7 Repararea Adn
-
Upload
alexandra-gita -
Category
Documents
-
view
65 -
download
5
description
Transcript of 7 Repararea Adn
MUTATIILE SI MUTATIILE SI PROCESUL PROCESUL
REPARATOR AL REPARATOR AL ADNADN
AsistAsist. Univ. Dr. . Univ. Dr. FlorinaFlorina RaicuRaicu
Copyright © Florina Raicu 2009
UMF Carol DavilaFacultatea de Medicina Generala
Catedra de Genetica
Mutatii. Generalitati. Mutatii. Generalitati. MUTATII PATOLOGICEMUTATII PATOLOGICEoo mutatii aparute la nivelul ADN nuclearmutatii aparute la nivelul ADN nuclear
oo Genomice:Genomice: altereaza numarul de cromozomi altereaza numarul de cromozomi din celula (anuploidii, poliploidii)din celula (anuploidii, poliploidii)
oo Cromozomale:Cromozomale: altereaza structura altereaza structura individuala a cromozomilorindividuala a cromozomilor
oo Genice:Genice: altereaza structura geneloraltereaza structura genelor
oo mutatii aparute la nivelul ADN mitocondrialmutatii aparute la nivelul ADN mitocondrial
POLIMORFISME ADNPOLIMORFISME ADNRepetitii in tandemRepetitii in tandem
oo SNPsSNPsoo VNTR: microsateliti (STR) si minisatelitiVNTR: microsateliti (STR) si minisateliti
Repetitii inalt repetitive dispersateRepetitii inalt repetitive dispersateoo Repetitii SINE si LINE Repetitii SINE si LINE oo Elemente genetice mobile Elemente genetice mobile --retrotranspozoniretrotranspozoni
VARIANTE VARIANTE ALE ALE
SECVENTEI SECVENTEI ADNADN
Hemofilia A
Diabet tip I
MUTATIILEMUTATIILEDefinitieDefinitie::MutatiaMutatia reprezintareprezinta o o alterarealterare sausau modificaremodificare aparutaaparuta la la nivelulnivelul materialuluimaterialului genetic.genetic.
MutatiaMutatia apareapare in:in:•• celulelecelulele linieiliniei germinalegerminale -- se se poatepoate transmitetransmite ereditarereditar•• celulelecelulele somaticesomatice -- nunu transmitetransmite ereditarereditar..
MutatiileMutatiile aparapar in: in: •• regiuniregiuni codificatoarecodificatoare ale ale genelorgenelor•• regiuniregiuni necodificatoarenecodificatoare: : regiuniregiuni reglatoriireglatorii sisi situsurisitusuri de splicing de splicing conservateconservate
EfecteEfecte ale ale mutatiilormutatiilor la la nivelnivelproteicproteic::
oo SinonimeSinonime ((silentioasesilentioase / / neutreneutre): ): nunu producproduc alterarialterari
oo NonNon--sinonimesinonime: :
EfecteleEfectele mutatiilormutatiilor asupraasuprastructuriistructurii ADN ADN ::
oo SubstitutiiSubstitutii
oo DeletiiDeletii
oo InsertiiInsertii•• expansiuniexpansiuni de de tripletetriplete•• duplicatiiduplicatii
•• tranzitiitranzitii•• transversiitransversii
•• missensemissense•• nonnon--sense sense •• frameshiftframeshift
TIPURI DE MUTATIITIPURI DE MUTATII
SubstitutiiSubstitutii::
•• tranzitiitranzitii•• transversiitransversii
Mutatia missense
ADN original codifica pentru o secventa de aminoacizi
Secventa de aminoacizi incorecta care poate produce o proteina nefunctionala
Amino acid Inlocuirea unei singurenucleotide
Baze
azotate
MissenseMissense
Mutatia nonsense
ADN original codifica pentru o secventa de aminoacizi
Codonul STOP care poate produce o proteinatruncata
Amino acidInlocuirea unei singure
nucleotide
Baze
azotate
NonsensNonsens
Mutatia frameshift
ADN original codifica pentru o secventa de aminoacizi
Modificarea cadrului de citire cu o singura baza azotata poateproduce o secventa anormala de aminoacizi
Amino acid
Baze
azotate
FrameshiftFrameshift
DeletiiDeletii
Mutatia cauzata de o deletie
ADN original codifica pentru o secventa de aminoacizi
Secventa de aminoacizi incorecta care poate produce o proteina nefunctionala
Amino acidDeletia unei singure nucleotide
Baze
azotate
InsertiiInsertiiMutatia cauzata de insertie
ADN original codifica pentru o secventa de aminoacizi
Secventa de aminoacizi incorecta care poate produce o proteina nefunctionala
Amino acid Insertia unei singurenucleotide
Baze
azotate
Mutatia cauzata de expansiunea de triplete MUTATIA DINAMICA
ADN original codifica pentru o secventa de aminoacizi
Secventa de aminoacizi incorect extinsaintroduce in proteina glutamina
Amino acid Trinucleotide repetate(CAG)
Baze
azotate
MutatiaMutatia dinamicadinamica
Slippage ADN Slippage ADN polimerazapolimerazaReplicare normala
Alunecare spre inapoicauzeaza insertie
Alunecare spre inaintecauzeaza deletie
DuplicatiaDuplicatia
Cromozom
Un fragment din ADN esteduplicat
Boala CharcotMarie Tooth
CAUZELE MUTATIILOR. FACTORI CU EFECT CAUZELE MUTATIILOR. FACTORI CU EFECT MUTAGENMUTAGEN
FACTORI EXOGENIFACTORI EXOGENI
••RadiatiiRadiatii ionizanteionizante••Raze UVRaze UV••AgentiAgenti chimicichimici••AgentiAgenti alkilantialkilanti••AgentiAgenti intercalantiintercalanti
SPECTRUL RADIATIILOR ELECTROMAGNETICESPECTRUL RADIATIILOR ELECTROMAGNETICECresteCreste lungimealungimea de de undaunda ScadeScade lungimealungimea de de undaunda
lungimealungimea de de undaunda
neionizantaneionizanta ionizantaionizanta
Frecventaextrem de
scazuta
Radio
microunde
infrarosu ultraviolet Raze gamma
Raze X
Surse
TIPUL DE RADIATIE
FACTORI ENDOGENIFACTORI ENDOGENI
••DepurinareaDepurinarea••DeaminareaDeaminarea••EroriErori in in replicareareplicarea ADNADN••EroriErori in in recombinarearecombinarea ADNADN••EseculEsecul procesuluiprocesului reparatorreparator
CAUZELE MUTATIILOR. FACTORI CU EFECT CAUZELE MUTATIILOR. FACTORI CU EFECT MUTAGENMUTAGEN
RaspunsulRaspunsul celulelorcelulelor la la alterareaalterareaADNADN
1.1.ReparareaRepararea ADNADN
2.2.ControlulControlul cicluluiciclului celularcelular3.3.ApoptozaApoptoza4.4.TolerareaTolerarea leziunilorleziunilor
Repararea erorilor de imperechere Repararea erorilor de imperechere (Mismatch) (Mismatch) Repararea directa Repararea directa Repararea prin excizia bazelor azotate Repararea prin excizia bazelor azotate
(BER) (BER) Repararea prin excizia nucleotidelor Repararea prin excizia nucleotidelor
(NER)(NER)Repararea post replicatorie (prin Repararea post replicatorie (prin
recombinare) recombinare)
Ataxia telangiectaziaAnemia Fanconi
PROCES REPARATOR ADNPROCES REPARATOR ADNInainte Dupa
Foton UV
I. SISTEMUL DE REPARARE AL ERORILOR DE IMPERECHEREI. SISTEMUL DE REPARARE AL ERORILOR DE IMPERECHERE(Mismatch Repair System)(Mismatch Repair System)
SistemulSistemul de la de la organismulorganismul model model Escherichia coliEscherichia coli
Cancer de colon Mutatii in genele omoloage
MSH si MLH
DIMERUL DE TIMINA
Radiatie UV
Inel ciclobutanic
II. REPARARE DIRECTAII. REPARARE DIRECTA
•• FotoreactivareaFotoreactivarea –– ADN ADN fotoliazafotoliaza
•• IndepartareaIndepartarea gruparilorgruparilor metilmetil din G din G -- enzimaenzima MTMGMTMG
III. REPARARE PRINIII. REPARARE PRINEXCIZIA BAZELOR (BER)EXCIZIA BAZELOR (BER)
SuntSunt excizateexcizatebazelebazele modificatemodificate
chimicchimic
IV. REPARARE PRIN IV. REPARARE PRIN EXCIZIA NUCLEOTIDELOREXCIZIA NUCLEOTIDELOR
Xerodermapigmentosum
SistemulSistemul de la de la organismulorganismul model model Escherichia coliEscherichia coliimplicaimplica doardoar 4 4 proteineproteine
La La omom existaexista 25 de 25 de proteineproteine din din care 7 care 7 --XPA, XPB, XPC…XPG XPA, XPB, XPC…XPG --responsabileresponsabile de de XerodermaXerodermapigmentosumpigmentosum
. . . .. . . .ExistaExista sisiReparareReparare cuplatacuplata cu cu
transcriptiatranscriptia
V. REPARAREA V. REPARAREA RUPTURILOR RUPTURILOR
BICATENARE BICATENARE ––Double strand break Double strand break
(DSB)(DSB)
ReparareaRepararea prinprinrecombinarerecombinareomoloagaomoloaga –– se se bazeazabazeaza pepeinformatiainformatia aflataaflata pepecromozomulcromozomul omologomolog
ReparareaRepararea prinprinrupererupere realipirerealipire(Non(Non--homologous End homologous End Joining)Joining)
SintezaSintezatransleziunilortransleziunilor
Avem o alela mutanta si o alela normala: Avem o alela mutanta si o alela normala: de ce se manifesta/ de ce nu se manifesta alela de ce se manifesta/ de ce nu se manifesta alela
mutanta?mutanta?
Patologie moleculara Patologie moleculara -- mecanismemecanisme
•• LOSS LOSS –– OF OF –– FUNCTIONFUNCTION –– produsul genic prezintaprodusul genic prezintao functie redusa sau absentao functie redusa sau absenta
•• GAIN GAIN –– OF OF –– FUNCTIONFUNCTION –– produsul are un efect pozitiv anormalprodusul are un efect pozitiv anormal
CelCel maimai important aspect al important aspect al mutatiilormutatiilor esteeste legatlegat de de efectulefectul lorlor asupraasupraorganismuluiorganismului ::
LOSS LOSS –– OF OF –– FUNCTIONFUNCTION (LOF)(LOF)Caracterizeaza Caracterizeaza fenotipul recesivfenotipul recesiv
HaploinsuficientaHaploinsuficientaMutatia reduce la jumatate cantitatea de produs normal al copieiMutatia reduce la jumatate cantitatea de produs normal al copieide alele iar acesta cantitate nu este suficienta pentru de alele iar acesta cantitate nu este suficienta pentru functionalitatea normalafunctionalitatea normala
Efect dominant negativEfect dominant negativAlela mutata produce o proteina ce interfera cu actiunea celei Alela mutata produce o proteina ce interfera cu actiunea celei normalenormale
GAIN GAIN –– OF OF –– FUNCTION (GOF) FUNCTION (GOF) Caracterizeaza Caracterizeaza fenotipul dominantfenotipul dominantMutatia prin castig de functie conduce la formarea unei noi protMutatia prin castig de functie conduce la formarea unei noi proteine cu eine cu functie patologica functie patologica
Boala Hungtington
NOMENCLATURA UTILIZATA IN DESCRIEREA EFECTULUI UNEI NOMENCLATURA UTILIZATA IN DESCRIEREA EFECTULUI UNEI GENEGENE::
•• alelaalela nulanula / / amorfaamorfa -- alelaalela mutantamutanta nunu produce produce niciunniciun produsprodus;;
•• hipomorfahipomorfa –– alelaalela produce o produce o cantitatecantitate redusaredusa din din produsulprodusul genicgenic sausauare o are o activitateactivitate redusaredusa;;
•• hipermorfahipermorfa -- alelaalela produce o produce o cantitatecantitate crescutacrescuta din din produsulprodusul genicgenicsausau are o are o activitateactivitate crescutacrescuta;;
•• neomorfaneomorfa -- alelaalela are o are o nouanoua activitateactivitate;;
•• antimorfaantimorfa -- alelaalela a a careicarei activitateactivitate antagonizeazaantagonizeaza cu cu produsulprodusulnormal al normal al aleleialelei normalenormale;;