Universitatea Apollonia IAI Facultatea de Medicin Dentar Specialitatea: Medicin Dentar

Materie: GeneticaTema: Bolile Mitocondriale

Coordonator: S. L. dr. Daraba Oana Student: Prilepov Andrei

Cuprins: Genomul mitocondrial Mutatiile ADNmt Transmiterea la descendenti a mutatilor ADNmt Manifestarile clinice ale afectiunilor mitocondriale Boli mitocondriale Bibliografie

BOLILE MITOCONDRIALEBolile mitocondriale sunt un tip particular de boli monogenice produse de mutaii n genomul mitocondrial care afecteaz producerea de energie n muchi i nervi; ele au un rol important n mbtrnirea celular. Se cunosc pn n prezent 60 de boli mitocondriale, majoritatea rare.

Genomul mitocondrialCelulele umane conin ntre 500 i 2000 de mitocondrii, fiecare din aceste organite avnd in alctuirea ei 2-10 molecule de AND dublu catenar.Cele dou catene de AND se deosebesc prin coninutul lor in baze azotate: una dintre ele este bogata in guanin (lanul greu H), n mod corespunztor, catena complementar are un continut nalt de citozin (lanul usor L). ADNmt nu formeaz complexe cu histonele, de aceea ADNmt este deosebit de vulnerabil la aciunea agenilor mutageni.Mitocondriile nu posed sisteme eficiente de reparare a AND i ca atare, erorile inerte replicrii, precum si leziunile produse accidental, rmn n marea lor majoritate necorectate i se acumuleaz n genom sub form de mutaii.ADNmt este lipsit de introni, exceptnd un segment de aproximativ 1000 pb in care se afl orginea replicrii lantului ct i promotorii transcrierii ambelor catene; intreaga secven de AND este copiat n molecule funcionale de ARN.In genomul mitocondrial se alf doar 37 de gene, toate particip prin produii lor la constituirea lanului respirtor, format din peste 100 de polipeptide.Genele mitocondriale codific 22 de tipuri de ARNt, dou tipuri de ARNr si 13 polipeptide.

Mutatiile ADNmt

n genomul mitocondrial au fost identificate diferte tipuri de mutaii: substituii, deleii i inserii ale unei singure perechi de nucleotide (mutaii punctiforme), precum i deleii, duplicaii i rearanjri interesnd secvene cu lungimi de sute sau mii de nucleotide.

Mecanismele producerii acestor alterari nu difer de cele prin care sunt generate mutaiile genomului nuclear: Erorile replicrii se fac rspunzatoare de apariia mutaiilor spontante; Leziunile AND provocate de agenii din mediul intern sau extern formeaz categoria mutaiilor induse.

Mutaiile neutre sunt lipsite de consecine fenotipice importante i ca atare asupra lor nu se exercit presiunea sleciei naturale. Aceste mutaii rezult prin substituii mononucleotidice n poziia a treia a tripletelor codificatoare sau n regiunea necodant (bucla D).

Mutaiile detrimentale conduc la apariia unor manifestri clinice a caror severitate difer n funcie de gradul heteroplasmiei, tipul celulelor care le poart i gena afectat. Depleia mitocondrial se refer la reducerea drastic (uneori cu 98%) a cantitii de ADNmt. Depleia se produce, de regul ntr-un singur organ, cruia i deterioreaz profund i ireversibil capacitatea funcional.

Transmiterea la descendenti a mutatilor ADNmt

Mutaiile produse n genele mitocondriale se transmit exclusiv pe linie matern, spermatozoizii nu contribuie cu citoplasma lor la formarea zigotului. Toate cele aproximativ 200.000 de mitocondrii prezente n citoplasma zigotului aparin ovulului.Viitorul organism va avea doar mitocondrii materne.

Mamele ii transmit genotipul mitocondrial copiilor de ambele sexe, dar numai ficele il vor transmite generatiei urmatoare. n cazul n care femeia purtatoare are numai descendeni de sex masculin, mutaia va fi eliminat din populaie deoarece barbii nu pot asigura propagarea ei n succesiunea generaiilor.

Manifestarile clinice ale afectiunilor mitocondriale

Principalele elemente care sugereaz implicarea alterrii funciilor mitocondriilor netiopatogenia unei boli sunt:

caracterul necoerent al asocierii semnelor i simptomelor clinice; debutul precoce i evoluia rapid progresiv; modificri recurente survenite n tabloul clinc cu ocazia unor infecii (ameliorri, agravri); prezena n tabloul clinic al bolilor comune a unor combinaii de trsturi atipice, inexplicabile; afectarea concomitent a cel putin 3 organe care nu au n comun nici originea embriologic i nici funciile biologie.

Boli mitocondriale

Principalele tipuri de boli mitocondriale sunt:

Oftalmoplegia extern cronic progresiv Sindromul Kearns-Sayre (KSS); Miopatii oculare; Cardiomiopatii ereditare; Sindromul MELAS; Neuropatia ereditara Leber; Boala Alzheimer cu debut tardiv.

Oftalmoplegia externa cronica progresiva:

cderea pleoapei; paralizarea muschilori motori ai ochiului (oftalmoplegie); tulburri miopatice la nivelul musculaturii membrelor; proliferarea anormal a mitocondriilor;

Sindromul Kearns-Sayre (KSS):

Hipostatur; Surditate; Oftalmoplegie extern; Semne de hiperparatiroidie; Retinopatie pigmentar atipic; Debuteaz nainte de 20 de ani; Oftalmoplegina si Sindromul KSS sunt consecinta unei deletii unice mari a ADNmt.

Sindromul MELAS (Mitochondrial myopathy, Encephalopathy, Lactic acidosis, Stroke-like episodes) este o boal multi sistemic i prezint o ampl varietate de anomalii:

Hipostatur; Surditate; Convulsiile generalizate; Episoade de vom;

Neuropatia ereditara Leber:

Debuteaz prin nevrit subacut nedureroas; Pierderea vederii se instaleaz brusc; Neuropatii periferice; Defecte de conducere cardiac; Mutaiile au loc la nivelul genelor ND1 si ND4;

Analiza ADNului mitocondrial are ca scop identificarea mutaiilor, a secvenelor denucleotide diferite la omul modern. ADNmt cu cele mai multe mutaii se gsete la populaiile africane, ceea ce indic o origine mai veche a acestora pentru c acumularea de mutaii ntr-o populaie cere timp. S-a alctuit un arbore filogenetic al ADNmt bazat pe compararea diferenelor dintre africani i non-africani. innd cont de modul particular de transmitere al ADNmt uman, exclusiv pe linie matern, s-a emis Ipoteza Eva. Eva (n sens figurativ) este mama ancestral, al crei ADNmt s-a transmis n descenden, acumulnd mutaii n timp i rspndindu-se n populaiile umane. Prin diverse metode s-a putut determina cnd i unde a trit aceast femeie ancestral ipotetic. S-au identificat diferenele dintre secvena ADNmt a diferitelor populaii umane i diferenele fa de cimpanzeu, calculndu-se o rat a mutaiei de 4% la un milion de ani (presupunnd c rata mutaiei a rmas constant). Se ltie c cimpanzeul s-a separat acum 5 milioane de ani i sa dedus c Eva mitocondrial a trit acum 200 000 de ani, n Africa. Analiza comparativ a secvenei ADN a cromozomului Y (se transmite exclusiv pe linie patern) provenit de la brbai africani, europeni, australieni, japonezi i masculi de cimpanzeu arat diferene nesemnificative, ceea ce indic apariia cromozomului Y, cu circa 188 000 de ani n urm.

Bibliografie: Covic M., Stefanescu D., Sandovici I., Genetica moleculara, editia II, Ed. Polirom Iasi, 2011 http://www.viata-medicala.ro/*articleID_5066-dArt.html http://www.scribd.com/doc/190577825/Boli-Genetice http://www.scribd.com/doc/38845220/Boli-genetice