65
GENETICA MEDICINA DENTARA CURS 4 28 octombrie 2013 AUTOR: PROF.DR. EMILIA SEVERIN UMF Carol DavilaBucuresti

Genetica MD - Curs 4 28 Octombrie 2013

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Cursuri genetica

Citation preview

  • GENETICA MEDICINA DENTARA

    CURS 4 28 octombrie 2013

    AUTOR: PROF.DR. EMILIA SEVERIN

    UMF Carol Davila Bucuresti

  • 2) ADN polimeraza permite

    polimerizarea nucleotidelor numai

    in directia 5 3.

    1) Enzima ADN polimeraza NU poate

    initia sinteza;

    Modelul are in vedere caracteristicile

    ADN POLIMERAZEI:

    Reiji si Tsunako OKAZAKI

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    SINTEZA ADN in vivo

    Modelul OKAZAKI (1968) foloseste E.coli

    3

  • MECANISMUL MOLECULAR AL REPLICARII ADN

    1. Procesul de replicare incepe din punctele de origine a replicarii numite ORI;

    2. De la ORI cele doua catene se separa formand o structura in forma de Y sau furculita de replicare;

    4

    Originea replicarii ORI

    Furculita de replicare Furculita de replicare Catena

    AVANSATA

    Catena AVANSATA Catena INTARZIATA

    Catena INTARZIATA

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

  • MECANISMUL MOLECULAR AL REPLICARII ADN

    3. De la ORI replicarea progreseaza in ambele directii pana cand ADN este complet duplicat;

    4. La nivelul ORI se fixeaza pe ADN proteinele de initiere a replicarii;

    5. Replicarea este initiata prin formarea unui PRIMER;

    6. ADN polimeraza adauga nucleotide la extremitatea 3 OH a primer-ului.

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 5

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    Catena ADN amorsa

    Initierea sintezei formarea PRIMER-ului

    PRIMAZA

    Sinteza PRIMER-ului ARN

    Extinderea catenei cu aj. ADN polimerazei

    ADN polimeraza

    ARN

    ADN

    GENETICA MD

    MECANISMUL MOLECULAR AL REPLICARII ADN

    INITIEREA REPLICARII ADN

    6

  • ( la Ek are intre 100 200 nucleotide fiind de 10X mai scurta

    comparativ cu piesa Okazaki de la Pk).

    - scurta secventa ADN sintetizata pe catena intarziata in timpul

    replicarii ADN.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    FRAGMENT (piesa) OKAZAKI

    7

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    FRAGMENTE OKAZAKI formate pe CATENA INTARZIATA

    CATENA AVANSATA

    FURCA DE REPLICARE

    DIRECTIA REPLICARII ADN

    CATENA ADN AMORSA

    CATENA ADN AMORSA

    GENETICA MD

    MODELUL REPLICARII ADN

    8

  • a catena amorsa 3-5; b catena nou sintetizata continuu (CATENA AVANSATA); c catena nou sintetizata discontinuu (CATENA INTARZIATA); d furca de replicare; e primer; f fragment (piesa) OKAZAKI

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    MECANISMUL MOLECULAR AL REPLICARII ADN

    9

  • HELICAZA SSBP PRIMAZA

    ADN polimeraza III ADN polimeraza I LIGAZA

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    ENZIMELE REPLICARII ADN

    10

  • PROTEINA SSB: (single strands binding protein) mentin separate cele doua catene desfacute de helicaza, impiedica

    reimperecherea bazelor.

    HELICAZA: desface dublul-helix si elibereaza monocatenele.

    5 3

    5

    3

    !PRIMAZA: asigura sinteza unui primer (6-30 nucleotide ARN) la

    care ADN-polimeraza adauga dezoxiribonucleotide.

    3 5

    5 3

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    MECANISMUL REPLICARII ADN

    11

  • Directia replicarii

    5 3 5

    3

    5

    3

    3 5

    Enzima ADN POLIMERAZA III adauga noi nucleotide la extremitatea 3 OH a primer-ului.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    MECANISMUL REPLICARII ADN

    12

  • 3 5 5

    5 3 5

    3 3 5

    3 DIRECTIA REPLICARII

    Fragment Okazaki

    CATENA AVANSATA se sintetizeaza CONTINUU si are un singur punct de initiere (PRIMER).

    CATENA INTARZIATA se sintetizeaza DISCONTINUU si are mai multe puncte de initiere.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    REPLICARE SEMI-DISCONTINUA

    GENETICA MD

    MECANISMUL REPLICARII ADN

    13

  • 5

    5 3 5

    3

    3

    5 3

    3

    5 5 3

    CATENA AVANSATA : sinteza se face continuu, rapid in directia 5 3.

    CATENA INTARZIATA : sinteza se face discontinuu, lenta, in directia 5 -3 dar in secvente scurte (100 1000

    nucleotide) numite fragmente OKAZAKI.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    MECANISMUL REPLICARII ADN

    14

  • 5

    5 3 5

    3

    3

    5 3

    3

    5 5 3

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    ADN POLIMERAZA III se deplaseaza pe catena matrita 3 5 sintetizand o catena noua

    antiparalela, 5 3.

    GENETICA MD

    MECANISMUL REPLICARII ADN

    15

  • 5

    5

    3 3 5

    3

    5 3

    5 3

    3

    5

    PRIMER-ii sunt eliminati prin degradare enzimatica in prezenta ADN polimerazei.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    MECANISMUL REPLICARII ADN

    16

  • ADN POLIMERAZA: inlocuieste secventele ARN ale primer-ului cu secvente tip ADN.

    LIGAZA: uneste fragmentele OKAZAKI intr-o catena unica.

    3 5

    3

    5 3

    5 3

    3

    5

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    MECANISMUL REPLICARII ADN

    17

  • T I M

    P

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    ORI 1 ORI 2 ORI 3

    R = REPLICON

    ORI = ORIGINE

    GENETICA MD 19

    REPLICAREA ADN INCEPE IN MAI MULTE PUNCTE DE ORIGINE SI PROGRESEAZA BIDIRECTIONAL

  • Acuratetea replicarii este esentiala pentru

    transmiterea informatiei ereditare in succesiunea

    generatiilor celulare;

    Exista mecanisme de control care mentin rata

    scazuta a erorilor de imperechere aparute in

    timpul replicarii;

    Gradul crescut de fidelitate al replicarii ADN

    este asigurat de activitatea specifica a

    ADN polimerazei (functie exonucleazica).

    Lipsa corectarii erorilor de replicare va duce la

    producerea MUTATIILOR.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    22

    FIDELITATEA REPLICARII ADN

  • Proprietatea unic a

    moleculelor de ADN de a-i restabili

    structura primar, iniial;

    Proprietatea celulelor de a c o n t r o l a

    i evita acumularea mutaiilor;

    REPARAREA este realizata de un sistem complex de enzime ce sunt capabile:

    1. s identifice greelile din ADN;

    2. s nlture fragmentul de ADN cu eroare;

    3. s sintetizeze un nou fragment;

    4. s-l integreze n molecula de ADN bicatenar; integrarea se

    realizeaz dup principiul complementaritii, dup replicare

    sau independent de replicare.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    23

    MECANISME DE REPARARE A LEZIUNILOR ADN

  • NER (Nucleotide Excision Repair) :

    - recunoaterea dimerului ;

    - excizia unui fragment de 24-32 nucleotide din

    catena afectat si completarea golului.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    AUTOCORECTIA ERORILOR IN TIMPUL REPLICARII:

    - activitate exonucleazic 3 - 5

    CORECTIA ERORILOR DUPA REPLICARE:

    MMR (Mismatch

    Repair)

    - independent de replicare; - multienzimatic;

    - repar n special greelile din secvenele

    microsatelitice (cu rat nalt de

    mutaii).

    BER (Base Excision Repair): - excizia bazei greite;

    - excizia nucleotidului fr baz si completarea

    golului.

    GENETICA MD 24

    MECANISME DE REPARARE A LEZIUNILOR ADN nuclear

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    BAZA INCORECT INSERATA

    EROARE ADN

    POLIMERAZA

    ADN POLIMERAZA excizeaza baza incorect inserata

    AUTOCORECTIA ERORILOR IN TIMPUL REPLICARII: - activitate exonucleazic 3 - 5

    GENETICA MD 25

    MECANISME DE REPARARE A ERORILOR de REPLICARE ADN nuclear

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    Enzime de reparare

    Leziune intr-o catena ADN EXCIZIA segmentului ADN lezat

    ADN polimeraza completeaza gap-ulN ADN polimeraza

    LIGAZA ADN Capetele catenei ADN sunt legate intre

    ele intr-o catena unica

    GENETICA MD 27

    MECANISME DE REPARARE A LEZIUNILOR ADN nuclear

  • ADN ligaza

    3. SINTEZA reparatorie a segmentului excizat prin

    activitatea ADN polimerazei

    Enzima exonucleazica

    MECANISMUL

    DE REPARARE A

    ADN PRIN

    EXCIZIE-RESINTEZA

    (repararea bazelor

    modificate sau alterate dupa replicare)

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    ADN polimeraza

    1. DIMERIZAREA TIMINELOR deformeaza molecula ADN

    2. EXCIZIA enzimatica a segmentului ADN deformat

    4. LIGAZA ADN uneste capetele segmentului ADN nou-sintetizat cu

    catena veche.

    GENETICA MD 28

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    a) DEPURINAREA

    b) DEZAMINAREA

    c) DIMERIZAREA

    RADIATII UV

    SURSE DE LEZIUNI ADN (produse de agresiuni endogene sau

    exogene)

    a)Depurinarea prin hidroliza reziduurilor nucleotidice ADENINA sau GUANINA se pot pierde din catena ADN si se produc situsuri abazice ( aprox. 5 000 leziuni / genom / zi);

    b) Dezaminarea citozinei se formeaza uracilul, baza caracteristica ARN ( aprox.

    100 leziuni / genom / zi);

    c) Dimerizarea pirimidinelor radiatiile ultraviolete solare produc dimeri ai timinei

    care deformeaza molecula ADN.

    Alte SURSE: - erorile de replicare si recombinare, rupturi

    mono- si bicatenare.

    Coloana fosfoglucidica

    GUANINA

    CITOZINA

    TIMINA

    TIMINA

    URACIL

    Dimerizarea TIMINEI

    Pierderea bazelor

    GENETICA MD 29

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    ERORI DE REPLICARE

    RADIATII X

    RADIATII UV

    AGENTI ALKILANTI

    REACTII SPONTANE

    MOLECULE REACTIVE

    REPARAREA ADN (fragmente mici, sinteza

    limitata)

    OPRIREA CICLULUI CELULAR (APOPTOZA)

    MUTATII

    CANCER

    ALTE BOLI GENETICE

    SURSE DE LEZIUNI ADN

    GENETICA MD 30

  • MOLECULA ADN

    INAINTEA actiunii radiatiilor UV toate legaturile dintre baze sunt intacte

    in vederea realizarii replicarii.

    MOLECULA ADN

    DUPA actiunea radiatiilor UV care rup legaturile dintre p.b. si formeaza

    dimeri de timina si impiedica replicarea.

    Ruperea legaturilor

    Radicali liberi: Imbatranire-riduri

    Arsuri solare

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    UV

    INAINTEA UV - NORMAL

    DUPA UV - LEZIUNI

    GENETICA MD 34

  • Pacienta cu SW: la 15 de ani

    Pacienta cu SW: la 48 de ani

    Pacienta cu SW: la 13 de ani

    Pacienta cu SW: la 21 si 48 de ani

    Pacienta cu SW: la 56 de ani

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    SINDROM GENETIC CU IMBATRANIRE ACCELERATA

    (pacientii dezvolta prematur ateroscleroza, cataracta, osteoporoza, intoleranta la glucoza, incaruntire precoce,

    calvitie, atrofie cutanata, menopauza la femei)

    CAUZA: mutatii ale genei WRN (localizare pe crz.8p11-12)

    codifica o helicaza;

    - defecte ale enzimelor implicate in replicarea si repararea erorilor

    de replicare a moleculei ADN.

    37

    SINDROM WERNER (progeria adultului)

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    1. Este un proces biochimic si molecular;

    2. Are loc in nucleu in faza S de sinteza a

    interfazei ciclului celular ( dureaza circa

    8 ore);

    3. Replicarea este de tip semiconservativ

    catena noua impreuna cu catena veche refac

    molecula ADN;

    6. Este semidiscontinua;

    5. Este de 10X mai lenta decat la

    procariote, doar 50 nucleotide/ secunda;

    4. Este asincrona;

    7. Este multirepliconica

    (replicon= unitatea de replicare);

    8. Este exacta si fidela;

    9. Este programata: ORI se manifesta

    constant de la un ciclu celular la altul avand aceiasi succesiune in

    timp.

    GENETICA MD 38

    CARACTERISTICILE REPLICARII ADN LA EUCARIOTE

  • NUMARUL DE MITOCONDRII IN CELULA UMANA

    TIPUL de CELULA Majoritatea celulelor somatice: 100-10.000 Limfocite: 1000 Ovocite: 100.000 Spermatozoid: cateva sute

    Hematia si celulele diferentiate terminale ale

    epidermei NU au mitocondrii.

    39

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    Furca de

    replicare

    Ori H

    Ori L

    MITOCONDRIE

    ADNmt

    REPLICAREA ADNmt

    GENETICA MD 40

    REPLICAREA ADN MITOCONDRIAL (ADNmt)

  • PRIMER-ul ARN initiaza replicarea pe catena H

    Catena L

    Catena H

    Activarea Ori H

    Bucla de replicare

    Bucla de replicare

    Extinderea buclei de replicare

    Activarea Ori L In momentul in care

    catena nou-sintetizata ajunge in dreptul Ori L, aceasta se

    activeaza.

    REPLICAREA ADN MITOCONDRIAL

    (ADNmt)

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    41

  • CROMOZOMCIRCULAR

    REPLICARE

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright GENETICA MD

    42

    REPLICAREA ADN MITOCONDRIAL (ADNmt)

  • Este format din structurile celulare care contin ADN, nucleul si mitocondriile,

    precum si cele care intervin in realizarea functiilor sale.

    NUCLEU

    MITOCONDRIE

    ADNn ADNmt

    GENETICA MD CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 43

    APARATUL GENETIC in celula Ek

  • Organizarea ADN-ului in nucleu este impusa de:

    - Spatiul nuclear redus

    - Fazele ciclului celular

    - Functiile ADN

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 44

    ORGANIZAREA ADN IN CELULA EUCARIOTA

  • Cromozomi nucleari

    NUCLEU

    Cromozom mitocondrial

    MITOCONDRIE

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 45

    ORGANIZAREA ADN-ului IN CELULA EUCARIOTA

  • GENETICA MD

    ADN-ul uman provine din doua surse: NUCLEU si MITOCONDRIE

    Cromozomi nucleari

    MITOCONDRIE

    NUCLEU

    Cromozom mitocondrial

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    46

    ORGANIZAREA ADN-ului IN CELULA EUCARIOTA

  • 37

    CROMOZOMUL (chroma=culoare; soma=corpuscul)

    Structura lamentoasa formata din croma?na condensata, vizibila in ?mpul diviziunii

    celulare.

    ADN

    GENOM~3200 Mb

    CROMATINA

    DIVIZIUNE CELULARA

    INTERFAZA CELULARA

    NUCLEU

    CELULA EUCARIOTA

    ORGANIZAREA ADN IN CELULA EUCARIOTA

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD 47

  • Reprezinta cele 2

    modalitati diferite de

    organizare ale ADN-ului in INTERFAZA (cromatina) si

    DIVIZIUNE (cromozomi).

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 48

    CROMATINA NUCLEARA SI CROMOZOMII

  • - functional - in mecanismele de expresie si represie a genelor.

    - structural - in organizarea supramoleculara a moleculei de ADN;

    Interactiunile dintre ADN si proteine au un dublu rol:

    La Ek moleculele de ADN dublu catenare, liniare, sunt asociate cu

    proteine histonice, nonhistonice si mici cantitati de ARN, formand un complex

    nucleoproteic numit

    CROMATINA NUCLEARA.

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 49

    CROMATINA NUCLEARA

  • Se clasifica in 5 clase (dupa nr. si tipurile de aminoacizi):

    Sunt sintetizate de histogene

    HISTONELE:

    Este alcatuita din

    ADN + proteine

    (HISTONE, NONHISTONE)

    + mici cantitati de ARN

    H1 (histona cea mai mare,

    bogata in Lys)

    H2A, H2B, H3, H4 (au o structura conservata in

    evolutie, ceea ce demonstreza ca au un rol

    structural important in organizarea

    supramoleculara a ADN-ului).

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 51

    CROMATINA NUCLEARA

  • HISTONELE au un dublu rol:

    1. Structural ( formarea nucleozomului);

    2. Functional - reglarea expresiei genice prin mecanisme complexe:

    GENETICA MD

    - acetilarea histonelor determina activarea unor gene;

    - metilarea histonelor produce represia

    genelor;

    - fosforilarea H1 produce

    condensarea fibrelor de cromatina.

    Metilare

    Kinaze Acetilare

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    52

    CROMATINA NUCLEARA

  • PROTEINELE NON-HISTONICE:

    GENETICA MD

    Reprezinta un grup heterogen de proteine;

    Au rol:

    - structural ( formeaza matricea cromozomilor );

    - functional (modularea activitatii genelor).

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    53

    CROMATINA NUCLEARA

  • GENETICA MD

    MICROSCOPIA ELECTRONICA a evidentiat un SISTEM IERARHIZAT DE FIBRE DE CROMATINA, de dimensiuni diferite.

    PRIMUL NIVEL de organizare a ADN este

    FILAMENTUL CU NUCLEOZOMI:

    Nucleozomii nu sunt structuri statice, rigide, permitand replicarea si

    transcrierea ADN.

    Nucleozomii sunt legati intre ei printr-un ADN

    liber ( linker ~60 pb) si H1 formand filamentul cu nucleozomi cu diametrul

    de 11 nm.

    NUCLEOZOM

    - unitatea structurala primara a fibrelor de cromatina alcatuita dintr-un segment de ADN de

    146 p.b. infasurat de 2X in jurul miezului histonic (format din 8 molecule de histone: 2xH2A,

    2XH2B, 2xH3, 2xH4);

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    54

    STRUCTURA CROMATINEI NUCLEARE

  • GENETICA MD

    NUCLEOZOM - unitatea structurala primara a fibrelor de cromatina alcatuita dintr-un segment de

    ADN de 146 p.b. infasurat de 2X in

    jurul miezului histonic (format din 8 molecule de histone:

    2xH2A, 2XH2B, 2xH3, 2xH4).

    Aspect de sirag de

    margele pe o ata

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    55

    NUCLEOZOMUL

  • ADN-linker MIEZUL HISTONIC

    sirag de margele pe o ata ADN-ul atasat octamerului histonic

    are circa 200 p.b. NUCLEAZA degradeaza ADN-linker

    DISOCIERE in solutie salina concentrata

    Octamer histonic

    DISOCIERE

    NUCLEOZOMI izolati

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES GENETICA MD

    56

    NUCLEOZOMUL

  • GENETICA MD

    Doi nucleozomi succesivi se leaga intre ei prin ADN

    linker si H1.

    Aspect de sirag de margele pe o ata

    OCTAMER HISTONIC

    ADN infasurat de 2X in jurul

    miezului histonic.

    N U C L E O Z O M

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    57

    FILAMENTUL CU NUCLEOZOMI

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    OCTAMER HISTONIC

    ADN

    NUCLEOZOM

    NUCLEOZOM

    ADN

    ADN linker

    FIBRA DE CROMATINA de 30 nm

    GENETICA MD 58

  • GENETICA MD

    AL DOILEA NIVEL de organizare este reprezentat de

    FIBRA DE CROMATINA de 30 nm:

    Filamentul cu nucleozomi se spiralizeaza in solenoid (prin

    rasucire spre stanga) si formeza FIBRA DE CROMATINA DE 30

    nm:

    - este unitatea fundamentala de organizare a cromatinei in

    nucleul interfazic;

    - are un rol important in functionarea genomului.

    30 nm

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    59

    STRUCTURA CROMATINEI NUCLEARE

  • GENETICA MD

    AL TREILEA NIVEL de organizare este reprezentat de

    FIBRA PLIATA in BUCLE LATERALE de lungimi diferite:

    Fibra de cromatina de

    30nm se pliaza in bucle

    laterale numite domenii si formeaza

    FIBRA PLIATA IN BUCLE LATERALE (300 nm).

    30 nm

    SCHELETUL NON-HISTONIC de ancorare al buclelor (structura de mentinere a cromozomilor)

    BUCLA =DOMENIU FIBRA de 30 nm

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    61

    STRUCTURA CROMATINEI NUCLEARE

  • SISTEMUL IERARHIZAT de FIBRE de CROMATINA

    ADN CROMATINA - CROMOZOM

    ADN

    FILAMENTUL cu NUCLEOZOMI

    FIBRA de CROMATINA

    de 30 nm

    FIBRA PLIATA in BUCLE

    LATERALE

    Zona condensata a

    unui CROMOZOM

    (CROMATIDA)

    CROMOZOM METAFAZIC

    GENETICA MD 62

  • NUCLEOZOMI FILAMENTUL cu NUCLEOZOMI de 10 nm

    ADN dublu catenar

    ADN linker

    Prelungiri histonice

    NUCLEOZOM

    HISTONA H1

    FIBRA de CROMATINA de 30 nm

    NUCLEOZOM

    PRIMUL (a) si AL DOILEA (b) NIVEL de organizare a cromatinei

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 63

  • http://nicerweb.net/bio1151b/Locked/media/ch19/19_02ChromatinPackingD.jpg

    BUCLE

    SCHELET NON-HISTONIC

    FIBRA PLIATA in BUCLE LATERALE 300 nm

    CROMOZOM METAFAZIC

    GENETICA MD

    SCHELET de ancorare al CROMOZOMILOR

    AL TREILEA (c) si AL PATRULEA (d) NIVEL de organizare a cromatinei

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    64

  • 65

    STRUCTURA CROMATINEI IN CELULA EK

  • BENZILE CROMOZOMIALE reflecta structura interna heterogena a cromozomului.

    4. regiunile ADN bogate in G si C au un numar mai mic de puncte de atasare, iar buclele sunt mai putin dense in aceste zone prezentand un aspect mai lax (BENZILE G-).

    3. condensarea progresiva a cromozomului profazic determina unirea cromomerelor invecinate in gramezi ( structuri mari) colorate intens si compacte (BENZILE G +);

    2. regiunile ADN bogate in A si T formeaza aglomerari de bucle numite cromomere;

    1. buclele fibrei de 300 nm se fixeaza neregulat de scheletul non-histonic;

    BENZILE CROMOZOMIALE se

    formeaza astfel:

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 67

    CROMOZOMUL si BENZILE CROMOZOMIALE

  • ADN

    CROMATINA CROMOZOM

    CROMATIDE

    CENTROMER

    BRAT p

    BRAT q

    NUCLEOZOM

    GENETICA MD

    INTERFAZA DIVIZIUNE

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    ORGANIZAREA ADN-ului IN CELULA EUCARIOTA

    68

  • ADN + proteine (HISTONE si NON-HISTONE) = CROMATINA

    Se prezinta sub 2 forme distincte morfo-functional:

    EUCROMATINA si HETEROCROMATINA

    HETEROCROMATINA (cromatina puternic condensata in interfaza)

    EUCROMATINA (cromatina putun condensata in interfaza)

    TELOMER TELOMER CENTROMER

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 69

    CROMATINA INTERFAZEI

  • Dubla membrana nucleara

    Por nuclear

    Reticul Endoplasmic

    rugos

    NUCLEOL

    EUCROMATINA

    HETEROCROMATINA

    Zona granulara

    Zona fibrilara

    Organizator nucleolar

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 70

    NUCLEU INTERFAZIC: aspectul morfologic al CROMATINEI

  • GENETICA MD

    1.

    se condenseaza si decondenseaza pe

    parcursul ciclului celular;

    2.

    este activa transcriptional fiind formata din ADN cu secvente unice in care predomina perechile de

    baze G si C;

    3.

    se replica la inceputul fazei S de sinteza a interfazei;

    4.

    este putin condensata, colorata palid si formeaza

    benzile G- ale cromozomilor;

    5.

    reprezinta segmentul activ al genomului.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    71

    EUCROMATINA

  • GENETICA MD

    1.

    este condensata pe tot parcursul ciclului celular;

    2.

    este inactiva transcriptional fiind formata din ADN cu secvente repetate in care predomina bazele A si T;

    3.

    se replica tarziu, spre sfarsitul fazei S a interfazei;

    4.

    este foarte condensata si intens colorata formand

    benzile G + ale cromozomilor;

    5.

    reprezinta segmentul inactiv al genomului.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    72

    HETEROCROMATINA

  • Diferentierea celulara.

    Recunoasterea cromozomilor omologi in timpul meiozei;

    Stabilizeaza centromerul si telomerele;

    In celule, heterocromatina poate avea functii diferite:

    HETEROCROMATINA poate fi: CONSTITUTIVA si FACULTATIVA

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 73

    HETEROCROMATINA

  • GENETICA MD

    CONSTITUTIVA

    constant condensata in toate fazele ciclului

    celular, in toate celulele;

    permanent inactiva transcriptional;

    aceiasi localizare la nivelul cromozomilor

    omologi;

    formata din ADN inalt repetitiv (ADN satelit);

    dispusa in centromere, brat q al cz. Y, bratele p

    ale cz. acrocentrici, constrictiile sec. ale cz.

    1,9 si 16;

    evidentiata prin modelul de bandare C.

    FACULTATIVA

    variaza de la un tip celular la altul, difera in functie de stadiul

    de dezvoltare;

    este reversibila, poate deveni activa

    transcriptional;

    prezinta o localizare diferita la nivelul cz.

    omologi;

    prin mecanisme epigenetice intervine

    in reglajul genic;

    cromatina X.

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    74

    HETEROCROMATINA

  • CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    CONSTITUTIVA

    FACULTATIVA

    Stabila Reversibila

    Contine secvente ADN de tip satelit

    Contine secvente ADN de tip LINEs

    Polimorfism + Polimorfism -

    Benzi C + Benzi C -

    75

    HETEROCROMATINA

  • EUCROMATINA

    - putin condensata; - coloratie difuza.

    HETEROCROMATINA

    - foarte condensata; - coloratie intensa.

    GENETICA MD

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES 76

    EUCROMATINA si HETEROCROMATINA

  • Pentru ilusrarea experimentelor si a mecanismelor moleculare prezentate s-au preluat imagini din domeniul public.

    SURSE: http://images.google.com www.google.com http://www.juliantrubin.com/bigten/dnaexperiments.html http://nucleus.cshl.org/CSHLlib/DNAinNY/Case5/Case_5.htm http://www.allometric.com/tom/courses/bil255/bil255goods/09_dna.html https://wikispaces.psu.edu/display/230/DNA+and+Chromosomes https://deltawire.delta.ncsu.edu/around-campus/making-metabolism-easier-to-digest/

    Pentru clarificarea unor probleme legate de tematica

    predata la curs se pot trimite intrebari la adresa: [email protected]

    CURS 4 - A nu se copia sau distribui fara copyright ES

    http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/molgenetics/transcription.swf

    REFERINTE ELECTRONICE

    77

  • NE REVEDEM:

    Luni 11

    Noiembrie