UNIVERSITATEA SPIRU HARETFACULTATEA DE MEDICINĂ VETERINARĂ

MONICA PÂRVU

GENETICĂ ŞI EREDOPATOLOGIE

Note de curs2009

1

INTRODUCERE- Genetica – ramură a biologiei care se ocupă cu studiul mecanismelor structurale şi funcţionale ale informaţiei ereditare, precum şi a modificărilor sale.- Termenul - introdus de W. Bateson 1905- Obiectul de studiu biodiversitatea, reprezentată prin:

- ereditate (“moştenirea”) - variabilitate (modificările) genotipică şi fenotipică

• Ramurile generale ale geneticii: Genetica virală Genetica bacteriană Genetica animală Genetica umană Genetica vegetală

- Ramurile speciale ale geneticii: - citogenetica (cromozomi) - radiogenetica (efectele mutagene ale radiaţiilor ionizante şi neionizante) - genetica moleculară - genetica patologică (eredopatologia)- imunogenetica (polimorfismul proteinelor în relaţie cu imunitatea şi grupele

sanguine) - genetica dezvoltării (embrion) - genetica cantitativă (producţii) - genetica populaţională - genetica ecologică (adaptarea populaţiilor)

- Importanţa geneticii:- ingineria genetică – OMG (organisme transgenice), obţinându-se: insulina, hormonul

de creştere uman, interferonul uman, factorii de coagulare antihemofilici, clonarea

- Scurt istoric:1865 – Gregor Johann Mendel – mazăre1900 - Hugo de Vries – redescoperirea legilor mendeliene1905 – Wiliam Bateson – valabilitatea legilor mendeliene şi la animale1909 - Wilhelm Johannsen – “gena”1910 Thomas Hunt Morgan – teoria cromozomială a eredităţii1927 – Herman Joseph Müller – efectul mutagen al radiaţiilor ionizante1944 – Oswald Avery – ADN bacterian1953 – James Dewey Watson – structura helicoidală a ADN1956 – Joe Hin Tjio – cariotipul uman – 46 cromozomi1970 – bandarea1972 – Paul Berg - primul ADN recombinat produs “in vitro”1974 – Palade – vacuola (Nobel)1986 – Steen Willadsen - clonarea embrionară (oaie)1996 – Ian Wilmut - clonarea somatică (Dolly)2000 – Craig Venter si Francis Collins - secvenţionarea aproape completă a genomului uman (cca 30.000 gene)

- Scurt istoric al geneticii animale româneşti 1902 – Dimitrie Voinov – bazele citogeneticii animale

2

1928 - G.K Constantinescu – ereditatea culorilor la Mangaliţa 1937 - Gh. Marinescu – primul laborator de genetică experimentală 1944 – Nicolaie Teodoreanu – Merinos de Palas, anomalii la taurine

Celula eucariotăCitoplasma:

Mitocondria – ADN mitocondrial 1-5 % din ADNRibozomi – ARN ribozomal 80-85% ARNCentriolii – rol în formarea fusului de diviziune

Nucleu:Nucleolii – rol în diviziune (telofază)Cromatina - Cromozomii

CROMOZOMII- Cromozomii = unităţi ale genomului, cu aspect filamentos, de natură nucleoproteică, individualizaţi în timpul metafazei mitotice (datorită condensării materialului genetic - cromatinei).- Denumirea de cromozom

chroma = culoare, soma = corpWaldeyer 1886

Morfologia cromozomilorElementele componente ale cromozomilor• Cromatide = două subunităţi filamentoase, care se menţin cuplate la nivelul centromerului• Centromerul = constricţia primară, zona de unire a cromatidelor;

– fixarea cromatidelor – chinetocor (structură specializată); – permite clasificarea morfologică a cromozomilor

• Braţele – scurte (p) şi lungi (q). Clasificare cromozomi• Constricţii secundare = zone nespiralizate, existente la unii cromozomi (organizatori nucleolari);

– prezente mai ale pe braţele scurte (acrocentrici, submetacentrici); – markeri în cartografierea cromozomilor

• Sateliţi = formaţiuni mici cu aspect corpuscular, situaţi la extremitatea braţelor scurte ale cromozomului. • Telomere = extremităţile cromozomilor;

– au rol în stabilitatea cromozomilor, împiedicând asocierea acestora.

Clasificarea cromozomilor- Cromozomi metacentrici = centromerul este plasat la mijlocul cromozomului; braţele cromozomului sunt egale.- Cromozomi submetacentrici = centromerul este plasat submedian; braţele cromozomului sunt puţin inegale.- Cromozomi acrocentrici = centromerul este plasat în regiunea subterminală a cromozomului.- Cromozomii telocentrici = centromerul este plasat în regiunea terminală;

- după 1980, s-a constatat că este instabil, el neputând exista la animale (doar la plante)

Identificarea cromozomilor

3

- Bandarea = evidenţierea prin metode diferite a benzilor (zone alternante, clare şi întunecate din cromozom).- 1971, Paris, Conferinţa pentru standardizare a nomenclaturii- Tipuri de bandare: Q, C, G, R, T

Benzi Q- clorura de chinacrină (quinacrine)- vizibile la microscopul cu fluorescenţă - apar benzi fluorescente- polimorfismul benzilor este transmis mendelian- polimorfismul benzilor variază de la individ la individ - analiza cromozomului Y. - permit studiul familial

Benzi G- Au aceleaşi localizări ca şi benzile Q- Metoda de evidenţiere - colorarea Giemsa- evidenţiază zonele cu ADN repetativ, bogate în bazele A-T (adenină – timină)- Vizibile la microscopul optic obişnuit

Benzi R (reversibile)- Metoda de evidenţiere: denaturate termică la 960C şi colorare Giemsa sau cu acridin

orange (preferabilă) - Benzile R au dispoziţie inversă benzilor G- Prin colorare Giemsa – apar doar benzile R, în zonele bogate în ADN repetativ şi baze

G-C (guanină – citozină)- Prin colorare cu acridin orange, apar benzile R (culoare fluorescentă verde) şi G (culoare

roşie închisă)

Benzi C- Permit evidenţierea centromerului şi a constricţiilor secundare- Metoda de evidenţiere = coloraţia centromerică Benzi T - tratament termic mai intens

În identificarea cromozomilor metafazici se utilizează 4 semne: I = numărul perechii de omologiII = braţul cromozomuluiIII = numărul regiunii cromozomialeIV = numărul benzii

Exemplu: 14q32.3 - cromozomul 14, braţul lung (q), regiunea 3, banda 2, subbanda 3

Dimensiunile cromozomilor (talie)- Dimensiunile – caracteristice speciei- Lungimea: 1 – 50µm- Diametrul: 0,1 – 2 µm

Clasificarea cromozomilor în funcţie de dimensiuni: mici, obişnuiţi, mari- Mici (microcromozomi) – unele nevertebrate, reptile şi păsări- Mari (obişnuiţi) – mamifere, om- Uriaşi (politeni) – glandele salivare la insecte; de 157 ori mai lungi

4

Tipuri de cromozomi- Cromozomi omologi

- Fac parte din aceeaşi pereche, au acelaşi locus- Au aceeaşi morfologie- Originea este diferită: unul de la mamă, unul de la tată

- Cromozomi neomologi - Sunt plasaţi pe loci diferiţi- Nu au aceeaşi morfologie

Numărul cromozomilor- Există un număr haploid şi un număr diploid- Numărul haploid = n, numărul de cromozomi din gameţi (celule sexuale)- Numărul diplod = 2n,numărul de cromozomi din celulele somatice. - Numărul total de cromozomi reprezintă formula cromozomială care defineşte o specie. - Unele specii au acelaşi număr de cromozomi, dar morfologia este diferită (capră –

taurine, pisică – porc, câine – găină)

Însuşirile fundamentale ale cromozomilor• Stabilitatea relativă a numărului de cromozomi• Stabilitatea relativă a mărimii şi formei• Dispunerea cromozomilor în perechi

Cariotipul şi idiograma- Cariotipul = ordonarea sistemică a perechilor de cromozomi omologi, în ordinea descrescătoare a mărimii şi pe grupe morfologice;

- cromozomii sunt fotografiaţi la microscop, decupaţi şi aranjaţi; - cromozomii sexuali – sunt identificaţi primii, dar sunt plasaţi la urmă, într-o grupă separată

- Idiograma = reprezentarea schemică a cromozomilor, bazată pe măsurători în metafază, obţinându-se mărimi medii pentru fiecare cromozom;

- la o anumită scară.

Funcţiile cromozomilor1. Continuitate genetică = duplicarea semiconservativă a cromozomilor şi ADN-ului. Asigură evoluţia biologică.2. Determinism genetic – transcrierea informaţiei genetice în structura ARNm, care asigură sinteza proteinelor3. Variabilitate – prin recombinare genetică, mutageneză

5

DIVIZIUNEA CELULARĂ

- Prin diviziune celulară se asigură multiplicarea celulelor (creşterea, diferenţierea şi înlocuirea celulelor îmbătrânite şi moarte)

- Perioada de timp necesară parcurgerii etapelor de evoluţie a celulelor = ciclul celular

Ciclul celular- Durata ciclului celular – variabilă, funcţie de tipul celulelor- Categorii de celule:

• Celule care nu se mai divid (neuronii)• Celule cu diviziune rapidă şi ciclu celular scurt (12 ore): celule epiteliale din mucoase şi tegumente• Celule cu viteză medie de diviziune, ciclu celular de 24 ore: celule hematopoetice, celule limfoformatoare

- Este format din două perioade: – interfaza (intercineza) – diviziunea celulară (directă, indirectă)

Interfaza: etape G1, S, G2– Etapa G1: sinteza ARN– Etapa S: sinteza ADN– Etapa G2: sinteza proteinelor citoplasmatice – În interfază, cromozomii nu sunt vizibili ca entităţi– Durata interfazei -15 ore: 5 ore G1, 7 ore S, 3 ore G2

Diviziunea celulară poate fi

– Directă, la procariote (separare)

– Indirectă, la eucariote – de 2 feluri:- Mitoza – celule somatice- Meioza – celule sexuale

Mitoza- = diviziunea celulelor somatice

– o celulă generează două celule fiice, cu acelaşi număr de cromozomi ca şi celula mamă.

- Cuprinde 4 etape majore: profaza, metafaza, anafaza, telofaza.- = diviziune indirectă

– separarea materialului celular se realizează cu ajutorul aparatului mitotic

Profaza- Cromozomii au formă filamentoasă, sunt subţiri şi slab colorabili- Pe măsura avansării profazei, cromozomii se condensează şi devin mai colorabili- Nucleolii dispar- Membrana nucleară se dezintegrează- Are loc diviziunea centrozomului- Începe formarea fusului mitotic (diviziune)

Metafaza- Cromozomii au condensare maximă, sunt uşor de numărat şi caracterizat morfologic- Se formează fusul mitotic (fibre microtubulare)

6

- Cromozomii sunt ataşaţi de fusul mitotic (prin centromeri), se deplasează spre centrul celulei şi formează placa ecuatorială- Clivajul longitudinal al centromerului- Formarea a 2 cromozomi monocromatidici

Anafaza- Centromerii se divid- Se formează două cromatide surori, care migrează spre polii opuşi ai fusului mitotic (contracţia fibrelor)- Se formează 2 plăci paraecuatoriale

Telofaza- Apariţia membranei celulare- Decondensarea cromozomilor- Reapariţia nucleolilor- Apare o zonă de clivaj în regiunea ecuatorială a celulei- Se formează un sept care împarte citoplasma în două părţi egale- Rezultă două celule fiice

Semnificaţia biologică a mitozei este următoarea:• asigură constanţa numărului de cromozomi (a materialului ereditar) în procesul de dividere a celulelor somatice; • asigură integritatea structurală a ţesuturilor în caz de pierdere a celulelor (substituirea eritrocitelor, a celulelor din epiteliul intestinului etc.); • asigură creşterea şi dezvoltarea organismului pluricelular; • asigură regenerarea ţesuturilor şi a organelor.

Meioza• = diviziune indirectă, apare la celulele sexuale• Descoperită de E. van Beneden în 1883 la Parascaris equorum • Formată din două diviziuni succesive, rezultând în final 4 celule fiice (număr haploid n de cromozomi)

– diviziunea reducţională (primară, heterotipică, meioza I); – diviziunea ecuaţională (secundară, homotipică, meioza II).

• Proces mai complex şi mai lung de cât mitoza. Poată să dureze 3 zile – câteva săptămâni

Prima diviziune meiotică- O celula diploidă 2n → două celule haploidă n- 4 faze: profaza I, metafaza I, anafaza I, telofaza I

1. Profaza- o serie de modificări ale cromozomilor- cinci substadii: leptoten, zigoten, pachiten, diploten, diakinesis

1.1 Leptoten (leptonema)- Leptos = subţire- Numărul cromozomilor – diploid- Cromozomii – filamente lungi şi subţiri, formaţi din 2 cromatide- Cromozomii omologi sunt în contact

1.2 Zigoten (Zigonema)7

• Zygon = pereche, cuplu • Împerecherea cromozomilor omologi (unul matern şi unul patern) pe axul longitudinal • Cromozomii omologi sunt în contact pe toată lungimea lor (fermoar)• Se formează sinapsele, alcătuite din:

– un element central (10-40 nm) situat de-a lungul celor doi cromozomi omologi; – două elemente laterale (30-40 nm), câte unul pentru fiecare cromozom omolog; – zona centrală (de 60-120 nm).

• Cromozomii omologi sinapsaţi formează bivalenţii(T. H. Montgomery, 1901) şi W.S. Sutton,1902).

1.3 Pachiten (pachinema)- Pachys = gros - Apropierea intimă a cromozomilor omologi, rezultă înjumătăţirea aparentă a cromozomilor (număr haploid n)- 1 bivalent = tetrada (patru cromatide)- Crossing-over (Morgan)- Condensarea cromozomilor

1.4 Diploten (diplonema)- Diplos = dublu- Sinapsele încep să se separe- Cromozomii omologi rămân ataşaţi prin puncte (chiasme)- Fiecare bivalent este alcătuit din doi cromozomi

1.5 Diachinesis (diachineza)- Dia (prin), kinesis (mişcare)- Se iniţiază formarea fusului de diviziune- Membrana nucleară se dezintegrează- Bivalenţii se deplasează spre polii celulei

2. Metafaza I- Similară cu metafaza mitotică- Bivalenţii polarizează celula- Cromozomii - ataşaţi de fusul de diviziune; se deplasează spre centrul celulei- Se formează placa ecuatorială- Cromozomii au contracţie maximă, sunt uşor de numărat şi caracterizat morfologic

3. Anafaza I- Centromerii se divid- Rezultă două cromatide surori, care se deplasează spre polii opuşi ai fusului (contracţia fibrelor)- Apare o nouă separare a cromozomilor în două grupe

4. Telofaza I- Se formează câte o membrană în jurul fiecărei grupe de cromozomi- Fusul de diviziune dispare- Cromozomii se decondensează- Dintr-o celula cu 2n cromozomi bicromatidici - rezultă 2 celule fiice cu n cromozomi bicromatidici

Diviziunea meiotică secundară

8

- La unele specii, cromozomii trec direct din telofaza I în profaza II, fără stadiul de interfază. - Profaza II – scurtă. Se iniţiază fusul de diviziune- Metafaza II - placa ecuatorială

- Cromozomii polarizează celula- Anafaza II - 2 plăci ecuatoriale• Telofaza II – din 2 celule cu n cromozomi bicromatidici rezultă 4 celule fiice cu n cromozomi monocromatidici

Tipuri de meioză:- meioza gametică (sau terminală) – apar spermatozoizi şi ovule care nu se divizează ulterior şi sunt apte de fecundaţie (la animalele superioare); - meioza zigotică (sau iniţială) – apar celule vegetale cu număr haploid n de cromozomi (la alge şi ciuperci); - meioza sporală (sau intermediară) – apar mega- sau microspori haploizi, apoi se formează gameţi (sporogeneză). La plantele superioare

Semnificaţia biologică a meiozei:- Reduce la ½ numărul de cromozomi în gameţi, împiedicând creşterea numărului de cromozomi din generaţie în generaţie. Altfel:

• Părinţii 46 cromozomi• Copiii 92 cromozomi• Nepoţii 184 cromozomi, etc

- Variabilitatea speciilor – prin recombinarea genetică (crossing-over)

ABERAŢII CROMOZOMIALE- Aberaţiile cromozomiale sunt boli pur genetice- Se împart în două categorii: numerice şi de structură

1. ABERAŢII CROMOZOMIALE NUMERICE1.1 POLIPLOIDIACaracteristici poliploidiei- Numărul de cromozomi somatici (2n) este multiplicat (4n, 6n, etc)- Normal - celule poliploide în organisme diploide

– Ficat, pancreas, rinichi – celule tetra şi octoploide– Celulele Purkinje din cerebel – tetraploide

Cauzele poliploidiei (formă patologică)– Ovocite îmbătrânite– gameţi cu constituţie cromozom anormală

• Dispermie: 1 ovulă şi 2 spermatozoizi• Diginie: metafaza II – 1 spermatozoid şi 1 ovulă secundară

– accidente mitotice

Urmările poliploidiei (rară la animale)- Organisme intersexuale - sterilitate - Fetuşi avortaţi. Fetuşi:

• hernie diafragmatică• atresia ani

9

• lipsa porţiunii distale a membrelor anterioară • hernie cerebrală • hidrocefalie • fisura palatină

- Rar nou – născuţi neviabili. - Malamut – cazuri de triploidie

1.2 ANEUPLOIDIACaracteristicile aneuploidiei- Mai des întâlnită. - Modificarea numărului de cromozomi

- nulisomie 2n-2 - monosomie 2n-1 - trisomie 2n+1- tetrasomie 2n+2

Cauzele aneuplodiei - nondisjuncţia cromozomilor (la sfârşitul metafazei, cromatidele nu se despart)- retardarea anafazică a cromozomilor – lipsa de migrare spre polii celulei- multipolaritatea fusurilor mitotice – mai mult de 2 poli – repartizare inegală a cromozomilor

în celulele fiice

Urmările aneuploidiei: - dezechilibrul numeric: letal sau subletal- aneuploidiile din celulele somatice: letale sau subletale (trisomia 18, 22)- aneuploidiile din celulele sexuale - mai bine tolerate.

Aneuploidiile din celulele sexualeSindromul XO (sindromul Turner)Caracteristici:

- Fenotip feminin- Statură redusă- Infantilism genital- Gât palmat- Coarcaţia aortei (îngustarea lumenului aortei )- Numai 1% din embrionii 45, X0 îşi încheie dezvoltarea (frecvenţă mică după fătare)

Cauze: - pierderea unui cromozom X în timpul gametogenezei- sau accidente mitotice, după fecundare

- În majoritate - sterilitatea

- Cazuri rare de fertilitate, cu produşi normali d.p.v. Cromozomial

- Răspândirea la diferitele specii: iapă (39%), taurine, bivoliţă, oaie, suine, câine

Sindromul XXX – trisomia X (superfemele)- Cauze: nondisjuncţia cromozomului X meioza II (anafaza II)- Normale d.p.v. fenotipic- Majoritatea – cicluri sexuale normale - Pot fi fertile, produşii fiind normali- Răspândirea la diferitele specii: taurine, bivoliţă, iapă, câine

10

Sindromul XXY (Klinefelter)- Mai răspândit decât sindromul XO- Manifestări:

- fenotip masculin, hipoplazie testiculară, azoospermie, ginecomastie - Cauze:

- nondisjuncţia cromozomului X în meioza II;- nondisjuncţia mitotică postconcepţională

- Stare pură sau mozaic - Răspândirea: pisică (motani tricolori), taurine, ovine, cabaline, suine

Sindromul XYY- Fenotipic mascul- cauze: nondisjuncţia cromozomului Y meioza II- Nu afectează fecunditatea, spermatogeneza - aparent normală- Uneori agresivitate accentuată- Răspândire: taurine, ovine, cabaline, motan (rasa Siameză)

Alte aberaţii numerice1. Mozaicismul

- mai multe linii de celule având cariotipuri diferite, provenind dintr-un singur zigot- Apare prin accidente mitotice (nondisjuncţii, întârzieri anafazice)

2. Mixoplodia (endoploidia)- poliploidie şi aneuploidie în diferite celule şi ţesuturi ale lor.- White Blue Belgian Pietrain

2. ABERAŢII STRUCTURALE- Numărul de gene este neschimbat - Deleţia, cromozomul inelar, izocromozomii, puncte de fractură, lacuna acromatică, duplicaţia, inversia, translocaţia

2.1 DELEŢIA- = ruperea şi pierderea unei porţiuni dintr-o cromatidă a unui cromozom. - Deleţia poate fi terminală (ruptura se realizează la capătul cromozomului); interstiţială (apar două rupturi pe acelaşi braţ)- Deleţiile interstiţiale sunt mai frecvente decât cele terminale, pentru că ele nu implică formarea de telomere (necesare stabilizării cromozomului).

2.2 CROMOZOMUL INELAR= deleţia terminală dublă la capetele unui cromozom şi unirea celor două extremităţi (se pierd telomerele).Izocromozomul= diviziunea anormală, transversală a centromerilor, la sfârşitul metafazei. - Cromozomul nou format are două braţe egale ca mărime, dar identice d.p.v. genetic

2.3 PUNCTE DE FRACTURĂ- = zonă de discontinuitate acromatică (bandare)- La nivelul unei singure cromatide sau la locuri identice pe cele două cromatide- Fragmentele cromatidice rupte sunt deplasate de la poziţia normală

2.4 LACUNA ACROMATICĂ- = zonă de discontinuitate acromatică (bandare)

11

- Pot să apară pe una sau amândouă cromatidele- Fragmentele cromatidice rupte NU sunt deplasate de la poziţia normală

2.5 DUPLICAŢIA• = un fragment suplimentar pe braţul unui cromozom• Este opusă deleţiei, dar se realizează cu ajutorul ei• Duplicaţia se realizează prin:

– crossing-over – translocaţia între cromozomii omologi

• Este mai frecventă şi mai puţin letală decât deleţia.

2.6 INVERSIA- = fragmentarea unui cromozom, rotirea fragmentului cu 1800 şi fuziunea acestuia pe acelaşi cromozom- Poate fi pericentrică (cuprinde centromerul) şi paracentrică

2.7 TRANSLOCAŢIA- = transferul de segmente (cromozomi) între cromozomii neomologi - Tipuri de translocaţie; simplă, reciprocă, în tandem, robertsoniană

2.7.1 Translocaţia simplă (nereciprocă, inserţia)= transfer unidirecţional al materialului cromozomal

2.7.2 Translocaţia reciprocă= transferul bidirecţional de material cromozomial între cromozomi neomologi

- Nu se produc pierderi de material genetic, schimbându-se doar poziţia genelor

- În general, purtătorii de T.R. sunt normali din punct de vedere fenotipic

2.7.3 Translocaţia în tandem= între un cromozom acrocentric şi unul neomolog (acrocentric, submetacentric, metacentric)- Interesează cromozomi întregi- Cromozomul rezultat este mai mare

2.7.4 Translocaţia robertsoniană (fuziunea centrometică)= Numai între cromozomi neomologi acrocentrici- Rupturile au loc în regiunea centromerică- Rezultă

- cromozom metacentric (din acrocentrici egali)- submetacentric (acrocentrici inegali)

INTERSEXUALITATEA GENETICĂ= apare ca urmare a dezvoltării atipice a aparatului genital- determinată de aberaţii cromozomiale sau mutaţii ale unor gene sexualizante.

- Intersexualitatea influenţează:- sexul genetic (XX, XY),- sexul gonadic (gonade, organe genitale interne),- sexul somatic (organe genitale externe)

Clasificarea intersexualităţiiA. După criteriu fenotipic:

12

- hermafroditism adevărat (HA),- pseudohermafroditism de tip mascul (PHM),- pseudohermafroditism de tip femel (PHF)

B. După criteriu genetic:- Masculi XX- Femele XY- Sindromul de feminizare testiculară- Himerismul XX / XY (freemartinism)

A. Intersexualitatea fenotipică

A.1 Hermafroditismul adevărat (HA): - prezenţa ambelor gonade (ovare, testicule) separate sau îmbinate (ovotestis)

A.2 Pseudohermafroditism de tip mascul (PHM): - prezintă testicule - organele interne şi externe au diferenţiere ambiguă, mai mult spre sexul femel

A.3 Pseudohermafroditism de tip femel (PHF): - prezintă ovare - organele interne şi externe au diferenţiere ambiguă, mai mult spre sexul mascul

B. Intersexualitatea geneticăB.1 Masculii XX- sexul genetic este femel. - gonadele: testicule (HA), ovotestis (PHM)- răspândire: Porcine, cabaline, caprine, câine (Cocker, Pointer german cu păr scurt)

B.2 Femele XY - sexul genetic mascul - gonadele: ovare hipoplazice - organele interne: normale- Femelele sunt sterile- Răspândire: taurine

B. 3 Sindromul de femelizare testiculară - sex genetic mascul- Organele genitale sunt insensibile la testosteron (mutaţie genică), nu se mai produce diferenţierea masculină a tractusului genital la fetus- răspândire: taurine, ovine, cabaline, porcine, pisica, câine, iepure

B.4 Freemartinism Caracteristici: - Freemartin – femelă sterilă, sarcină gemelară heterosexuată

- fenotipic: femele masculinizate (conformaţie grosolană, cap masculinizat, uger mic, vulva atrofică)

- Tractusul genital – masculinizat - Himerism XX/XY

- Răspândire: taurine, ovine, caprine, porcine, cabaline- Fraţii (masculii) – himerism XX/XY

- Comportam sexual normal - Fecunditate discutabilă

13

- oligospermie

Ipotezele freemartinismului - Teoria hormonală – transferul hormonului androgen (frate), prin anastomoză vasculară, determinînd masculinizarea tractusului şi gonadelor la femelă (Lillie 1917)- Teoria celulară - transferul celulelor mascule şi acţiunea asupra diferenţierii sexuale la femelă (Ohno 1962)- Teoria antigenică – antigenul H-Y (situat pe cromozomul Y) se fixează pe celulele XX, determinând masculinizarea gonadei (Wachtel şi Ohno 1980)

ABERAŢII CROMOZOMIALE LA PĂSĂRI- Haploidie, mixoploidie (2n/4n, 2n/3n), poliplodie (triplodie, tetraploidie, pentaploidie), monosomii, trisomii, translocaţii, deleţii- În stare pură sau mozaic- Important:

– Poliploizii - viabili– triploizii puri ZWW – neviabili– Monosomia 2 sau deleţia cromozomului 3 – micromielia (reducerea la ½ a lungimii

femurului şi tibiei + cioc papagal)

Haploidia- Mozaic- Origine androgenică (mitoza)- Spermatozoizii supranumerali (polispermie)

- penetrează membrana ovocitei - dar nu realizează singamia- coabitează şi încep diviziunea mitotică

- Rezultă embrion haploid

Poliploidia (3n, 4n, 5n)- Nerealizarea citochinezei (meioza 2)

Mixoploidie (2n/4n, 2n/6n)- Nerealizarea citochinezei (meioza 2)

Triploidia- Cauze:- 1 ovocită + 2 spermatozoizi (dispermie)- 1 ovocită + 1 spermatozoid diploid- 1 ovocită diploidă + 1 spermatozoid

Ovocita diplodă: - Nondisjuncţia cromozomilor în meioza I sau II- neeliminarea globulului polar II (ovocite)

- Triploidia ZWW – letală- Triploidia ZZW şi ZZZ – 50% viabilă, dezvoltare aparent normală

Himerele diploide/triploide- Cauze - Ovocite binucleate- Mecanisme:

1. Meioza I şi II – normale, dar 14

- 1 nucleu + 1 spermatozoid şi- 1 nucleu + 2 spermatozoizi

2. Meioza I nu are loc într-unul din nuclei. Meioza II – normală3. Meioza I – normală.

Meioza II nu are loc într-unul din nuclei.Rezultă: ZZ / ZZZ; ZZ / ZZW; ZW / ZZW; ZW / ZZZAceste himere – viabile numai la unele linii de găini

Translocaţia- Translocaţii reciproce nebalansate între 2 autozomi şi cromozomul Z

Intersexualitatea la păsăriAspectul normal: la femele (ZW) numai gonada stângă se dezvoltă în ovar funcţional

- Gonada dreaptă – la adulte – vestigiu microscopic.

Intersexualitatea la triplozi- galinacee - ZZZ, ZZW - fenotipic sunt masculi, dar sunt sterili- histologic:

- gonada stângă este ovotestis la ecloziune şi devine testicul la maturitate- gonada dreaptă = testicul

Intersexualitatea la diplozi - găină, raţă, porumbel, fazan1. Freemartinism (ouă cu gălbenuş dublu) – masculi femelizaţi2. Hermafroditism: găini cu pinteni. - Gonada stângă = ovotestis- Gonada dreaptă = testicul

CARIOTIPUL NORMAL ŞI PATOLOGIC LA TAURINECariotipul normal

- 60 cromozomi (58 + 2)

- Toţi cromozomii somatici sunt acrocentrici (de diferite mărimi)

- cromozomii sexuali sunt submetacentrici

- Cromozomul X este cel mai lung

1. Anomalii de structurăTranslocaţia robertsoniană 1/29 (Gustavsson 1964, Suedia)- Anomalie echilibrată, se transmite ca un factor mendelian simplu, dominant în proporţie de 1:1- Peste 50 rase – toate continentele- Frecvenţă mare – Rase ameliorate - Prima dată – Suedia (1964) - Cauza apariţiei la atâtea rase: mutaţie recurentă sau origine comună (reafirmată în 2004)

- Nu apar efecte fenotipice vizibile

- Taurii heterozigoţi: - comportament sexual normal

15

- caracteristici spermatice normale (mobilitate, volum)- uşoară oligospermie

- Consecinţa – reducerea fecundităţii (creşterea mortalităţii embrionare precoce)

- Organismele mono şi trisomice – neviabile

Profilaxia genetică a translocaţiei 1/29- Eliminarea masculilor cu 1/29 – indiferent de valoarea lor de ameliorare - Analiza citogenetică (cariotipare)- România: 1975 – 2005:

- analiza a 2500 masculi din rasele Bălţată cu Negru Românescă, Bălţată Românească şi Brună - frecvenţa a scăzut de la 13,5% la 8,8%

• Având în vedere influenţa negativă asupra fecundităţii, purtătorii homo şi heterozigoţi - eliminaţi

Alte translocaţii robertsoniene:- Numeroase, dar cu frecvenţă mai scăzută - Taurinele

- numai autozomi acrocentrici- toţi pot fi potenţiali participanţi la eventuale translocaţii robertsoniene.

- Peste 40 de tipuri de translocaţii robertsoniene: 1/21, 1/26; 3/27; 14/28; 19/21 – Friza3/4 – Limousin5/18; 6/11; 12/12; 14/20, 14/21, 20/20 – Simmenthal5/23 – Bruna MM21/27 – Blonde d'Aquitaine 25/27 – Sura de stepă

Translocaţiile în tandem - fenotip normal- Fecunditate uşor redusă (cu 10%)

Translocaţii reciproce - 2/20, 8/15, 8/27, 10/11- Fenotip normal- Fecunditate redusă

Translocaţia X/18 – femele fenotipic normale. Călduri false şi repetate. Fecunditate scăzută. Translocaţia X/23 – cromozom painting - fecunditate scăzută.Translocaţia Y/9 – aparent normal; steril, bandare C şi GCromozomul 17 nu a fost afectat de nicio translocaţie

Cromozomi inelari - F% scăzutăInversii pericentrice – scăderea fecundităţii

- Frecventă la ambele sexe- Fenotip Normal - F% scăzută.

2. Anomalii numerice

16

Anomaliile numerice la cromozomii somatici- Rare după naştere, fiind eliminate prin mortalitate embrionară- Nu au fost evidenţiate poliploidii în stare pură- Mozaic 2n/4n; 2n/6n la animale cu hipertrofie musculară (Blue White Belgian)Blue White Belgian (Bleu Blanc Belge)- După om şi şoarece, trisomiile autozomale de la taurine - cele mai răspândite şi studiate. - Consecinţelor lor:

- mortalitate în primele zile după fătare (malformaţii grave) - manifestări negative doar asupra dezvoltării corporale (nanism)

Trisomia - foarte răspândităTrisomia 18

- asociată cu brahignatismul inferior, hernie ombilicală, anomalii cardiace şi urogenitale

- Letală (primele zile după fătare)

Trisomia 22

- asociată cu brahignatismul inferior/superior, malformaţii urogenitale

- produşi sunt viabili şi pot avea, la rândul lor, produşi normali

Trisomie 28 (2001)- întârzierea creşterii- brahignatism superior- hipersalivaţie- strabism convergent- macroclitoris- mameloane supranumerare (politenie)- la necropsie s-a constatat prezenţa cervixului dublu şi o extravalvulă aortică.

Anomalii numerice la cromozomii sexuali – cazuri sporadiceSindromul XO (femele)- Fenotip aparent normal. - Constituţia uşor grosolană.- anestrus, atrofie ovariană

Sindromul XXX

- Fenotip normal

- talia mică

- Anestrus sau cicluri sexuale neregulate, monte repetate

- infantilism uterin

- Pot avea produşi normali

Sindromul XXY

- Pur sau mozaic

- Aparenţă de mascul sau aspect femelizat

- Comportament sexual normal

17

- Hipoplazie testiculară uni/bilaterală, azoospermie (pur) sau oligospermie (mozaic)

Sindromul XYY- Numai mozaic

- Criptorhidie unilaterală, calitate redusă a materialului seminal, fecunditate normală

- retivitate

3. IntersexualitateaFreemartinism- clasic - alte tipuri de freemartinism la taurine:1. Freemartini unigeşti – din fătare negemelarăIpoteze: - Moartea cogemenilor masculi după a 39 zi gestaţie (când are loc anastomoza vasculară)- Fuzionarea, după fecundare, a 2 zigoţi heterosexuaţi

2. Freemartini fecunzi- Aparat genital normal- Anastomoza vasculară se realizează după a 39 zi gestaţie (după diferenţierea fetală a ovarelor)

3. Freemartini gemeni cu fetuşi monstruoşi

- Fratele lipsit de cord funcţional (acardius amorphus)

- Dependent de freemartin 4. Freemartini cu atresia ani- Fratele normal

5. Freemartini cu himerism complex5.1 XX / XY / XO- Freemartinul: organe feminine externe anormale; pungi scrotale- Fratele – aparent normal, criptorhidie unilaterală, hernie ombilicală- Cauza: freemartinul – a fost iniţial XX/XO

5.2 XX / XXY- Freemartinul nu organe genitale externe (nici femele, nici mascule), ovarele sunt disgenetice- Fratele - fenotip masculin, talie mărită, hipoplazie testiculară, azoospermie (Klinefelter)

CARIOTIPUL NORMAL ŞI PATOLOGIC LA OVINECariotip normal: 54 cromozomi (26 + 1)- 3 perechi metacentrici- 23 perechi acrocentrici- cele trei perechi de metacentrici - prin translocaţie robertsoniană centrică (familia Bovidae)- anomalii de structură, anomalii numerice, intersexualitatea

1. Anomalii de structurăTranslocaţia reciprocă 1/20 (singura): reduce numărul de gemeni şi tripleţi

18

Translocaţia robertsoniană: 5/26, 8/11, 7/25 – scăderea fecundităţii

2. Anomalii numerice – celule sexualeSindromul XO- pur, mozaic

- Fenotipic mascul, glanda mamară redusă, infecunditate

Sindromul XXX- nu a fost pus în evidenţă

Sindromul XXY- comportament sexual normal, hipoplazie testiculară, azoospermie

Sindromul XYY- numai mozaic- lipsesc datele privind fecunditatea

3. IntersexualitateaFreemartinism- frecvenţa de apariţie = 1/10- La rasele prolifice (Romanov, Finish Landrace) – frecvenţă mică Pseudohermafroditism masculFemelizare testiculară

CARIOTIPUL NORMAL ŞI PATOLOGIC LA CAPRINE- Cariotip normal 60 cromozomi (acrocentrici)- Intersexualitate, anomalii de structură, anomalii numerice

1. Intersexualitatea- foarte frecventă- hermafroditism, PHM, hipoplazie testiculară

2. Anomalii de structură: Translocaţia robertsoniană – frecventă la rasa Saanen. - 2/13; 6/14 – scăderea drastică a fecundităţii

3. Anomalii numerice- puţin observate- Monosomia cromozomului X: pură sau mozaic (X/XY)

CARIOTIPUL NORMAL ŞI PATOLOGIC LA PORCINECariotipul normal 38 cromozomi (18+1)- 5 perechi submetacentrici- 5 perechi metacentrici- 8 perechi acrocentrici Cariotip patologic: intersexualitatea, anomalii numerice, anomalii de structură

19

1. Intersexualitatea: - HA, PHM, PHF - freemartinism (poate să apară prin fecundare simultană a ovulului şi primului globul polar)- femelizare testiculară

2. Anomalii numericeLa cromozomi somatici - rare. Mixoploidia: PietrainLa cromozomii sexuali: Sindromul XO - anomalii de dezvoltare a organelor genitale externe de tip intersexuatSindromul XXX – nu a fost semnalat Sindromul XXY - fenotip mascul normal, hernie scrotală unilaterală, testicule hipoplazice, azoospermie, uterSindromul XYY – nu a fost semnalat

3. Anomalii de structură – numai la cromozomii somaticiTranslocaţia robertsoniană: 13/17. Nu s-a studiat influenţa asupra fecundităţiiTranslocaţia reciprocă – frecventă (24 tipuri)

- reducerea severă a fecundităţii (cu 25%)Puncte de ruptură: cromozomi 1, 14

CARIOTIPUL NORMAL ŞI PATOLOGIC LA CABALINECariotipul normal: 64 cromozomi (31+1)Cariotipul patologic - anomalii de structură, numerice, intersexualitate

1. Anomalii de structură:Deleţia:

- cromozomi 13, 2

- Letale în stare homozigotăTranslocaţia reciprocă:

- 13/14, X/autozom

- Fenotip normal

- Fecunditate variabilă

2. Anomalii numericeSindromul XO

frecvent pur, mozaic Talia redusă cicluri neregulate, organe genitale externe normale, sterilitate ovare hipoplazice, uter mic Concentraţie crescută de LH plasmatic Nivel scăzut de estrogeni plasmatici

Sindromul XXX: pur fenotip normal, organe genitale externe normale, cicluri estrale neregulate, hipoplazie

ovariană concentraţie scăzută de progesteron seric

Sindromul XXY:

20

pur, mozaic sterilitate, testicule mici, hipoplazice, criptorhidie, uter infantil azoospermie

Sindromul XYY mozaic, hipoplazie testiculară

3. IntersexualitatePHM – frecvent

sterilitate, gonade atrofiate, caniniFemele XY – feminizare testicularăFreemartinism: rar

GENETICA MENDELIANĂ- Gregor Mendel (1822-1884) – călugăr Brno (Cehia). - Mazăre – particularităţi:

- Plantă autogamă (autofecundare)- Se cultivă uşor, într-un sezon – mai multe serii- Posedă mai multe caractere, fiecare caracter are două forme alternative

- Mendel – 7 caractere – în generaţii succesive - legile mendeliene

Termeni din genetica mendeliană- Hibridare = încrucişarea dintre organisme din aceeaşi specie, care diferă prin mai multe caractere - După numărul de caractere - Mono, di, tri, polihibridare.

- Hibrizi = produşii obţinuţi prin hibridare - Părinţi - P – generaţia parentală- Produşi – F – generaţia filială (progeni). F1, F2- Factor mendelian (genă) = agentul genetic care este responsabil de apariţia unui caracter particular- Locus = locul din structura cromozomului ocupat de genă

- fiecare genă – două forme alternative- Alelă – cele două forme sub care există o genă dintr-un locus.- Tipuri de alele;

- Alelă normală – tip sălbatic- Alelă modificată – tip mutant- Alele identice – individ homozigot- Alele diferite – individ heterozigot

- Genotip: suma genelor unui organism (caracter)- Fenotip – ansamblul caracterelor structurale şi funcţionale observate la un organism.

Caractere mendeliene = caractere alelice- Culoarea robei - ± coarne - culoare ochilor

- Caracter dominant (D) = un caracter care se transmite de la un părinte la produs şi se manifestă în F1 - Dominanţă = capacitatea unei gene de a se manifesta în stare heterozigotă. - Caracter recesiv (R) = un caracter de la un părinte care NU apare în F1, dar reapare în F2.

- Alele dominante: A, B, C

- Alele recesive: a, b, c

21

- Organisme:- Homozigote dominante AA- Heterozigote Aa

Homozigote recesive aa

Taurine: D: culoarea neagră R: culoarea roşie (unele rase) D: culoarea uniformă R: bălţăturiD: fără coarne R: coarne

OvineD: culoarea albă R: neagră

Caprine: D: fără coarne R: coarne

Cabaline: D: neagră R: roşie

Găini: D: creastă bătută R: simplă

Legile mendeliene - segregarea independentă a caracterelor (Legea 1)- combinarea independentă a caracterelor (legea 2)- Uniformitatea fenotipică a hibrizilor din F1 (principiu mendelian)

Legea segregării independente a caracterelor- Monohibridarea – de tip Pisum în care raportul de segregare fenotipică în F2 – 3:1- Bateson: ♂ rasa Wyandotte – creastă rozetă D x ♀ rasa Leghorn – creasta simplă R- Cuenot: Şoareci gri D x şoareci albi R- Morgan: Drosophila melanogaster aripi normale D x aripi vestigiale R

Legea combinării independente a caracterelorDihibridare – bobul de mazăre

- Galben, neted – D- Verde, zbârcit – R

- Raport segregare fenotipică 9:3:3:1 Exemple:Drosophila:- Corp cenuşiu, aripi normale – D- Corp negru, aripi vestigiale - R

Taurine- Culoare neagră, uniformă – D- Culoare roşie, bălţături – R- Fenotipuri F2:

- 9 negre, uniforme- 3 negre, bălţate- 3 roşii, uniforme- 1 roşii, bălţate

Taurine- Culoare neagră, fără coarne – D

22

- Culoare roşie, cu coarne – R- Fenotipuri F2:

- 9 negre, fără coarne- 3 negre, cu coarne- 3 roşii, fără coarne- 1 roşii, fără coarne

Polihibridare - raportul de segregare fenotipică (3 + 1)n

Abateri de la legile mendeliene- Mendel – segregare fenotipică (3 + 1)n 3:1; 9:3:3:1, etc- F2 – apar abateri de la segregare, ca rezultat al interacţiunii genelor - Interacţiunea genică – fenomenul prin care o genă, prin acţiunea sa, influenţează în

diferite grade (până la anulare) acţiunea altei gene.- Interacţiunile:

– Alelice - între alelele aceluiaşi locus – Nealelice - între gene situate pe loci diferiţi

INTERACŢIUNI ALELICE- dominanţă completă, dominanţă incompletă (semidominanţă), codominanţă, supradominanţă, gene letale, polialelism.

Dominanţa completă - ereditate tip Pisum – experienţe pe mazăre – rapoarte de segregare tipice

Dominanţa incompletă (semidominanţa) - ereditate de tip Zea - monohibridare - porumb (Zea mays) – boabe albastre şi albe, F1: boabe violaceeExempleBarba împăratului – Flori roşii (D) şi albe (R)

- F1: roz- F2: 25% roşii, 50% roz, 25% albe- Raport segregare fenotipică 1:2:1

Găinile de Andaluzia: Negre (AA) x albe (aa)F1 – gri-albăstrui (Aa)F2: 25% negre (AA); 50% gri-albăstrui (Aa); 25% albe (aa) Raport de segregare fenotipică1:2:1

Taurine Shorthon: roşie AA x albă aaF1: piersicieF2: 1:2:1 roşii:piersicii:albe

Supradominanţa- Hull 1945 – 1946.- Efectul unei gene dominante este mai mare când acţionează în stare heterozigotă decât

homozigotă.- Aa – superior lui AA- Diferenţa de valoare se datorează interacţiunii care se stabileşte între alela dominantă şi

cea recesivă.- Caractere: talia, dimensiuni, robusteţe, vigoare, viabilitatea.

23

- Efectul datorat supradominanţei = heterozis (vigoarea hibridă).- Raportul de segregare 1:2:1

Codominanţa- Aspect particular al dominanţei incomplete

- Dominanţa incompletă - caractere cantitative - Codominanţa – caractere calitative

- Codominanţa: ambele gene din genotipul heterozigot îşi manifestă efectul- Fenotipul heterozigot nu va fi nici dominant, nici recesiv. Prezintă un amestec de

însuşiri din forme parentale homozigote- Cele două alele acţionează cu aceeaşi putere, dar în direcţii diferite

ExempleTaurine - Hemoglobina, lactalbumine, lactoglobuline- Hb: două alele A (Hb A), B (Hb B) AA x BB F1: AB F2: 25% AA; 50% AB; 25%BB

Gene letale- Raportul de segregare mendeliană – în F2 – poate fi modificat prin lipsa de viabilitate a unor produşi.- gene dominante sau recesive - în stare homozigotă determină moartea embrionilor în diferite etape ale dezvoltării

Clasificarea genelor letale:După gradul de acţiune: - letale p-zise - mortalitate peste 90%- Semiletale - mortalitate 50 – 90%- Subvitale - mortalitate 10 - 50%- Cvasinormale - mortalitate sub 10% După tipul celulelor în care îşi exprimă efectul- Gene letale gametice (moartea gameţilor)- Gene letale zigotice (moartea zigoţilor)

După cromozomii pe care se găsesc genele- Gene letale autosomale- Gene letale sexuale (gonozomale)

Identificarea genelor letale- În F2 – raport de segregare fenotipică de 2:1, în loc de 3:1 (mortalitate embrionară)Exemple1905 – francezul Cuenot – şoareci galbeni şi cenuşii (agouti, sălbatic)

- P: Galbeni x galbeni- F1: galbeni, agouti (2:1). Organismele de tipul “galben homozigot” – mortalitate

embrionară

Nutrie: gena V – culoarea aurie a blănii- V V – moarte embrionarăP: ♂ auriu x ♀ aurie

24

F1: V v x V vF2: 2 V v : 1 v v

Nurcă: - gena SH – culoarea shadow (albă cu extremităţi negre); - letală în stare homozigotă SH SH

Ovine:- Karakul şi Ţurcană – culoarea brumărie - gena Rn homozigotă – mortalitate după înţărcare (3-4 luni). - Atonia prestomacelor (lipsa de funcţionare a nervului vag; fermentaţii gazoase continue

– moarte prin intoxicaţie şi asfixie.- 1932, G.K. Constantinescu – mieii brumării din rasa Ţurcană- Identificarea homozigoţilor de heterozigoţi – backcross (culoare neagră)

Găini: - mers târâtor – genă mutantă dominantă CP: ♂ mers târâtor x ♀ mers târâtor F1: raport de 2:1, pentru că starea homozigotă este letală

Crap: - trei forme fenotipice:

– solzi pe tot corpul, – solzi liniari ( numai pe liniile laterale ale corpului), – crap nud

P: Liniari x liniari: F1: 50% liniari, 25% pe toată suprafaţa corpului. Crapii cu solzii liniari homozigoţi - neviabili

Polialelia (alelism multiplu)- În mod obişnuit - pe acelaşi locus - sunt prezente două alele- Rezultă organisme homozigote / heterozigote - Fenomenul = alelism simplu- Morgan (1914) – pe acelaşi locus – mai mult de două alele pentru acelaşi caracter- Fenomenul = polialelism (alelism multiplu)- Toate alelele de pe acelaşi locus – determină acelaşi caracter, dar în combinaţie de câte

două alele- Există o alelă cap de serie – tip sălbatic dominant - Următoarea alelă

- recesivă faţă de alela anterioară;- dominantă faţă de alela următoare (cascadă)

Exemple:Drosophila melanogaster: - 20 alele determină culoarea ochilor- Spectofotometrie (pigmenţi)- Culoarea roşie – dominantă, tip sălbatic, cap de serie- Vişinie, mărgean, sângerie, caisă, miere, perlă, fildeş, albă (sfârşit de serie)

Iepure- Culoarea blănii: 3 serii albinotică, galbenă, neagrăSeria albinotică:

25

- Cap de serie – culoarea agouti (culoare brună cu brâu galben spre vârf, iepure sălbatic), apoi chinchila (amestec alb-negru); himalaya (corp alb, extremităţi negre); albă (albinotic uniform)

Taurine- β-lactoglobuline – 7 alele: A, B, C, D, E, F, GLGBA , LGBB, etc

INTERACŢIUNI NEALELICE- Dezvoltarea unui caracter - controlată de mai multe gene aflate în loci diferiţi.- Apare o varietate de rapoarte de segregare- Genele implicate a interacţiuni nealelice pot fi:

– modificatoare,

– complementare (cu interacţiune reciprocă)

– epistatice

– aditive.

Gene modificatoare= Genele care influenţează capacitatea de exprimare fenotipică a altor gene.Trei categorii:- gene amplificatoare (intensificatoare) - intensifică activitatea altor gene;- gene reducătoare (restrictive) - micşorează capacitatea de exprimare fenotipică a altor

gene;- gene inhibitoare - anulează activitatea altor gene.

Genele modificatoare: dominante şi recesive.

ExempleNurcă - culoarea standard (brună închisă): 20 de gene din care 15 D şi 5 R.- apar varietăţi de culoare (alte gene care influenţează culoarea)

Iepurele domestic - 5 gene: negru, brun, galben, albastru şi agouti. - Alte gene - situate pe alţi loci - modifică culorile de fond, diluându-le, determinând nuanţe şi pete.

Găini, porumbel - tipul sălbatic, D - capul lipsit de un moţ de pene - Tip mutant, R - moţul. Forma şi dimensiunea moţului - gene modificatoare (glugă,

total capul)

Găină:- rasa Leghorn – albă, dominantă- Wyandotte, Plymouth Rock – albă, recesivă

P: L x W (PR)F1: albiF2: 13 albi : 3 coloraţi

- Leghorn alb este genotipic o rasă colorată, care nu-şi manifestă culoarea din cauza unor gene modificatoare

26

Gene complementare- = Interacţiunea genică reciprocă - = acţiunea concomitentă a două gene din loci diferiţi.

ExempleGăini - creasta pinten “P” – dominată- Creastă bătută (triplă) “b” – recesivă

P: P x b F1: creastă nuciformăF2: 9:3:3:1

Nurcă - culoarea aleutină (gri metalizat) – dominantă- Culoarea platinată (gri deschis cu puf albastru) – dominantă

P: A x PF1: standard (brun închis)F2: 9 standard:3 aleutină: 3 platinată: 1 safir

Gene epistatice- Bateson (1906) - Epistazia - o genă dintr-un locus poate inhibă efectul altei gene din alt locus.- Ereditatea culorilor.- Epistazia: de dominanţă şi de recesivitate.

Epistazia de dominanţă- Gena dominantă anulează efectul altei gene dominante, precum şi a alelelor sale recesive

din alt locus. - F2= 12:3:1 (culoare nouă)

ExempleOvine, rasa Karakul P: Oi negre (dominante) x Oi albe (recesive) F1: Oi negre (heterozigote)F2: 12:3:1 (negri / cafenii / alb)Culoarea cafenie - dominantă

Epistazia de recesivitate- Gena recesivă în stare homozigotă, anulează efectul unei gene dominante şi a alelelor sale recesive din alt locus. - F2 = 9:3:4

ExempleIepuri din rasa Alaska:

P: neagru x alb F1: culoare agouti F2: 9 agouti: 3 negri: 4 albi.

CanicheP: alb x brunF1: negriF2: 9 negri: 3 bruni:4 albi

27

Gene aditive (poligenie)La realizarea unui caracter - participă mai multe gene nealele cu acţiune asemănătoare şi simultană şi ale căror efecte se însumează.

• Caracterele cantitative: producţia de ouă, producţia de lână, greutatea corporală, etc.

• Culoarea robei la diferite specii de animale.

• Raport segregare (la două gene nealele)15:1

ExempleNutrie - culoarea standard maro închisă - 9 perechi de gene din care 6 D şi 3 R- se obţine după împerecheri între indivizi homozigoţi la toţi cei 9 loci implicaţi, în generaţii succesive

Găină: P: ♂ „încălţat" x ♀ „neîncălţată" F1: „încălţaţi"F2: 15:1 (încălţaţi / neîncălţaţi)

PLEIOTROPIA- nu face parte din interacţiunile genice.- = capacitatea unei gene de a avea mai multe efecte fenotipice

ExempleNurcă:- culoarea albă – recesivă, gena “h” - Indivizii homozigoţi recesivi hh – albi, surzi- culoarea aleutină (gri metalizat): boala aleutină, slăbire constituţională, morbiditate mare, sterilitate- albă cu cruce neagră (SS): micşorarea dimensiunilor capului

Relaţii dintre genele aceluiaşi cromozom- Conform teoriei cromozomiale (Morgan, 1910-1915) – aşezarea genelor pe cromozomi este lineară - Funcţie de distanţa între ele:

- Gene strâns lincate (lincaj)- Gene slab lincate (crossing-over)

LINCAJUL - = transmiterea asociată a genelor- Bateson şi Punnett 1906 (plante)- Morgan – Drosophila melanogaster- Evidenţiere lincaj -testcross

- Pe cromozomi diferiţi – segregarea fenotipică 1:1:1:1 - Pe acelaşi cromozom: segregarea fenotipică 1:1 (formele parentale)

ExempleDrosophila:

P: Ochi roşii, aripi normale x ochi purpurii, aripi vestigialeF1: - 50% ochi roşii, aripi normale

28

- 50% ochi purpurii, aripi vestigiale

- Drosophila: genele – 4 grupe de lincaj- Bacterii: lincaj total (1 cromozom)- Vieţuitoare superioare: n grupe de lincaj (nr haploid) Taurine:- 30 grupe de lincaj

- Hemoglobină şi grupa sangiună A- Ceruloplastină şi transferină

Înlănţuirea genelor în poziţia “cis” şi “trans”A a A a

B b b B cis trans

CROSSING – OVER- = înlănţuirea incompletă a genelor distanţate- Profaza meiotică (pachiten) – cromozomi omologi- Testcross- 4 categorii fenotipice inegale- Formele parentale egale, >50%- Formele noi egale, <50%

ExempleDrosophilaP: aripi normale, corp cenuşiu x aripi vestigiale, corp negruF1: - 41,3% aripi normale, corp cenuşiu- 41,4% aripi vestigiale, corp negru- 8,6% aripi normale, corp negru- 8,7% aripi vestigiale, corp cenuşiu

- Fenotipurile noi – recombinări (gene recombinate, recombinaţi)- Crosining-overul nu are loc în fiecare meioză- C-O apare la fiecare 50 meioze

Tipuri de C-O1. Funcţie de numărul punctelor de fractură- C-O simplu- C-O dublu- C-O multiplu

2. Funcţie de modul de asociere a CR- C-O egal: schimb egal de segmente cromatidice - C-O inegal: deplasarea locusului unor gene- Prin C-O inegal – Drosophila – forma Bar (reducerea numărului de faţete ale ochiului)

3. Funcţie de locul de producere a C-O- C-O intergenic (intervalul dintre gene)- C-O intragenic (interiorul genei)

- Frecvenţă mică 29

- Loci complecşi - Pseudoalele – subregiuni ale genei- Locusul ABO

4. Funcţie de tipul de diviziune celulară- C-O meiotic (pachiten)- C-O mitotic (somatic) – ipoteze: G2, profază

- Evidenţiat la Drosophila (C. Stern)- Ipoteză: ochii ceacâri

Factorii care determină produceea C-O- Sexul:

– Sexul heterogametic – CO mai rar. Explicaţie: lipsa de omologie între X şi Y- Vârsta:

– Vârsta înaintată – Cromozomul X - accidente meiotice- Temperatura: factor mediu.

– T scazută – ridică frecvenţa CO în anumite segm şi o reduce în altele- Gradul de înlănţuire = distanţa dintre gene

- Nr chiasme creşte cu lungimea dintre gene- Interferenţa = existenţa unui CO simplu reduce posibilitatea producerii altui CO

- Distanţa mică – interferenţa creşte- Poziţia pe cromozom:

- aproape de centromerul şi telomere –– NU. - Aberaţii structurale – reduc / suprimă CO (letalitatea gameţilor)

STRUCTURA CHIMICĂ A MATERIALULUI GENETIC

Acizii nucleici- Acid dezoxiribonucleic (ADN)- Acid ribonucleic (ARN)

- Polimeri (macromoleculă) – unităţi care se repetă. Unitatea = nucleotid- 1 nucleotid:

- acid fosforic- Zahar cu 5 atomi carbon (pentoza)- Baze azotate (purinice/pirimidinice)

ADNCaracteristici generale:- Depozitarea şi transmiterea informaţiei genetice- Zaharul – dezoxiriboza- Baze azotate:

- Bazele purinice: adenina, guanina- Bazele pirimidinice: timina, citozina

- Structură bicatenară- Complementaritatea: punţi de hidrogen

A/ T – 2 punţi G/C – 3 punţi

Organizarea ADN:- Primară – ordonarea nucleotidelor- Secundară – formarea lanţului dublu catenar- Terţiară – asocierea proteinelor histonice şi nonhistonice la lanţul de polinucleotide

30

- Cuaternară – dispunerea spiralată

ARNCaracteristici generale:- Zaharul – riboza- Bazele purinice: adenina, guanina- Bazele pirimidinice: uracil, citozina- Structură monocatenară

Tipuri de ARM: mesager, transfer, ribozomalARMm – mesager- 2-4 % din ARN- copierea informaţiei genetice din ADN (nucleu) în citoplasmă

ARMt – transfer- 8-10%- transportă aminoacizii la locul de formare a proteinelor

ARMr – ribozomal- 80-85%- Participă indirect la sinteza proteinelor

CODUL GENETIC- = înregistrarea informaţiei genetice în molecula acizilor nucleici- Determinat de ordinea bazelor azotate din structura primară a ADN- Informaţia genetică: semne (simboluri) - cuvinte de cod - fraze codificate exprimarea

unui caracter fenotipic

Alfabetul genetic: - 4 simboluri: AGCT (U)- 20 litere: 20 aminoacizi

Codonul - Unitatea de funcţiune a codului genetic- = succesiunea de baze azotate necesare pentru codificarea unui aminoacid- Un codon recunoaşte numai un singur aminoacid- Codon triunovoc – 1 aminoacid este codificat de 3 nucleotide (Sierenberg 1961)- Începutul sintezei proteinelor – codoni de iniţiere (AUG)- Sfârşitul sintezei – codoni non sens (terminatori): UAA, UAG, UGA

Transmiterea mesajului genetic- Molecula de proteină: 1 - mai multe lanţuri polipeptidice- 1 lanţ polipeptidic: 20 aminoacizi esenţiali- În sinteza proteinelor sunt implicate gene structurale- Etape: transcripţia, traducţia

Transcripţia:- = trecerea informaţiei de la ADN la ARN- ARNm – duce informaţia în citoplasmă- Sinteza ARNm – trei etape:

- Iniţierea: despiralizarea localizată a ADN- Constituirea complementară a lanţului ARNm (elongaţie)

31

- Terminarea: codoni nonsens

Traducţia- Sub acţiunea ARNr, ARNt, aminoacizi, enzime, donatori de energie- În citoplasmă, informaţia din ARNm se fixează de ribozom:- La întâlnirea semnalului AUG – citirea- ARNt – transportă AA în situs elongaţia- Sfârşitul traducţie – codoni nonsens

GENAParticularităţi:- Unitatea elementară a eredităţii.- Unitatea de funcţie a cromozomului- Unitatea de recombinare – crossing-over- Unitatea de mutaţie- Cel mai mic fragment din cromozom- Determină diversificarea genotipurilor din populaţie- Au dispoziţia lineară pe cromozom- Ocupă o poziţie şi un spaţiu pe cromozom = locus- 1941 – o genă controlează o enzimă. Particularităţi metabolice

Structura genei: cistron, muton, reconCistronul - = segment al materialului genetic (ADN, ARN)- Succesiune de 500-2000 perechi de nucleotide- Unitatea funcţională a genei

Mutonul - Alcătuit dintr-o pereche de nucleotide- = unitatea de bază a mutaţiei genice (mutaţia punctiformă)

Reconul - = unitatea de recombinare dintre 2 perechi de nucleotide. - Mutaţie intragenică

Poziţia genei pe cromozom- locus = poziţia şi spaţiul- alele = variantele informaţionale ale genei (forme alternative fenotipic)

Însuşirile genei- specificitatea, penetranţa, expresivitatea, activitatea în raport cu perioada ontogenetică

Specificitatea genei- este dată de cistron - ordonarea particulară a nucleotidelor pe o secvenţă ADN

Penetranţa genei - frecvenţa cu care o genă se manifestă fenotipic- Caracterul “akeratos” – rasa Brună de MM

Expresivitatea genei - grad de manifestare fenotipică a unui caracter

32

- depinde de factori endogeni: rasa, vârsta, sexul, individul

Activitatea genei în funcţie de perioada ontogenetică- Lanţ de activări / inactivări- Hemoglobina (Hb)

- Primele luni gestaţie: Hb GOWER I monomerică, apoi Hb GOWER I dimerică- Din a IV lună: Hb fetală - După 1-2 ani: Hb A sau B

DETERMINISMUL GENETIC AL SEXELOR- Determinism = angajare ireversibilă, privind procesul de dezvoltare a testiculelor şi

ovarelor- Intervin – cromozomii sexuali – genele sexualizante- Henking 1891 – teoria cromozomială - sexul este determinat de cromozomi (X)- Wilson 1905 – insecta Lygaeus – cromozomul Y- Wilson 1911 – X şi Y = cromozomi sexuali- Mecanisme de determinism genetic

- Prin conjugare- Prin gene specializante (pe cromozomi somatici)- Prin gene specializante (pe cromozomi sexuali)

Mecanismul prin conjugare- Organisme inferioare (bacterii)

- Nu există sexe diferite- Nu există dimorfism sexual- Fenomen de imitare a sexualităţii (parasexualitate)

- Conjugarea = procesul prin care ADN-ul bacterian este transferat de la o celulă bacteriană donatoare la una receptoare (prin contact fizic)- Observat la Escherichia coli tulpina K12 - de J. Lederberg (1946) – premiul Nobel- Plasmidul F (factor de fertilitate) – diferenţa sexelor - Celula M – prezenţa F – donatoare de ADN

Mecanismul prin gene pe cromozomi somatici- Unele specii de peşti şi reptile- Genele – diferiţi cromozomi somatici- Determinismul – dependent de temperaturăExemple:Specii de broască ţestoasă (Caretta caretta, Emys orbicularis, Testudo graeca)

- M – 20-270C- F – 30-350C

Aligatorul american (Aligator mississippiensis)- M – 330C- F - 300C- Ambele sexe - 320C- Perioada termosensibilă – temperatura determină sexul (reptile – prima jumătate a incubaţiei)

Mecanismul prin gene pe cromozomi sexuali- Nevertebrate şi vertebrate- X, Y; Z, W

33

- La majoritatea organismelor- XX – homogametic, F- XY – heterogametic, M

- Raportul de sexe (sex-ratio) 1:1

Sisteme fundamentale de determinism cromozomial al sexelor- Sistemul XX/XY – tipul Drosophila- Sistemul XX/XO – tipul Protenor- Sistemul ZZ/ZW – tipul Abraxas (pasăre)- Sistemul ZZ/ZO – tipul fluture

1. Sistemul XX/XY – tipul Drosophila (D melanogaster)- mamifere, unele specii de insecte, peşti, amfibieni, reptile

2. XX/X0 – Protenor- Multe insecte, nematode

3. ZZ (m)/ZW (f) – Abraxas (pasăre)- fluturele Abraxas, păsări, unele specii de lepidoptere, peşti, amfibieni, reptile

4. ZZ (m)/Z0 (f) – fluture

Abateri de la sistemul fundamental de determinism genetic al sexelor - Sistemul Y multipli (XX/XY1Y2)

- Gerbillus sp, Sorex sp, liliacul american din genurile Corallia şi Chaeroniscus

- Sistemul XY comun ambelor sexe (XY/XY) - Akodon sp- Sistemul de X diferiţi (X1X2 la femele) - Lemingul scandinav (Myopus schisticolor)- Sistemul XO la ambele sexe (X0/X0) - Ellobius lutescens (şoarecele cârtiţă)

Alte sisteme de determinism al sexelorHaplodia masculină: albine, viespi, furnici- Nu există cromozomi sexuali- seturile de CR determină sexul:

F – diplodeM - haploizi

TRANSMITEREA CARACTERELOR LEGATE DE SEX (SEX-LINCATE)

Y – holandrică- Hipertricoza urechii, infertilitatea masculă - Produşii de sex mascul vor fi 100% bolnavi

X hologină1. dominantă - 50% din produşii femeli – bolnavi;- 50% din produşii masculi – bolnaviExemple

- Reumatism vitamino-rezistent- hipoparatiroida- sindromul Aicardi (letal la M, Klinefelter, incoordonare extremităţi)- hipofosfatemia (vit.D rezistentă)- sindromul X fragil (Martin-Bell, 230 CGG, asimetrie facială)

34

- Sindromul Rett (debilitate neurologică, mişcări repetitive ale mâinilor)- Reumatism vitamino-rezistent- X fragil

2. recesivă:

- 50% din produşii de sex masculi sunt bolnavi

- 50% din produşii de sex femel sunt sănătoase

- 50% din produşii de sex femel sunt purtătoareExemple- Hemofilia A şi B - Daltonism (mono - gri, di, tricromatic – roşu/verde)- maladia Parkinson- surditatea congenitală- atrofia congenitală a retinei- distrofia musculară Duchenne (boala neuromusculară progresivă)- X hologină recesivă- Parkinson

Transmiterea caracterelor Z hologină recesivă17 loci Z lincaţi:- re – ovulaţia restricţionată- sh – tremorul capului- n – lipsa penelor- px – spasmul paroxistic- ln – necroza ficatului- dw – piticism- Wl – absenţa aripilor- prn – letalitate preeclozională- K – creşterea penajului- S – culoarea argintie a penajului- lk – letalitatea femelelor- Li – închiderea culorii brune a penajului- y – culoarea albă a pielii- be – culoarea brună a ochilor- Id – inhibitorul melaninei dermice- B- culoarea barată a penajului- ko – capul striat- Albinismul imperfectă- Paroxismul la găină (spasmul paroxistic) – M% 15 săptămâni- Ladykiller – ME numai la femele- Alopecia congenitală- nanism

Aplicaţii ale transmiterii caracterelor legate de sex la păsări- Autosexarea

- Culoare – penaj colorat - Creştere penaj

- Nanism

MUTAGENEZA ŞI MUTAŢIILE GENICE- Mutaţiile = modificări permanente, detectabile, transmisibile ale structurii genetice

35

- Hugo de Vries 1903- Apar proprietăţi genetice noi

Caracteristicile mutaţiilor- Apar brusc, fără etape intermediare- Sunt ereditare dacă se găsesc în gameţi- Utile, dăunătoare, indiferente- Sursă de variabilitate- Unele – apar în mod repetat- Evidenţierea – metode statistice

Clasificarea mutaţiilor 1. După cauze:

- spontane, - induse

2. D. manifestarea fenotipică: - expresive (vizibile), - neexpresive (invizibile)

3. D proprietăţile genelor: - dominante, - recesive (frecvente)

4. D efectul fenotipic: - micromutaţii, - macromutaţii

5. D viabilitatea purtătorilor: - letale, - semiletale - viabile

6. D. direcţia mutaţiei: - Progresive: tip sălbatic → tip mutant - regresive: tip mutant → tip sălbatic

1. D segmentul genetic: - genomice, - cromozomiale, - genice, - punctiforme

8. D tipul celulelor: - gametice, - somatice

Factori mutageni- Cresc rata mutaţiilor spontane- Biologici, fizici, chimici

Factorii mutageni biologiciVirusuri – acţiune directă, prin inserţie

- Virusul rubeolei – malformaţii, mortalitate fetală36

- Virusul oreionului – sterilitate masculi

Factorii mutageni fizici: radiaţiile ionizante, neionizanteRadiaţiile ionizanteParticule energetice (pozitroni, particule α şi β, neutroni), razele γ, razele X (Roentgen)Acţionează asupra ADN Efecte: - fracturi ale catenelor- blocarea sintezei ADN- încetinirea/blocarea mitozelor- moartea celulelor (instantanee sau după câteva ore)

Radiaţiile neionizante: UVEfecte - producerea formelor tautomerice ale bazelor azotate, modificând complementaritatea - dimerizarea bazelor pirimidinice

Formele tautomerice- Timina tautomerică - Guanina (NU cu adenina)- Guanina tautomerică – timina (NU cu citozina)

Dimerizarea bazelor pirimidinice - Formarea unor legături carbon-carbon mai scurte- Distorsionarea moleculei de ADN

Factori mutageni chimici- Analogi ai bazelor azotate- Acidul azotos- Unele antibiotice

Analogii bazelor azotate- Au structură apropiată de a bazelor azotate- 5-bromouracil (~timina) – guanina- 2-aminopurina (~ adenina) – citozina- Produc mutaţii progresive urmate de mutaţii regresive

Acidul azotos- Produce dezaminarea bazelor azotate- Înlocuieşte gruparea amino (NH2) cu gruparea ceto (C-O)- Transformă

- Citozina în uracil- Adenina în hipoxantină- Guanina în xantină

Unele antibiotice- Mitomicina, actinomicina D, echinomicina- Interferează cu structura ADN

ANOMALII GENICE- = boli monogenice- Apar în urma mutaţiilor suferite de o singură genă- Dominante/recesive

37

- Autosomale/gonozomale (sex-lincate)

Boli monogenice autosomale dominante- AA şi Aa bolnavi, aa normaliParticularităţi de transmitere:- Supuse legilor mendeliene- Apar în descendenţă, indiferent de sex- AA – neviabili (majoritar)- Dacă gena are penetranţă completă – transmitere de tip vertical (din generaţie în

generaţie)- Dacă gena are penetranţă incompletă – transmitere fenotipic întreruptă

Exemple Acondroplazia de tip creeper la găină

- Homozigoţii dominanţi mor la 21 zile de incubaţie- Heterozigoţii – tibia scurtă

Acondroplazia la taurineAtrofia musculo-spinală la câineAtrofia progresivă a retinei la câine – după 12-18 luniBrahiuria la câine- AA – ME- Welsh Corgi

Boala von Willebrand (câine, iepure, cal, porc) Boala rinichilor polichistici la câine şi pisică (rasa Persană – 30%)Boala trombotică congenitală la cal (deficienţa de proteină C)Cataracta - câine (4-7 ani) - Cocker Spaniel, Poodle, Husky, Schnauzer, Golden Retriver, Labrador, Terrier, Bichon, American Cocker Spaniel, Schnauzer pitic- taurine – Friză europeană- Cal (2 luni), oaie (Romney Marsh, 2 luni)

Culoarea albă letală la cal (Pinto)Culoarea cenuşie letală la calDiareea neonatală F4 la purceiAnomalii ale urechii la taurine (Ayrshire şi Jersey). AA viabiliExostoze multiple la cal – AA viabiliHernia ombilicală la porcine – AA viabiliHipotricoza la taurine, ovine, câine (totală, parţială) – AA viabiliParalizia periodică de tip II la cal (AA viabili)Polidactilia la taurine şi găini (Dorking, Silky, Houdan). AA viabiliPolicheraţia la ovine (AA viabili) – rasa KaraceaevSindactilia la porc (AA viabili)Tremor de mare frecvenţă la porc (AA viabili) – Pietrain

Boli monogenice autosomale recesive- AA normali, Aa putători, aa bolnavi- Consangvinizarea creşte riscul apariţiei- Transmiterea discontinuă

ExempleAlbinismul

- taurine – Brună elveţiană, Friză europeană,- ovine – Karakul, Suffolk,

38

- iepure, găină, - Câine – Dog german, Dalmaţian,- Pisică – Siameză, Birmaneză

Amelia la găină şi porcAnoftalmia la porcine Artrogripoza la porcine

- Contractura musculară permanentă- Marele Alb, Yorkshire- La femele – penetranţă incompletă

Ataxia progresivă la taurine, cai, porcine, găină- Displazia cerebelului- Incoordonare în mişcare- la “aa” - letală

Atrofia musculo-splinală la taurine şi pisică- Piedmont, Holstein, Brună, Roşie daneză

Atrofia progresivă a retinei la câine şi pisicăBoala imunodeficienţei severe la cal (rasa Arabă) şi câineBoala urinei cu miros de arţar – viţei

- Hereford, Shorthon- Depresie, letargie, comă, moarte în 48-72 ore de la fătare

Boala von Willebrand tip III – câine – gravăCaracterul letal A 46 – taurine (deficienţă Zn)Cardiomiopatia ereditară

- Taurine, pisică, curci- Dilatarea cordului (ventricul stâng)

Contractura musculară la ovine - letalăCistinuria – câine

- Absorbţia defectivă a aminoacizilor, urolitiază- 60 rase

Deficienţa factorului de coagulare VII – câine. Deficienţa factorului de coagulare X - câineDeficienţa factorului de coagulare XI – taurine, câine.Deficienţa factorului de coagulare XII – câine, pisicăDeficienţa factorilor de coagulare dependenţi de vitamina K – oaie, pisică

- Factori II, VII, IX, XDisplazia foliculară a părului negru – câineDisplazia renală – taurineEpilepsia la găinăEpilepsia mioclonică Lafora la câine

- 5%- Adeseori de tip “grand mal”

Fisura palatină la purcei – letalăHernia ombilicală şi inguinală la calHernia cerebrală la purcei - letalăHidrocefalia la taurine - letalăHipertrofia musculară – Blue White BelgianHipoplazia testiculară la taur şi ţapHipertricoza la taurineMegacolonul la cal

- Dilatarea rectului - reducerea peristaltismului- Mânjii “aa” – culoare albă (sindromul mânzului alb)

39

- Mortalitatea după câteva zile de la fătareNanismul la porcineNanismul Ancon - ovine

- Membre scurte şi curbateNanismul cu gât curbat – găină. “aa” - MENanimelia la găină – aa - ME 18 zileParalizia MP la purcei şi miei - letalăPiciorul plat la calSindactilia la taurineSurditatea ereditară la câine

PROFILAXIA GENETICĂ= complex de metode, măsuri şi mijloace menite:

- să pună în evidenţă,- să elimine - să limiteze

extinderea bolilor ereditare la animale

Observaţii generaleBolile ereditare ale animalelor domestice sunt puţin cunoscute

Obiective:- cercetarea bolilor cunoscute- evidenţierea altor boli genetice- Stabilirea gradului de răspândire- Cuantificarea consecinţelor economice

Bolile ereditare se răspândesc cu rapiditate în populaţii- Testul citogenetic - România - taurine

Necesitatea unui cadrul legal şi organizatoric

Măsuri - Îmbunătăţirea criteriilor de apreciere a materialului de reproducţie- Evidenţe corecte- Stabilirea diagnosticului de boală ereditară

Principiile profilaxiei genetice1. Stabilirea diagnosticului de boală ereditară

- Boli cromozomiale, genice, mitocondrialeBolile cromozomiale: - aberaţii numerice şi de structură- Transmisibile: translocaţii (Robertsoniană, în tandem); inversii, elongaţia cromozomului

Y- Netransmisibile (sterilitate): sindromul XXY, XO, freemartinism, intersexualitatea

Bolile genice- semiletale, letale- Penetranţa, expresivitatea- Majoritatea transmisibile – funcţie de genele implicate

Bolile mitocondriale- Foarte rare la animale- Identificarea – diagnostic molecular, analiza pedigree

40

- Majoritatea transmisibile (excepţie – genele nucleare)

2. Evaluarea evidenţelor şi a gradului de răspândire- Evidenţe corecte → alcătuire pedigree, estimarea gradului de răspândire a genelor nedorite, reducerea frecvenţei genei în populaţie

Metodologia aplicării profilaxiei genetice Diagnosticul bolilor cromozomiale Diagnosticul bolilor genice Elaborarea programelor specifice de profilaxie genetică

1. Diagnosticul bolilor cromozomiale Evidenţierea bolilor cromozomiale (transmisibile) Diagnostic citogenetic Ancheta eredopatologică Analiza pedigree – gradul de răspândire Profilaxia – eliminarea de la reproducţie

2. Diagnosticul bolilor genice2.1 Ancheta eredopatologică2.2 Metode de diagnostic:

- Examen clinic- Analize de laborator- Examen anatomopatologic- Examen histopatologic- Examene imunologice

2.3 Analiza de pedigree

Ancheta eredopatologică- = formă complexă de diagnosticare a bolilor ereditare- Aprecierea fenotipică- Consultarea evidenţelor - Identificarea factorilor de risc- Analiza pedigree

Analiza de pedigree- Masculii – pătrate. Femelele – cercuri- analiza ascendenţilor, descendenţilor şi rudelor colaterale- Animalele bolnave = probanzi- Stabilirea gradului de înrudire- Stabilirea gradului de consangvinizare- Stabilirea tipului de transmitere: dominantă, recesivă, legată de sex- Stabilirea gradului de răspândire- Determinarea frecvenţei genei

3. Elaborarea programelor specifice de profilaxie genetică- Stabilirea efectelor economice- Identificarea purtătorilor (transmitere recesivă)

- Pe baza gradului de înrudire cu probantul- Prin aprecierea directă a descendenţilor

- Eliminarea probanţilor şi purtătorilor de la reproducţie

Terenul 41

- = momentul din evoluţia constituţie individuale în care totalitatea modificărilor suferite de organism se manifestă în fenotip

- Teren favorizant – determină creşterea rezistenţei specifice la factorii perturbatori- Teren patologic (specificat) – determină predispoziţia organismului la boala genetică- Manifestarea bolii – sub acţiunea factorilor de risc- Metode de investigare a terenului: ancheta eredopatologică, teste funcţionale, analize

biochimice, analiza factorilor declanşatori

42