Influenta mediului asupra ereditatii - ( mutatii, clasificare, factori mutageni)

INFLUENTA MEDIULUI ASUPRA EREDITATII - ( MUTATII, CLASIFICARE, FACTORI MUTAGENI)

Notiunea de mutatie a fost elaborata in anul1901 de catre Hugo de Vries, care este autorul binecunoscutei teorii mutationiste.

Mutatia poate fi definita ca fenomenul prin care se produc modificari in materialul genetic,

( ADN, ARN) modificari ce nu sunt provocate de recombinarea genetica sau de segregare. Ele pot aparea in mod spontan si atunci sunt denumite mutatii naturale, sau pot fi induse experimental, fiind deci vorba de mutatii artificiale.Intre aceste doua tipuri de mutatii nu sunt deosebiri de ordin calitativ.

Mutatiile pot fi definite (E.Mayr-1963) si ca 'modificari discontinue cu efect genetic'. Ele pot afecta diferite unitati ale materialului genetic.

Pe aceasta baza pot fi clasificate in : mutatii genetice cand afecteaza genele, mutatii cromozomiale care afecteaza cromozomii si mutatii genomice in cazul in care intreg genomul este afectat.

Dupa modul de exprimare fenotipica, mutatiile pot fi clasificate in dominante, codominante, semidominante si recesive.

In functie de locul unde sunt plasate, mutatiile pot fi calsificate in mutatii autozomale plasate pe autozomi si mutatii heterozomale plasate pe heterozomi. Acest din urma tip de mutatii manifesta sex-linkage.

O alta categorie o constituie mutatiile letale si semiletale care afecteaza gene de importanta majora in organism, prin a caror blocare se realizeaza moartea individului inainte de maturitatea sexuala.

Mutatiile pot afecta genele de diferite tipuri (structurale, operationale, reglatoare) care iau parte la realizarea reglajului genetic. De asemenea ele pot afecta regiuni mai mici sau mai mari situate de-a lungul genei. Cercetari mai noi au aratat ca cea mai mica unitate mutationala este perechea de nucleotide. Acestea sunt denumite mutatii punctiforme, care sunt evident mutatii intragenice.

Daca prin mutatie, gena normala a tipului salbatic se transforma intr-o alela diferita, atunci este vorba de o mutatie directa (forward mutation), in timp ce prin mutatie de reversie (back-mutation) aceasta gena se retransforma in tipul initial.

Daca mutatiile afecteaza celulele liniei germinale, atunci ele pot fi transmise ereditar prin gameti la noua generatie. Ca urmare, indivizii descendenti vor fii afectati de mutatia respectiva atat in ce priveste celulele germinale, cat si cele somatice. In cazul insa a organismelor multicelulare, in care mutatiile se produc in celule din care nu rezulta gameti, ci numai anumite tesuturi si la organul respectiv.  

Mutatiile constituie o sursa inepuizabila de variatii ereditare pentru selectie( naturala si artificiala) si evolutia speciilor.

Mutatiile se produc sub actiunea unor factori numiti agenti mutageni. Ei pot fi fizici, chimici, biologici, naturali si artificiali.

Agentii mutageni fizici sunt reprezentati de diferite radiatii ( ionizante, neionizante, cosmice), variatii bruste de temperatura. Ei determina modificari in structura bazelor azotate, blocarea replicarii si transcriptiei ADN, sterilitate, moarte.

Agentii mutageni chimici sunt reprezentati de derivati ai bazelor azotate , acidul nitros ( HNO2), unii coloranti,unele medicamente, etc.

Agentii mutageni biologici sunt reprezentati de virusuri si unele microorganisme parazite

     GENETICA UMANA

Cariotipul uman normal si patologic

Primele observatii de genetica umana dateaza din antichitate cand s-a constatat ca unele insusiri precum forta, robustetea si inteligenta umana se mostenesc.

Organismul uman are 23 perechi de cromozomi : 22 autozomi si doi cromosomi sexuali (la femei 22+XX, la barbate 22 + XY). Fiecare celula din organism poseda deci 46 cromozomi ( cariotipul normal) cu exceptia celulelor sexuale (ovul/spermatozoid) care au jumatate din setul cromosomial (ovulul: 22 +X, spermatozoidul: 22+X sau 22+Y). La unirea dintre spermatozoid si ovul va rezulta o celula cu un set complet cromosomial (44+XX sau 44+XY).

Orice modificare numerica la nivelul autozomilor umani are consecinte grave, deoareace acestia au dimensiuni mari si deci va fi afectat un numar mare de gene. Cele mai cunoscute aberatii cromozomale ale autosomilor sunt : monosomiile (lipsa unui cromozom ) care antreneaza moartea timpurie a embrionului, cele mai fercvente fiind trisomiile (prezenta unui cromozom suplimentar) si restructurarile cromozomale de tipul deletiilor si translocatiilor.

Dintre aberatiile autozomale de tipul trisomiilor cea mai mare parte nu sunt compatibile cu supravietuirea embrionului, iar dintre cele viabile cele mai frecvente sunt trisomiile 13, 18 si 21, cea mai frecventa fiind ultima.

Sindromul Down( trisomia 21)

Sindromul Down sau, cum a fost denumit initial, idiotia mongoloida sau mongolismul , a fost descris de catre Lagdon Down in anul 1866.Termenul de “mongolism” a fost ulterior abandonat, din cauza conotatiilor sale rasiale, si inlocuit cu cel de sindrom Down. Cauza aparitiei anomaliilor numerice cromozomale este nondisjunctia cromozomilor perechi in timpul diviziunii celulare.

Incidenta sindromului Down depinde de varsta materna.

Craniul este mic si rotund. Fata este rotunda, urechile sunt mici si rotunde. Hipoacuzia sau surditatea reprezinta simptome comune. Gura, mica este de obicei deschisa. Buzele sunt groase, uscate si fisurate. Gatul este scurt si gros.

Toracele in palnie si cifoza dorso-lombara sunt observate in unele cazuri. Mainile sant scurte si late.

Hipotonia musculara este evidenta mai ales in copilarie. Anomaliile cardiovasculare si cele digestive sunt serioase si frecvente. Exista si unele modificari metabolice.

Dezvoltarea intelectuala este intotdeauna deficitara. Personalitatea este stereotipa, dar majoritatea copiilor au un comportament acceptabil; ei sunt imitativi, afectuosi, le place jocul si muzica.

Anomaliile numerice (aneuploidiile) ale cromozomilor de sex - X si Y - au o mare incidenta: intre 1 la 500 si 1 la 1.000 de nasteri. Cele mai comune aberatii la nou-nascuti sunt: 44+ XXY (Sindromul Klinefelter), 44+ XXX(asa-zisele superfemele sau trisomia x) si

44+ X0 (Sindromul Turner). Majoritatea sindroamelor prezinta anomalii fizice izbitoare.Defectele sunt adesea letale in decursul primilor ani de viata. Bolile ereditare determinate de mutatii genice pot fi dominante ( polidactilia- mai multe degete, sindactilia – unirea a doua sau mai multe degete) sau recesive( albinismul –absenta pigmentilor melanici din piele, par, ochi, anemia falciforma- produsa de mutatia genei care sintetizeaza hemoglobina).

Bolile ereditare heterozomale sunt o consecinta a afectarii genelor sex-lincate. Majoritatea sunt recesive ( daltonismul- incapacitatea de a distinge culorile; hemofilia- lipsa unor factori ai coagularii