L.P. 1 - APARATUL GENETIC AL CELULEIPRIVATE
A. DEFINIIE. DESCRIERE GENERAL.
1. GENETICA - TIINA EREDITII I VARIABILITII
a) EREDITATEA = proprietatea unui individ de a transmite la
urmai caracterele sale personale, precum i cele ale speciei creia i
aparine.
b) VARIABILITATEA = fenomenele care produc diferenele genetice
dintre indivizii unei populaii, precum i cele dintre populaii
diferite.
c) Ereditatea are ca substrat material ACIDUL DEOXIRIBONUCLEIC
(ADN). El ndeplinete 3 roluri principale:
deine (codificat) informaia genetic (IG) necesar pentru
realizarea caracterelor specifice unui individ
exprim IG asigur sinteza proteinelor care stau la baza
caracterelor organismului
transmite IG n succesiunea generaiilor de celule si organisme,
prin replicarea ADN-ului (biosinteza a dou molecule de ADN
identice) i distribuia acestuia prin diviziune
Localizarea ADN 99.5% nucleu i 0.5% mitocondrii (+ foarte puin n
centrioli).
2. APARATUL GENETIC AL CELULEI
Este format din structurile celulare care conin ADN (nucleul i
mitocondriile) precum i cele care intervin n realizarea funciilor
sale (ribosomii ( sinteza proteinelor - i centriolii ( formarea
fusului de diviziune).
Elementul principal al aparatului genetic (l constituie NUCLEUL.
El con(ine 98% din ADN celular.
(n nucleu fiecare molecul ADN se asociaz( cu proteine (histone)
(i prin spiralizri succesive formeaz( fibra de cromatin.
La (nceputul profazei (prima etap( a diviziunii) fibra de
cromatin( se condenseaz(, scurtndu-se i ngrondu-se i se transform
(n cromosom. La sf(r(itul telofazei (ultima etap( a diviziunii)
cromosomii se despiralizeaz( (i se decondenseaz( transform(ndu-se
(n cromatin(. Diferenele dintre cromosomi i cromatin nu sunt de
ordin structural, deosebirile fiind datorite gradului de
condensare. Cromosomii sunt structuri nucleare permanente care nu
se observ n interfaz (perioada dintre dou diviziuni) deoarece sunt
despiralizai.
Aspectul cromosomilor nucleari este liniar.
Profaz
Fibra cromatin Cromosom
Telofaz
Numrul cromosomilor constituie o caracteristic de specie. Omul
prezint( (n celulele somatice 46 cromosomi (set diploid = 2n
cromosomi) iar (n celulele sexuale 23 cromosomi (set haploid = n
cromosomi).
Informaia genetic (genele) din cei 46 cromosomi ai celulelor
somatice = GENOTIP
Informaia genetica (genele) din cei 23 cromosomi ai celulelor
sexuale = GENOM
MITOCONDRIILE con(in 2% din ADN celular. Spre deosebire de
nucleu, mitocondriile prezint( "cromosomi circulari", asemntori cu
cromosomii bacteriilor. Acest fapt confirm ipoteza c mitocondriile
sunt urmaii unor organisme procariote care au realizat o simbioz cu
primele eucariote. Informaia genetic din mitocondrii constituie
PLASMOTIPUL. Transmiterea informaiei ereditare a mitocondriilor se
face matriliniar (de la mam la toi copii) deoarece n timpul
fecundrii n ovul ptrunde doar capul spermatozoidului, ce conine
numai nucleul.
B. CICLUL CELULAR - definiie, perioad, durat
1.DEFINI(IE - ciclul celular reprezint( succesiunea de
evenimente biochimice, fiziologice, genetice i morfologice care se
produc n viaa unei celule, din momentul formrii ei i pn( la sfritul
diviziunii celulare.
2. DESCRIERE: ciclul celular prezint( dou perioade: interfaza i
diviziunea.
a. INTERFAZA reprezint( perioada dintre dou diviziuni succesive
n care se desfoar toate activitile specifice unei celule, iar
celula se pregtete pentru diviziune.
- Se mparte n trei perioade succesive, numite faze: G1, S i
G2.
- Faza G1 se caracterizeaz( prin:
sintez intens de ARN i proteine;
prezen(a unui numr de 2n = 46 cromosomi;
fiecare cromosom (puternic despiralizat = fibr( de cromatin( )
este format dintro singur( molecul de ADN, echivalent unei
cromatide cromosomice (cromosom monocromatidian);
cantitatea de ADN este de 2C = 46 molecule de ADN
- Faza S se caracterizeaz( prin:
sintez( de ADN (prin replicare semiconservativ) i de histone
dublarea (4C) cantitii de material genetic, f(r( modificarea
num(rului de cromosomi(cromosomii devin bicromatidieni).
asincronismul replic(rii ADN: segmentele active genetic se replic
precoce, cele mai pu]in active se replic tardiv
Faza G2 se caracterizeaz( prin:
sinteza proteinelor fusului de diviziune;
la sfritul G2 apare factorul de condensare cromosomic cantitatea
de ADN nu se modific.
NUMRUL DE CROMOSOMI RMNE CONSTANT PE PARCURSUL CICLULUI CELULAR,
MODIFICNDU-SE DOAR NUMRUL DE MOLECULE DE ADN (CROMATIDE)
b. DIVIZIUNEA (faza M) reprezint( succesiunea de procese prin
care materialul genetic dublat n interfaz se distribuie total i
egal celulelor "fiice", celule identice cu celula mam. Diviziunea
ncepe cu (mp(r(irea nucleului (mitoza) i se termin cu (mp(r(irea
citoplasmei (citokineza) (vezi LP. 2).
3. DURATA CICLULUI CELULAR este de 24 h din care G1 = 10h, S =
9h, G2 = 4h, M = 1h)
4. EVOLUIA CELULELOR DUP DIVIZIUNE
se poate desf((ura (n trei direcii:
a. proliferare:
celulele intr ntr-un nou ciclu, diviz(ndu-se repetat;
formeaz compartimentul proliferativ (mduva osoas hematogen,
stratul bazal epitelial) care asigur( (nlocuirea celulelor
distruse;
b. difereniere:
celulele: prsesc ciclul celular;
se specializeaz morfofuncional (sintetizeaz anumite proteine
specific tisulare);
pierd capacitatea de diviziune i dup consumarea potenialului
biologic sunt distruse;
c. stadiul de repaus (G0):
celulele prsesc ciclul celular;
trec ntro stare cu activitate metabolic minim
n anumite condiii revin n faza G1 i reiau ciclul celular sau se
difereniaz
-celulele diferen(iate (i cele aflate (n stadiul de repaus
formeaz compartimentul neproliferativ.
Proliferarea i evoluia celulelor este controlat de anumite gene
proliferative, de gene antiproliferative i de factori
extracelulari. Genele proliferative asigur creterea i dezvoltarea
organismului. Ele sunt active prenatal, cnd accelereaz procesele de
dezvoltare i se inactiveaz dup natere. Reactivarea lor postnatal,
prin muta(ii (muta(ie = modificare a structurii normale a unei
gene) determin o dezvoltare anarhic a esutului n care s-a produs
mutaia. Aceast dezvoltare anarhic poate degenera malign. De aceea
aceste gene sunt numite (i proto-oncogene. Genele antiproliferative
sunt active postnatal i au rolul de a mpiedica dezvoltarea anarhic
a organismului. Ele sunt numite (i gene supresoare de tumori,
deoarece activitatea lor determin( (mpiedicarea dezvolt(rii unor
forme de cancer. Factorii extracelulari care influen(eaz( evolu(ia
celulelor sunt reprezenta(i de: factori de crtere celular sau
tisular, hormoni, principii alimentare etc.
5. IMPORTANA CUNOATERII CICLULUI CELULAR informaii despre
celulele canceroase:
scap controlului genetic;
se divid repetat ( proliferare tumoral;
medicamentele anticanceroase (citostatice) blocheaz(
proliferarea celular n diferite faze ale ciclului celular.
C. NUCLEUL INTERFAZIC
1. ALCTUIRE: membran dubl cu pori, nucleoplasm, cromatin,
nucleoli.
2. CROMATINA:
a) compoziie chimic: ADN (reacia Feulgen, reacia VMP), ARN,
proteine i alte componente;
b) la microscopul optic (MO) cromatina apare sub dou forme:
eucromatin( i heterocromatin(- EucromatinaHeterocromatina
este format din granule fine, dispersate,
este slab colorat(;
conine ADN (nerepetitiv),
este activ( genetic,
se replic( precoce la nceputul fazei S.
este format din granule mari, condensate,
este intens colorat(, constituind cromocentri;
conine ADN (repetitiv),
este inactiv( genetic,
se replic( tardiv la sfritul fazei S.
Exist dou tipuri de heterocromatin: constitutiv (prezent n toate
celulele) i facultativ (prezent numai n anumite celule sau la un
anumit sex - ex. cromatina sexual X la sexul feminin, respectiv Y
la sexul masculin).
c) la microscopul electronic (ME) fibrele de cromatin( se
observ( sub forma unor conglomerate de dimensiuni diferite formate
din filamente de ADN i proteine.
3. NUCLEOL (I): foarte bogat n ARN.
D. NUCLEUL N DIVIZIUNE
a. Materialul genetic este reprezentat de cromosomi, formai prin
spiralizarea i condensarea fibrelor de cromatin.
b. Numrul i forma cromosomilor constituie caractere de
specie.
c. La om celulele somatice au 46 cromosomi (2n=numr diploid),
iar celulele sexuale 23 cromosomi (n=numr haploid).
d. n celulele somatice cromosomii se gsesc n perechi de
cromosomi omologi:
22 identice, la femei i brbai constituind autosomii
1 diferit la cele dou( sexe, reprezent(nd gonosomii (heterosomi,
crs. sexuali)
XX (la femei)
XY (la brbai)
e. Morfologia cromosomului metafazic:
fiecare cromosom este format din dou cromatide paralele,
identice numite cromatide surori (fiecare cromatid( reprezint( o
molecul de ADN).
cromatidele sunt unite la nivelul centromerului unde exist doi
kinetocori ce asigur fixarea pe fusul de diviziune;
centromerul reprezint( constricia primar (o zon( cromosomic( mai
(ngust(); pe braele anumitor cromosomi exist constricii
secundare;
zonele terminale ale cromosomilor se numesc telomere; unii
cromosomi pot prezenta mase de material genetic suplimentar
(formate din heterocromatin(), fixate la telomere, numite
satelii;
fiecare cromosom este (mp(r(it de c(tre centromer (n dou( bra(e
unul scurt (notat cu p) i unul lung (notat cu q).
f) dup poziia centromerului cromosomii se clasific( (n:
metacentrici - cu centromerul median, submetacentrici - cu
centromerul submedian i acrocentrici - cu centromerul aproximativ
terminal.
E. PRACTIC:
1. - desenai schema ciclului celular i prezentai evenimentele
care au loc n diferite faze.
2. - analizai pe fotografii (diapozitive) posibilitile de
evoluie a celulelor dup diviziune.
3. - desenai structura nucleului la M.O. i M. E.
4. - realizai un tabel comparativ pentru proprietile
eucromatinei i heterocromatinei.
5. - desenai o metafaz i analizai morfologia unui cromosom i
tipurile de cromosomi; facei o schem din care s rezulte elemente
analizate.
F. VERIFICARE A CUNOTINELOR
1. Definii urmtorii termeni:
- EREDITATE
- CICLU CELULAR
- NR. (SET) DIPLOID
- GENOTIP
- INTERFAZ
- CROMATID
- GENOM
- DIVIZIUNE
- CENTROMER
- PLASMOTIP
- FAZA S
- CONSTRICII
- EUCROMATIN
- HETEROCROMATIN
- CRS. METACENTRICI
-CRS. SUBMETACENTRICI
- CRS. ACROCENTRICI
-CROMOSOMI OMOLOGI
2. ntrebri:
Care sunt rolurile ADN?
Ce relaie exist ntre fibra de cromatin i cromosom?
Ce eveniment important are loc n faza S? Cum se desfoar?
Ce sunt celulele n G0?
Ce importan are cunoaterea ciclului celular?L.P. 2 DIVIZIUNEA
CELULEI
I. MITOZAPRIVATE
DEFINIIE:Diviziunea este ansamblul de evenimente genetice, ce
asigur, prin intermediul cromosomilor, transmiterea informaiei
genetice la genera(iile urm(toare de celule sau organisme.
- de cele mai multe ori diviziunea se realizeaz cu mare
fidelitate;
- erorile de diviziune determin( anomalii cromosomice de numr
sau structur, ce produc consecine grave pentru celul sau
organism.
MITOZA reprezint( procesul precis de diviziune nuclear( prin
care, fiecare din cele dou celule fiice prime(te cte un set de
cromosomi identic cu cel al celulei mame.
1. CARACTERE GENERALE : este diviziunea caracteristic celulelor
somatice
este o diviziune ecvaional:
- celula somatic(, care con(ine la (nceputul diviziunii 2n
cromosomi bicromatidieni, ((i va (mp(r(i egal (i total materialul
genetic la cele dou( celule fiice, care vor con(ine fiecare c(te 2n
cromosomi monocromatidieni.
2n cromosomi monocromatidieni (CM)
2n cromosomi bicromatidieni (CB)
2n cromosomi monocromatidieni (CM)
2. ROLURILE MITOZEI:
Mitoza prezint o importan( deosebit, deoarece se desf((oar(
toat( viata (ncepnd cu prima diviziune a zigotului. Ea are
urmtoarele roluri:
asigur stabilitatea proceselor ereditare, deoarece toate
celulele somatice deriv (prin mitoze repetate) din zigot i au
aceeai informaie genetic;
asigur (nainte de na(tere embriogeneza (histo- (i organogeneza),
iar dup( na(tere creterea organismului;
asigur( nlocuirea celulelor moarte;
asigur( repararea leziunilor tisulare.
3. FAZELE MITOZEI
a. PROFAZA:
(n cursul profazei se produce condensarea fibrelor de cromatin(
(i transformarea lor (n crs. fiecare nucleu con(ine 2n cromosomi
bicromatidieni, lungi (i sub(iri.
centrosomul se divide (n dou( organite, care se deplaseaz( (n
direc(ii opuse (spre cei doi poli ai celulei) (i r(m(n uni(i prin
intermediul fibrelor fusului de diviziune, alc(tuit din
microtubuli.
nucleolul diminu( (n volum (i (n final dispare.
b. PROMETAFAZA - este un stadiu intermediar (ntre profaz( (i
metafaz( caracterizat prin:
dispari(ia membranei nucleare;
fixarea cromosomilor la fibrele fusului de diviziune prin
intermediul kinetocorilor, forma(iuni cromosomice situate la
nivelul centromerului.
c. METAFAZA se caracterizeaz( prin:
continuarea spiraliz(rii, condens(rii (i scurt(rii
cromosomilor.
migrarea cromosomilor la ecuatorul celulei unde se dispun n
acelai plan i formeaz( o structur( numit( plac( metafazic(.
metafaza este stadiu optim de analiz a cromosomilor la microscopul
optic (dup( blocarea diviziunii n metafaz prin colchicinizare)
datorit( dispunerii cromosomilor (n acela(i plan (i gradului maxim
de condensare al acestora.
d. ANAFAZA
Este cea mai important( etap( a mitozei, deoarece (n aceast(
etap( are loc (mp(rtirea total( (i egal( a materialului genetic
prin trei evenimente: clivarea longitudinal a centromerului care
determin( disjuncie cromatidian (separare cromatidian() care
asigur( transformarea cromosomilor din bicromatidieni (n
monocromatidieni
migrarea anafazic( (deplasare) simultan i cu aceeai vitez a
cromatidelor spre polii fusului de diviziune, ceea ce determin(
mparirea total i egal a materialului genetic.
e. TELOFAZA: se caracterizeaz( prin:
despiralizarea cromosomilor (i transformarea lor (n fibre de
cromatin(.
formarea a dou membrane nucleare ce nconjur fiecare grup de
cromosomi;
(mp(r(irea total( (i egal( a citoplasmei -citokineza-,
determin(nd formarea a 2 celule surori (identice) aflate (n faza G1
a ciclului celular, fiecare avnd 2n cromosomi monocromatidieni.
4. ERORI PRODUSE N ANAFAZA MITOZEIEvenimentele anafazice pot fi
perturbate datorit( unor accidente anafazice, care determin( erori
de distribuie a materialului genetic de la celula mam( la celulele
fiice.4.a. TIPURI:
- clivarea transversal( a centromerului - eroarea determin(
formarea unor cromosomi anormali, numii isocromosomi, caracterizai
prin prezena numai a braelor scurte (i p), sau numai a braelor
lungi (i q).
- fiecare isocromosom prezint( o poriune absent( (deleie) (i o
poriune (n dublu exemplar (duplicaie).
- clivarea transversal( a centromerului determin( apariia unor
mozaicuri cromosomice de tipul: 46 /46 i p/46 i q. nedisjuncie
cromatidian
- eroare determinat( de nesepararea cromatidelor surori ale
unuia sau mai multor cromosomi (n cursul anafazei.
- determin( apari(ia unor mozaicuri celulare cromosomice
(prezen(a (n acela(i organism a dou( sau mai multe linii sau clone
celulare, care difer( prin num(rul de celule) de tipul 45/46/47 sau
45/47.
- c(nd eroarea afecteaz( diviziunea zigotului duce la formarea
unui mozaic cromosomic de tipul 45/47.
- c(nd eroarea apare (n cursul diviziunii altei celule dec(t
zigotul, ea determin( formarea unui mozaic de tipul 45/46/47.
IF
2n CM
IF - interfaz
2n CM --> 2n CB
2n CM
zigot 2n CB
mozaic crs. 45/46/47
IF
2n + 1 CM (trisomie)
2n CM --> 2n CB
2n - 1 CM (monosomie)
- (ntrziere anafazic - eroare caracterizat( prin migrarea cu
vitez( redus( sau blocarea migr(rii uneia sau mai multor cromatide
dup( ce disjunc(ia cromatidian( s-a produs normal.
- determin( apari(ia unui mozaic cromosomic de tipul 45/46.
- cromatida nemigrat( r(m(ne (n citoplasm( (i determin( formarea
unor micronuclei.
2n CM
2n CB
mozaic crs 45/46
2n - 1 CM (monosomie)
4.b. EVOLUIA CLONELOR CELULARE ANORMALE I CONSECINELE FENOTIPICE
ALE ACESTEIA evoluia depinde de viabilitatea celulelor care
prezint( anomalia cromosomic( anomaliile grave determin( moartea
celulelor anormale (clonele anormale se autoelimin();
anomaliile mai pu(in grave permit multiplicare celulei anormale
cu apari(ia unei clone anormale consecinele fenotipice ale clonelor
anormale depind de momentul ontogenetic al apari(iei lor:
(n timpul embriogenezei este perturbat( formarea normal( a
esuturilor (i organelor produc(nd malformaii congenitale (fenotip
anormal la na(tere);
postnatal se produce perturbarea structurii sau funciei
diferitelor organe (i apare o degenerare neoplazic( (cancer).
PRACTIC
Analizai pe diapozitive / fotografii diferite faze ale mitozei i
precizai caracteristicile lor.
Explicai prin ce mecanisme se formeaz mozaicurile
cromosomice:
45,X/46,XY/47,XYY i
46,XY/47,XXY
VERIFICARE CUNOTINE
1. Definii urmtorii termeni:
MITOZA, PROFAZA, METAFAZA, ANAFAZA, TELOFAZA, ISOCROMOSOM
MONOSOMIE, TRISOMIE, MOZAIC CROMOSOMIC
DIVIZIUNE ECUA(IONAL(, NEDISJUNC(IE CROMATIDIAN(, (NT(RZIERE
ANAFAZIC(
2. ntrebri:1. Care sunt rolurile mitozei?
2. De ce metafaza mitozei este stadiul optim de analiz a
cromosomilor?
II. MEIOZA
DEFINI(IE:
Meioza este un proces de diviziune nucleara reduc(ional( care se
desf((oar( numai (n gonade (i conduce la formarea game(ilor (celule
sexuale mature apte de fecundare). 1. CARACTERE GENERALE
are loc numai n gonade (i asigur formarea de gamei
(gametogeneza). este o succesiune de dou diviziuni:
- meioza I - reducional,
- meioza II - ecvaional
(n urma meiozei dintr-o celul( cu 2n cromosomi bicromatidieni se
formeaz( 4 celule cu n cromosomi monocromatidieni.
succesiunea de diviziuni care conduce (n final la formarea
celulelor sexuale mature este urm(toarea: gonie (46 crs
bicromatidieni) M-> cit I (46 crs bicromatidieni) MI->2 cit
II (23 crs bicromatidieni) MII->4 tida (23 crs monocromatidieni)
( celule sexuale mature (23 crs monocromatidieni)
n CM
n CB
n CM
2n CB
n CM
n CB
n CM
2. ROLURILE MEIOZEI
constituie singura leg(tur( material( (ntre p(rini (i descendeni
asigur prin fecundare meninerea constant a numrului de cromosomi
caracteristic speciei.
constituie o surs de variabilitate genetic: datorit proceselor
de recombinare genetic din meioza I celulele parentale vor avea, (n
meioza II, o informaie genetic diferit.
3. FAZELE MEIOZEI
A. MEIOZA I
Este o diviziune reduc(ional( (n urma c(reia dintr-o celul( cu
2n (46) [cit de ordin I] cromosomi bicromatidieni se formeaz( 2
celule [cite de ordin II] cu n (23) cromosomi monocromatidieni.
a) PROFAZA I
Este cel mai lung stadiu al meiozei put(nd fi (mp(r(it (n 5
stadii:
- LEPTOTEN (leptos - subire [gr.])
(n acest stadiu fibrele de cromatin se spiralizeaz(
transform(ndu-se (n cromosomi care la microscopul optic apar ca
monocromatidieni deoarece sunt foarte lungi i subiri.
- ZIGOTEN (zigos - contopire [gr.])
(n acest( etap( cromosomii omologi se aliniaz (n contact unul cu
cel(lalt de-a lungul cromatidelor (sinaps() form(nd o structur(
numit( bivalent;
contactul dintre cromosomi se realizeaz( astfel (nc(t sinapsele
sunt foarte exacte, practic "gen la gen" singura excep(ie apare la
sexul masculin unde cromosomii X i Y, nefiind omologi, nu formeaz(
sinapsa de-a lungul cromatidelor, ci "cap la cap", form(nd o
structur( numit( vezicula sexual.
- PAHITEN (pahi - gros [gr.])
(n aceast( etap( continu( condensarea, ngroarea (i scurtarea
cromosomilor, astfel (nc(t cromosomii apar bicromatidieni la
microscopul optic.
datorit( acestor modific(ri morfologice bivalen(ii apar forma(i
din patru cromatide constituind o tetrad(. are loc fenomenul de
ncruciare cromosomic( sau crossing-over (CO) prin care cromosomii
omologi realizeaz( un schimb egal i reciproc de material genetic
punctele de (ncruci(are se numesc chiasmate, iar poriunile dintre
chiasme se numesc cromomere;
CO este un fenomen de recombinare intracromosomic care
constituie o surs de variabilitate genetic(.
- DIPLOTEN (n aceast( etap( (ncepe separarea cromosomilor
omologi din tetrad(, care r(m(n uni(i numai la nivelul chiasmatelor
(punctele (n care s-a produs ruptura (i apoi reunirea cromosomilor
(n cursul procesului de CO).
- DIAKINEZA (n aceast( etap( se produce separarea aproape
complet a omologilor realiz(ndu-se procesul de terminalizare a
chiasmatelor.b) METAFAZA I - dispare membrana nuclear;
- are loc ataarea cromosomilor la fusul de diviziune;
- formarea plcii metafazice prin dispunerea cromosomilor omologi
de o parte (i de alta a planului ecuatorial.
c) ANAFAZA I
este cea mai important( etap( a meiozei I, deoarece au loc
fenomene genetice importante, care asigur( reducerea setului
cromosomic de la 2n la n:
are loc separarea (segregarea) cromosomilor omologi, proces
cunoscut sub numele de disjuncie cromosomic(;
migrarea anafazic(: dup( separare cromosomii se deplaseaz(
simultan i cu aceeai vitez spre cei doi poli ai celulei;
deoarece cromosomii omologi se aranjeaz( la (nt(mplare la
nivelul pl(cii metafazice, dup( disjunc(ie se produce asortarea
independent a perechilor de omologi, proces numit recombinare
intercromosomic (i care constituie o a doua surs de variabilitate
genetic(.
asortarea independent( a cromosomilor omologi are o deosebit(
importan(, deoarece:
- constituie o mare surs( de variabilitate genetic(;
- explic( la nivel citogenetic legile lui Mendel.
d) TELOFAZA: formarea a 2 celule, separate incomplet, cu cte n
cromosomi bicromatidieni.
B. MEIOZA II: este o diviziune ecvaional, asemntoare mitozei
deoarece parcurge acelea(i mecanisme anafazice:
- clivarea longitudinal( a centromerului;
- disjuncia cromatidian(;
- migrarea anafazic( nu este precedat de interfaz, deci (ntre
cele dou( meioze nu exist o dublare a cantitii de material
genetic,
Deosebirile dintre meioza II (i mitoz( sunt urm(toarele:
meioza II nu este precedat de o dublare a materialului
genetic;
meioza II are loc (n celule haploide (i nu (n celule
diploide;
cele 4 celule rezultate (n urma meiozei II sunt diferite genetic
(i nu celule somatice.
4. ERORILE MEIOZEI :
nedisjuncia cromosomic
- are loc (n cursul anafazei I i const n nesepararea
cromosomilor omologi ai uneia dintre sinapse
determin( formarea unor game(i care prezint( disomie (i a unor
game(i cu nulisomie
n+1 CM
n +1 CB
n+1 CM
2n CB
n-1 CM
n-1 CB
n-1 CM
nedisjuncia cromatidian
- are loc (n cursul anafazei II i const n nesepararea
cromatidelor surori ale unuia dintre cromosomi
determin( formarea unor game(i care prezint( disomie (i a unor
game(i cu nulisomie
n+1 CM
n CB
n-1 CM
2n CB
n CM
n CB
n CM
ntrziere anafazic- este un proces rar, care se poate desf((ura
(n ambele meioze, dar care are loc mai frecvent (n anafaza II
determin( formarea unor game(i normali (i a unor game(i cu
nulisomie
n CM
n CB
n CM
2n CB
n-1 CM
n CB
n CM
nesepararea citelor de ordinul II se produce mai frecvent la
sexul feminin (i determin( formarea unor gamei diploizi (2n
cromosomi).
2n CM
n CB
2n CB
n CM
n CB
n CM
prin toate cele 4 procese se formeaz( gamei anormali care dup
fecundare cu game(i normali dau zigoi anormali. Proliferarea
mitotic( a zigotului anormal produce anomalii cromosomice omogene
la embrioni, eventual, nou-n(scui.
5. DIFEREN(ELE DINTRE MITOZ( (I MEIOZ(1. Celulele fiice
rezultate din mitoz( au un set diploid de cromosomi. (n timpul
meiozei setul diploid se injum(t((e(te, game(ii maturi av(nd un set
haploid de cromosomi.
2. Mitoza are loc (n celulele somatice (i (n diviziunile iniiale
ale gametogenezei. Diviziunea reduc(ional( apare numai (n stadiile
finale de maturare a game(ilor.
3. Mitoza este constituit dintr-o singur( diviziune. Meioza
cuprinde 2 diviziuni (meioza I (i II), fiecare av(nd: profaz(,
metafaz(, anafaz( (i telofaz(.
PRACTIC1. Analizai pe diapozitive i fotografii diferitele faze
ale meiozei.
2. Explicai care sunt consecinele nedisjunciei cromosomilor
sexuali la femeie i brbat;
3. Ce fel de game(i rezult prin nedisjuncia perechii de
cromosomi 21 i care sunt consecinele dup fecundarea acestora cu
game(i normali.
VERIFICARE CUNOTINE
1. Definii urmtorii termeni:
- DIVIZIUNE
- DISJUNCIE CROMOSMIC
- MEIOZ
- RECOMBINARE INTRACROMOSOMIC
- LEPTOTEN
- RECOMBINARE INTERCROMOSOMIC
- ZIGOTEN
- NEDISJUNCIE CROMOSOMIC
- DIPLOTEN
- NTRZIERE ANAFAZIC
- PAHITEN
- DIAKINEZA
2. (ntrebri:1. Care sunt rolurile meiozei?
2. De ce CO i asortarea independent a cromosomilor sunt surse de
variabilitate?
LP 3 - CROMOSOMII UMANIPRIVATE
1. GENERALIT((I.
(n celulele somatice umane (diploide) exist 2n=46 cromosomi,
adic 23 de perechi de cromosomi omologi. Cromosomii omologi sunt
cromosomi identici ca morfologie (form i mrime) i coninut genic,
dar diferii ca origine (unul de origine matern, cellalt de origine
patern).
Din cele 23 perechi de cromosomi:
- 22 perechi sunt identice la femeie i brbat - autosomi
- 1 pereche este diferit la cele dou sexe (XX la femeie, XY la
brbat) - gonosomi.
(n celulele sexuale mature (haploide) - gamei - exist n (23)
cromosomi
- (n ovule 22+X
- (n spermatozoizi 22+X sau 22+Y.
(n cazul accidentelor anafazice din mitoz( sau meioz( (v. LP.
Diviziunea celulei) se pot na(te indivizi cu anomalii cromosomice
numerice (omogene sau (n mozaic). Diagnosticul acestor sindroame se
face prin metode citogenetice de laborator.
2. PRINCIPIILE TEHNICII DE LABORATOR PENTRU STUDIUL CROMOSOMILOR
LA OM
Pentru a putea fi studia(i cromosomii trebuie s( aib( un grad
maxim de condensare (i s( fie dispui ntr-un singur plan .Aceste
condi(ii sunt (ndeplinite (n cursul metafazei care este etapa optim
de studiu a cromosomilor. Pentru ob(inerea de cromosomi trebuie
(ndeplinite urm(toarele condi(ii: s( se ob(in( celule (n diviziune,
s( se blocheze diviziunea (n metafaz( (i s( se realiyeye un
preparat cromosomic care s fie examinat la microscop.
A. Celule (n diviziune pot fi analizate:
direct n cazul esuturilor care se divid activ = mduv osoas,
gonada masculin, tumori
dup realizarea unei culturi celulare:
de scurt durat: snge periferic, limfocite T, mduv osoas roie
de lung durat: fibroblati (piele, fascii, embrioni), celule
amniotice, celule din vilozitile coriale, tumori solide.
tehnica recolt(rii s(ngelui periferic (i punerea acestuia (n
cultur(: constituie cea mai simpl( tehnic( de ob(inere a
cromosomilor umani;
se prelev snge periferic prin puncie venoas - prelevarea trebuie
realizat( (n condi(ii de asepsie (similare cu cele necesare pentru
recoltarea sngelui pentru hemocultur();
se recolteaz pe heparin, pentru a se mpiedica coagularea
sngelui;
n condiii de asepsie, sngele este introdus ntr-un flacon de
cultur ce conine un mediu de cultur specific (bio Merieux, 199,
RPMI1640),mbogit cu ser de viel fetal sau ser uman AB
pentru stimularea diviziunilor se utilizeaz
fitohemaglutinin;
se incubeaz la 37, 72 h..
B. Blocarea diviziunilor n metafaz
Se face cu substane care inhib formarea fusului de diviziune
(statmokinetice) colchicin sau colcemid.
C. Realizarea preparatelor (lamelor) pentru studiul la microscop
impune urmtoarele etape:
1. hipotonizarea celulelor (centrifugare, eliminarea
supernatantului i resuspendare n soluie hipoton de KCl): dilat
celulele i disperseaz cromosomii;
2. fixarea celulelor (alcool + acid acetic) ntrerupe activitatea
vital a celulei, pstrnd morfologia acestora;
3. etalarea celulelor pe o lam microscopic pentru a dispune
cromosomii n acelai plan.
4. colorarea cu solu(ie Giemsa sau un alt colorant specific
pentru cromosomi.
5. examinarea la microscopul optic permite reperarea i analiza
cromosomilor pentru evidenierea eventualelor anomalii de numr
(omogene sau n mozaic) sau anomalii de structur;
6. fotografierea i decuparea cromosomilor;
7. identificarea cromosomilor (i efectuarea cariotipului.
- diferite conferin(e interna(ionale de standardizare au
stabilit criteriile de identificare (i (mp(r(ire a celor 23 de
perechi de cromosomi umani (n 7 grupe notate de la A la G.
CARIOTIPUL reprezint( dispunerea sistematizat( a cromosomilor
decupai ai unei singure celule, pe baza lungimii, pozi(iei
centromerului sau altor criterii morfologice (constric(ii
secundare, sateli(i, benzi) precis codificate prin standarde
internationale.
3. IDENTIFICAREA CROMOSOMILOR UMANI
Identificarea cromosomilor umani const n stabilirea grupei (i
perechii din care fac parte cromosomii studia(i.
Pentru identificarea cromosomilor se folosesc criterii
morfologice, autoradiografia (i marcajul (n benzi.
A. CRITERII MORFOLOGICE
Aceste criterii sunt singurele aplicabile la cromosomii colora(i
uniform (Giemsa).
a. Criteriile cantitative:
I. Lungimea cromosomului:
se folose(te - lungimea absolut a cromosomului exprimat( (n
microni
- lungimea relativ - raportul (nmul(it cu 100 dintre lungimea
cromosomului studiat (i lungimea total( a unui set haploid.
dupa lungime cromosomii se clasific( (n: mari, mijlocii,
mici.
II. Poziia centromerului
dup( pozi(ia centromerului cromosomii se clasific( (n 3
categorii; pentru aceasta se folosete uni raport numit indice
centromeric indicele centromeric reprezint( raportul (nmul(it cu
100 dintre lungimea bra(ului scurt (i lungimea total( a
cromosomului:
Ic = p/(p+q) x 100 pe baza acestui criteriu cromosomii se
clasific( (n:
metacentrici:
Ic = 46 49
submetacentrici:Ic = 31 45
acrocentrici:
Ic = 17 30
b. Criterii calitative:
I. sateliii sateli(ii reprezint( mici mase de heterocromatin(
prezente (n continuarea telomerelor braelor scurte ale cromosomilor
acrocentrici (13, 14, 15, 21, 22, cu excepia cromosomului Y)
II. constriciile secundare reprezint( segmente cromosomice
despiralizate, slab colorate.
ele pot fi situate pe orice cromosom, dar sunt mai frecvent
(nt(lnite pe bra(ul lung a cromosomilor 1, 9, 16, 19 (n apropierea
centromerului.
B. AUTORADIOGRAFIA
Este o metod( de studiu a cromosomilor pu(in utilizat(. Ea
const( (n marcarea cromosomilor cu timidin( tritiat( (TH3), care se
substuituie timinei (n lan(urile de ADN nou create (n cursul fazei
S a interfazei. Ad(ugarea markerului izotopic (n partea a doua a
fazei S permite identificarea zonelor de heterocromatin(, care au o
replicare tardiv(. Astfel, sunt identificai cromosomii cu replicare
tardiv( (n cursul fazei S, cromosomi boga(i (n heterocromatin( (i
pu(in activi genetic. Ace(tia sunt cromosomii 8,13,18, 21 (i unul
din cromosomii X la femeie.
C. MARCAJUL (N BENZI
Reprezint( un grup de tehnici speciale, prin care se evideniaz
pe cromatide alternan(a de zone colorate (i necolorate, numite
benzi. Acestea au o distribuie precis, determinat de structura
intern a cromosomului.
Metodele de marcaj (n benzi au ap(rut relativ recent, (n anii
'70 (i au determinat o revolu(ie (n citogenetic(, deoarece au o
mare valoare practic(:
Marcajul (n benzi reflect( structura discontinu( a cromosomilor,
respectiv alternan(a de eucromatin( (i heterocromatin(, de ADN (i
proteine.
Modelul benzilor este identic (n toate celulele unui organism (i
la to(i indivizii aceleia(i specii, de aceea efectuarea marcajului
(n benzi permite identificarea precis( a unei specii.
Marcajul (n benzi permite identificarea precis( a perechilor de
cromosomi omologi, deoarece ace(tia sunt identici din punct de
vedere genetic (i au acela(i model de benzi.
Marcajul (n benzi permite identificarea precis( a fiec(rui
cromosom, deoarece cromosomii, apar(in(nd unor perechi diferite, au
alte gene (i deci alt model al benzilor.
Metodele de marcaj (n benzi permit un diagnostic citogenetic
foarte precis (n multe anomalii de structur( (dele(ii, inversii)
care nu se evideniaz sau se evideniaz foarte greu (n colora(ia
obi(nuit(.
Denumirea benzilor se face n raport cu metoda folosit sau
localizarea benzilor:
benzi Q = quinacrin (fluorescente) n lumin UV;
benzi G = colorare Giemsa, dup tratament cu alcali, enzime
proteolitice sau soluii saline concentrate; benzile Q fluorescente
au aceeai dispoziie cu benzile G colorate;
benzi R = "reverse", obinute prin denaturare termic a ADN sau
prin colorare cu acridin orange dispoziie invers benzilor Q i
G;
benzi C = centromerice evideniate n zona centromerului;
benzi T = telomerice. evideniate n zona telomerelor;
Pe fiecare cromosom se pot observa o serie de repere, elemente
importante pentru identificarea unui cromosom (benzi net conturate,
centromerul, telomerele). Reperele delimiteaz( regiuni. Fiecare
regiune are mai multe benzi, iar benzile pot avea subbenzi.
Nomenclatura benzilor:: regiunile i benzile se numeroteaz( de la
centromer spre telomere pentru fiecare din brae; ex: 1q21.1
cromosomul (1), braul lung (q), regiunea (2), banda (1), subbanda
(1).
Cromosomii metafazici prezint( 400 500 benzi, (n timp ce
cromosomii afla(i (n profaza timpurie prezint( 18002000 benzi
(metode de nalt rezoluie).
4. CLASIFICAREA CROMOSOMILOR UMANI
Pe baza criteriilor morfologice cantitative (lungimea i poziia
centromerului) i calitative (satelii i constricii secundare)
cromosomii se grupeaz n perechi de omologi i se clasific n 7 grupe,
notate de la A la G ( cariotip:
grupa A (cromosomi mari, metacentrici) perechile 13 - sunt cei
mai mari cromosomi, cromosomul 1 poate prezenta constricie
secundar, cromosomul 2 este usor submetacentric
grupa B (mari, submetacentrici) perechile 45
grupa C (mijlocii, submetacentrici) perechile 612 i cromosomul
X; sunt 16 la femeie i 15 la brbat; cromosomii 8, 9, 10 i 12 sunt
mai submetacentrici; cromosomii 6, 7, 11 i X sunt mai puin
submetacentrici; cromosomul 9 prezint constricie secundar pe braul
lung (9qh+)
grupa D (mijlocii, acrocentrici) perechile 1315; pot prezenta
satelii
grupa E cromosomul E 16 este metacentric mijlociu; cromosomii E
1718 sunt submetacentrici mici
grupa F (mici, metacentrici) perechile 1920
grupa G (mici, acrocentrici) perechile 2122 i Y; cromosomii 21 i
22 pot prezenta satelii; cromosomul Y nu prezint satelii;
cromosomii grupei G ajut la determinarea sexului - n cazuri
normale: la femei sunt 4 acrocentrici mici (2 crs 21 + 2 crs 22) /
la brbai sunt 5 acrocentrici mici (2 crs 21+ 2 crs 22 + Y)
PRIVATE LUNGIMEA
CROMO- POZIIA CENTROMERULUI
SOMILORMETACENTRICISUBMETACENTRICIACROCENTRICI
MARIA 1-3B 4-5-
MIJLOCIIE 16C 6-12, XD 13-15
MICIF 19-20E 17-18G 21-22, Y
5. NOMENCLATURA CROMOSOMILOR UMANI
Are la baz un sistem internaional de standardizare, care permite
formularea cariotipului normal sau anormal cu ajutorul unor
simboluri i semne, care redau numrul de cromosomi i eventualele
anomalii de structur - deficit, surplus sau rearanjamente ale
materialului cromosomic.
1. CARIOTIPUL NORMAL - se scrie numrul total de cromosomi urmat
de o virgul, dup care se scrie structura gonosomilor: femeia normal
- 46,XX sau brbatul normal - 46,XY. 2. CARIOTIPURI ANORMALEa.
anomalii numerice:
- ale autosomilor: se scriu numrul total al cromosomilor,
gonosomii, iar dup o alt virgul, precedat de + (cromosomul n exces)
sau - (pierderea unui cromosom) se scrie numrul cromosomului
implicat;
- ale gonosomilor: se scrie numrul total de cromosomi, urmat dup
virgul, de gonosomii respectivi.
b. anomalii structurale - exist 2 sisteme pentru desemnarea
anomaliilor structurale:
- prescurtat - natura rearanjamentului i punctele de ruptur sunt
identificate prin banda sau regiunea n care se produc;
- detaliat - se definete fiecare cromosom anormal dup structura
sa n benzi. Exemple:
46,XX,del(1)(q21q31) sau
46,XX,del(1)(pter->q21::q31->qter) Deleie a benzii 2 a
braului lung al crs.1.
46,XY,r(2)(p21q31) sau 46,XY,r(2)(p21->q31) Cromosom 2
inelar; punctele de ruptur sunt pe braul scurt n banda p21 i pe
braul lung n banda q31. 46,XX,inv(2)(p21q31) sau
46,XX,inv(2)(pter->p21::q31->p21::q31->qter) Inversie
pericentric a segmentului cuprins ntre banda p21 i banda q31 ale
cromosomului 2.
46,XY,t(2;5)(q21;q31) sau
46,XY,t(2;5)(2pter->2q21::5q31->5qter;
5pter->5q31::2q21->2qter) Translocaia reciproc a segmentelor
distale de banda q21, respectiv q31 ale cromosomilor 2, respectiv
5.
46,X,i(Xq) sau 46,X,i(X)(qter->cen->qter) Isocromosom de
brae lungi al cromosomului X.
6. VARIA(II ALE CARIOTIPULUI LA PERSOANE CU FENOTIP
NORMAL. POLIMORFISMUL CROMOSOMIC.
Exist( uneori o serie de abateri de la regulile generale
stabilite la punctul 3, care determin( unele variante (varia(ii)
particulare rare, dar care nu reprezint( anomalii cromosomice.
A. VARIA(II NUMERICE
I. la femeie - dup vrsta de 60 ani, pn la 7% din celulele
organismului pot pierde unul din cromosomii X, devenind 45,X;
II. la brbat - dupa vrsta de 70 ani, pn la 2% din celule pot
pierde cromosomul Y i devin 45,X.
B. VARIA(II STRUCTURALE
I. lungimea (i forma - cromosomii omologi nu sunt ntotdeauna
egali ca lungime; variaiile n lungime intereseaz n special braele
scurte ale cromosomilor D, G (mai ales partea heterocromatinian()
de exemplu Y metacentric.
II. sateliii - mare variabilitate n numr, form i mrime; se gsesc
obi(nuit pe cromosomii acrocentrici, cu excepia cromosomului Y, dar
pot fi observa(i (i pe ali crs. - ex. 17, 18;
III. constriciile secundare - zone decondensate, situate n
regiunile proximale ale braelor lungi ale cromosomilor 1, 9, 16 i
Y; uneori poate apare o mrire exagerat( a constriciilor
secundare.
C. IMPORTAN(A PRACTIC( A POLIMORFISMULUI CROMOSOMIC
Polimorfismele de bandare (benzile Q, G i C) sunt reprezentate
de diferene n ceea ce privete mrimea i aspectul zonelor
cromosomice; cel mai frecvent, polimorfismele implic regiunile
centromerice, braele scurte i sateliii cromosomilor D i G, zona de
constricie secundar de pe braul lung al cromosomului Y.
Semnificaia polimorfismului: nu este bine cunoscut;
polimorfismul se transmite dominant dup modelul mendelian, nu
modific expresia fenotipic deoarece pare limitat numai la regiunile
heterocromatiniene, inactive genetic (produce modificri cantitative
ale ADN repetitiv).
Polimorfismul cromosomic este folosit:
1. - ca marker pentru evidenierea transmiterii unor caractere de
la prini la copii (ex. cercetarea paternitii);
2. - pentru determinarea originii parentale a nedisjunciei n
aneuploidii (ex. originea crs. suplimentari n trisomii);
3. - pentru identificarea cromosomilor care conin gene
marker;
4. - stabilirea unor grupe de (nl(n(uire (linkage) genic;
5. - creterea frecvenei unor variante n unele forme de leucemii
i la copiii cu anomalii congenitale.
7. APLICA(II PRACTICE:
- Examinai etapele de obinere a cariotipului uman (plana).
- Examinai la microscop un preparat cromosomic.
- Recunoatei tipurile de cromosomi metafazici (fotografii).
- Pe o metafaz cu marcaj n benzi recunoatei reperele
cromosomice, fiecare cromosom, perechile de omologi.
- Realizai un cariotip i stabilii diagnosticul de sex.
- Identificai extracromosomii sau cromosomii lips / anomaliile
de structur de pe cariotipuri cu marcaj.
8. VERIFICAREA CUNO(TIN(ELOR1. Defini(i urm(torii termeni:
CARIOTIP
BENZI G
CONSTRIC(II SECUNDARE
BENZI R
STATMOKINETIC
BENZI Q
SATELI(I
GONOSOM
AUTOSOM
2. (ntreb(ri:
- Care sunt etapele obinerii unui cariotip?
- De ce este utilizat marcajul n benzi?
- Ce se nelege prin polimorfism de bandare?
- Ce variaii numerice ale cromosomilor se pot ntlni la persoane
cu fenotip normal?
CROMATINA SEXUAL
DEFINIIE
Cromatina sexual este un cromocentru cu particulariti
morfologice bine definite care permite stabilirea sexului
genetic.
Cromatina sexual este o form de heterocromatin facultativ,
deoarece are morfologie distinct n celule provenite de la persoane
cu sex diferit (la femei - crt.X, la brbai - crt.Y)
Sexul genetic se stabilete n momentul fecundrii gameilor i
reprezint configuraia cromosomilor sexuali ai zigotului i implicit
a fiecrei celule somatice a unui individ. El este n mod normal:
XX pentru femeie;
XY pentru brbat.
Numai aceast configuraie gonosomic asigur o sexualizare
normal.
A. CROMATINA X
1. DATE GENERALE
a. Definiie: Cromocentru vizibil, n mod normal, n nucleii
interfazici ai celulelor aparin(nd sexului feminin; ea rezult prin
heterocromatinizarea unuia dintre cei doi cromosomi X.
b. Istoric descris n 1949 de Barr si Bertram n nucleul
neuronilor de le pisica femel; ulterior cromatina X a fost observat
i la alte animale, precum i la om :
- explicarea originii i semnificaiei cromatinei X a fost
realizat de MARY LYON (1961)
Ipoteza MARY LYON privind originea cromatinei X (3 postulate):
(1) rezult prin inactivarea si heterocromatinizarea unuia din cei
doi cromosomi X la femeie;
(2) inactivarea cromosomului X matern sau cromosomului X patern
se face la ntmplare i independent n celule diferite.
(3) inactivarea este precoce (pn n ziua 16 de via intrauterin) i
definitiv (toat viaa);
Dup M. Lyon semnificaia apariiei cromatinei X se datorete
faptului c la om, i la mamifere, este necesar un singur X activ,
restul se inactiveaz, altfel diferena dintre materialul genetic la
femeie i brbat ar fi prea mare. De fapt, nu tot cromosomul X se
inactiveaz. O parte mic a acestuia rmne activ, asigurnd un mic
avantaj selectiv sexului feminin (o mai bun adaptare i o mai mare
rezisten la aciunea factorilor exogeni).
c. Metode de studiu: - studiul celulelor interfazice din orice
esut provenit de la organismul feminin normal. Tehnicile uzuale
folosesc frotiul din celulele mucoasei bucale (testul Barr) i
frotiul din snge periferic;
- stabilirea numrului cromosomilor X n corelaie cu numrul de
corpusculi de heterocromatin X.
2. STUDIUL CROMATINEI X N FROTIUL DE MUCOAS BUCAL
a. Tehnica efecturii frotiului de mucoas bucal:
(1) recoltarea: se racleaz (rzuiete) faa intern a obrazului (la
copii buza inferioar) cu o lam de sticl rodat; recoltarea
superficial (celule descuamate) se nltur, a doua recoltare se
folosete ntinz(ndu-se un frotiu celular gros pe o lam de
microscop;
(2) fixarea: cu amestec fixator, durata 30 minute ( 12 ore;
(3) rehidratarea: 4 bi succesive a 5' fiecare cu: alcool 70,
alcool 50, ap distilat I, ap distilat II;
(4) hidroliza: neobligatorie (cu HCl);
(5) colorarea: colorant CARR (fuxin bazic);
(6) examinarea frotiului la microscopul cu imersie
b. morfologia corpusculului Barr condensat i intens colorat
bazofil (corpuscul BARR);
situat cel mai adesea periferic, lipit de faa intern a membranei
nucleare (intranuclear);
forma: ovalar, plan convex, discoidal sau triunghiular;
mrime medie: 1 micron ( 0,3);
cnd este situat central trebuie difereniat de nucleol (rotund i
mai mare, brun-crmiziu n coloraia cu verde de metil pironin) i de
cromocentri nespecifici (mai mici sau mai mari cu form
neregulat).
c. Frecvena: teoretic 100%, practic aproximativ 3040%. Aceast
frecven real se datorete:
- excluderii corpusculilor situai central;
- calitilor improprii ale unor nuclei din celulele superficiale
sau profunde, defecte de colorare;
- existenei reale a celulelor cromatin - negative: cromosomul X
inactiv nu se condenseaz din cauza unor condiii metabolice generale
sau celulare;
- alte cauze: vrsta, ciclu ovarian, boli, tratamente.
d. Interpretare:
Nr. corpusculi BARR = nr. cromosomi X 1 n mod normal corpusculul
BARR lipsete la brbat i este prezent ntrun singur exemplar la
femeie, deoarece brbatul are un singur cromosom X, iar acesta nu se
inactiveaz, n timp ce femeia are 2 cromosomi X, din care unul se
inactiveaz;
- n cazuri patologice anomalii de numr ale cromosomilor X
(disgenezii gonadice) - poate fi prezent la brbat (47,XXY), absent
la femeie (45,X) sau prezent n mai multe exemplare la ambele
sexe;
- mrimea corpuscului BARR depinde de mrimea cromosomului X
inactivat (mai mare de 1 micron: isoXq, mai mic de 1 micron: isoXp,
deleie pe cromosomul X);
- cnd pe aceeai lam se ntlnesc celule cu un numr diferit de
corpusculi BARR, se ia n consideraie numrul maxim gsit deoarece
unii ar putea s nu apar (vezi frecvena).
3. STUDIUL CROMATINEI X N FROTIUL DE S(NGE PERIFERIC
a. Tehnica: se evideniaz n nucleul polimorfonuclearelor
neutrofile pe frotiuri colorate cu soluie MAY - GRUNWALD -
GIEMSA.
b. Morfologie:
(1) aspectul cromatinei:- apendici nucleari de tip A au form de
"b de tob" (drum stick) i prezint un cap ovalar sau rotund legat
printr-un filament subire de unul din lobii nucleului PMN;
- apendici nucleari de tip B sau noduli sesili prezint aceeai
mrime i form ca i apendicii nucleari de tip A dar sunt legai direct
la nucleu printr-o baz larg de implantare.
(2) culoare: intens bazofil.
(3) mrime: 1,5 microni.
c. Frecvena: - normal la femeie: 1/38 PMN (1/6 --> 1/98
PMN).
- n practic, pe o lam cu frotiu din snge periferic trebuie s fie
cel puin 6 apendici tipici pentru a declara cromatina X pozitiv i s
nu existe nici un apendice tipic n cel puin 500 neutrofile studiate
pentru a declara cromatina X negativ.
d. Interpretare:
Nr. apendici nucleari = nr. cromosomi X 1
Interpretarea se face dup aceleai reguli ca i n cazul frotiului
de mucoas bucal.
B. CROMATINA Y a. Origine: aspectul interfazic al celor 2/3
distale ale braului q al cromosomului Y;
b. Morfologie:
- se evideniaz prin colorare cu quinacrin
- corpuscul intens fluorescent (corpuscul F), vizibil n nucleul
interfazic;
- mrime 0,25 microni;
- situat liber sau lipit de membrana nuclear;
- frecvena: diferit n diferite esuturi ale sexului masculin:
* 7080% n fibroblati;
* 45% n spermatozoizi;
c. Interpretare:
Nr. corpusculi F = Nr. cromosomi Y- corpusculul F este prezent
exclusiv la brbat ntrun singur exemplar; poate fi prezent n dou
exemplare la persoanele cu cariotip 47,XYY.
C. VALOAREA PRACTIC A TESTULUI CROMATINEI SEXUALE
(INDICAII I LIMITE)
Testul cromatinei X este un test rapid, foarte util n multe
situaii, care poate fi efectuat n condiii de dotare minim, cu
mijloace modeste.
1. INDICAII:
a) prenatal: n celulele extrase prin puncie amniotic;
- permite stabilirea sexului genetic al ftului n anomaliile
gonosomale recesive (de exemplu hemofilie sau miopatie Duchenne) n
cazul n care femeia este purttoare a genei anormale (risc 50%).
b) la natere: n cazul ambiguitii sexuale la nou nscuii cu
testicul nepalpabil.
- pentru precizarea sexului genetic i punerea n concordan cu
sexul civil; sexul civil are importan mai ales n edificarea
ulterioar a sexului psihocomportamental.
c) mai trziu: n diferite anomalii de sexualizare:
- pentru precizarea sexului genetic;
- diagnosticul disgeneziilor gonadice orhitice sau ovariene -
anomalii de numr i structur a cromosomilor sexuali.
d) n medicina legal i criminalistic: pentru precizarea
provenienei feminine sau masculine a unor fragmente de esuturi,
pete de snge, fire de pr.
2. LIMITE:
Testul cromatinei sexuale este un test subiectiv, nu poate
depista toate mozaicurile i nici anomaliile autosomilor; n multe
situaii, pentru rigurozitate necesit efectuarea cariotipului.
D. PRACTIC Realizai tehnica de obinere a frotiului de mucoas
bucal;
- Analizai la microscop frotiurile obinute i stabilii sexul
gonadic al persoanei de la care s-a recoltat;
- Analizai la microscop cromatina sexual din frotiurile din snge
periferic;
Analizai diapozitive, plane i fotografii referitoare la
heterocromatina sexual n diferite celule de la brbat i femeie;
- Discutai condiiile n care este indicat realizarea testului
Barr;
- Facei corelaii ntre mrimea corpusculului Barr sau a
corpusculului F i situaiile fiziologice sau patologice ale celulei
respective.
E. VERIFICARE CUNOTINE
1. Definii urmtorii termeni:
- corpuscul barr
- sex genetic
- corpuscul F
- apendice nuclear
- drum stick
- nodul sesil
- disgenezie gonadic
- sex gonadic
2. ntrebri:
- Care sunt postulatele ipotezei Lyon asupra inactivrii unui
cromosom X la femeie?
- Care este corelaia dintre numrul de corpusculi Barr i numrul
cromosomilor X?
- Care sunt caracterele morfologice ale corpusculului F i care
este semnificaia lui?
- Care este explicaia discordanei dintre frecvena teoretic i cea
practic a cromatinei sexuale?
LP 6 - ALTE CARACTERE EREDITARE NORMALE PRIVATE
A. CARACTERE MONOGENICE
1. SISTEMUL GRUPAL SANGUIN MNSs
a) FENOTIPURI: MS; Ms; NS; Ns; MNS; MNs.
b) GENOTIPURI: 2 perechi de alele cu frecvente egale (M,N &i
S,s), situate pe loci foarte apropiati, motiv pentru care se
transmit inlantuit.
c) RELA^IA GENOTIP-FENOTIP:
- genele M &i N sunt codominante
- genele S &i s sunt in relatie de dominanta
recesivitate
d) IMPORTANTA: mai ales in medicina legala.
2. SISTEMUL GRUPAL SANGUIN Xg
a) FENOTIPURI: Xg(a+) &i Xg(a) determinate de prezenta/
absenta Ag Xg.
b) GENOTIPURI:
determinate de 2 alele:
Xga (dominanta) si Xg (recesiva); situate pe cromosomul X;
femei homozigote si heterozigote; barbati hemizigoti;
c) RELATIA GENOTIP-FENOTIP:
- femei:XgXg --> Xg(a-)barbati:XgY--> Xg(a-)
XgaXg --> Xg(a+)
XgaY--> Xg(a+)
XgaXga --> Xg(a+)
3. GRUPELE DIN SECRETII
a) FENOTIPURI:
secretor si nesecretor
determinate de prezenta/ absenta in secretii (urina, suc
gastric, saliva, lapte, sudoare, sperma, etc.) a antigenelor
sistemelor ABO si Le;
b) GENOTIPURI:
2 alele: Se si se (recesiva);
produsul genei Se determina transformarea Ag liposolubile de pe
hematii in Ag hidrosolubile ce se pot elimina prin secretii;
c) RELATIA GENOTIP-FENOTIP:
SeSe si Sese -> secretori (78%)
sese
-> nesecretori (22%)
relatie de epistazie cu grupele sanguine.
4. GRUPELE SERICE si ENZIMATICE
a) FENOTIPURI:
prezenta unor proteine structurale sau enzime in ser sau pe
hematii, in variante si combinatii multiple --> polimorfism
marcat;
fiecare persoana are o anumita structura proteica, determinata
genetic, constanta in timpul vietii --> individualitate
biologica;
diferentiere prin - electroforeza in gel de amidon;
- imunoelectroforeza;
HAPTOGLOBINELE fixarea si recircularea hemoglobinei
- alfa-2 globuline
a) FENOTIPURI Hp 11; Hp 12; Hp 22
b) GENOTIPURI 2 alele codominante: Hp-1 &i Hp-2
c) RELA^IA GENOTIP-FENOTIP:
Hp-1Hp-1 --> Hp1-1
Hp-1Hp-2 --> Hp1-2
Hp-2Hp-2 --> Hp2-2
TRANSFERINELE fixarea si transportul metalelor (Fe, Cu etc)
beta-1 globuline
a) FENOTIPURI: exista 14 tipuri distincte;
b) GENOTIPURI: mai multe alele codominante;
cele mai frecvente: TfC, TfD, TfB.
SISTEMUL Gc (GROUP SPECIFIC COMPONENT) alfa-2 globulina
a) FENOTIPURI: Gc 11; Gc 12; Gc 22
b) GENOTIPURI: exista 2 alele codominante Gc-1 si Gc-2
c) IMPORTAN^A: indicator in studiile populationale.
IMUNOGLOBULINELE gamma globuline
a) FENOTIPURI: variate
b) GENOTIPURI: exista mai multe alele ce pot ocupa 3 loci: Gm,
Inv, Am
GRUPELE ENZIMATICE
numeroase enzime serice sau din hematii
- prezinta un polimorfism genetic;
exemple (fosfataza acida eritrocitara, CPK)
5. GRUPELE TISULARE (HLA)
a) FENOTIPURI: multiple; proteine din membrana celulara cu rol
structural si capacitate antigenica (rol in supraveghere, alarma,
aparare)
exista pe suprafata celulelor nucleate, hematii, trombocite
b) GENOTIPURI: 4 loci foarte apropiati (A, B, C, D);
fiecare cu foarte multe alele;
pe bratul scurt al cromosomului 6;
se transmit inlantuit (haplotip).
c) IMPORTAN^A: recunoasterea celulelor self;
compatibilitate transplante;
medicina legala.
6. SENSIBILITATEA GUSTATIVA
a) FENOTIPURI: gustatori/ negustatori; caracter fiziologic
determinat ereditar
prag gustativ diferit la substante dulci, amare, sarate, acre
--> perceptie la diferite concentratii/ nepercepute deloc;
testare cu PTC substanta cu gust amar, perceputa ca foarte amara
sau insipida --> 2 categorii:
- gustatori 2/3
- negustatori 1/3.
exista diferente in functie de varsta, sex, rasa, momentul
testarii
b) GENOTIPURI: 2 alele - G (dominanta) si g (recesiva);
c) RELATIA GENOTIP-FENOTIP:
- GG --> gustator
- Gg --> gustator
- gg --> negustator
C. APLICATII PRACTICE
1. DETERMINAREA STATUSULUI SECRETOR
a) Tehnica: rondele de hartie de filtru imbibate in saliva + 1
ml ser cuprinzind anticorpi corespunzatori Ag ABo ai persoanei >
se asteapta 10 min. pentru a se produce reactia Ag-Ac --> + 1 ml
suspensie hematii izogrup ABo cu persoana testata;
b) Citirea reactiei/ interpretarea:Se:Ag +Ac --> reactie
Ag-Ac + Ag --> hematii neaglutinate
se: +Ac --> Ac
+ Ag --> hematii aglutinate
2. DETERMINAREA STATUSULUI GUSTATOR
a) Tehnica:
concentratii progresiv crescute de PTC (3 solutii: 1, 7, 14)
- se incepe cu cea mai slaba solutie --> sunt persoane:
* care simt gustul --> gustatori* care nu simt gustul -->
se continua cu celelalte solutii pana la solutia 1 --> sunt
persoane care - simt gustul la solutii intermediare -->
gustatori heterozigoti* nu simt gustul nici pentru solutia 1 -->
negustatori
