1 INFLUENŢA MEDIULUI ASUPRA EREDITĂŢII Clasificarea ...
1 INFLUENŢA MEDIULUI ASUPRA EREDITĂŢII Clasificarea ...
1 INFLUENŢA MEDIULUI ASUPRA EREDITĂŢII Clasificarea ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>INFLUENŢA</strong> <strong>MEDIULUI</strong> <strong>ASUPRA</strong> <strong>EREDITĂŢII</strong><br />
<strong>Clasificarea</strong> mutaţiilor<br />
a) după modul de apariţie - naturale<br />
- artificiale<br />
b) după valoarea expresiei fenotipice - macromutaţii - mutaţii vizibie<br />
- micromutaţii- mutaţii greu de perceput<br />
c) după caracterul afectat sub acţiunea genei mutante - mutaţii morfologice<br />
- mutaţii fiziologice<br />
- mutaţii biochimice<br />
d) după localizare - mutaţii autozomale- plasate pe autozomi<br />
- mutaţii heterozomale - plasate pe heterozomi<br />
e) după tipul de celule în care apar - mutaţii gametice - se transmit ereditar<br />
- mutaţii somatice<br />
f) după sensul de manifestare a moficării induse - mutaţii înainte (forma spontană→tipul mutant)<br />
) - mutaţii înapoi (tipul mutant→forma spontană)<br />
g) după efectul lor asupra viabilităţi organismelor - mutaţii letale<br />
- mutaţii semiletale (în stare homozigotă determină<br />
apariţia de indivizi incapabili de supravieţuire)<br />
- mutaţii viabile<br />
h) după cantitatea de material genetic implicată în mutaţie<br />
- mutaţii genice - afectează structura şi funcţia genei<br />
principalele tipuri de mutaţii genice sunt: substituţia (înlocuirea), adiţia (adăugarea), deleţia<br />
(eliminarea) şi inversia<br />
- mutaţii cromozomiale - afectează structura şi funcţia cromozomului<br />
principalele tipuri de mutaţii cromozomale sunt: deleţia, duplicaţia, inversia, translocaţia<br />
- mutaţii genomice - afectează întregul genom (poliploidia)<br />
- afectează anumiţi cromozomi din genom aflaţi în plus sau în minus (aneuploidia)<br />
Aneuploidia apare în urma nodisjuncţiei cromozomilor omologi în meioză. Ca urmare, într-un gamet<br />
vor migra ambii cromozomi omologi ai unei perechi, pe când în alt gamet nu va mai fi nici unul din<br />
aceştia. Asemenea gameţi se numesc gameţi aneuploizi. Din unirea lor, vor rezulta organisme mutante,<br />
aneuploide. Unele dintre aceste organisme aneuploide au 2n-1 cromozomi (lipseşte un cromozom dintro<br />
anumită pereche) şi se numesc monosomice, altele au 2n+1 cromozomi ( au un cromozom suplimentar<br />
într-o anumită pereche) şi se numesc trisomice.<br />
Poliploidia este multiplicarea întregului genom. Pentru fiecare specie există un număr de bază de<br />
cromozomi care se notează cu X şi care reprezintă numărul de cromozoni din gameţi, la speciile<br />
tipic diploide.<br />
Exemplu: 2n=14 cromozomi, x=7, 2n=2x=14<br />
2n=2x=14 - celulă diploidă<br />
2n=4x=28 - celulă tetraploidă (poliploidă)<br />
Factorii mutageni<br />
- blochează replicaţia şi transcripţia acizilor nucleici, provoacă greşeli de replicare, inhibă fusul nuclear<br />
cu blocarea diviziunii celulare, pot rupe molecula de ADN sau cromozomii de la eucariote, determină<br />
transformarea celulelor normale în celule canceroase etc.<br />
Factori fizici<br />
şocurile termice<br />
câmpul magnetic<br />
radiaţiile neionizante: ultraviolete şi infraroşii<br />
radiaţiile ionizante - radiaţiile electromagnetice: X şi gamma<br />
1
-radiaţiile corpusculare: α, β, protoni, deutroni, neutroni, particule accelerate<br />
grele<br />
Factori chimici<br />
analogi ai bazelor azotate<br />
agenţi alkilanţi<br />
acidul nitros<br />
unii coloranţi<br />
unele antibiotice<br />
Factori biologici<br />
virusuri<br />
transpozomi<br />
GENETICA UMANĂ<br />
Primele observaţii privind ereditatea umană au fost făcute încă î.e.n. de către marele medic al<br />
antichităţii Hipocrate.<br />
Metodele tradiţionale de cercetare sunt greu de aplicat în genetica umană deoarece:<br />
- nu se pot face încrucişări experimentale<br />
- intervalul dintre generaţii este prea mare<br />
- descendenţa familiilor este prea redusă<br />
Metode clasice şi moderne de cercetare<br />
Metode de cercetare clasice<br />
1. Metoda studiului gemenilor monozigoţi<br />
- gemeni monozigoţi sunt identici din punct de vedere genetic, iar fenotipic se aseamănă foarte mult şi<br />
au întotdeauna acelaşi sex, deoarece provin dintr-un singur ovul fecundat de un singur spermatozoid<br />
- metoda se bazează pe ipoteza că asemănările sunt de natură ereditară, iar deosebirile sunt provocate de<br />
mediu<br />
2. Metoda pedigreului sau metoda genealogică<br />
- constă în cercetarea modului de transmitere în descendenţă a unor caractere şi maladii ereditare timp de<br />
mai multe generaţii, pornind de la un proband ( un individ la care a fost depistat un anumit caracter<br />
particular). În urma analizei se alcătuieşte un arbore genealogic. Arborele genealogic (pedigriul)<br />
constă în reprezentarea grafică a fenotipurilor indivizilor dintr-o familie dată, sau dintr-un grup de<br />
familii înrudite, timp de mai multe generaţii.<br />
3. Metoda studiului familiilor consangvine şi a izolatelor<br />
- se bazează pe faptul că, prin căsătoriile între rude mai mult sau mai puţin apropiate, genele recesive se<br />
pot homozigota şi astfel se manifestă fenotipic<br />
- consangvinizarea este mai frecventă în comunităţile umane reduse şi izolate geografic<br />
Metodele de cercetare moderne, utilizate în genetica umană sunt:<br />
1. metodele biochimice, prin care sunt detectate mutaţiile genice şi sunt studiate unele maladii<br />
metabolice ereditere<br />
2. metodele citologice, prin care se studiază cariotipul uman<br />
3. metoda hibridării celulare şi moleculare, prin care se determină poziţia genelor în cromozomi<br />
4. metodele matematice, prin care se determină frecvenţa anumitor gene în populaţia umană<br />
5. diagnoza prenatală studiază direct embrionul şi evaluează riscul de a avea un copil anormal. Studiul<br />
se realizează prin următoarela metode: amniocenteza, prelevarea celulelor din vilozităţile coriale ale<br />
placentei, metoda laparoscopică, ultrasonografia, fetoscopia, prelevarea de sânge sau fragmente de piele<br />
ale fetusului, amniografia.<br />
2
CARIOTIPUL UMAN NORMAL ŞI PATOLOGIC<br />
Cariotipul uman normal este format din 46 de cromozomi, dintre care 44 sunt autozomi şi 2 sunt<br />
heterozomi sau cromozomi ai sexului: XX la femeie şi XY la bărbat.<br />
Cei 46 de cromozomi au fost împărţiţi în şapte grupe morfologice. Autozomii sunt dispuşi în aceste<br />
grupe în ordinea mărimii şi sunt numerotaţi de la 1 la 22: grupa A cuprinde perechile 1-3; grupa B<br />
perechilile 4 şi 5; grupa C perechile 6-12, în acest grup fiind inclus şi cromozomul X; grupa D perechile<br />
13-15, grupa E perechie l6-18, grupa F perechile 19-20; grupa G perechile 21 şi 22, în acest grup fiind<br />
inclus şi cromozomul Y.<br />
Caractere ereditare normale la om<br />
- capul alungit (dolicocefalia) se transmite recesiv (cc), pe când capul rotund (brahicefalia) se transmite<br />
dominant (CC, Cc)<br />
- lobul urechii ataşat se transmite recesiv (ll), pe când lobul liber al urechii este un caracter dominant<br />
(LL, Ll)<br />
- forma lată a nasului se transmite dominant, pe când forma îngustă se transmite recesiv<br />
- prezenţa părului pe falanga a doua a degetelor se transmite dominant<br />
- ereditate dominantă se înregiatrează şi în cazul prezenţei spaţiului dinte incisivi (strungăreaţă), al<br />
prezenţei pistruilor pe faţă, al dreptacilor,al nasului lung, al nasului borcănat (turtit) şi al obezităţii<br />
- părul cârlionţat este determinat de gena dominantă A, pe când părul drept este determinat de alela<br />
recesivă a<br />
- culoarea ochilor se transmite ereditar prin trei perechi de gene alele care constituie o serie polialelă:<br />
E br , pentru ochi negri/căprui, E gr , pentru ochi căprui/verzi şi gena E bl , pentru ochi albaştri. Gena E br<br />
este dominantă faţă de gena E gr şi faţă de gena E bl . Gena E bl se manifestă doar în condiţie homozigotă şi<br />
determină culoarea albastră a ochilor.<br />
- vocea umană (bas, bariton, tenor - la bărbaţi, şi soprană, mezosoprană, altistă - la femei) se transmite<br />
ereditar, prin intervenţia unei perechi de alele A şi a, în acest caz fiind şi un fenomen de semidominanţă.<br />
Maladii cromozomiale umane<br />
Maladie genetică = orice boală care are la origine o modificare a informaţiei genetice.<br />
A) Anomalii numerice ale cromozomilor<br />
- sunt determinate de o serie de cauze:<br />
vârsta avansată a mamei care favorizează fenomenul de non-disjuncţie a cromozomilor în timpul<br />
meiozei → gameţi cu n+1 şi n-1 cromozomi<br />
acţiunea unor factori mutageni fizici sau chimici în primul trimestru de sarcină<br />
prezenţa unor maladii cromozomiale la unul din părinţi<br />
unul din părinţi suferă de boli neuropsihice, este alcoolic,etc<br />
- aberaţiile numerice afectează atât autozomii şi cât şi heterozomii<br />
1) Aberaţii numerice autozomale<br />
a) monosomiile - lipsa unui cromozom: 2n=45<br />
- antrenează moartea timpurie a embrionului<br />
b) trisomiile - prezenţa unui cromozom suplimentar: 2n=47<br />
Trisomia 21 - sindromul Down - mongoloidism, 2n = 47<br />
- prezintă un cromozom suplimentar în perechea 21<br />
- frecvenţa la naştere este de 1/600 - 1/800 nou-născuţi<br />
- se caracterizează prin modificări fenotipice caracteristice: talie redusă, cap mic şi ochi oblici,<br />
epicantus (pleoapa a 3-a în unghiul intern), obraz rotund şi plat, urechi mici şi implantate mai jos,<br />
buze groase, gât scurt, degete scurte, degetele de la mâini îndoite în formă de pumn, piele uscată şi<br />
3
aspră, musculatură atrofiată, infecţii respiratorii, leucemie, sterilitate la bărbaţi, femeile fiind<br />
frecvent fertile, malformaţii cardiace, digestive şi osteo-articulare; rareori depăşesc vârsta de 50 ani;<br />
înapoiere mintală, coeficientul de inteligenţă (QI) = 15-70.<br />
Trisomia 18 - sindromul Edwards, 2n = 47<br />
- prezintă un cromozom suplimentar în perechea 18<br />
- indivizii afectaţi sunt eliminaţi în mare măsură în timpul vieţii intrauterine prin avorturi spontane<br />
- incidenţa la naştere este 0,08%<br />
- copii prezintă un complex de malformaţii caracteristice ale capului, feţei, toracelui, gâtului, o<br />
înapoiere mintală importantă, combinată cu deficienţe neurosenzoriale, precum şi malformaţii<br />
cardiace<br />
- nu depăşesc vârsta de 4 luni<br />
Trisomia 13 - sindromul Patau, 2n = 47<br />
- indivizii afectaţi sunt eliminaţi în mare măsură în primele 3 luni de viaţă intrauterină<br />
- incidenţa la naştere este 0,01%<br />
- indivizii afectaţi prezintă numeroase malformaţii ale scheletului, ale inimii, ale sistemului nervos<br />
central, ochi mici, buze tăiate, polidactilie<br />
2) Aberaţii numerice heterozomale<br />
- sunt mai frecvente decât cele autozomale<br />
- au drept cauză non-disjuncţia cromozomilor XX în timpul meiozei<br />
XX x XY<br />
XX 0 X Y<br />
XXX XXY X0 Y0<br />
Sindrom Sindrom Sindrom Letal<br />
triplo-X Klinefelter Turner<br />
Sindromul triplo-X - Trisomia X (superfemele; 2n = 47, XXX; prezintă două cromatine<br />
sexuale)<br />
- se manifestă la fete la 1/1000 naşteri (1‰)<br />
- persoanele afectate prezintă malformaţii somatice necaracteristice, uneori sunt înapoiate mintal şi<br />
au gonade adesea funcţionale<br />
- pot prezenta talie redusă, atrofia organelor genitale, sterilitate<br />
- s-au semnalat şi cazuri de femei cu 4 sau 5 cromozomi X, însă frecvenţa acestor cazuri este foarte<br />
redusă<br />
Sindromul Klinefelter (2n = 47, XXY)<br />
- se manifestă la băieţi la 1/1000 naşteri (1‰)<br />
- toţi bărbaţii cromatină-pozitivi prezintă acest sindrom<br />
- băbaţii afectaţi sunt de regulă sterili, au testiculele slab dezvoltate sau complet atrofiate şi sunt<br />
înapoiaţi mintal, se caracterizează prin depunerea ţesutului adipos de tip feminin conducând la<br />
obezitate, pilozitate redusă, ginecomastie (dezvoltarea exagerată a mamelelor)<br />
- în urma fecundării pot să apară indivizi cu un număr mai mare de cromozomi ai sexului: XXY,<br />
XXXY, XXXXY, XXYY, XXXYY.<br />
Sindromul Turner ( 2n = 45, X0)<br />
- se manifestă la fete la 1/10000 naşteri<br />
- nu prezintă cromatină sexuală<br />
- femeile afecate prezintă talie redusă, atrofia ovarelor însoţită de sterilitate, malformaţii cardiace,<br />
înteligenţă medie, anomalii scheletice, faţă bătrânicioasă<br />
4
B) Anomalii structurale ale cromozomilor<br />
Sindromul Cri-du-chat (ţipătul pisicii)<br />
- este determinat de o mică deleţie (pierdere) pe braţul scurt al cromozomului 5<br />
- frecvenţa acestui sindrom este mică, între1/50000 - 1/100000 nou-născuţi<br />
- indivizii afectaţi manifestă malformaţii faciale, malformaţii ale laringelui şi glotei, malformaţii<br />
cardiace, renale, afecţiuni gastro-intestinale, întârziere a creşterii în înălţime şi greutate, microcefalie<br />
şi înapoiere mintală gravă<br />
Boli ereditare determinate de mutaţii genice<br />
Bolile genice sunt determinate de mutaţii ale unor gene situate atât pe autozomi, cât şi pe heterozomi.<br />
A) Boli genice autozomale<br />
1. Boli autozomale dominante<br />
Polidactilia - degete suplimentare<br />
Sindactilia - unirea unor degete<br />
Brahidactilia - degete scurte<br />
Boala Huntington - deteriorarea progresivă a inteligenţei şi a funcţiilor motorii începând de<br />
obicei după maturitate, datorită unei gene care produce o substanţă ce interferează cu<br />
metabolismul normal al creierului<br />
2. Boli autozomale recesive<br />
Albinismul - absenţa pigmentului melanic din piele, păr şi ochi, care au astfel o culoare roşie,<br />
asociată cu defecte de vedere, sensibilitate la lumină etc.<br />
Anemia falciformă - globulele roşii au formă de seceră, boala fiind letală la prezenţa genei în<br />
stare homozigotă; în stare heterozigotă determină un avantaj selectiv, mărind rezistenţa<br />
indivizilor afectaţi la malarie; apare datorită unei mutaţii în gena care sintetizează hemoglobina<br />
Surditatea<br />
Fenicetonuria sau oligofrenia fenil piruvică - apare datorită absenţei unei enzime care conduce<br />
la acumularea de fenil alanină în toate lichidele corpului; se produce o întârziere mintală gravă la<br />
toţi indivizii afectaţi<br />
Diabetul zaharat - apare datorită mutaţiei unei gene ce dirijeajă sinteza insulinei<br />
B) Boli genice heterozomale (sex-linkate)<br />
1. Boli heterozomale dominante<br />
Boli X-linkate dominante - sunt determinate de o genă dominantă plasată pe cromozomul X<br />
- sunt rare<br />
Rahitismul hipofosfatemic rezistent la vitamina D<br />
2. Boli heterozomale recesive<br />
Boli X-linkate recesive - sunt determinate de o genă recesivă plasată pe cromozomul X<br />
XX - femei sănătoase XY - băbaţi sănătoşi<br />
X a X - femei purtătoare X a Y - bărbaţi bolnavi<br />
X a X a - femei bolnave<br />
Hemofilia - absenţa unor factori necesari coagulării sângelui care duc la hemoragii grave<br />
Daltonismul (cecitate cromatică sau orbirea culorilor) - imposibilitatea de a distinge culorile<br />
roşu - verde, dar şi galben - maro<br />
5
Distrofia musculară Duchenne<br />
- este determinată de deleţia parţială a genei pentru distrofină<br />
- se manifestă prin degradarea progresivă a fibrelor musculare<br />
- se manifestă numai la băieţii care poartă gena (X d Y), dificultăţile în mers manifestându-se între 1-5<br />
ani<br />
- deoarece boala are efect letal până la vârsta adolescenţei, fetele pot fi numai heterozigote (X d X) şi<br />
nu manifestă boala<br />
3. Boli Y - linkate - sunt determinate de gene plasate pe cromozomul Y al sexului<br />
Hipertrichoza urechilor - apariţia unor peri lungi şi negri pe suprafaţa anterioară şi pe jumătate<br />
din suprafaţa posterioară a urechii<br />
- transmiterea se face numai de la tată la fii, adică exclusiv pe linie<br />
masculină, ceea ce constituie tipul de ereditate holandrică<br />
Sfaturi genetice<br />
Sfatul genetic constă în evaluarea riscului unei persoane de a manifesta o maladie genetică sau<br />
posibilitatea unei cuplu de a avea un copil malformat.<br />
Este solicitat în cazuri variate:<br />
- unul dintre părinţi este afectat<br />
- cei doi soţi prezintă un grad de înrudire sau aparţin unei comunităţi în care este frecventă o mutaţie<br />
- una dintre rudele apropiate este afectată<br />
- părinţii au deja în familie un copil afectat şi doresc să cunoască şansa de reapariţie a malformaţiei<br />
- unul sau ambii parteneri au fost expuşi la un mediu teratogen<br />
- avorturi spontane repetate ale mamei<br />
- cupluri sterile<br />
Obiectivele şi etapele sfatului genetic:<br />
- diagnostic cât mai exact<br />
- precizarea caracterului genetic al bolii<br />
- stabilirea modului de transmitere al maladiei şi a riscului recurent<br />
- comunicarea către familie a riscului de recurenţă al maladiei, diagnosticului şi prognozei manifestării<br />
acestei maladii, precum şi posibilităţile terapeutice<br />
În elaborarea sfatului genetic sunt parcurse mai multa etape:<br />
- cercetarea familială, urmată de întocmirea arborelui genealogic<br />
- investigaţiile citogenetice, moleculare şi biochimice<br />
- calcularea riscului genetic<br />
Diagnoza prenatală<br />
Diagnoza prenatală este una dintre cele mai importante metode de profilaxie genetică şi identifică<br />
tulburările fetale.<br />
Metode de investigaţie:<br />
- Ecografia (ultrasonografia) permite identificarea a numeroase anomalii structurale fetale şi se poate<br />
efectua pe tot parcursul vieţii intrauterine<br />
- Amniocenteza constă în recoltarea de lichid amniotic, prin puncţia sacului amniotic, sub control<br />
ecografic<br />
- Analiza Doppler este utilizată pentru evaluarea vitezei sângelui în circulaţia fetală ombilicală şi<br />
placentară<br />
- Analiza sângelui fetal se execută prin puncţie ombilicală percutanată, efectuată sub control ecografic<br />
- Analiza sângelui matern este efectuată cu ajutorul unor markeri fetali, care evidenţiază unele maladii<br />
ale fătului, din cauza legăturii circulatorii care există între făt şi organismul matern<br />
6