variabilitatea genetica - curs

8/19/2019 Variabilitatea Genetica - Curs

1/156

Variabilitatea genetica(curs pt studentii anului I Medicina UMF Carol Davila2014/2015/201!


2/156

V" #$%& '" U I) *$'+"+I*, 'I+,-U#I *U.)IC,

Acest curs este doar pentru uz personal.

Dr. Dragotoiu


3/156

Genetica – 2 laturi

EREDITATEA VARIABILITATEA


4/156

DEFINITIE

Variabilitatea descrie potentialul sau

capacitatea de a varia, de a fi diferit.

La nivel molecular, variabilitatea genetica

poate fi estimata prin determinarea ratei

mutatiilor .


5/156

DEFINITIE: aria!ilitateaeste "#$ tendinta caracteristicilor %enetice

indiiduale de a & di'erite la niel

populational

"2$ potentialul unui %enotip de a se

(odi&ca) atunci cand este supus actiunii

unor 'actori de (ediu sau %enetici


6/156

*e(ni&catiaVG

+u cat VG este (ai (are cresc sansele

de adaptare la (odi&carile (ediului) deci

rezistenta (ai (are la !oli) la (odi&cari

ale cli(ei) la specii co(petitoare) etc.


7/156

Cat de diferiti sunt acesti oameni?

Din cele

,.---.---.--- de

!aze azotate ale

%eno(ului u(an in

(edie //./0 suntsi(ilare

Adica apro1i(ati o!aza azotata din

#--- este di'erita.


8/156

Deci intre 2

persoane) intr

o secenta "a

unei catene$ de

#--- p! e1ista

o sin%ura

di'erenta.

Diferenta aici

(mai putin

evidenta) este

inlocuirea C cu

G.


9/156

Intre 2 persoane neinrudite& cate

dierente vor in secventa de "D

Ce trebuie sa luam in considerare?

?

Raspuns: 6.000.000?

• 1 diferenta la 1000 de baze• 3.000.000.000 baze/ set genomic• 2 seturi genomice/ persoana


10/156

*urse de

aria!ilitate Pentru ca selectia naturala sa poata actiona in

cadrul unei populatii, este nevoie ca indivizii ce o

alcatuiesc sa fie diferiti.

Variabilitatea la eucariote are urmatoarele

mecanisme posibile:

!. "paritia mutatiilor

#. $iploidia %. Reproducerea se&uata

'. (ncrucisarile in afara speciei

. Polimorfismele fenotipice ec)ilibrate in populatia

studiata


11/156

Natura doedeste cale%endele isi au

radacinile in realitate.

Mutatia = sursa devariabilitate


12/156

3utatiile asi%ura aparitia unor noi

ariante alelice "polialelis( sau

poli(or&s( %enic$.

Diploidia) adica prezenta celor doi

cro(ozo(i o(olo%i in celule)contri!uie la pastrarea in

%eno'ond "4 totalitatea %enelor

unei populatii$ a alelelor recesie.In stare de 5eterozi%otie aceste

alele nu sunt supuse selectiei

naturale) ra(an 6ascunse7 si

6depozitate7 pentru %eneratiile


13/156

Reproducerea se1uata creeazaindiizi cu noi co(!inatii alelice.

Aceste rearanjamente "sau

aceasta reco(!inare %enetica$ isiau ori%inea in , eeni(ente) care

au loc in cazul or%anis(elor cu

reproducere se1uata: #. crossin%oerul 2. asortarea independenta a

o(olo%ilor

,. cuplarea inta(platoare a %a(etilor


14/156

Recombinarea intracromozomica

!. Crossing * overul sau sc)imbul de

fragmente egale de "$+ intre

cromatidele nesurori ale cromozomilor

omologi din pa)itenul si diplotenulprofazei meiozei reductionale

)eterotipice are drept urmare

modificarea continutului informational al

cromozomilor recombinanti. "cesti

cromozomi nu vor mai aduce informatia

de la un singur ascendentpredecesor.


15/156

Meiotic chromosome pairing culminates in the formation of the synaptonemal complex

Pentru a avea loc recombinarea intracromozomica

cromozomii omologi alcatuiesc bivalenti (tetrade)

fiind uniti prin compleul sinaptonemal.


16/156

!iecare cromatida este alcatuita

din "D# bicatenar(si proteine).

(n anumite puncte "$+ul se rupe

si o catena se desface de cea

partenera -complementara.

Monocatenele libere cauta impre$ur o

alta catena cu care sa se uneasca prin

complementaritatea bazelor azotate.

+oua /partenera nu poate fi

cromatida sora, ci trebuie

sa fie din componenta

cromozomului omolog.


17/156

#ou unitele fragmente mono%

catenare sunt complementare.

!ragmentul ce alcatuia inainte

dubla catena (desenat in negru)

este impins la distanta& solutia

fiind unirea sa cu catena

'singura de pe cromozomul

omolog.


18/156


19/156


20/156

$ar de ce nu se despart

aceste fragmente

catenare -nou imbinate

cand fibrele fusului de

diviziune se depoli*

merizeaza si trag cu forta

de 2inetocor?


21/156

Crossing over*ul leaga

omologii, acolo unde

era comple&ul

sinaptonemal.

$ar ce leaga

cromatidele?

i de ce in metafaza * sunt micro

%tubuli atasati unilateral spre

deosebire de metafaza **?


22/156

Cromatidele surori sunt unite prin coezina, iar

astfel ele nu se despart in meioza (.


23/156

Coezina mentine unite

cromatidele surori din 3

pana in metafaza.

Proteinele MC

(structural

maintenance of

c+romosomes)

alcatuiesc

C,-*#"


24/156

*n "#"!""

fosfataza cdc/0

activeaza "PC

(anap+ase 1

promoting comple)&

care la randul sau

activeaza separaza&

care desface inelele

de coezina ce tin

atasate cromatidele

surori.

-venimente care au loc in orice diviziune.

s


25/156

!ibre opuse ale fusului de diviziunetrag2imping 3inetocorii omologilor catre

ecuatorul celulei& astfel incat ii aliniaza

in 'placa metafazica.

,mologii sunt trasi

spre polii celulei& *"R

CR,M,,M** 4,R

!* R-C,M5*#"#6*

45(7" (

3eparaza taie inelele de

coezina eceptand

centromerul.


26/156


27/156


28/156

e observa comparativ

prinderea microtubulilor la

nivelul 3inetocorului in

metafaza * si **.

De asemenea 7imbratisarea8

sau 7impletirea8 cromatidelor

de la doi cromozomi omologi in

vederea recombinarii

intracromozomice


29/156


30/156


31/156


32/156

8rin asortarea independenta a cro(ozo(ilor se pot

'or(a 22, tipuri de %a(eti) adica peste 9) (ilioane

de %a(eti di'eriti) la &ecare dintre cele doua se1e.

Dupa 'ecundare pot rezulta teoretic 2; co(!inatii)

aloare ce depaseste de opt (ii de ori populatia

actuala a %lo!ului.

Aceste cifre sunt insa calculate pentru situatia in

care cromozomii se deosebesc prin alelele unei

singure perechi de gene, ceea ce nu corepunde

realitatii!

In concluzie &ecare indiid are o structura %enica


33/156

Reco(!inarea %eno(ica

,. +o(!inarea inta(platoare a %a(etilor in cursul 'ertilizarii contri!uie la

diersi&carea co(!inatiilor %enice lanielul zi%otului.

Desi se considera ca &indun eeni(ent in (are

(asura supus inta(plarii)nu toti sper(atozoizii auaceeasi iteza dedeplasare "le%at se pare

de 'or(a lor$.


34/156


35/156


36/156

Incrucisari in a'ara speciei


37/156


38/156

8oli(or&s(ele 'enotipice

ec5ili!rate in populatiastudiata

Deseori un sin%ur 'enotip asi%uracea (ai !una adaptare) in ti(p cealtele sunt (ai putin aanta=oase

In ast'el de cazuri) 'recenta alelelor

pentru caracterul aanta=os acreste in populatie in detri(entul'recentei celorlalte alele">dezec5ili!ru?$


39/156

8oli(or&s(ele 'enotipice Aanta=ul 5eterozi%otilor apare atunci cand

starea de 5eterozi%ot acorda un aanta=

selecti superior starii de 5o(ozi%ot) a.i

toate cele , %enotipuri si i(plicit

'enotipurile pe care le deter(ina) se or

pastra in cadrul populatiei.

In cursul eolutiei de o!icei la un (o(ent

dat au predo(inat 5eterozi%otii) adaptati

(ai !ine conditiilor de (ediu.


40/156

*n alcatuirea unei molecule de +emoglobina intra lanturi de globina


41/156

Genele care codi&ca %lo!ina) in 'unctie de perioadaonto%enetica.

>& altele pe cromozomul >

@emoglobina " este

alcatuita din doua

lanturi alp+a si doua

lanturi beta de

globina& urmare a

activarii genelor cu

acelasi nume la

adult


42/156

Paloare(anemie)

5ose frontaleA

febra

@epato% si

splenomegalie

(+emoliza)

DureriDureri

osoase

-deme palmare si plantareA

!rotiu sanguin: +ematii in

secera

#u toti copii

au tabloul

clinic complet


43/156

*u!stitutiapuncti'or(a "A T$din codonul ; al B–%lo!inei deter(ina

inlocuirea aciduluiglutamic cu valina.

transersie: purina inlocuita cu


44/156

-lectroforeza +emoglobinei unui +eterozigot& a unei persoane cu anemiefalciforma si a uneia normale. Petele de culoare arata pozitiile in care au

migrat +emoglobinele in gelul de agaroza fata de punctul de origine

Care este

oare tipul de

transmitere aacestei boli?


45/156

M"


46/156


47/156

deces

selectati

deces


48/156

In i(a%inea anterioara sa putut o!sera

cu( in ur(a cu sute de ani (utatiaproducatoare de !* sa pastrat in cadrulpopulatiei u(ane.

In acel (o(ent) starea de 5eterozi%ot era

aanta=oasa) deoarece nu e1ista untrata(ent pentru (alarie.

Astazi) populatiile cu risc crescut suntconsiliate) sa e'ectueze analize prenuptiale inederea cunoasterii posi!ilei stari de5eterozi%ozitate.

Daca sotii sunt 5eterozi%oti se reco(andadia%nosticul prenatal. Daca produsul deconceptie se doedeste a & 5o(ozi%ot

pentru (utatia cauzatoare de ane(ie


49/156


50/156

Varia!ilitatea Trans'erul ADNului poate sa se 'aca

si prin alte (ecanis(e) in a'ara de

reproducere se1uata) reco(!inare sianu(e prin: con=u%area !acteriana

transductia dintre !acterio'a%i si

!acterii trans'or(area !acteriilor prin

plas(ide

trans'ectia in culturi de celule

eucariote


51/156

Reco(!inarea la

!acterii In #/;) Leder!er% si Tatu( au

aratat ca in'or(atia %enetica poate

& sc5i(!ata trans(isa de la o!acterie la alta sau de la o tulpinade !acterii la alta.

Aceasta ar corespunde unei asa

nu(ite 6se1ualitati7 si ar conduce lareco(!inarea (aterialului %eneticla procariote


52/156


53/156

*n >E/ Fos+ua si -st+er


54/156

5&perimentul identifica bacteriile mutante

Primul vas Petri contine colonia martor2normala*n al doilea este cultura cu mediu mai putin nutritiv (= minimal)& iar in

urmatoarele doua este mediu minimal imbogatit diferentiat .

5acteriile care lipsesc in al doilea vas sunt fie deficitare in 6+r& fie in "rg&

fapt dovedit de prezenta unora in al treilea si a altora in al patrulea vas

Petri& unde s%a adaugat cate unul din acesti aminoacizi.


55/156


56/156

6ulpina " necesita metionina si biotina& iar cea 5 treonina si leucina.

"par insa colonii pe un mediu minimal& fara a.a.& cand se cultiva impreuna

cele / tulpini.

*nterpretare: a avut loc o recombinare intre tulpinile " si 5.

Proprietatile genetice ale celulelor din tulpinile parentale s%au completat

reciproc (7complementare genetica8)

R !i


57/156

Reco(!inarea la !acterii

c+imbul de material genetic intre bacterii

(C,#FG"R-") a fost evidentiat cu microscopul

optic.

6ransferul de "D# bacterian decurge numai intr%unsingur sens: materialul cromozomial 7masculin8 este

introdus intr%o celula 7feminina8

5acteriile -sc+eric+ia coli difera in functie de

prezenta2absenta factorului de fertilitate ! Cand sunt miate celule !H si !%& se formeaza niste

perec+i 'con$ugale: un pil(us) seual al bacteriei

masculine (!H) se ataseaza la suprafata celulei !%.

Reco(!inarea


58/156

Reco(!inareala !acterii

!actorul ! (de fertilitate)

poate fi integrat (>) in cz.

bacterian printr%un

crossing%over specific.

Cz. nou format se numeste

@fr (7+ig+ freIuencJ of

recombination8)& deoarece are

o frecventa mare de

recombinare cu genele

altor bacterii in urma

procesului de con$ugare.


59/156

Recombinarea

bacteriana

5acteriile pot contine factorul ! de fertilitate sub

forma unui cz. mic aditional (/)& respectiv o molecula

circulara de "D# de apro. 000pb& plasmidul !

"cesta reprezinta cam >20

din totalul informatiei

genetice continute in cz.

bacterian.

*ntr%o celula apare un singur

plasmid si el poate fi

transferat altei bacterii.


60/156

"pro. >2 din "D#ul

factorului ! (plasmidului)

consta din gene de transfer&

inclusiv gene pentru

formarea pililor seuali.

6ransferul factorului ! incepe dupa ce

se desc+ide dubla catena. ,

monocatena este transferata celulei

acceptoare& se replica si devine dubla.i monocatena ramasa in celula

donoare se replica redevenind dubla.

*n final ambele celule sunt de tip !H

Reco(!inarea


61/156

Reco(!inarea!acteriana

@neori cro(ozo(ul se rupe in ti(pul

trans'erului. Ast'el) !acteriile F receptoare (ostenesc o

copie inco(pleta a ele(entului F.

+elulele F ) care au pri(it doar o parte din cz.

donor se nu(esc zi%oti partiali sau 5e(izi%otisi ra(an de tip F

Daca trans'erul este co(plet) !acteria

receptoare a (osteni un ele(ent F co(plet

si proprietatea 'r descendentii sai or & tot

celule 'r) respecti F

+and cro(ozo(ii !acterieni contin di'eriti


62/156

5acteriofag =

4irus bacterianDesi initial (>>) s%a

crezut ca s%a identifi%

cat o modalitate de

combatere a infectii%

lor bacteriene& de faptacestia au fost utilizati

pt a analiza bacteriile.

Reproducerea bacteriofagilor nu

are loc totdeauna imediat dupainfectarea celulei.

,cazional& "D#ul fagic este

integrat in cz. bacterian si

replicat odata cu acesta (ciclul

lizogenic)


63/156

*n acest caz bacteriofagul


64/156

*n >E/ inder si


65/156

- 8. eneralizata: fagul

se insera oriunde in

genomul gazdei

- 8. 3pecializata: fagul seinsera numai la nivelul

unui segment de "D#

cz. particular

6ransductia poate

fi de / feluri:


66/156

Celulele modificate genetic prin incorporarea de "D# sunt considerate

7transformate8. 6ermenul se refera de obicei la rezultat si nu la

mecanism.8ransformarea prin plasmide

Plasmidele = molecule mici& circulare de

"D#& care se replica autonom si care nu

intra in componenta cz. din celula

bacteriana in care se gasesc

Deseori contin gene de rezistenta la

antibiotice (de e. la ampicilina)

*ncorporarea plasmidului transformacelula bacteriana initial sensibila la

ampicilina in una rezistenta.


67/156


68/156

8ransfectia = transferul de

"D# intre celule eucariote incultura

% Poate fi folosita in analizatransmiterii unor caracteristici

genetice

*n cele / cazuri alaturate

fibroblastele normale pierd

7contactul de in+ibitie8 si se

transforma asemanator

celulelor cu care vin in contact.

"stfel de studii au fost initial

utilizate pentru a identifica

oncogene (gene cauzatoare de

cancere)


69/156

DEFINITIE

Variatia %enetica a unei populatii este

(asurata prin %radul de poli(or&s()

respecti 5eterozi%ozitate

Variatia se re'era la actualele di'erente

prezente la indiizii unei populatii sau

%rup studiat si poate & direct observata cao colectie de trasaturicaracteristice.


70/156

8oli(or&s(ele proteice au 'ost studiate pri(ele "AB)

R5) etc$. +el (ai poli(or&c siste( %enetic

u(an este considerat siste(ul LA

%enetice sunt responsa!ile pentru cea

(ai (are parte din diersitatea siindiidualitatea o!serate in cadrul speciei

u(ane "de 'apt) sunt ori%inea

poli(or&s(ului proteic$


71/156

Diferente genomice la persoanele


72/156

4ariatia

genetica la

africani

!;;

;<

=%4ariatia

genetica la

asiatici

4ariatia

genetica la

europeni

Concluzia:

,amenii sunt genetic

asemanatori. 4ariante

genetice gasite intr%o

populatie sunt de obicei prezente si in altele.

Populatii 'neafricane au

secvente de "D#

intalnite la populatia

moderna dar si

ancestrala din "frica.

din diferite parti ale lumii

#umerele reprezinta diferite

+aplotipuri pentru gene la

L>00 persoane:


73/156

8oli(or&s(e proteice

+u cat 2 persoane sunt (ai indepartatedpd %enetic) adica apartin unor %rupurietnice di'erite) cu atat %radul de

diersitate este (ai accentuat. Datorita nu(arului (are de siste(e

poli(or&ce si de ariante in &ecaresiste() se poate realiza un nu(ar i(ensde co(!inatii

Fiecare indiid poseda o co(!inatie

speci&ca a acestor ariante) ceea ce il

'ace unic din punct de edere !iolo%ic.


74/156

*oli3ors3ul"1"+

A#AT produsa in &cat prote=eaza pla(anulde actiunea elastazei eli!erata deneutro&le "in inJa(atii$.

A#AT este codi&cata de %ena *ER8INA #de la niel #K,2.#. %ena are peste 100alele 3utante "e1. * si $. Alela nor(alaeste 3

Gt: 3*) 3) **) *) si "'or(a cea(ai %raa$ alelele sunt codo(inante

A#AT 4 in5i!itor de proteaza "8I$

8i este 'enotipul cel (ai %ra) alde&citului de A#AT) cand sunt (ani'estea'ectarea pul(onara si 5epatica.

Actiitate enzi(atica redusa 4Melastaza poate actiona nestin%5erita"a'ectare pul(onara$

A%re%area (oleculelor de A#AT lanielul RE al 5epatocitelor deter(inaa'ectarea &catului "5epatita) ciroza$

Alte 'enotipuri nu prezinta a'ectare5epatica.

*e esti(eaza) ca /0 din cazuri nu suntd%.

*ecenta ADNuluinuclear este identica in


75/156

nuclear este identica inproportie de //)/0 ladoua persoane alese lainta(plare.

Geno(ul u(an &indco(pus din , (iliarde deperec5i de !aze)insea(na ca -)#0 reprezinta aproape ,(ilioane de !azeazotate) ceea cereprezinta di'erentadintre un %eno( si un

altul totusi di'erentele'enotipice sunt uneoridra(atice intre douapersoane


76/156

DIVER*ITATEA GENETI+A

INDIVID@ALA *I 8O8@LATIONALA Din cele -)#0 secente de ADN unele nu au e'ecte

sau au e'ecte 'enotipice minore) pe cand altele suntdirect responsa!ile de producerea unor !oli "(utatiipuncti'or(e$.

Intre aceste doua e1tre(e se %asesc ariatiile%enetice care au drept ur(are aria!ilitatea'enotipica) precu(: caracterele anato(ice

particularitatile &ziolo%ice

intolerantele ali(entare raspunsul i(un si sau suscepti!ilitatea la in'ectii

reactiile aderse sisau raspunsul la o anu(ita terapie

predispozitia pentru dezoltarea anu(itor !oli "tu(ori$

caracteristicile te(pera(entale si psi5olo%ice

talentul artistic

aptitudinile sportie) etc


77/156

@n concept i(portant al %eneticiiu(ane si (edicale

Boala %enetica este doar cea (ai eidentasi deseori cea (ai e1tre(a (ani'estare a

di'erentelor %enetice) e1tre(itatea unuicontinuu( 'or(at din ariatii ce se intindde la variante rare ce produc !oala)trecand prin variantele mai obisnuite care

pot spori suscepti!ilitatea pentru adezolta (aladia) pana la cea maicomuna (obisnuita) varianta din cadrulpopulatiei) care nu are nici o releantacunoscuta in patolo%ia u(ana.


78/156

Maoritatea *% suntsilentioase enotipic

O arianta %enetica "alela$ o!isnuita) adica cu

o 'recenta peste "sau e%ala cu$ #0 in

populatia %enerala) este considerata un

8OLI3ORFI*3 GENETI+ "8G$.

"lelele cu o frecventa >K

sunt numite ariante rare.

#u eista o corelatie directaintre frecventa cu care apare

o alela mutanta si efectul

sau in patologia umana.


79/156

3otoo Pi(ura postula teoria neutralista a eolutiei la s'arsitul

anilor #/;-: nielul de eolutie (oleculara e1plica eolutia

speciei prin (utatiile succesie pastrate in %eno( si produse

cu precadere printro deria aleatorie diersitatea speci&ca

&ind in (are parte rezultatul acu(ularii su!stitutiilor >neutre?)

care nu (odi&ca adapta!ilitatea or%anis(ului la (ediul sau de

iata.

Diersitatea %enetica este unul din (i=loacele prin care

populatiile se adapteaza la (ediul (ereu sc5i(!ator.

Diersitatea este cu atat (ai (are cu cat:

nu(arul de alele ale unei %ene este (ai (are

'recentele alelice sunt apropiate) adica nu e1ista una (ai 'recenta

'recentele indiizilor 5eterozi%oti si 5o(ozi%oti sunt

ec5ili!rate in o ulatia res ectia.


80/156

*e esti(eaza ca apro1. # din

2-- perec5i de !aze azotate

sunt 5eterozi%ote in re%iunile ce

codi&ca proteine din %eno(.

8oli(or&s(ele pot & localizate:

intre %ene in introni

in e1oni

in re%iunile re%latoare


81/156

Vario(ul 4 totalitatea (odi&carilor %enetice%asite in populatiile speciilor care au aut o

sc5i(!are eolutia relati scurta

De e1e(plu) la o() apro1. # din #2--

nucleotide di'era.

*pecia u(ana a aparut acu( doar #--.--- de

ani) rata ariatiei &ind co(parati (ica.

In practica) ario(ul poate & su(a *N8s "

sin%le nucleotide pol(orp5is(s$ de la nielul

http://en.wikipedia.org/wiki/Specieshttp://en.wikipedia.org/wiki/Single_nucleotide_polymorphismshttp://en.wikipedia.org/wiki/Single_nucleotide_polymorphismshttp://en.wikipedia.org/wiki/Species


82/156

6Variatia cea (ai (are la nielul unui

locus se eidentiaza in interiorul uneipopulatii si nu intrepopulatii7S..adearat'als<

90 este ariatia %enetica in interiorul raselorcontinentale si nu(ai #0 intre ele.

+oncret) pentru un locus dat in populatia # 'recentaalelei A poate & -0) iar in populatia 2 poate & 0.Adica (ica di'erenta nu este in'or(atia.

Dar e1ista loci in'or(atii: o (are parte a ariatiei culoriite%u(entului la doua populatii poate & anticipata

analizand %ena C2"A#, care codi&ca o proteina intracelulara(e(!ranara

@n *N8) o su!stitutie) are un e'ect 'enotipic (a=or. Oarianta este aproape &1ata in populatia Europei si altaaproape &1ata in cea din A'rica.

Alt'el spus ariatia %enetica in cazul acesta este de

aproape #--0) "si nu #0$ INTRE 8O8@LATII

8eoria /ut of "frica e&plica evolutia umana


83/156

*mage source:

Ni3imedia Commons

@ominizii auaparut si s%au

diversificat in

"frica.

n grup a

plecat din"frica si

divergenta a

continuat.

@ominizii s%au

raspandit pe totglobul.

6oate

populatiile ne%

africane sunt

descendentiiacelui ru .


84/156

Diersitatea este de 'apt 'oarte) 'oarte redusa la o(. In principal

deoarece (i%rarea >out o' A'rica? a aut loc recent "apro1i(atiin ur(a cu #--.--- de ani catea zeci de (ii de ani) in

'unctie de diersi specialisti$ si deoarece au e1istat eeni(ente

ecolo%ice (a=ore) care au redus populatia u(ana la un nu(ar

(ic de indiizi. De e1. eruptia ulcanului To!a in ur(a cu circa

C-.--- de ani) care a racit cli(a si se presupune ca a deter(inat

reducerea populatei u(ane.

Diersitatea %enetica u(ana este de nu(ai #-.--- "%ra&cul

ur(ator$ in ciuda unei populatii %lo!ale de aproape C (iliarde.

Rasele nu sunt recunoscute ca entitati !iolo%ice.

In #/C2 R.+. LeHontin arata) ca diersitatea %enetica este (ai

(are la o( in interiorul unei populatii decat intre populatii cu

ori%ine %eo%ra&ca di'erita totusi in 2--, A.U.F. EdHards

contrazicea teoria lui LeHontin "pt in'or(atii (ai (ulte:


85/156

Diversitatea

nucleotidica

autoo3al

a ladiversespecii

@omo sapiens

Drosop+ila melanogaster

are o diversitate geneticamai mare decat +omo

sapiens& respectiv o variatie

la fiecare cateva sute de

baze azotate.

4alorile sunt medii procentuale

ale (pair;ise analizate)

diferentelor per perec+e de

baze si sunt reprezentate la

scara log>0. !iecare estimarereprezinta media efectuata prin

analiza 'pair;ise la nivel de

minim loci din regiuni

necodante sau situsuri

sinonime.

#ota9 -stimarile sunt valori

medii % variatia genetica

fiind raspandita neuniform

in genom: unele portiuni ale

genomului uman prezinta

variabilitate inalta& pe cand

altele sunt relativ uniforme.


86/156

Daca la o( # din #--- de !aze ariaza) la ci(panzei este # la

&ecare C- de !aze) iar la %orile # la ;- de !aze.

Deci) cu( a( azut anterior) $. melanogaster are o ariatie

%enetica (ult (ai (are.

+oncluzia este) ca desi noua ne par specii cu aria!ilitate 'oarte

redusa) atat (usculitele de otet ) cat si %orilele ne suntsuperioare in ceea ce prieste diersitatea %enetica.

7Variatia intre >rase? de caini este cu (ult (ai (are decat

ariatia identi&cata intre anu(ite populatii u(ane: 2C.0

ersus .0. *i iners) %radul de o(o%enitate %enetica este

(ai (are in cadrul unei >rase? canine indiiduale decat in

interiorul unei populatii u(ane distincte "/.;0 ersus

C2.0$78arer et al.

Professor 3vante Paabo -de la(nstitutul 4a& Planc2 de"lte intrebari9


87/156

Did humans

really mate withNeanderthals?

P+oto from

Ni3imedia Commons

"ntropologie 5volutionista

Yes!

te t eba 9


88/156

"u eistat doua imperec+eri (punctele galbene pe

desen)intre +ominizii 'cu anatomie moderna (liniile

albastre) si neandert+alieni (liniile rosii)

Procentul secventelor similare dovedeste aceste imperec+eri.


89/156

Cum s%au aflat aceste lucruri?

Mai intai s%au pus bazele te+nicii de secventiere a

"D#ului din sc+eletele gasite de antropologi si

ar+eologi (ec+ipa profesorului Paabo).

*n prezent dispun de secvente de "D# de la oameni

de #eandertal& din care unul dintr%o pestera din iberia(Denisova).

Genomul 'ne%"frican contine /%K alele de la

neandertalieni.

Genomul populatiei din Papua%#oua Guinea si din"ustralia contine circa K modele comune cu secventa

de "D# izolat din oasele gasite la Denisova dovedind o

a doua incrucisare.


90/156

8oli(or&s(ele ADN

#. 8oli(or&s(ele unui sin%ur nucleotid

"*N8s$RFL8

2. 8oli(or&s(ele 'ra%(entelor (ai (ici de #---

perec5i de !aze "(inisateliti) (icrosateliti)VNTR)

indel$ ,. 8oli(or&s(ele su!(icroscopice

. 8oli(or&s(ele (icroscopice "5etero(or&s(ele

5eterocro(atinei si ale eucro(atinei) situsurile


91/156


92/156

#Ps neutre sunt folosite ca mar3eri genetici


93/156

#P inlantuit cu gena


94/156

In prezent *N8s utilizate pentru:

Localizarea %enelor desuscepti!ilitate in cazul !olilor

(ulti'actoriale "dia!et$ 'olosindusestudii de dezec5ili!ru al inlantuirii side asociere a 5aplotipurilor

*tudii de 'ar(aco%enetica

Intele%erea ori%inii si eolutiei


95/156

#Ps au fost identificate prin digestia "D#%ului cu endonucleaze de

restrictieA aceste enzime bacteriene recunosc si sectioneaza "D#%ul

la nivelul unei secvente specifice. *n acest caz CC6G"GG. rmare amutatiei punctiforme (#P) dispare un situs de restrictie& iar

fragmentele de "D# vor fi diferite in cazul lantului normal si

respectiv anormal de globina. R!

.+tm


96/156

Variatiile identi&cate in %eno(ul

u(an Variatii de secenta prin (odi&carea unuisin%ur nucleotid: prin su!stitutie

*NV "sin%le nucleotid variation$ #0 in pop.

*N8 M#0

prin insertiedeletie 4 DI8 "deletioninsertionpol(orp5is( o' one !ase pair$

Variante structurale – 'ra%(ente de ADN

(odi&cate: Variatiile 'ra%(entelor aand intre 2 – #.---

nucleotide Variatiile su!(icroscopice " #! – catea 3!$

Variatiile (icroscopice cro(ozo(iale sau %eno(ice


97/156

Variatiile 'ra%(entelor ADN cu lun%i(e intre 2 – #.---p!:

#. VNTR "aria!le nu(!er tande( repeats$ sunt de 2'eluri:

Microsateliti (sau STR=short tandem repeats sau SSR = simple

sequence repeats): repetitii foarte scurte (1-15pb), frecvent

dinucleotidice (CA/TA) sau trinucleotidice, ce formeaza

fragmente de100pb foarte numeroase, polimorfe (cu circa 10

alele/locus)si cu o distributie uniforma: un microsatelit la

1.000pb

Minisateliti: repetitii de secvente scurte (15-500pb), ce formeaza

fragmente de1-20 kb, dispersate in structura autozomilor si

ocupand situsuri specifice (peste 1.000 de localizari)

Ambele tipuri utile in medicina legala pentru realizarea profi-lului

genetic individual,specific (identificare sau paternitate)


98/156

)ocusul " este o repetitie in tande( %C: alele posibile) cucate 2),) sau repetitii ""2) "6) "4 si "5$.)ocusul . cu (otiul "%C+ : 2 alele) cu 2 sau , repetitii

".2 si .6$. A38RENTA GENETI+A include si(ultan a(!ii loci.

* n d i v i d > : @ e t e r o z i g o t " s i + o m o z i g o t 5 * n d i v i d / : + e t e r o z i g o t " s i 5

Cele / persoane

se diferentiaza

prin ambii loci.

"MPR-#6-0 loci

polimorfi+ttp:22;;;.mun.ca2biologJ2scarr24#6RQfin

gerprinting.+tml vezi +ome;or3

Genotipuri hTERT MNS16 A

http://www.mun.ca/biology/scarr/VNTR_fingerprinting.htmlhttp://www.mun.ca/biology/scarr/VNTR_fingerprinting.htmlhttp://www.mun.ca/biology/scarr/VNTR_fingerprinting.htmlhttp://www.mun.ca/biology/scarr/VNTR_fingerprinting.html


99/156

Hofer P et al. Carcinogenesis 211!"2#$66%$&1

© The Author 2011. Published by Oxford University Press. All rights reserved. For Permissions

!le"se em"il# $ourn"ls.!ermissions%ou!.&om

4+3!6" minisateliti ai genei umane pentru telomeraza :

un factor de risc pentru cancerul colorectal

%au identificat E 4#6R (/ curte si 0

combinatii alelice


100/156

Variatiile 'ra%(entelor ADN cu lun%i(e

intre 2 – #.--- p!: #. VNTR

2. INDEL* 4 insertion deletion

secentele nucleotidice sunt scurte #, din ele sunt intre 2-- – -- p! si

reJecta poli(or&s(ul secentelor Aludin %eno(ul u(an

utilizate in studiul eolutiei %eno(uluiu(an si pentru intele%erea structuriisale dina(ice


101/156

8oli(or&s(ele su!(iscroscopice

"#! – catea 3!$ #. Variatiile nu(arului de copii "+NV$

reprezinta principala sursa de ariatie

%enetica intre indiizi

+N8 4 poli(or&s(ul nu(arului de copii)

cand +NV au o 'recenta peste #0 in

populatie

,,0 din %eno(ul u(an

2. 8oli(or&s(ul inersiilor sau

translocatiilor


102/156

,rice clasificare este

relativa& prin ea

incercam doar sa

intelegem putin mai mult

lumea


103/156

*ncercam sa intuim viitorul presupunand ca intelegem trecutul


104/156

Mutatiile ca sursa de

variabilitate

+lasi&care


105/156

a

(utatiilor

#. so(atice sau %er(inale

2. %eno(ice) cro(ozo(iale sau %enice

,. AD) AR) lincat D) lincat R) Wlincate

. nucleare sau (itocondriale

. sta!ile sau insta!ile " 4 (utatii dina(ice$

;. de tip su!stitutii) deletii) insertii "de nucleotide$

C. 6(issense7) 6nonsense7 sau 6'ra(es5i't7

9. spontane sau induse "&zic) c5i(ic$ /. silentioase sau izi!ile in 'enotip

#-. puncti'or(e sau lar%i "4 e1pansiuni$

##. aanta=oase) neutre sau


106/156

*pre deose!ire

de cele

so(atice)

(utatiile

%er(inale

a'ecteaza

intre%ul

or%anis( si

sunt ereditare


107/156

Mutatiile genomice: poliploidii si

aneuploidii

Mutatiile cromozomiale = aberatiile cromozomiale

de structura

Mutatiile genice


108/156

Mutatia autoo3al do3inanta

De e1. la nielul %enei care codi&ca receptorul , al'actorului de crestere a &!ro!lastelor F%F#6 (broblast

gro7t8 actor receptor 6!

FGFR, 6re%leaza ne%ati7 cresterea oaselor.

@r(are a splicin%ului alternati al %enei FGFR, e1ista (ai

multe izoforme ale proteinei ce interin in procese

precu(:

o re%larea cresterii si diiziunii celulare

o deter(inarea tipului de celula

o 'or(area aselor san%uine

o indecarea ranilor


109/156


110/156

Reactii in cascada in

interiorul celulei

dupa legarea !G! cu

!G!R


111/156


112/156

*oarecele nocout FGFR, are oase

e1cesi de lun%i si erte!re elon%ate)

respecti o coada lun%a.


113/156

a

b


114/156

Mutatia este complet

penetranta (si nu incomplet penetranta 1 alta clasificare)A

in E%O0K din cazuri este

o mutatie de novo p >.

Cele / substitutii punctiforme produc aceeasi modificare:

aminoacidul glicina este inlocuit cu aminoacidul arginina in pozitia

O0 (GlJO0"rg sau GO0R) din structura receptorului. "stazi se

considera ca aceasta modificare suprastimuleaza receptorul& astfel

determinand modificari osoase caracteristice acondroplaziei.


115/156

*nvatand intelegeti tot mai mult& da?


116/156


117/156

3utatia %enei 8A deter(ina incapacitatea enzi(ei

5epatice 'enilalanin5idro1ilaza "8A$ de a (eta!oliza

a(inoacidul fenilalanina si deci de al trans'or(a ina(inoacidul tirozina.

+and actiitatea 8A este redusa) 'enilalanina se

acu(uleaza si este conertita in acidul 'enilpiruic)

acidul 'enillactic si 'eniletila(ina "'enilcetone$) ce pot &

detectate in urina

"test d%.$ "8E este (eta!olizata pe calea (inora a transa(inazelor pana la'enilcetone$

!enilcetonuria

http://en.wikipedia.org/wiki/Phenylalanine_hydroxylase


118/156

De&citul de GL@+OO;FO*FATDEIDROGENAA "FAVI*3$ – e1 de(utatie lincata recesia

' D,FICI+U) de %*D deter3ina o ",MI, 9,M$)I+IC" cronica

'

Dupa identi&carea !olii si a ori%inii (odi&carilor pecro(ozo(ul in anii #/- si de(onstrarea e1istentei

ariantelor electro'oretice ale enzi(ei in anii #/;-) sa

inteles i(portanta se(ni&catie %enetica) clinica si

!ioc5i(ica a acestui poli(or&s(.

' Toate (utatiile care deter(ina !oala se %asesc la K2;.

' Gena nor3ala a enzi(ei G;8D are #9. ! &ind nu(ita

GdB. E1ista / !inecunoscute ariante si (utatii ale


119/156

GL@+OO;FO*FAT DEIDROGENAA


120/156

' Variante di'erite ale enzi(ei sunt %asite in A'rica) Asia si

zona (editeraniana

' Dar) de ce ar & (utatia anor(ala GdB sau Gd( (ai

'recenta in aceste populatii<

' eterozi%otii au aut aanta= selecti isais de (alarie

in populatiile din aceste re%iuni

' Alela mediteraniana acorda rezistenta la (alarie) caci

parazitul nu se poate (ultiplica in celule cu de&cit de

%lucozo;'os'at de5idro%enaza.

' Ast'el) alela !olii con'era un aanta= adapti " sau

intrinsec %enetic$ prote=and i(potria (alariei.


121/156

3utatii dina(ice"insta!ile$

Are loc o a(pli&care a nu(arului

de nucleotide in %a(eto%eneza "spre

deose!ire de (utatiile sta!ile$

E1: +oreea untin%ton si sindro(ul

'ra%il


122/156

Gena untingtin ( "## )& numita si gena $

(untington disease este localizata pe bratul scurt

al cromozomului (p>.).

http://en.wikipedia.org/wiki/Locus_(genetics)http://en.wikipedia.org/wiki/Locus_(genetics)http://en.wikipedia.org/wiki/Chromosome_4_(human)http://en.wikipedia.org/wiki/Chromosome_4_(human)http://en.wikipedia.org/wiki/Chromosome_4_(human)http://en.wikipedia.org/wiki/Chromosome_4_(human)http://en.wikipedia.org/wiki/Chromosome_4_(human)http://en.wikipedia.org/wiki/Locus_(genetics)http://en.wikipedia.org/wiki/Locus_(genetics)http://en.wikipedia.org/wiki/Locus_(genetics)http://en.wikipedia.org/wiki/Locus_(genetics)


123/156

Boala untin%ton "D$ Este cauzata de repetitia unei expansiuni anormale

trinucleotidice (CAG)

In modnormal repetitiaCAG trebuie sa fie intre7

si 35 de repetitii

Gena HTT codifica proteinahuntingtina si daca este

anormala ea contine o expansiune poliglutaminica

Huntingtina este prezenta in numeroase tesuturi;

nivelurile cele mai ridicate se gasesc intracerebral;

Gravitatea bolii corelata cu numarul de repetitii


124/156

+umar derepetitii

Clasificare 3tatusul bolii

/ #ormal #eafectat

/1E *ntermediar #eafectat

1 PenetrantaRedusa

H2% "fectat

S Penetrantatotala2completa

"fectat

p

trinucleotidice

#u eista un algoritm precis cu privire la momentul instalarii bolii

si gravitatea sa.

+estare 3oleculara pentru 9D

8ersoanele care au pe cinea !olna in 'a(ilie si doresci d i ! lii


125/156

sa stie) daca au (ostenit %ena !olii) pot cererealizarea unui dia%nostic (olecular. Bineinteles ca)daca sunt purtatoare ale %enei (utante TT nu se aputea preciza (o(entul in care or de!utasi(pto(ele. Desi nu e1ista inca un trata(ent curati)testarea %enetica poate & de a=utor persoanelor la riscin ederea luarii unor decizii priind iitorul lor. %otusimajoritatea decid sa nu faca acest test!

Analiza ADN a !oliiuntin%ton.

Fiecare coloana arata ADN ulaltei persoane:

2 !enzi in zona nor(ala "N$

apartin celor nea'ectati.

O !anda in zona arata opersoana care a puteadeeni !olnaa de D"5eterozi%ot$.$epartment of &eurogenetics, 'nstitute of

&eurolog, ondon > / E

*indro(ul 'ra%il


126/156

% *e datoreazX unei (utaYii dina(ice

In gametogeneza materna "cu precadere$ are loc

a(pli&carea.

Denu(irea este data de 'aptul ca initial) prin analiza

cito%enetica cro(ozo(ul parea sa prezinte o ruptura la

nielul telo(erului !ratului K) adica sa presupus

e1istenta la acest niel a unui 6situs 'ra%il7 "zona cz. cu

rupturi 'recente$

Astazi) se stie ca) aspectul cito%enetic este datorat(ultiplicarii e1cesie a codonului +GG la nielul

pro(otorului %enei F3R# "Fra%ile 3ental Retardation$

La !aieYii cu o ast'el de a(pli&care) unde codonul +GG

In analiza *out5ern !lot alaturata


127/156

In analiza *out5ern !lot alaturata

ADNul (i%reaza de la (inus la

cu cat 'ra%(entul de ADN este

(ai (are) cu atat (ai %reu se a

deplasa in %elul de a%aroza.

I n t e r p r e t a r e : I # p r e z i n t a p r e ( u t a t i a " p e s i n % u r u l s a u c z . G $ )

p e c a r e & i c a s a ) I I 2 ) o ( o s t e n e s t e d e a c e e a s i ( a r i ( e I I 2

a r e 2 c z . G d e c i u n u l c u p r e ( u t a t i a d e l a t a t a s i u n u l c u

% e n a F 3 R # n o r ( a l a ) ( o s t e n i t d e l a ( a ( a ) c a r e n u ( a i

e s t e r e p r e z e n t a t a i n a r ! o r e l e % e n e a l o % i c I I I # a r e ( u t a t i a

c o ( p l e t a ) a d i c a s d . G ' r a % i l ) a ( p r e n t a A D N u l u i s a u

a p r o a p e c a n u s a d e p l a s a t d e l a p u n c t u l d e s t a r t . I I # a r e

u n c z . G c u % e n a n o r ( a l a

Numarul de repetitii ale Situs fragil


128/156

codonului

(CGG)

detectabil

(citogenetic)

Inteligenta Descendenti

Barbati cu 50-200 repetitii

(premutatie =“PM”)

Nu Normala

( barbat purtator)

Fete purtatoare (PM)

Baieti normali (fara PM)

Barbati cu 200-2000 repetitii(mutatie completa=“M”)

Da Retard moderatpana la sever

Fete purtatoare (M)Baieti normali (fara PM)

Femei cu 50-200 repetiţii

(premutatie)

Nu Normala Baieti bolnavi (M)

Fete normale (fara PM)

sau purtatoare (PM)

Femei cu 200-2000 repetiţii

(mutatie completa)

Da De la normal

retard moderat

Baieti bolnavi (M)

Fete normale (fara PM)

sau cu M


129/156

Dupa mecanismul deformare eista trei tipuri de

mutatii.

Gasiti diferenta

intre tranzitii sitransversii?

Dupa efectul pe


130/156

Mutatie silentioasa

H2% silentioasa

Mutatie cu eprimare

in fenotip (7zgomotoasa)

Dupa efectul pe

care il are o

mutatie poate fi:

Dupa e'ectul pe care il au (utatiile se


131/156

Dupa e'ectul pe care il au (utatiile se

(ai pot clasi&ca in:

3utatii 6(isens7: o su!stitutie puncti'or(a

deter(ina inlocuirea a(inoacidului cu altul)

pastrandusenu 'unctia proteineienzi(ei

3utatii nonsens) cauzate de aparitia unui codon

stop pre(atur) nu sunt silentioase

3utatii 'ra(es5i't) cauzate de insertia sau

deletia:

unei !aze azotate sau

(ai (ultor !aze azotate) dar o!li%atoriu un


132/156


133/156

3@+OVI*+IDOA

Este cauzata de:

(utatii nonsens si

(utatii cu sens %resit "en%l.

missense$)

deletii si (utatii ce (odi&ca (atisarea

"splicin%ul$ ARNului


134/156

@eterogenitatea alelica in mucoviscidoza (fibroza c+istica)


135/156

Gena ABCC7determina sinteza unei forme

anormale de proteina C!6R ( = cJstic fibrosis

transmembrane conductance regulator)& care

actioneaza ca un canal de clor la nivelul

polului apical al celulelor epiteliale

Proteina C!6R a fost identificata in celulele din :

- plamani& % glandele sudoripare &

- ficat& % si tractul genitourinar

- pancreas.

Proteina C!6R (;i3ipedia)


136/156


137/156

+ttp:22nature.ca2genome202d2>020dQ>>Qe.cfm

Gena

este

numita

totC!6R

vs

3ucoiscidoza

+and proteina +FTR este anor(al


138/156

+and proteina +FTR este anor(al

sintetizata datorita unei (utatii) celulele epiteliale

nu (ai pot re%la (odul in care clorul stra!ate

(e(!ranele celulare

etero%enitate alelica

Gena nor(ala AB++C de peste 2Z #- p! are 2C

e1oni

3 i id


139/156

3ucoiscidoza

E1onii sunt supusi unei 3atisari alternative

in cazul prezentei unei (utatii ", izo'or(e

sunt (ai 'recente$ ast'el pot lipsi: e1onul ,

sau e1onii 2 si , "5ttp:5(%.o1'ord=ournals.or%content,C###$

8entru %ena nor(ala ARN( 4 ;#2/ p!) din

care , p! codi&ca #9- a(inoacizi aiproteinei trans(e(!ranare ce re%leaza

actiitatea canalelor de clor "5ttp:HHH.uniprot.or%uniprot8#,;/$


140/156

Peste K dintre bolnavi au mutatia T !E0O& adica o

deletie de pb& ce are drept urmare disparitia a.a.

fenilalanina din pozitia E0O a C!6R

" ti l l i d l t l 9


141/156

"ctivarea canalului de clor este un proces comple9


142/156

@-6-R,G-#*6"6- "


143/156

+ttp:22;;;.glo;m.com2?p=glo;m.cml2sectionQvie;Uarticleid=

". Relatia dintre gena si unR!

prezenta & iar 1 alela absenta

la nivelul situsului de

restrictie

5. Diagnosticul bolii

utilizand R!


144/156

unei alele -"3

pacienti cu mucoviscidozaA

"D#%ul genomic nefractionat imobilizat pe o membrana de

nitroceluloza va +ibrida cu sondaA

+eterodupleul tinta 1 sonda este evidentiat in cele cazuri

prin autoradiografie

onde monocatenare

specifice:

>. "D# normal&

fara mutatia- T !E0O

/. "D# cu mutatiaT !E0O

- +tz: >&&

- +z:/&&&E&O

Ce se intampla? #u uitati: b. autoz.rec == se manifesta doar la +omozigotii recesivi

Deci la @tz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi9

*ar pacientul are / mutatii diferite de T !E0O (+ttp:22;;;.glo;m.com2?p=glo;m.cml2sectionQvie;Uarticleid= )

http://www.glowm.com/?p=glowm.cml/section_view&articleid=344http://www.glowm.com/?p=glowm.cml/section_view&articleid=344http://www.glowm.com/?p=glowm.cml/section_view&articleid=344


145/156

Conor3 baei de date canadiene (+stic Fi!rosis 3utation Data!ase$ peste 1:003utatii ale genei CF+# au ost descrise din 1;:;&cand a ost descoperita

Traditional) (utatiile +FTR sunt i(partite in ; clase pe!aza e'ectului pro!a!il:

+lasa I produc o proteina neunctionala

+lasa II deter(ina o procesare de'ectuoasa a proteinei"e1. Deletia F-9$

+lasa III produc o reglare de'ectuoasa a canalului

+lasa IV deter(ina o conductanta decitara lanivelul canalului

+lasa V se caracterizeza prin splicing anor3al.

+lasa VI sunt (utatii cu e'ecte necunoscute

Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza

+ttp:22;;;.cftr.info2about%cf2role%of%ctfr%in%cf2cftr%mutations2t+e%si%classes%of%cftr%defects2

http://www.genet.sickkids.on.ca/Home.htmlhttp://www.genet.sickkids.on.ca/Home.html


146/156


147/156

Dupa localizare (utatiile pot&:

Nucleare – toate tipurile discutate

anterior si care actioneaza la nielul

ADNului din nucleu

3itocondriale – ce a'ecteaza ADNul

(itocondrial


148/156


149/156

Dupa diviziunea celulara mitocondriile sunt distribuite la intamplare in celulele

fiice& astfel incat doar si numai pe baza de sansa celulele pot primi2mosteni mai

multe sau mai putine (c+iar 0) mitocondrii cu "D# mutant.

S


150/156

#oua mutatie poate fi prezenta in cateva celule& dar daca se gaseste si intr%un ovocit *&

va putea fi transmisa la descendenti. "stfel& o mama (aparent) sanatoasa poate

transmite mitocondrii cu "D# mutant in numar mai mare decat in celulele sale&

datorita efectului 7bottle%nec37& respectiv mitocondriile cu mutatii pot fi

disproportional incluse in ovul comparativ cu alte celule.

"poi& aceste mitocondrii cu "D# mutant se pot multiplica si ca urmare pot avea o

frecventa mai mare printre cele zeci de mii de mitocondrii intalnite intr%un caz

sporadic (rar& intamplator).

Cazurile sporadice de

boli mitoocondriale audrept cauza o noua

mutatie mitocondriala

@eteroplasmia descrie situatia in


151/156

@eteroplasmie

@omeoplasmie

p

care o celula contine atat "D#mt

normal cat si cu mutatii.

@omeoplasmia descrie uniformitatea

"D#mt (normal sau cu mutatii) in

celule.

6esuturile bogate in mitocondrii cu mutatii produc mai putin "6P


152/156

Pedigree%ul ilustreaza atat baieti cat si fete bolnave& iar boala se

mosteneste doar de la mama (6R"#M*6-R- M"6R,C


153/156

Trans(iterea (utatiilor (itocondriale este

e1clusi (aterna.

*per(atozoidul contri!uie nu(ai cu nucleul sau

"pronucleu$.

E1ista (ai (ulte e1plicatii posi!ile ale acestui'eno(en:

diluarea (itocondriilor paterne printre

nu(eroasele (itocondrii ale oulului

prezenta (itocondriilor paterne doar in piesa

inter(ediara si deci pierdera lor in ur(a fertilizarii

descompunerea activa a (itocondriilor paterne

-reditatea matroclina


154/156

Deci& mitocondriile

spermatozoidului (in

galben pe desen) suntde obicei distruse in

ovul imediat dupa

fertilizare.

-reditatea matroclina


155/156

+ttp:22;;;.nature.com2pr2$ournal2v2nE2full2pr>/Ea.+tml

Cele eemple arata procentul mutatiilor mitocondriale de tip 6OC (o substitutie puncti%

forma). Manifestarea fenotipica anormala (boala) apare atunci cand mutatiile depasesc un

anumit prag (peste 0K). Multe persoane sunt purtatoare ale mutatiei analizate& dar sunt

sanatoase.

"nalizele au fost facute pe

mitocondrii din

5 = sange

M = musc+i! = fibroblaste din piele


156/156

variabilitatea genetica - curs

Documents