CROMOZOMII B

CROMOZOMII B   

Ø     Sunt numiti si cromozomi aditionali complementului normal de cromozomi (cromozomi supranumerari)

Ø     Au fost identificati la peste 1000 specii de plante si 260 specii de animale

Ø     Indivizii care au cromozomi B nu se deosebesc fenotipic de indivizii conspecifici lipsiti de prezenta acestor cromozomi

Ø     Se numesc B, deoarece prezenta lor nu este indispensabila pentru cresterea, dezvoltarea si reproducerea normala a organismelor

CARACTERISTICILE CROMOZOMILOR B

Ø      Morfologie diferita in comparatie cu cromozomii A ( cromozomi esentiali)

Ø      Talie foarte mica

Ø      Contin o cantitate mai mare de heterocromatina constitutiva

Ø      Nu sunt omologi cu cromozomii A normali si nu se cupleaza cu acestia in timpul meiozei sau mitozei

Ø      Se mostenesc nemendelian la descendenti

Ø      Nu contin gene indispensabile dezvoltarii si activitatii celulare

Ø      Efectul lor este cumulativ

Ø      Ca origine, provin din cromozomii A care au suferit o serie de deletii repetate, ce au dus la vidarea de ADN a cromozomului initial si reducerea considerabila a talie

Ø      Datorita transmiterii nemendeliene, nr. cromozomilor B variaza intre indivizii conspecifici ( uneori se constata ca un individ poate prezenta mai multe populatii celulare care difera intre ele prin numarul de cromozomi B).

REPLICAREA CROMOZOMILOR UMANI

Ø      In 1957 Taylor a demostrat ca in stadiul S interfazic , cromozomii se replica conservativ

Ø      Replicarea cromozomilor este legata direct de replicarea semiconservativa a ADN-ului si de dublarea cantitatii de histone

Ø      Exista mai multe metode: Taylor ( 1957, folosiind timidina tritiata; substanta radioactiva ); Dutrilaux si Latt ( 1973, folosiind 5-brom-dezoxiuridina, BrdU)

EXPERIMENTUL TAYLOR

Ø      Se cultiva plante de Vicia Faba in mediu "cald" bogat in timidina tritiata, timp de 8 ore (timp necesar pentru o replicare)

Ø      Aceasta v-a fi incorporata in ADN-ul cromozomial in cursul replicarii acestuia

Ø      Se scot plantele din mediul radioactiv; se recolteaza un esantion si se cultiva inca 8 ore pe un mediu "rece" lipsit de precursori radioactivi

Ø      Esantionul recoltat ( generatia nr. 1) se trateaza cu colchicina si se face analiza autoradiografica a cromozomilor

Ø      Dupa introducerea in mediul rece, la fiecare 8 ore se recolteaza si se examineaza cite 1 esantion (generatiile nr.2 si 3)

CONCLUZII

Ø      Primul esantion:

- toate metafazele marcate

- toti cromozomiii din placa metafazica prezinta ambele cromatide marcate cu timidina tritiata

Ø      Al doilea esantion:

- toate metafazele marcate

- toti cromozomi marcati,prezentand o cromatida marcata si una nemarcata

Ø      Al treilea esantion:

- 1/2 din cromozomi marcati si 1/2 nemarcati

- cromozomii marcati au o cromatida marcata si una nemarcata

Aceste rezultate sunt posibile doar daca replicarea cromozomilor este semiconservativa ca si replicarea ADN-ului

ANALIZA CROMOZOMILOR

Ø      Metode citogenetice de rutina: folosesc culturi de limfocite din sangele periferic ( este produsul cel mai accesibil pentru studiu)

Ø      Metode speciale: folosesc culturi din alte tipuri celulare (maduva osoasa, fibroblaste obtinute prin biopsii de piele, celule fetale recoltate prin amniocenteza sau biopsie de trofoblast). Dezavantaj: prelevare mai dificila si timp mai lung de cultura

Ø      Metode directe (fara cultura): se aplica in anumite situatii tesuturilor care se divid activ (maduva osoasa in leucemii, tumori solide, vilozitati coriale). Avantaj: rezultat rapid (3-12 ore). Dezavantaj: nr. metafazelor e variabil si calitatea cromozomilor este mediocra

TEHNICI DE ANALIZA CROMOZOMIALA

Ø      Tehnici de generatia I (1956):

- cromozomii obtinuti sunt uniform colorati

- au putine repere pentru identificarea lor

- tehnica e limitata la diagnosticul aneuploidiilor si mozaicurilor cromozomiale, a situsurilor fragile, a rupturilor si polimorfismului cromozomial

TEHNICI DE GENERATIA II

Ø      Sunt tehnici de bandare a cromozomilor metafazici (bandare G,Q,R,T,C,N)

Ø      Folosiind o serie de tratamente si coloratii speciale a ADN-ului se vizualizeaza pe cromozomi o serie de benzi alternative, intens si slab colorate

Ø      Se evidentiaza ~ 300-400 de benzi pentru un set haploid de cromozomi metafazici

Ø      Permit identificarea precisa a fiecarui cromozom precum si caracterizarea majoritatii anomaliilor cromozomiale

TEHNICI DE GENERATIA III

Ø      Sunt tehnici de inalta rezolutie

Ø      Studiaza cromozomii in primele faze ale diviziunii cind sunt mai putin condensati

Ø      Se obtin intre 650-850 de benzi corespunzatoare prometafazei sau profazei

Ø      Fiecare banda corespunde la 20-30 de gene, aceasta fiind limita maxima de rezolutie in analiza citogenetica conventionala

Ø      Nu este o tehnica de rutina, se efectueaza cind exista suspiciunea de modificari mici (ex. Microdeletii)

TEHNICI DE GENERATIA IV (1991)

Ø      Sunt tehnici de citogenetica moleculara

Ø      Folosesc "sonde" de ADN monocatenar, specifice unui anumit cromozom, regiuni cromozomice sau a unor gene cu localizare cunoscuta

Ø      Sondele se fixeaza (hibridizeaza) prin complementaritate in aceste situsuri tinta

Ø      Pentru a fi evidentiate dupa hibridizare, sondele sunt marcate cu fluorocrom (vizibil la microscopul cu lumina UV)

Ø      De aceea tehnica se numeste "hibridizare flurescenta in situ" sau FISH (Fluorescence In Situ Hybridization)

Ø      FISH e o metoda performanta avand rezolutia de citeva megabaze, dar este dificila si scumpa.Se foloseste pentru suspiciunea de translocatii criptice, deletii telomerice si unele microdeletii/microduplicatii

GENA

Ø      Reprezinta un segment polinucleotidic din molecula de ADN (cromozomial sau mitocondrial) care detine informatia genetica necesara sintezei unui lant polipeptidic cu structura si functie specifica.

Particularitatiile genei dupa Morgan

Ø      E unitatea de functie cu localizare pe cromozom, avand rol in determinismul genetic pentru exprimarea fenotipica a unui caracter

Ø      E unitatea de recombinare deoarece prin procesul de crossing-over intre cromozomii omologi, genele alelomorfe (gene cu acelasi locus si functie genetica pe cromozomii omologi) isi inverseaza pozitia, diversificand si amplificand genotipul indivizilor din populatie

Ø      E unitatea de mutatie deoarece reprezinta segmentul din cromozom, care modificindu-si structura genetica da nastere la forme alelice cu aparitia de structuri proteice si caractere noi

Ø      Ocupa o pozitie si un spatiu pe cromozom denumit LOCUS

Ø      Are dispozitie liniara si continua pe cromozom fiind strict delimitate functional

Ø      Genele de acelasi cromozom sunt dispuse inlantuit (linkage genic) si se transmit grupat

Gena in mozaic

Ø      Organizarea genei este diferita la eucariote fata de procariote

Ø      La eucariote informatia genetica nu este continua

Ø      Caracterul discontinuu este dat de alternanta de exoni/introni

EXONUL

Ø      Este o regiune intragenica exprimata fenotipic

Ø      Sunt secvente transcrise in ARNm precursor si pastrate in ARNm matur

Ø      E format dintr-o secventa ADN care codifica o parte (domeniu) a unui lant polipeptidic

Ø      Are intre 100-300pb

Ø      Numarul exonilor variaza de la o gena la alta (intre 2 si mai mult de 50), precum si la organisme diferite

Ø      Nu este obligatoriu ca exonii sa fie intotdeauna parti codante ale genei (desi sunt prezenti in ARNm matur, informatia genetica nu este transcrisa in structura proteinei; ex. Exonul 1 in gena pentru insulina)

Ø      Recent s-a constat ca gene diferite pot avea unul sau mai multi exoni identici, in consecinta, diferite proteine complexe, neinrudite, pot avea unele domenii identice

Ø      Au rol informational

INTRONUL

Ø      Este secventa interpusa intre exoni care reprezinta regiunea intragenica necodificatoare

Ø      Sunt secvente necodante, transcrise initial in ARNm precursor, dar decupate precis si indepartate ulterior din ARNm matur (proces de maturare/matisare)

Ø      Majoritatea intronilor incep cu dinucleotidele 5'GT si se termina cu AG3' (mai rar 5'AT    si AC3'); aceste perechi de nucleotide au rolul unor semnale pentru decuparea precisa a intronilor

Ø      Marimea intronilor este variabila, neconcordanta cu cea a exonilor; frecvent este mult mai mare decat exonul (65-100000 pb)

Ø      Numarul intronilor este cu unul mai mic decat cel al exonilor din gena respectiva

Ø      Pot lipsii in unele gene ( ex. Genele pentru histone, angiotensina, receptori adrenergici, ADN mitocondrial)

Ø      Au rol spatiator

Ø      Maresc rata de recombinare a exonilor prin rearanjamente posttrancriptionale ale genei (matisare alternativa)