VARIAŢII ÎN EXPRESIA GENEI ŞI VARIAŢII ÎN EXPRESIA GENEI ŞI SIMULAREA MENDELISMULUISIMULAREA MENDELISMULUI

numeroase situaţii în care:

fenotipul (expresia clinică) unei gene date nu este cea aşteptată,

fenotipul (expresia clinică) unei gene date este variabil în expresia ei,

situaţii în care transmiterea de tip mendelian poate fi perfect simulată.

2

2

2

2

1

1

1

1

1

3

3

3 4 5 6 7 8

4

4

I

II

III

IV

V

5

?

2

22

22

22

1

11

11

11

11

3

3

33 4 5 6 7 8

4

4

I

II

III

IV

V

5

??

PENETRANŢAPENETRANŢA

frecvenţafrecvenţa, exprimată în procente, cu care , exprimată în procente, cu care se manifestă un genotip particularse manifestă un genotip particular

sausau

proporţiaproporţia de heterozigoţi pentru o genă de heterozigoţi pentru o genă dominantă care exprimă o trăsătură datădominantă care exprimă o trăsătură dată

sau sau

procentulprocentul de purtători ai unei mutaţii, care de purtători ai unei mutaţii, care manifestă caracterul mutantmanifestă caracterul mutant

Penetranţa completăPenetranţa completă (100%) (100%) toţi purtătorii unui genotip particular manifestă fenotipul, toţi purtătorii unui genotip particular manifestă fenotipul, (toţi homozigoţii în ereditatea recesivă şi toţi heterozigoţii (toţi homozigoţii în ereditatea recesivă şi toţi heterozigoţii

în ereditatea dominantă prezintă fenotipul dat).în ereditatea dominantă prezintă fenotipul dat).

Penetranţa incompletăPenetranţa incompletă (penetranţa redusă) (penetranţa redusă)o proporţie din indivizii cu un genotip particular nu pot să o proporţie din indivizii cu un genotip particular nu pot să

exprime fenotipic trăsătura.exprime fenotipic trăsătura.

Non-penetranţaNon-penetranţa un individ cu un genotip particular nu poate să exprime un individ cu un genotip particular nu poate să exprime fenotipul din cauza intervenţiei unor factori genetici sau fenotipul din cauza intervenţiei unor factori genetici sau

ne-genetici.ne-genetici.

PENETRANŢAPENETRANŢA

PENETRANŢAPENETRANŢA

?Explicaţia penetranţei nu este cunoscută

PENETRANŢAPENETRANŢA

!Uneori, expresia genei se manifestă numai prin

probe de laborator, clinic ea fiind “mută”

ex.: sferocitoza ereditară se poate manifesta numai prin existenţa hematiilor microsferocitare şi a reticulocitozei

PENETRANŢAPENETRANŢA

Factorii care pot influenţa penetranţa unei trăsături :Factorii care pot influenţa penetranţa unei trăsături :

MediulMediul.. Ex. gena deficienţei de Ex. gena deficienţei de Glucozo-6-fosfat-dehidrogenazăGlucozo-6-fosfat-dehidrogenază (G- (G-6-PD), cu transmitere X-R, nu se exprimă decât la pacienţii expuşi 6-PD), cu transmitere X-R, nu se exprimă decât la pacienţii expuşi la substanţe cu potenţial toxicla substanţe cu potenţial toxic

VârstaVârsta. Ex. . Ex. Choreea HuntingtonChoreea Huntington

SexulSexul. Ex. . Ex. Septul vaginal transversSeptul vaginal transvers (AR) are o penetranţă completă (AR) are o penetranţă completă la femeile homozigote, în timp ce la homozigoţii de sex masculin, la femeile homozigote, în timp ce la homozigoţii de sex masculin, trăsătura nu se manifestătrăsătura nu se manifestă

Acurateţea clinică a diagnosticuluiAcurateţea clinică a diagnosticului. Ex. un nivel scăzut de fosfat . Ex. un nivel scăzut de fosfat

seric la o fiică clinic normală a unui bărbat cu seric la o fiică clinic normală a unui bărbat cu Rahitism vitamino-D Rahitism vitamino-D rezistentrezistent ( (HipofosfatemiaHipofosfatemia clasică), boală cu transmitere X-D, clasică), boală cu transmitere X-D, semnalează prezenţa genei; semnalează prezenţa genei;

PENETRANŢAPENETRANŢA

Exemple de afecţiuni cu ereditate AD cu Exemple de afecţiuni cu ereditate AD cu penetranţa incompletă:penetranţa incompletă:

Sindromul Gardner (Polipoza Sindromul Gardner (Polipoza intestinalăintestinală)) 84%84%

Pancreatita ereditarăPancreatita ereditară 80%80% Retinoblastomul bilateralRetinoblastomul bilateral 80%80% OtosclerozaOtoscleroza 40%40%

EXPRESIVITATEAEXPRESIVITATEAatribut al fenotipului care implică atribut al fenotipului care implică

variabilitatea intensităţiivariabilitatea intensităţii de manifestare a unei trăsături oarecarede manifestare a unei trăsături oarecare

ea exprimă deci ea exprimă deci intensitateaintensitatea cu care se manifestă un fenotip datcu care se manifestă un fenotip dat

sau,sau,

în patologia umană, în patologia umană, severitateaseveritatea manifestărilor clinicemanifestărilor clinice

ale unei anumite boliale unei anumite boli

EXPRESIVITATEA

PLEIOTROPIAPLEIOTROPIA[[“o genă, mai multe “o genă, mai multe

efecte”efecte”]]

se referă la efectele fenotipice se referă la efectele fenotipice multiple produse de către o singură multiple produse de către o singură

genă mutantă. Ex. genă mutantă. Ex. s. Marfans. Marfan

HETEROGENITATEA GENETICĂHETEROGENITATEA GENETICĂ [[“mai multe gene, un singur efect” “mai multe gene, un singur efect” ]]

un acelaşi caracter fenotipic este un acelaşi caracter fenotipic este determinat de mai multe gene, situate determinat de mai multe gene, situate

pe loci diferiţi.pe loci diferiţi. Ex.: manifestări similareEx.: manifestări similare sindromului Marfan sindromului Marfan, ,

prezintă aşa numitele prezintă aşa numitele Sindroame MarfanoideSindroame Marfanoide, , cum ar fi: luxaţia de cristalin din cum ar fi: luxaţia de cristalin din homocistinuriehomocistinurie, , arahnodactilia contracturală arahnodactilia contracturală congenitală, sindromul hipermobil marfanoidcongenitală, sindromul hipermobil marfanoid , , ş.a. ş.a.

EREDITATEA INTERMEDIARĂ(Dominanţa parţială; Semidominanţa)

Dominanţa este nu numai o proprietate a perechilor de alele ci şi a trăsăturilor fenotipului observat. Deci, ca şi perechile de alele, unele trăsături fenotipice pot fi dominante în timp ce altele, nu.

Dominanţa completă Non-dominanţa Dominanţa parţială

1,0

0,5

0

AA Aa AA AA

aa

Aa

aa

Aa

aa

PSEUDODOMINANŢAPSEUDODOMINANŢA

aa Aa

Aa Aa aa aa

EREDITATEA MASCULINĂ ÎN EREDITATEA MASCULINĂ ÎN EREDITATEA X- DOMINANTĂEREDITATEA X- DOMINANTĂ În câteva boli X-linkate dominante, În câteva boli X-linkate dominante,

hemizigoţii masculini sunt afectaţi atât hemizigoţii masculini sunt afectaţi atât de sever încât mor înainte de naştere de sever încât mor înainte de naştere sau la naştere rezultând pedigree-uri în sau la naştere rezultând pedigree-uri în care apar numai femei afectate.care apar numai femei afectate.

Exemple: Exemple: Sindromul Goltz (Hipoplazia Sindromul Goltz (Hipoplazia focală dermică), Incontinentia pigmenti, focală dermică), Incontinentia pigmenti, Sindromul oro-facio-digital,...Sindromul oro-facio-digital,...

TRĂSĂTURI SEX-INFLUIENŢATE TRĂSĂTURI SEX-INFLUIENŢATE ŞI SEX-LIMITATEŞI SEX-LIMITATE

Sunt unele trăsături a căror frecvenţă este net diferită Sunt unele trăsături a căror frecvenţă este net diferită ca exprimare la cele 2 sexe: ca exprimare la cele 2 sexe:

Exemplu de Exemplu de trăsătură sex-influenţatătrăsătură sex-influenţată: tipul de : tipul de cheliechelie în în care bărbaţii exprimă trăsătura mai des decât femeile (AD la care bărbaţii exprimă trăsătura mai des decât femeile (AD la bărbaţi, AR la femei).bărbaţi, AR la femei).

Exemplu de Exemplu de trăsătură sex-limitatătrăsătură sex-limitată, în care deşi trăsătura , în care deşi trăsătura este cu transmitere autozomală, ea se exprimă numai la un este cu transmitere autozomală, ea se exprimă numai la un singur sex:singur sex:

- - Septul vaginal transvers (AR)Septul vaginal transvers (AR) - Hidrometrocolpos la femei (AR)- Hidrometrocolpos la femei (AR) - Pubertatea precoce la băieţi (AD).- Pubertatea precoce la băieţi (AD).

TRĂSĂTURI LETALETRĂSĂTURI LETALE

determină modificări drastice ale fenotipului normal, cauzatoare, determină modificări drastice ale fenotipului normal, cauzatoare, în fapt, de decesul individului care o poartăîn fapt, de decesul individului care o poartă

Moartea geneticăMoartea genetică este decesul unui individ cauzat de o trăsătură genetică. este decesul unui individ cauzat de o trăsătură genetică. Letalitatea prenatalăLetalitatea prenatală cuprinde totalitatea avorturilor precoce sau tardive precum cuprinde totalitatea avorturilor precoce sau tardive precum

şi a născuţilor morţi.şi a născuţilor morţi. Letalitatea post-natalăLetalitatea post-natală cuprinde totalitatea deceselor de cauză genetică care se cuprinde totalitatea deceselor de cauză genetică care se

produc după naştere dar înainte ca purtătorul genei să atingă maturitatea produc după naştere dar înainte ca purtătorul genei să atingă maturitatea reproductivă. Sunt 3 situaţii:reproductivă. Sunt 3 situaţii:

• Trăsătura semi-letalăTrăsătura semi-letală se referă la situaţiile în care moartea genetică se se referă la situaţiile în care moartea genetică se produce la peste 90% din indivizii afectaţi;produce la peste 90% din indivizii afectaţi;

• Trăsătura sub-letalăTrăsătura sub-letală se referă la situaţiile în care moartea genetică se se referă la situaţiile în care moartea genetică se produce la 50-90% din indivizii afectaţi;produce la 50-90% din indivizii afectaţi;

• Trăsătura sub-vitalăTrăsătura sub-vitală se referă la situaţiile în care penetranţa genei este atât se referă la situaţiile în care penetranţa genei este atât de scăzută încât mai puţin de 50% din indivizii unui genotip dat, mor înainte de scăzută încât mai puţin de 50% din indivizii unui genotip dat, mor înainte de vârsta reproducerii.de vârsta reproducerii.

Exemple de gene letale recesive post-natale: Exemple de gene letale recesive post-natale: Distrofia musculară progresivă Duchenne Distrofia musculară progresivă Duchenne (XR), Xeroderma pigmentosum (AR), Thalasemia (AR),...(XR), Xeroderma pigmentosum (AR), Thalasemia (AR),...

VÂRSTA DE DEBUTVÂRSTA DE DEBUT

PrenatalPrenatal: : Sindroame plurimalformative, Anomalii Sindroame plurimalformative, Anomalii cromozomialecromozomiale

PerinatalPerinatal: : Galactozemie, MucoviscidozaGalactozemie, Mucoviscidoza Sugar şi copil micSugar şi copil mic: : Fenilcetonuria, Stenoza Fenilcetonuria, Stenoza

congenitală hipertrofică de pilorcongenitală hipertrofică de pilor Copilăria timpurieCopilăria timpurie: : Distrofia musculară DuchenneDistrofia musculară Duchenne Copilăria tardivăCopilăria tardivă: : Distrofia musculară, forma Distrofia musculară, forma

centurilorcenturilor PubertatePubertate: : Disgenezii gonadale (Disgenezia gonadală Disgenezii gonadale (Disgenezia gonadală

pură - fetiţe XY; Sindromul Klinefelterpură - fetiţe XY; Sindromul Klinefelter)) AdolescenţaAdolescenţa: : Porfiria intermitentă acutăPorfiria intermitentă acută AdultAdult: : Sindromul Alport (nefrită + surditate), Sindromul Alport (nefrită + surditate),

Choreea HuntingtonChoreea Huntington

SIMULAREA MENDELISMULUISIMULAREA MENDELISMULUI

Boli cu determinism poligenic, multifactorialBoli cu determinism poligenic, multifactorial ; ; Anomalii cromozomialeAnomalii cromozomiale ca deleţiile cromozomiale minore sau ca deleţiile cromozomiale minore sau

inversiunile pericentrice;inversiunile pericentrice; Genotipul maternGenotipul matern. Descendenţii unei femei cu . Descendenţii unei femei cu fenilcetonuriefenilcetonurie sau sau

hipotiroidiehipotiroidie sunt retardaţi mintal datorită mai degrabă genotipului mamei sunt retardaţi mintal datorită mai degrabă genotipului mamei decât celui al copilului însuşi;decât celui al copilului însuşi;

Infecţii congenitaleInfecţii congenitale ca cele produse prin unul din agenţii grupului ca cele produse prin unul din agenţii grupului TORCH (TORCH (TTooxoplasmoză, xoplasmoză, RRubeola, ubeola, CCitomegalovirus, itomegalovirus, HHerpes viruserpes virus), poate ), poate afecta fratrii multiple şi deci imita o ereditate recesivă;afecta fratrii multiple şi deci imita o ereditate recesivă;

Infecţii virale lenteInfecţii virale lente, (, (boala Kuruboala Kuru, etc);, etc); Sindroame malformative teratogeneSindroame malformative teratogene ca ca sindromul alcoolic fetal,sindromul alcoolic fetal, pot pot

imita ereditatea recesivă; imita ereditatea recesivă; FenocópiileFenocópiile: trăsături fenotipice induse de mediu care mimează o : trăsături fenotipice induse de mediu care mimează o

trăsătură ereditară. (ex.: trăsătură ereditară. (ex.: surditateasurditatea). De obicei, fenocópia este un “caz ). De obicei, fenocópia este un “caz sporadic”, dar un “caz sporadic” poate fi cauzat şi genetic.sporadic”, dar un “caz sporadic” poate fi cauzat şi genetic.

Uneori, influenţele persistente de mediu pot afecta rudele în mod similar. Uneori, influenţele persistente de mediu pot afecta rudele în mod similar. (Exemple: unele boli reumatismale, tuberculoza, ş.a.).(Exemple: unele boli reumatismale, tuberculoza, ş.a.).

EREDITATEA MITOCONDRIALĂEREDITATEA MITOCONDRIALĂ