ���� donen lloc a heteroplàsmies de longitud. En condicions normals (sense patologies) les insercions i les delecions són curtes i estan associades a la zona del D-loop (com els altres tipus de mutacions). Heteroplàsmies:

- A les c. germinals - A les c. somàtiques� si que tenen incidència en l’aparició de malalties. Perquè quan el nº de

cèl· lules mutades traspassa el llindar apareix la malaltia. Les malalties associades a les molècules mitocondrials són les associades amb teixits amb ↑consum de O2 i ATP � degut a la fosforilació oxidativa i l’ATP. (ex: cèl· lules musculars, cerebrals,...).

DNAm: Nomenclatura – RFLPs L’anàlisi de RFLPs de tot el DNAm ha demostrat l’existència de llocs polimòrfics estables que defineixen grups de DNAm, específics d’un determinat continent, que s’han anomenat haplogrups.

(1) Torroni et al, 1993, 1994, 1996; Chen et al, 1995; entre otros

Haplogrups: Àfrica � L1, L2, L3 (Est A � M) Europa �H,I,J,T,U, (K), V, W, X Àsia � M (C,D,G,E) A, B, I Amèrica � A, B, C, D (web � www.mitomap.com )

DNAm: Nomenclatura – seqúències Utilitzen seqüències del D-Loop d’individus d’Europa i Orient mitjà, Richards et al (1996) van trobar 5 grups mitocondrials ben definits, que van anomenar “Clusters”.

Aplicacions del DNAm:

- Filogènia �Utilitzat en test de maternitat

- Identificació forense �Ex: identificació de les restes de la Família Reial Russa

- Estudis evolutius � Filogènia de primats

- Origen de l’home � teoria de l’EVA mitocondrial. Hipòtesi Out of Africa � l’origen de l’home prové d’una població africana. (El contrari de la Teoria multiregional� origen a diferents punts alhora). Rebbeca L. Cann, Mark Stoneking & Allan C. Wilson (1987). Mitochondrial DNA and Human Evolution. Nature 325, 31-6

El DNAm de 147 individus originaris de 5 regions � 134 haplotips. Dona que va viure probablement a Àfrica fa 285 -143 mil anys No vol dir que fos només una única dona sinó que els altres llinatges es van extingir.

Llibre � Les 7 filles d’EVA � ≠ haplogrups europeus. Al 2000 Ingman et al, va seqüenciar el DNAmt complet de 53 individus de diversos orígens • Aquest treball suporta la teoria “out of Africa”

Africans

No africans

- Estudi dels Neandertals � Mapa “Especímenes Neandertales estudiados” � Seqüències recuperades

• HVI

• HVII � menys estudis perquè hi havia menys material. Els neandertals es diferencien dels humans actuals en un promig de 275 ± 2.2 posicions. (rang 2.2-3.6). 3.37 vegades més que la variació mitja...

Dendrograma: - No hi va haver contribució genètica Neandertal a la població humana actual - Aquests anàlisis suporten la teoria “out of Africa” i rebutgen la teoria

multiregional. Seqüències recuperades:

(falta quadre de malalties de DNAm)

Tema 7. Sistema de Grups Sanguinis ABO i grups relacionats 7.1 Introducció 7.2 Sistemes de grups sanguinis ABO i H 7.2.2 Subgrups 7.3 Sistema Lewis 7.4 Tipus de deficients de H 7.5 Biosíntesi dels Ags ABO, H, Lewis 7.6 Genètica Molecular 7.7 Distribució poblacional

ANTÍGENS ERITROCITÀRIS: sistemes sanguinis El terme grup sanguini es restringeix únicament als antígens de superfície de les cèl· lules de la sèrie vermella de la sang (=eritròcits) Aglutinacions = reacció antigen-anticòs Antigen: substància forànea a l’organisme i que en contacte amb ell provoca una reacció immune.

Regulació per un gen o un grup de gens estretament lligats sense que existeixi recombinació entre ells (per tant els considerarem haplotips). Els antígens (o els haplotips) dels diferents grups sanguinis mostren una ample variació de les seves freqüències entre diverses poblacions humanes, constituint importants elements per a la classificació antropològica, diagnòstic de paternitat i estudis de lligament genètic i evolució. Funcions:

- Transport: sobretot d’ions (ex: sistemes Diego i Rh) - Estructural: Intercomunicació cel· lular - Adhesió molecular - Enzims de superfície

Anticòs: immunoglobulines del sistema immune que actuen eliminant antígens. 29 sistemes de grups sanguinis amb més de 207 antígens diferents.

Sang:

- Manteniment de l’homeotèrmia - Oxigenació - 5-10% del pes total d’un individu.

� Plasma � ≈55% (del volum de la sang) � Components cel· lulars � ≈45%

� 1% glòbuls blancs i plaquetes � 44% hematies (eritròcit ?¿)

Eritròcits:

- Un individu adult té un promig de 5x 106 hematies / ml � variació en funció del sexe �♂5.5 i ♀4.5.

- Forma de lent bicòncava � perquè han perdut el nucli (cels terminals no es divideixen). Els eritroblasts (precursors) si que en tenen.

- Els hematies tenen molt desgast ja que han de fer ↑ tasques i per tant, no es poden permetre mantenir una més.

- Membranes riques en molècules � ↑ quantitat / diversitat de funcions. Membrana hemàtica: tenim una gran quantitat d’antígens eritrocitàris que s’agrupen en sistemes de grups sanguinis � hi ha més de 26 sistemes de grups sanguinis ben determinats. I, al voltant de 200 antígens eritrocitàris, alguns d’ells per determinar si corresponen a algun sistema sanguini o no.

Cada hematies mostra porta almenys un representant antigènic de cada grup sanguini.

Definició antigen= estan codificats genèticament, tenen capacitat de crear anticossos. Aquests sistemes de grups sanguinis coneguts � se sap perfectament en quin cromosoma estan i en quina posició.

Estructura de la membrana hemàtica Formada per:

- Una bicapa lipídica a dins hi trobarem � ≈ 60% de fosfolípids � 30% colesterol (intercalats entre fosfolípids) � 10% lípids diferents

- Recoberta de molècules associades a proteïnes que es generen a un citoesquelet d’esepctina. De les proteïnes � la proteïna banda 3 és molt majoritària i connecta la bicapa lipídica amb el citoesquelet � travessa ≠ vegades la bicapa lipídica i gràcies a les proteïnes 21 i/o 42 s’ancoren al citoesquelet d’espectrina. Restes de glúcids associats (glicoproteïna): Glicoforines o siaoglicoproteïnes �α, ß, D que formen part dels antígens del sistema MN. Molècules de proteïnes associades a l’àcid Siàlic (carrega -) � sialoproteïnes= sialoglicoproteïnes� responsables de què la membrana hemàtica estigui carregada negativament.

- La ß s’ancora al citoesquelet d’espectrina per un punt concret del citoesquelet anomenat NU El Nus representa una discontinuïtat en la capa d’espectrina i està constituït per:

� Actina � Trombomiosina (envoltada d’actina) � Aldosina

(Nus � interromp la continuïtat de l’esquelet d’espectrina.)

- La α és més llarga i es diu que es pot ancorar sobre l’espectrina però no se sap. - La D no intervé en l’associació de la bicapa amb el citoesquelet. (De les sialoproteines � les que se sap segur que estan ancorades al NUS són les α i la ß; i la delta NO. ) Proteïna D � constitueix l’antigen D del sistema Rh. Que funcionaria com un canal. Citoesquelet d’espectrina: 2 cadenes (α i ß) = heterodímer � formen una estructura hexagonal (hexàgon + aviat aplanat) Proteïnes de membrana:

- Moltes són antigèniques � ex: moltes sialoglicoproteïnes ho són del sistema MN - Altres es corresponen a una estructura antigènica del sistema ABO que travessarien la bicapa

lipídica formant com una mena de canal entre la part extracel· lular i l’intracel· lular - Antígens del sistema Rh (són els connectats al intracel· lular) - La resta acostumen a ser de superfície.

3 sistemes ABO, Rh,.. � en què els antígens són el resultat indirecte de l’acció dels seus gens. Perquè codifiquen per unes transferases. Els antígens es formen com a resultat de l’acció d’aquests enzims. Els sistemes de grups sanguinis ABO i grups relacionats (H i Lewis) estan relacionats perquè tenen el mateix precursor bioquímic (= la lactoneotetraosa = LNT� lactat + 4 restes glucosídiques) L’ABO i l’H: més íntimament relacionats entre sí perquè els seus antígens són cel· lulars � = a la membrana de d’hematies � que amés en persones secretores es poden trobar en secrecions cel· lulars.

Antigen H � són glicolípids de membrana (quan estan associats a membrana) i en secreció són glúcids associats a la secreció.

Lewis i CH/RG (Chido/ Rogers): són antígens de secrecions corporals que poden manifestar les hematies degut a què les absorbeixen del plasma. Els manifesten perquè els absorbeixen del plasma (però no perquè els sintetitzin ells o siguin membres propis estructurals de membrana.). Fan diferents funcions:

- Transport (Diego � anions) (Rh � ions) - Estructural � glicoforines = sialoglicoproteïnes

Grup A = α sialoglicoproteïnes Grup B=ß sialoglicoproteïnes Grup C/D = D sialoglicoproteïnes

- Citoquinines receptores (Fy �daffy) - Molècules d’adhesió (LW) - Enzims de superfície (KEL) - Proteïnes del control del complement - Etc.

Ph, Fy, XG, KEL � donen la malaltia hemolítica del nadó.

Immunitat: - Humoral � reacció post-transfusional - Cel·lular � refús dels empelts

Sistema ABO:

Antígens ABO: Aquest antígens es caracteritzen perquè no son el resultat de la transcripció dels seus gens sinó que aquests gens codifiquen per uns enzims (transferases) que transfereixen restes glucosídiques � glucosil-transferasa.

- Els antígens tenen diferent naturalesa: o Glicolípids (quan estan en membrana) o Glicoproteïnes (en el plasma)

Els Antígens poden ser glicoproteïnes o glicolípids però sempre han de tenir una part glucídica. La part reactiva amb la hg de la molècula és la part glucosídica

- La part glucosídica (no proteica) és la que dóna l’especificitat i és la part que reacciona amb l’anticòs i s’anomena part hèptica (haptè)

- L’altra part provoca la reacció de l’anticòs i dona l’antigenicitat NOTA: no formen part del mateix sistema de grups sanguinis què segreguen independentment.

Sistemes Grups sanguinis AB0 i grups relacionats (H i Lewis) A,B,0 i H � Ag cel· lulars Lewis � Ag de secreció corporals (en els hematies per absorció del plasma) Gen H H, Lewis i secretor � cromosoma 19 ABO � cromosoma 9 H>h Le/le A=B>0 A1>A2>0 Comparteixen el mateix precursor bioquímic � LNT. Els antígens H són precursors dels antígens ABO. (Antigen H = antigen 0)

HAPTÉ (Part no proteica) Part proteica - Dóna la especificitat (cap reacció Ac) - Reacciona amb Ac

- Dóna l’antigenicitat - Provoca formació de l’Ac

Gen H: 19 q 13.3� 1 sol exó Sobre la substància precursora (LNT ) actua l’al· lel H que està codificat en el cromosoma 19 i codifica per una transferasa H. Sobre l’antigen H ens actua la transferasa A resultat de l’al· lel A, transferasa B si l’al· lel és el B i l’al· lel O que se sap ara que codifica per una transferasa no funcional. (La substància precursora és diferent en 2 formes: β-galactosa-terminal és on es diferencien.) Els individus amb transferasa H no funcional (hh) són individus Bombay. Quan tenim h � LNT. El no funcionament de la H no implica que no funcioni ABO perquè estan en cromosomes diferents (ABO del cromosoma 9 i gen H en 19).

Els individus O tenen fucosa perquè són l’antigen H. Els individus Bombay NO enganxen una fucosa i per tant, ens queda el precursor tal qual.

El gen H està en el cromosoma 19 i té un sol axó. Al· lel H: glucosil transferasa que transfereix restes de fucosa i la enganxa a la β-galactosa-terminal de la LNT � té 5 restes glucosídiques. Sobre aquest Ag H actuarien les transferases A i b.

- A: Transfereix restes de n-acetilgalactosamina i les enganxa també a la β-galactosa-terminal � Resultat = Ag A que té 6 restes glucosídiques.

- B: Transfereix β-galactosa i les enganxa a la β-galactosa-terminal � formació de l’Ag B. Només es diferència de l’Ag A en una resta glucosídica.

Els individus del grup O, codifiquen per una transferasa no funcional � els individus del grup O es queden amb l’Ag H. El grup O conserven el 100% d’Ag H.

- Transferasa A2 que, treballa lentament � transforma Ag H en Ag A2 però poc � individus A2

tenen molt AgH però també una mica d’Ag A2. - Grup B: Transferasa B actua més ràpid � menys H - Grups A2B: 2 transferases � acció potenciada � encara menys H - Grup A1: és la transferasa que més rendeix (més eficient) - Grup A1B: acció més i més potenciada.

O > A2 > B > A2B > A1> A1B

més H menys H

AgH (precursor d’Ag A i B) Per tant en grups A, B, AB anem gastant AgH conforma anem sintetitzant AgA i AgB. D’aquesta manera (veiem en el requadre anterior) que hi ha una disminució de H, per tant, AB (que són els que han gastat + AgH) són els que aglutinen menys! I de la mateixa manera el grup 0 NO transformen Ag H (tenen 100% Ag H)

Fenotip bombay: - Són individus “hh” independentment del grup ABO que tinguin. - No tenen Ag H. - No tenen Leb (i pot ser que tampoc Lea segons si tenen el gen Lewis) - Tenen anti-A, anti-B i anti-H.

- Trobat a Bombay ja que allà hi ha una freqüència molt + elevada � 1 individu/16.000 � molt problemes perquè NO tenen grups sanguinis. (En població normal 1/100.000 individus)

- Només poden rebre i donar sang a individus Bombay. - Problemàtics pel diagnòstic de paternitat.

Cas real de família Bombay Com pot ser AB una filla de A0 i 00? Determinar amb anti-H si reaccionava. Es va veure que la mare donava negativa, per tant que era hh i que els seus pares eren heterozigots (Hh). La mare podia ser 0/B i que l’AgB no el manifestés. (encara que actuava com si fos 0) Es va determinar amb anti-H (de Ulex europaeus). No produeix incompatibilitat fetus-mare perquè són l’H i els AB0 � IgM’s

- Els individus bombay no manifesten AgH ni en secrecions cels ni en hematies. - Però el fenotip parabombay � té unes mutacions diferents; (en una li resta 90Aa) i en unes

altres; una afecta a la part activa i un afecta a la part d’anclatge de la una transferasa amb l’aparell de Golgi (=ja NO pot ser transportada)

Els individus Parabombay presenten AgH en secresions però NO el presenten en hematies!! Individus bombay:

1) Degut a una mutació (1 deleció) el que fa es generar un codó stop abans d’hora Perd +/- (respecte la transferasa normal) unes 49-50 restes Aa No és que NO se sintetitzi res sinó que la transferasa NO és activa.

2) Mutació � posició 282?¿ Canvi d’una leucina per una arginina � transferasa NO activa

3) Fenotip parabombay � variant del fenotip Bombay. La transferasa H no els hi actua via cel· lular però sí que els hi actua via secrecions = manifestant l’AgH en secrecions però NO en els hematies. També entra en relació les mutacions que pugui haver-hi en els gens Se/se (secretor / no secretor)

Estructura de la transferasa H (tH): Al· lel H = tH � codifica per una proteïna amb 365 restes nucleotídiques. tH � s’han descrit diferents mutacions. Totes aquelles que donen una transferasa NO funcional seran individus amb fenotip Bombay. En tenim per 2 motius:

1) Apareix 1 codó stop abans d’hora i per tant, es perden 50 restes acídiques � l’enzim NO té capacitat de catalitzar la reacció de transformació (és més curt i ha perdut el centre funcional)

2) 1 canvi � mutació cap a +/- ½ proteïna Lectina?= arginina?¿ � altera conformació 3D = H inactiva.

Sistema AB0: - Al braç llarg del cr. 9 - En la síntesi de la transferasa intervenen 7 axons - La part determinant perquè la transferasa sigui activa està a l’exó 7 i en excepcions també en axó

6 - 18-19 kb � composta per un total de 1062 pb. - Codifica x unes 235-236 restes Aa - Entremig: zones intròniques. - La diferència que hi ha entre els individus A1 i els del grup B; veiem que presenta 7 restes

nucleotidíques diferents que determinen.. - Relació recíproca a cada individu entre els antígens presents en els eritròcits i els anticossos

presents en el sèrum.

Transferases ABO: Transferasa H � codificada per un axó En el Sistema ABO, la substància que dóna lloc a A i B són transferases que estan codificades per 7 exons amb els corresponents introns. Els exons 6é i 7é codifiquen per més del 75% de la molècula (el 7é codifica 225aa)perquè són més grans.) Transferasa A1 (=A):

- En el Sistema ABO, es pensa que la transformació d’Ag H als ABO es duu a terme per un conjunt de transferases que s’han originat a partir d’una transferasa precursora (=transferasa A1)

- És la que és més eficient en la transformació. Com que és la 1a, i la patró, la transferasa A1 l’anomenarem transferasa A.

La transferasa A2:

- És activa però no massa - Creada a partir d’una substitució i una deleció:

� Substitució en la resta (267) que implica 1 canvi (C�T)� canvi de Prolina per Leucina � Deleció que provoca que la transferasa sigui més llarga � 21 restes Aa de més

La transferasa B Presenta 7 canvis nucleotídics. D’aquets canvis, només 4 dóna lloc a 4 restes aminoacídiques diferents i estan en les posicions 176, 235, 266, 268. Transferasa O Qualsevol canvi mutacional a partir de la transferasa A � al· lel O perquè l’enzim és no funcional. Hi ha moltes transferases O (que no son funcionals) però la més freqüent de totes és la transferasa O1. �Transferasa O1 Presenta una deleció de una G que esta en posició 261 (és AgA fina a l’Aa 86) Codó STOP abans d’hora que fa que la transferasa sigui + curta. Només té 117 restes aa de les 357 que té la transferasa A1 Després es va veure altres mutacions que estaven a l’axó 7 que també donaven una transferasa no funcional. No pudien assegurar que vingués de A1 podien venir d’un potencial transferasa B. �Transferasa O2:

- Sense deleció 261 � no és una transferasa curta - Amb 2 canvis mutacionals:

� Arg � Gly (176) (coincideix amb transferasa B) � Gly � Arg (368)

Transferasa “cis” AB Presenta una mutació característica de A2 i presenta mutació en 268 en AB. .

Transferases “cis” AB

Es creia que no era possible fins que no es va descobrir cis AB Berstein � s. AB0 (1 locus ≠ al· lels) Furuhata � proposa s.AB0 2 locus 1 locus � al· lel a i al· lel no a 1 locus � al· lel b i al· lel no b

Duplicació del locus AB � es va justificar la teoria de Furuhata.

Cromosoma que era A i B en posició 6. Subgrups sistema ABO

- Divisió del grup A en A1 i A2 � A1B i A2B � Diferència en quant al nombre de punts antigènics

� anti A1-Dolichos biflorus � Altres variants (A3, Ax, Ael...)

- Subgrups B

� B3, Bx, Bm

- Dos loci (A i B) localitzats en tàndem com a conseqüència d’una recombinació desigual - Mutació d’A ó de B de forma que es genera un enzim amb una àmplia especificitat

Antígens AB0:

- Primera detecció dels antígens ABO i H a la 5ª setmana de gestació - Presència de més punts antigènics en adults que en nounats - Lleugera davallada d’antígens en persones grans

Sistema Lewis:

Sistema d’antígens de secrecions corporals. Per absorció dels antígens del plasma. Intervenen 2 al· lels Le>le Antígens: Lea, Leb Fenotips: Le (a), Le (b) + � presència d’Ag - � absència d’Ag

Els individus: LeLe o Lele � donen Le (a+) lele � donen Le(a-b-) No secretor (sese)� NO pot ser Le (b+) Secretor (Se__) � individus capaços de secretar ABH i Lewis en les secrecions i formar Le (b+)

(És el mateix que dir: Leb� són sempre Se__ i H)

Le (a+b+)� són sempre Se__ (secretors) i Le__ Le (a+b-) � són sese (no secretors) i són Le__ Le (a-b-) � poden ser Se__ (secretors) o sese (no secretors) i són lele **Els Antigens del sistema Lewis són corporals i els poden manifestar en els hematies si l’absorbeixen del plasma però només si hi ha en molta quantitat � trobaran el producte final de la cadena bioquímica el Lewisb. El Lewisa no es manifesta perquè es gasta per transformar-lo en Lewisb.

Genotip Fenotip

Secrecions Hematies

lele, sese Le (a-b-) Le (a-b-)

Le__, sese Le (a+b-) Le (a+b-)

Le__, Se__

Le (a+b+)

Le (a-b+)**

Hi ha 2 al· lels Le i le ���� le: codifica per una lewis transferasa que no es funcional, en canvi, la Le codifica per l’al· lel funcional. A partir de la substància precursora de tipus 1, si trobem un individu que és homozigot per l’al· lel recessiu (lele), codifica per una lewis transferasa no funcional i la via sintètica queda tallada � Resultat: els Ag Lewis a � Lea // Ag Lewis b � Leb i el fenotip serà Le (a- b-). Si l’al· lel és dominant (Le__), codifica per una lewis transferasa que és una fucosil transferasa, és a dir, les 3 transferases (H, ABO i la Lewis son fucosil-transferasa). La Lewis-transferasa enganxa la fucosa al penúltim residu de LNT i la H-transferasa enganxa la fucosa a l’últim residu de la LNT. El resultat d’aquesta transformació és l’aparició de l’Ag Lewisa � els individus que tenen aquest al· lel tindran Ag Lewisa però no el Lewisb. Si l’individu, a més a més de tenir Le__ és secretor (Se__), voldrà dir que tindrà la H-transferasa treballant en secrecions perquè els enzims que tenen treballen via cel· lular i via secreció. L’H-transferasa enganxava la fucosa en l’última posició de LNT. L’Ag Lewisa és el precursor bioquímic de Lewisb � Lewisb es diferencia de Lewisa perquè porta una fucosa de més que li ha enganxat la H-transferasa � l’individu fenotípicament serà Lewisa i Lewisb. Quadre que remarca la part de l’heptè. (nucli disacàrid + fucosa) Si l’individu és Bombai (hh) o no secretor (sese) la cadena bioquímica es talla i l’individu és Lea (mai Leb). Un individu no secretor (sese) no pot ser mai Leb perquè té tH no funcional. (Secretor no vol dir que siguis H!! Sinó que transferasa h treballa a doble nivell.)

- A partir del precursor tipus 1 � obtenim Lea i Leb - A partir del precursor tipus 2 � obtenim Lex i Ley � son isòmers de Lea i Leb respectivament. Els precursors més freqüents són el de tipus 1 i 2. Però també n’hi ha més! (Tipus 3, 4, 5 i 6)

El precursor tipus 1 esta de forma genèrica en secrecions � el lloc més ric antigenicament serà el plasma però també apareix en teixits derivats de l’endoderm.

El precursor tipus 2 apareix en cèl· lules (eritròcits), en secrecions però només si és secretor i en teixits derivats del mesoderm i l’ectoderm.

Anticossos ABO: Els Ac A, B, H i Lewis són Ac de tipus natural (ens apareixen sense immunització prèvia). Són de tipus Ig M majoritàriament però també hi ha Ig G (però molt menys freqüent).

Aquests anticossos (Acs) ens apareixen com a resultat del contacte, sobretot per via respiratòria, amb l’ambient. Mentre el nadó està al ventre de la mare, es mantenen les condicions estèrils però quan neix, no hi ha un ambient estèril i, a més a més, quan comença a menjar a través de la llet hi ha una colonització de la flora intestina i es generen aquests Acs.

- Aparició entre 3-6 mesos després del naixement (s’incrementa als 10 anys) - A la vellesa hi ha una baixada del títol d’acs. - Oscil· lació estacional (màxim a Agost) � = + acs a l’estiu!

Formació (2 teories) a) Els acs són caràcters condicionats pels gens � poc fiables, casi descartada.

a. Els bessons univitel· lins tenen la mateixa quantitat d’acs que els bivitel· lins s’observa una tendència a heretar el nivell de titulació. (pares amb títol alt d’antigen A també ho tindran els fills).

b) Apareixen als 1rs mesos de vida a conseqüència de la immunització b. El lactat té lloc en el període de colonització de l’intestí pel bacil Entamaeba coli.

Anticossos Lewis Anti-Lea � pot presentar reaccions creuades amb Leb, Lex (amb Lea també ja que és l’evident) Anti-Leb:

� Anti-Le bH: aglutina els Le (b+) del grup 0, A2 (la molècula de Leb també té H com 0 i A2) � Anti-Le bL: aglutina tots els Le (b+)

(aglutina els antígens Leb, que són els evidents) Anti-Lex Anti-Ley No s’han aïllat en la espècie humana, són molècules monoclonals del tipus muri.

1) Predisposició? (no s’ha pogut comprovar)

Grup A � + predisposició a patir càncer gàstric Grup 0 �+ predisposició a patir úlcera duodenal

2) b) Malalties infecciones: Després de la pesta, hi ha una baixada superior dels individus O mentre que, en la verola, els més afectats són els individus del grup A.

Grup A � Verola Grup 0 � Pesta (Pastevella pestis) Mimetisme bacterià � la composició glucosídica de la càpsula del bacteri és semblant a la composició de sucres que té l’antigen H � l’organisme tarda més en reconèixer i donar l’alarma de la invasió.

Creuaments més favorables (= ↑ fitnesss) � persones amb = grup sanguini

Si la parella pertany a grup sanguinis ≠ � firness ≠ segons els tipus de creuament. (també és ≠ segons si l’individu és secretor o no). Ex:

- En el primer creuament no importa si l’individu és secretor o no � el problema té lloc quan l’individu ♂ és secretor i és A, B o AB perquè vol dir que tindrà antigen A o B en el líquid espermàtic. Però si és del grup 0 no afecta i tan se val si es secretor o no.

- En el segon creuament l’individu secretor tindrà en el líquid espermàtic antigen A. Si la dona és

també secretora tindrà anti-A al moc vaginal. Hi haurà anti-A i antigen A el què produirà un bloqueig espermàtic que fa ↓ la fitness (per aglutinació espermàtica prèvia).

Distribució en les poblacions humanes de ���� Al· lels AB0 (A,B i C) i al· lels Lewis (Le, le) Lewis:

- 60-70% � al· lel dominant (amb excepcions com el cas del Bascos)

- 30- 40 % � al· lel recessiu AB0: Al· lel A (el majoritari arreu del món)

- Europa: Clina descendent d’est a oest (de l’atlàntic a la part asiàtica) - Àsia: rar, inferior al 20% - Àfrica : En les poblacions + caucasoides (magreb,..) � 20% (el + alt)

Oriental Sud � 5-15% (SE) Al mig � 20%

- Amèrica: màxim a Nord Amèrica (Canadà) EEUU � 20% A Sud � 5% (indígenes � ≈ 0% perquè són del grup 0)

- Oceania: Interior � 20-25% Costaner: �40- 45%

Catalunya � 40-45% Subgrup A2 Només a:

- Europa A2/A1 (1-3/10 ind) - Àfrica A2/A1 (4/10 ind)

(quasi desconegut a Àsia i Amèrica) Al· lel B: (al· lel més minoritari)

- Europa � Polònia �15% � Alemanya

� Est �14% � Oest� 6%

- Àsia (a on hi ha les freqüències màximes) � Àsia central � Àsia oriental ≈ 40% � Nord d’Índia

- Àfrica (baixa) � Hi ha tribus de AS on no existeix � Mediterrani �10-15% � Centre�≈ 20% � Sud �5-15%

- Oceania (molt baixa) � 5 % � Només al nord degut a l’emigració de papues i malays.

Al· lel 0: (al· lel amb les freqüències majoritàries). Màxims a: Islàndia, Irlanda i Sardenya

- Àsia (elevada freqüència) � Costes sud-orientals � Costes del NE � Indonèsia

- Àfrica (valors elevats) � 70% costa mediterrània � 75% o més a l’Àfrica negra

- Amèrica (freqüència màxima del 0) � Indígenes

� Amèrica Central 100% � Amèrica del Sud

� Indis del Canadà + EEUU � Població blanca de EEUU

- Oceania � Austràlia � ≈ 80% sobretot al nord

A més d’alguns nuclis com: - País Basc � ≈ 60% (són la majoria 0+, Rh+) - Gal·lesos �≈ 60%

Tema 8: Sistema Rh Rh= Rhesus � perquè es va descobrir en Macaca Rhesus (que ara es diu Macaca mulata) És un sistema molt complex. És el que més Ag té i costa molt de determinar. Com a caràcter diferencial del sistema ABO, Lewis i Daffi el sistema Rh són proteïnes exclusives d’eritròcits . I formen part estructural de les membranes (Es pensa que aquest Ag tenen funcions importants en hematies.) A diferència del sistema AB0, el sistema Rh no posseeix anticossos naturals. Consisteixen en 2 famílies:

- Família Rh 30 - Família Rh 50

Rh 50 � proteïnes del sistema Rh glicosilades (=unides a glúcids) � fa ↑ el pes molecular. (Rh 50) Al cromosoma 6 � segreguen en llocs ≠ que Rh 30 (encara que tenen una estructura molecular similar). Rh 30 � al braç curt del cromosoma 1 Sistema Rh (ens referirem a Rh 30) Rh + (DD/Dd) � tenen 2 loci (AB0 només 1 loci!) que apareixen per duplicació (les proteïnes d’aquest loci són ↑↑ homòlogues perquè provenen d’una duplicació) per al· lels del loci D o del loci CE. El locus D el DNA codifica per una proteïna (� 1 antigen) que és la proteïna D i es descriu un altre al· lel que es comporta com a recessiu davant de D Rh – (dd)� Deleció pel locus D

Que sigui Rh + o – depèn de si hi ha o no locus D.

Rh+ i Rh- � Tenen locus CE Com a resultat de la transcripció de 10 axons. Els 7 primers axons codifiquen per a 50 restes aminoasidiques cada un. El 8, 9, 10 codifiquen una mitjana de 50 restes entre els 3 750kb? Proteïna D es pot distingir de les altres 4 perquè presenta una delació de intró (no afecta). Intró 4 amb deleció de 600 pb

Rh+ (=D+) En el cromosoma, els 2 locus estan col· locats en tàndem però de forma contraria: una en sentit 5’ � 3’ i l’altre en sentit 3’ � 5’. Cada gen esta format per 10 exons. Imatge especular � proteïna D i les 4 proteïnes C són ↑↑ homòlogues i difereixen per només un 8.5% de la molècula. (91.5% iguales!) Locus D i locus CE (10 axons a cada un). Capses Rh � porció petita de DNA SMP1 (proteïna de membrana 1) � proteïna de petit pes molecular.

Rh- (=D-) Deleció pel locus D. Sense capses Rh

A nivell de fragment de DNA, la diferència del locus D i CE és una deleció més o menys important en el 4rt intró.

417 restes aa comptant la Met inicial a l’extrem N-terminal

Molècula total � 417 restes Aa (només 35 són diferents entre les 4 proteïnes C i la D) D’aquests 35 aa ≠, la part més important resideix en les Cys de forma que les proteïnes CE tenen 6 Cys i les D 5 Cys (tenen una deleció de Cys en la posició 311, que en comptes de Cys hi ha Tyr). La situació d’aquestes Cys sempre estan al voltant de la 2a capa lipídica (la més interna) o en la porció citoplasmàtica. La proteïna travessa 12 cops la membrana hemàtica i se situa de forma que els 2 extrems estan en posició intercel· lular (amino i carboxi terminal). D’aquestes Cys, la més important és la que està en posició extracel· lular (exofacial) = 285 i és important perquè es sabia que en la reactivitat d’Ag Rh estan implicats grups de sulfidril i, aquesta Cys en posició exofacial son les úniques que poden reaccionar amb Ac (les intercel· lulars o membranals no reaccionen!!). La molècula en la seva porció amino terminal té un cert caràcter negatiu i es degut a que s’ha pogut veure que, dominis transmembranals 1, 2 i 3 en les proteïnes CE o 1, 2, 3 i 12 en les proteïnes D estan amb càrrega negativa. La càrrega negativa es deguda a que en aquests punts hi ha associades restes d’àcid palmític � les proteïnes Rh 30 són proteïnes palmitades. Aquest àcid palmític no esta en qualsevol lloc perquè, en general esta associat a les restes de Cys. L’àcid palmític va associat a Cys però no a totes sinó que va associat a determinades seqüències (per exemple: la major part d’elles (son 3), son seqüències CLP (=Cys-Leu-Pro). La Cys extracel· lular va associat a aquesta seqüència. L’antigenicitat és degut a la Cys. Sobretot extracel· lular. Quan hi ha associació amb l’àcid palmític, la Cys està seqüenciada d’una forma determinada.

D�2seq. CLP (=2 sequencies palmitades)

CE � 3 seqüències CLP (= la 3a és la que correspon a la que la D la té canviada per Tyr). �seqüències palmitades.

No totes les Cys de la molècula estan palmitades però sempre que tenim CLP en el fragment (part just sota de la 2a capa lipídica) � les 2 Cys que són més importants són la extracel· lular i la palmitada.

Per tant, la Rh 30, té 2 loci amb un 8.4% de divergència � dóna proteïnes (30-32 kdal) amb = nº d’aa (=417aa). En el cromosoma, els 2 loci estan de forma que, el més distal és CE i hi ha 4 al· lels: CE = ce = ee = eE � cada al· lel codifica per una proteïna � tindrem 4 proteïnes, cadascuna té 2 llocs epitops (= llocs reactius � sensibles per ser reconegut per Ac propis= � això passa perquè té 12 dominis transmembranals).

Posició 103 i 226 (exofacials) � són les responsables de què ens surti epitop* C i E 2 posicions importants perquè estan a una gafeta exofacial � = són reactives. *Epitop: part de la molècula que es reconeguda per anticòs específic. Determinat antigènic . Epitop C � 6 canvis:

- 2 són sinònims � no impliquen canvi - 4 són diferents � provoquen canvi

(però com que només un és exofacial � només reacciona 1) En D � 226 hi ha una alanina.

Antigen D � ↑ variants (s’estructuraria com si fos un puzle) - Un antigen amb molts epitops

- Individus D � es comporten diferent manera.

- Transfusió de D � resposta immunitària! Perquè es generen anticossos per aquells epitops que no té el receptor.

- Hi ha més de 30 epitops descrits (poden arribar a 90 a 100!) Antigen D VI (taula) � antigen que li falta casi tot. Els epitops menys uns quants (dels 15 determinats, només en té 3!) Com a donants es comporten com a Rh+ i com a receptors només se li pot transferir sang de Rh-!

Si Rh+ dona sang a Rh+. Poden sorgir incompatibilitat si al receptor li falten epitops que té el donant. (es poden fabricar anticossos sobre els epitops que si falten al locus D). RH VI � com a donant funcionen com a Rh+. Com a receptors només poden rebre dels Rh-.

FACTORS QUE INFLUEIXEN EN LA MHN

Els Ag del Rh es fan entre la 6na i 7na setmana. En el decurs de l’embaràs, l’embrió guanya maduresa i nº d’Ag en la membrana.

El nº de llocs antigènics s’hereta i esta en funció de la combinació DCE que tingui l’individu � depèn de la combinació haplotípica. Per ex: DCe/DCe són els que tenen menys Ag en la membrana.

Els Anticossos Només apareixen en 2 situacions:

- Si l’individu és transfós d’un grup sanguini no compatible - Incompatibilitat fetus – mare - La placenta (encara que és aïllant) és permeable per molècules petites però no totes les dones

tenen la mateixa capacitat de permeabilitat/impermeabilitat. - Depèn de la potència dels Ac (depèn dels llocs antigènics � depèn de la combinació haplotipica

de la mare i el fetus). - Depèn de la capacitat materna de fabricar Ac. - La malaltia hemolítica del nadó influeix en el gr. sanguini ABO de la mare al ABO del fetus. - Depèn del tipus d’Acs materns (Ig G) i del títol (=potència) dels Ac. - Efecte dels Ac materns sobre les hematies fetals.

El que més determina es el títol dels AC!!.

Generació de diferents combinacions haplotipiques:

Origen dels haplotips Rh: cDe (Ro) � 1r haplotip que hi va haver De primer ordre (ja que deriven del haplotip primari)

- cde (r) deleció de cDe (Ro) - cDe (R1) per conversió gènica de cDe (Ro) - cDe (R1) mutació puntual de cDe (Ro)

Funcions dels antígens Rh

Rh nul � NO tenen ni Ce ni D. Distribució de Rh- (d)

Distribució caucasoide (Europea) Bascos � el 50% és Rh- (el + normal és 28% Rh- i 80% Rh+) Distribució del gen C

A tot el món excepte Àfrica Subsahariana.

Distribució del gen E Amèrica, Àsia i Austràlia. (Es pensa que a Australia hi van arribar d’Àsia). Rh 30 i 50: Les Rh 30 a part de en l’espècie humana hi és en primats superiors, macaques i babuims Les Rh 50 es troba majoritàriament en l’espècie humana i de forma aïllada en alguns invertebrats.

Rh 50:

- Al braç curt del cromosoma 6 - Marge de pes molecular variable perquè està associat a glúcids, els quals tenen diferent pes.

Entre 50.000-60.000 daltons.

- Rh 50= Rh AG (associated glycoprotein)

- Formen tetràmers � constituïts per 2 molècules Rh30 i 2 Rh50. Aquests tetràmers poden anar, també, associats a diferents cofactors.

- Proteïnes NO associades a àcid palmític

- Rh 50 � indispensables perquè es puguin expressar les Rh 30.

Sistema Duffy: També dit Receptors Antigènics per les Quimiosines DARC Glucoproteïnes de pes molecular � 35.000-50.000 daltons Els individus Fy (+) poden unir-se a la quimosina. Els Fy (-) NO! A la part ½ cap a baix del cromosoma 1. Codificació respon a 2 exons � 1267 kb Es distribueixen passant 7 vegades la membrana eritrocitària. D’un total de 336 restes Aa.

- N-terminal � format per 65 restes Aa. A la part externa - C-terminal � format per 24 restes Aa. A la part interna.

Fenotips Duffy:

Fya i Fyb � són els més importants. En cèl· lules epitelials i de Purkinge. Fyx ���� no s’ha trobat anticossos, reacciona amb anti-Fyb (seria com un Fyb amb menys capacitat reactiva, degut a una mutació puntual). Són individus Fyb dèbils a nivell de reacció serològica. FyFy� no presenta ni antigen A ni B � Fy (a-b-)

Alels del sistema Duffy sobre 2n axó Fya i Fyb són diferents per una resta aminoacídica. Seqüència consens � determinada per l’al· lel b (b és l’origen)

La mutació que fa que no s’expressi Fy4 no està als exons. Si no que és una mutació que se situa a la zona promotora. (canvi de C per T).

- Caucasoide (veritable Fy NUL) � Exó 2 (E2) � 1 deleció � codó STOP (que fa que la molècula que es generi no tingui capacitat

antigènica). � 2 mutacions puntuals

• Fy3 i Fy6 � presenta en tots els individus menys els Fy (a-b-)

• Fy3 � Ag present en la major part de les poblacions i 3a gafeta extracel· lular.

• Fy6 � 1r domini extracel· lular. Podria jugar un paper fonamental amb la unió amb Plasmodium vivax ja que és present en tots els individus menys els Fy (a-b-)

• Fy3 + Fy6 + Fya/b: pont disulfur entre c-51 i c-276 fa una mena de butxaca que és el receptor per a les quimiocianines. (intervé en els processos inflamatoris)

• Fya i Fyb: detectats intrauterinament a la 6-7 setmana

• Anti Fya i Fyb � Acs Ig G (Ig G1)

Sistema Xg: Al cromosoma X

Sistema HLA

- Sistema d’antigen limfocitari en humans - Al cromosoma 6 - S’expressa en totes les cèl· lules - 1954 � 1r antigen trobat anomenat MAC (ara A2) per Jean Dausset - Apareix en tots els vertebrats

Classes de molècules:

- Classe I � es genera a partir dels al· lels que estan en el locus corresponent del locus d’histocompatibilitat 1. Són molècules més extenses que MCH2. En presenten totes les cèl· lules menys: eritròcits (perquè no tenen nucli), neurones i casi inexistent en adipòcits.

- Classe II � es genera a partir dels al· lels que estan en el locus corresponent del locus d’histocompatibilitat 2. Expressen en Limfòcits B i T activats i macròfags.

- Classe III � no pertanyen al sistema HLA. Formava haplotips i entremig d’un locus i un altre queda un locus + petit que segreguen conjuntament.

La seva importància es deu al nombre i naturalesa de les funcions que controla:

- És un sistema d’antígens leucocitaris - És un sistema d’antígens d’histocompatibilitat - Controla genèticament la resposta immunitària - Regula la formació dels components de complement - Alguns dels seus antígens estan fortament associats a malalties d’etiologia autoimmune - Pot ocasionat incompatibilitat fetus materna

Es tracta d’un locus estès (diversos loci) que conté gens altament polimòrfics que s’hereten formant haplotips. Esquema on figuren els loci més importants A, B, C, regió D (DP, DQ, DR,...), E, F, G, J... Situació en humans: Braç curt del cromosoma 6

Loci més importants: A, B, C, regió D (DP, DQ, DR,...), E, F

- Hi ha dos tipus diferents de productes dels gens del MHC. Codifiquen per proteïnes que mostren els antígens aliens (dels microorganismes, p.ex.) a les cèl· lules T.

- Les molècules de classe I (locus A, B, C, E, F, G...) � Presenten antígens als limfòcits citotòxics CD8 (T8)

- Les molècules de classe II (regió D -DP, DQ, DR,...-) � Presenten els antígens als limfocits CD4 (T4)

Per dirigir correctament les funcions de les cèl· lules T citotòxiques, i T col· laboradora, cadascuna té a més un co-receptor. El co-receptor reconeix una part no polimòrfica de la molècula de CMH, tant de Cl. I com Cl. II. A diferència dels receptors, els co-receptors no s’uneixen a l’Ag., sinó a zones invariables de la proteïna, la qual queda allunyada del solc d’unió al pèptid. Co-receptors:

- El CD8 s’expressa en les cèl· lules T citotòxiques i s’uneix a les molècules de Cl I

- El CD4 s’expressa en les cèl· lules T col· laboradores i s’uneix a les molècules de Cl II

En humans, el MHC se situa al braç curt del cromosoma 6 (6p21.31 i 6p21.32), i comprèn unes 3,6 Mpb de DNA.

Estructura de la molècula de Cl. I Cadena α (cadena pesada) PM: 44.000 daltons Proteina � 3 regions:

Extracel· lular (Hidrofílica) Transmembrana (Hidrofòbica) Intracel· lular (Hidrofílica)

Regions molt variables:

- domini α-1: del 65-80 aa manosa: receptor de “lo propi”??? - domini α-2: del 105-114 aa - domini α-3: Lloc d’unió amb la cadena β

Ser final: mecanisme per a la transmissió de missatges immunològics des de l’exterior de la cèl· lula. Classe I

Classe I

- Cadena β (cadena lleugera) o PM: 12.000 daltons o Cr. 15 (15q21-q22) o β2 microglobulina: o No polimòrfica o Proteïna (99aa)

Visió tridimensional de la molècula de Cl. I

Producció molt superior a la necessària: només se’n fa servir el 10% del total sintetitzat Unió NO covalent a la cadena α (domini α3). Classe II Molècula Cl I:

- Cadena α (pesada): PM: 34.000 daltons - Cadena β (lleugera): PM 28.000 daltons

Evolució de les molècules del CMH Polimorfisme: Cl. I

Polimorfisme: Cl. II

Complex principal d´histocompatibilitat i malaltia: la patogènia de l’autoimmunitat Entre els gens relacionats amb la autoimmunitat, les associacions més intenses són amb gens del MHC, especialment amb els de classe II.

- La tipificació del HLA en grans grups de pacients amb diverses malalties autoimmunitàries va demostrar que alguns al· lels HLA són més freqüents entre aquests pacients que a la població en general.

- Els resultats d’aquests estudis van permetre calcular el risc relatiu (RR) de desenvolupar una certa malaltia en les persones que hereten diferents al· lels HLA.

Resum pràctiques: Prova de Karl Landsteiner, Determinació dels anticossos en sèrum o plasma. Reacció antigen – anticòs. (Tècnica d’aglutinació en placa de porcellana o opalina) Landsteiner va descobrir els grups sanguinis AB0, al observar que a les transfusions sanguínies directes, en alguns casos es produïen aglutinacions greus. El resultat trobat en alguns casos va ser una recombinar-lo fluida; en uns altres, una aglutinació. L’aglutinació és una reacció immunològica de segon ordre que posa de manifest la reacció antigen-anticòs dels grups sanguinis. El grau d’aglutinació és variable i pot manifestar-se des d’un sol grumoll fins a aglomeracions únicament visibles al microscopi. La interpretació dels graus d’aglutinació es fa servir sobretot quan es treballa en tub. Landsteiner va poder realitzar aquesta prova degut a la presència en el nostre organisme d’anticossos naturals o espontanis (anti-A, anti-B, anti-M, etc.), en canvi, els anticossos immunes apareixen com a resultat d’unaestimulació antigènica (anti-N, anti-s, etc.). El grau d’aglutinació depén de:

- potència de l’anticos - quantitat de molècules d’antigen que hi ha a la membrana de d’hematies.

Els anticossos poden ser IgG, IgM (+freq) i IgA. Segons per molecular� IgM > IgA > IgG IgG� 4 subunitats / IgA� 2 subunitats Prova de Beth-Vincent i Ssimonin. Determinació dels grups sanguinis del sistema AB0. Tècnica d’aglutinació en tub per la determinació dels antígens eritrocitaris. Més tard Landsteiner i els seus deixebles De Castello y Stuli van definir el quart grup sanguini. Com a resultat de les investigacions sobre la heretabilitat dels antígens sanguinis del sistema AB0, es van anar definint diferents subgrups, destacant per la seva importància els subgrups d’A: A1 i A2. Entre ambdós subgrups existeix una relació de dominança-recesivitat, en forma de A1 > A2. Els grups sanguinis dels sistema AB0, al posseir anticossos naturals, es pot conèixer, tant a partir dels eritròcits, enfrontant-los amb sèrums coneguts (grup hemàtic), com del sèrum, si es disposa eritròcits convenientment fenotipats (grup sèric).

Determinació del grup sanguini (AB0=ABH) mitjançant l’ús de les lectines. Preparació i titulació de l’Ulex europaeus Els extractes de certes llavors aglutinen els glòbuls vermells humans (fitohemaglutinines). La majoria d’aquests extractes tenen poca importància a la serologia de rutina dels grups sanguinis, ja que no es distingeixen clarament els uns dels altres. No obstant, Hi ha algun de rellevants i útils en els tests d’hematologia, que es comporten com anticossos específics. Aquestes proteïnes vegetals tenen afinitat per als monosacàrids i disacàrids, i donat que els antigen tenen un radical carbohidrat, reaccionen ocasionant una aglutinació hemàtica. A més posseeixen unes altres propietats biològiques interessants com son: - aglutinació de cèl· lules tumorals. - aglutinació de cèl· lules normals proteolitzades. - propietats mitogenètiques en limfòcits i altres cèl· lules normals. - propietats antimitòtiques en cèl· lules tumorals. - precipitació de macromolècules glucídiques, etc. Com a conseqüència d’aquestes propietats, les lectines son aplicades en diversos camps de recerca en els que intervé la membrana cel· lular. Són molt freqüents a les llavors de les lleguminoses (Ulex europaeus, Dolichos biflorus, etc.) encara que també es troben amb uns altres vegetals: algues i fongs (Formes fomentarius), així com alguns invertebrats (Hélix hortensis) i vertebrats (Anguila elèctrica). La d’ús més estès son les següents: Dolichos biflorus: Les seves llavors son una font de lectina anti-A1 que reacciona d’una manera molt forta amb A1, menys amb A2 i no reacciona amb altres subgrups d’A. Ulex europaeus: D’ell s’extreu l’anti-H . Es capaç d’aglutinar totes les sangs excepte la dels individus de fenotip Bombay. La intensitat d’aglutinació decreix segons s’indica:

O > A2 > B > A2B > A1> A1B

més H menys H

Anti-H reconeix a AgH (precursor d’Ag Ai B) Per tant en grups A, B, AB anem gastant AgH conforma anem sintetitzant AgA i AgB. D’aquesta manera (veiem en el requadre anteror) que hi ha una disminució de H, per tant, AB (que són els que han gastat + AgH) són els que aglutinen menys!. I de la mateixa manera el grup 0 NO transformen Ag H (tenen 100% Ag H) Titulació del filtrat per saber a quina concentració s’utilitzarà El títol d’un anticòs es la concentració mínima a la que encara es capaç de produir reacció d’aglutinació. De totes maneres, comercialment sempre s’utilitzen una o dues concentracions superiors a la del propi títol, assegurant així la reactivitat del compost.

Microtècnica i prova de Coombs indirecta. Altres proves d’aglutinació en tub. Determinació dels antígens del sistema Duffy (per la determinació d’anticossos no aglutinants). Per diferenciar els anticossos aglutinants, que detectarem mitjançant el micromètode, dels no aglutinants, que s’evidenciés afegint albúmina al 30%, utilitzant enzims proteolítics o a través de test de Coombs directe. Classificació segons capacitat eritroaglutinant.

- Aglutinants, clàssicament anomenats complerts o bivalents. Son capaços de produir aglutinació en un medi salí, per exemple els del sistema AB0.

- No aglutinants, també coneguts com incomplets o univalents, com els dels sistema Rh.

Aquest últim tipus d’anticossos produeix un bloqueig dels antígens eritrocitaris però, en canvi, no produeixen reacció d’aglutinació. La reacció d’aglutinació es una reacció immunològica de segon ordre. La reacció de primer orde es, senzillament, la unió de antigen amb l’anticòs. Quan l’anticòs aglutinant, les dues fases (unió i aglutinació) es produeix successivament, però si l’anticòs es no aglutinant, no apareix aglutinació, sinó que només es produeix un revestiment i un bloqueig dels determinants antigènics dels eritròcits per les molècules del seu anticòs específic. Els eritròcits, en el seu conjunt, estan carregats negativament. Aquestes càrregues elèctriques negatives procedeixen del àcid siàlic de la membrana, per lo que les càrregues positives del medi salí (ions Na+, principalment) s’agrupen al voltant dels glòbuls vermells provocant la polarització del medi. Per aquesta raó, els eritròcits no poden apropar-se més que a una distància determinada que està en funció del potencial de la membrana (Z).

Quan l’anticòs es IgG o IgA en la seva forma monomèrica, de vegades una mateixa molècula no arriba a poder fer de pont entre dos eritròcits i es produeix, en aquest cas, només la reacció de primer ordre o revestiment de l’eritròcit per molècules de l’anticòs. Distància entre 2 hematies� 25nm IgG (14nm) � només reacció de 1r ordre IgM (36nm) � reacció de 1r i 2n ordre. Per superar aquest problema es pot procedir de diferents maneres:

a. Fer disminuir Z incrementant D mitjançant la albúmina. b. Provocar la disminució de les càrregues elèctriques de l’eritròcit mitjançant enzims proteolítics.

Per exemple: la bromelina, que fa una digestió superficial de l’hematia. c. Afegint alguna substància que faci de pont entre els eritròcits.

Aquesta última opció es la base de l’anomenada tècnica de Coombs indirecta, que consisteix en utilitzar com substància pont la antiglobulina humana (AGH) sintetitzada pels conills quan se’ls injecta sèrum humà. Aquesta tècnica possibilita la reacció d’aglutinació de segon ordre en aquells casos en que no es simultània la reacció Ag-Ac. Actua amb tots els anticossos (=Gamma globulina)

Test de Coombs indirecte. Determinació de antigen Du i dels antígens del sistema Duffy. Aquesta tècnica també es denomina prova de l’Anti-Globulina Humana i es vàlida per a la determinació d’altres antígens: K, k, s, etc. La determinació dels antígens del sistema Duffy (Fya i Fyb) té com a finalitat assegurar que l’alumne pugui visualitzar l’aspecte que presenta una prova de Coombs positiva, ja que la possibilitat de detectar antigen Du es remota, ja que la freqüència d’aquests individus està propera al 0% En individus de raça blanca, els fenotips que es presenten per a aquest sistema son els següents: Fy (a+b+) Fy (a+b-) Fy (a-b+) Però no sovint es troba el fenotip Fy (a- b-), que es presenta normalment en negroides. Proves d’aglutinació per microtècnica���� Determinació del fenotip Lewis en eritròcits Tècnica d’inhibició de la hemaglutinació (determinació del dimorfisme Se-se) Per determinar la presència o l’absència dels antígens dels sistema AB0 en saliva, al mateix temps que es relaciona amb uns altres antigènics com el Lewis. El caràcter secretor ve definit per la presència de substàncies A, B i H, generalment junt amb unes altres del sistema Lewis, en fluïts corporals (saliva, llàgrimes, mecònium dels nadons, semen, etc.) i cèl· lules diferents de les dels eritròcits (leucòcits, plaquetes, cèl· lules epidèrmiques, etc.) i en gran nombre de teixits. El caràcter secretor està regit per dos al· lels, Se i se, en relació de dominància complerta.

Secretor � Se Se, Se se No secretor � se se Tècnica d’inhibició � Si el resultat és: + � no Ag (en saliva)

- � presència d’Ag (en saliva) No obstant, aquest control genètic no es tan simple, existint una important relació entre el sistema Lewis, ABO. Els antígens del sistema Lewis no son eritrocitaris, sinó que es tracta d’un sistema antigènic propi de fluid corporals, i posteriorment, si es troben en l’organisme en quantitat suficient son absorbits pels eritròcits. La seva presència està determinada per la presència de l’al· lel dominant Le, ja sigui en homozigosis (Le Le) o heterozigosis (Le le). Els homozigots recessius (le le) no sintetitzaran aquests antígens. Els fenotips Lewis detectats en eritròcits no son els mateixos que en els fluids corporals

Evidència dels antígens eritrocitaris (Hpr) � per identificar l’Ag Ex: Hpr + anti-B + � vol dir que té l’Ag B (=Grup B)

- � vol dir que no té l’Ag B

Evidència del grup sèric (Spr) �per identificar l’anticós (Prova de Simonin) Ex: Spr + AgB + � vol dir que té anti-B (=Grup A)

- � vol dir que no té anti-B

Si hi ha una discordància entre els resultats per Hrp i Spr � Discrepància globular-sèrica. Aixó pot ser degut a un grup hemàtic adquirit. Per saber quin és el seu autèntic anticòs fem: Absorció d’al· loanticossos. Absorció d’al· loanticossos. Per separar anticossos d’un sèrum per a identificar-los o per a preparar antisèrum reactiu Tècnica d’elució d’anticossos. (=recuperació d’anticossos plasmàtics) (És igual si se’ns trenquen els hematies!) No existeix cap tècnica d’elució que permeti obtenir la màxima quantitat d’anticòs en tots els casos. Descriurem a continuació diferents tècniques utilitzables per la seva senzillesa i resultats

– per calor – per èter – per cloroform-triclor-etilè – per elució àcida fred

Sang sensibilitzada perquè és una sang de nadó. Sospitem que té sang sensibilitzada = anti-D. Haurien atravessat la placenta i han quedat enganxades (les cels) al nadó.

1r) Hauríem de comprovar si els nen és 0/Rh+ 2n) Tindrà anti-D enganxats als hematies fetals però també al plasma lliures. 3r) Rentar tot el botó que tenim amb excés de ssf. (s’ha de fer en fred perquè hi ha la possibilitat de que sinó es mantinguin enganxats als hematies fetals. (Coombs directe)

Prova de Coombs directa (per la determinació d’eritròcits sensibilitzats)����Per determinar la presència d’anticós però No ens permet determinar un anticòs concret. (Rh) Observació de rouleaux i equinòcits. Formació de rouleaux o pseudo-aglutinació Es produeix quan el sèrum d’una persona fa que els seus eritròcits i les d’altres persones es disposin com una pila de monedes. A diferència de l’aglutinació de veritat, aquesta formació no es deu a les reaccions antigen -anticòs. Causes: - L’evaporació parcial del sèrum en una prova en làmina. - Proteïnes plasmàtiques augmentades. - Quocient albúmina/ globulina invertit (nefritis crònica, mieloma múltiple, etc.). - Infeccions amb velocitat de sedimentació globular (macromoleculars), com ara el dextrà o la polivinilpirrolidona (PVP). Hi ha varies tècniques per a desemmascarar, en la formació de rouleaux. Entre les més importants i senzilles, cal destacar l’addició de sèrum fisiològic o la mescla sèrum/eritròcits i el rentat continuat d’eritròcits amb s.s.f.

Malaltia hemolítica del nadó � Fills Rh+ de mares Rh -. Sempre hi quan no sigui el 1r fill Rh+!!

El polimorfisme dels grups sanguinis, la majoria de cops es deu únicament a un únic canvi aminoàcidic. Tipus d’anticossos:

1. Pel seu origen a. Natural � aparició espontània b. Immunes � Incompatibles amb el fetus matern

Incompatibles transfusional

2. Per la seva aparició a. Regulars � son sempre que falta l’antigen b. Irregulars � són d’origen immune.

3. Segons especificitat

a. Heteroanticosos � Aglutinen a diferents sp. El LW b. Autoantic específic � reaccionen contra les hematies pròpies c. Autoantic inespecífics � reaccionen sempre amb tots els individus de la mateixa sp

4. Pel tipus d’acció

a. Hemolisines � necessiten complement b. Aglutinines � no el necessiten

5. Segons el medi on actuïn.

Utilidad clínica Prueba Antiglobulina Indirecta (Coombs indirecta): -Screening de suero de donantes y pacientes para anticuerpos. -Pruebas de compatibilidad previas a la transfusión. -Fenotipo de glóbulos rojos. -Identificación y titulación de anticuerpos encontrados en suero o eluato. Prueba Antiglobulínica Directa (Coombs directa): -Diagnóstico de laboratorio de anemia hemolítica y enfermedad hemolítica del recién nacido. -Investigación de reacciones dudosas en una transfusión. -Investigación de enfermedades autoinmunes que involucran la unión de inmunoglobulinas y/o fracciones del complemento a los glóbulos rojos.

Apareixen per reacció antigènica