genetică - cursuri

Download Genetică - Cursuri

Post on 14-Aug-2015

230 views

Category:

Documents

10 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

1. ISTORICUL, OBIECTUL I IMPACTUL GENETICII Evoluie: genetica empiric, genetica clasic i genetica modern

1.1. ISTORIC 1.1.1. Genetica empiric - Paradigma: genetica tiina cu evoluia cea mai ndelungat cu maturizarea cea mai tardiv, actualmente cu progresul cel mai accelerat, de la care se ateapt cel mai mult, dar careia i se ofer cel mai puin. neolitic - genetica empiric bazat pe un volum foarte mic de informaii o o o selectare empiric - soiuri de plante i rase de animale mai productive documente (frescele din cavourile egiptene, bazoreliefuri din Sumer) specii supuse manipulrii genetice (oaia, capra, cmila, cinele, boul)

antichitate - observaii despre patologia familial (Talmud hemofilia) o o Aristotel - trsturi formate prin experien sau accident particole ce trec din corp n sperm - transmise la urmai

evul mediu - teoria preformrii - gameii conin un om miniatural nceputul sec. XIX - daltonismul - J.Dalton 1882 - neurofibromatoza - boala von Recklinghausen

1.1.2.a. Genetica clasic Paradigma: bazele tiinifice ale geneticii - puse de un clugar cu formaie matematic sec. XIX - cei trei piloni ai tiinelor biologice moderne: o o o 1839 - teoria celular a lui Schleiden i Schwann 1859 - teoria evoluionist a lui Darwin 1865 - teoria ereditii - Johan Gregor Mendel - clugar - Ordinul Augustinian Experimente n hibridarea plantelor 20 ani de experimente - selecie i ncruciare pe mazre (P. sativum) conceptul c ereditatea este datorat unor aa zii factori ereditari - opereaz dup nite reguli constante

1

- predicie - propagarea prin generaii a caracterelor erediare legile lui Mendel - ignorate 35 de ani - redescoperite n 1900 (H. De Vries, C. Correns i E. von Tschermak - independent unul de altul Paradigma geneticii clasice: o gen = un caracter o o genetica clsasic = genetic formal - genetic a transmiterii genetic pre-ADN - reguli clare fr apel la natura materialului genetic

volumul de observaii tiinifice -foarte mare o o investigaiile pe specii cu o perioad de via scurt aceste achiziii au permis saltul la etapa ulterioar

1.1.2.b. Genetica clasic alte descoperiri o o o o o o 1879 - Fleming - descoper nite corpusculi asociai cu mitoza 1888 - Strasburger - descoper aceiai corpusculi asociai cu meioza 1888 - Waldayer - propune pentru ei termenul de cromosomi 1901 - De Vries - propune termenul de mutaie = modificarea factorilor ereditari 1902 - W.C. Farabee - descrie brahidactilia autosomal-dominant la om 1906 - W. Bateson - propune termenul de genetic - o nou tiin biologic o o obiect - studiul ereditii i variabilitii organismelor vii

1908 - genetica populaiilor - Hardy (matematician), Weinberg (medic) 1909 - W. Johansen - nlocuirea termenului factor ereditar cu cel de gen introduce termenii de genotip i fenotip

o

1909 - A. Garrod 4 boli metabolice transmise autosomal-recesiv albinismul, alkaptonuria, cistinuria i pentozuria Garrod - variabilitate biochimic normal - codificat genetic

o o o o o o o o o o

1910 - T. Morgan - studii pe musculia de oet (Drosophila melanogaster) 1912 - Morgan i Cattel - descoperirea procesului de crossing-over 1912 - Morgan i Lynch - descoperirea linkajului genetic 1915 - Morgan, Sturtevant, Mller, Bridges - teoria cromosomial a ereditii 1927 - Mller - descoper primul agent mutagen - radiatiile X 1927 - Wright - descrie driftul genetic 1928 - Heitz - descrie heterocromatina i eucromatina 1928 - Griffith - descoper transformarea genetic la pneumococi 1933 - Haldane i ali savani - introduc analiza genetic prin pedigree 1940 - Ford - descrie polimorfismul genetic

2

1.1.3.a. Genetica modern paradigma geneticii moderne - o gen = o protein 1920-1940: observaii critice - conexiunea biochimie genetic interes crescut al geneticienilor pentru subiecte de cercetare cum ar fi: o o o o natura biochimic a genei modul de stocare a informaiei n molecule transmiterea informaiei de la o generaie la alta prin molecule modificrile informaiei moleculare la organismele mutante

evoluie lent i fluctuant o 1869 - un tip particular de molecule - acizii nucleici o o ignorat, iar apoi respins - nu se cunotea structura acestei molecule

principiile lui Mendel gena ca o structur material discret concluzia - suportul materialului genetic ar putea fi proteinele

1941 - Beadle i Tatum o o o mutaiile au ca i consecin modificarea enzimelor genele controleaz reaciile biochimice = genele codific proteine modificarea paradigmei geneticii clasice - o gen - o protein, care a devenit paradigma geneticii moderne

1.1.3.b. Genetica modern 1944 - Avery, McLeod i McCarty - suportul ereditii este molecula de ADN 1944 - E.Schrodinger - a definit gena n termeni moleculari 1952 - Hershey i Chase la viruii suportul material al ereditii este ADN 1946 - Lederberg i Tatum - recombinarea genetica la bacterii 1947- Dellbruck, Bailey i Hershey - recombinarea genetic la virui 1952 - J.D. Watson i F. Crick - studii de difracie cu raze X o o descoperirea structurii ADN - conceptul de structur n dublu-helix articol de pagini - A structure for deoxyribonucleic acid

(Nature 1953, 171: 737) 1952 - Barbara McKlintock - conceptul de loci mutabili sau transpozoni 1958 - Meselson i Stahl - replicarea ADN este semiconservativ 1961 - Nirenberg, Mathaei i Ochoa - codului genetic n triplete de baze 1961- Jocob i Monod - conceptul de operon -reglarea genetica la procariote 1969 -Linn i Arber, respectiv Meselson i Yuan - enzimele de restricie 1970 - H.Temin i D.Baltimore - revers-transcriptaza 1974 - Kornberg, Olins i Olins - structura molecular a cromatinei

3

1977 - Sanger; Maxam i Gilbert - secvenarea ADN 1977, 1978 - Sharp; Gilbert i Tonegawa - structura discontinu a genei 1979 - Khorana - sinteza in vitro a genei 1979 - Kan - utilizarea n scop diagnostic, a tehnologiei ADN recombinant 1980 - Anderson i col. - secvenarea genomului mitocondrial Paradigma genetcii: o gen = un polipeptid, o gen = un produs specific cartarea genomului nuclear uman - clonarea unor organisme de mamifere 1988 - Human Genome Organisation - Human Genome Project

1.2.1. OBIECTUL GENETICII genetica = studiul ereditii i variabilitii organismelor vii o o ereditatea = similaritate biologic ntre ascendeni i descendeni variabilitatea = diferenteele biologice ce apar ntre ascendeni i descendeni

Alte modaliti de a defini obiectul geneticii sunt: genetica - studiaz structurile, mecanismele i legile ereditii i variabilitii o o ereditatea conservatorism - meninerea prin generaii a caracterelor de clas, ordin, gen, specie i varietate variabilitatea = modificri discrete = variante alternative ale unui caracter

genotip = structur discret din patrimonial ereditar o configuraia de gene alele care codific o anumit trstur

fenotip = caracterul asociat unui genotip cu extensii diferite o molecular, cellular (tisular), morfologic, fiziologic sau psiho-comportamental

genetica - conexiuni cu tiinele medicale, agricole, veterinare, tehnologice o o genetica uman = domeniul de aplicare al geneticii la om genetica medical = ereditatea i variabilitatea - corelate cu sntatea i boala

1.2.2. GENETICA MEDICAL

genetica medical = disciplin de sintez ntre genetica uman i patologia uman o o o o diagnosticul, profilaxia i tratamentul bolilor cu component genetic "Tot din medicin ce este genetic i tot din genetic ce este medical" (McKusick) concepte i cunotine din domeniul fundamental i din cel clinic conexiuni cu disciplinele fundamentale genetica molecular = biochimie - biologie celular - genetic

4

o

citogenetica = citologie - genetic imunogenetica = imunologie - genetic farmacogenetica = farmacologie - genetic

conexiuni cu tiinelele clinice pediatria, neurologia, dermatologia, oncologia, imunogenetica clinic 1.3. IMPACTUL GENETICII

in tiinele biologice (agronomie i zootehnie) in tiinele medicale ingineria genetic - impact asupra tehnologiei i industriei

o conexiunea geneticii cu biotehnologiao firme - obiect - producerea unor bunuri prin metode biotehnologice n medicina legal, justiie i criminalistic conceptual si practic

1.3.1.a. Impactul geneticii n medicin criterii de clasificare a bolilor din punct de vedere genetic:

tipul de genom afectat (nuclear sau mitocondrial) nivelul de organizare al materialului genetic (cromosomi sau gene) liniile celulare afectate (germinale sau somatice) poziia specific a modificrii i impactul etiologic

clasificarea bolilor din punct de vedere genetic:

a) sindroamele cromosomiale - modificri la nivelul unuia sau mai multor cromosomi nucleari, n toatecelulele sau numai n unele linii celulare b) c) bolile ereditare - modificarea are un impact semnificativ, la nivelul unei gene nucleare din toate celulele, dar este exprimat numai n unele celule bolile condiionat genetice - modicri n diverse gene nucleare, fiecare cu un impact nesemnificativ, mpreun au efect aditiv ce creaz predispoziie la o boal, ce devine manifest n prezena unor factori de mediu d) e) cancerele - modificri motenite (n toate celulele) i dobndite (n unele linii celulare) din genomul nuclear, alturi de factorii de mediu, fiind decisive ca i etiologie bolile mitocondriale - cauzate de modificarea genomului citoplasmatic

1.3.1.b. Impactul geneticii n medicin

5

diagnosticul genetic: o prenatal sau postnatal

o presimptomatic (predictiv)o postmortem. diagnosticul genetic o individual

o familial - depistarea heterozigoilor o colectiviti - diagnostic epidemiologico o asocierea dintre donatorii i receptorii de esuturi i organe medico-legal

patologia ereditar - permite nelegerea o o o o o o nelegerea funciei genelor nelegerea bazelor biochimice ale bolilor nelegerea mecanismelor biochimice normale edificarea unei strategii terapeutice elaborare