Содержание

Слайд 2

Conceptul contemporan despre genă: Definiţie: segment de ADN ce codifică un

Conceptul contemporan despre genă:
Definiţie:
segment de ADN ce codifică un

polipeptid sau ARN;
- segment cromosomial ce controlează un caracter (morfologic, biochimic sau fiziologic).
Слайд 3

Organizare: GENA - combinaţie de (a) secvenţe reglatoare : enhanceri, silenceri.

Organizare:
GENA - combinaţie de
(a) secvenţe reglatoare :
enhanceri, silenceri.
promotorul;
terminatorul;
situsul de poliadenilare.
(b) secvenţa

codificatoare:
exoni;
introni.
Слайд 4

Localizarea genelor: - în ADN cu o poziţie fixă (locus); -

Localizarea genelor:
- în ADN cu o poziţie fixă (locus);
- separate

prin secvenţe necodificatoare – spaceri.

Graniţe intre gene:
-graniţe funcţionale, ce se stabilesc în procesul transcripţiei.

Dimensiunile genelor:
în medie 3000p.n.
ex.: gena β globinei – 1, 5 kb
gena insulinei 1, 7 kb
gena catalazei 34 kb
gena distrofinei 2,5 mb

Număr de gene:
circa 30000 perechi gene, 2% din genom, 50% funcţie cunoscută

Слайд 5

Funcţiile genei Nivelele expresiei fenotipice a genei: I (primar) – molecular

Funcţiile genei
Nivelele expresiei fenotipice a genei:
I (primar)
– molecular → sinteza

unui polipeptid
II (secundar)
– celular, tisular = formarea unei proteine funcţionale ce asigură:
→ formarea unei structuri celulare
→ unui lanţ metabolic
→ unui lanţ de semnalizare, etc.
III (tertiar)
- organismic → caracter morfologic, fiziologic, biochimic,…
Слайд 6

Clasificarea genelor umane Consecințele mutațiilor !!!???

Clasificarea genelor umane

Consecințele mutațiilor !!!???

Слайд 7

Clasificarea genelor umane Consecințele mutațiilor !!!??? Consecințele mutațiilor !!!???

Clasificarea genelor umane

Consecințele mutațiilor !!!???

Consecințele mutațiilor !!!???

Слайд 8

Clasificarea genelor umane Consecințele mutațiilor !!!???

Clasificarea genelor umane

Consecințele mutațiilor !!!???

Слайд 9

Clasificarea genelor umane Consecințele mutațiilor !!!???

Clasificarea genelor umane

Consecințele mutațiilor !!!???

Слайд 10

Clasificarea genelor umane Consecințele mutațiilor !!!???

Clasificarea genelor umane

Consecințele mutațiilor !!!???

Слайд 11

50% Clasificarea genelor umane Consecințele mutațiilor !!!???

50%

Clasificarea genelor umane

Consecințele mutațiilor !!!???

Слайд 12

genele sunt localizate pe cromozom; fiecare genă are o poziţie fixă

genele sunt localizate pe cromozom;
fiecare genă are o poziţie fixă

– locus:
în loci identici ai cromozomilor omologi – gene alele;
în loci diferiţi – gene nealele;
genele unui cromozom formează grupuri de înlănţuire;
genele ce sunt localizare foarte aproape una de alta - haplotipuri, deseori au elemente reglatoare comune – efectul poziţiei;
Слайд 13

Gene alele Homozigot / Heterozigot / Hemizigot AA sau aa Aa

Gene alele
Homozigot / Heterozigot / Hemizigot
AA sau aa Aa
XAXA sau

XaXa XAXa XaY
Gene nealele
dintr-un grup de înlănțuire
dintr-un haplotip
moștenire
independentă
inlantuita
Слайд 14

Exemple de gene umane

Exemple de gene umane

Слайд 15

Gena PAX3 Locus: 2q35 Marime - 99110 p.b. Structura: En /

Gena PAX3

Locus: 2q35
Marime - 99110 p.b.
Structura:
En / Sl
Promotor
10 exoni / 9 introni
Terminator

cu situs PolyA
Expresia
Prin splicing alternativ – 8 izoforme PAX3
Variante alelice - > 1000
Alele normale (polimorfisme) – izomorfe
Alele patologice
amorfe
hipomorfe
heomorfe
hipermorfe
Слайд 16

Rolul genei PAX3 Rolul biologic (I) Codifica un factor de transcriptie

Rolul genei PAX3

Rolul biologic
(I) Codifica un factor de transcriptie PAX3 activ

in celulele crestei neuronale, prenatal;
(II) Activeza transcriptia unor gene necesare diferențierii celulelor nervoase, oaselor scheletului craniofacial, melanocitelor si celulelor musculare;
(III) Asigura dezvoltarea embrionara a tesuturilor/organelor s.m. si sustinerea fuctionarii lor dupa nastere.
Rolul medical:
Mutatiile amorfe generative (→cu lipsa proteinei PAX3) – determina sindromul Waardenburg
Mutatiile hipermorfe somatice (→ cu excesul proteinei PAX3) – determina rhabdomyosarcoma alveolara
Слайд 17

sdr. Waardenburg (mutație generativă) Surditate congenitala senzoriala Suvita alba, hipopigmentarea parului

sdr. Waardenburg (mutație generativă)

Surditate congenitala senzoriala
Suvita alba, hipopigmentarea parului
Pigmentarea anormala a irisului
Lecoderma

congenitala
Dismorfii craniofaciale

Rhabdomyosarcoma alveolara
(mutație somatică)

Activarea genelor implicate in miogeneza
Proliferare celulara necontrolata
Cancer

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Proprietatile genei PAX3: Specificitate codifică proteina PAX3 Discretie conține secv.regl, codif,

Proprietatile genei PAX3:

Specificitate
codifică proteina PAX3
Discretie
conține secv.regl, codif, modulatoare
Integritate
toate elementele genei

cooperează p/u sinteza proteinei
Ereditate autosomala
localizată pe crs.2, fiecareare o alelă materna + o alelă paternă
Variabilitate mutationala
se poate modifica secvența nucleotidică
Recombinare
poate participa la crossing-over
Polimorfism individual
fiecare persoana poate prezenta variante individuale ale secvenței nucleotidice a genei
Stabilitate
gena se expresează programat
Pleiotropie
gena se expresează in mai multe țesuturi
Interactiune cu alte gene
+ alti TF II
Слайд 21

Gena PAX3 – 2q36.1 Gena HD* – 4p16.3 Gena CFTR –

Gena PAX3 – 2q36.1
Gena HD* – 4p16.3
Gena CFTR – 7q31.2
Gena ABL

– 9q34.12
Gena IGF2 ♂ – 11p15.5
Gena HBB – 11p15.4
Gena PAH - 12q24.1
Gena FBN1 -15q21.1
Gena PKD1- 16p13.3
Gena HBA – 16p13.3
Gena TP53 – 17p13.1
Gena COL1A1 – 17q21.33
Gena LDLR – 19p13.2
Gena DMD – Xp21.1
Gena COL4A5 – Xq22
Gena F9 – Xq27
Gena FMR1 * – Xq27.3
Gena F8 – Xq28

Proprietăți
Autozomale vs X- lincate
Pleiotropie primara vs secundară
Interacțiuni cu alte gene
Epistazie vs complementară
Consecințele mutațiilor
AD sau AR sau XD sau XR
♂ Expresia monoalelică (Amprentare parentala)
*Instabilitate în șirul generațiilor

Слайд 22

Gena PAH Variante alelice >200 Normale – normomorfe și izomorfe Patologice

Gena PAH
Variante alelice >200
Normale – normomorfe și izomorfe
Patologice – neomorfe,

amorfe, hipomorfe
Locus – 12q.23.2 = autozomala
R.Biol. – codifică o enzimă fenilalanin-hidroxilaza responsabilă de transformarea
Fen → Tyr
R.Med. - mutaţia patologică determină fenilcetonuria – boală autosomal recesivă AR, cu retard somatic şi mintal
!!! AR =
aa – bolnavi vs NN și Na – sănătoși
Nivele de expresie a genei PAH:
I – sinteza fenilalanin-hidroxilazei
II –metabolizarea Fen în Tyr → sinteza melaninei, sinteza neurotransmiţătorilor
III –pigmentare N, funcţie normală a SNC
Слайд 23

Fenilcetonuria Mutatie amorfa in gena PAH I – lipsa enzimei PAH

Fenilcetonuria

Mutatie amorfa in gena PAH
I – lipsa enzimei PAH sau enzima

inactivă
II – blocarea transformarii Phe în Tyr, ↑Phe și↓Tyr
Acumularea toxică a Phe
Blocarea sintezei hormonilor, neurotransmițătorilor, melaninei
III Fenilcetonuria:
Retard mintal
Dereglari neurologice serioase
Albinism

Gena PAH → enzima PAH
Phe → Tyr

Dopamina → Noradrenalina, Adrenalina
→ Epinefrina

Melanina

Alte gene

Proprietatile genei PAH: S, D, I, E, V, R, P, S, ps, IG

Слайд 24

Proprietățile genei PAH: Specificitate Discreție Integritate Ereditate autosomala (!!!!!! Unele gene

Proprietățile genei PAH:

Specificitate
Discreție
Integritate
Ereditate autosomala (!!!!!! Unele gene ereditate X lincata)
Variabilitate

mutațională
Recombinare
Polimorfism individual
Stabilitate (!!!! unele gene sunt plastice)
Pleiotropie secundară
Interacțiune cu alte gene
Gena PAH activează gena Tyr = epistazie
Слайд 25

Gena FBN1 Variante alelice >400 Normale – normomorfe și izomorfe Patologice

Gena FBN1
Variante alelice >400
Normale – normomorfe și izomorfe
Patologice – neomorfe, amorfe,

hipomorfe
Locus - 15q21.1 =
R.B. – codifică sinteza fibrilinei 1 pentru țesutul conj. al oaselor, vaselor, ligamentelor, aparatului de susținere a globului ocular
R.M. - mutaţiile neomorfe ale genei determină sindrom Marfan, AD
AD =
AA sau An – bolnavi vs nn – sănătoși
Nivele de expresie a genei FBN 1:
I – molecular – sinteza fibrilinei 1
II – celular – formarea matricei extracelulare
III – organism – rezistenţa ţesutului conjunctiv
Consecințele mutațiilor neomorfe ale genei FBN 1:
I – molecular – sinteza fibrilinei 1 defecte
II – celular – defectul matricei extracelulare
III – organism – s. Marfan cu triada
Anomalii scheletice
Anomalii cardiovasculare
Anomalii oculare
Слайд 26

Proprietățile genei FBN1: Specificitate Discreție Integritate Ereditate autosomala Variabilitate mutațională Recombinare

Proprietățile genei FBN1:

Specificitate
Discreție
Integritate
Ereditate autosomala
Variabilitate mutațională
Recombinare
Polimorfism individual
Stabilitate
Pleiotropie primară
Interacțiune cu alte

gene
FBN1 + FBN2 - complementaritate
Слайд 27

Gena FBN1 Proteina Fibrilina 1 Tesut conjunctiv Schelet Vase sanguine Aparat

Gena
FBN1

Proteina Fibrilina 1

Tesut conjunctiv

Schelet

Vase sanguine

Aparat

ocular

Gena
FBN2

Proteina Fibrilina 2

Слайд 28

Sindromul Marfan

Sindromul Marfan

Слайд 29

Gena PKD1 Variante alelice >1000 n p Locus – 16p.13.3 =

Gena PKD1
Variante alelice >1000
n
p
Locus – 16p.13.3 =
R.B. – codifică proteina policistina

1 - receptor membranar- reglează creșterea și proliferarea cel. epiteliale renale și alte
R.M. - mutaţia neomorfă determină –ADPKD1 (boala polichistică renală cu transmitere AD – autozomal dominantă)
Nivele de expresie a genei PKD1:
I – sinteza policistinei 1
II –reglarea creșterii și diferențierii cel. epiteliale renale
III –dezvoltare normală a tubilor renali + canalelor hepatice + peretele vasului sanguin + alte organe
Слайд 30

Gena IGF2 11p15.5

Gena IGF2 11p15.5

Слайд 31

Gena IGF2 : Insulin-like growth factor 2 Locus : 11p15.5 Alela

Gena IGF2 : Insulin-like growth factor 2

Locus : 11p15.5
Alela maternă amprentata


Alela paterna se transcrie
Codifica hormon proteic - factor de crestere (fat)

Locus : 11p15.5
Alelela maternă codifica un ARN necodant
Inhibă gena IGF2 maternă
Limiteaza proliferarea celulara si greutatea corpului

Gena H19

Слайд 32

Proprietatile genei IGF2: Specificitate Discretie Integritate Ereditate autosomala Variabilitate mutationala Recombinare

Proprietatile genei IGF2:

Specificitate
Discretie
Integritate
Ereditate autosomala
Variabilitate mutationala
Recombinare
Polimorfism individual
Stabilitate
Pleiotropie
Interactiune cu alte gene
+

H19 epistatica
11. Expresie monoalelică, amprentatea alelei materne
Слайд 33

Cauzele s. Beckwith-Wiedemann DUP 11 => 2 gene IGF2 active (0

Cauzele s. Beckwith-Wiedemann

DUP 11 =>
2 gene IGF2 active (0 gene

H19 active) => proliferare excesiva
Mostenirea genei materne metilate, sau inducerea metilarii prin mutatii

Cauzele s. Russell-Silver

DUM 11 => doza dubla de H19 = 0 IGF2 active
ADN patern nemetilat, mutatii care produc demetilarea

Слайд 34

S. Russell-Silver S. Beckwith-Wiedemann

S. Russell-Silver S. Beckwith-Wiedemann

Слайд 35

Gena Rh: Locus – 1p34.3-36.1 Variante alelice - D (Rh+) şi

Gena Rh:
Locus – 1p34.3-36.1
Variante alelice - D (Rh+) şi d

(Rh-)
Rol biologic
Determină sistemul de grup sanguin Rh
Rol medical
compatibilitatea donor – recipient la transfuzii de sînge
compatibilitatea mamă-făt
Nivele de expresie a genei Rh+:
I – molecular – sinteza acilproteinei Rh
II – celular – prezenţa Ag D (Rh) pe suprafaţa eritrocitelor
III – organism – grup sanguin Rh-pozitiv
Nivele de expresie a genei Rh-:
I – molecular – nu se sintetizează acilproteina Rh
II – celular – lipsa Ag D (Rh) pe suprafaţa eritrocitelor
III – organism – grup sanguin Rh-negativ
Слайд 36

Gena RGH Receptorul Hormonului de Creștere Variante alelice Expresie: I.Sinteza RHC

Gena RGH Receptorul Hormonului de Creștere

Variante alelice

Expresie:
I.Sinteza RHC
II.Recepţionare HC
III.Creşterea şi
dezvoltarea


org.

Expresie:
I.Sinteza RHC modificat
II.Recepţionarea
HC
III.Creşterea şi
dezvoltarea
org.

Expresie:
I.Sinteza RHC defect
II.Non-recepţionarea HC
III. Nanism
s.Laron

Expresie:
I.Sinteza cant. reduse RHC
II.Recepţionarea deficitară HC
III.Hipostatură
s.Laron

Expresie:
I.Lipsa RHC
II.Non-recepţionarea
HC
III. Nanism
s.Laron

Normomorfă

Izomorfă

Neomorfă

Hipomorfă

Amorfă

Слайд 37

Localizarea genelor: genele sunt localizate pe cromozom; fiecare genă are o

Localizarea genelor:
genele sunt localizate pe cromozom;
fiecare genă are

o poziţie fixă – locus:
∙ în loci identici ai cromozomilor omologi – gene alele;
∙ în loci diferiţi – gene nealele;
genele unui cromozom formează grupuri de înlănţuire;
genele de pe un crs, ce sunt localizare foarte aproape una de alta formează haplotipuri, care deseori au elemente reglatoare comune – efectul poziţiei;
- repartizarea genelor pe cromozomi este neomogenă:
∙ sunt crs bogaţi în gene şi cromozomi săraci în gene;
∙ sunt fragmente de crs cu o densitate mare de gene şi cu densitate redusă;
- unele gene formează familii repetitive (în tandem sau pe diverşi cromozomi) sau nerepetitive;
Слайд 38

- genele localizate pe autosomi, determină caractere autosomale, se transmit de

- genele localizate pe autosomi, determină caractere autosomale, se transmit de

la părinţi indiferent de sex;
- genele localizate pe gonosomi, determină caractere sex-lincate ce se transmit dependent de sex:
gene şi caractere X-lincate;
gene şi caractere Y-lincate (holandrice).
Слайд 39

Caracteristica genelor alele şi nealele

Caracteristica genelor alele şi nealele

Слайд 40

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

Genele alele – segregă în timpul gametogenezei

Genele alele – segregă în timpul gametogenezei

Слайд 44

Genele nealele, de pe cromozomi neomologi – se combină independent în timpul gametogenezei

Genele nealele, de pe cromozomi neomologi – se combină independent în

timpul gametogenezei