SISTEME GENETICE

Def. Sistemele genetice sunt sisteme biologice; cele 2 componente ale acestor sisteme sunt:

- genele si respectiv

- polipeptidele (proteinele, enzimele sintetizate in urma descifrarii informatiilor din prima componenta),

iar relatia dintre ele este reprezentata de transcriptie si translatie.

Reprezentarea schematica sugereaza schimbarea ‘limbajului’ in cazul translatiei, respectiv din limbajul acizilor nucleici (ADN, ARN) in cel al aminoacizilor (polipeptide/proteine), cat si functia genelor si a a polipeptidelor.

In cadrul operonului exista:

- gena operatoare (activeaza/nu gena promotoare),

- gena promotoare (activeaza/nu gena structurala) si

- gena structurala. Doar ultima se va transcrie in ARNul premesager, care prin splicing (matisare) si alte procese (descrise mai jos) devine ARNm matur.

Clasificarea aceasta dupa functie a genelor mai cuprinde si genele reglatoare, care pot fi pe acelasi cz. cu operonul pe care il controleaza sau pe un alt cz.

Functia polipeptidului:

- Rol structural in celula- Rol metabolic in aceeasi celula sau in alta celula

- Controleaza prin feed-back activitatea genei reglatoare/genei operatoare

Transcriptia are loc in nucleu. Translatia are loc in citoplasma.

-

Notiuni fundamentale despre gena, matisare si transcriptie.

Nota: „exon shuffling” este o matisare alternativa si nu un tip separat de matisareIn urmatoarea imagine jos de tot este o matisare alternativa

Gena are o structura discontinua fiind alcatuita din introni si exoni.Catena sens este cea codificatoare, iar cea antisens este matricea pe care se construieste ARNpm prin

complementaritate. Secventa din ARNpm corespunde celei din catena sens.Splicing = matisare = excizia intronilor si alipirea exonilor = épissage

Gena β-globinei are la capatul 5’ (=in amonte) 2 cutii promotoare CACCC

DZ= diabet zaharat; in timpuri preistorice o gena a obezitatii a ajutat la supravietuire in perioada saraca in alimente, astazi ea este o gena dezavantajoasa, caci exista...fast-food!

Sistemele genetice au multiple roluri in practica medicala, printre care si determinarea paternitatii, in lipsa / impreuna cu analza ADN. Cu cat sunt analizate mai multe sisteme, cu atat exista certitudinea unui dg. corect de paternitate.

I. Alte sisteme genetice eritrocitare neenzimatice normale

1. SISTEMUL ABH: reprezentat de antigene eritrocitare. Acestea se construiesc urmare a prezentei unor gene H

si/sau h pe cz.19q si IA, IB, i pe cz. 9q ( se vor descrie in amanunt tipurile de gene, interactiunile dintre ele si

aparitia diferitelor fenotipuri)

EPISTAZIA =proprietate a genelor nealele: genele de pe un anumit locus (19q) controleaza activitatea genelor de pe un

alt locus (9q). Genele H/h sunt epistatice, iar IA, IB, i sunt hipostatice.

Geno Cromozomi 19q

tipcromozomi 9q

Fenotip Grup sanguin

IA IA AIA i A

H/H sau H/h IB IB BIB i BIA IB ABi i 0 adevaratIA IA

IA ih/h IB IB 0 aparent (fenotip Bombay)

IB iIA IB

i iNB pt punctajul maxim schema si tabelul vor fi insotite de un text explicativ

2. Sistemul Rh, tot antigene eritrocitare, importante pentru incompatibilitatea materno-fetala (mama Rh -, iar fatul Rh+; la sf. Primei sarcini se admin. Ig antiD, daca creste titrul anticorpilor)

Gena D se transmite lincat cu inca doua gene, care pot fi dominante sau recesive (CE/ce). Se pare ca fenotipul Rh- este dat de absenta genei D de pe 1p si nu de o gena recesiva d!

3. Sistemul MNS, tot antigene pe membrana eritrocitelor, respectiv glicoforinele A si B, codificate de gene lincate de pe 4p : MN in relatie de codominanta, iar Ss in relatie de dominanta si recesivitate.

4. Sistemul Xg, tot antigene, structuri, construite pe membrana eritrocitelor, indivizii putand avea antigenul eritrocitar Xg a (fenotip Xg a+) sau nu (fenotip Xg a-). Genele in relatie de dominanta (Xg a) si recesivitate (Xg) sunt in zona pseudoautozomala a cromozomilor X si Y fiind deci in doza dubla la ambele sexe.

II. Sisteme genetice eritrocitare enzimatice

1. Glucozo-6-fosfat-dehidrogenaza (G6PD sau G6PDH)

Discutata si in cursurile pe care le-am prezentat anul acesta la FAVISM, boli X-lincate recesive

Pe scurt: exista mai multe alele polialelism = heterogenitate alelica

Varianta mutanta anormala GdB sau varianta mediteraneana provoaca la barbati favismul, adica deficitul de G6PD

eritrocitara.

Relatia intre gene este de codominanta. Fenotipurile se evidentiaza prin electroforeza. Particularitatea in cazul femeilor cu genotipurile Gd

A GdA- si respectiv Gd

BGdB- se datoreaza modalitatii de evidentiere a fenotipurilor si nu relatiei dintre

gene!

2. Fosfataza acida eritrocitara

Genele Pa, Pb, Pc se transmit codominant. Fenotipurile se evidentiaza prin electroforeza. Variantele alelice au aparut prin splicing alternativ.

III. Sisteme genetice plasmatice neenzimatice

1. Transferinele

Genele se transmit codominant. Polialelism

2. Haptoglobinele

Genele se transmit codominant. S-au descoperit f. multe variante alelice, aparute prin crossing- over inegal (precum Hb Lepore)

3. Sistemul gustator- negustator

genotip FenotipGG GustatorGg Gustatorgg NegustatorDeci relatia intre gene este de dominanta si recesivitate. Azi ,se stie, ca sistemul genetic este mult mai complex, in populatia umana existand o distributie ce se asemana cu cea normala (intalnita la caracterele transmise multifactorial/ poligenic) gustul de amar (la brocolli, bitter, grapefruit) fiind perceput foarte diferit.

Pt cine vrea sa stie mai mult:

4. Sistemul secretor- nesecretorRelatia intre genele Se si respectiv se este de dominanta –recesivitate. Denumirea genei este fucozil transferaza 2 (in engl prescurtata FUT2), deoarece codifica enzima cu acelasi nume. Fenotipul se refera la prezenta antigenelor ABH in umori (lichid pleural, pericardic, peritoneal), lacrimi, plasma, tractul digestiv si alte secretii.

Persoanele nesecretoare nu au antigene in secretii. Persoanele secretoare au aceleasi antigene pe eritrocite si in plasma.

IV. Sisteme genetice plasmatice enzimatice

Pseudolinesteraza serica are o actiune mult redusa fata de colinesteraza, care metabolizeaza acetilcolina.

Ea catalizeaza metabolizarea unui anestezic, SUXAMETONIU (=succinildicolina). Daca insa enzima nu este in forma normala („uzuala”), ci in cea atipica, persoana anesteziata intra in apnee!

Deoarece enzima nu poate fi pusa in evidenta in laborator, se determina indirect cu ajutorul indicelui dibucainic. In functie de reactie la dibucaina persoanele se clasifica in 3 categorii, ce corespund la 3 genotipuri. Relatia intre gena normala Eu si cea atipica este de codominanta. S-au mai determinat 2 varainte alelice Es, Ef.

Variantele mutante au aparut prin substitutii.