GENETICA GENETICA

UMANĂ UMANĂ

CURS 2

B. STRUCTURA GENOMULUI UMANB. STRUCTURA GENOMULUI UMAN

Genomul umanGenomul uman ( (GUGU) =) = – – conţinutul conţinutul ADN celularADN celular sau sau

– – ansamblul ansamblul integratintegrat al celor al celor 25 de molecule diferite de ADN25 de molecule diferite de ADN (24 în (24 în

nucleu: 22 autosomi+X+Y şi 1 în mitocondrii), = nucleu: 22 autosomi+X+Y şi 1 în mitocondrii), = 3,2 miliarde de pb3,2 miliarde de pb GUGU = un = un genom genom nuclearnuclear (complex, 99,5% ADN) + un (complex, 99,5% ADN) + un

genom genom mitocondrialmitocondrial (simplu şi mic, 0,5%)(simplu şi mic, 0,5%). .

U.M.F IAŞI

2. STRUCTURA GENOMULUI UMAN2. STRUCTURA GENOMULUI UMAN

GUGU = un genom nuclear (complex, 99,5% ADN) +

un genom mitocondrial (simplu şi mic, 0,5%).

U.M.F IAŞI

25.000 gene

2.1. GENOMUL NUCLEAR2.1. GENOMUL NUCLEAR

EnormEnorm (3,2 miliarde pb), (3,2 miliarde pb), FragmentatFragmentat: (22A+X+Y) molecule de ADN + proteine : (22A+X+Y) molecule de ADN + proteine

→ → cromozomicromozomi Complex, Complex, heterogenheterogen::

• ADN nerepetitivADN nerepetitiv• ADN moderat repetitivADN moderat repetitiv• ADN înalt repetitivADN înalt repetitiv

ADN genicADN genic (25%) + (25%) + ADN extragenicADN extragenic (75%) (75%)

U.M.F IAŞI

2.1. Genomul nuclear 2.1. Genomul nuclear a) ADN GENIC (25%)a) ADN GENIC (25%)

Gena = unitatea de Gena = unitatea de informaţie geneticăinformaţie genetică → → codifică un codifică un produs produs primar specificprimar specific ((proteineproteine sau sau ARNARN))

Structura genelor este Structura genelor este foarte foarte complexăcomplexă - - ADN ADN genic:genic:

ADN codantADN codant = exoni = exoni (10%)(10%)

ADN necodantADN necodant (90%) = (90%) = introni, secvenţe reglare, introni, secvenţe reglare, gene nefuncţionale gene nefuncţionale (pseudogene) sau (pseudogene) sau fragmente de genefragmente de gene

- Gene ce codifică proteine (1,5%),

- Gene ce codifică ARN

U.M.F IAŞI

25.000 gene

b) ADN b) ADN EXTRAEXTRAGENIC (75%)GENIC (75%)

Secvenţe Secvenţe netrasncrise netrasncrise (necodante);(necodante);

Funcţii puţin cunoscuteFuncţii puţin cunoscute::

- - rol rol ““tampontampon” a mutaţiilor” a mutaţiilor;;

- - împerecherea corectăîmperecherea corectă a a cromozomilor omologi în meiozăcromozomilor omologi în meioză şi şi schimbul egalschimbul egal (CO) de segmente (CO) de segmente cromozomiale → cromozomiale → recombinare recombinare genică genică – sursă de variabilitate !!!.– sursă de variabilitate !!!.

Alcătuit din:Alcătuit din: ADN nerepetitivADN nerepetitiv = = secvenţe secvenţe

uniceunice sau un nr mic de copii sau un nr mic de copii (60%) (60%)

ADN ADN repetitivrepetitiv (40%). (40%).

U.M.F IAŞI

(1) ADN EXTRAGENIC(1) ADN EXTRAGENIC NENEREPETITIVREPETITIV (60%) (60%)

SECVENŢELESECVENŢELE UNICE UNICE sau sauSECVENŢE ÎNTR-UNSECVENŢE ÎNTR-UN NR MIC NR MIC DE COPIIDE COPII

DUPLICAŢII DUPLICAŢII SEGMENTALESEGMENTALE ((5% GU5% GU)) – – blocuri blocuri ((~~10Kb) ce 10Kb) ce flanchează geneleflanchează genele (pe (pe acelaşi cromozom) ; acelaşi cromozom) ;

rol în rol în sinapsa corectă a sinapsa corectă a omologilor in meiozăomologilor in meioză * * ..

Importanţă:Importanţă:fiind identice - pot generafiind identice - pot genera erori de împerechereerori de împerechere a a cromozomilor omologicromozomilor omologi → → CO inegal → mutaţiiCO inegal → mutaţii: : duplicaţii /deleţiiduplicaţii /deleţii genice genice → → BOLI GENOMICEBOLI GENOMICE

HMSN = neuropatie ereditară motorie şi senzorialăHLPP = neuropatie ereditară cu predispoziţie la pareze presionale

CO inegal

genă

Duplicaţie genică

Deleţie genică

U.M.F IAŞI

(2) ADN EXTRAGENIC(2) ADN EXTRAGENIC REPETITIVREPETITIV (40%) (40%)

ADN moderat repetitivADN moderat repetitiv ( (~~30%): 30%): secvenţe secvenţe scurtescurte repetate de repetate de sute sute de de miimii de ori, de ori, dispersatedispersate în genom în genom (ex SINEs şi LINEs)(ex SINEs şi LINEs)

ADN înalt repetitivADN înalt repetitiv ( (~~10%): 10%): secvenţe secvenţe foarte scurtefoarte scurte, repetate în , repetate în tandemtandem →→→, de →→→, de milioanemilioane de ori; de ori; 3 tipuri:3 tipuri: ADN satelitADN satelit

((blocuriblocuri HCRTHCRT la centromer, la centromer, telomere, CS) = telomere, CS) = rol structuralrol structural;;

ADN minisatelitADN minisatelit (minisateliţi hipervariabili), (minisateliţi hipervariabili), dispersatdispersat în toţi cromozomii = în toţi cromozomii = markeri genetici individualimarkeri genetici individuali = = folosiţifolosiţi în în ““amprenta geneticăamprenta genetică””

ADN microsatelitADN microsatelit AMPRENTA GENETICĂ

(DNA fingerprint)

U.M.F IAŞI

3. GENOMUL MITOCONDRIAL3. GENOMUL MITOCONDRIAL

ADNmtADNmt – câteva mii de copii – câteva mii de copii per celulă = per celulă = 0,5%0,5%

Genomul mitocondrial Genomul mitocondrial diferădiferă de genomul nuclear: de genomul nuclear: • micmic (16.569 pb(16.569 pb));;• circularcircular;;• neneasociatasociat cu proteinecu proteine;;• fărăfără ADN repetitivADN repetitiv;;• compactcompact: 97%: 97%==secvenţe secvenţe

codantecodante• 37 de gene37 de gene::

• ccontigueontigue, , • fărăfără introni introni. .

• Codul geneticCodul genetic mitocondrial mitocondrial diferădiferă puţin de cel nuclearpuţin de cel nuclear

U.M.F IAŞI

GENOMUL MITOCONDRIALGENOMUL MITOCONDRIAL

Genomul mitocondrial al Genomul mitocondrial al zigotului zigotului provine, prin ovul, provine, prin ovul,

exclusiv de la exclusiv de la mamămamă..

ADNmt poate suferi ADNmt poate suferi mutaţiimutaţii germinale sau somaticegerminale sau somatice

Mutaţiile germinaleMutaţiile germinale produc o produc o serie de serie de boli degenerative în boli degenerative în SNC, SNP, muşchi, etcSNC, SNP, muşchi, etc, ,

care secare se transmittransmit maternalmaternal::• de la mamă la toţi descendenţii; de la mamă la toţi descendenţii;

• bărbaţii bolnavi nu transmit boalabărbaţii bolnavi nu transmit boala

U.M.F IAŞI

ADNmt poate suferi ADNmt poate suferi mutaţii somaticemutaţii somatice, , după după naştere:naştere: produse deproduse de radicalii liberi de Oradicalii liberi de O2 2

(generaţi în mitocondrii);(generaţi în mitocondrii); favorizate de structura ADNmitfavorizate de structura ADNmit

(absenţa histonelor; densitate mare de gene; etc)(absenţa histonelor; densitate mare de gene; etc) Mutaţiile Mutaţiile se acumulează rapidse acumulează rapid datorită datorită absenţei absenţei

mecanismelor de repararemecanismelor de reparare Determină Determină scăderea producţiei de energiescăderea producţiei de energie → → boli boli

degenerative, cancerdegenerative, cancer şi şi senescenţăsenescenţă

U.M.F IAŞI

1. APARATUL GENETIC AL CELULEI1. APARATUL GENETIC AL CELULEI(v. LP 1)(v. LP 1)

APARATUL GENETICAPARATUL GENETIC:: structurile celulare carestructurile celulare care cconţin Aonţin ADNDN: :

nucleulnucleul + + mitocondriilemitocondriile

(1). (1). NUCLEULNUCLEUL →→ 99,5% ADN 99,5% ADN

ADN + proteineADN + proteine → → (fibre)(fibre) CROMATINĂ CROMATINĂ ↓↑↓↑ CROMOZOMICROMOZOMI..

Cromatina şi cromozomiiCromatina şi cromozomii = două modalităţi diferite = două modalităţi diferite de organizare morfo - funcţionlă a materialului de organizare morfo - funcţionlă a materialului genetic în inetrfază şi diviziune.genetic în inetrfază şi diviziune.

(2). (2). MITOCONDRIILEMITOCONDRIILE → → 0.5% ADN, 0.5% ADN,

origine exclusiv origine exclusiv maternămaternă..

U.M.F IAŞI

2. CROMATINA 2. CROMATINA (v. LP )(v. LP )2.1. EUCROMATINA ŞI HETEROCROMATINA2.1. EUCROMATINA ŞI HETEROCROMATINA

U.M.F IAŞI

CaracteristiciCaracteristici EUCROMATINAEUCROMATINA HETEROCROMATINAHETEROCROMATINA

CondensareCondensare Fin dispersatăFin dispersată Puternic condensată Puternic condensată (cromocentri)(cromocentri)

ColorareColorare SlabăSlabă IntensăIntensă

Replicare în faza Replicare în faza SS

PrecocePrecoce TardivăTardivă

Activitate Activitate geneticăgenetică

ActivăActivă Inactivă Inactivă

Compoziţie Compoziţie chimicăchimică

Predomină p.b. C - G; Predomină p.b. C - G; ADN nerepetitiv; proteine ADN nerepetitiv; proteine nehistonicenehistonice

Predomină p.b. A - T; ADN Predomină p.b. A - T; ADN repetitiv;repetitiv; proteine histoniceproteine histonice

Rol morfologicRol morfologic Alcătuieşte benzile Alcătuieşte benzile R pozitive (sau G R pozitive (sau G negative)negative)

Alcătuieşte benzile Alcătuieşte benzile R negative (sau G pozitive)R negative (sau G pozitive)

• CROMATINA = ADN + proteine

•Exclusiv în nucleu!

• Două tipuri morfo-funcţionale distincte:

- EUCROMATINA

activă genetic

dispersată

- HETEROCROMATINA

inactivă genetic

condensată

(cromocentri)

EUCROMATINA ŞI HETEROCROMATINA EUCROMATINA ŞI HETEROCROMATINA (v. LP )(v. LP )

HETEROCROMATINAHETEROCROMATINA: :

constitutivăconstitutivă – – constantăconstantă în structura cromozomilor: în structura cromozomilor: benzi G, benzi C (cen, Yq, p A, CS)benzi G, benzi C (cen, Yq, p A, CS)

facultativăfacultativă – – diferitădiferită în celule / organisme diferite în celule / organisme diferite (hetrocromatinizarea o formă de reglaj (hetrocromatinizarea o formă de reglaj

genic)genic)ex., cromatina sexualăex., cromatina sexuală

U.M.F IAŞI

2.2. CROMATINA SEXUALĂ 2.2. CROMATINA SEXUALĂ (v. LP )(v. LP )

CROMATINA SEXUALĂ - definiţie:CROMATINA SEXUALĂ - definiţie:

un un corpuscul de HCRTcorpuscul de HCRT,,

cu particularităţi cu particularităţi morfologice bine definitemorfologice bine definite,,care permite identificare care permite identificare NR cromozomilor sexualiNR cromozomilor sexuali→→

- determinarea - determinarea sexului geneticsexului genetic (XX sau XY); (XX sau XY);- - anomaliile cromozomilor sexualianomaliile cromozomilor sexuali (XO, XXX, (XO, XXX,

XXY).XXY). La femeie: La femeie: cromatina Xcromatina X (corpusculul Barr) (corpusculul Barr) La bărbat: La bărbat: cromatina Ycromatina Y (corpusculul F) (corpusculul F)

U.M.F IAŞI

poziţie, mărime, formă ≠ alţi cromocentri

Morfologie – v.LP

= cromocentru

ORIGINEA CROMATINEI SEXUALEORIGINEA CROMATINEI SEXUALE

CROMATINA X:CROMATINA X:rezultă prin rezultă prin inactivarea unui cromozom Xinactivarea unui cromozom X (la femeile XX) → va forma (la femeile XX) → va forma (prin heterocromatinizare)(prin heterocromatinizare) corpusculul Barrcorpusculul Barr

Ipoteza Lyon (1961):Ipoteza Lyon (1961):(1) inactivarea cromozomului X este (1) inactivarea cromozomului X este totalătotală; ambele sexe ; ambele sexe → → un singur X activ.un singur X activ.

(corect = parţială(corect = parţială** →regiuni/gene active în ambii cromozomi X) →regiuni/gene active în ambii cromozomi X)(2) se produce (2) se produce precoceprecoce (i.u) (i.u) şi este şi este definitivădefinitivă;;

(posibil = uneori reversibilă)(posibil = uneori reversibilă)(3) are loc la (3) are loc la întâmplareîntâmplare ( (XXMM sau sau XXPP) şi ) şi independentindependent în fiecare celulă în fiecare celulă

(posibil = uneori ne întâmplătoare)(posibil = uneori ne întâmplătoare)

U.M.F IAŞI

Inactivarea Inactivarea întâmplătoareîntâmplătoare ((XXMM sau sau XXPP)) şi şi independentăindependentăîn fiecare celulă în fiecare celulă → → femeile sunt un MOZAIC celularfemeile sunt un MOZAIC celular**

U.M.F IAŞI

Femeile

heterozigote

XN Xa

sănătoase?

a = displazie ectodermală anhidrotică

Numărul c. Barr = suma cromozomilor X Numărul c. Barr = suma cromozomilor X (numărul cromozomilor X = nr. c. Barr + 1)(numărul cromozomilor X = nr. c. Barr + 1)

U.M.F IAŞI

DIAGNOSTICDIAGNOSTIC FemeieFemeie BărbatBărbatNr. C. BarrNr. C. Barr 00 11 22 00 11 22

Sex geneticSex genetic(în stări intersex)(în stări intersex)

XXXX XYXY

Anomalii de numărAnomalii de numărcromozomi sexualicromozomi sexuali

în în obs. clinice obs. clinice dededisgenezii gonadicedisgenezii gonadice

XOXO XXXXXX XXYXXYXXYYXXYY

XXXYXXXY

CROMATINA SEXUALĂCROMATINA SEXUALĂ

CROMATINA Y:CROMATINA Y:

reprezintă reprezintă heterocromatina de pe 2/3 distale braţ lungheterocromatina de pe 2/3 distale braţ lung

cromozom Ycromozom Y

(colorată cu flurocromi – ex., quinacrină – şi vizibilă(colorată cu flurocromi – ex., quinacrină – şi vizibilăla microscop UV ca un corpuscul fluorescent )la microscop UV ca un corpuscul fluorescent )corpuscul Fcorpuscul F))exclusiv la barbatiexclusiv la barbatiNr. corpusculi F = nr. cromozomi YNr. corpusculi F = nr. cromozomi Y

ex., bărbaţii XYY au 2 corpusculi Fex., bărbaţii XYY au 2 corpusculi F

U.M.F IAŞI

2.3. STRUCTURA SUPRAMOLECULARĂ A 2.3. STRUCTURA SUPRAMOLECULARĂ A CROMATINEI CROMATINEI

Analiza Analiza cromatinei cromatinei la la microscopul electronic microscopul electronic evidenţiazăevidenţiază un un sistem sistem ierarhizatierarhizat de de compactare a compactare a moleculei de ADN moleculei de ADN → → fibre de cromatinăfibre de cromatină, , de dimensiuni diferite, de dimensiuni diferite, alcătuite din alcătuite din ADNADN, ,

histonehistone şi proteine şi proteine nehistonicenehistonice..

U.M.F IAŞI

1) F1) Filamentul cu nucleoilamentul cu nucleozzomi omi (10nm)(10nm)

Un Un segment desegment de ADN ADN (146 pb) (146 pb) - - se înfăşoară (1 tur şi 3/4) se înfăşoară (1 tur şi 3/4) - - în jurul unui în jurul unui "miez" histonic"miez" histonic, ,

cilindriccilindric (8 mol.) (8 mol.) →→ un un NUCLEOZOMNUCLEOZOM. .

Nucleosomii Nucleosomii →→ legaţi printr-un legaţi printr-un segment de ADN segment de ADN liniarliniar (60 (60 p.b.)p.b.) →→ FILAMENTUL CU FILAMENTUL CU NUCLEONUCLEOZZOMIOMI

(~ (~ "şirag de mărgele""şirag de mărgele")).. FN - FN - mmenţinut enţinut împachetatîmpachetat de de

către către histona H1histona H1, ce leagă doi , ce leagă doi nucleonucleozzomi veciniomi vecini..

RRată de "compactare" a ADNată de "compactare" a ADN nativ nativ esteeste de circa de circa 1010:1:1

U.M.F IAŞI

2) Fibra de cromatină 2) Fibra de cromatină (30nm)(30nm) Filamentul cu nucleozomi se Filamentul cu nucleozomi se spiralizează în spiralizează în

solenoidsolenoid → → fibra de cromatinăfibra de cromatină (FC) (30 nm) (FC) (30 nm)RRată de "compactare" a ată de "compactare" a filamentului cu nucleozomifilamentului cu nucleozomi

esteeste de circa de circa 5:15:1

U.M.F IAŞI

3) Fibra pliată în bucle laterale 3) Fibra pliată în bucle laterale (300 nm)(300 nm)

FC (30 nm) se pliază în FC (30 nm) se pliază în bucle lateralebucle laterale ataşate la ataşate la un “un “scheletschelet” de proteine ” de proteine nonhistoince nonhistoince → → FPBLFPBL = = 300nm300nm

O buclăO buclă (domeniu crs) – (domeniu crs) – de de ~~75Kb – câteva gene = 75Kb – câteva gene = unitate funcţionalăunitate funcţională (de (de transcripţie şi replicare).transcripţie şi replicare).

RRată de "compactare" ată de "compactare" esteeste de circa de circa 10:110:1

U.M.F IAŞI

4) Cromozomul metafazic 4) Cromozomul metafazic (300 nm)(300 nm)

În profază fibra de În profază fibra de cromatină se cromatină se condenseazăcondensează (20:1) (20:1) → → cromatidacromatida (700 nm) (700 nm) unui cromozomunui cromozom

Cromozomii – grad Cromozomii – grad maxim de condensare maxim de condensare în metafaza diviziuniiîn metafaza diviziunii

U.M.F IAŞI

STRUCTURA SUPRAMOLECULARĂ A CROMATINEISTRUCTURA SUPRAMOLECULARĂ A CROMATINEIsintezăsinteză

ADNADN FILAMENTFILAMENT F I B R AF I B R A F I B R AF I B R A CROMATIDACROMATIDA CUCU DE DE PLIATĂPLIATĂ ←← UNUIUNUI NUCLEOSOMINUCLEOSOMI CROMATINĂCROMATINĂ ÎN BUCLEÎN BUCLE CROMOZOM CROMOZOM

INTERFAZAINTERFAZA DIVIZIUNEDIVIZIUNE

Fiecare cromatidă are Fiecare cromatidă are o singură moleculă de ADNo singură moleculă de ADN organizată în mai multe organizată în mai multe structuri succesive şi ierarhizatestructuri succesive şi ierarhizate,, compactatăcompactată de de ~~ 10.000 ori, pentru a face posibilă: 10.000 ori, pentru a face posibilă:

• localizarea în nucleulocalizarea în nucleu• distribuţia corectă a materialului genetic în diviziunedistribuţia corectă a materialului genetic în diviziune

U.M.F IAŞI

STRUCTURA SUPRAMOLECULARĂ A CROMATINEISTRUCTURA SUPRAMOLECULARĂ A CROMATINEISinteză Sinteză

Buclele fibrei de 300 nm Buclele fibrei de 300 nm se se fixează fixează neregulatneregulat de scheletul de scheletul proteic: proteic: zone cu mici aglomerări = zone cu mici aglomerări =

cromomerecromomere zone mai zone mai laxelaxe

Prin Prin condensareacondensarea cromatidei în cromatidei în profază, profază, cromomerele se cromomerele se unescunesc şi şi formează formează benzi intens benzi intens condensate şi colorate condensate şi colorate ((benzi benzi G + = heterocromatinăG + = heterocromatină) ) care care alterneazăalternează cu cu benzi mai benzi mai puţin condensate şi mai clare puţin condensate şi mai clare ((benzi R + = eucromatinăbenzi R + = eucromatină).).

U.M.F IAŞI

STRUCTURA SUPRAMOLECULARĂ A CROMATINEISTRUCTURA SUPRAMOLECULARĂ A CROMATINEI

Sinteză Sinteză

Fiecare cromozom are o Fiecare cromozom are o structură internă structură internă

eterogenă eterogenă

caracteristicăcaracteristică

(permite (permite identificarea lui identificarea lui

precisă)precisă)

U.M.F IAŞI

3. CROMOZOMII UMANI3. CROMOZOMII UMANI

CROMOZOMICROMOZOMI = organite = organite nucleare care fixează nucleare care fixează intens intens coloranţi bazici coloranţi bazici (“chroma” + “soma”)(“chroma” + “soma”)

FuncţiiFuncţii:: Transportă + distribuieTransportă + distribuie

materialul geneticmaterialul genetic în cursul în cursul diviziunii diviziunii → stabilitatea → stabilitatea proceselor ereditare.proceselor ereditare.

Asigură Asigură recombinarea recombinarea geneticăgenetică în meioză în meioză

U.M.F IAŞI

3.1. MORFOLOGIA CROMOZOMILOR UMANI3.1. MORFOLOGIA CROMOZOMILOR UMANIa). Elemente a). Elemente comunecomune tuturor cromozomilor: tuturor cromozomilor:

(1) (1) COMATIDELE COMATIDELE

- - Crz = Crz = bicromatidianbicromatidian← după ← după replicare;replicare;

- - Cromatidele suroriCromatidele surori ≡ ≡ 1 1 moleculă moleculă de ADN + Prde ADN + Pr

U.M.F IAŞI

Cromatidele

Centromerul

Telomerele

a). Elemente a). Elemente comunecomune tuturor cromozomilor tuturor cromozomilor

(2) (2) CENTROMERULCENTROMERUL

locul de locul de ataşareataşare a cromatidele a cromatidele surorisurori (prin proteina ISS)(prin proteina ISS)

unicunic → → constricţie primarăconstricţie primară împarte cromatidele în împarte cromatidele în braţele braţele

“p” şi “q”“p” şi “q” poziţie fixăpoziţie fixă – – determinatădeterminată de o de o

secvenţă secvenţă ADN repetitivADN repetitiv (ADN (ADN satelit) identică la toţi satelit) identică la toţi cromozomii) + cromozomii) + ADN specificADN specific fiecărui cromozom;fiecărui cromozom;

cromozomi cromozomi M, SM, AM, SM, A

U.M.F IAŞI

p

q

a). Elemente a). Elemente comunecomune tuturor cromozomilor tuturor cromozomilor

(2) (2) CENTROMERULCENTROMERUL

Rol esenţial pentru Rol esenţial pentru SEGREGAREASEGREGAREA cromozomilorcromozomilor din din cursul diviziunii cursul diviziunii celulare:celulare:

La La ADN cenADN cen se se fixează fixează proteine proteine CENPCENP = = kinetocoriikinetocorii → locul de fixare a → locul de fixare a filamentelor fusfilamentelor fus de de diviziune → ce vor diviziune → ce vor tractatracta cromatidele la cromatidele la poli (în anafază)poli (în anafază)

U.M.F IAŞI

M A T

a). Elemente a). Elemente comunecomune tuturor cromozomilor tuturor cromozomilor

(3) (3) TELOMERELE TELOMERELE = structuri = structuri specializatespecializate, formate din , formate din ADN ADN repetitiv + proteine asociaterepetitiv + proteine asociate, , care “care “acoperă” şi protejeazăacoperă” şi protejează capetele cromozomilor.capetele cromozomilor.

FuncţiiFuncţii:: menţinerea menţinerea integrităţiiintegrităţii structurale structurale;; asigurarea asigurarea replicării complete;replicării complete; poziţionarepoziţionare cromozomilor omologi în cromozomilor omologi în

nucleunucleu

U.M.F IAŞI

b). Elemente caracteristiceb). Elemente caracteristice unor unor cromozomi cromozomi

(1)(1) SATELIŢII SATELIŢII = mase mici de = mase mici de heterocromatinăheterocromatină ataşate pe braţele ataşate pe braţele scurte ale cromozomilor scurte ale cromozomilor acrocentriciacrocentrici (exceptând Y) (exceptând Y) = variante normale= variante normale

(2) (2) CONSTRICŢIILE SECUNDARECONSTRICŢIILE SECUNDARE= = blocuri blocuri de heterocromatină de heterocromatină situate pe situate pe 1q, 9q, 1q, 9q, 16q16q – lângă centromer = – lângă centromer = variante variante normalenormale

(3) (3) SITUSURILE FRAGILESITUSURILE FRAGILE = lacune = lacune necolorate pe cromatidele unor necolorate pe cromatidele unor cromozomi. Majoritatea = cromozomi. Majoritatea = variante variante normalenormale; excepţie ; excepţie fra Xq27fra Xq27 asociat cu asociat cu retard mintal retard mintal = Sdr. X fragil (RMLX-1:4000 nn) = Sdr. X fragil (RMLX-1:4000 nn)

U.M.F IAŞI

SF SFX X X Y

CS

S

c). Elemente c). Elemente specifice fiecăruispecifice fiecărui cromozom: BENZILE cromozom: BENZILE

Prin diferite tratament – Prin diferite tratament – se observă pe se observă pe cromozomii metafazici cromozomii metafazici o o serie continuă serie continuă de de benzi benzi longitudinalelongitudinale,,

- unele - unele intens colorateintens colorate (benzi G) (benzi G)

- ce alternează cu - ce alternează cu benzi benzi slab colorateslab colorate (benzi R) (benzi R)

U.M.F IAŞI

c). Elemente c). Elemente specifice fiecăruispecifice fiecărui cromozom: BENZILE cromozom: BENZILE

Benzile reflectă Benzile reflectă structura structura internă, internă, heterogenăheterogenă, a , a cromozomilor.cromozomilor.

Fiecare Fiecare cromozom – are cromozom – are un un model model caracteristiccaracteristic de de benzibenzi → → identificarea sa identificarea sa precisăprecisă..

U.M.F IAŞI

3.2. TEHNICI DE ANALIZĂ CROMOZOMIALĂ3.2. TEHNICI DE ANALIZĂ CROMOZOMIALĂ(v LP)(v LP)

a). Principiile metodelor (!!!)a). Principiile metodelor (!!!)

(1)(1) Obţinerea de celule Obţinerea de celule în diviziune în diviziune:: Culturi celulareCulturi celulare: : limfocitelimfocite, fibroblaste, celule fetale (, fibroblaste, celule fetale (← ←

amniocenteză)amniocenteză);;- 0,5 ml sânge periferic (recoltat steril, pe heparină) - 0,5 ml sânge periferic (recoltat steril, pe heparină) → mediu → mediu cultură cu PHA (stimulează diviziunile) → 72 orecultură cu PHA (stimulează diviziunile) → 72 ore

Ţesuturi care se divid activŢesuturi care se divid activ: măduvă osoasă (: măduvă osoasă (← punvţie ← punvţie medulară)medulară), trofoblast (, trofoblast (← placentocenteză)← placentocenteză);;

(2)(2) Obţinerea de celule în Obţinerea de celule în metafazămetafază: : blocare cu colchicinăblocare cu colchicină(3)(3) Obţinerea Obţinerea preparatelorpreparatelor: hipotonizare, fixare, etalare : hipotonizare, fixare, etalare

pe lame, colorare, pe lame, colorare, ±± tehici de marcaj în benzi. tehici de marcaj în benzi.

(4)(4) AnalizaAnaliza preparatelor preparatelor** → → cariotipcariotip

U.M.F IAŞI

EVOLUŢIA EVOLUŢIA TEHNICILOR DE ANALIZĂ CROMOZOMIALĂ TEHNICILOR DE ANALIZĂ CROMOZOMIALĂ (v LP)(v LP)

(1) TEHNICI DE GENERAŢIA I(1) TEHNICI DE GENERAŢIA I (1956)(1956)

- cromozomi - cromozomi uniformuniform coloraţi;coloraţi;

- identificare - identificare imprecisăimprecisă**

(2) TEHNICI DE GENERAŢIA II(2) TEHNICI DE GENERAŢIA II

(1970)(1970)

- - marcaj în benzimarcaj în benzi G sau R G sau R cromozomi metafazici cromozomi metafazici

(400 benzi);(400 benzi);

- identificare - identificare precisăprecisă

U.M.F IAŞI

G I

G II

Identificarea precisă a

cromozomilor

TEHNICI DE ANALIZĂ CROMOZOMIALĂ (v LP)TEHNICI DE ANALIZĂ CROMOZOMIALĂ (v LP)

(3) TEHNICI DE (3) TEHNICI DE GENERAŢIA IIIGENERAŢIA III (1977) (1977)

- Înaltă rezoluţie: - Înaltă rezoluţie: cromozomi cromozomi pro-matafazici pro-matafazici (550 benzi) (550 benzi) sau sau

profaziciprofazici (850 benzi)(850 benzi)

- o bandă = 3-5 Mb- o bandă = 3-5 Mb

U.M.F IAŞI

M PM P

TEHNICI DE ANALIZĂ CROMOZOMIALĂ TEHNICI DE ANALIZĂ CROMOZOMIALĂ (v LP)(v LP)

(4) TEHNICI DE GENERAŢIA IV(4) TEHNICI DE GENERAŢIA IV (1991)(1991)

- citogenetică moleculară- citogenetică moleculară

- - FISH metafazicFISH metafazic

- - se pot identifica f. precis se pot identifica f. precis remanierile cromozomiale şi remanierile cromozomiale şi microdeleţiilemicrodeleţiile

- FISH interfazic- FISH interfazic

U.M.F IAŞI

Trisomie 21

t(1q;2q)

Del 15q

Sindromul Velo-Cardio-Facial: del 22q11