7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
1/153
Variabilitatea genetica(curs pt studentii anului I MG 2014/2015)
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
2/153
Genetica 2 laturi
EREDITATEA VARIABILITATEA
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
3/153
DEFINITIE
Variabilitatea descrie potentialul sau
capacitatea de a varia, de a fi diferit.
La nivel molecular, variabilitatea genetica
poate fi estimata prin determinarea ratei
mutatiilor.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
4/153
DEFINITIE: variabilitateaeste (1) teninta caracteristicil!r "enetice
iniviuale e a # i$erite la nivel
%!%ulati!nal
(2) %!tentialul unui "en!ti% e a se
&!i#ca' atunci can este su%us actiunii
un!r $act!ri e &eiu sau "enetici
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
5/153
e&ni#catiaVG
u cat VG este &ai
&are' cu atat este &ai
a%ta %!%ulatia sa se
aa%te*e la
&!i#carile &eiului'
eci sa re*iste la b!li'
&!i#cari ale cli&ei'
s%ecii c!&%etit!are'
etc+
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
6/153
Cat de diferiti sunt acesti oameni?
Din cele
,+---+---+--- e
%erec.i e ba*e ale
"en!&ului/ u&an in
&eie 00+0 suntsi&ilare
Aica a%r!i&ativ !ba*a a*!tata in
1--- este i$erita+
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
7/153
Deci intre 2
%ers!ane' intr3
! secventa (a
unei catene) e
1--- %b eista
! sin"ura
i$erenta+
Diferenta aici
(mai putin
evidenta) este
inlocuirea C cu
G.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
8/153
Intre 2 persoane neinrudite, cate
diferente vor in secventa de !"#$
Ce trebuie sa luam in considerare?
?
Raspuns: 6.000.000?
1 diferenta la 1000 de baze 3.000.000.000 baze/ set genomic 2 seturi genomice/ persoana
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
9/153
urse e
variabilitate Pentru ca selectia naturalasa poata actiona in
cadrul unei populatii, este nevoie ca indivizii ce o
alcatuiesc sa fie diferiti.
Variabilitatea la eucariote are urmatoarele
mecanisme posibile:
!. "paritia mutatiilor
#. $iploidia %. Reproducerea se&uata
'. (ncrucisarile in afara speciei
. Polimorfismele fenotipice ec)ilibrate in populatia
studiata
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
10/153
Natura !veeste cale"enele isi au
raacinile in realitate+
Mutatia = sursa devariabilitate
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
11/153
4utatiileasi"ura a%aritia un!r n!i
variante alelice (%!lialelis& sau
%!li&!r#s& "enic)+
Di%l!iia' aica %re*enta cel!r !i
cr!&!*!&i !&!l!"i in celule'c!ntribuie la %astrarea in
"en!$!n (5 t!talitatea "enel!r
unei %!%ulatii) a alelel!r recesive+In stare e .eter!*i"!tie aceste
alele nu sunt su%use selectiei
naturale' ra&an 6ascunse7 si
6e%!*itate7 %entru "eneratiile
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
12/153
Re%r!ucerea seuatacreea*ainivi*i cu n!i c!&binatii alelice+
Aceste rearanjamente (sau
aceasta rec!&binare "enetica)isiau !ri"ineain , eveni&ente' care
au l!c in ca*ul !r"anis&el!r cu
re%r!ucere seuata: 1+ cr!ssin"3!verul 2+ as!rtarea ine%enenta a
!&!l!"il!r
,+ cu%larea inta&%lat!are a "a&etil!r
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
13/153
Recombinarea intracromozomica
!. Crossing * overulsau sc)imbul de
fragmente egale de "$+ intre
cromatidele nesurori ale cromozomilor
omologi din pa)itenul si diplotenulprofazei meiozei reductionale
)eterotipice are drept urmare
modificarea continutului informational al
cromozomilor recombinanti. "cesti
cromozomi nu vor mai aduce informatia
de la un singur ascendentpredecesor+
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
14/153
Meiotic chromosome pairing culminates in the formation of the synaptonemal complex
Pentru a avea loc recombinarea intracromozomica
cromozomii omologi alcatuiesc bivalenti (tetrade)
fiind uniti prin compleul sinaptonemal.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
15/153
!iecare cromatida este alcatuita
din "D# bicatenar(si proteine).
(n anumite puncte "$+ul se rupe
si o catena se desface de cea
partenera -complementara.
Monocatenele libere cauta impre$ur o
alta catena cu care sa se uneasca prin
complementaritatea bazelor azotate.
+oua /partenera nu poate fi
cromatida sora, ci trebuie
sa fie din componenta
cromozomului omolog.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
16/153
#ou unitele fragmente mono%
catenare sunt complementare.
!ragmentul ce alcatuia inainte
dubla catena (desenat in negru)
este impins la distanta& solutia
fiind unirea sa cu catena
'singura de pe cromozomul
omolog.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
17/153
%o&ple&entaritatea ba'elor a'otate sta la ba'a alinierii cro&o'o&ilor o&ologi
Rezultatul:
cromozomii omologi sunt
* corect imperec)eati pentru metafaza
si* precis aliniati prin crossing*over
1rmare a recombinarii intracromozomice
vor aparea la descendenti noi combinatii
ale alelelor parentale.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
18/153
%e se inta&pla, de fapt$
Capetele catenare libere se
/imperec)eaza -aliniaza cu
partenerul /gresit..
$eoarece alinierea s*a facut pe baza
de complementaritate secventa este
intacta, doar cone&iunea s*a sc)imbat.
Crossing*over*ul leaga impreuna
cei doi cromozomi omologi-cu
origine materna si respectiv
paterna
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
19/153
$ar de ce nu se despart
aceste fragmente
catenare -nou imbinate
cand fibrele fusului de
diviziune se depoli*
merizeaza si trag cu forta
de 2inetocor?
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
20/153
Crossing over*ul leaga
omologii, acolo unde era
comple&ul sinaptonemal.
Cromatidele surori sunt si
ele unite prin coezina, iar
astfel ele nu se despart.
Coezina mentine unitecromatidele surori din 3
pana in metafaza.
Proteine MC
(structuralmaintenance of
c*romosomes)
alcatuiesc
C+,-#"
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
21/153
n "#"!"-"
fosfataza cdc/0
activeaza "PC
(anap*ase 1
promoting comple)&
care la randul sau
activeaza separaza&
care desface inelele
de coezinace tin
atasate cromatidele
surori.
,venimente care au loc in orice diviziune.
s
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
22/153
!ibre opuse ale fusului de diviziunetrag2imping 3inetocorii omologilor catre
ecuatorul celulei& astfel incat ii aliniaza
in 'placa metafazica.
+mologii sunt trasi
spre polii celulei& "R
CR+M+-+M 4+R
! R,C+M5#"#6
45(7" (
eparaza taie inelele de
coezina eceptand
centromerul.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
23/153
45(7" ((
restul de coezinade la nivel
centromeric este
clivat proteoliticde separaza
meioza
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
24/153
Microtubulii se alungesc prin polimerizare si se
scurteaza prin depolimerizare
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
25/153
e observa comparativ
prinderea microtubulilor la
nivelul 3inetocorului in
metafaza si .
De asemenea 7imbratisarea8
sau 7impletirea8 cromatidelor
de la doi cromozomi omologi in
vederea recombinarii
intracromozomice
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
26/153
!iecare cromatida prezinta in regiunea
centromerului o secventa specifica de
"D# inalt repetitiv unde se fieaza
compleele proteice C,#P (centromer
protein) alcatuind 3inetocorul.
magine
electrono%
microscopica a
unui 3inetocoruman.
Doar unilateral se ataseaza in meioza microtubulii9 (de cromatida din dreapta)
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
27/153
Recombinarea
intercromozomica
#. "sortarea independenta a omologilorin metafazaprimara creeaza celule fiice -/cite de ordinul ( avand
combinatii intamplatoare de cromozomi materni si
paterni
$ispunerea intamplatoare a cromozomilor in placa
metafazica a influentat orientarea lor spre un pol saucelalalt al celulei in anafaza primara.
1rmare: daca unii cromozomi vor fi de origine
materna, altii vor fi de origine paterna in ovocitele de
ordin (( si spermatocitele de ordin ((
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
28/153
8rin as!rtarea ine%enenta a cr!&!*!&il!r se %!t
$!r&a 22,ti%uri e "a&eti' aica %este 9' &ili!ane
e "a&eti i$eriti' la #ecare intre cele !ua see+
Du%a $ecunare %!t re*ulta te!retic 2; c!&binatii'
val!are ce e%aseste e !%t &ii e !ri %!%ulatia
actuala a "l!bului+
Aceste cifre sunt insa calculate pentru situatia in
care cromozomii se deosebesc prin alelele unei
singure perechi de gene, ceea ce nu corepunde
realitatii!
In c!nclu*ie #ecare inivi are ! structura "enica
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
29/153
Rec!&binarea"en!&ica
,+ !&binarea inta&%lat!are a "a&etil!rin cursul $ertili*arii c!ntribuie la
iversi#carea c!&binatiil!r "enice lanivelul *i"!tului+
Desi se c!nsiera ca #inun eveni&ent in &are
&asura su%us inta&%larii'nu t!ti s%er&at!*!i*ii auaceeasi vite*a ee%lasare (le"at se %are
e $!r&a l!r)+
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
30/153
I&%!rtanta rec!&binarii
1+ &areste rata starii e.eter!*i"!tie
2+ eter&ina ina&ica ev!lutieibi!l!"ice' %rin a&%li#careaiversitatii
,+ eter&ina ! ca%acitate e
aa%tare (ras%uns) i$erentiata ainivi*il!r la &!i#carile $act!ril!re &eiu (e e+ &eica&ente)
+ intervine in reali*area ti%ului"enetic c!nstituti!nal iniviual
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
31/153
urse e
variabilitate la eucariote :
!. "paritia mutatiilor
#. $iploidia
%. Reproducerea se&uata
'. (ncrucisarile in afara speciei
. Polimorfismele fenotipice ec)ilibrate
in populatia studiata
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
32/153
Incrucisari in a$ara s%eciei
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
33/153
ncrucisarile in afara speciei
Liger= *ibrid intre un leu
(Panthera leo) si o tigroaica
(Panthera tigris)& avand parinti
apartinand aceluiasi gen dar unor
specii diferite.,ste diferit de tiglon.
,ste cea mai mare felina cunoscuta.
noata precum tigrii si este sociabil
precum leii.
,ista doar in captivitate deoarece
*abitatele speciilor parentale nu se
suprapun.
De observat& tipic ei cresc atat cat
sunt ambii parinti pusi la un loc.
*ttp:22en.;i3ipedia.org2;i3i2
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
34/153
8!li&!r#s&ele $en!ti%ice
ec.ilibrate in %!%ulatiastuiata
Dese!ri un sin"ur $en!ti% asi"uracea &ai buna aa%tare' in ti&% cealtele sunt &ai %utin avanta=!ase
In ast$el e ca*uri' $recventa alelel!r
%entru caracterul avanta=!s vacreste in %!%ulatie in etri&entul$recventei cel!rlalte alele(>e*ec.ilibru?)
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
35/153
8!li&!r#s&ele $en!ti%ice
In "eneral insa' in &ulte %!%ulatii se!bserva c!eistenta a !ua sau &ai
&ulte $en!ti%uri i$erite (>ec.ilibru?) 8re*enta %!li&!r#s&el!r in carul
%!%ulatiil!r se e%lica %rin ,
&ecanis&e: 3 .eter!sis (.ibri*i vi"ur!si)
3 avanta=ul &in!ritatii
3 avanta=ul .eter!*i"!til!r
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
36/153
8!li&!r#s&ele $en!ti%ice @eter!sisulc!nsta in selectarea
%rin .ibriare a un!r l!ci avanta=!si esi.eter!*i"!ti e e+ %!ru&bul va # &ai re*istent lai&b!lnaviri' ur&are a reucerii l!cil!r cu alele recesive.!&!*i"!te' ce il %reis%un la b!ala+
Re%r!ucerea seuata %rinrec!&binarea "en!&ica asi"ura atat ereitatea(c!ntinuitatea' %astrarea "enel!r si res%ectivcaracterel!r)' cat si variabilitatea+ Descenentii
inivi*il!r neinruiti v!r %re*enta ! vitalitates%!rita' calitati n!i' ! aa%tabilitate si !$eritilitate crescute' at!rita .eter!*i"!tis&ului+
In ca*ul c!nsan"uinitatii' "raul e VGse reuce si a%are ! !&!"eni*are "enetica si
res%ectiv $en!ti%ica (se reuce sau is%are
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
37/153
8!li&!r#s&ele $en!ti%ice Avanta=ul &in!ritatiia%are can cel &ai
%utin !bisnuit $en!ti% re%re*inta un
avanta= selectiv e e+' atunci can ! %raa %re*entancaracteristici rare!ri intalnite este evitata e %raat!r' acesta avan !
6i&a"ine e cautare7 sau re%re*entare stanar a vanatului+ La !&' e e+ in in$ectia cu @IV (virusul
i&un!e#cientei u&ane) sunt %re*ente !
serie e s%ecii virale &utante' care see*v!lta ine%enent e restul %!%ulatieivirale si care eluea*a trata&entulantiviral initial &in!ritareacestea %!t
eveni insa !&inante servin re%t unre*erv!r e variabilitate si acceleran
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
38/153
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
39/153
8!li&!r#s&ele $en!ti%ice Avanta=ul .eter!*i"!til!r a%are atunci can
starea e .eter!*i"!t ac!ra un avanta=
selectiv su%eri!r starii e .!&!*i"!t' a+i
t!ate cele , "en!ti%uri si i&%licit
$en!ti%urile %e care le eter&ina' se v!r
%astra in carul %!%ulatiei+
In cursul ev!lutiei e !bicei la un &!&ent
at au %re!&inat .eter!*i"!tii' aa%tati
&ai bine c!nitiil!r e &eiu+
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
40/153
n alcatuirea unei molecule de *emoglobina intra lanturi de globina
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
41/153
Genele care c!i#ca "l!bina' in $unctie e %eri!aa!nt!"enetica+
>& altele pe cromozomul >
@emoglobina " este
alcatuita din doua
lanturi alp*a si doua
lanturi beta de
globina& urmare a
activarii genelor cu
acelasi nume la
adult
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
42/153
Paloare(anemie)
5ose frontaleA
febra
@epato% si
splenomegalie
(*emoliza)
DureriDureri
osoase
,deme palmare si plantareA
!rotiu sanguin: *ematii in
secera
#u toti copii
au tabloul
clinic complet
ubstitutia
%uncti$!r&a/ (A
T) in c!!nul ; alB"l!bineieter&inainl!cuirea aciduluiglutamic cu valina.
/ transversie: %urinainl!cuita cu %iri&iina
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
43/153
,lectroforeza *emoglobinei unui *eterozigot& a unei persoane cu anemiefalciforma si a uneia normale. Petele de culoare arata pozitiile in care au
migrat *emoglobinele in gelul de agaroza fata de punctul de origine
Care este
oare tipul de
transmitere aacestei boli?
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
44/153
M"
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
45/153
@e&atii n!r&ale si una in $!r&a esecera+("+5 re%an!cit!*a)
n conditii speciale de
presiune scazuta a +/
celulele normale se
deformeaza dovedind
starea de *eterozigot9
Parazitului
Plasmodium
falciparum nu 'ii
plac nici eritrocitele
persoanei bolnave
(*omozigotul )
si nici cele ale
persoanei purtatoare(*eterozigotul ").
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
46/153
deces
selectati
deces
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
47/153
In i&a"inea anteri!ara s3a %utut !bserva
cu& in ur&a cu sute e ani &utatia%r!ucat!are e @b s3a %astrat in carul%!%ulatiei u&ane+
In acel &!&ent' starea e .eter!*i"!t era
avanta=!asa' e!arece nu eista untrata&ent %entru &alarie+
Asta*i' %!%ulatiile cu risc crescut suntc!nsiliate' sa e$ectue*e anali*e %renu%tiale inveerea cun!asterii %!sibilei stari e.eter!*i"!*itate+
Daca s!tii sunt .eter!*i"!ti se rec!&anaia"n!sticul %renatal+ Daca %r!usul ec!nce%tie se !veeste a # .!&!*i"!t
%entru &utatia cau*at!are e ane&ie
C l b li it it dit i l ti d t it l i i
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
48/153
Cele boli eritrocitare s%au raspandit in populatia umana datorita malariei.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
49/153
VariabilitateaTrans$erul ADNului %!ate sa se $aca
si %rin alte &ecanis&e' in a$ara e
re%r!ucere seuata' rec!&binare sianu&e %rin: 3 c!n=u"area bacteriana
3 transuctia intre bacteri!$a"i si
bacterii 3 trans$!r&area bacteriil!r %rin
%las&ie
3 trans$ectia in culturi e celule
eucari!te
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
50/153
Rec!&binarea la
bacterii In 10;' Leerber" si Tatu& au
aratat ca in$!r&atia "enetica %!ate
# sc.i&bataC trans&isa e la !bacterie la alta sau e la ! tul%inae bacterii la alta+
Aceasta ar c!res%une unei asa
nu&ite 6seualitati7 si ar c!nuce larec!&binarea &aterialului "eneticla %r!cari!te
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
51/153
Rec!&binarea la %r!cari!te
Bacteriile sunt avanta=!s e stuiatcaci:
3 sunt !r"anis&e .a%l!ie 3 au un ti&% e viata reus
3 se &ulti%lica ra%i (ti&% reus %er"eneratie)
3 !r"anis&ele &utante %!t # us!rienti#cate
8rin ur&are' un nu&ar a%r!a%eneli&itat %!ate # testat in scurt ti&%'
ceea ce le $ace utile in stuiul
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
52/153
n >E/ Fos*ua si ,st*er
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
53/153
5&perimentul identifica bacteriile mutante
Primul vas Petri contine colonia martor2normalan al doilea este cultura cu mediu mai putin nutritiv (= minimal)& iar in
urmatoarele doua este mediu minimal imbogatit diferentiat.
5acteriile care lipsesc in al doilea vas sunt fie deficitare in 6*r& fie in "rg&
fapt dovedit de prezenta unora in al treilea si a altora in al patrulea vas
Petri& unde s%a adaugat cate unul din acesti aminoacizi.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
54/153
Rec!&binarea labacterii
In e%eri&entul l!r evenit clasic'Leerber" si Tatu& au $!l!sit 2 tul%inibacteriene i$erite' a&bele au!tr!$e
(&utante' nu %!t creste $ara anu&itesubstante in &eiul e cultura)
Ce au observat? Cand se amesteca cele 2tulpini, fara a adauga aminoacizi in mediulde cultura, vor creste colonii.
Neaste%tatul $en!&en a%are estul e rar(a%r!+1 in 1- celule cultivate in 8etri)'ar a $!st evient at!rita nu&arului &aree bacterii %use %e %laca+
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
55/153
6ulpina " necesita metionina si biotina& iar cea 5 treonina si leucina.
"par insa colonii pe un mediu minimal& fara a.a.& cand se cultiva impreuna
cele / tulpini.
nterpretare: a avut loc o recombinareintre tulpinile " si 5.
Proprietatile genetice ale celulelor din tulpinile parentales%au completat
reciproc (7complementare genetica8)
R bi
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
56/153
Rec!&binarea la bacterii
c*imbul de material genetic intre bacterii
(C+#FG"R,") a fost evidentiat cu microscopul
optic.
6ransferul de "D# bacterian decurge numai intr%unsingur sens: materialul cromozomial 7masculin8 este
introdus intr%o celula 7feminina8
5acteriile ,sc*eric*ia coli difera in functie de
prezenta2absenta factorului de fertilitate ! Cand sunt miate celule !Hsi !%& se formeaza niste
perec*i 'con$ugale: un pil(us) seual al bacteriei
masculine (!H) se ataseaza la suprafata celulei !%.
Rec!&binarea
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
57/153
Rec!&binareala bacterii
!actorul ! (de fertilitate)
poate fi integrat (>) in cz.
bacterian printr%un
crossing%over specific.
Cz. nou format se numeste
@fr (7*ig* freIuencJ of
recombination8)&deoarece are
o frecventa mare de
recombinare cu genele
altor bacterii in urma
procesului de con$ugare.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
58/153
Recombinarea
bacteriana
5acteriile pot contine factorul ! de fertilitate sub
forma unui cz. mic aditional (/)&respectiv o molecula
circulara de "D# de apro. 000pb&plasmidul !
"cesta reprezinta cam >20
din totalul informatiei
genetice continute in cz.
bacterian.
ntr%o celula apare un singur
plasmid si el poate fi
transferat altei bacterii.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
59/153
"pro. >2 din "D#ul
factorului ! (plasmidului)
consta din gene de transfer&
inclusiv gene pentru
formarea pililor seuali.
6ransferul factorului ! incepe dupa ce
se desc*ide dubla catena. +
monocatena este transferata celulei
acceptoare& se replica si devine dubla.i monocatena ramasa in celula
donoare se replica redevenind dubla.
n final ambele celule sunt de tip !H
Rec!&binarea
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
60/153
Rec!&binareabacteriana
ne!ri cr!&!*!&ul se ru%e in ti&%ul
trans$erului+ Ast$el' bacteriile F3 rece%t!are &!stenesc !
c!%ie inc!&%leta a ele&entului F+
elulele F3 ' care au %ri&it !ar ! %arte in c*+
!n!r se nu&esc *i"!ti %artiali sau .e&i*i"!tisi ra&an e ti% F3
Daca trans$erul este c!&%let' bacteria
rece%t!are va &!steni un ele&ent F c!&%let
si %r!%rietatea @$r escenentii sai v!r # t!t
celule @$r' res%ectiv F
an cr!&!*!&ii bacterieni c!ntin i$eriti
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
61/153
5acteriofag =
4irus bacterianDesi initial (>>) s%a
crezut ca s%a identifi%
cat o modalitate de
combatere a infectii%
lor bacteriene& de faptacestia au fost utilizati
pt a analiza bacteriile.
Reproducerea bacteriofagilor nu
are loc totdeauna imediat dupa
infectarea celulei.
+cazional& "D#ul fagic este
integrat in cz. bacterian si
replicat odata cu acesta (ciclul
lizogenic)
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
62/153
n acest caz bacteriofagul
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
63/153
n >E/ -inder si
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
64/153
- 8. eneralizata: fagul
se insera oriunde in
genomul gazdei
- 8. 3pecializata: fagul seinsera numai la nivelul
unui segment de "D#
cz. particular
6ransductia poate
fi de / feluri:
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
65/153
Celulele modificate genetic prin incorporarea de "D# sunt considerate
7transformate8. 6ermenul se refera de obicei la rezultat si nu la
mecanism.8ransformarea prin plasmide
Plasmidele= molecule mici& circulare de
"D#& care se replica autonom si care nu
intra in componenta cz. din celula
bacteriana in care se gasesc
Deseori contin gene de rezistenta la
antibiotice (de e. la ampicilina)
ncorporarea plasmiduluitransformacelula bacteriana initial sensibila la
ampicilina in una rezistenta.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
66/153
Pentru aceasta se utilizeaza
un mediu selectia.i vor
creste pe el doar bacteriile
care au incorporat
plasmidul recombinant
continand "D#ul
de investigat.
Plasmidele sunt
utilizate ca vectori intransferul de "D#.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
67/153
8ransfectia = transferul de
"D# intre celule eucariote incultura
% Poate fi folosita in analizatransmiterii unor caracteristici
genetice
n cele / cazuri alaturate
fibroblastele normale pierd
7contactul de in*ibitie8 si se
transforma asemanator
celulelor cu care vin in contact.
"stfel de studii au fost initial
utilizate pentru a identifica
oncogene (gene cauzatoare de
cancere)
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
68/153
!ntrar cel!r cre*ute anteri!r' c!%ia ARN nu este t!teauna
#ela ADN3ului+
Atat la c!%il' cat si la ault s3au evientiat niste &!i#cari' ce
intial au %arut er!ri e transcri%tie+
Aceste &!i#cari au $!st etectate in nu&ar se&ni#cativ in
ARN3ul leuc!citel!r' celulel!r in %iele si in creier+
4!i#carile #in &ereu aceleasi se %resu%une' ca au un r!l+
De ee&%lu' in li&$!citele B (la un "ru% e 2 %ers!ane)
%este 1- --- e nucle!tie au $!st "asite &!i#cate' ceea ce
a inse&nat una (sau &ai &ulte) >er!ri? in #ecare "ena
transcrisa' res%ectiv in - in "enele translatate (trause)+
1n alt nivel al variabilitatii genetice
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
69/153
DEFINITIE
Variatia "eneticaa unei %!%ulatii este
&asurata %rin "raul e %!li&!r#s&'
res%ectiv .eter!*i"!*itate
Variatiase re$era la actualele i$erente
%re*ente la inivi*ii unei %!%ulatii sau
"ru% stuiat si %!ate # direct observata ca! c!lectie e trasaturiCcaracteristice+
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
70/153
8!li&!r#s&ele 3 %r!teice au $!st stuiate %ri&ele (AB@'
R.' etc)+ el &ai %!li&!r#c siste& "enetic
u&an este c!nsierat siste&ul @LA
3 "enetice sunt res%!nsabile %entru cea
&ai &are %arte in iversitatea siiniviualitatea !bservate in carul s%eciei
u&ane (e $a%t' sunt !ri"inea
%!li&!r#s&ului %r!teic)
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
71/153
8!li&!r#s&e %r!teice 3 ee&%le
1+ Anti"ene eritr!citare: AB@' R.' 4N' "'
Lut.eran' LeHis' etc
2+ 8r!teine serice: @%' Tr$' i&un!"l!buline' al$a313
antitri%sina (A1AT)' etc
,+ En*i&e eritr!citare: 8AE' G;8D' etc
+ En*i&e %las&atice: %seu!c!linestera*a' etc
+ En*i&e tisulare: alc!!l3e.ir!"ena*a' etc
4ariatia individuala in populatia generala a polimorfismelor proteice
poate atinge /0K din totalul proteinelor.
Diferente genomice la persoanele
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
72/153
4ariatia
genetica la
africani
!;;
;neutre?'
care nu &!i#ca aa%tabilitatea !r"anis&ului la &eiul sau e
viata+
Diversitatea "enetica este unul in &i=l!acele %rin care
%!%ulatiile se aa%tea*a la &eiul &ereu sc.i&bat!r+
Diversitatea este cu atat &ai &are cu cat:
3 nu&arul e alele ale unei "ene este &ai &are
3 $recventele alelice sunt a%r!%iate' aica nu eista una &ai $recventa
3 $recventele inivi*il!r .eter!*i"!ti si .!&!*i"!ti sunt
ec.ilibrate in ! ulatia res ectiva+
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
80/153
e esti&ea*a ca a%r!+ 1 in
2-- %erec.i e ba*e a*!tate
sunt .eter!*i"!te in re"iunile ce
c!i#ca %r!teine in "en!&+
8!li&!r#s&ele %!t # l!cali*ate:
intre "enein intr!ni
in e!ni
in re"iunile re"lat!are
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
81/153
Vari!&3ul 5 t!talitatea &!i#caril!r "enetice"asite in %!%ulatiile s%eciil!rcare au avut !
sc.i&bare ev!lutiva relativ scurta
De ee&%lu' la !&' a%r!+ 1 in 12--
nucle!tie i$era+
%ecia u&ana a a%arut acu& !ar 1--+--- e
ani' rata variatiei #in c!&%arativ &ica+
In %ractica' vari!&ul %!ate # su&a N8s (
sin"le nucle!tie %!l&!r%.is&s) e la nivelul
http://en.wikipedia.org/wiki/Specieshttp://en.wikipedia.org/wiki/Single_nucleotide_polymorphismshttp://en.wikipedia.org/wiki/Single_nucleotide_polymorphismshttp://en.wikipedia.org/wiki/Species7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
82/153
6Variatia cea &ai &are la nivelul unui
l!cus se evientia*a in interi!rul unei%!%ulatii si nu intre%!%ulatii7S++aevaratC$alsO milioane
de #Ps (>K din genom)& > #P la circa >.000 de nucleotide& dar
frecventa poate fi mai inalta in anumite regiuni& precum insulele CpG
s.a > la >00 sau mai redusa in interiorul unor gene s.a > la /.E00 pb.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
92/153
#Ps neutre sunt folosite ca mar3eri genetici
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
93/153
#P inlantuit cu gena
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
94/153
In %re*ent N8s utili*ate %entru:
L!cali*area "enel!r esusce%tibilitate in ca*ul b!lil!r
&ulti$act!riale (iabet) $!l!sinu3sestuii e e*ec.ilibru al inlantuirii sie as!ciere a .a%l!ti%uril!r
tuii e $ar&ac!"enetica
Intele"erea !ri"inii si ev!lutiei
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
95/153
#Ps au fost identificate prin digestia "D#%ului cu endonucleaze de
restrictieA aceste enzime bacteriene recunosc si sectioneaza "D#%ul
la nivelul unei secvente specifice. n acest caz CC6G"GG. rmare amutatiei punctiforme (#P) dispare un situs de restrictie& iar
fragmentele de "D# vor fi diferite in cazul lantului normal si
respectiv anormal de globina. R!
.*tm
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
96/153
Variatiile ienti#cate in "en!&ul
u&an Variatii e secventa3 %rin &!i#carea unuisin"ur nucle!ti: %rin substitutie
NV (sin"le nucle!ti variati!n) 1 in %!%+
N8 M1
%rin insertieCeletie 5 DI8 (deleti!n3inserti!np!l&!r%.is& !$ !ne base %air)
Variante structurale $ra"&ente e ADN
&!i#cate: Variatiile $ra"&entel!r avan intre 2 1+---
nucle!tie
Variatiile sub&icr!sc!%ice ( 1b cateva 4b)
Variatiile &icr!sc!%ice cr!&!*!&iale sau "en!&ice
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
97/153
Variatiile $ra"&entel!r ADN cu lun"i&e intre 2 1+---%b:
1+ VNTR (variable nu&ber tane& re%eats) sunt e 2$eluri:
Microsateliti (sau STR=short tandem repeats sau SSR = simple
sequence repeats): repetitii foarte scurte (1-15pb), frecvent
dinucleotidice (CA/TA) sau trinucleotidice, ce formeaza
fragmente de100pbfoarte numeroase, polimorfe (cu circa 10
alele/locus)si cu o distributie uniforma: un microsatelit la
1.000pb
Minisateliti: repetitii de secvente scurte (15-500pb), ce formeaza
fragmente de1-20 kb, dispersate in structura autozomilor si
ocupand situsuri specifice (peste 1.000 de localizari)
Ambele tipuri utile in medicina legala pentru realizareaprofi-lului
genetic individual,specific(identificare sau paternitate)
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
98/153
ocusul !este ! re%etitie in tane& G%: alele posibile' cucate 2',' sau re%etitii (!2' !-' !4' an !5)+ocusul .cu &!tivul !G%* : 2 alele' cu 2 sau , re%etitii
(.2an .-)+ A48RENTA GENETIA inclue si&ultan a&bii l!ci+
.ndivid>:@eterozigot"si*omozigot5.ndivid/:*eterozigot"si5
Cele / persoane
se diferentiaza
prin ambii loci.
"MPR,#6,0 loci
polimorfi*ttp:22;;;.mun.ca2biologJ2scarr24#6RQfin
gerprinting.*tml vezi *ome;or3
Genotipuri hTERT MNS16 A
http://www.mun.ca/biology/scarr/VNTR_fingerprinting.htmlhttp://www.mun.ca/biology/scarr/VNTR_fingerprinting.htmlhttp://www.mun.ca/biology/scarr/VNTR_fingerprinting.htmlhttp://www.mun.ca/biology/scarr/VNTR_fingerprinting.html7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
99/153
Hofer P et al. Carcinogenesis 211!"2#$66%$&1
The Author 2011. Published by Oxford University Press. All rights reserved. For Permissions
!le"se em"il# $ourn"ls.!ermissions%ou!.&om
4+3!6" minisateliti ai genei umane pentru telomeraza :
un factor de risc pentru cancerul colorectal
%au identificat E 4#6R (/ curte si 0
combinatii alelice
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
100/153
*eterocromatina
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
101/153
Variatiile $ra"&entel!r ADN cu lun"i&e
intre 2 1+--- %b: 1+ VNTR
2+ INDEL 5 inserti!n eleti!n
3 secventele nucle!tiice sunt scurte 3 1C, in ele sunt intre 2-- -- %b si
reJecta %!li&!r#s&ul secventel!rAluin "en!&ul u&an
3 utili*ate in stuiul ev!lutiei "en!&uluiu&an si %entru intele"erea structuriisale ina&ice
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
102/153
8!li&!r#s&ele sub&iscr!sc!%ice
(1b cateva 4b) 1+ Variatiile nu&arului e c!%ii (NV)
re%re*inta %rinci%ala sursa e variatie
"enetica intre inivi*i
N8 5 %!li&!r#s&ul nu&arului e c!%ii'
can NV au ! $recventa %este 1 in
%!%ulatie
,, in "en!&ul u&an
2+ 8!li&!r#s&ul inversiil!r sau
transl!catiil!r
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
103/153
+rice clasificare este
relativa& prin ea
incercam doar sa
intelegem putin mai mult
lumea
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
104/153
lasi#care
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
105/153
a
&utatiil!r
1+ s!&atice sau "er&inale
2+ "en!&ice' cr!&!*!&iale sau "enice
,+ AD' AR' 3lincat D' 3lincat R' W3lincate
+ nucleare sau &it!c!nriale
+ stabile sau instabile ( 5 &utatii ina&ice)
;+ e ti% substitutii' eletii' insertii (e nucle!tie)
+ 6&issense7' 6n!nsense7 sau 6$ra&e3s.i$t7
9+ s%!ntane sau inuse (#*ic' c.i&ic) 0+ silenti!ase sau vi*ibile in $en!ti%
1-+ %uncti$!r&e sau lar"i (5 e%ansiuni)
11+ avanta=!ase' neutre sau
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
106/153
%re e!sebire
e cele
s!&atice'
&utatiile
"er&inale
a$ectea*a
intre"ul
!r"anis& si
sunt ereitare
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
107/153
Mutatiile genomice: poliploidii si
aneuploidii
Mutatiile cromozomiale = aberatiile cromozomiale
de structura
Mutatiile genice
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
108/153
Mutatia auto'o&al do&inanta
De e+ la nivelul "enei care c!i#ca rece%t!rul , al$act!rului e crestere a #br!blastel!rG- (broblast
grot factor receptor -)
FGFR, 6re"lea*a ne"ativ7 cresterea !asel!r+
r&are a s%licin"3ului alternativ al "enei FGFR, eista &ai
multe izoforme ale proteinei ce intervin in %r!cese
%recu&:
o 3 re"larea cresterii si ivi*iunii celulare
o 3 eter&inarea ti%ului e celula
o 3 $!r&area vasel!r san"uine
o 3 vinecarea ranil!r
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
109/153
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
110/153
Reactii in cascada in
interiorul celulei
dupa legarea !G! cu
!G!R
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
111/153
4utatii ale genei >>R% determina activarea e&agerata areceptorului, ceea ce interfera cu osificarea si conduce la
tulburari ale cresterii oaselor, fenomen caracteristic
acondroplaziei.Aceasta teorie este sustinuta de catre modelul
soarecilor knockout, care nu au receptorul, reglarea
negativa a formarii oaselor fiind deci pierduta.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
112/153
!arecele n!c3!ut FGFR, are !ase
ecesiv e lun"i si vertebre el!n"ate'
res%ectiv ! c!aa lun"a.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
113/153
a
b
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
114/153
Mutatia este complet
penetranta(si nu incompletpenetranta 1 alta clasificare)A
in E%O0K din cazuri este
o mutatie de novo p >.
Cele / substitutii punctiforme produc aceeasi modificare:
aminoacidul glicinaeste inlocuit cu aminoacidul argininain pozitia
O0 (GlJO0"rg sau GO0R) din structura receptorului. "stazi se
considera ca aceasta modificare suprastimuleaza receptorul& astfel
determinand modificari osoase caracteristice acondroplaziei.
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
115/153
nvatand intelegeti tot mai mult& da?
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
116/153
4utatia aut!*!&al
recesiva De e+ "ena 8A@ ($enil3alanin .ir!ila*a) are 1-- b'
l!cusul ei #in %e cr!&!*!&ul 12K22K2+1
Gena 8A@ cu%rine 1, e!ni+ Eista cateva sute e &utatii/ ce %!t eter&ina a%aritia
b!lii+
Dat!rita acestei .eter!"enitati alelice' cei &ai &ulti
b!lnavi sunt .eter!*i"!ti c!&%usi (aica au !ua &utatii
i$erite)
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
117/153
4utatia "enei 8A@ eter&ina inca%acitatea en*i&ei
.e%atice $enilalanin3.ir!ila*a (8A@) e a &etab!li*a
a&in!3aciul fenilalaninasi eci e a3l trans$!r&a ina&in!3aciultir!*ina+
an activitatea 8A@ este reusa' $enilalanina se
acu&ulea*a si este c!nvertita in aciul $enil%iruvic'
aciul $enillactic si $eniletila&ina ($enilcet!ne)' ce %!t #
etectate in urina
(test "+) (8@E este &etab!li*ata %e calea &in!ra a transa&ina*el!r %ana la$enilcet!ne)
!enilcetonuria
http://en.wikipedia.org/wiki/Phenylalanine_hydroxylase7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
118/153
De#citul e GLOO3;3FOFATDE@IDROGENAA (FAVI4) e e&utatie 3lincata recesiva
' "3I%I* de G" deter&ina o !#3MI3 63M7I*I%! cronica
'
Du%a ienti#carea b!lii si a !ri"inii &!i#caril!r %ecr!&!*!&ul in anii 10- si e&!nstrarea eistentei
variantel!r electr!$!retice ale en*i&ei in anii 10;-' s3a
inteles i&%!rtanta se&ni#catie "enetica' clinica si
bi!c.i&ica a acestui %!li&!r#s&+
' T!ate &utatiile care eter&ina b!ala se "asesc la K2;+
' Gena nor&alaa en*i&ei G;8D are 19+ b #in nu&ita
GB+ Eista 0 bine3cun!scute variante si &utatii ale
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
119/153
("ri"ntele "leli&e si mut"tiile &"u)"to"re *de ti! substitutii !un&tiforme+
GLOO3;3FOFAT DE@IDROGENAA
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
120/153
' Variante i$erite ale en*i&ei sunt "asite in A$rica' Asia si
*!na &eiteraniana
' Dar' e ce ar # &utatia an!r&ala GB3 sau G& &ai
$recventa in aceste %!%ulatii. "D# normal&
fara mutatia- T !E0O
/. "D# cu mutatiaT !E0O
- *tz: >&&
- *z:/&&&E&O
Ce se intampla? #u uitati: b. autoz.rec == se manifesta doar la *omozigotii recesivi
Deci la @tz trebuie sa mai fie alta mutatie prezenta pt a fi bolnavi9
ar pacientul are / mutatii diferite de T !E0O (*ttp:22;;;.glo;m.com2?p=glo;m.cml2sectionQvie;Uarticleid=)
http://www.glowm.com/?p=glowm.cml/section_view&articleid=344http://www.glowm.com/?p=glowm.cml/section_view&articleid=344http://www.glowm.com/?p=glowm.cml/section_view&articleid=3447/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
142/153
%onfor& ba'ei de date canadiene (stic Fibr!sis 4utati!n Database) %este1800&utatii ale genei %* au fost descrise din 1989,cand a fost descoperita
Traiti!nal' &utatiile FTR sunt i&%artite in ; clase %eba*a e$ectului %r!babil:
lasa I %r!uc ! proteina nefunctionala
lasa II eter&ina ! procesaree$ectu!asa a %r!teinei(e+ Deletia F-9)
lasa III %r!uc ! reglaree$ectu!asa a canalului
lasa IV eter&ina ! conductanta decitara lanivelulcanalului
lasa V se caracteri*e*a %rin splicing anor&al+
lasa VI sunt &utatii cu e$ecte necunoscute
Clasificarea mutatiilor ce produc mucoviscidoza
http://www.genet.sickkids.on.ca/Home.htmlhttp://www.genet.sickkids.on.ca/Home.html7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
143/153
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
144/153
Du%a l!cali*are &utatiile %!t#:
Nucleare t!ate ti%urile iscutate
anteri!r si care acti!nea*a la nivelul
ADNului in nucleu
4it!c!nriale ce a$ectea*a ADNul
&it!c!nrial
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
145/153
Ov!citul %ri&ar u&an c!ntine in =ur e 1--+--- e
&it!c!nrii' ar %iere &a=!ritatea in ecursul
&aturarii+
Ast$el ca in !vul sunt intre 1- si 1-- e &it!c!nrii+
In ti&%ul ivi*iunii *i"!tului nu&arul l!r creste %ana
la a%r!a%e 1-+---C celula+
Reucerea rastica a &it!c!nriil!r in !vul %!arta
enu&irea e b!ttlenec+ Daca ! &utatie este inclusa in cele 1- 1-- e
&it!c!nrii in !vul' atunci eista riscul ca ea sa #e
re"asita in celulele e&bri!nare
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
146/153
Dupa diviziunea celulara mitocondriile sunt distribuite la intamplare in celulele
fiice& astfel incat doar si numaipe baza de sansa celulele pot primi2mosteni mai
multe sau mai putine (c*iar 0) mitocondrii cu "D# mutant.
S
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
147/153
#oua mutatie poate fi prezenta in cateva celule& dar daca se gaseste si intr%un ovocit &
va putea fi transmisa la descendenti. "stfel& o mama (aparent) sanatoasa poate
transmite mitocondrii cu "D# mutant in numar mai mare decat in celulele sale&
datorita efectului 7bottle%nec37& respectiv mitocondriile cu mutatii pot fi
disproportional incluse in ovul comparativ cu alte celule.
"poi& aceste mitocondrii cu "D# mutant se pot multiplica si ca urmare pot avea o
frecventa mai mare printre cele zeci de mii de mitocondrii intalnite intr%un caz
sporadic (rar& intamplator).
Cazurile sporadice de
boli mitoocondriale audrept cauza o noua
mutatie mitocondriala
@eteroplasmiadescrie situatia in
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
148/153
@eteroplasmie
@omeoplasmie
p
care o celula contine atat "D#mt
normal cat si cu mutatii.
@omeoplasmia descrie uniformitatea
"D#mt (normal sau cu mutatii) in
celule.
6esuturile bogate in mitocondrii cu mutatii produc mai putin "6P
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
149/153
Pedigree%ul ilustreaza atat baieti cat si fete bolnave& iar boala se
mosteneste doar de la mama (6R"#M6,R, M"6R+C
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
150/153
Trans&iterea &utatiil!r &it!c!nriale este
eclusiv &aterna+
%er&at!*!iul c!ntribuie nu&ai cu nucleul sau
(%r!nucleu)+
Eista &ai &ulte e%licatii %!sibile ale acestui$en!&en:
3 diluarea&it!c!nriil!r %aterne %rintre
nu&er!asele &it!c!nrii ale !vulului
3 %re*enta &it!c!nriil!r %aterne !ar in %iesa
inter&eiara si eci %ierera l!r in ur&a fertilizarii
3 descompunerea activa a &it!c!nriil!r %aterne
,reditatea matroclina
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
151/153
Deci& mitocondriile
spermatozoidului (in
galben pe desen) suntde obicei distruse in
ovul imediat dupa
fertilizare.
,reditatea matroclina
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
152/153
*ttp:22;;;.nature.com2pr2$ournal2v2nE2full2pr>/Ea.*tml
Cele eemple arata procentul mutatiilor mitocondriale de tip 6OC (o substitutie puncti%
forma). Manifestarea fenotipica anormala (boala) apare atunci cand mutatiile depasesc un
anumit prag (peste 0K). Multe persoane suntpurtatoareale mutatiei analizate& dar sunt
sanatoase.
"nalizele au fost facute pe
mitocondrii din
5 = sange
M = musc*i! = fibroblaste din piele
7/21/2019 8 2014 - Curs 8 -Variabilitatea Genetica
153/153