GENETICA UMAN I IMPORTANA EI N MEDICINA MODERN

Conf. dr. Cristina RUSU

A. CONINUTUL GENETICII UMANE.GU = domeniul de aplicaie al geneticii la OM.

GENETICA TIINA EREDITII I VARIABILITII 1.1. EREDITATEA 1.2. VARIABILITATEA

1.1. EREDITATEA a). Ereditatea = proprietatea unui individ de a transmite la descendeni caracterele sale (personale i ale speciei).

!! Se transmit informaiile necesare pentru realizarea caracterelor. Ereditatea presupune stocarea, expresia i transmiterea informaiei pentru realizarea caracterelor unui individ.

1.1. EREDITATEAb). Substratul molecular al ereditii este acidul dezoxiribonucleic (ADN) 3 funcii majore.

(1). ADN deine informaia ereditar codificat GENOM = totalitatea informaiei din ADN.

GENA = unitatea de informaie ereditar un segment de ADN care deine informaia pentru un caracter "o gen un caracter " MUTAIE = modificarea structurii genei o variant genic (alel ), normal sau anormal.

GENAADNCuloarea ochilor (ochi negri)M 1M 2Variant / alel normalVariant / alel anormalOCHI ALBATRIALBINISM OCULARCARACTERMutaiile = cauze majore de boal sau predispoziie la boalmutaie 1mutaie 2PROTEIN

(2). ADN exprim informaia ereditar codificat sinteza unor proteine specifice caracter:

"o gen o protein un caracter" 1.1. EREDITATEA

a) GENA este un segment de ADN care deine informaia genetic codificat (sub forma unei secvene de nucleotide), ce determin un caracter. Informaie este TRANSCRIS n ARNmi apoi TRANSLAT (decodificat) sub forma unei secvene specifice de aminoacizi, constituind o PROTEIN, care st la baza unui anumit CARACTER.

(3). ADN transmite informaia ereditar n succesiunea generaiilor, prin: biosinteza (dublarea) ADN; diviziune celular (mprire egal a ADN n 2 celule fiice).1.1. EREDITATEA

b) Transmiterea informaiei genetice

prin biosinteza ADN (replicare semiconservativ = cheia ereditii)

i

diviziunea celulei.Ambele procese erori mutaii boli

1.1. EREDITATEAc). Aparatul genetic = structurile celulare ce conin ADN (nucleul i mitocondriile)

+ structuri celulare pentru realizarea rolurilor ADN (ribozomi si centrioli)

(1). NUCLEUL 99,5% ADN

ADN + proteine fibre de cromatin CROMOZOMI.

cromozomii = substratul morfologic al ereditii; n celulele somatice 46 de cromozomi (2n = numr diploid); n celulele sexuale 23 de cromozomi (n = numr haploid).

(2). MITOCONDRIILE 0.5% ADN.Microscop Microscopelectronic optic

1.2. VARIABILITATEAa). Variabilitatea = fenomenele care produc diferenele genetice dintre indivizii unei populaii, precum i ntre populaii diferite.

b). Surse: mutaiile, recombinrile genetice i migraiile.

c). Consecin: fiecare individ are o structur genetic unic i specific.

2. GENETICA UMAN: DISCIPLIN FUNDAMENTAL, CLINIC I MEDICO-SOCIAL.a). GU disciplin fundamental studiaz structurile, mecanismele i legile de baz ale ereditii la OM.

2. GENETICA UMAN: DISCIPLIN FUNDAMENTAL, CLINIC I MEDICO-SOCIAL.b). GU specialitate clinic (genetica medical) studiazrelaia dintre ereditate i boal;

GENETICA MEDICAL studiaz aplicaiile geneticii la medicin specialitate clinic distinct : diagnosticul i ngrijirea pacienilor cu boli genetice + familiile lor prin: sfat genetic, diagnostic prenatal, screening neonatal sau diagnostic presimptomatic.

Ponderea serviciilor de genetic n asistena medical este important i nu poate fi ignorat.

2. GENETICA UMAN: DISCIPLIN FUNDAMENTAL, CLINIC I MEDICO-SOCIAL.c). GM disciplin medico-social

intereseaz pacientul + familia + societatea;

bolile genetice = "problem major de sntate public":

afecteaz peste 5% din nou-nscui,

intereseaz orice organ i orice vrst,

boli cronice i invalidante,

necesit cheltuieli importante,

pot fi prevenite programe de profilaxie.

B. OMUL, EREDITATEA I MEDIUL 1. INDIVIDUALITATEA GENETIC I BIOLOGIC.(1) individualitate genetic sau GENOTIP

= combinaie unic de variante genice specific fiecrui individ;

programul genetic al dezvoltrii etape: succesive, obligatorii,diferite calitativ i precis definite n timp, ce constituie dezvoltarea ontogenetic. (2) individualitate biologic sau FENOTIP

= ansamblul UNIC de caractere specifice, produse prin interaciunea, permanent, dar n proporii diferite, dintre ereditate (genotip) i mediu.

FIECARE OM ESTE UNIC PRIN STRUCTURA SA GENETIC i PRIN MEDIUL N CARE S-A DEZVOLTAT N TIMPb). Importana conceptului de individualitate biologic:

vulnerabilitatea diferit a oamenilor la mbolnvire; manifestrile i gravitatea diferit a unei boli la pacieni diferii;

rspunsul diferit la tratament;

"nu exist boli ci numai bolnavi"

2. DETERMINISMUL CARACTERELOR FENOTIPICE Ponderea GENOTIPULUI i MEDIULUI este diferit trei categorii de caractere FENOTIPICE: C. pur ereditare;

C. multifactoriale determinate de interaciunea ereditate - mediu;

C. pur ecologice (neereditare).Ereditate (1) (2) (3) Mediu

2.1. CARACTERE FENOTIPICE PUR EREDITARE. Determinate exclusiv de genotip.Trei tipuri: caractere de specie, caractere ereditare normale, caractere anormale sau boli genetice

a). Caracterele de specie sunt strict genetice (setul fix i caracteristic de cromozomi barier reproductiva).

2.1. CARACTERE FENOTIPICE PUR EREDITARE. b). Caracterele ereditare NORMALE

Produse de o pereche de gene alele (caractere monogenice);

Transmise conform legilor lui Mendel (mendeliene);

Polimorfice (multe variante n populaie);Grupe sanguine ABO, Rh;Grupe serice (haptoglobine, transferine);Grupe enzimatice;Grupe tisulare (HLA);

Caractere biochimice;

INDICAIECARACTERE STUDIATETransfuzii de sngePrevenirea bolii hemolitice a noului nscutGrupe sanguine (ABO, Rh, MN, Xg)Grup sanguin RhTransplant de organHLATeste de paternitateIdentificare persoaneGrupe sanguine/ serice (ABO, Rh, MN, Xg, Hp), status secretor, sensibilitate gustativ, dermatoglifeLocalizare gene pe cromozomi (studii de nlnuire)Grup sanguin ABO, status secretor, HLADiferentiere gemeni monozigoti (identici, GMZ) i dizigoti (diferii, GDZ)GMZ: caractere monogenice (grupe sanguine, status secretor, sensibilitate gustativ) 100% identice; caractere multifactoriale 70-90% identice;

GDZ: caractere monogenice i multifactoriale diferite

2.1. CARACTERE FENOTIPICE PUR EREDITARE. c). Caracterele ereditare ANORMALE ( b. genetice):produse de mutaii,

prezente numai la unii indivizi.

Reprezentate de BOLI GENETICE: B. cromozomiale (ex., sdr. Down trisomia 21), B. monogenice (ex., sdr. hemofilia),B. mitocondriale (ex., atrofia optic Leber).

Bolile genetice pot fi ereditare (genetic ereditar)

Manifestarea poate fi influenat de mediu ex.: fenilcetonuria RM, afectare neurologica depistare neonatal + tratament N

2.2. CARACTERE DETERMINATE DE INTERACIUNEA EREDITATE MEDIU (MULTIFACTORIALE)a). Caracterele multifactoriale NORMALE numeroase: talia, greutatea,culoarea pieliidermatoglife (amprente)TA, inteligena, etc. Limita superioar(potenial genetic)

EREDITATE(GENOTIP)MEDIUCARACTER(FENOTIP)

2.2. CARACTERE MULTIFACTORIALEb). Caractere anormale = boli multifactoriale Factorii genetici predispoziie genetic (PG) la mbolnvire; PG + M = BOAL

NU se transmit mendelian, dar pot avea distribuie familial.

Tipuri:anomaliile congenitale izolate (anencefalia; DSV etc),bolile comune ale adultului (HTA, diabet, obezitate, schizofrenie etc)bolile prin mutaii somatice (cancere, b. autoimune)

Profilaxie : (1) Identificarea persoanelor predispuse genetic + (2) evitarea factorilor de mediu.

2.3. CARACTERE DETERMINATE DE MEDIU.Caractere "ecologice : Mediul extern (ageni fizici, chimici, biologici) agresiuni mbolnviri.

Bolile sunt negenetice; efectele agresiunilor exogene pot fi influenate de GENOTIP; acesta determin: mod specific de rspuns la agresiuni (ex., infecii), manifestarea i gravitatea a mbolnvirilor,

diferene individuale n rspunsul la medicamente

"nu exist boli ci numai bolnavi"

3. RELATIA GENOTIP FENOTIP MEDIU. Cauzal: G F (informaia codificat n ADN se exprim sub form de caractere fenotipice);

Parial:Diferite G acelasi F (ex hemofilia A/B);Genele recesive nu se exprim ntotdeauna (Na, aa);

Complex:Acelai G diferite F (ex caractere multifactoriale diferite la gemeni monozigoi crescui n medii diferite);Fenocopii (caractere produse de mediu identice cu caractere ereditare; ex microcefalia)RELAIA GENOTIP FENOTIP

3. RELATIA GENOTIP FENOTIP MEDIU. Cauzal: M G (mutaii);

Complex:Diferite M acelai G (diferii factori de mediu pot produce aceeai mutaie);

Acelai M G diferite (acelai factor de mediu poate produce mutaii diferite);RELAIA MEDIU GENOTIP

3. RELATIA GENOTIP FENOTIP MEDIU. Cauzal: M F (caractere ecologice);

Parial: fenocopii;

Complex:Diferite M Acelai F (diferii factori de mediu pot produce aceeai boal ex infecii respiratorii);

Acelai M F diferite

RELAIA MEDIU FENOTIP

C. IMPORTANA GENETICII N MEDICINA MODERNGenetica medical are astzi un rol major n teoria i practica medical. De ce?

a) factorii genetici particip la formarea structurilor i desfurarea funciilor organismului:

acioneaz n orice organ i n fiecare etap a vieii, deci la orice vrst;

astfel, genetica ofer medicinii un concept unificator, integrator;

b) omul sntos sau bolnav este rezultanta interaciunii dintre ereditate i mediu, cele dou fore care guverneaz existena noastr.

C. IMPORTANA GENETICII N MEDICINA MODERNCunotinele despre rolul factorilor genetici au progresat rapid i masiv, medicina a devenit molecular sau genomic, permind:

nelegerea mai bun a mecanismelor bolilor,

noi metode de diagnostic (prin analiza ADN), inclusiv diagnosticul pre-simptomatic i prenatal,

noi posibiliti de tratament (molecular) i terapie genic,

viaa persoanelor afectate s-a mbuntit ,

profilaxia a devenit mai eficient i personalizat.

MEDICINA SECOLULUI XXI VA FI: PREDICTIV, PREVENTIV, PERSONALIZAT

C. IMPORTANA GENETICII N MEDICINA MODERNMutaiile sunt o cauz major de boal sau vulnerabilitate la boal. Bolile genetice:B. cromozomialeB. monogenice,B. mitocondriale,B. multifactorialeB. prin mutaii somatice

Transmiterea genelor mutante la ali membri ai familiei n specialitatea de genetica medical unitatea de studiu i aciune este familia:

NU EXIST BOLI CI . FAMILII DE BOLNAVI

C. IMPORTANA GENETICII N MEDICINA MODERNBolile genetice sunt o problem important de sntate public:

(1). afecteaz cel puin 5-8% din populaia sub 25 de ani i probabil peste 30 % de indivizi n tot cursul vieii; (2). sunt numeroase i au o mare diversitate, se manifest la orice vrst, orice organ se regsesc n aproape toate specialitile medicale; (3). reprezint o cauz semnificativ de morbiditate i mortalitate infantil; (4). sunt boli cronice (de o via) care realizeaz frecvent un handicap fizic, senzorial, motor sau mintal; (5). ngrijirea pacienilor implic cheltuieli importante, constituind o povar financiar pentru societate. 12.500 nn/ an n Romania

C. IMPORTANA GENETICII N MEDICINA MODERNn aceste condiii, nici un medic nu mai poate ignora bazele geneticii medicale, studentul n medicin este obligat s i le nsueasc. El trebuie s fie pregtit pentru a integra cunotinele de genetic n aria medicinii pe care o va practica.

Genetica narmeaz viitorul medic cu principiile necesare nelegerii viitorului medicinii.

Roger Berry, 1998: Spiral time Salvador Dali, 1958: Buterfly landscapeV mulumesc !abcrusu@gmail.com 0745 432077