Upload
alexandra-laura
View
115
Download
8
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Cursuri genetica
Citation preview
GENETICA MEDICINA DENTARA
CURS 8 25 noiembrie 2013
AUTOR: PROF.DR. EMILIA SEVERIN
UMF “Carol Davila” Bucuresti
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
GENA
CONCEPTIA CLASICA
- gena este unitate de functie care
determina un anumit caracter.
CONCEPTIA ACTUALA
- gena este segmentul de ADN
care contine informatia genetica necesara sintezei
unui produs functional (proteina,
molecule ARN).
2
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Definitie:
GENA este un ansamblu liniar de
secvente nucleotidice ADN, necesar pentru sinteza unui produs
functional (polipeptid sau molecula ARN)
precum si secventele reglatoare implicate in
controlul expresiei genice.
GENA LA EUCARIOTE
3
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
TEHNICILE DE ANALIZA GENETICA MOLECULARA A ADN
IZOAREA, CLONAREA SI
SECVENTIEREA GENELOR
CONCEPTIA ACTUALA DESPRE STRUCTURA GENEI
STRUCTURA UNEI GENE
4
CATENA TRANSCRISĂ DIN ADN difera de la genă la genă
5’
3’ 5’
3’ A D N
ARNm3 3’ 5’
ARNm2 5’ 3’
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
GENA 3 GENA 1
GENA 2
ARNm1 5’ 3’
6
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Regiunile transcrise si translate numite EXONI alterneaza cu regiuni netranslate numite INTRONI.
LA EUCARIOTE:
GENA ARE STRUCTURA DISCONTINUA
7
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
REGIUNEA CENTRALA
(cadrul de lectura a informatiei genetice)
- este flancata de 2 regiuni laterale sau secvente de reglare a genei (regiunea
laterala 5’ si regiunea laterala 3’).
- este transcrisa integral in ARNhn;
- contine mai multe tipuri de secvente cu functie diferita.
STRUCTURA UNEI GENE CARE CODIFICA O PROTEINA
GENETICA MD
9
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
5’-S.S.T. = situs de start al transcriptiei
sau situsul de initiere a transcriptiei
5’ UTR= untranslated region, regiune transcrisa dar
netranslata
ATG=codon initiator
EXON1 INTRON1
(5’GT – AG3’) EXON2
TAA, TAG, TGA =codoni stop
3’UTR = untranslated region
3’- S.T.T., AATAAA= situsul de terminare a transcriptiei, semnal al
poliadenilarii
REGIUNEA CENTRALA
(cadrul de lectura a informatiei genetice)
STRUCTURA UNEI GENE CARE CODIFICA O PROTEINA
10
STRUCTURA UNEI GENE CARE CODIFICA O PROTEINA
REGIUNI LATERALE:
1. regiunea laterala
5’ (promotorul genei implicat in
initierea transcriptiei este format din TATA-box, CAAT-box si
GC-box).
2. regiunea laterala 3’ ( imprecis
delimitata si putin cunoscuta).
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
GENETICA MD
11
Promotor
Exon 2
ARNm precursor (ARNhn)
ARNm matur
TRANSCRIPȚIE
MATISARE (SPLICING)
TRANSLAȚIE Proteina (lanț polipeptidic)
GENA structurală a Ek
5' 3'
Situs de inițiere al transcripției Situsul de
terminare Situsuri de decupare a intronilor
5`Cap 3`AAAAA
5`UTR 3`UTR
Codon stop
AG GT Exon 1 GT AG Exon 2 Exon 3 Intron Intron
(A)n Codon ATG
Exon 1 Exon 3
ADN
5`Cap Exon 1 Exon 2 Exon 3 3`AAAAA
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Activator/ Inhibitor
REGIUNE CENTRALA
TRANSCRIPT INITIAL ARNm precursor
ARNm
ADN PROMOTOR
STRUCTURA UNEI GENE CARE CODIFICA O PROTEINA
13
GENOMUL UMAN
- setul complet de cromozomi din
gameti.
In conceptia clasica:
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright
- ansamblul informatiei
ereditare din ADN-ul unei celule sau al unui organism.
In conceptia moderna (genetica
moleculara):
14
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
ORGANIZAREA GENOMULUI UMAN
GENOMUL UMAN include genele si
secventele necodante din:
ADN-ul nuclear GENOM NUCLEAR – mare si complex
ADN-ul mitocondrial GENOM
MITOCONDRIAL – mic si simplu
15
GENOMUL NUCLEAR (setul complet al informatiei genetice
Continut in secventa de nucleotide a celor 24 molecule ADN diferite)
- are 3200 Mb ~ 26.000 gene
GENOMUL MITOCONDRIAL (setul complet al informatiei genetice continut in secventa de nucleotide a
moleculei ADN mt) - are 16,600 Kb
- 37 gene
TRANSPOZONI Heterocromatina Alte secvente neconservate in evolutie
Secvente conservate ( codante) Secvente conservate (alte tipuri)
16
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
CROMOZOMUL GENE Totalul de baze Baze secventiate Eucromatina
Mb Heterocromatina
Mb 1 4,220 247.199.719 224.999.719 224 23 2 1,491 242,751,149 237,712,649 240 2,75 3 1,550 199,446,827 194,704,827 197 1,5 4 446 191,263,063 187,297,063 188 3,0 5 609 180,837,866 177,702,766 178 0,3 6 2,281 170,896,993 167,273,993 168 2,3 7 2,135 158,821,424 154,952,424 156 4,6 8 1,106 146,274,826 142,612,826 143 2,2 9 1,920 140,442,298 120,312,298 120 18,0
10 1,793 135,374,737 131,624,737 133 2,5 11 379 134,452,384 131,130,853 131 4,8 12 1,430 132,289,534 130,303,534 131 4,3 13 924 114,127,980 95,559,980 96,3 17,2 14 1,347 106,360,585 88,290,585 88,3 17,2 15 921 100,338,915 81,341,915 82,1 18,3 16 909 88,822,254 78,884,754 79 10 17 1,672 78,654,742 77,800,220 78,7 7,5 18 519 76,117,153 74,656,155 74,6 1,4 19 1,555 63,806,651 55,785,651 60,8 0,3 20 1,008 62,435,965 59,505,254 60,6 1,8 21 578 46,944,323 34,171,998 34,2 11,6 22 1,092 49,528,953 34,893,953 35,1 14,3
Cromozomul de sex X 1,846 154,913,754 151,058,754 151 3
Cromozomul de sex Y 454 57,741,652 25,121,652 26,4 31,6
Total 32.185 3.079.843.747 2.857.698.560 2.900 200
ADN-ul CROMOZOMILOR UMANI
17
O teorie infirmata!
ADN care nu participa la sinteza de proteine era considerat,
aparent, fara rol genetic si a fost denumit: “ JUNK DNA ” sau ADN-ul necodant.
18 GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
• ADN nerepetitiv • ADN moderat repetitiv • ADN inalt repetitiv
In genomul uman exista mai multe CLASE de ADN,
diferite prin repetitia
secventelor nucleotidice:
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright
GENOMUL UMAN
GENETICA MD
21
HETEROGENITATEA SECVENTELOR NUCLEOTIDICE ADN
secventierea genomului uman a evidentiat:
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright
COMPONENTE DIN STRUCTURA GENOMULUI NUCLEAR UMAN
GENOMUL UMAN: 3200 Mb 93% - eucromatina
7% - heterocromatina
GENE si secvente genice inrudite ~ 1/3
ADN extragenic ~ 2/3
Repetitii DISPERSATE
Repetitii in TANDEM
Secvente codante
GENE (EXONI)
Secvente necodante
PSEUDOGENE
FRAGMENTE GENICE
INTRONI, 5’UTR si 3’UTR,
secv.reglatoare
LINE
SINE
RetrotranspozoniLTR
Transpozoni ADN
fosili (Tn ADN)
ADN satelit
ADN minisatelit
Secvente UNICE /
nr.mic copii
ADN microsatelit
22
GENETICA MD
CLASA/TIPUL REPETITII IN TANDEM
NR. de repetitii
LOCALIZARE CROMOZOMIALA
ADN satelit (blocuri de peste 100Kb)
5-150
Toti cromozomii (centromer)
ADN minisatelit (blocuri de 0,1-20 kb) Familia telomerica
Familia hipervariabila (amprenta genetica a unui individ)
6
9-24
Toate telomerele
Toti cromozomii
ADN microsatelit (STR=short tandem repeats) (blocuri <100pb)
1-4
Toti cromozomii CLASA/TIPUL
REPETITII DISPERSATE NR. de repetitii
LOCALIZARE CROMOZOMIALA
SINEs (short interspersed nuclear elements): familia Alu;
Elemente transpozabile
~ 5X105
Toti cromozomii
LINEs (long interspersed nuclear elements): familia LINE-1;
Elemente transpozabile
105
Toti cromozomii
TIPURI DE SECV. ADN REPETITIVE
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright 23
GENETICA MD
5’ GAATTC 3’ 3’ CTTGAA 5’
C-G T-A T-A A-T A-T G-C
C-G T-A T-A A-T A-T G-C
GAATTC CTTAAG
GAATTC CTTAAG
ADN
5’ 3’ 5’
3’
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright
24
Repetitii in tandem inversat (palindrom)
GENETICA MD
GENOMUL NUCLEAR este relativ instabil din
cauza elementelor mobile (transpozabile).
TRANSPOZON - secvente ADN care-si schimba pozitia in genom.
TRANSPOZONII
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright
Barbara McCLINTOCK 1902-1992
- descopera transpozonii si transpozitia genetica.
(Premiul Nobel pt. Fiziologie si Medicina, 1983)
25
Transposon
Transposon is copied
DNA of genome
Mobile transposon
Insertion
New copy of transposon
ADN genomic
TRANSPOZON copiat INSERTIE
TRANSPOZON MOBIL
Noua copie a transpozonului TRANSPOZON
IN FUNCTIE DE MECANISMUL TRANSPOZITIEI: TRANSPOZONI ADN
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
26
Retrotransposon New copy of
retrotransposon
Insertion
Reverse transcriptase
RNA
Formation of a single-stranded
RNA intermediate
IN FUNCTIE DE MECANISMUL TRANSPOZITIEI: RETROTRANSPOZONI sau RETROPOZONI
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
27
RETROTRANSPOZON
INSERTIE
O noua copie a RETROTRANSPOZONULUI
REVERS TRANSCRIPTAZA
ARN
Formarea unui ARN prin transcriptie
GENETICA FIM CURS 8+9 - A nu se copia sau distribui fara copyright
CARACTERISTICI GENOM NUCLEAR GENOM MITOCONDRIAL
Mărime ~3200 Mb 16,6 Kb
Număr de molecule ADN diferite
23 in celulele 46,XX 24 in celulele 46,XY
O molecula circulara de ADN
Număr total de molecule ADN per celulă
23 in celulele haploide 46 in celulele diploide
Cateva mii
Asocierea cu proteine Histone si proteine nehistonice Neasociat cu proteine
Procentul de ADN codant ~5% ~97%
Număr de gene ~26.000 37
Densitatea genelor Mica (1 la 40 Kb) Mare (1 la 0,45 Kb)
Introni Prezenti in majoritatea genelor absenti
ADN repetitiv 30-40% Aproape inexistent
Transcripţie De regula, fiecare gena este transcrisa individual
Transcriptie continua a mai multor gene
Repararea leziunilor ADN
Mecanisme multiple, eficiente Nu au mecanisme de reparare iar mutatiile se acumuleza
rapid
Recombinare Cel putin una pentru o pereche de cromozomi meiotici
Absenta
Ereditate
Mendeliana pentru genele de pe autozomi si cromozomul X ;
holandrica pentru genele de pe cromozomul Y
Exclusiv materna
28
GENOMUL UMAN: diferentele dintre genomul NUCLEAR si genomul MITOCONDRIAL
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
GENELE UMANE
Au marime variabila;
Se clasifica dupa criterii diferite:
Localizare: NUCLEARE /
MITOCONDRIALE
Numar de copii in genom:
UNICE /MULTIPLE
Rolul pe care il indeplinesc:
STRUCTURALE / REGLATOARE
Locul de expresie: COMUNE = ubicuitare / SPECIFICE = tisulare
Gene mobile: elemente genetice
mobile sau transpozoni, retrotranspozoni
Nr.de gene nu este corelat cu marimea genomului;
30
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright
COMPONENTE DIN STRUCTURA GENOMULUI MITOCONDRIAL UMAN
ADN MITOCONDRIAL 16,6 Kb
2 gene ARNr
22 gene ARNt
13 gene ADN proteine
CROMOZOMUL CIRCULAR
MITOCONDRIAL CELULA EK
MITOCONDRIE
31
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Are trei obiective majore:
1.O harta a markerilor genetici;
2.O harta fizica;
3.Secventierea completa a genomului.
Problemele Etice, Legale si Sociale (ELSI) care pot sa apara
din accesul la informatia genetica personala se adauga
obiectivelor majore.
PROIECTUL GENOMUL UMAN
32
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Compararea genomului uman
cu cel al altor organisme
Inca se mai lucreaza
…………… Analiza variatiei genetice dintre indivizi si populatii
Descoperirea functiilor ADN si
a genelor
Investigarea interactiunilor
intre secvente ADN, produsul genelor si factorii de mediu
PROIECTUL GENOMUL UMAN
33
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
1.
IZOLAREA GENEI
2.
DETERMINAREA NR.DE COPII IN
GENOM
3.
LOCALIZAREA CROMOZOMIALA
4.
MODUL DE ORGANIZARE
(secventa de nucleotide)
5.
EFECTUL FENOTIPIC
STUDIUL UNEI GENE
36
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
INTERACTIUNILE GENICE
(in conceptia clasica si in conceptia actuala)
37
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
GENOTIP (GENE)
MEDIU
Expresia fenotipica a unei gene depinde de:
- interactiunile cu gena alela. - influenta altor gene
nealele si/sau actiunea mediului.
INTERACTIUNEA DINTRE EREDITATE SI MEDIU
38
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
GENA creaza potentialul pentru dezvoltarea unui caracter particular, exprimarea caracterului fiind controlata de:
RELATIILE dintre GENE si MEDIU
GENA
39
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
1.Relatiile dintre gene:
Relatii intre gene alele
Relatii intre gene
nealele
2.Relatiile genelor
cu mediul:
Mediul celular
intern si cel extern pot produce
variatii ale expresiei genice.
GENA
40
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
ALELE: FORME ALTERNATIVE ale unei gene,ocupa acelasi
locus in cromozomii omologi si determina
variante fenotipice ale aceluiasi caracter.
Mecanismul de producere a alelelor
este MUTATIA.
O gena poate suferi mai multe mutatii diferite, cu efecte
fenotipice variate, dar limitate la acelasi
caracter.
Setul de gene alele existent pentru un
locus dat se numeste SERIE ALELICA.
ALELE – SERIE ALELICA
41
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Intr-o populatie, pentru un locus dat pot exista
mai mult de 2 alele (variante alelice
diferite).
Polialelia sau variantele genetice se gasesc la mai mult de 1% din
populatia generala si formeaza polimorfismele
genetice .
Polimorfismele genetice sunt responsabile pentru
diversitatea si individualitatea
fenotipica.
ALELIA MULTIPLA SAU POLIALELIA
44
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Intr-o serie alelica, alelele sunt ordonate in functie de relatiile care se stabilesc intre ele, relatii care determina
manifestarea fenotipica a genei la heterozigoti.
Relatia: DOMINANTA / RECESIVITATE
EXCEPTII de la relatia dominanta / recesivitate:
CO DOMINANTA
SEMI
DOMINANTA
PSEUDO
DOMINANTA
SUPRA
DOMINANTA
INTERACTIUNILE ALELICE
45
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Genele sunt caracterizate ca dominante sau recesive
pe baza expresiei lor fenotipice.
DOMINANTA / RECESIVITATEA
se refera la manifestarea fenotipica a unei gene.
In realitate, dominanta / recesivitatea sunt atribuite caracterelor fenotipice.
ATENTIE !
46
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
HEMATIE IN FORMA DE
SECERA Sickle-cell HEMATIE
NORMALA
De exemplu, gena mutanta betas (11p15.5) a globinei umane:
FENOTIP: BOLNAV NORMAL hematii in forma de secera
GENOTIP: betas/betas betaA/betaA
Dar persoanele heterozigote betas/betaA ?
HbS HbA1
47
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
De exemplu, gena mutanta betas (11p15.5) a globinei umane:
• bs bs (homozigot): BOLNAV • bs bA (heterozigot): SANATOS
La nivel CLINIC:
• bs bA (heterozigot) prezinta trasatura sickle-cell. La nivel CELULAR:
• bs bA (heterozigot) prezinta ambele tipuri de hemoglobine (HbA si HbS).
La nivel MOLECULAR:
48
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
METODA prin care se verifică dacă două mutaţii diferite care afectează acelaşi caracter sunt:
§ ALELE (ocupă ace laş i l ocus in
cromozomii omologi); § NEALELE ( genele se găsesc in loci
diferiţi, separaţi).
TESTUL DE STABILIRE AL ALELIEI (TEST DE COMPLEMENTATIE)
49
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Manifestarea fenotipica a alelelor depinde de relatiile care se stabilesc intre ele.
DOMINANTA COMPLETA
Fenotipul formei heterozigote este identic cu cel al formei homozigote dominante:
Aa = AA dar diferit de aa
Se inscrie in modelul mendelian de ereditate.
RELATIA DOMINANTA/RECESIVITATE
50
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
§ Expresia fenotipica a unei gene NU depinde intotdeauna de ”forța” sa,
fiind uneori influențată de interacțiunile cu alte gene sau de
factorii ambientali.
Aceste acțiuni determină gradul de PENETRANȚĂ și EXPRESIVITATE
al unei gene.
PENETRANȚA ȘI EXPRESIVITATEA GENEI
51
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
§ Este definita de probabilitatea unei gene dominante de a se exprima fenotipic .
§ Se supune legii “tot sau nimic”. § Se calculează matematic după formula:
p= B / AA + An x 100 Unde: p – penetranța; B – numărul de indivizi bolnavi care au gena in
genotip si o exprima fenotipic; AA + An – numărul total de indivizi care au gena
in genotip.
PENETRANȚA
52
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
PENETRANȚA
PENETRANȚA INCOMPLETA II-1 are alela mutantă dar nu
manifestă boala și transmite alela copiilor lui, III-1 și III-3 care sunt
bolnavi.
PENETRANTA COMPLETA I-1 are alela mutantă, manifestă boala
și toți descendenții lui care au moștenit alela manifestă boala.
http://www.uic.edu/classes/bms/bms655/lesson4.html
54
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Tipuri: 1. Penetranta completa sau puternica (100%).
2. Penetranta incompleta sau redusa (sub 100%, o parte
dintre heterozigoti au genotipul bolii dar nu
exprima fenotipul bolii ); explica “saltul” peste o
generatie al unui caracter dominant.
Individul mosteneste alela mutanta, nu o
manifesta clinic, insa o transmite la descendenti.
PENETRANȚA
55
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Defineste gradul/intensitatea
(severitatea) de manifestare clinica/
fenotipica a unei alele mutante.
• CONSTANTĂ
• VARIABILA Tipuri:
EXPRESIVITATEA
56
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
DEFINEȘTE:
spectrul de manifestare
a simptomelor
varsta de debut a
semnelor clinice
severitatea exprimarii
limitarea manifestarii la indivizii
de un anumit sex
surditate
Anomalii dentare
Fragilitate osoasa
Sclere albastre
BOLNAV: OSTEOGENESIS IMPERFECTA
EXPRESIVITATEA VARIABILA
57
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
De exemplu, expresivitate variabila (spectrul manifestarii simptomelor):
OSTEOGENESIS IMPERFECTA
Afectiune AD;
Cauzata de deletia genei care determina sinteza colagenului de tip I;
Manifestari clinice variate: sclere usor albastre, fracturi multiple, deformari scheletice grave, anomalii dentare, surditate.
surditate
Anomalii dentare
Fragilitate osoasa
Sclere albastre CRZ.7
Gena COL1A2 (7q21.3)
58
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
De exemplu, expresivitate variabila (vârsta de debut a semnelor bolii): BOALA HUNTINGTON
Afectiune AD, cauzata de mutatii ale genei HTT (4p16.3) care determina sinteza proteinei huntingtina.
Varsta de debut a semnelor – primele manifestari apar tardiv la adult (dupa 35 de ani)
Este o boala degenerativa neurologica caracterizata prin miscari involuntare ale membrelor (coree) si pierderea progresiva a functiilor mentale (demența).
BOALA HUNTIGTON (BH)
sanatos sanatoasa
Bolnav BH Bolnava BH
HTT
CRZ.4 GANGLIONI
BAZALI
59
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
CAZURI PARTICULARE:
PENETRANTA REDUSA SI EXPRESIVITATE VARIABILA
§ Sex-influentarea : caz in care un caracter AD este exprimat cu frecvente diferite de cele doua sexe. § Sex-limitarea : caz in care un caracter AD este exprimat doar de
un singur sex, desi ambele sexe au gena in genotip.
ALOPECIE
61
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
EXCEPTII DE LA DOMINANTA COMPLETA
§ CODOMINANTA (relatia dintre doua alele diferite care in forma heterozigota interactioneaza
exprimand un fenotip nou; In genetica umana se poate exemplifica cu grupul sanguin AB si MN – vezi lucrari practice)
§ SEMIDOMINANTA § SUPRADOMINANTA (alela dominanta de la forma heterozigota Aa determina intensificarea
caracterului exprimat la forma homozigota dominanta AA – in genetica umana nu s-au gasit exemple.)
§ PSEUDODOMINANTA § ALELELE LETALE
EXCEPTII
62
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
ββ0
SEMIDOMINANTA :
relaţia dintre două alele diferite prin care la organismele heterozigote apare un fenotip intermediar între genitorii homozigoţi.
Exemplu: talasemia minoră – beta / beta0.
ββ0
ββ ββ0 β0β0 Sanatos
Talasemie majora
Talasemie minora
Talasemie minora Talasemie minora
63
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
PSEUDODOMINANTA : § poate fi observat sub două aspecte:
1. Cazul în care un organism heterozigot are o genă recesivă pe unul dintre cromozomi, iar segmentul de cromozom omolog cu gena dominantă lipseşte (este deletat). – se observă rar în genetica umană. Exemplu:
ALBINISMUL OCULOCUTANAT ; – se transmite Ar, gena mutanta OCA1 este pe
cromozomul 11q.
11q14-q21
64
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
tt
PSEUDODOMINANTA :
2.Cazul căsătoriei dintre un heterozigot sănătos şi un homozigot bolnav:
Nt x tt IMITA segregarea nn x Tn.
Nt Nt tt
tt Nt
Nt
tt tt
64
* n=normal T=gena mutanta
• N=normal t=gena mutanta
Nt
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
ALELE LETALE :
alele care în stare homozigotă determină moartea organismului înainte de vârsta reproducerii.
Exemplu: genotipul betaS / betaS determină un fenotip letal – anemia falciformă (sicklemia).
ββS ββS
ββS βS βS ββ ββS Sicklemie
65
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
• reprezinta o forma de interactiune intre gene nealele in care o gena mascheaza exprimarea fenotipica a altei gene situata pe un alt locus si pe un alt cromozom.
EPISTAZIA
GENA EPISTATICA suprima exprimarea unei gene dominante
cu care nu este alela.
GENA HIPOSTATICA este gena a carei
expresie fenotipica este suprimata.
INTERACTIUNI NEALELICE
66
EPISTAZIA – poate fi demonstrata la nivel molecular prin actiunea coordonata a mai multor gene implicate in sinteza unui produs final.
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
FORMAREA ANTIGENELOR ERITROCITARE DE SUPRAFATA :
ABH
Genele H,h localizate pe crz.19q13.3 Genele A,B,0 localizate pe crz.9q34
INTERACTIUNI NEALELICE
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
FENOTIP BOMBAY (GRUPA DE SANGE BOMBAY)
Este o forma rara de grupa sanguina a sistemului ABO, caz in care nu se
formeaza antigenii A si B.
O familie in care: sotul are grupa sanguina A iar sotia grupa sanguina aparent O (functional se comporta ca grupa O dar genetic este BO). Se naste un copil cu grupa AB. Este exclusa
infidelitatea.
A
AB O
Grupa de sange aparent O
MAMA TATAL
COPIL 1 COPIL 2
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
FENOTIP BOMBAY
Arborele genealogic al familiei din Bombay
Explicatia cazului Parintii mamei
I
II
I
II
III
70
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
MECANISMUL DE FORMARE A ANTIGENILOR DE GRUP SANGUIN A si B
LEGENDA Hematie
FUCOZA
GALACTOZA N acetil-glucozamina
N acetil-galactozamina
71
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
• TATAL: genotipic HH sau Hh; AO • MAMA: genotipic hh; BO
• Copilul 1: genotipic Hh; AB • Copilul 2: genotipic Hh; OO
FENOTIP BOMBAY
A
AB
O
Unde sunt localizate cele doua cupluri de gene: A,B,o si H,h ?
72
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
POLIGENIA
reprezinta un tip de interactiune intre gene nealele (situate in loci
diferiti), gene care impreuna determina un singur caracter
fenotipic.
caracterul fenotipic este rezultatul
cooperarii genelor nealele.
caracterele poligenice pot fi caractere
cantitative si nu se supun legilor mendeliane.
Gene multiple
EREDITATE POLIGENICA
CARACTER FENOTIPIC
73
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
RELATIA “O GENA UN CARACTER”
PLEIOTROPIA
- caz in care o gena poate avea efecte fenotipice multiple, distincte.
- Explicatia efectelor fenotipice multiple produse de o singura gena este data de faptul ca, produsul de sinteza al genei este implicat in mai multe cai metabolice, in momente diferite ale dezvoltarii ontogenetice.
- In genetica clinica: pleiotropism relational si pleiotropismul
in mozaic.
74
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
PLEIOTROPISMUL RELATIONAL
• Gena beta a globinei umane (codon GAG)
• Efect primar: acid glutamic, HbA solubila in conditii de hipoxie.
• Efect secundar: hematie de forma normala, disc biconcav.
• Efect tertiar: microcirculatie normala.
• Gena beta a globinei umane • Mutatie: GAG devine GTG • Efect primar: valina, HbS
insolubila in conditii de hipoxie. • Efect secundar: hematie in
forma de secera. • Efect tertiar: microtromboze,
microinfarcte, dureri; la trecerea prin capilare membrana eritrocitului este lezata, se produce hemoliza si apare anemia.
NORMAL SICKLEMIE
Hb A normala Hb S patologica
HEMATII NORMALE
circula normal in capilarele sanguine.
HEMATII in forma de SECERA
blocheaza circulatia capilara.
75
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
HETEROGENITATEA GENETICA
Gene (genotipuri) diferite produc fenotipuri identice sau similare (clinic nu pot fi deosebite).
Poate fi produsa:
1. Mutatii in loci diferiti
(heterogenitate de locus sau non-alelica);
2. Mutatii diferite in acelasi locus
(heterogenitate alelica).Uneori, mutatii diferite ale aceleiasi gene produc fenotipuri diferite (heterogenitate clinica).
76
HETEROGENITATEA GENETICA MUTAȚII IN GENE DIFERITE PRODUC ACELAȘI
FENOTIP.
Crz. 17 Crz.13
BRCA1 BRCA2
CANCERUL DE SAN SI CANCERUL OVARIAN GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
77
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
FENOCOPIA
Caracterul fenotipic este produs de factorii ambientali (NON-GENETICI) si se manifesta identic
cu caracterul produs de factorii genetici.
78
SPORADIC
NORMAL Purtator, sanatos Bolnav
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
De exemplu, talidomida administrata intre a 35-a si a 50-a zi de sarcina produce FOCOMELIA.
GENETICA MD
CURS 8 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES
Pentru ilusrarea experimentelor si a mecanismelor moleculare prezentate s-au preluat imagini de pe
site-ul: http://images.google.com www.google.com Pentru clarificarea unor probleme legate de
tematica predata la curs se pot trimite intrebari la adresa:
REFERINTE ELECTRONICE
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/N/Nucleus.html
NE REVEDEM SAPTAMANA VIITOARE !
Luni 2
decembrie