1
GENELE UMANE STRUCTURA LOCALIZAREA FUNCIA
Conceptul contemporan despre gen:
Definiie: segment polinucleotidic al moleculei de ADN ce codific
sinteza unei molecule specifice polipeptid sau ARN;
- segment cromosomial ce controleaz expresia fenotipic a unui
caracter (morfologic, biochimic sau fiziologic).
Dimensiunile genelor:n medie 3000p.n.ex.: gena globinei 1, 5 kb
gena insulinei 1, 7 kb gena catalazei 34 kb gena distrofinei 2,5
mbNumr de gene: circa 30000 perechi gene, 2% din genom, 50% funcie
cunoscut8
Clasificarea genelor umane dup dimensiuniTipExempleLungimea
genei, kbLungimea ARNm, kbNumrul de introniGene
mici-globina0,80,52-globina1,50,62Insulina 1,70,42Gene
mediiFactorul IX de coagulare a
sngelui34,02,87Catalase34,01,612Gene
mariPhenilalanindehidroginase902,412Gene giganteFactorul VIII de
coagulare a sngelui186,0926Thireoglobine~300,08,736Gene
supergiganteDistrofina~2000,016,060Repartizarea genelor umane dup
lungimeLungimea, kb% din numrul total<
1023,310-2535,625-5020,251-10013,0101-5006,7>
5001,2Particularitile 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 de reglare
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.TipuriLungimea ARNm, kbLocalizarea
promotoruluiExpresieDimensiuni completeMuscular14Captul 5'
netranscrisInim, muchi scheleticiCerebral14Intronul
1ScoaraHipocampCerebral14Intronul 1Celulele PurkinjeForme
scurte1-Dp714,5-4,8Intronul 63Oriunde, n afar de
muchi2-Dp1165,5Intronul 56Nervii periferici3-Dp402,2Oriunde, n afar
de muchiDp1407,5Intronul 44Neuroni
embrionaliDp260RetinParticularitile organizrii i expresiei genei
distrofinei Gena Rh: variante alelice D (Rh+) i d (Rh-)Locus
1p34.3-36.1Funcie - Determin sistemul de grup sanguin RhImportant n
compatibilitatea donor recipient la transfuzii de snge i
compatibilitatea mam-ftNivele de expresie a genei Rh+:Nivele de
expresie a genei Rh-:Gena PAH : variante alelice >200Locus
12q.24.1Funcie codific o enzim fenilalanin-hidroxilaza responsabil
de transformarea Phe TyrImportant pentru c mutaia amorf determin
fenilcetonuria boal autosomal recesiv, cu retard somatic i
mintalNivele de expresie a genei PAH:Gena FBN1: variante alelice
>400Locus - 15q21.1Funcie codific sinteza fibrilinei 1Important
pentru c mutaiile izomorfe ale genei determin producerea
s.MarfanNivele de expresie a genei FBN1:Consecinele mutaiilor genei
FBN1Sistemul osteoarticularSistemul cardiovascularSistemul
ocular
Arahnodactilia
Anevrism aortic
Valvele aortei funcioneaz normalSM: dilatarea rdcinei aortei,
regurgitarea sngelui n insuficien aortic i mitralDilatarea rdcinei
aortei
Proprietile genei:
1. Genele se replic
Mihai Eminescu ereditatea este perenaiune (vivace, durabil,
persistent)
Crile sacre indiene Vede(care dateaz 4000 ani), arat c frumuseea
i curajul oamenilor sunt trsturi care se motenesc de-a lungul
generaiilor;
n Talmud cartea sfnt a evreilor, se consemneaz c dac o mam i-a
circumcis primul biat i n urma hemoragiei nestvilite acesta a murit
i acelai lucru s-a ntmplat i cu al doilea biat, acea mam nu trebuie
s mai aplice circumciziunea la ceilali biei ai si ce demonstreaz c
evreii, nc acum 4000 de ani au neles natura ereditar a hemofiliei,
n care apar hemoragii puternice la cele mai mici traumatisme.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 stabil de-a lungul mai multor generaii:
- dar exist - gene nestabile genele pentru Ig.; genele pentru
receptorii olfactivi, genele pentru diveri xenobiotici.5. Gena este
n relaie cu factorii de mediu (interni genetici i negenetici, i
externi):- factorii de mediu pot modula (mri sau micora expresia
genei);- factorii de mediu pot modifica expresia genei (expresie
patologic, non-expresie)!!! determin expresivitatea variabil a unui
caracter n la diferite persoane n diverse condiii de mediu.6. Gena
poate avea aciune pleiotrop
Pleiotropia primar (ex. s. Marfan) - determinat de aciunea
multipl a produsului genei proteinei;
Pleiotropia secundar (ex. anemia cu HbS) determinat de
consecinele secundare ale aciunii proteinei.7. Variabilitate G.
poate exista n m. m. forme moleculare polialelism:
- prin mutaii modificarea secvenei nucleotidice apar variante
noi ale genei alele Ex. gr sanguin AB0 este controlat de o pereche
de loci de pe crs 9 cu mai multe variante alelice A1, A2, B i O-
alelele multiple controleaz diferite stri sau forme alternative ale
unui caracter;- caracterul controlat de o serie de alele multiple -
caracter polimorf;- 25% din genele umane au variante alelice
multiple.Clasificarea genelor umane Clasificarea genelor umane
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. Clasificarea genelor umane Clasificarea genelor umane
50%Clasificarea genelor umane Caracteristica genelor alele i
nealele
Harta genetic repartizarea genelor de-a lungul unui cromozom,
indicnd distana relativ dintre ele dup % de recombinare
(crossing-over); 1% c-o = 1cM
Cromozom12345678
Nr. gene35112368192614441633205718821315
Lungimea, Mb250243198191181171159146
Cromozom910111213141516
Nr. gene1534139121681714720153212491326
Lungimea, Mb14113613513411510710390
Cromozom171819202122XY
Nr. gene177355720668574508551672429
Lungimea, Mb81785963405115559
