1

Question 1

Anomalii cromozomiale neechilibrate

Answer 1

Sindroame plurimalformative

• anomalii de dezvoltare multisistemice (sindrom congenital plurimalformativ);
• retard somatic pre- şi postnatal;
• retard mental;
• dismorfism cranio-facial; una din trasăturile cele mai frecvente în bolile cromosomiale este inserţia joasă a urechilor;
• disfuncţii gonadale asociate cu dereglări ale reproducerii

Question 2

Anomaliile cromosomiale echilibrate

Answer 2

Nu determină modificări fenotipice, dar pot fi cauza sterilităţii sau a infertilităţii

Question 3

• heterogenitate alelică (intralocus)

Answer 3

Fenotipuri diferite produse de mutaţiile aceleiaşi gene (de exemplu, distrofiile musculare progresive Duchenne şi Becker)

Divergent

Question 4

• heterogenitate genică (de locus, non-alelică)

Answer 4

Fenotipuri similare, ce se încadrează în aceeaşi entitate nosologică, sunt produse de mutaţiile unor gene situate în loci diferiţi, dispersaţi în genom (de exemplu, sindromul Ehlers-Danlos, boala Charcot-Marie-Tooth, retinita pigmentară)

Convergent

Question 5

Bolile multifactoriale

Answer 5

Bolile comune ale adultului, anomaliile congenitale izolate şi diferitele forme de cancer

Question 6

Bolile prin mutaţii somatice

Answer 6

Cancerele (care de fapt sunt boli multifactoriale), bolile autoimune şi senescenţa

Question 7

Bolile mitocondriale

Answer 7

Cauzate fie numai de mutaţii ale genelor mitocondriale sau/şi de mutaţii ale genelor nucleare ce codifică sinteza unor proteine membranare cu rol în geneza mitocondriilor

deficit energetic

Question 8

Eucromatina

Answer 8

Dispersată, slab colorată, are o concentraţie genică mare, este activă transcripţional, se replică precoce în faza S, are un conţinut mare de CG şi proteine non-histonice cu o predominanță a ADN nerepetitiv.

Question 9

Heterocromatina

Answer 9

Puternic condensată, intens colorată, are o concentraţie genică mică, este inactivă transcripţional, se replică tardiv în faza S, are un conţinut mare de AT şi proteine histonice în care predomină ADN repetitiv şi înalt repetitiv.

Question 10

50% din ADN-ul necodant

Answer 10

secvențe repetitive de tipul LINEs (localizate în regiunile heterocromatinice, bogate în AT), SINEs , Alu, SVA, MER, LTR (long terminal repeats) reprezentată de retrotransposoni, transposoni ADN fosili

Question 11

Markeri genetici individuali care pot determina amprenta genetică (profilul ADN) a unui individ

Answer 11

Minisateliţii şi STR, Datorită polimorfismului foarte înalt

Question 12

HapMap

Answer 12

Realizarea unei hărţi haplotipice a genomului uman, care să descrie modelele comune ale distribuţiei variantelor structurale ce interesează un singur nucleotid (single nucleotid polymorphism – SNP), cu scopul facilitării cercetărilor care urmăresc identificarea variantelor structurale ce afectează sănătatea, boala şi răspunsul organismelor la medicamente şi factori de mediu.

Question 13

GWAS-genome-wide association studies

Answer 13

Studiaza asocierea -la nivelul întregului genom- între diferite variante structurale şi genele de susceptibilitate la boli comune (haplotipuri), a oferit o nouă perspectivă în genetica medicală.

Question 14

Polimorfisme

Answer 14

Variaţiile individuale de secvenţă şi structură a genomului fără modificări în fenotip şi care se reîntâlnesc la >1% din populaţie

Question 15

Variaţiile structurale ale genomului

Answer 15

• SNP (single nucleotide polymorphism) sau polimorfismele unui singur nucleotid cu ~ 18 milioane de SNPs;
• VNTR (variable number of tandem repeats) sau SSR, repetiţii de secvenţe scurte, includ minisateliţii şi microsateliţii;
• indels sau polimorfismele de tip inserţie-deleţie - polimorfism bialelic a unor secvenţe scurte (uneori un singur nucleotid);
• CNV (copy number repeats) sunt variante ale numărului de copii, definesc segmente de ADN mai mari de 1 kb prezente într-un număr variabil de copii comparativ cu genomul de referinţă, iar când CNV se întâlnesc la mai mult de 1% din populaţie poartă denumirea de CNP (copy number polymorphism);
• polimorfismul inversiilor şi translocaţiilor, implică de obicei segmente mari, care pot avea o orientare diferită de la un individ la altul;
• RNAPmi sau polimorfismele microARN şi ARNc (regiuni reglatoare ADN).

Question 16

Heteroplasmia

Answer 16

Termen utilizat pentru definirea amestecului de molecule ADNmt mutante şi normale; acest ADNmt va fi apoi distribuit la întâmplare în celulele fiice (segregare replicativă).

Question 17

Clasificare gene

Answer 17

1.Gene de clasă I sau ribosomale,

• transcrise de ARN polimeraza I
• codifică precursorul 45s al moleculelor de ARNr28s, 18s şi 5,8

2. Gene de clasă II, ce codifică proteine
   * ce sunt transcrise de ARN polimeraza II
3. Gene de clasă III, ce codifică ARNt şi alte molecule mici de ARN
   * ce sunt transcrise de ARN polimeraza III

Question 18

Heterozigot compus

Answer 18

Cele două alele de pe cei doi cromosomi omologi prezintă mutaţii diferite

Question 19

A haplotype

Answer 19

Is a group of alleles in an organism that are inherited together from a single parent

or

a collection of specific alleles in a cluster of tightly linked genes on a chromosome that are likely to be inherited together

or

a set of linked single-nucleotide polymorphism (SNP) alleles that tend to always occur together

Question 20

Dezechilibrul de înlănţuire

Answer 20

Când frecvenţa populaţională a unui haplotip oarecare, realizat între o anumită alelă (mutantă) şi o altă alelă marker (localizată pe un alt locus) este mai mare decât frecvenţa calculată teoretic pentru acel haplotip (produsul frecvenţelor celor două gene) avem de a face cu un dezechilibru de înlănţuire sau cu o asociere alelică realizată în mod preferenţial între cele două gene de pe acelaşi cromosom. In funcţie de distanţa dintre cele două locusuri, de un posibil strămoş comun şi de vechimea mutaţiei, acest dezechilibru este o caracteristică a unui anumit grup populaţional care prezintă în comun un fond particular de gene

Question 21

Asocierea genică

Answer 21

Se realizează între un anumit fenotip modificat ce conduce la acea afecţiune şi o alelă marker, aşa cum sunt alelele HLA (antigenelor leucocitare umane). Prezenţa acelei alele şi nu a alteia la un anumit pacient conduce la un risc crescut de a se dezvolta o anumită patologie

Question 22

Importanţa medicală a fenomenelor de linkage

Answer 22

Diagnosticul presimptomatic şi studiul transmiterii intrafamiliale a unor alele modificate este posibil datorită urmăririi transmiterii alelei mutante împreună cu cea marker, identificarea prezenţei celei din urmă conducând la un risc mărit a dezvoltării bolii. Fenomenele de linkage au fost folosite pentru studiile de cartografiere a genomului iar crossing-overul inegal ce poate conduce la deleţii sau duplicaţii este folosit la descifrarea mecanismelor ce conduc la mutaţiile genice şi cromosomiale, precum şi la înţelegerea superfamiliilor de gene înrudite, apărute prin duplicarea unor gene.

Question 23

Structura genei - concepţia modernă

Answer 23

Genele sunt alcătuite dintr-o secvenţă centrală şi două regiuni laterale, care au rol în reglarea exprimării genice.

Question 24

Structura genei – partea centrală

Answer 24

Această regiune este transcrisă în totalitate în ARN mesager precursor, spre deosebire de regiunile laterale care nu sunt transcrise. Secvenţa centrală prezintă la început secvenţa de iniţiere a transcrierii, după care este localizată secvenţa 5’-UTR (untranslated), necodantă, care este transcrisă dar nu şi tradusă, alcătuită din câteva sute de nucleotide. Această secvenţă 5’-UTR prezintă o secvenţă consens (5’-CCAGCCATG-3’), prezentă la toate genele, cu rol în reglarea tranducerii şi care conţine codonul iniţiator ATG. După această secvenţă urmează cadrul de lectură al genei, format dintr-o alternanţă de exoni şi introni.La nivelul structurii genei, după ultimul exon se găseşte secvenţa 3’-UTR, care la fel cu secvenţa 5’-UTR este necodantă, transcrisă, dar netradusă. Această secvenţă începe cu unul din cei trei codoni STOP (TGA, TAG, TAA) şi prezintă la capătul 3’ o secvenţă de şase nucleotide (AATAAA), care este situsul de oprire al transcrierii. La 20-30 de nucleotide distanţă de acesta se află situsul de poliadenilare, locul unde la nivelul ARN mesager sunt adăugate aproximativ 200 de nucleotide de adenozină care intervin în stabilitatea ARN mesager şi în transportul acestuia din nucleu în citoplasmă.

Question 25

Structura genei - secvenţele laterale

Answer 25

Acestea sunt secvenţele reglatoare ale genei, care nu sunt transcrise, dar iniţiază şi reglează nivelul transcrierii. Cele două regiuni sunt secvenţele 5’ promotor şi 3’ laterală.

Question 26

Gene comune

Answer 26

Genele comune sunt un grup de gene puţin numeroase, indispensabile supravieţuirii şi funcţionării organismului. Sunt prezente şi exprimate în toate celulele, în orice moment, indiferent de ţesut, de aceea semai numesc şi gene ubiquitare sau domestice (house-keeping).

Aceste gene reprezintă 1/5 din totalitatea genelor şi au un nivel scăzut, dar continuu al transcrierii, fiind alcătuite din eucromatină şi localizate în zone bogate în GC.

Question 27

Genele specifice

Answer 27

Genele specifice reprezintă majoritatea genelor (4/5) şi sunt exprimate doar în anumite celule, din anumite ţesuturi, contribuind astfel la procesul de diferenţiere şi specializare celulară. De asemenea, aceste gene nu sunt exprimate tot timpul, ci doar în anumite perioade ale ciclului celular, ale dezvoltării organismului şi ale diferenţierii celulare

Question 28

Gene duplicate în cursul evoluţiei

Answer 28

• copii cvasi-identice ce pot fi folosite aleatoriu în transcriere
• genele a1 şi a2 pentru alfa-globină;
• copii cu mici modificări care nu le modifică funcţia, dar cu expresie diferită
• în diferite perioade de ontogeneză
  
  • genele pentru lanturile de e, g, d şi b - globină,
• în ţesuturi/organe diferite
  
  • genele pentru amilaza salivară sau pancreatică,
• în compartimente celulare diferite

genele pentru isozimele citoplasmatice şi mitocondriale

• copie defectivă nefuncţională, fie de tipul unei pseudogene (psi-y) dacă cuprinde întreaga genă, fie de tipul unei gene trunchiate sau fragmente de genă.

Question 30

. Familii şi superfamilii de gene

Answer 30

În genomul uman există numeroase gene funcţionale ce prezintă similitudine mai mare sau mai mică a secvenţei. Genele cu secvenţă asemănătoare formează familii de gene. În funcţie de gradul de omologie (înrudire) a secvenţelor, familiile de gene se împart în următoarele categorii:

1. Familia “clasică” de gene include gene cu structură cvasi-identică (familia genelor pentru histone şi cea a genelor ARNr) sau foarte asemănătoare (familia α sau β globinei), foarte probabil de origine comună, ce au rezultat prin duplicaţia succesivă a unei gene ancestrale; copiile genice sintetizează proteine cu funcţie şi structură asemănătoare, sau pot fi pseudogene nefuncţionale.

Genele dintr-o familie pot fi dispersate în genom (de exemplu, familia genelor pentru colagen) sau grupate formând aşa-numitele clustere, fie pe acelaşi cromosom (de exemplu, familia genelor globinei), fie pe mai mulţi cromosomi (de exemplu, familia genelor pentru histone).

1. Familii de gene ce codifică produse cu domenii mari identice (“conservate”) includ gene care codifică factori de transcriere (de exemplu, familia HOX).
2. Familii de gene ce codifică proteine cu un motiv scurt de aminoacizi identici care va determina o funcţie asemănătoare (de exemplu, familia ankirinei).

Superfamiliile de gene apar prin hiperduplicaţia unei gene ancestrale şi prezintă structuri şi funcţii diferite, pastrând însă un “motiv” structural identic şi funcţii corelate. Un exemplu foarte cunoscut îl reprezintă superfamilia genelor sistemului imun care include: genele pentru imunoglobuline, pentru receptorii limfocitelor T, ale complexului major de histocompatibilitate (HLA), sau gene implicate în recunoaşterea celulară în sistemul nervos

Question 31

Transposoni

Answer 31

a. Tn de clasa I - Retrotransposonii alcătuiesc marea majoritate a elementelor transpozabile cunoscute la om, fie de origine virală, (retrotransposonii - familia LINE-1 şi retrovirusurile endogene - familia HERV/RTLV), având gena pentru transcriptază inversă ce permite transpoziţia independentă, fie de origine non-virală, fără transcriptază inversă (retropseudogenele - familia Alu); transcriptul primar ARN este transformat sub acţiunea transcriptazei inverse în ADN complementar care este reinserat înapoi într-un alt situs.

b. Tn de clasa II se întâlnesc rar la om şi au capacitatea de a se deplasa în genom cu ajutorul transpoazei, care secţionează catenele ADN la locul ţintei şi sudează capetele cu ajutorul rezolvazei.

La mamifere şi om, elementele transpozabile sunt de 4 tipuri, primele 3 făcând parte din clasa I şi ultimul din clasa II.

• secvenţele LINEs (long interspersed elements, familiile L1, L2 şi L3)
• 21% din genomul uman,
• >800.000 copii ADN de până la 6 kb ce codifică o reverstranscriptază (cu excepţia L2 şi L3)
• secvenţele SINEs (short interspersed elements, familia Alu),
• 13% din genomul uman,
• copii de ADN de aproximativ 300 pb, ce conţin un situs de restricţie pentru enzima AluI;
• secvenţele LTR (long terminal repeats) asemănătoare retrovirusurilor;
• transposoni ADN „fosili” asemănători celor bacterieni, ce nu mai sunt activi.

Transposonii stau la oiginea unor fenomene diferite:

• pot modifica structura şi funcţia unei gene; hemofilie A produs prin inserţia unei secvenţe LINE-1 într-un exon al genei; neurofibromatoză produsă prin inserţia unei secvenţe Alu în genă;
• transferul unor exoni sau chiar copii de gene lângă promotor, ceea ce le va activa;
• introducerea unor puncte fragile în cromosomi la locul de inserţie.