RELATII INTERALELICE Genetica clasica Ereditatea mendeliana descrie modelele

RELATII INTERALELICE

Genetica clasica • Ereditatea mendeliana descrie modelele de ereditate care se supun celor doua legi – Legea segregării – Legea ajustarii independente • Ereditatea mendeliană simpla implica – O singura genă cu două alele diferite – O relație interalelică de dominanță/recesivitate completă

• Alelele predominante în populație - sălbatice – Acestea determină sinteza de proteine care • Funcționează normal • Sunt sintetizate în cantitățilee corespunzătoare • Alelele alterate – alele mutante – Tind sa fie mai putin comune in populațiile naturale • Frecvent determină reducerea cantitații de proteină sintetizată sau a funcției acesteia • Sunt frecvent recesive • O variantă a unei gene nu este considerată alela acesteia dacă nu reprezintă cel puțin 1% din populație • Variantele rare (<1%) polimorfism mai degrabă decât variante alelice

• Caracterele studiate de Mendel alela salbatică (dominantă) Alela mutantă (recesivă) n flori roșii Flori albe Flori axiale Flori terminale Bob galben Bob verde Bob neted Bob zbârcit Păstai netede Păstai cu constricții Păstăi verzi Păstăi galbene Plante înalte Plante pitice Drosophila alela salbatică (dominantă) Alela mutantă (recesivă) Ochi roșii Ochi albi Aripi normale Aripi vestigiale

• Maladii genetice umane determinate de alele recesive – Alelele mutante nu produc proteine funcționale normal

Relatii interalelice • • • Dominanta incompletă Codominanța Supradominanța Letalitatea Penetranța – O măsură a modului în care se produce variația în expresia unei alele – Penetranța incompletă descrie efectul detrimental pe care o alelă l-ar putea avea într-un organism care o posedă

Alte modele de ereditate mendeliană • Sex-linkată – Pe cromozomi sexuali – Gene pseudoautozomale – de pe regiunile omoloage ale heterozomilor • Sex-influențată – O alelă care este exprimată diferit la cele două sexe. De exemplu este dominantă la un sex și recesivă la altul. • Sex-limitată – Este exprimată la unul dintre sexe

Dominanța/recesivitatea completă • Alelele recesive nu se manifestă fenotipic • Două explicații posibile – 50% din proteina normală este suficientă pentru a indeplini funcția celulară – Gena normală este reglată pentru a compensa absența de funcționare a alelei mutante • Heterozigotul poate în acest caz să producă mai mult de 50% din proteina funcțională

Dominanță/recesivitate completă

Alele letale • Genele esențiale – absolut necesare pentru supraviețuire – Absența produsului lor proteic determină un fenotip letal • aproximativ 1/3 din toate genele sunt esențiale pentru supraviețuire • Gene neesențiale - nu sunt absolut necesare pt. Supraviețuirea organismului • Alelele letale - au potențialul de a cauza moartea organismului purtător – Sunt în mod obișnuit rezultatul mutațiilor genelor esențiale – În general recesive; pot fi si dominante

Alele letale • Numeroase alele letale impiedică diviziunea celulară • Unele isi manifestă efectul letal mai tarziu în cursul vieții – Maladia Huntington • Degenerare progresivă a sistemului nervos- demență și moarte • Se instalează între 30 și 50 de ani • Alele letale condiționate – manifesta caracterul letal numai în anumite condiții – Genele letale termo-senzitive (ts) • O larvă de Drosophila poate muri la 30 o C, dar supraviețuiește la 22 o C

• Alele semiletale – Nu cauzează moarte la toți indivizii – Efectul detrimental al acestora poate fi prevenit de factori de mediu sau de prezența altor gene • O genă letală poate produce raporturi de segregare evident derivate din cele mendeliene • Ex. Alela taratoare la pui – Picioare scurte – se tarasc – De asemenea au aripi scurte – Puii cu acest fenotip sunt heterozigoți

tarator X Normal 1 tarator : 1 normal Tarator – alela dominanta tarator X tarator 1 normal : 2 tarator Tarator – letal in stare homozigota

Dominanță incompletă • Heterozigotul manifestă un fenotip intermediar • Se mai numește dominanță intermediara sau efect de doză • Ex: – Culoarea florii la Mirabilis • CR = rosu - salbatic • CW = alb

Dominanta incompleta

Dominanta incompleta • Natura dominantei poate depinde de nivelul de examinare

Efectul de doza – o forma a dominantei intermediare • Culoarea ochilor la Drosophila – – X-linkata – W – rosu (gena salbatica) – w - alb – we - eozin • Alela we se exprima diferit la cele două sexe – Femela homozigotă eozin – Masculi deschis

♀ si ♂ eozin

Dozarea genelor • Ipoteza lui Morgan & Bridges – diferența de intensitate este datorata numărului de cromozomi X – Femelele au doua copii ale genei • Ochii vor conține o cantitate mai mare de pigment – Masculii au o singura copie • Nuanta mai deschisa • Exemplu de efect de doză

Alele multiple • Mai mult de două alele ale unei gene • Ex: – Grupele sanguine - ABO – Culoarea blanii la numeroase specii – Culoarea ochilor la Drosophila

Alele multiple • ABO • Gupa de sânge ABO este rezultatul unor antigene de la suprafata hematiilor – Antigenul A, controlat de alela IA – Antigenul B - alela IB – Antigen O - alela i N-acetylgalactosamine

Codominanța • Alele IA și IB sunt codominante • Codifica enzime funcționale care sunt exprimate simultan la indivizii heterozigoți • alela i este recesivă față de IA si IB

Alele multiple • Culoarea blanii la iepuri – C (uniforma) • cch (patata partial de pigmentatie – ch (tipul himalaian) – tip chinchila) • Defect Pigmentarea doar a anumitor parti ale corpului – c (albinotic) • Absenta pigmentatiei

Alele multiple • In seriile polialele va exista o ierarhie a dominantei – Seria polialela pentru sistemul ABO • IA = I B > i – Seria polialela pentru culoarea blanii : • C > cch > c – Seria polialela pentru alelele genei W • W+/_ > we/we > we/w > w/w = w/Y

Mutante condiționate • alela ch este o mutanta conditionata termosenzitivă – Enzima este funcțională numai la temperaturi scăzute – Blana pigmentata va fi prezenta numai în zonele mai reci ale corpului

Supradominanta • Supradominanta este relatia interalelica in care heterozigotii sunt mai vigurosi decat homozigotii • Ex: – Anemia falciforma • heterozigotii resistenți la malarie – Hibrizii plantelor

Penetranta incompleta • In unele cazuri, o alela dominanta nu este exprimata la un individ heterozigot • Exemplu = polidactilia – Caracter autozomal – Degete suplimentare – O singura copie este suficienta pentru a cauza maladia – In unele cazuri exista gena dar nu se manifesta

Alela mostenita de la mama si transmisa la o fiica si un fiu. Fiul nu manifesta caracterul

Penetranța incompleta • Termenul indica faptul ca o alela dominanta nu penetreaza intotdeauna la nivel fenotipic. • Masura penetrantei este descrisa la nivel populational – daca 60% din heterozigotii purtatori ai alelei dominante manifesta caracterul, caracterul este penetrant în procent de 60%

Expresivitatea • Expresivitatea este gradul in care un anumit caracter este exprimat • In cazul polidactiliei, numarul de degete supranumerar poate varia – Cateva degete supranumerar – expresivitate mare a caracterului – Un singur deget supranumerar- expresivitate redusa

Penetranța si expresivitatea • Explicatia moleculara a expresivitatii si penetranței incomplete este uneori greu de inteles • In majoritatea cazurilor, exprimarea fenotipurilor este influentata de catre – mediu si/sau – Alte gene