GENETICA UMANĂ GENETICA UMANĂ ŞI ŞI

IMPORTANŢA EI IMPORTANŢA EI ÎN ÎN

MEDICINA MODERNĂMEDICINA MODERNĂ

GENETICA

=

EREDITATE + VARIABILITATE

GENETICA

ADN

VARIABILITATE EREDITATE

STOCARE

Codon

EXPRIMARE

Translaţie (ribosomi)

Transcripţie (nucleu)

ARNm

Peptid

REPLICAREA ADN (semiconservativ)

DIVIZIUNEA CELULEI

Mitoza (celule somatice)

Meioza (celule germinale)

Transmiterea informaţiei în succesiunea generaţiilor celulare

Ovare

Testiculi Spermatozoizi

Fecundare

Transmiterea informaţiei în succesiunea generaţiilor de organisme

Ovule

Zigot

RECOMBINARE GENETICĂ

Meioză

Recombinare intracromosomică

Recombinare genomică

Fecundare

Recombinare intercromosomică

MIGRAŢII

MUTAŢII

genice

cromosomice

genomice

mitocondriale

TRANSMITERE

A.A.CONŢINUTUL GENETICII UMANECONŢINUTUL GENETICII UMANE GENETICA GENETICA ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII

EREDITATEAEREDITATEA proprietatea unui individ deproprietatea unui individ de a transmite la a transmite la

urmaşiurmaşi caracterelecaracterele personale precum şi cele personale precum şi cele ale speciei sale.ale speciei sale.

Se transmit Se transmit informaţiileinformaţiile pentru realizarea pentru realizarea caracterelor. caracterelor.

Ereditatea = proces informaţional care Ereditatea = proces informaţional care presupune presupune stocarea, expresia şi transmitereastocarea, expresia şi transmiterea informaţiei necesare pentru realizarea informaţiei necesare pentru realizarea caracterelor unui individ.caracterelor unui individ.

Ereditatea este o Ereditatea este o FUNCŢIEFUNCŢIE..

A.A.CONŢINUTUL GENETICII UMANECONŢINUTUL GENETICII UMANE GENETICA GENETICA ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII

Substratul molecularSubstratul molecular al eredităţii: al eredităţii:

acidul deoxi-ribonucleic (ADN)acidul deoxi-ribonucleic (ADN)

3 funcţii majore.3 funcţii majore.

deţinedeţine informaţia ereditară informaţia ereditară .. exprimăexprimă informaţia ereditară informaţia ereditară . . transmitetransmite informaţia ereditară informaţia ereditară ..

A.A.CONŢINUTUL GENETICII UMANECONŢINUTUL GENETICII UMANE GENETICA GENETICA ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII

ADN ADN deţinedeţine informaţia ereditară informaţia ereditară

macropolimer de macropolimer de nucleotidenucleotidecodificată - unitate de cod: codificată - unitate de cod: CODONCODON (3 nucleotide învecinate) ↔ (3 nucleotide învecinate) ↔ AMINOACIDAMINOACID GENOMGENOM = totalitatea informaţiei din ADN. = totalitatea informaţiei din ADN.GENAGENA = unitatea de informaţie ereditară = unitatea de informaţie ereditară

""o genă o genă un caracter un caracter " " MUTAŢIEMUTAŢIE (modificare a structurii genice) (modificare a structurii genice) variantă genică normală sau anormală.variantă genică normală sau anormală.Mutaţiile = Mutaţiile = cauze majorecauze majore de boală sau de boală sau predispoziţie la boalăpredispoziţie la boală

A.A.CONŢINUTUL GENETICII UMANECONŢINUTUL GENETICII UMANE GENETICA GENETICA ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII

ADN ADN deţinedeţine informaţia ereditară informaţia ereditară

ADN + proteine → ADN + proteine → cromosomi cromosomi (= fibre de (= fibre de cromatină)cromatină)cromosomi cromosomi – substratul morfologic al – substratul morfologic al eredităţii; eredităţii;

în celulele somatice → în celulele somatice → 46 de cromosomi46 de cromosomi ((2n2n= număr diploid); = număr diploid);

în celulele sexuale → în celulele sexuale → 23 de cromosomi23 de cromosomi ((nn= număr haploid).= număr haploid).

cromosom = cromosom = succesiunesuccesiune caracteristică de caracteristică de genegene

A.A.CONŢINUTUL GENETICII UMANECONŢINUTUL GENETICII UMANE GENETICA GENETICA ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII

ADN ADN exprimăexprimă informaţia ereditară informaţia ereditară

Transcripţie + TranslaţieTranscripţie + Translaţie

Transcripţie - Transcripţie - copiereacopierea informaţiei informaţiei genetice corespunzătoare unei gene → genetice corespunzătoare unei gene → moleculă de moleculă de ARNmARNm (mesager): (mesager):

Translaţie – Translaţie – decodificareadecodificarea informaţiei informaţiei genetice dintr-o moleculă de ARNm → genetice dintr-o moleculă de ARNm → secvenţă peptidicăsecvenţă peptidică

A.A.CONŢINUTUL GENETICII UMANECONŢINUTUL GENETICII UMANE GENETICA GENETICA ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII

ADN ADN transmitetransmite informaţia ereditară informaţia ereditară

Replicarea ADN + diviziunea celuleiReplicarea ADN + diviziunea celulei

Replicarea ADN - Replicarea ADN - autocopiereaautocopierea informaţiei informaţiei genetice a tuturor moleculelor de ADN → genetice a tuturor moleculelor de ADN → dublarea cantităţii de dublarea cantităţii de ADNADN

Diviziunea celulei – procesul de Diviziunea celulei – procesul de împărţire împărţire a materialului genetic cu formarea a două a materialului genetic cu formarea a două celule fiicecelule fiice

GENETICA

ADN

VARIABILITATE EREDITATE

STOCARE

Codon

EXPRIMARE

Translaţie (ribosomi)

Transcripţie (nucleu)

ARNm

Peptid

REPLICAREA ADN (semiconservativ)

DIVIZIUNEA CELULEI

Mitoza (celule somatice)

Meioza (celule germinale)

Transmiterea informaţiei în succesiunea generaţiilor celulare

Ovare

Testiculi Spermatozoizi

Fecundare

Transmiterea informaţiei în succesiunea generaţiilor de organisme

Ovule

Zigot

RECOMBINARE GENETICĂ

Meioză

Recombinare intracromosomică

Recombinare genomică

Fecundare

Recombinare intercromosomică

MIGRAŢII

MUTAŢII

genice

cromosomice

genomice

mitocondriale

TRANSMITERE

A.A.CONŢINUTUL GENETICII UMANECONŢINUTUL GENETICII UMANE GENETICA GENETICA ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII

VARIABILITATEAVARIABILITATEA

fenomenele care produc fenomenele care produc diferenţele diferenţele geneticegenetice dintre indivizii unei populaţii, dintre indivizii unei populaţii, precum şi între populaţii diferiteprecum şi între populaţii diferite ..

3 surse de variabilitate:3 surse de variabilitate: Recombinările geneticeRecombinările genetice – fenomene normale în – fenomene normale în

meioză şi fecundare.meioză şi fecundare. Mutaţiile geneticeMutaţiile genetice – fenomene anormale în cursul – fenomene anormale în cursul

diviziunilor celulare;diviziunilor celulare; Migraţiile populaţionaleMigraţiile populaţionale

A.A.CONŢINUTUL GENETICII UMANECONŢINUTUL GENETICII UMANE GENETICA GENETICA ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII ŞTIINŢA EREDITĂŢII ŞI VARIABILITĂŢII

VARIABILITATEAVARIABILITATEA

fiecare individ are o fiecare individ are o structură genetică structură genetică unică şi unică şi

specificăspecifică..

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL

1. INDIVIDUALITATEA GENETICĂ ŞI 1. INDIVIDUALITATEA GENETICĂ ŞI BIOLOGICĂ.BIOLOGICĂ.

2. DETERMINISMUL CARACTERELOR 2. DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE FENOTIPICE ..

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL INDIVIDUALITATEA GENETICĂ ŞI BIOLOGICĂ INDIVIDUALITATEA GENETICĂ ŞI BIOLOGICĂ

INDIVIDUALITATEA GENETICĂINDIVIDUALITATEA GENETICĂ totalitatea informaţiei genetice a unui individ = totalitatea informaţiei genetice a unui individ =

GENOTIP GENOTIP = = 2n cromosomi2n cromosomi.. genotipul se formează în timpul genotipul se formează în timpul fecundării:fecundării: n crs (ovul) + n crs (spermatozoid) = 2n crs n crs (ovul) + n crs (spermatozoid) = 2n crs

(zigot) → (zigot) → COMBINAŢIE GENETICĂ NOUĂ, COMBINAŢIE GENETICĂ NOUĂ, UNICĂ, CONSTANTĂ ŞI IREPETABILĂUNICĂ, CONSTANTĂ ŞI IREPETABILĂ

genotipul → genotipul → programul ontogenetic:programul ontogenetic: succesiune de etape de dezvoltare succesiune de etape de dezvoltare prestabilite exact, prestabilite exact,

diferite calitativ şi precis delimitate temporaldiferite calitativ şi precis delimitate temporal

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL INDIVIDUALITATEA GENETICĂ ŞI BIOLOGICĂ INDIVIDUALITATEA GENETICĂ ŞI BIOLOGICĂ

INDIVIDUALITATEA BIOLOGICĂINDIVIDUALITATEA BIOLOGICĂ FENOTIPFENOTIP ansamblul ansamblul unicunic de caractere specifice, de caractere specifice,

produse prin interacţiunea permanentă şi în produse prin interacţiunea permanentă şi în proporţii diferite dintre proporţii diferite dintre genotip şi mediugenotip şi mediu

UNICITATE BIOLOGICĂ

GENOTIP MEDIU

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL INDIVIDUALITATEA GENETICĂ ŞI BIOLOGICĂ INDIVIDUALITATEA GENETICĂ ŞI BIOLOGICĂ

INDIVIDUALITATEA BIOLOGICĂINDIVIDUALITATEA BIOLOGICĂ

vulnerabilitatea diferită la îmbolnăvire

manifestări variabile de boală

răspuns diferit la tratament

NU EXISTĂ BOLI,

CI NUMAI BOLNAVI

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

Caractere fenotipice:Caractere fenotipice:

ereditare (factori genetici);ereditare (factori genetici);

multifactoriale (factori genetici + de mediu);multifactoriale (factori genetici + de mediu);

ecologice (factori de mediu).ecologice (factori de mediu).

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

GENOTIP MEDIU

FENOTIP

CARACTERE EREDITARE

CARACTERE ECOLOGICE

CARACTERE MULTIFACTORIALE

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE EREDITARE

•Determinate 100% de genotip;

•Pot fi:

•de specie – numai ereditare:

•ex. număr specific de cromosomi → barieră reproductivă;

•ereditare normale;

•ereditare anormale.

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE EREDITARE NORMALECARACTERE EREDITARE NORMALE determinate determinate monogenicmonogenic,, transmise transmise mendelianmendelian; ; >30 >30 sisteme grupalesisteme grupale: :

grupe grupe sanguinesanguine (ABO, Rh, MN, etc.), (ABO, Rh, MN, etc.), grupe grupe sericeserice (haptoglobine, transferine, ş.a.), (haptoglobine, transferine, ş.a.), grupe grupe enzimticeenzimtice (fosfatază acidă, etc.), (fosfatază acidă, etc.), grupe grupe tisularetisulare (antigenele HLA); (antigenele HLA);

majoritatea polimorfe → majoritatea polimorfe → >> variante variante în populaţie:în populaţie: pentru sistemul de grup sanguin ABO → grupe A, B, AB şi O; pentru sistemul de grup sanguin ABO → grupe A, B, AB şi O;

fiecare individfiecare individ posedă posedă numai numai o anumită variantăo anumită variantă dintr-un sistem; dintr-un sistem; o o combinaţie specificăcombinaţie specifică de variante → de variante → unicat biologicunicat biologic

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE EREDITARE ANORMALECARACTERE EREDITARE ANORMALE determinate de determinate de mutaţiimutaţii,, prezente la prezente la unii indivizi → BOLI GENETICEunii indivizi → BOLI GENETICE: :

boli boli cromosomicecromosomice (sindrom Down = trisomia 21 etc.), (sindrom Down = trisomia 21 etc.), boli boli monogenicemonogenice (hemofilia ş.a.), (hemofilia ş.a.), boli boli mitocondrialemitocondriale (atrofia optică Leber), (atrofia optică Leber),

NB NB nu toate bolile genetice sunt ereditarenu toate bolile genetice sunt ereditare

unele boli genetice pot fi unele boli genetice pot fi influenţate de mediuinfluenţate de mediu → → posibilităţi de posibilităţi de profilaxie şi terapieprofilaxie şi terapie ex. ex. fenilcetonuriafenilcetonuria (deficit de fenilalanil-hidroxilază) → (deficit de fenilalanil-hidroxilază) → retard retard

mentalmental sever; sever; eliminareaeliminarea din alimentaţie a din alimentaţie a fenilalanineifenilalaninei → dezvoltare → dezvoltare

intelectuală normalăintelectuală normală

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE MULTIFACTORIALECARACTERE MULTIFACTORIALE

determinate de interacţiunea ereditate determinate de interacţiunea ereditate mediumediu

pot fi:pot fi: normale;normale; anormale.anormale.

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE MULTIFACTORIALE NORMALECARACTERE MULTIFACTORIALE NORMALE

numeroase caractere numeroase caractere normalenormale:: talia;talia; greutatea;greutatea; inteligenţa;inteligenţa; tensiunea arterială;tensiunea arterială;

contribuţia ereditară este contribuţia ereditară este poligenicăpoligenică;; genotipul determină:genotipul determină:

un procent din caracter = un procent din caracter = HERITABILITATEHERITABILITATE;; limita limita maximămaximă de dezvoltare a caracterului; de dezvoltare a caracterului; norme de reacţiinorme de reacţii la factorii de mediu. la factorii de mediu.

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE MULTIFACTORIALE NORMALECARACTERE MULTIFACTORIALE NORMALE

Heritabilitate

GENOTIP

Limită maximă

MEDIU

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE MULTIFACTORIALE NORMALECARACTERE MULTIFACTORIALE NORMALE

GENOTIP

FENOTIP 1

FENOTIP 2Mediu 2

Mediu 1

NORMA DE REACŢIE

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE MULTIFACTORIALE ANORMALECARACTERE MULTIFACTORIALE ANORMALE

boli multifactoriale (B)boli multifactoriale (B) tipuritipuri::

anomaliile congenitale izolate – anencefalia, DSV;anomaliile congenitale izolate – anencefalia, DSV; bolile comune ale adultului – HTA, DZ;bolile comune ale adultului – HTA, DZ; boli prin mutaţii somatice – cancere, boli autoimune;boli prin mutaţii somatice – cancere, boli autoimune;

contribuţia ereditară este contribuţia ereditară este poligenică → poligenică → au caracter au caracter familialfamilial, fără transmitere mendeliană;, fără transmitere mendeliană;

genotipul → genotipul → PREDISPOZIŢIE LA BOALĂ PREDISPOZIŢIE LA BOALĂ (PG);(PG); B = PG + M → B = PG + M → măsuri de profilaxie:măsuri de profilaxie:

identificareidentificare persoanelor cu predispoziţie geneticăpersoanelor cu predispoziţie genetică;; evitareaevitarea factorilor nocivi de mediufactorilor nocivi de mediu

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE MULTIFACTORIALE ANORMALECARACTERE MULTIFACTORIALE ANORMALE

Factori nocivi de mediu

BOLNAVI

SĂNĂTOŞI

Predispoziţie genetică

B. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIULB. OMUL, EREDITATEA ŞI MEDIUL DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE

CARACTERE ECOLOGICECARACTERE ECOLOGICE

agenţi fizici, chimici sau biologici → agresiuni → boli agenţi fizici, chimici sau biologici → agresiuni → boli aparent aparent negeneticenegenetice..

efectele agresiunilorefectele agresiunilor exogene influenţate de exogene influenţate de GENOTIPGENOTIP mod specific de răspuns mod specific de răspuns la agresiunila agresiuni → → ECOGENETICAECOGENETICA

studiază studiază variaţiile individuale determinate geneticvariaţiile individuale determinate genetic la acţiunea factorilor la acţiunea factorilor externi;externi;

alergenii, alcoolul, fumatul, infecţiile → efecte diferite la persoane diferitealergenii, alcoolul, fumatul, infecţiile → efecte diferite la persoane diferite manifestarea şi gravitateamanifestarea şi gravitatea îmbolnăvirilor → îmbolnăvirilor → FARMACOGENETICAFARMACOGENETICA

studiază studiază diferenţele genetice individualediferenţele genetice individuale în răspunsul organismelor la în răspunsul organismelor la acţiunea medicamentelor;acţiunea medicamentelor;

medicamente oxidante → la persoane cu medicamente oxidante → la persoane cu deficienţa în G6PDdeficienţa în G6PD (asimptomatice) → anemie hemolitică(asimptomatice) → anemie hemolitică

factorii de mediu → factorii de mediu → Fenocopii:Fenocopii: manifestări de boală similare cu boli geneticemanifestări de boală similare cu boli geneticeimportante în sfat genetic → riscuri de recurenţă diferite (ex., importante în sfat genetic → riscuri de recurenţă diferite (ex., microcefalia)microcefalia)..

DOGMA FUNDAMENTALĂ A GENETICIIDOGMA FUNDAMENTALĂ A GENETICII

GENOTIPGENOTIP FENOTIPFENOTIP

MEDIUMEDIU

ADNADN ARNmARNm PROTEINĂPROTEINĂtransmiteretransmitere transcripţie translaţietranscripţie translaţie

ereditarăereditară

ADNADN

Descifrarea Descifrarea structurii ADNstructurii ADN= singura cale pentru înţelegerea = singura cale pentru înţelegerea naturii şi funcţiei GENEI:naturii şi funcţiei GENEI:

stocarea, expresia şi transmiterea informaţiei geneticestocarea, expresia şi transmiterea informaţiei genetice

U.M.F IAŞI

J.D. WATSON F. CRICKJ.D. WATSON F. CRICK

1953, Cavendish Lab, Cambridge1953, Cavendish Lab, Cambridge

-A-T-C-G-C-G-A-T-T-A-C-G-A-T-

-T-A-G-C-G-C-T-A-A-T-G-C-T-A-

În anul 1953, În anul 1953, J.D.J.D. WATSON WATSON şi Fşi F.. CRICK CRICK au propus un au propus un modelmodel al al structuriistructurii ADN ADN::

alcătuit alcătuit din din două două catene catene polinucleotidicepolinucleotidice (A, G, T,C)(A, G, T,C), ,

legate complementarlegate complementar prin prin bazele bazele azotateazotate: A-T; G-C: A-T; G-C, ,

înfăşurate într-o înfăşurate într-o elice dublăelice dublă, , răsucită spre răsucită spre dreaptadreapta..

A). STRUCTURA ADNA). STRUCTURA ADN

U.M.F IAŞI

STRUCTURA ADNSTRUCTURA ADN

În anul În anul 19621962, , James James Watson şi Francis CrickWatson şi Francis Crick au au primit primit premiul Nobelpremiul Nobel

Modelul structurii ADN → Modelul structurii ADN → universal universal valabil în lumea valabil în lumea vie.vie.

ADN devine nu numai ADN devine nu numai esenţa geneticiiesenţa geneticii ci şi un ci şi un veritabil veritabil simbol simbol al vieţii *al vieţii * şi al medicinii moleculare*şi al medicinii moleculare*

U.M.F IAŞI

1.1. STRUCTURA PRIMARĂ ŞI SECUNDARĂ STRUCTURA PRIMARĂ ŞI SECUNDARĂ A ADNA ADN

1.1. STRUCTURA PRIMARĂ1.1. STRUCTURA PRIMARĂ ADN este un ADN este un macro-macro-polimer polimer

de de dezoxiribonucleotidedezoxiribonucleotide;;

[[PP – – 55dRdR11 - - NN]]nn

Pentoză

D-2-dezoxiriboza

Bază azotată:

Pur – A, G

Pir – T, C

Grup fosfat

(ac.ortofosforic)

U.M.F IAŞI

Polimerizarea nucleotidelorPolimerizarea nucleotidelor: legături : legături covalente covalente (puternice) (puternice) 3’- 5’ fosfodiester3’- 5’ fosfodiester**

Se formează Se formează o o catenăcatenă (lanţ): (lanţ):- - continuăcontinuă, , - - linearălineară (neramificată!) (neramificată!) • o parte "o parte "constantăconstantă" (ax) → " (ax) → fosfofosfo--

glucidicăglucidică şi şi • o parte “o parte “variabilăvariabilă” → ” → bazele bazele

azotate *azotate *,,• polaritatepolaritate 5’ →3’5’ →3’

Această catenă = Această catenă = structura PRIMARĂ a structura PRIMARĂ a ADN - ADN - ce deţine informaţia ereditară ce deţine informaţia ereditară codificatăcodificată

1.1. Structura primară a ADNU.M.F IAŞI

IInformaţia genetică nformaţia genetică codificatăcodificată = = ssecvenţa (ordinea) ecvenţa (ordinea) nucleotidelor → nucleotidelor → determină determină ordinea aminoacizilor ordinea aminoacizilor în proteineîn proteine. .

5'-5'- ATGATGCCTCCTAGAAGATCATCA -- 3'3' aa1aa1- - aa2aa2--aa3aa3- aa4- aa4

““alfabet nucleicalfabet nucleic” ” = patru = patru ""literelitere"": : A, T, G, CA, T, G, C

""cuvintecuvinte"" de trei litere de trei litere = = triplet sau triplet sau codoncodon → → aminoacidaminoacid ATGATG →→ Met Met

asamblate într-o asamblate într-o ""frazăfrază"" = = o o genă genă = unitatea de informaţie = unitatea de informaţie geneticăgenetică; ; secvenţa nucleotidesecvenţa nucleotide → → secvenţasecvenţa AA în AA în proteină.proteină.

ATG TGT AAA CCAATG TGT AAA CCA Met cis lys proMet cis lys pro

1.1. Structura primară a ADNU.M.F IAŞI

Sensul de "citire"Sensul de "citire" al informaţiei genetice este determinat al informaţiei genetice este determinat de de polaritatea 5' polaritatea 5' 3' 3' a catenei de ADN a catenei de ADN

5'-5'- ATGATGCCTCCTAGAAGATCATCA -- 3'3' aa1aa1- - aa2 aa2 --aa3aa3-aa4-aa4

1.1. Structura primară a ADN

Informaţia NU poate fi citită corect decât într-un singur sens:

ROMA

U.M.F IAŞI

MMutaţiautaţia geneigenei → → substituţiasubstituţia unui unui nucleotid → nucleotid → modificarea unui codonmodificarea unui codon * * → → înlocuirea unui înlocuirea unui aminoacidaminoacid →→ modificareamodificarea structurii şi funcţiei structurii şi funcţiei proteineiproteinei sintetizate sintetizate..

ATG TGT AAA CCA ATG TGT AAA CCA ATG ATG AAGGT AAA CCAT AAA CCA Met cis lys proMet cis lys pro Met Met serser lys pro lys pro

1.1. Structura primară a ADN

Informaţia genetică Informaţia genetică U.M.F IAŞI

1.2. STRUCTURA SECUNDARĂ a ADN1.2. STRUCTURA SECUNDARĂ a ADN

două catenedouă catene polinucleotidicepolinucleotidice, ,

legatelegate între ele între ele prin prin bazele azotatebazele azotate,,

în mod în mod complementarcomplementar ::• b. b. ppurinurin.. –– bb.. ppirimidirimid..• AA − − TT şi şi GG − − CC **

cele două catene sunt cele două catene sunt strict codeterminatestrict codeterminate. .

De exemplu: De exemplu: 5'-A5'-ACGTCGTCAG-3‘CAG-3‘ 3'-T3'-TGCAGCAGTC-5‘GTC-5‘ * *

U.M.F IAŞI

LLegea egea complementarităţiicomplementarităţii bazelorbazelor explicăexplică mecanismelmecanismelee prin care se prin care se realizează realizează funcţiilefuncţiile genetice ale ADNgenetice ale ADN: : • transcripţia, transcripţia, • replicarea, replicarea, • repararea leziunilor, repararea leziunilor, • rrecombinareaecombinarea

Pentru aceste funcţiiPentru aceste funcţii c catenele atenele se pot se pot desface parţialdesface parţial → → ““matriţematriţe” → ” → pt sinteza unor pt sinteza unor noi noi molecule molecule complementarecomplementare (ARNm sau ADN).(ARNm sau ADN).

1.2. Structura secundară a ADNU.M.F IAŞI

catenele ADN sunt catenele ADN sunt antiparaleleantiparalele ((↓↑↓↑))

catenele ADN se catenele ADN se înfăşoară înfăşoară plectonemicplectonemic → → dublă spiralădublă spirală elicoidală elicoidală coaxială - dextrogirăcoaxială - dextrogiră..

Structura ADN este Structura ADN este perfect perfect regulată ! regulată ! ((ØØ 2 nm; 2 nm; pas=3,4nm)pas=3,4nm)

Două Două şanţuri laterale: şanţuri laterale: mic mic (←histone) şi (←histone) şi mare mare (← (← proteine proteine reglatoarereglatoare))

În condiţii fiziologice - În condiţii fiziologice - molecula ADN are o mare molecula ADN are o mare stabilitatestabilitate metabolică. metabolică.

1.2. Structura secundară a ADN

HISTONE

PROTEINE REGLATOARE

10 pb

U.M.F IAŞI

1.3. Denaturarea şi hibridizarea ADN1.3. Denaturarea şi hibridizarea ADN

În În condiţii condiţii experimentaleexperimentale ((tratare termică sau chimicătratare termică sau chimică)) → → ruperearuperea (desfacerea) (desfacerea) legăturilor de hidrogen = legăturilor de hidrogen = denaturaredenaturare→→ monocatene *monocatene *. .

• monocatenele de ADN monocatenele de ADN răcite răcite lentlent se pot reasocia pe baza se pot reasocia pe baza complementarităţii = complementarităţii = renaturarerenaturare sau sau hibridhibridizizareare..

• răcire răcire bruscăbruscă – – monocatene monocatene

separateseparate

U.M.F IAŞI

DENATURAREA ŞI HIBRIDIZAREA ADNDENATURAREA ŞI HIBRIDIZAREA ADN

MMonocateneleonocatenele ADN separateADN separate se se pot pot uniuni,, pe bază de complementaritatepe bază de complementaritate, , cu cu alte monocatenealte monocatene dede ADN ADN sau sau ARNARN – formând – formând hibrizi molecularihibrizi moleculari;;

HMHM folosiţi în folosiţi în diagnostic şi diagnostic şi tratamenttratament::

• hibridizarehibridizare întreîntre o o monocatenă de ADN monocatenă de ADN nativ nativ şi şi o o ""sondsondăă““ de ADN de ADN (secvenţă (secvenţă de ADNde ADN obţinut obţinutăă artificial) ce artificial) ce corespundcorespundee unei unei genegene, , marcată fluorescentmarcată fluorescent::- hibridizarea sondei → hibridizarea sondei → prezenţa prezenţa

semnalului semnalului →→ prezenţa geneiprezenţa genei;;- absenţa semnal = absenţa semnal = deleţia geneideleţia genei

del

U.M.F IAŞI

STRUCTURA GENOMULUI UMANSTRUCTURA 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 inactivi Numărul c. Barr = suma cromozomilor X inactivi (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.) → un (8 mol.) → un NUCLEOZOMNUCLEOZOM. .

Nucleosomii → legaţi printr-un Nucleosomii → 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