GENELE
GENOTIP = totalitatea genelor in “2n” ce rezulta din fecundatia gametilor
= garnitura zigotica
= este distribuit in oricare celula din organism
Genele asigura proteinele sintetizate, proteinele fiind baza real (?) fenotipica a unui caracter
La nivel celular, tisular, organic s-au stabilit insusiri legate de functia genelor cat si de diferitele tipuri de gene:
specificitatea genei - ordonare particulata si particulara a nucleotidelor dintr-o secventa ADN care are astfel dimensiune si functie genetica
determina capacitatea genei de a controla strict sinteza unui anumit tip de lant polipeptidic
penetranta - frecventa indivizilor dintr-o populatie la care s-a exprimat fenotipic caracterul controlat de aceeasi alela care exista in genotipurile indivizilor
frecventa (υ) cu care o gena (dominanta/recesiva)(sau combinatie) se exprima in fenotipul purtator
frecventa (υ) purtatorilor genei mutanta al carui morfotip difera de normal
Exprimarea fenotipica este conditionata de dependenta functionala (de homo/heterozigatie, de dominanta/rcesivitate) a genelor alelomorfe
In functie de aceste particularitati (de homo/heterozigatie, de dominanta/rcesivitate) expresia poate imbraca mai multe nuante: penetranta completa, incompleta, manifestare variabila
penetranta completa : apare cand mutanta dominanta manifesta acelasi caracter in cuplul homo sau heterozigot daca conditiile de mediu sunt asemanatoare (ex. absenta incisivilor superiori)
penetranta incompleta : rezultatul interactiunii dinte mai multe mutante diferite intre ele pe acelasi cromozom sau pe cromozomi diferiti.;este caracteristica unor manifestari fenotipice controlate de recesive (ex. boli de “prdispozitie”, de “stofa biologica” : ulcerul , hipertensiunea arteriala etc)
penetranta completa/incompleta poate fi modificata prin de diverse influente; cea mai importanta este constitutia genotipica si relatiile intergenice de tip dominant/recesiv. ex. fiziologia individuala – sexul –keilo-gnoto-polata-schisis este mai frecvent la masculi (60%) si doar 40% la femele
Expresivitatea variabila : stare de dominanta in care gena se manifesta in toate cazurile dar gradul de expresie fenotipica e diferentiat (de la caz la caz) ex. neorofibromatoza = boala genetica cu expresie variabila de la simple pete cafenii la tumorete si chiar tumori gigant. Pentru realizare expresivitatii unei gene se interfera mai multi factori: natura biochimica, raportul dintre gene (repartitia dinte alele), conditia polialelica, raportul fata de factorii de mediu.
Rata de manifestare = termenul care se foloseste pentru a diferentia notiunea de variabilitate fata de penetranta genei ; rata este in relatie cu factorii endogeni: varsta :Korea-Hungrington se manifesta in procent de 80% peste 20 ani; sex - structura endocrina; si factori de mediu (favorizanti, permisivi, care influenteaza expresia fenotipica) – ex. boli de predispozitie – obiceiuri, factori favorizanti, declansanti
Functiile genelor se suprapun pe functiile ADN-ului respectiv:
a) F. Autocatalitica = capacitatea de autoreplicare (autoreproducere)
b) F. Heterocatalitica = capacitatea de a controla si determina sinteza proteinelor
c) F. de variabilitate
Corespunzator F. heterocatalitice, In raport cu functia exercitata a geneiexista 4 categorii de gene: I.PROMOTOR, II.OPERATOR, III. REGLATOR si IV. STRUCTURALA
I.GENA PROMOTOR
are o secventa genica care precede locusul de initiere a transcriptiei
in fapt gena promotor are capacitatea de a cupla ARN-ul polimeraza
este reprezentata de obicei de 2 tipuri de secvente:
5’ TATA - 3’ (caseta TATA)
5’ – CCAAT 3’ (caseta CAT)
II.GENA OPERATOR
urmeaza promotorului
secventa de nucleotide care de obicei serveste pentru cuplarea cu proteina represor care are rol reglator; proteina represor este controlata de o gena reglatoare;
de obicei este o secventa scurta (10-30 perechi nucleotide) si are rolde reglator al genei structurale
III. GENA REGLATOARE
actioneaza indirect asupra genei structurale prin intermediul unor “mediatori” care sunt substante cu rol represor, de natura proteica car actioneaza la nivelul genei operatoare
poate fi in atpopierea genei structurale, pe acelasi cromozom sau pe cromozomi diferiti
IV. GENA STRUCTURALA
secventa polinucleotidica care codifica informatia si pe baza careia se sintetizeaza ARN-ul mesager
ea urmeaza imediat genei operatoare
In functie de aceste 4 tipuri de gene se deosebesc mai multe categorii de gene:
1. Gene domestice
gene care nu au secvente promotoare ; sunt relativ bogate in cuplu G-C metilate
pentru reglare foloseste o secventa GGGG-CC-GGG care reprezinta in fapt situsul de fixare pentru a proteina reglatoare dar cu o specificitate mica = factor/proteina transreglatoare – SP1 (proteina implicata in transcrierea lor)
sunt gene care perticipa in diferentierea antogenica (de la fecundare la moarte), deci stau la baza mecanismelor de cito- si histodiferentier;
sunt active in tesuturi cu rata mare de proliferare, respectiv de sinteza a unor proteine de baza (exista in toate celiulele)
sunt indispensabile vietii (enzime glicolitice, citocromi, etc.)
2. Gene candidate
sunt responsabile de boala genetica monofactoriala (anomalie monofactoriala)
genotipie candidata = o singura gena anormala care determina prezenta, absenta sau anomalia unei proteine specifice => boala respectiva; dar boala cuprinde un cortegiu intreg de manifestari (ex. nanism hipofizar , determinat de gena modificata ptSTH => nanism + un cortegiu de alte manifestari organice, endocrine etc
3. Pseudogene
gene nefunctionale, mute situate in imediata vecinatate a genelor functionale;
nu sunt transcrise;
cauzele nefunctionalitatii pot fi: exces de cadoni, absenta cadonului START-AUG ?sinteza metianinei?
pseudogenele pot fi : - cu introni –devenite pseudogene prin mutatii
- fara introni ( nu se transfera datorita lipsei promitorilor)
4. Gene egoiste
au doar functie de autoreplicare semiconservativa dar sunt nefunctionale (reprezint practic acel 80% din ADN-ul care nu inmagazineaza informatie de transcris)
5. Transpozomi
= gene saritoare(vezi curs x?)
6. Gene temporale
devin active in anumite perioade antogenice, fiind inactive in rest
ex. blond in copilarie si saten in adolescenta; hemoglobina –embrion, fetus(?), adult – trecerea timpului determina lanturi nonα Hb
RELATIILE DINTRE GENE
1.2. Recesivitatea -alela este recesiva cand induce sinteza unei proteine (biomolecule) nule dpdv functional, care nu poate intra in concurenta cu o proteina activa (dominanta) in niciuna dintre reactiile (relatia) in care aceasta este prezenta si implicata. Cand gena este dominanta, exista 4 tipuri de dominanta:
i) Dominanta completa (A AA , aa – determina fenotipuri identice)
ii) Dominanta partiala : atunci cand fenotipul heterozigot este intermediar homozigotilor AA sau aa
iii) Dominanta neregulata in care fenotipul dominant, heterozigot este prezent in anumite conditii, dar in alte conditii poate fi recesiv
1.3. Codominanta este participarea fenotipica egala a celor 2 alele fara a se interfera (si rosu si alb). Codominanta este echivalenta cu echipotenta
1.4. Letalitatea este reprezentata de o gena care dpdv functional, in homozigatie elimina indivizii din populatie in proportie de 100% inainte de perioada de reproducere. In heterozigatie gena letala interfera cu omoloaga normala astfel incat fenotipul este mult diferit fata de homozigatie. Exista forme de Keino-gonata-polata-schisis aparute ca KGPS ca urmare a heterozigatiei unor gene letale. Dar daca sunt in homozigatie genele determina moartea fatului
1.5. Semiletalitatea alela mutant recesiva determina moartea homozigotilor recesivi in proportie de 50% ex. hemofilia la sexul feminin
2. Relatiile inte gene nealele acele relatii care se stabilesc intre diferite gene de pe cromozomi diferiti sau din locusuri diferite. Genele nealele participa toate la edificara aceluiasi caracter.
epistazie – o gena= gena epistatica – poate influenta expresia altei gene nealele = gena hipostatica- (gena modificata) (ex. sistemul antigenic ABo
9q34 este locusul pentru sistemul antigenic ABO eritrocitar. In fapt in acest locus exista 2 locusiri diferite unul H (dominant) si unul h (recesiv)
Gena H (dominanta) este gena ce controleaza sinteza unei proteine cu capacitate antigenica = antigen AgH <=> un homozigot HH sau Hh se sintetizeaza antigen H, daca avem hh NU se sintetizeaza antigen H; dar in acelasi timp exista un alt locus (I) care poate fi ocupat de mai multe alele IA sau IB si o alela recesiva i; fiecare dintre ele determina existenta si cuplarea cu antigenul AgH
F F AgH
IA
→ AgA
IB → AgB
i
AgO
structura antigenului eritrocitar este destul de complexa la molecula fucaza ; AgH (antigenul H) , galactozamina care da AgA sau AgB sau nu cupleaza nimic determina antigenitate O
homozigotul HH si Hh sintetizeaza antigenul H (AgH) darhh NU=> fara antigenul H (AgH) nu se poate reprezenta i
epistatica i recesiva determina
posibilitatea existentei a 2 tipuri de antigen Ohipostatica I dominanta
adevaratii O → AgH dar au i
falsi O =“O” → AgH
(nu au Antigen H) si pot avea orice gena IA,B sau i ;”O” este fenotip Bombay
( din 2 O poate rezulta 2 O dar putem avea un O adevarat Hi si un O fals hIA sau hi daca se cupleaza Hi cu hIA sau hi cu hi =>antigenitate A (AgA)
La sistemul secretar/nesecretar gena Sc este hipostatica fata de gena H; secretarul se poate manifesta doar in prezenta genei H
Alte relatii (manifestari) intre gene:
PLEITROPIA =(o alela inlocuita cu mutanta) gena inlocuita cu mutanta => midificari fenotipice complexe la mai multe caractere distincte
ex. sindromul Metkel – o mutanta homozigota embrionara determina la fat n caractere sictincte – meningocel prin defect de tub neural, polidactilie, rinichi polichistic, malrotatie (?) de intestin
POLIGENIA = (relatia intre gene nealele) un caracter fenotipic este dat de un multiplu de alele de pe cromozomi diferiti
ex. talia individului; dermatoglifele, (in general toate caracterele multifactoriale
transmiterea nu respecta legile mendeliene ci au o distributie Gaussiana
POLIALELIA = expresia fenotipica conditionata de mai mult de 2 alele
ex. sistemul ABO
|
