of 8
8/6/2019 4985B975d01
1/8
27.03.201
GENELE UMANE
STRUCTURALOCALIZAREA
FUNCIA
Conceptul contemporan despre gen:
Definiie:
- segment polinucleotidic al moleculei deADN ce codific sinteza unei molecule
specifice polipeptid sau ARN;
- segment cromosomial ce controleazexpresia fenotipic a unui caracter
(morfologic, biochimic sau fiziologic).
GENA reprezint o combinaie de secvenenucleotidice reglatoare i codificatoare;
secvenereglatoareproximale:
promotorul;
enhanceri,silenceri.
secvenereglatoare
distale:
terminatorul +situsul de
poliadenilare;
enhanceri,silenceri.
secvenecodificatoare:
exoni;
introni.
Localizarea genelor:
-n lungul moleculei de ADN cu o poziie fix (locus);
- separate prin secvene necodificatoare spaceri.
Granie:
- genele nu au granie morfologice;
- genele au numai granie funcionale, ce se stabilesc nprocesul transcripiei.
8/6/2019 4985B975d01
2/8
27.03.201
Dimensiunile genelor:n medie 3000p.n.
ex.: gena globinei 1, 5 kbgena insulinei 1, 7 kbgena catalazei 34 kbgena distrofinei 2,5 mb
Numr de gene:
circa 30000 perechi gene, 2% din genom, 50%
funcie cunoscut
Cromozom 1 2 3 4 5 6 7 8
Nr. gene 3186 2093 1638 1300 1448 1843 1722 1162
Lungimea, Mb 247 243 200 191 181 171 159 146
Cromozom 9 10 11 12 13 14 15 16
Nr. gene 1394 1259 2000 1505 511 1420 1143 1270
Lungimea, Mb 140 135 134 132 114 106 100 89
Cromozom 17 18 19 20 21 22 X Y
Nr. gene 1650 480 1861 824 386 812 1528 344
Lungimea, Mb 79 76 64 62 47 50 155 58
Clasificarea genelor umane dup
dimensiuni
Tip ExempleLungimeagenei, kb
LungimeaARNm, kb
Numrul
de introni
Gene mici
-globina 0,8 0,5 2
-globina 1,5 0,6 2
Insulina 1,7 0,4 2
Gene medii
Factorul IX decoagulare a sngelui
34,0 2,8 7
Catalase 34,0 1,6 12
Gene mariPhenilalanindehidrogina
se90 2,4 12
Genegigante
Factorul VIII de
coagulare a sngelui 186,0 9 26
Thireoglobine ~300,0 8,7 36
Genesupergigante
Distrofina ~2000,0 16,0 60
Repartizarea genelor umane dup lungime
Lungimea, kb % din numrul total
< 10 23,3
10-25 35,6
25-50 20,2
51-100 13,0
101-500 6,7
> 500 1,2
Particularitile genelor structurale
umane- au o organizare complex:* prezint mai mult de un promotor sau
situsuri de iniiere al transcripiei;* prezint mai muli codoni de iniiere i
codoni STOP;* prezint secvene complexe de reglare a
transcripiei;* asigur diferite variante de splicing
alternativ;
Particularitile genelor structurale umane
- se caracterizeaz prin prezena unor mecanisme dereglare combinat a activitii genelor (complex i
precis n spaiu i n timp):* n dependen de tipul celulei;* n dependen de perioada ontogenetic a celulei
i a organismului;* n dependen de factorii de mediu interni sau
externi.
8/6/2019 4985B975d01
3/8
27.03.201
TipuriLungimea
ARNm, kbLocalizarea
promotoruluiExpresie
Dimensiunicomplete
Muscular 14Captul 5'
netranscrisInim,
muchi scheletici
Cerebral 14 Intronul 1Scoara
Hipocamp
Cerebral 14 Intronul 1 Celulele Purkinje
Forme
scurte
1-Dp71 4,5-4,8 Intronul 63Oriunde, n afar de
muchi
2-Dp116 5,5 Intronul 56 Nervii periferici
3-Dp40 2,2Oriunde, n afar de
muchi
Dp140 7,5 Intronul 44 Neuroni embrionali
Dp260 Retin
Particularitile organizrii i expresiei
genei distrofinei
Funciile genei:
deine, transmite i controleaz
realizarea informaiei genetic despre: sinteza unui sau mai multor
polipeptide;
formarea unui sau mai multorcaractere fenotipice:
III nivel - organismic caracter morfologic, fiziologic, biochimic
II nivel celular, tisularformarea unei proteine funcionale ce asigur:
I nivel molecular sinteza unui polipeptid
Nivelele expresiei fenotipice a genei:Gena Rh: variante alelice D (Rh+) i d (Rh-)
Locus 1p34.3-36.1
Funcie - Determin sistemul de grup sanguin Rh
Important n compatibilitatea donor recipient latransfuzii de sngei compatibilitatea mam-ft
Nivele de expresie a genei Rh+:
I molecular sinteza
acilproteinei Rh
II celular prezena Ag D
(Rh) pe suprafaaeritrocitelor
III organism grup sanguin Rh+
(pozitiv)
Nivele de expresie a genei Rh-:
I molecular nu se
sintetizeazacilproteina Rh
II celular lipsa Ag D (Rh)
pe suprafaaeritrocitelor
III organism grup sanguin
Rh-negativ
Gena PAH : variante alelice >200 Locus 12q.24.1
Funciecodific o enzim fenilalanin-hidroxilazaresponsabil de transformarea
Phe Tyr Importantpentru c mutaia amorf determin
fenilcetonuria boal autosomal recesiv, cu retardsomatic i mintal
Nivele de expresie a genei PAH:
I molecular sinteza fenilalanin-
hidroxilazei
II celular metabolizarea Phen Tyr sinteza
melaninei, sintezaneurotransmitori
lor
III organism pigmentare
N, funcienormal a SNC
8/6/2019 4985B975d01
4/8
27.03.201
Gena FBN1: variante alelice >400 Locus- 15q21.1
Funcie codific sinteza fibrilinei 1
Important pentru c mutaiile izomorfe ale genei
determin producerea s.Marfan Nivele de expresie a genei FBN1:
I molecular sinteza fibrilinei
1
II celular formareamatricei
extracelulare
III organism rezistenaesutului
conjunctiv
Consecinele mutaiilor genei FBN1
Efect molecular
fibrilina 1 defect
Efect celular + tisular
anomalii alematricei extracelulare
Efect la nivelulorganismului
pleiotrop, scderea
rezistenei esutuluiconjunctiv cuafectare
multisistemic.
Sistemul osteoarticular
Sistemul cardiovascular
Sistemul ocular
Arahnodactilia
Anevrismaortic
Valvele aorteifuncioneaz
normal
SM: dilatarea
rdcinei aortei,regurgitareasngelui ninsuficien
aortic i mitral
Dilatarea
rdcinei
aortei
Proprietile genei:
Replicaie i reparaie
Specificitate
Aciune dozat
Stabilitate
Interaciune cu factorii de mediu
Pleiotropie
Variabilitate
Proprietile genei:
1. Genele se replic
Mihai Eminescuereditatea este perenaiune (vivace, durabil,persistent)
Crile sacre indiene Vede(care dateaz 4000 ani), arat c frumuseeai curajul oamenilor sunt trsturi care se motenesc de-a lungulgeneraiilor;
n Talmudcartea sfnt a evreilor, se consemneaz c daco mami-acircumcis primul biati n urma hemoragiei nestvilite acesta a muriti acelai lucru s-a ntmplat i cu al doilea biat, acea mam nu trebuies mai aplice circumciziunea la ceilali biei ai sice demonstreaz cevreii, nc acum 4000 de ani au neles natura ereditar a hemofiliei, ncare apar hemoragii puternice la cele mai mici traumatisme.
8/6/2019 4985B975d01
5/8
27.03.201
2. Gena este specific:- codific o molecul polipeptidic;- determin un caracter;
3. Gena are o aciune dozat asupra fenotipului -posibilitatea sintezei unei anumite cantiti de produs genic
(ARNm i molecule polipeptidice);
4. Gena este stabilde-a lungul mai multor generaii:
- darexist - gene nestabilegenele pentru Ig.;genele pentru receptorii olfactivi,genele pentru diveri xenobiotici.
5. Gena este n relaie cu factorii de mediu(internigenetici i negenetici, i externi):
- factorii de mediu pot modula (mri sau micoraexpresia genei);- factorii de mediu pot modifica expresia genei(expresie patologic, non-expresie)!!! determin expresivitatea variabil a unui caracter n ladiferite persoane n diverse condiii de mediu.
6. Gena poate avea aciune pleiotrop
Pleiotropia primar (ex. s. Marfan) - determinat de aciuneamultipl a produsului genei proteinei;
Pleiotropia secundar (ex. anemia cu HbS)determinat deconsecinele secundare ale aciunii proteinei.
7. VariabilitateG. poate exista n m. m. forme molecularepolialelism:
- prin mutaiimodificarea secvenei nucleotidiceapar variante noi ale genei aleleEx. gr sanguin AB0 este controlat de o pereche de locide pe crs 9 cu mai multe variante aleliceA1, A2, B i O- alelele multiple controleaz diferite stri sau formealternative ale unui caracter;- caracterul controlat de o serie de alele multiple -
caracter polimorf;- 25% din genele umane au variante alelice multiple.
1. n dependen de produsul genic:
gene de cl.I pentru ARNr
gene de cl. II pentru ARNm i proteine gene de cl.III pentru ARNt, ARNr, ARNsn
Clasificarea genelor umane Clasificarea genelor umane
2. n dependen de locul activitii: gene active n toate celulele gene active n anumite celule, esuturi
3. n dependen de perioada ontogenetic
gene active pe tot parcursul vieii gene active numai prenatal
gene active numai la pubertate
gene active numai la adult
8/6/2019 4985B975d01
6/8
27.03.201
4. n dependen de interaciunea cu factorii demediu
gene stabile
gene plastice
Clasificarea genelor umane
Necesit condiii pentru a se exprima (gene Hb S);
Gene tcute gena p/u colinesteraz la anestezie cu miorelaxani (ditilin) stop respirator;
Gene cu expresivitate variabil de la persoan la persoan;* exist gene cu penetran incomplet.
5. n dependen de gradul de expresie:
gene normomorfe gene izomorfe
gene hipomorfe
gene hipermorfe
gene amorfe
neomorf
Clasificarea genelor umane
6. n dependen de numrul de copii n genom;
gene unice
gene repetate n tandem sau dispersate
Clasificarea genelor umane7. n dependen de funciaproduilor genici:
- enzime - 31,2%;
- modulatori ai proteinelor sintetizate - 13, 6 %
- receptori;
- factori de transcripie; - proteinele matricei intracelulare i matricei
extracelulare;
- transportori membranari i proteine canal;
- molecule de semnalizare celular; - hormoni;
- Ig.
50%
Clasificarea genelor umane
Localizarea genelor:
genele sunt localizate pe cromozom;
fiecare gen are o poziie fix locus:
n loci identici ai cromozomilor omologi gene alele;
n loci diferii gene nealele;
genele unui cromozom formeaz grupuri denlnuire;
genele de pe un crs, ce sunt localizare foarteaproape una de alta formeaz haplotipuri, caredeseori au elemente reglatoare comune efectul poziiei;
Localizarea genelor:
repartizarea genelor pe cromozomi esteneomogen:
sunt crs bogai ngene i cromozomi
sraci n gene;
sunt fragmente decrs cu o densitatemare de gene i cudensitate redus;
unele gene formeazfamilii repetitive (n
tandem sau pediveri cromozomi)
sau nerepetitive;
8/6/2019 4985B975d01
7/8
27.03.201
- genele localizatepe autosomi,
determincaractere
autosomale, setransmit de la
prini indiferentde sex;
- genele localizate pegonosomi, determin
caractere sex-lincate ce se
transmit dependent desex:
gene icaractere X-
lincate;
gene icaractere Y-
lincate(holandrice).
Caracteristica genelor alelei nealele
Genele alele:
- localizate n loci identici pe cromozomi omologi;
- controleaz acelai caracter sau forme alternative ale aceluiaicaracter;
- se pot prezenta n mai multe forme moleculare diferite polialelizm;
n genotip, la o persoan, sunt prezente numai 2 alele o pereche sau 1alel - genele localizate pe X i pe Y la brbai;
Genele alele:
n cazul heterozigoiei (gene alele diferite) semanifest alela cu o activitate mai mare:
sunt alele cu activitate moderat normomorfe;
sunt alele cu activitate mrit hipermorfe;
sunt alele cu activitate mic hipomorfe;
sunt alele neactive amorfe;
sunt alele cu funcie nou neomorfe.
efectul fenotipic al genei depinde de genotip, deinteraciunile alelice, interaciunile nealelice ifactorii de mediu;
Genele alele:
n meioz se separ n gamei diferii segreg,
la fecundare se combin ntmpltor formnd diferite genotipuri,determinnd segregarea caracterelor legile ereditii mendeliene;
alelele unui individ una este de origine matern i alta de originepatern;
dac alelele sunt identice homozigot;
dac alelele sunt diferite heterozigot.
% - AA sau aa homozigot
%- Aa hetrozigot
%- XAY sau XaY hemizigot
Gene nealele:
localizate n loci diferii ai cromozomilor;
controleaz caractere diferite; se transmit:
n bloc nlnuit dac se afl pe acelaicromozom (grup de nlnuire sau haplotip);
independent dac se afl pe cromozomi diferii;
se manifest fenotipic:
independent una fa de alta;
se poate manifesta efectul poziiei;
pot fi interaciuni nealelice;
pot coopera n formarea unui caracter complex.
8/6/2019 4985B975d01
8/8
27.03.201
Harta genetic repartizarea genelor de-a lungul unuicromozom, indicnd distana relativ dintre ele dup %de recombinare (crossing-over);1% c-o = 1cM
