Caracteristici ale cromozonilor umaniComplementul cromozomal uman este un produs al unui proces transmutational care a avut loc la diferite stadii ale dezvoltarii mamiferelor. Specia umana a evoluat paralel cu maimutele antropoide, prin mecanisme genetice de duplicatie, inversie, translocatie etc. Interesanta este teoria privind originea si evolutia speciei umane, avand la baza remanieri cromozomale de tipul translocatiei robertsoniene (fuziune centrica). Avand in vedere ca maimutele actuale (familia Pongide) au 48 de cromozomi iar specia umana are 46 cromozomi deductia logica care se impune este urmatoarea: din stramosul comun al maimutelor antropomorfe al omului a derivat specia umana in urma unei translocatii reprezentata de fuziunea a doi cromozomi, aparuta acum circa 10-15 milioane de ani. Aceasta remaniere cromozomala a generat un ritm extrem de rapid al evolutiei care a facut ca in circa 1-2 milioane de generatii sa se contureze specia umana cu atributele sale actuale. Cromozomii umani Cromozomii reprezinta componentele nucleare in care sunt localizate moleculele de ADN, purtatoare de gene. Fiecare cromozom este purtatorul unei molecule de ADN. In anul 1956 doi cercetatori J.H. Tjio si A Levan au descoperit ca in celulele somatice umane exista 46 cromozomi (2n=46) din care 44 sunt cromozomi autozomi si doi sunt cromozomi heterozomi (sexuali) notati cu XX la femeie si XY la barbat.

Cariotipul uman a)femeie b)barbat Ce tip de determinism cromozomal a I sexului se intalneste la specia umana? Cei 46 cromozomi prezenti in toate celulele somatice diploide, constituie complementul croniozomial al genomului uman. Acesta este alcatuit din doua seturi haploide, de cate 23 de cromozomi, unul de origine materna si adus de gametul femel la nivelul zigotului, iar celalalt de origine paterna si adus de catre gametul mascul. Asadar in cadrul fiecarei perechi de cromozomi. Unul dintre acesti omologi este de origine materna si unul de origine paterna. Deoarece cromozomii umani sunt foarte variabili in ceea ce priveste dimensiunile si forma, sa simtit nevoia unui sistem de clasificare. Un astfel sistem de clasificare este sistemul Denver dupa

numele localitatii din statul Colorado SUA in care a lucrat grupul de geneticieni care 1-au propus. La baza acestui sistem de clasificare a cromozomilor umani au stat urmatoarele criterii: a. dimensiunile cromozomilor (foarte mari, mijlocii, mici, foarte mici) b. forma cromozomilor (metacentrici, submetacentrici); c. prezenta satelitilor. Dispunerea cromozomilor unei celule diploide, ordonati pe perechi si grupe in functie de dimensiuni, forma, plasarea centromerul lui, etc reprezinta cariotipul speciei respective (fig.48). Cariotipul uman normal grupeaza cele 23 perechi de cromozomi in 7 grupe notate cu litere mari: A,B5C,D,E,F,G Grupa: A - cuprinde cromozomii din perechile 1-3; sunt cromozomii cei mai mari si au centromerul aproape median (sunt metacentrici); Grupa B - cuprinde cromozomii din perechile 4-5; sunt cromozomi mari cu centromerul submedian (submetacentrici); Grupa C - cuprinde cromozomii din perechile 6-12; sunt cromozomi mijlocii ca lungime cu centromerul submedian (submetacentrici); Grupa D - cuprinde cromozomii din perechile 13 - 15; au dimensiuni medii cu centromerul dispus excentric (acrocentrici) si prezinta sateliti; Grupa E - cuprinde cromozomii din perechile 16-18; sunt relativ scurti si au centromerul fie median (16) fie submedian (17 si 18); Grupa F - cuprinde cromozomii din perechile 19-20; sunt scurti si aproape metacentrici; Grupa G - cuprinde cromozomii din perechile 21 -22; sunt foarte scurti si acrocentrici. Cromozomii sexului X si Y sunt foarte diferiti ca marime. Cromozomul X face parte din grupul celor mijlocii ca dimensiuni si este submetacentric. Mai precis are dimensiunea si morfologia autozomilor din grupa C. Cromozomul Y este foarte scurt, este acrocentric si seamana cu cromozomul 22 prezentand dimensiunile si morfologia autozomilor din grupa G. Pentru identificarea cromozomilor umani s-au folosit metode clasice de colorare, metode de marcare radioactiva diferentiata, sau tehnicile de bandare. Tehnica de bandare a fost aplicata in 1970 de T. Casperton si colaboratorii cu cele mai bune rezultate. Aceasta consta in tratarea cromozomilor metafazici cu un florocrom (quinqcrina) si observarea in lumina fluorescenta. In acest fel la nivelul fiecarui cromozom poate fi identificata o succesiune specifica de benzi intense si mai putin intense. Acestea au fost numite benzile Q. Ulterior prin folosirea altor tehnici de bandare; colorare cu solutie Giemsa, s-au identificat benzile G cu aceeasi localizare cu a benzilor Q, apoi benzile R (de reversie) cu dispozitie inversa fata de benzile Q si G, benzile C (centromerice) localizate in regiunile din jurul centromerului sau benzile T (telomerice). Bandarea cromozomilor se bazeaza pe afinitatea diferitelor regiuni cromozomiale pentru un anumit colorant. Pe cromozomi altemeaza benzile intunecate cu cele luminoase. Numarul de benzi este identic in cei doi cromozomi omologi. Benzile au dispozitie specifica fiecarei perechi de cromozomi si in cariotipul uman nu se schimba, fiind la fel in orice fel de celula sau tesut. Benzile au mare importanta deoarece pe de o parte,permit identificarea cromozomilor omologi,

iar pe de alia parte recunoasterea restructurarilor cromozomiale si a maladiilor ereditare Particularitatile genomului uman - Aproximativ 99% din ADN-ul cellular uman nu este transcris in proteine; - Subunitatile proteinelor heteromerice sunt conditionate de gene situate In cromozomi diferiti; - Genele implicate in etapele succesive ale unui proces metabolic sunt situate in cromozomi diferiti; - in genomul uman exista pseudogene gene cu structure similare cu cea a genelor structura, care in urma unor mutatii au devenit inactive; -O gena poate fi amplifieata, uneori de sute de ori, ca singurul mijloc de aparare al organismului in fata unei agresiuni exterioare; -Unele gene se exprima doar in cursul diferentierii embrionare, altele se exprima de-a lungul intregii ontogeneze si se numesc gene de intretinere.

Determinismul geneticDeterminismul genetic a grupelor sanguine. Grupe sanguine Sangele fiecaru-i om apartine unei anumite grupe sanguine. La baza diferentelor dintre grupele sanguine stau substantele chimice ale membranei hematiilor. Au fost descrise mai multe sisteme de grupe sanguine, dar cel mai important este sistemul ABO. care a fost descoperit de Karl Landsteiner, in Viena, in 1900. Conform acestui sistem, exista patru grupe sanguine: A, B, AB si 0. Cunoasterea grupelor sanguine este foarte important, mai ales cand, dupa accidente, sau in timpul operatiilor este nevoie de transfuzie de sange, pentru ca dand grupa donatorului de sange diferit de cea a primitorului, atunci transfuzia este mai mult daunaltoare decat folositoare, sangele propriu al bolnavului considerat sange donator corp strain din cauza diferentelor chimice ce exista intre ele, astfel se distruge globulele rosii existente in celalalt, asemanator bacteriilor. Grupele sanguine sunt conditionate de o serie polialela ce cuprinde trei alele LA, LB si 1. Alele LA si LB sunt dominance fata de 1. Gena LA determina aparitia grupei sanguine A II (LA LA si LAl) cu antigene A pc hematii si anticorpi P in plasma. Gena LB detennina aparitia grupei sanguine B III (LB LB si LB l)cu antigene B pe hematii si anticorpi a in plasma. Gena I recesiva este responsabila de aparitia grupei sanguine 0 1 (11) lara antigene pe hematii si cu anticorpi a si p in plasma. Cand genele dominante LA si LB coexista in structura genctica a aeeluiasi individ (LA LB) ele conditioneaza o grupa sanguina distincta AB IV. Cele doua gene sunt codominante. Din interactiunea lor rezulta un fenotip distinct cu antigene A si B pe hematii si fara anticorpi in plasma.

Cunoasterea modului in care se mostenesc grupele sanguine are importanta pentru determinarea patemitatii. Astfel cunoscand grupul sanguin al copilului si almamei, se pot cunoaste grupele sanguine posibile ale tatalui prezumtiv. Cunoasterea grupelor sanguine este importanta si in realizarea transfuziilor

Determinismul genetic al factorului Rh. Sistemul Rh este constituit din cinci factori principali: C;c; D; E; e. Factorul D se numeste factorul Rh si este present la 85 % din populatia umana fiind determinat de o pereche de gene alele: rh si rh (una dominanta, cealalta recesiva). Gena rh+ este responsabila de aparitia indivizilor Rh' (rh4 rh' sau rlTrh) cu antigenul Rh pe hematii.Restul de 15 % din populatia umana nu prezinta factorul Rh, indivizii fiind Rh cu genotipul rhrh.Cunoasterea modului de transmitere a factorului Rh prezinta o importanta deosebita pentru realizarea transfuziilor si pentru depistarea sarcinilor incompatible, care apar atunci cand cei doi parinti au Rh diferit Daca o mama Rh negativ are o sarcina Rh pozitiv (de la un tata Rh pozitiv) atunci ea poate fabrica anticorpi anti Rh care vor ataca hematiile pozitive ale fatului, incepand cu a doua sarcina. Prima sarcina poate evolua normal deoarece in conditii fiziologice, hematiile Rh pozitiv ale fatului nu pot traversa placenta si deci nu ajung in circulatia materna. La nastere, prin ruperile de vase sanguine care au loc in momentul dezlipirii placentei de uter, o parte din sangele fetal trece la mama si stimuleaza producerea de anticorpi anti-Rh. La o noua sarcina acesti anticorpi care pot traversa capilarele placentare patrund in circulatia fetala si disting hematiile fatului, putand duce la avort spontan.Sistemul Rhesus (prescurtat RH) a fost descoperit de Landsteiner in anul 1940.

Determinismul genetic al sexului la omSexul indivizilor umani este un caracter ereditar determinat de prezenta unor cromozomi speciali denumiti cromozomi ai sexului sau heterozomi. Acestia sunt de un singur tip- XX, la femei, motiv pentru care sunt numite si homogametice deoarece nu produc decat un singur tip de gameti (ovule), in timp ce, la barbati, sunt de doua tipuri- XY, motiv pentru deoarece produce doua tipuri de spermatozoizi. Determinarea genetica a sexelor la om se realizeaza dupa tipul Drosophila, femeia avind 22 perechi de autozomi si doi heterozomi identici (XX), in timp ce barbatul are 22 perechi de autozomi si doi heterozomi diferiti (XY). Mecanismul de determinare cromozomiala a sexelor la om este cunoscut. Astfel s-a demonstrat ca pe cromozomul Y se gasesc gene ce determina masculinitatea, indiferent de prezenta unuia sau mai multor cromozomi X. De pilda, indivizii ce prezinta 4 cromozomi X si un singur cromozom Y sint masculi, manifestind sindromul Klinefelter. Sexul femel este determinat de prezenta cromozomului X, dar numai in absenta cromozomului Y. Pe cromozomul X, care la om prezinta dimensiuni relative mari, se gasesc gene majore, astfel ca absenta acestui cromozom la oricare dintre sexe este letala. In ce priveste autozomii, rolul lor este mai putin important in determinismul genetic al sexelor la om. Determinismul genetic al sexelor la om are un caracter complex, in sensul ca diferentierea cromozomiala a sexelor se realizeaza chiar la fecundare, zigotul avind o structura cromozomiala bine determinate, fiind genetic mascul (XY) sau femel (XX). Aceasta este etapa genetica a procesului de sexualizare, care tine de la fecundare pina ce embrionul atinga virsta de aproximativ 35 de zile. Embrionul uman isi incepe dezvoltarea ca organism hermafrodit si numai in functie de informatia genetica din heterozomi, se dezvolta glandele unisexuate (ovarele ori testiculele). Aceasta este etapa gonadica a procesului de sexualizare, care la om tine pina in a 60-a zi de dezvoltare embrionara. Aparitia organelor genitale, mascule si femele, constituie etapa hormonala a procesului de sexualizare, care se desavirseste la pubertate sub actiunea hormonilor secretati de ovar sau testicul. Cromatina sexuala provine prin condensarea si heterocromatinizarea unuia din cei doi cromozomi X ai femelelor de la mamifere. Ca urmare, ea apare in nucleii interfazici sub forma unui corpuscul, intens colorat, dispus excentric, de forma triunghiulara sau plan convexa (din figura). Prin procesul de heterocromatinizare al unuia din cromozomii X de la femele are loc de fapt un fenomen de inactivare a genelor plasate pe cromozomul respectiv. Aceasta inseamna ca, atit la mascul cit si la femela, functioneaza numai un cromozom X. Descoperirea cromatinei sexual in nucleii celulelor femele la om si in general, la mamifere, arata ca de fapt fenomenul de sexualizare este extrem de profund, el cuprinzind toate celulele organismului care pot fi considerate ca au sex genetic. In cazul unor aberatii numerice ale lieterozomilor, au loc modificari si in ce priveste prezenta sau absenta cromatinei sexuale. Astfel, la indivizii care prezinta 3 cromozomi X exista in celule doua cromatine sexuale, ceea ce inseamna ca un singur cromozom X este functional. In general,la indivizii anormali care prezinta mai multi cromozomi X, numai unui este functional, iar reslul se transforma in cromatine sexuale. Dimpotriva, in cazul sindromului Turner, in care femelele sint XO, nu apare in cellule cromatina sexuala. Aceasta inseamna ca singurul cromozom X la aceste persoane ramine in stare functionala. Testul cromatinei sexuale este o metoda indirecta de determinare a sexului genetic al individului respectiv i a diferitelor maladii heterozomale. El da indicatii medicului cu privire la tratamentul hormonal care trebuie aplica Determinismul genetic in memorie, inteligenta, comportament Memoria se refera la capacitatea de a stoca si ulterior de a regasi si refolosi informatia invatata. La baza memoriei sta proprietatea de engramare a neuronului, adica pastrarea in structura acestuia a "urmelor44 unei informatii venite din mediu. Angajarea neuronului in engramare este conditional! de renuntareaacestuia la diviziune, proces care ar altera engramele. Aeeasta sugereaza ca mecanismele engramarii au, in principal, localizare nucleara. H.Hyden a sugerat In 1960 ca informatia ce sta la baza engramarii este continuta in acizii nucleici si proteinele neuronale. Astfel, ADN pastreaza memoria extraindividuala, de specie, a fiintelor vii, pe cand ARN este implicat in memoria individuals,

reprezentand tablita pe care degetele experientei inscriu insemnele lor. Dupa celc mai multe ipoteze actuale, la baza memoriei sta relatia ARM,n proteine. Memoria de scurta durata are la baza activitatea electrica a neuronilor implicati in engramare, pe cand in memoria de lunga durata, activitatea electrica a neuronilor induce, de o maniera inca putin cunoscuta, formarea de ARNm care dirijeaja apoi sinteza de proteine implicate in stocarea memoriei de lunga durata. Anumite tipuri de invatare par a implica sinteza anumitor tipuri de ARN de vreme ce intr-un tip de invatare se schimba raportul A / U? pe cand intr-un alt tip de invatare se schimba raportul U / C. Inteligenta (lat. inter = intre s | lego-legere - legatura) ar putea fi defmita drept capacitatea de a desprinde cu rapiditate legaturile cauzale esentiale dintre fenomene, de a adapta comportamentul la circumstantele date.Se cunosc cel putin sase capacitati distincte: capacitatea verbdtii,facilitatea verbala, capacitatea sput iaiay capacitatea de rat ion ament si memoria pe termen scurt si pe termen lung. Deosebirile care apar intre indivizi umani din aceste puncte de vedere pot reprezenta manifesterea unor factori genetici sau ai mediului ambiant ori a interdependentei lor. Una dintre cele mai acceptate teorii privind determinarea genetica a inteligentei considera ca factorii implicati sunt atit de natura ereditara cat si factori ambientali.Fiecare individ se naste cu un anumit potential intelectual detenninat de zestrea sa genetica care se va exprima insa in functie de conditiile in care creste si este educat. Coeficientul de inteligenta (C.I. sau IQ )- reprezentand raportul dintre varsta mintala si varsta cronologica inmultitcu 100 are o natura poligenica. Dupa Fulker exista circa 22 loci genici implicati in determinismul ereditar al inteligentei. Exista teste prin care se poate estimacoeficientul de inteligenta (IQ) pe baza unui chestionar cu punctaj (testul Binet). In functie de structura genetica a fiecarei pcrsoane, pentru genele implicate in determinarea unui asemenea caracter complex de personalitate psihica umana, oamenii realizeaza performance inteleetuale diferite: Mici - IQ sub 80; Medii - IQ cuprins intre 9 0 - 100; Mari - IQ cuprins intre 120- 130; Deosebita - IQ peste 150 (genii) Fiind o trasatura ereditara cantitativa, ca si talia, greutatea, memoria, comportamentul,etc.inteligenta ,exprimata prin IQ prezinta in populatia umana o distribute normala de tip gaussian

Comportamentul reprezinta ansamblul manifestarilor obiective ale oamenilor, prin care se exteriorizeaza viata psihica. Potrivit dichotomiei galtoniene, daca intelectul reprezinta o jumatate, caracterul comportamental contureaza cealalta jumatate a personalitatii umane. In toate domeniile personalitatii, componenta genetica constituie partea precumpanitoare. Comportamentul este un fenotip ce prezinta o mare variabilitate. Diferitele caractere comportamentale la animale si om sunt determinate unigenic si poligenic. Comportamentul instinctiv, avand la baza reflexul neconditionat are un determinism strict genetic, pe cand invatarea are la baza reflexui conditional fiind in esenta un produs al mediului, realizat pe un anumit fond genetic. Astfel, comportamentul organismului ca si restul fenotipului sau reprezinta rezultatul interactiunii genotip-mediu. Diferentele individuate in comportament au la baza variatia factori lor genetici, variatia factori lor de mediu precum si interactiunea lor. Majoritatea trasaturilor psihologice fac parte din categoria caracterelor metrice cu variabilitate continua, in general nesegregante dupa criteriile mendeline.

MUTAGENEZA SI TERATOGENEZAIstoriePrimile observatii numeroase insa au fost facute mai ales in secolele XVIII-XIX, cand cultura plantelor si cresterea animalelor au luat o mare dezvoltare. In aceasta perioada, numerosi cultivatori au decis o suma de mutatii care apareau spontan. Charles Darwin a avut meritul de a fi cules toate aceste observatii si totodata de a fi sescris el insusi multe alte exemple de variatii naturale. Fenomenul a fos observat de asemenea de catre fondatorul geneticii, Gregor Mendel. Dupa cum se stie, Mendel a elaborat legile sale efectuand studii asupra formelor mutante de la mazare. El a cercetat modul de transmitere la descendenti a sapte caractere ale acestei plante. Fiecare caracter era determi- nat de existenta unui factor dominanta sau recesiva. Forma recesiva nu era insa altceva decat o mutatie a formei dominante. Intr-adevar, gena mutanta apare de fapt printr-o schimbare a genei normale, a tipului salbatic. In acest fel, un organism poate prezenta fie ambele gene normale, fiind un homozigot dominant, fie o gena normala si una modificata, fiind un heterozigot, fie ambele gene mutante, fiind un homozigot recesiv. Mendel insa nu folosea termenul de mutatie.Notiunea de mutatie a fost data in anul 1901 de olandezul Hugo de Vries, care a avut marele merit de a sugera chiar producerea de mutatii artificiale care sa fie folosite in ameliorarea plantelor si animalelor. La scurt timp dupa elaborarea notiunii de mutatie, in 1904, acelasi mare cercetator propune folosirea razelor X in producerea mutatiilor artificiale, insistand asupra importantei acestui fapt. El arata ca un studiu serios al fenomenului si al legilor mutatiei ar fi un mare interes pentru ameliorari, care ar avea posibilitatea in acest fel sa obtina plante si animale cu caractere noi, superioare. Hugo de Vries a ajuns sa aiba aceste pareri datorita observatiilor lui efectuate la planta Oenothera lamarckiana, la care a constatat un numar foarte mare de mutatii. Cu toate ca ulterior s-a dovedit ca unele dintre caracterele noi observate de el la aceasta specie nu erau rezultatul unei mutatii, ci al fenomenului de recombinare genetica, teoria mutationista, elaborata de Hugo de Vries, a vut mare insemnatate si a marcat o etapa importanta in intelegerea fenomenului mutational. Cercetarile geneticianului american H. I. Muller referitoare la fenomenul mutatiei (1927) au marcat o noua etapa prin valoarea lor deosebita, nu numai pentru ca au demonstrat capacitatea mutagena a radiatiilor, ci mai ales pentru ca au adus date importante despre substratul biochimic al genelor. Astfel Muller a aratat ca genele sunt de natura macromoleculara si ca ele pot suferi mutatii sub actiunea radiatiilor, cu o frecventa mai mare sau mai mica in functie de dimensiunea macromoleculei lor. Studiile sale privind producerea de mutatii artificiale cu ajutorul radiatiilor, carora s-a considerat fondatorul radiogeneticii. Observatiile si cercetarile referitoare la mutatii au fost aprofundate dupa anul 1946, odata cu folosirea pe scara larga a numeroase substante chimice mutagene dintre cele mai diferite (agenti alkilanti, analogi ai bazelor azotate, unii coloranti, acidul nitros etc.). Aceste substante induc mutatii avand mecanis-me de actiune variate, dar care toate afecteaza structura acizilor nucleici ai organismelor tratate. Cunoasterea mecanismului molecular al mutatiei a fost insa posibila numai dupa ce s-a descoperit structura macromoleculei de ADN de catre americanul J. D. Watson si englezul F. H. Crick (1953), care au elaborat si ipoteza ,,eroilor privind modul de aparitie a unei mutatii. Ei considera ca mutatia reprezinta, de fapt, o ,,eroare in succesiunea nucleotidelor care alcatuiesc acizii nucleici. Aceasta alternare a structurii chimice a materialului genetic are loc in diferite moduri. Uneori, cum ar fi in cazul mutatiilor punctiforme, este alterata una din nucleotidele care alcatuiesc codonul, fie prin schimbarea secventei in cadrul tripletei, fie prin pierderea sau adaugarea une nucleotide fata de secventa normala. Toate aceste schimbari duc la o cifra gresita a ,,textului genetic, ceea ce are ca rezultat sinteza unei proteine noi, diferite determinand astfel aparitia unui caracter nou. Alteori insa mutatia poate sa apara ca urmare a unui reanjament al segmentelor care alcatuiesc un cromozom, fie prin simpla inversie a unui segment din cadrul cromozomului, fie, in sfarsit, prin duplicarea sau chiar prin pierderea lui. In alte situatii se poate produce o multiplicare a intregului set cromozomial (este cazul poliploidei). Rezultatul este tot o mutatie, dar genomica. Unele dintre aceste modificari mutationale pot fi usor observate la micro-scop. Altele insa sunt de mare finete si nu pot fi decelate in acest fel. Mutatiile constituie sursa primara a variabilitatii organismelor. Orice schimbare in structura si functile materialului genetic care nu este consecinta recombinarii genetice constituie o mutate. Tinind seama de cantitatea de material genetic implicat in mutatii, ele se clasifica in : genomice, cromozomiale si genice. Mutatiile genomice sint cele care afecteaza genomul sau complementul cromozomial in totalitate (poliploidia) si cele care determina marirea sau micsorarea numarului de cromozomi dintr-un genom (aneuploidia) . Mutatiile cromozomiale sint determinate de modificarile structurale ale acestora; ca urmare apar cromozomi restructurati ca marime, continut si pozitie a genelor. Mutatiile genice pot apare datorita unor modificari care afecteaza intreaga gena sau numai anumite perechi de nucleotide din segmentul de AND care constituie gena. Mutatiile genice pot fi dominante sau recesive. Dupa

sensul in care are loc modificarea genei, mutatiile pot fi progressive si de reversie. Orice mutate prin care un organism trece de la forma salbatica (normala) la forma mutanta poarta numele de mutate progresiva. Intoarcerea formei mutante la forma salbatica se face prin mutate de reversie. Dupa tipul de celule in care apar mutatiile ele pot fi gametice si somatice. Mutatiile care afecteaza celulele gametice sunt ereditare si pot fi observate la descendenti in diferite generatii. In cazul cind mutatiile afecteaza materialul genetic al altor celule ale corpului, ele poarta denumirea de mutatii somatice

Acestea sint mai greu de detectat, deoarece nu sint transmise ereditar la descendenti. La animale, mutatiile somatice se manifesta prin aparitia unor regiuni in care parul, pielea sau alte caractere sint diferite de structura sau culoarea normala, iar la plante prin variegarea frunzelor, florilor etc. Deci, in astfel de cazuri, organismul mutant este un mozaic de tesuturi normaie si mutante. La speciile care se inmultesc sexual numai mutatiile gametice sint transmise la descendenti. In cazul organismelor care se pot in multi vegetativ, mutatiile somatice pot fi izolate si reproduse ca linii mutante. Una din numeroasele cauze ale cancerului este mutatia somatice. Se poate ca o celula somatica sa se transforme prin mutatii succesive intr-o celula maligna care se va divide anarhic, fara a se supune controlului cresterii si dezvoltarii normale. Este cunoscut faptul ca exista o anumita predispozitie ereditara la cancer si se pare ca aceasta predispozitie consta tocmai in instabilitatea unor gene, care pot suferi mutatii ce duce la malignitate, cu o frecventa mai mare. Din punct de vedere al efectului mutatiilor asupra organismelor, s-a constatat ca multe sint daunatoare, unele chiar letale si relativ putine folositoare. Mutatiile aparute spontan fara interventia omului se numesc mutatii naturale. Frecventa cu care apar mutatiile naturale este variabila depinzind de conditiile de mediu si de genele afectate. Se apreciaza ca frecventa medie a mutatiilar naturale per/gena si per-generatie este de 1/100 000. Prin folosirea diferitilor agenti mutageni care maresc frecventa. mutatiilor, probabilitatea de a selectiona mutante folositoare este mai mare. Factorii mutageni si mecanismul lor de actiune Inducerea artificiala a mutatiilor se realizeaza in prezent cu ajutorula numeroti factori mutageni (fizici, chimici si biologici). Factorii mutageni fizici. Din aceasta categorie fac parte: radiatiile neionizante (razele ultraviolete) si radiatiile ionizante. In doze mici, radiatiile pot bloca diviziunea celulara in mod reversibil sau ireversibil, observatie pe care se bazeaza tratamentul cu radiatii al tumorilor maligne. Factorii mutageni chimici sunt deosebit de numerosi. Din aceasta categorie fac parte substante extrem de variate din punct de vedere chimic cum sunt derivati ai bazelor azotate (substante cu structura chimica similara a bazelor azotate purinice sau pirimidinice si care pot fi incluse in macromoleculele acizilor nucleic in locul bazelor azotate normale), agenti alkilanti (de exemplu, iperita), unele antibiotice, diferiti coloranti etc. Factorii mutageni biologici (cum sint unele virusuri) actioneaza asupra materialului genetic, producind diverse tipuri de restructurari cromozomiale si modificari la nivelul genelor. Modul de actiune al agentilor mutageni este foarte variat, producind modificarea structurii macromoleculelor de ADN, pierderea (deletia) sau adaugarea (aditia) de nucleotide, inlocuirea (substitutia) uneia sau mai multor nucleotide, inversia ordinei nucleotidelor etc. Ca urmare apar modificari ale informatiei ereditare. Teratogeneza sunt aparitii a unor malformatii cu diferite grade de severitate , in timpul dezvoltarii intrauterine , provocate de mutatii.

Sindromul Down Pretutindeni o parte importanta din viata unitatilor de genetica este consacrata copiilor cu sindrom Down si parintilor care au copii cu acest sindrom comun, cunoscut in medicina de ceva mai mult de un secol. La jumatatea veacului trecut , in 1866, un medic din Marea Britanie, Langdon Down a vrut sa clasifice inapoierile mantale. I se pareau simplu. El a crezut ca ,,idiotii - ,,copii alientati mental sau cu o incapacitate mentala de orice fel (era terminologia epocii lui) pot fi clasificati pe criterii etnice. Si din grpul dureros de mare al copiilor handicapati mental a izolat o grupa ale carei trasaturi faciale ii reamin- tea de populatiile asiatice. Si a numit aceasta grupa de inapoiere mentala ,,idiotia mongolina. Desi era evident ca nu exista nici o relatie intre tulburarea ca atare si populatiile mongole, numele s-a pastrat pana acum putine decenii. Rareori, ca o reminiscenta din perioada prestiintifica a medicinii se mai utilizeaza termenul de mongolism. De-a lungul deceniilor care au trecut de la identificarea sindromului au circulat sute de iposteze asupra naturii tulburarii. Si au fost uitate. Cu o singura exceptie pe care genetica a confirmat-o. In deceniul al patrulea s-a presupus ca sindromul ar putea fi conditionat de o anomalie cromozomiala. Era insa o simpla ipoteza necontrolabila. Aproape firesc, medicina a trecut pe langa ea, asa cum a trecut pe langa celelalte ipoteze. De altminteri, medicina ignora genetica. In 1959 o mica echipa de geneticieni parizieni demonstra ca ,,mongo- lismul este conditionat de anomalie cromozomiala, de prezenta unui mic cromozom 21 suplimentar. Medicina privea uimita faptele. Era aproape incre- dibil. Si totusi cu sindromul Down incepea unul dintre cele mai fascinante avemturi ale stiintei aventura citogeneticii (ramura a geneticii care studiaza cromozomii si rolul lor in evolutia si patologica umana). Nimic nu anunta nasterea unui copil cu acest sindrom. O sarcina fara evenimente care dureaza insa cu doua saptamani mai putin decat una normala 270 de zile in loc de 282 de zile. Se naste un copil subponderal 2900 g cu o lungime putin mai mica decat a copiilor citogenetic normali. Cateva trasaturi ale fetii sugereaza insa ca nou-nascutul are sau ar putea avea un sindrom Down. Ezitarile dispar curand. Copii au malformatii cu totul caracteristice cap mic si rotund, fata rotunda , si mai ales ,,ochii mangolieni ochii orientati in sus si in afara, nas mic, urechi mici, numai limba este mare. Deseori este suficient sa privesti copilul din spate pentru a banui existenta sindromului copiii au gatul scurt iar suprafata palmei in locul celor doua creste traversale exista o singura creasta creasta simiana. Nu este insa o malformatie constanta (26%). Si nici nu este suficienta pentru diagnostic deoarece 2-4% dintre copiii normali au si ei aceeasi mica anomalie. 40% dintre copiii cu sindrom Down au o malformatie congenitala de cord, tradusa uneori prin cianoza buzelor si a degetelor. Multii altii au malformatii digestive indeosebi stenoza duodentala. Se adauga malformatii osoase rareori importante si variate tulburari metabolice. Totii copiii cu trizomie 21 au un deficit mental, aproape intotdeauna major. La 5 ani au un coeficent de inteligenta de 50 (media normala este 100). Apoi coeficientul diminua progresiv. Limitele individuale sunt insa considerabile. 5% dintre acesti copii au un coeficent de inteligenta de 70-80 la granita inferioara a normalului. Cu un asemenea coeficient sunt mai mult sau mai putin independenti social. Ei au fost sugestiv numiti mongoli inteligenti. In momentul in care s-a precizat diagnosticul se pot contura si perspectivele. Longevitatea ramane relativ mica - sau relativ mare - in functie de un-ghiul din care privim faptele. La nastere speranta de viata este de 16 ani. Daca copiii depasesc aceasta perioada (25% dintre ei dispar) speranta de viata creste pana la 27 de ani. Deci daca un copil cu sindrom Down traieste 5 ani are foarte multe sanse de a mai trai inca cel putin doua decenii. Fireste exista si ,,mongoli de 40 su chiar de 50 de ani. Dar 50% dintre ei dispar inainte de a fi implinit 5 ani. Datorita malformatiilor de cord , infectiilor(copii cu trizomie 21 sunt neobisnuit de sensibili la infectii banale) sau leucemiilor. Vor fi scunzi barbatii vor avea in medie doar 155 cm. Oarecum neasteptat, si barbatii si femeile au o dezvoltare sexuala aparent satisfacatoare. Este cert insa ca femeile sunt fertile. Cel putin 20 au avut copii. Conform asteptarilor teoretice, jumatate dintre ei au o trizomie 21 si jumatet sunt normali. Barbatii sunt insa constant sterili (semnificatia practica a acestui fenomen nu mai cere , probabil , nici un comentariu suplimentar). In ultimul sfert de veac au fost studiati citogenetic mii sau zeci de mii de copii cu sindrom Down. A devenit sigur ca este cel mai frecvent sindrom cromo- zomial 1/1700 de nou-nascut. A devenit apoi cert ca nu exista copii cu malfor- matiile caracteristice sindromului care sa nu aiba trizomie 21, dar ca in mod cu totul exceptional pot exista copii si nu numai copii cu un cromozom 21 suplimentar dar fara nici o tulburare clinica. In ultima ipoteza este vorba despre copii care au un mozaic de celule cu trizomie 21 si celule normale. 92,5% dintre copii cu sindrom Down au o trizomie libera (au 47 de cromozomi, cu 21 suplimentar). Aproape 5% au o translocatie cromozomiala (cromozomul din grupa G). Translocatiile si acesta este aspectul cel mai important citogenic pot fi rezultatul unor erori sporadice sau pot fi mostenite de la unul din parinti. Parintii cu translocatii sunt normali clinic deoarece au tot materialul genetic dar au aparent numai 45 de cromuzomi (aparent deoarece au de fapt tot 46 de cromozomi). Anomalia este usor de identificat. Sa presupunem ca un cromozom 21 a fost translocat pe un cromozom 14. Lipsesc astfel doi cromozomi un

cromozom 21 si un cromozom 14. In locul lor apare un cromozom mai mare asemanator cu un cromozom din grupa C. Aproape umatate dintre translocatiile G/D sunt mostenite. Ceva mai putin obisnuite sunt translocatiile G/G-40% (fata de 50% translocatiile G/D). Dar translocatiile G/G sunt foarte rar mostenite. Numai 4% (deci 94% sunt accidente cromozomiale noi). O ultima eventualitate mozaicurile. 2-3% dintre copiii cu sindromul Down au un mozaic (au celule cu un cromozom 21 suplimentar si celule normale). Mozaicurile antreneaza efecte surprinzator de variate, in functie de distributia si de frecventa celor doua linii. Atunci cand linia anormala are o distributie extrem de redusa, copiii pot fi clinic aparent normali. In mod cu totul exceptional, s-au intalnit copii cu un mozaic de celule caracteristic sindromului Down care aveau doar o simpla linie simiana. S-au descoperit si mozaicuri complexe dar ele sunt atat de rare incat prezinta un interes minim in practica obisnuita. Acestea sunt faptele citogenetice. Pornind de la ele se poate aprecia riscul recurentei riscul reparitiei unui copil cu acelasi sindrom. Prima ipoteza copilul are o trizomie libera si parintii sunt citogenic normali. In asemenea circumstante presupunem ca trizomia copilului a fost consecinta unei eroro nerepetabile. Teoretic concluzia este cu totul justificata. Dar, se stie de mult ca riscul de a naste un copil cu sindromul Down este influentat de varsta mamei. Este foarte mic pentru mamele tinere si creste lent paralel cu varsta de 40 de ani. Asa incat, o femeie de 45 de ani are un risc inacceptabil se a naste un copil cu un cromozom 21 suplimentar (pentru femeile de 49 de ani riscul este de 1/12). O femeie in varsta poate naste mai des decat femeile tinere nu numai un copil cu sindrom down ci si un copil cu o alta trizomie autozomata (care implica orice cromozom cu exceptia celor doi cromozomi de sex). In ultimii ani se poate identifica originea fiecaruia dintre cromozomi 21 cu alte cuvinte se poate stabili daca este matern sau patern. S-a impus datorita acestor cercetari o concluzie neasteptata : o treime dintre trizimiile 21 au drept punct de plecare o eroare survenita in spermatogeneza. Si in aceste circumstante exista o relatie intre varsta tatalui si riscul de a avea un copil cu sindromul Down. In concluzie parintii care au un copil cu sindromul down si sunt citoge-netic normali pot avea un nou copil. Riscul ca si el sa fie handicapat genetic este cu totul neglijabil. Riscul este de doar 1%. Mult mai complexa este situatia parintilor care au o translocatie. Facem abstractie de translocatiile noi care sunt considerate nerepetabile. Deci : A doua ipoteza. Unul dintre parinti are o translocatie D/G. Din relatiuni necunoscute , deosebit de frecvent purtatoarea translocatieai este mama. In asemenea circumstante riscul de a avea un nou copil cu sindrom Down este de 16%. Daca tatal este purtatorul translocatiei riscul diminua considerabil doar 5% (riscul teoretic este mult mai mare 33% - dar el nu are importanta in contextul de fata ; dupa cum nu are importanta nici in momentul stabilit ) A treia ipoteza. Unul din parinti din nou, de obicei mama, are o translocatie G/G. Daca sunt implicati doi cromozomi diferiti un cromozom 21 si un cromozom 22, riscul este similar celui formulat in ipoteza precedenta. A patra ipoteza. Unul dintre parinti are o translocatie 21/21. In acest caz, foarte rar de altminteri, riscul recurentei este de 100% (daca sarcina nu se termina printr-un avort spontan). Deseori parintii care au sau au avut un copil cu un sindrom Down nu mai vor alt copil. De teama. Dar teama este gratuita. Daca viitoarea sarcina este monotorizata prin amniocenteza pot fi eliminate toate temerile .

Sindromul Cri du chat (tipatului de pisica) Un nume sugestiv pentru un sindrom cu totul caracteristic. Foarte probabil s-a observat de mult ca la cateva de mii de nou-nascuti apare un copil al carui planset seamana cu mieunatul unei pisici. De aceaa sindromul a fost numit ,,sin-dromul tipatului de pisica. Tipatul de pisica este conditionat de dezvoltarea anormala a laringelui, mai exact de o hipoplazie laringiana. Este un tipat slab si ascutit. Dupa cateva saptamani dispare, de obicei. Foarte rar se mai aude si la copii de un an sau putin mai mari. Tipatul este elementul cel mai pregnant al acestui sindrom la nou-nascut. Se adauga insa alte malformatii sugestive : la inceput fata este rotunda ca o luna plina ; ulterior se alungeste ; deseori este si asimetrica, orientarea ochilor in jos si in afara, opusa orientarii fantelor palpebrale din sindromul Down (se numeste orientarea antimongolica a ochilor). Radacina larga a nasului, spatiu mare dintre ochi (hipertelorism), prezenta unui epicantus, gura disproportionat de mare si mandibula mica dau acestor copii un aspect singular in patologia umana. Multe alte malformatiiale extermitatilor scurtarea degetelor, curbarea degetului mic (clinodactilie), fuziunea degetelor (sindactilie) intregesc imaginea clinica. Inapoierea mentala a copiilor cu acest sindrom este constanta si extrem de severa coeficientul de inteligenta coboara pana la 20 sau mai putin. Surprinzator, multi dintre ei supravetuiesc (90%) si ajung adulti. Adulti scunzi rareori depasesc 150 cm in inaltime cu parul carunt. Fireste, supravetuiesc in spitalele de handicapati mental.

Asa cum s-a intamplat frecvent in patologia cromozomiala, sindromul a fost indentificat mai intai citogenetic si apoi conturat clinic. Sub raport citogenetic se distinge prin pierderea unui segment de lungime variabila din bratele scurte ale cromozomului 5- in terminologia citogenetica sindromul se numeste sindromul 5 p - : De cele mai multe ori accidentul cromozomial a surve- nit in cursul formarii gametilor si ca atare nu este repetabil. Dar 10 15% dintre copii provin din parinti care au o translocatie. Un fragment din bratele scurte este transferat pe un alt cromozom. Deoarece purtatorul translocatiei are toata informatia genetica el este clinic normal. In timpul gametogenezei se formeaza celule germinale mature dezechilibrate cromozomial. Prin jocul hazardului se formeaza gameti care include si cromozomul 5 p -. De aceea totii parintii care au un copil cu acest sindrom vor fi studiati citogenetic. Sindromul ,,tipatului de pisica este un model. Exista numeroase alte sindroame de deletiuni care au o explicatie similara o translocatie parentala. Implicatiile acestei concluzii sunt insa mult mai largi . Iata-le. Nu pretutindeni se pot diagnostica sindroamele secundare anomaliilor cromozomiale structurale (din aceasta grupa fac parte si sindroamele de deletiune). Ratiunile nu au nici un fel de importanta. Importanta este concluzia: orice set de parinti care au nascut un copil plurimalformat fara diagnostic exact trebuie investigati citogenetic inainte de a avea un nou copil. Si in ipoteza in care unul dintre ei are o remani- ere cromozomiala, viitoarea sarcina va fi monitorizata. Albinismul Albinismul este o afectiune mostenita si prezenta de la nastere. Este caracterizata de absenta pigmentului care confera culoare pielii, parului si ochilor - melanina. Exista mai multe tipuri de albinism si toate sunt cauzate de absenta melaninei, dar in grade diferite. Albinismul este insotit adesea si de probleme oculare. Este o afectiune rara care se intalneste la 5 persoane dintr-o 100.000. In forma sa cea mai severa parul si pielea raman albe pe toata durata vietii. Persoanele nascute cu o forma mai putin severa de albinism prezinta parul si pielea albe la nastere, dar acestea se inchid la culoare odata cu varsta. Toate persoanele cu albinism oculocutanat prezinta miscari involuntare ale ochilor (nistagmus) si sensibilitate crescuta la lumina. Pot exista si alte probleme oculare ca strabismul si slabirea vederii. Al 2 tip de albinism ca frecventa este cunoscut sub denumirea de albinism ocular. Este caracterizat de absenta culorii ochilor, insa pielea si parul au pigmentatie normala. Exista 5 forme de albinism ocular, unele producand mai multe probleme decat altele. Cauze si simptome: Fiecare celula din organism contine perechi de gene, una mostenita de la mama si alta de la tata. Aceste gene actioneaza ca un fel de schita care ghideaza dezvoltarea organismului. Albinismul este o problema mostenita, cauzata de un defect al unei sau mai multor gene care sunt responsabile de producerea de melanina. Ca rezultat, melanina se secreta foarte putin sau deloc, si astfel, ochii, parul si pielea copilului nu au culoare. In majoritatea cazurilor de albinism copilul mosteneste gene defectuoase de la ambii parinti. Este posibil sa se mosteneasca o gena normala si o gena anormala (care provoaca albinismul). In acest caz gena normala ofera destula informatie pentru a crea o anumita cantitate de pigment, iar copilul va avea o coloratie normala a pielii si ochilor. Dar aceste persoane sunt purtatoare a unei gene care provoaca albinismul. Simptomele albinismului pot implica parul, pielea si ochii. Pielea si parul au aspect foarte deschis. Persoanele cu albinism pot avea o culoare a ochilor care variaza de la un albastru-gri spre maroniu. De aceea, cateodata, din cauza luminii reflectate de retina aceste persoane par a avea ochii rosii. Peroanele cu albinism pot prezenta una sau mai multe din urmatoarele probleme oculare: pot fi foarte miopi sau hipermetropi, sau pot avea astigmatism pot prezenta miscari involuntare ale ochilor, afectiune numita nistagmus pot avea dificultati in coordonarea ochilor cand vor sa urmareasca un obiect (strabism), care da aspectul de ochi incrucisati pot fi foarte sensibili la lumina. Nu este intotdeauna usor de diagnosticat tipul exact de albinism de care sufera o persoana. Recent a fost descoperit un test de sange prin care se poate identifica purtatorii genii care cauzeaza unele tipuri de albinism. Un test asemanator se poate efectua odata cu amniocenteza pentru a diagnostica unele tipuri de albinism de care sufera un fat. Prelevarea monstrelor din vilozitatile corionice in timpul celei de-a 5-a saptamani de sarcina poate de asemenea diagnostica unele tipuri de albinism. Tipul exact de albinism al unei persoane poate fi determinat efectuand un istoric familial si prin examinarea pacientului si altor rude apropiate. Nu exista tratament care sa poata inlocui melanina absenta. Doctorii pot doar trata si nu vindeca problemele oculare care insotesc albinismul. De obicei sunt necesari ochelarii de vedere care pot fi intunecati la culoare pentru a slabi efectele cauzate de prea multa lumina solara. Nu exista tratament pentru miscarile oculare involuntare, iar tratamentele pentru problemele de focalizare (chirurgical sau lentile de contact) nu sunt eficiente in toate cazurile. Strabismul poate fi tratat in copilarie, utilizand tampoane pentru ochi, chirurgical sau tratament injectabil.

Persoanele cu albinism trebuie sa evite expunerea prelungita la soare, deoarece poate duce la cancer de piele. Daca expunerea nu poate fi evitata, ochelarii de soare impotriva razelor ultraviolete si cremele cu factor de protectie solara ridicat sunt indicati. Persoanele cu albinism au o durata de viata normala. Sindromul Klinefelter Sindromul Klinefelter este o tulburare genetica ce afecteaza sexul masculin. In acest sindrom baietii au unul sau mai multi cromozomi x in plus fata de normal. Sexul masculin are urmatoarea formula genetica: un cromozom X si unul Y. Majoritatea celor cu sindrom Klinefelter au inca un cromozom X. In cazuri rare, unii barbati pot avea trei sau patru cromozomi X, sau mai multi cromozomi Y. Multi barbati cu un cromozom X in plus nu stiu acest lucru si duc o viata normala. Cei cu sindrom Klinefelter pot fi descrisi ca barbati XXY sau ca barbati cu sindrom XXY. Acest sindrom poate aparea in proportie de 1 la 500 pana la 1 la 1000 de masculi.Cauza: prezenta unui cromozom X in plus este de cele mai multe ori o eroare, ce poate aparea in procesul de diviziune celulara, ce apare dupa fecundarea ovulului de catre spermatozoid. Nu exista semne ale acestei afectiuni pana la pubertate. In aceasta perioada, baietii cu sindromul Klinefelter nu au o crestere a nivelului testosteronului, care apare in mod normal in aceasta perioada a vietii. Datorita nivelului scazut de testosteron, baietii cu sindromul Klinefelter pot avea: - pilozitate scazuta pubiana, faciala si o pilozitate scazuta in general - o musculatura slab dezvoltata - ginecomastie (hipertrofie difuza a glandelor mamare la barbat) - o inaltime mai mare decat ceilalti barbati din familia sa - poate avea membre inferioare mai lungi, umerii ingusti si bazinul lat. Baietii cu sindromul Klinefelter au testicule mai mici decat normal si in general pot fi infertili, iar pentru a procrea sunt nevoie de tehnici speciale de fertilizare. Afectarea mentala, emotionala si comportamentala Cei ce sunt afectati de acest sindrom par sa aiba abilitati reduse in urmatoarele domenii: - probleme in dezvoltarea limbajului: acestia au dificultati in dezvoltarea limbajului si au un vocabular destul de sarac; - incetinirea procesului de gandire, dificultati in rezolvarea unor probleme sau in abilitatea intocmirii unui plan; - dificultati in controlul impulsurilor; - un timp de raspuns mult mai mare; - dificultati in rezolvarea simultana a mai multor sarcini. Ei pot avea si o serie de probleme emotionale, mergand de la un comportament rusinos si imatur pana la anxietate siagresivitate. De asemenea ei pot avea probleme in integrarea lor sociala, ceea ce duce la o serie de probleme la scoala sau in alte ocazii ce implica socializarea. Este un risc pentru dezvoltarea unor afectiuni psihiatrice, cum ar fianxietatea, depresia, abuzul de alcool sau droguri.