Mutatiile genice - mutatiile cromosomice - mutatiile genomice

Mutatiile genice

Mutatiile genice constau intr-o modificare survenita in secventa normala a nucleotidelor genei. Ele nu se pot evidentia prin tehnici citogenetice (cariotip) pt. ca nu afecteaza morfologia crs.

Cele mai frecvente sunt mutatiile recesive.

Factorii din mediul exogen sau endogen care pot altera structura sau calitatea materialului genetic sunt numerosi si sunt factori fizici (radiatiile), chimici (medicamentele), biologici (virusurile, varsta inaintata a parintilor

). Aceste mutatii aparute datorita factorilor din mediu poarta numele de mutatii induse.

Cand mutatia apare fara o cauza precizata se numeste mutatie spontana.

Mutatiile cromosomice

Se mai utilizeaza termenul de anomalii cromosomice structurale. Ele constau in modificari ale formei cromosomilor insotite de variatii cantitative in plus sau in minus ale materialului genetic, sau de modificarea ordinii genelor in crs.

Unele se pot observa la microscop cand se studiaza cariotipul, altele se observa doar cand se face marcajul in benzi. Aceste anomalii sunt consecinte ale rupturilor produse la nivelul crs. sau la nivelul cromatidei. Poate fi un accident spontan sau se poate datora actiunii factorilor fizici, chimici si biologici. In 90% din cazuri, dupa aceste rupturi are loc reasezarea fragmentelor rupte, fie in aceeasi ordine in care au fost, fie in alta ordine, antrenand modificari fenotipice.

Dupa rearanjarea fragmentelor se poate constata modificarea pozitiei unor gene, dar cu pastrarea numarului acestora, anomaliile numindu-se echilibrate. De obicei acestea nu se insotesc de modificari fenotipice. Ex inversia si translocatia.

Multiplicarea unei celule somatice in care s-a produs o anomalie cromosomiala poate avea ca rezultat constituirea unei linii celulare cu cariotip diferit de cel normal, situatie care se numeste mozaic.

Deletia si duplicatia

Deletia consta in pierderea unui fragment de crs. Daca ruptura se produce intr-un singur punct, se poate detasa un segment terminal, situatia se numeste deletie terminala.

Daca ruptura se produce in doua puncte, segmentul cuprins intre cele doua puncte se elimina, deletia fiind interstitiala.

Uneori se poate intampla sa se rupa ambele capete ale crs., extremitatile se pierd, iar terminatiile segmentului ramas se unesc intre ele si formeaza un crs. inelar. Pierderea materialului genetic determina o conuratie particulara, in care unele gene - respectiv cele de pe crs. omolog neafectat se gasesc intr-un singur exemplar. Situatia se numeste monosomie partiala.

Deletiile cromosomilor umani constituie cauza unor sindroame malformative bine cunoscute 4p-, 5p-, 18p-, 18q-.

Duplicatia se exprima printr-un exces de material genetic intr-un crs prin dublarea unui nr. de gene. Acestea se pot afla intr-o pozitie similara cu genele de pe crs. omolog sau intr-o pozitie modificata.

Inversia si translocatia

Inversia are loc prin producerea a doua rupturi in crs. cu rotarea la 180^o a fragmentului si realipirea. Inversia modifca ordinea genelor in crs., insa cantitatea totala a materialului genetic ramane neschimbata. Este deci o anomalie echilibrata, fara raspuns fenotipic, dar poate fi afectata meioza cu riscul de aparitie a unor gameti anormali.

Translocatia - transferul unor fragmente de crs.

Acest transfer poate fi unidirectional, adica de la un crs. la altul, sau poate fi reciproc prin schimbul de material genetic intre 2 crs. care au suferit rupturi. Este o anomalie echilibrata, dar ca si inversia, poate da nastere unor gameti anormali.

Mutatiile genomice - aneuploidia

Aneuploidia este un supliment de crs. sau absenta unor crs. Cel mai adesea este implicata o singura pereche de crs mai rar doua. Prezenta unui crs. supranumerar, identic cu cel din perechea de omologi se numeste trisomie (se noteaza 2n+1).

Daca o pereche de crs. omologi este lipsita de un crs., anomalia se numeste monosomie (se noteaza 2n-l -45 crs).

Aneuploidiile au efecte fenotipice multiple, grave, nefavorabile.

Trisomiile de la perechile de crs. 8, 13, 18, 21 si 22 provoaca sindroame in care viabilitatea indivizilor nu este compromisa, dar durata de viata este

variabila. Celelalte trisomii compromit viabilitatea fatului, aparand avorturi spontane. Daca este vorba de crs. sexuali, consecintele sunt diferite la barbati sau la femei.

Mutatiile genomice - poliploidia

Poliploidia inseamna prezenta in plus a unuia sau mai multor seturi haploide fata de nr. normal diploid (2n+n=triploidia, 2n+2n=tetraploidia).

Conuratiile poliploide sunt f. rare la om. De obicei produsii de conceptie cu poliploidie nu sunt viabili si sunt avortati.

Mecanismul cu o anume tulburare in diviziunea meiotica produce un gamet diploid. Fecundarea intre acest gamet diploid si un gamet normal (haploid), da nastere unui zigot triploid si care va fi avortat.

Variatii ale numarului sau structurii crs. pot aparea uneori si ca rezultat al unor evenimente genetice survenite dupa nastere. Acestea se intampla prin actiunea unor agenti mutageni diversi sau in unele cancere si boli ale sangelui.

Cauzele producerii anomaliilor cromosomice

Sunt cunoscuti cu certitudine cativa factori si anume radiatiile ionizante care produc rupturi crs. si de asemenea nondisjunctii crs.

Varsta mamei este legata de riscul aparitiei trisomiilor. Acest risc este de 1 la 200 de nasteri sub varsta de 30 de ani si 1 la 100 de nasteri peste 40 de ani. Copin cu trisomie 21 de ex. se nasc cu o frecventa de 1 la 1500 pana in 25 de ani si de 1 la 85 la mamele peste 40 de ani.

Riscul de aparitie a trisomiilor se amplifica in situatia in care mama a mai avut un copil cu trisomie sau un avort cu fat cu trisomie.

Consecintele anomaliilor cromosomice

Modificarea cantitativa a materialului genetic in aceste tipuri de anomalii nu implica si calitatea informatiei genetice, care se pastreaza nealterata.

Intensitatea si natura efectelor fenotipice se exprima in functie de cativa factori

- tipul anomaliei, dimensiunea dezechilibrului genetic

Acestea conditioneaza sansele de supravietuire a produsului de conceptie. Sansele sunt mai mari pt. trisomiile crs. mici, decat pt. trisomiile crs. mari si decat monosomiile autosomale.

- continutul genetic si activitatea genetica a crs. implicat

Intre indivizii care poarta conuratii crs. diferite, exista si deosebiri fenotipice, ceea ce inseamna ca tulburarile depind de continutul informational al crs. Aceasta relatie este valabila si invers, in sensul ca daca ne aflam in fata unui caz, dupa aspectul clinic si dupa simptome, ar trebui sa ne dam seama despre care crs. este vorba.

Se pare ca efectele majore se produc in special prin implicarea crs. cu un continut mai mare de gene active.

- tipul celulei afectate (gametica sau somatica)

Dezechilibrul genetic al gametului se va regasi in zigot, care preia anomalia in momentul fecundarii. Consecinta majora este aparitia unui individ anormal, cu malformatii genetice.

Cand celula afectata este cea somatica, ea constituie punctul de plecare in formarea unor linii celulare anormale, ceea ce poate duce la aparitia unor neoplasme sau la imbolnavirea unui organ.

In concluzie, afectarea celulei gametice este mult mai grava decat afectarea celulei somatice, daca privim in perspectiva generatiilor.

Daca privim la nivel individual, afectarea celulei somatice este cel putin tot atat de grava, pt. ca pune in pericol viata individului si in final functia de reproducere a acestuia.