Genetica umana - tipuri mendeliene de eredit

1.Meioza la barbati si femei.comparatie

-la barbat-incepe la pubertate; inainte de meioza, au loc sute de diviziuni mitotice

-spermatogonii(16zile) =>spermatocite de ord I(16zile)=> sp.de ord.II(16 zile)=> spermatida(16)=> spermatozoid matur=(64zile total)

-la femeie- meioza incepe in timpul embriogenezei

-ovogoniile=> ovocite ord.I=> ord II=> ovul matur<1zi

2.Mod.de transmitere a caracterelor la om

a)transmitere codominanta si dominanta= poate fi: autozomala-cu character regulat= brahidactilia;; dominanta cu penetratie incomplete= retinoblastom;; dominanta cu expresivitate variabila;; si dominanta influentata de homozigotie

3.Tipuri mendeliene de eredit.monogenica

-eredit mitocondriala

-mozaicismul

-imprinting genomic

-disomie uniparentala

-anticipare

a)Eredit.mitocondriala

-sunt unele pedigriuri ce nu pot fi explicate conform ereditatii mendeliene a genelor nucleare

-transmiterea= pe linie maternal;

-boli: neuropatia optica ereditara a lui Leber (pierderea rapida bilaterala a vederii, dat.atrofiei nv.optic

b)mozaicismul

-poate fi cromozomial;

-reprezinta coexistenta intr-un organ sau tesut a cel putin 2 tipuri celulare ce difera genetic intre ele dar care provin din acelasi zogot

-astfel, o singura mutatie poate aparea intr-o sg celula pe parcursul diviz mitotice

-ex:indivizii cu sindr.Down

-daca mutatia apare inainte de formarea liniei germinative, atunci ea va fii prezenta in cel somatice sic el germinative=> mutatia se va transmite in descendenti

-mozaicismul somatic= poate fi : segmental (apare pe anumite segm ale corpului) si nesegmental= pe tot corpul

c)imprintingul genomic

-ex: sindromul Prader-Willy si Angelman

-sindr.Willy= dismorfic= caracterizat prin obezitate, polifagie, maini si picioare scurte, statura mica, hipogonadism, retardare mentala.

-cauza= deletia unui segment din cr 15q11

-sindr.Angelman= aceeasi deletie vine cu cr.mostenit de la mama, iar cr de la tata= normal

d)disomia uniparentala

=prezenta unei linii cel disomice, ce contine 2 cr de un singur fel mosteniti numai de la un parinte. Daca acelasi cr este in copie dubla=> se numeste izodisomie; daca sunt ambii cr de la acelasi parinte= heterodisomie

-Ex:fibroza chistica

4.Trisomiile

-sunt aberatii de numere

-aberatiile de structura= balansate si nebalansate

-exista aberatii stabile (trec prin meioza nealterate= deletii, duplicatii, inversii, translocatii, insertii;) si aberatii instabile(trec alterate= dicentrici, acentrici)

5.Organiz.genomului uman

-se gaseste in toate tipurile de cellule , mai putin in hematii

-are 3200 per de Mbaze= 3,2x10(la a 9-a) p.b., din care doar 1,9% reprez secv de codificare , restul pana la 100%= secv cu rol reglator sau structural

6.Secv AND in genom

a)secv.unice= in 45% din genom, din care 1,5%= secv.codific, restul este ADNde spatiere cu fct de a separa fizic genele intre ele

b)secv.de AND intermediar repetitive= 10(2)-10(5) copii/genom= reprez -45% din genom

c)AND inalt repetitiv >10(6) copii /genom= 10% din genom

d)telomerii

7. AND intermediar repetitive

-exista 4 clase: LINE, SINE, LTR, Transpozomii AND

a)LINE- au 2-8 Kba, contin un promoter pt ARNpol III si ARNt

-au 2 ORF-uri(1si 2)= revers transcriptaza si endonucleaza

-propagarea elem LINE= prin retrotranspozitie

-revers transcriptaza fiecarui elem LINE se leaga la capatul 3' al ARNm LINE la niv unor secv specifice

-exista 4 fam inrudite LINE(I-IV), care ocupa -20% din genom- ex:LINE I= are 500.000 copii in genom si reprez 17%

b)SINE- secv de dimensi <, nu codifica proteine, sunt incapabile sa transpozeze autonom

Eseu: Musculatura genunchiului - muschi cu actiune principala si secundara Referat: Olimpiada de Biologie - subiecte

-majoritatea lor au la capatul 3' secv de recunoastere pt revers transcriptaza codificata de LINE

-SINE se pot propaga prin transpozitie cu ajut revers-transcriptazelor LINE

-SINE au derivate din genele transcrise de ARN pol III

-exista 3 fam de SINE in genom: Alu, Mir si Mir 3

c)LTR (long terminal repeat)

-la capetele fiecaruia exista repetitii lungi= contin genele "gag" si "pol"=> ele codifica revers-transcriptazele, proteaza, RN-aza, integraza si tot ce este necesar pt transpozitie autonoma

-contin secv reglatoare pt transcrierea genelor gaga si pol

d)Transpozomii AND= ca cei de la bacterii= codifica o transpozaza, care e active doar daca transpozomul= intact;

-ocupa 3% din genom si este impartita in 7 clase

8.ADN inalt repetitive

-secv scurte repetate de pana la 1 mil de ori in genom

-reg din genom in care exista AND repetitive= au densitatea diferita=> permite separarea prin ultracentrifugare; AND-ul formeaza niste benzi separate ale cr acrocentrici in reg subtelomerice, la niv bratelor scurte ale cr acrocentrici si in majorit cr y

-ex: AND-ul satelit de la niv centromerului

-AND mini si micro-satelit= sunt in tot genomul; sunt importanti in realiz hartilor genomului uman si utili pt amprentarea AND

-mini satelitii= au 10-100 per de baze repetate in tandem si se gasesc spre telomere

-unii au variabilitate in nr de repetitii=VNTR

-micro-satelitii= aici nr repetitiilor variaza; sunt repetati in tandem 2-4 per de baze; sunt cunoscuti ca SSTR

9.Telomerele

-se afla la capatul cromatidelor; au un nr mare si variabil de repetitii in tandem ale secv TTAGGG

-au capatul 3' liber; apare ca o protuzie 3', acest capat nu are propriet obisnuite ale AND monocatenar; el se modeleaza ca forma

-telomerele= sintetizate de o enzima care contine ARN si se numeste telomeraza

-AND-telomeraza= folosita ca matrita pt sinteza capatului 3'-OH; si are 2 functii:

-protectie si stabilitate a capetelor cr, pe care le impiedica sa fuzioneze intre ele prin legarea lor de unele proteine=> o structura protectoare

-existenta capatului 3' liber- previne erodarea molec de AND

-telomerele= implicate in 2 procese importante:

1)imbatranirea= cel umane parcurg max 50 cicluri in cult de cel si apoi mor

-pe masura ce imbatranesc, telomerele se scurteaza=> nu mai fct efficient=> det moartea celulei

2)cancerizarea- telom= mechanism de lupta impotriva cancerizarii; telomeraza= inactiva in mod normal, dar devine active in cel canceroase, generand o sinteza continua de telomere

10.Cartarea genomului

-hartile permit gasirea si izolarea genelor

-hartile= o ordonare a diferitelor secv de AND, facilitand astfel secv.genomului

-exista 3 categ de harti:

a)citologice= sunt primele realizate= prin tehnici de bandare

b)genetice= se bazeaza pe frecventa recombinarii intre markerii genetici in meioza

-markerii genetici pot controla anumite caractere fenotipice

-hartile= folosite tinand cont de ordinea markerilor genetici

-distanta dintre ei= masurata prin frecv recombinarii= se masoara in centi-morgani=> 1cM= distanta dintre 2 secv AND, ce produce o frecv a recombinarii de 1%

-markerii= STS (sequence tagged site)= fragm scurte de AND 200-300 pb, care se gasesc doar intr-o singura zona in genom

-un STS functional, amplifica o sg reg tinta din genom

-hartile fizice= generate prin mai multe metode si sunt de mai multe tipuri: hartile clonelor; hartile secv.exprimate; hartile STS-urilor; harti Fish; harti de restrictie de domeniu larg

11.Secventierea AND

-secventierea normala= se bazeaza pe replicarea AND si foloseste autoradiografia+radiotopi

Etape:

-denaturarea termica a aADN

-se amesteca ADNmc cu AND-poli, primeri, dNTP

-repartizate in 4 flacoane

-polimerizarea

-electroforeza

-autoradiografia

12.Clonarea genei

a)clonare functionala -reprezinta metode clasice de diagn a unei boli; este folosita in genetica clasica

-se face at cand se cunoaste prot codificata de o gena mutanta in cadrul unei boli

-se cunoaste secv de AA a prot si se poate deduce secv de nucleotide a genei respective=> secv de nucleotide odata aflata, poate fi folosita ca sonda moleculara pt recunoasterea prin hibridare molec a secv de AND complemantar care reprez de fapt gena

Ex: clonarea genei care codifica pt factorul 8 de coagulare= a inceput prin purific prot.

-localizarea genei pt distrofia Duchem- translocatii pe xp21

b)clonare pozitionala= reprez met indirecte de diagn al bolii= genetica inverse

-gena clonata cu ajut markerilor polimorfici AND

-este o gena f mare- 230 Kba, 27 exoni fiecare intre 38-724 p.b, secv codifica 6,5 Kba

-prot are 1480 AA, ca marime si fct= similara cu alte prot cu rol de transport prin mbr cel. Are 5 domenii: 2 formeaza porii la niv mbr.cel prin care ionii de Cl= exportati din celula; alte 2 domenii se leaga la ATP si al 5-lea domeniu= specific prot CFTR= fct reglatoare

13.Fibroza chistica

-gena CF, prot CF

-boala prezenta la N-europeni; frecventa bolii= 1:2000; frecv purtatorilor= 1:22; primele simptome: inf bact.cronice, inflamarea plm, nivel electrolytic> in transpiratie; se ajunge la insuficienta pancreatica, diabet, infertilitate la barbati

-in plm se acumuleaza mucus, pt ca nu mai fct mec de eliminare a mucozotatilor; infectii cu pseudomonas . .etc

14.Distrofia musculara DND

-lipsa dezv musculaturii= slabiciune si paralizie; dificultati de respiratie

-afecteaza: inima, SN

-este o maladie sex-lincata; afecteaza barbatii 1:33000= ajung in carucior la 3 ani iar la 30 mor

-exista si o forma moderata a bolii

-gena a fost clonata prin clonare pozitionala prin aberatii cr+ markeri AND; punctual de rupere= xp21, si aberatia= fuziunea lui xp21 cu locusul pt ARNr 28s de pe cr 21

-gena DND= mare 79 exoni; 2,4 Mb= 2% DIN CR x

-aceasta are cel putin 7 promotori diferiti

-prot= are 3685 AA, molec mare care are rolul de a lega fibrele actinice din cel musc de tes conjunctiv extracel; formeaza punti intre actine si tes conj= complex glicoproteic transmbr+ distrofina=>complex sarco-glican cu DASC

15.Mutatii de amplificare a unei secv trinucleotidice

-severitatea creste generatie cu generatie: DM, sindr.X-fragil

-bolile cu anticipare= dat mutatiilor de amplificare peste normal a unor secv trinucleotidice (micro-sateliti= repetitii tandemice cu unit de repetare de 2, 3,, 4 nucleotide

-mutatiidinamice, pt ca nr repetitiilor trinucleotidice de la o generatie la alta= instabil

-mutatiile dinamice= responsabile pt fenomenul de anticipatie=> 3 clase:

a)sindr.X-fragil= se repeat trinucleotide CCG- aceasta repetitie= se gaseste in reg 5' netranslata a genei; la niv citogenetic, mutatia se vede ca un situs fragil, pe crX, gapuri mai putin colorate decat restul cr

-se gaseste normal repetata de aproape 30 ori; la cei cu X-fragil= de cateva sute de ori= in cr metafazici in bratul lung al lui X

-situsul se numeste FRAXA

-frecventa= 1:2000 copii- al 2-lea dupa Down

-modelul de transmitere difera de alte boli; gena implicata= FMR1; astfel trinucleotidele se repeat la cei cu X-fragil de 250-1000 ori; acest situs fragil= se gaseste langa o insula CG in reg.necodificata

-mutatia care implica aceasta repetitie trinucleotidica din generatie in gener, poate devenii o mutatie completa

b)Huntinghon- CAG

-boli neurogenerative; cu diabet tarziu; autozomala dominanta si progresiva

-este multiplicata glutamine

-frecv= 1:10.000 caucazieni; la adulti peste varsta reprod

-gena= localiz in cr 4 langa telomere; codifica o prot cu fct necunoscuta

-amplificarea se face prin trecerea prin meioza mascula

c)DM-CTG= in reg 3' netranslata a genei

-boala autozomala; frecv- la adulti- simptome: cataracta,  miatomie, disfunctii endocrine, inapoiere mentala

-severitatea eu variaza= stare congenitala= mai grava; si o forma moderata la adulti si batrani

-repetitia CTG- localizata in reg 3' netranslata a genei

-5-35 nucleotide= normal

-50-3000= anormal

-nr de repetitii= creste cu fiecare generatie