Post on 12-Jul-2015
GENA
Gena are trei caracteristici de baz: - unitate funcional - unitate mutaional - unitate de recombinare
Visual
Structura genei 5 3 catena sens, codificatoare 3 5 catena antisens, matrice pentru ARNpm
Structura genei Promotorul (200pb)
Unitatea functionala
Terminatorul
PROMOTORUL cutia TATA (Hogness) determina primul nucleotid ce va fi transcris in ARN ; prezinta secven TATAAAA situat la circa 30 pb n amonte de SIT cutia CAAT (5 GGCCCAATCT 3) situat n amonte de caseta TATA (la circa 75 pb de SIT) cutia GC, cu secvena consens GGGCGG situata
la circa 90 p.b. n amonte fa de SIT .
S.I.T 5UTR (untranslated region) conine o secven (prezent la toate genele) 5'-CCAGCCATG-3', codonul iniiator ATG dupa ultimul exon din zona centrala transcrisa a genei exista o secventa 3UTR necodanta (transcrisa dar netranslata) Ea ncepe cu unul din codonii stop (TAA, TAG, TGA) ce reprezint semnalul de oprire a sintezei proteinei. situsul de poliadenilare .
Gene structure
Protein coding sequence 5UTR
3UTR
promotor
exon 1
exon 2
exon n-1
exon n
Pentru ca ARNpm sa devina ARNm: matisare + CAP poliadenilarea capatului 3 acoperirea cu un strat proteic protector
Gene StructureTRANSCRIPTION
5SPLICING
3pre-mRNA
mRNA TRANSLATION AUG - A 1 A n - STOP
protein sequence
protein 3D structure
Unitatea functionala are o structura discontinua, fiind alcatuita din exoni si introni.
EXONI
Numarul exonilor variaza de la o gena la alta (intre 2 si mai mult de 50)
INTRONI
Genes per chromosome
Genele alele sunt situate n aceleai locusuri n perechile de cromosomi omologi unul de la forma printeasc masculin i altul de la cea femenin (cu excepia genotipurilor XY, XO)
INTERACTIUNILE DINTRE GENE
Interactiunea intre genele alele se manifesta prin relatii de dominanta recesivitate codominanta letalitate sau semiletalitate Penetranta reprezinta frecventa de manifestare in fenotip a unei gene dominante.
Trei alele situate pe 9q34 sunt implicate n determinismul genetic al sistemului AB0: A, B i O. A si B sunt codominante A si B sunt dominante fa de 0 Alela 0 este nefuncional, adic nu codific sinteza niciunei glicoziltransferaze.
Interactiunea intre genele nealeleA. Epistazia
Inlantuirea genica (linkage)Gene sintenice = gene cu loci pe acelasi cromozom
A
B
Nr. mare de recombinari (crossing over) Recombinari putine sau absente (valori scazute ale fractiei de recombinare)
A B
Frecventa de recombinare
este raportul intre numarul de descendenti recombinanti si numarul total de descendenti Unitatea de masura a distantei genetice este denumita Morgan1 centiMorgan (cM) = distanta genetica in care se produc recombinari cu o frecventa de 1%
1cM ~ 1.000.000 pb (1.000kb) Ex: un cromozom cu 1-3 recombinri per meioz prezint deci 100-300 cM.
Cum aflam daca 2 gene sunt situate pe acelasi cromozom?
Cromozomi diferiti Acelasi cromozom
= 0.5 < 0.5
Cu cat este < 0,5 cu atat distanta dintre cei 2loci este mai mica.
Recombinarea creeaza noi haplotipuriIntre 2 perechi de gene alele (A/a si B/b) exista 2 posibilitati de dispunere, numite faze de inlantuire: cuplare sau cis ( A si b, respectiv a si B) repulsie sau trans (A si B, respectiv a si b)
A
b A B
a A
B b a b
a
B
DETERMINAREA SEMNIFICAIEI REZULTATELOR ANALIZELOR DE NLNUIRE: SCORUL LODProbabilitatea relativ la o anumit valoare a lui (de ex., 0.1) este egal: probabilitatea datelor dac locii sunt nlnuii la valoarea 0.1 a lui / probabilitatea datelor dac locii sunt nenlnuii = L() /L(0.5) Logaritmul zecimal al probabilitilor relative (deci al raportului de probabilitate) sau scorul LOD simbolizat prin Z(): Z()= log10 [L()/L(0.5)]
Pentru analiza de nlnuire n familiile mici, probalitile se calculeaz pe baza distribuiei binomiale a probabilitii: Z()= log10 [R(1- )NR] / 0.5NR+R, unde R este numrul de recombinani i NR este numrul de nerecombinani. Probabilitatea unei nlnuiri [L()] este egal cu R(1- )NR iar probabilitatea absenei nlnuirii [L(0.5)] este egal cu 0.5NR+R. Dac de ex., din patru descendeni unul singur este recombinant scorul LOD se calculeaz, pe baza formulei de mai sus, n felul urmtor: Z()= log10 [R(1- )NR] / 0.5NR+R = log10 [1(1- )3] / 0.53+1 Pentru o frecven de recombinare =0.1, calculul scorului este: Z(0.10)= log10 [0.101(0.90)3] / 0.54 =0.067 Scorul LOD la =0.5 va fi totdeauna egal cu zero; un scor LOD mai mare dect 0 este o dovad n favoarea nlnuirii, n timp ce un scor LOD mai mic de 0 (deci negativ) pledeaz contra nlnuirii. Cel mai bun scor este dat de valoarea maxim a lui Z.
U.M.F IAI
STRUCTURA GENOMULUI UMANGU = un genom nuclear (complex, 99,5% ADN) +un genom mitocondrial (simplu i mic, 0,5%).
25.000 gene
Caracteristici
Genom nuclear
Genom mitocondrial
Mrime
3200 Mb
16,6 Kb
Numr de molecule de ADN diferite Asocierea cu proteine Procentul de ADN codant Numr de gene
23 (la celulele XX) sau 24 (la celulele XY) Mai multe clase de histone i proteine nehistonice 10 % 35.000 gene
O molecul circular de ADN
Neasociat cu proteine 97 %
13 gene codific polipeptide,22 ARNt i 2 pt ARNr37gene (28-H, 9-L) Abseni Exclusiv matern
Introni Ereditate
Prezeni n cele mai multe gene Mendeliana pentru genele de pe autosomi i cromosomul X; paternal pentru secvenele de pe Y
U.M.F IAI
GENOMUL MITOCONDRIAL ADNmt cteva mii de copii per celul = 0,5% Genomul mitocondrial difer de genomul nuclear: mic (16.569 pb); circular; neasociat cu proteine; fr ADN repetitiv; compact: 97%=secvene codante
37 de gene:
Cele dou catene ale ADN mitocondrial au o compoziie bazic diferit: o caten "grea" (H) este mai bogat n guanin iar cealalt caten "uoar" (L) n citozin. ntr-o mic regiune, bucla D, ADN este alctuit din trei catene, prin sinteza unei piese scurte adiionale la catena H, cunoscut ca ADN 7S.
Codul genetic mitocondrial difer puin decel nuclear
contigue, fr introni.
TRANSPOZONIILa om elementele transpozabile sunt de tip: transpozoni, secvene de ADN copiate prin transpoziie mediat de ADN retrotranspozoni, la care transpoziia este realizat prin intermediul ARN
Secventa de inserat (IS) este flancata de 9 13 pb, repetitii inversate Repetitiile directe si inverse/inversate indica prezenta elementelor genetice mobile Secventa de inserat contine: -o regiune unica codanta pt. enzima transpozaza si -o zona centrala ce poate fi utilizata ca marker genetic
Integration of IS element in chromosomal DNA.
Transpozaza (se leaga de capetele transpozonului original,le sectioneaza si alipeste Tn in alt loc al genomului) ADN polimeraza umple golurile dintre capetele ramase lipicioase ADN ligaza inchide scheletul glucidofosforic
TRANSPOZONII (Tn)
comporta 2 tipuri de transpozitii: replicative si non - replicative
1. Tn original ramane la locul sau, se copiaza,iar copia este inserata la alt nivel creste nr.de copii ale Tn in genom;
Mecanism: copy - paste
Transpozitie replicativa (Copy-and-paste) Elementul transpozabil este copiat; copia se insera in segmentul cromozomial tinta.
Element transpozabil Replicare
Segm.tinta Integrare
Donor
Recipient
Transpozitia conservativa (Cut-and-paste) Elementul se muta prin excizie si integrare. Tn insusi ca entitate fizica se muta direct pe alt situs
Element transpozabil
Segment tinta Excisie & Integrare
Donor
Recipient
Retrotranspozitia apare cel mai frecvent laom 1. ADN-ul elementului mobil este transcris in RNA. 2. ARN-ul este revers-transcris in cDNA, care este apoi inserat in segmentul cromozomial acceptor.
Transcriere RNA
Target
Revers transcrierecDNA Integrare
Donor
Retrotranspozonii: elemente transpozabile a caror mobilitate este ARN-mediata
Reverse transcriptase encoded by the LINE-1 element
Little Alberts 6-34 Garland
Exista 3 clase importante de retrotranspozoni la mamifere: Retrovirusurile endogene au secvente asemanatoare retrovirusurilor, dar nu pot infecta celule noi avand actiune limitata la un singur genom; au revers-transcriptaza si LTR Retrotranspozonii nevirali, fara 3LTR (long terminal repeats), au revers-transcriptaza fiind capabili de transpozitie independenta Retro-pseudogenele = pseudeogene procesate, fara revers-transcriptaza, nu transpozeaza independent; sunt de 2 tipuri: - cu nr.redus de copii (LINEs) - cu nr. inalt de copii: SINEs; Ex. fam. Alu
Insusiri legate de functia genelor
Specificitatea ordonarea particulara a nucleotidelor pe o anumita secventa din structura primara a moleculei de AND
Pleiotropiaex: sindromul Marfan),
Expresivitatea polidactilie, sindactilie si adactilie, aceste deformatii sunt printre cele mai intalnite anormalitati congenitale.
Poligenia n cazul nlimii, greutii, inteligenei, culorii pielii si ochilor.
Exista boli sau malformatii congenitale determinate poligenic. Ex, spina bifida, luxatia congenitala de sold(displazia congenitala a articulatiei coxo-femurale) , diabetul zaharat, ulcerul duodenal etc.