146 matches
-
au afectat diferitele gene individuale ale familiei multigenice ale globinelor. Cele mai comune variante hemoglobinice au fost generate prin substituție de baze azotate la nivelul secvenței genice, care, în virtutea colinearității ADN-ARNm-proteine, au determinat substituții de aminoacizi în catenele polipeptidice ale globinelor. Polimorfismele moleculare ale hemoglobinelor umane sunt remarcabile la nivelul populației umane generale, unele variante hemoglobinice fiind neutrale, pe când altele au diferite efecte patologice (Antonarakis și colab., 1985) . Mutațiile în genele pentru globine umane determină fie variante structurale ale hemoglobinelor, fie
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
determinat substituții de aminoacizi în catenele polipeptidice ale globinelor. Polimorfismele moleculare ale hemoglobinelor umane sunt remarcabile la nivelul populației umane generale, unele variante hemoglobinice fiind neutrale, pe când altele au diferite efecte patologice (Antonarakis și colab., 1985) . Mutațiile în genele pentru globine umane determină fie variante structurale ale hemoglobinelor, fie talasemii - condiții patologice asociate cu reducerea ratei de producere fie de catene globinice α, fie de catene globinice β (Weatherall, 2001). Se cunosc aproximativ 250 de substituții de un singur aminoacid, cauzate
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
a făcut ca în ARNm codonii GUA și GUG să fie convertiți în codoni GAA și GAG. Indivizii umani care au suferit diferite mutații, au avut codoni diferiți pentru specificarea valinei normale, din poziția 67, a catenei Hbβ. Secvențierea genelor globinelor umane a permis demonstrarea directă a polimorfismului codonilor (degenerarea sau redundanța codului genetic universal). Dacă încărcătura electrică a aminoacidului care a înlocuit pe cel inițial este diferită de a celui care a fost substituit, rezultă o variantă hemoglobinică ce poate
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
codoni sinonimi), dar se sintetizează același tip de hemoglobină și nu se manifestă efecte clinice evidente. În virtutea principiului colinearității (corespondența dintre secvența de nucleotide din acizii nucleici și secvența de aminoacizi din catenele polipeptidice), substituțiile de nucleotide din genele pentru globine au dat substituții de aminoacizi, la nivelul catenelor globinice. Unele dintre mutațiile de substituție în gena pentru catena α și în gena pentru catena β sunt prezentate în tabelul 16.2, și asemenea substituții generează diferite variante hemoglobinice. Din analiza
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
două cazuri (HbS și HbC). Identificarea și a altor hemoglobine modificate, ca urmare a mutației tot în această poziție, ar putea oferi argumente pentru susținerea ipotezei potrivit căreia această poziție este o „pată fierbinte” mutațională a genei catenei β a globinei. De asemenea, apar șase substituții ale glutaminei, cel mai frecvent cu lizina, de unde se poate deduce că acest codon al glutaminei este predispus la mutații. Sunt numeroase hemoglobine anormale care apar prin mecanismul molecular al deleției. Acesta face ca din
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
pentru elaborarea unei strategii terapeutice și pentru acordarea sfatului genetic. Methemoglobina (HbM) poate fi produsă de cinci mutații diferite. HbM apare ca urmare a înlocuirii tirozinei cu histidina care în hemoglobina normală ancorează grupul hem la nivelul buzunarului hemic al globinei și stabilizează fierul hemic în forma sa oxidată (Fe2+). Cea de a 5-a mutație cunoscută sub numele Hb Milwaukee I nu a putut fi explicată pe baze moleculare. Pacienții cu mutații HbM în catena α sunt cianotici încă de la
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
hemoglobină anormală de policitemia vera. S-au descris peste 20 de tipuri de hemoglobine cu afinitate crescută pentru oxigen, determinate în 11 cazuri de substituții de aminoacizi ce afectează contactul α1β1 al tetramerului. In cursul oxigenării are loc mișcarea subunităților globinei la punctul de contact intercatenar. Stabilizarea conformației oxi sau destabilizarea conformației deoxi de către evenimentul mutațional determină creșterea afinității pentru oxigen. Majoritatea tipurilor de hemoglobine cu afinitate crescută în oxigen prezintă substituții în regiunea COOH terminală a catenei β sau la
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
cele trei hemoglobine anormale. Există și alte tipuri de hemoglobinopatii în care apar hemoglobine anormale ca urmare a unor mutații care marchează terminarea sintezei, prin substituția de baze azotate la nivelul ADN, ceea ce face ca în molecula de ARNm pentru globină, în locul unui codon codificator de aminoacizi (codon sens), să apară unul dintre cei trei codoni nonsens (UAA, UAG, UGA), care marchează sfârșitul mesajului genetic, fiind codoni stop sau de terminare a catenei polipeptidice. Apariția, printr-un fenomen mutațional, a unui
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
catenei polipeptidice. Apariția, printr-un fenomen mutațional, a unui codon stop în interiorul mesajului genetic, produce terminarea prematură a sintezei catenei polipeptidice, cu scurtarea acesteia și sinteza unei hemoglobine care va fi nefuncțională. Primul codon al regiunii poststructurale a mesagerului fiecărei globine este un codon de terminare sau codon stop. Pentru catena α, se cunosc patru mutații reprezentate de substituția unui singur nucleotid care a realizat o situație opusă și anume transformarea unui codon nonsens (stop sau de terminare) într-un codon
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
aminoacizi catenei α globinice, normale, rezultând o catenă Hbα alungită. Codonul terminator UAA al mesagerului normal pentru Hbα, prin mutație de substituție (tranziție A → G) sau de transversie A → T) la nivel de ADN, devine, la nivel de ARNm pentru globină, CAA codificator pentru Gln, rezultând hemoglobina mutantă Constant Spring, sau AAA care codifică pentru Lys, rezultând hemoglobina mutantă Icaria. Același codon terminator, prin mutație A → C, devine codonul GAA care codifică pentru Glu, condiționând apariția hemoglobinei mutante Seal Rock, iar
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
sens, acestuia urmându-i ceilalți codoni care vor fi traduși, fără a fi avut loc rearanjarea lor în ordinea inițială. De regulă, orice deleție de nucleotide care conduce la modificarea cadrului de citire la alte poziții decât cele terminale ale globinei structurale determină sinteza unor globine neviabile, cu apariția talasemiilor, fără un produs genic identificabil. Delețiile apar în urma împerecherii greșite a secvențelor omoloage de nucleotide în cursul meiozei sau al mitozei celulelor germinale. Recombinarea prin evenimente de cross-over, realizată după evenimentul
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
codoni care vor fi traduși, fără a fi avut loc rearanjarea lor în ordinea inițială. De regulă, orice deleție de nucleotide care conduce la modificarea cadrului de citire la alte poziții decât cele terminale ale globinei structurale determină sinteza unor globine neviabile, cu apariția talasemiilor, fără un produs genic identificabil. Delețiile apar în urma împerecherii greșite a secvențelor omoloage de nucleotide în cursul meiozei sau al mitozei celulelor germinale. Recombinarea prin evenimente de cross-over, realizată după evenimentul de împerechere greșită, conduce la
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
vertebrate (α, β, δ, γ, ε, ξ). Existența a două gene globinice α și a două gene globinice γ (Aγ și Gγ) într-un singur cromozom reprezintă consecința duplicațiilor evolutive recente. Se cunosc însă și duplicații intragenice ale genelor pentru globine. Astfel la Hb α Grady sunt duplicate pozițiile 116-118. Duplicația uneia sau a două nucleotide conduc la mutații frameshift. Asemenea mutații au fost evidențiate la terminalul catenei β. Hemoglobina Hb Tak este consecința duplicației dinucleotidului AC, ce urmează codonului 146
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
Aγ, δ, β - Aγ, δ, β) nu a fost încă identificat. Duplicațiile ca și delețiile își au originea comună în împerecheri eronate „în afara fazei” de omologie a secvenței codificatoare din ADN, urmate de cross-over neomolog (crossing-over inegal). Mutații în genele globinelor umane În genele globinelor umane au fost identificate diferite tipuri de mutații, cele mai frecvente fiind mutațiile punctiforme (fig. 16.15) care afectează un singur codon, conducând la formarea de codoni sinonimi care codifică pentru un același aminoacid, în virtutea redundanței
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
δ, β) nu a fost încă identificat. Duplicațiile ca și delețiile își au originea comună în împerecheri eronate „în afara fazei” de omologie a secvenței codificatoare din ADN, urmate de cross-over neomolog (crossing-over inegal). Mutații în genele globinelor umane În genele globinelor umane au fost identificate diferite tipuri de mutații, cele mai frecvente fiind mutațiile punctiforme (fig. 16.15) care afectează un singur codon, conducând la formarea de codoni sinonimi care codifică pentru un același aminoacid, în virtutea redundanței (degenerării) codului genetic ori
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
acidul glutamic din poziția a 6-a este substituit cu valina (β6 glu → val) sunt alterate proprietățile fizico-chimice ale hemoglobinei cu modificarea elasticității moleculei acesteia, a afinității sale pentru oxigen, precum și inducerea instabilității sale structurale. La specia umană, în genele globinelor au fost identificate peste 300 de mutații punctiforme, dintre care zece sunt prezentate în figura 16.15. Se poate constata că unele dintre acestea au efecte severe, atunci când sunt în condiție homozigotă, sau conduc la apariția unor variante hemoglobinice denumite
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
o frecvență mare, prin screening-ul lor se pot elabora programe preventive de diagnostic spre estimarea riscului de boală (Antonarakis și colab., 1985). După datele OMS, aproape 275 milioane de oameni sunt heterozigoți aparent sănătoși, dar purtători de gene mutante ale globinelor, cei mai mulți datorită mutațiilor β-talasemice (peste 60 milioane, în Asia) sau α0 -talasemice (30 milioane, în Asia), HbE/β-talasemici (peste 84 milioane, în Asia) și pentru anemia falciformă (aproximativ 50 milioane, în Africa, și peste 50 milioane, în India, în zona
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
implicate în reglarea activității acestora. mutațiile sunt de o mare diversitate ca extindere, de la o singură pereche de nucleotide sau câteva perechi (mutație punctiformă), ajungând la sute și mii de perechi de nucleotide, incluzând deleția integrală a unor gene pentru globine, ca în cazul talasemiilor. 16.1.5.3. Hemoglobinele în talasemii Talasemiile se caracterizează biochimic prin absența sintezei uneia dintre catenele hemoglobinice. Termenul derivă de la cuvântul grecesc Thalassa = mare, sinonim cu Marea Mediterană. Utilizarea termenului este justificată de originea mediteraneană a
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
ne arată că structura genetică heterozigotă condiționează efecte fenotipice mai puțin severe, pe când aceea homozigotă are efecte clinice severe (tabelul 16.6). În cazul α-talasemiilor, mutația poate afecta unul, doi, trei sau toți cei patru loci genici pentru catena α−globinei rezultând 12 genotipuri posibile. În cazul absenței totale a sintezei catenei α-globinei, apare condiția patologică letală hydrops fetalis (vezi tabelul 16.6). Când există două mutații α-globinice, acestea pot apare în același cromozom și talasemia este numită thal-1, sau, o
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
apare și retard mental și pot fi distinse două sindroame diferite. Unul este numit sindromul ATR-16 și este manifestat de pacienții care prezintă o deleție mare de 1-2 Mb la terminalul cromozomului 16 ce cuprinde și clusterul genic al α- globinei. Cel de al doilea sindrom este o dereglare X-lincată cu un fenotip remarcabil de uniform și o formă blândă de HbH, fără a se înregistra vreo deleție α -globinică. Explicația implicării cromozomului X într-o asemenea condiția patologică este prezența
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
acestor gene, în diferite populații umane. 16.1.6 APLICAREA TEHNICILOR MOLECULARE LA NIVEL DE ADN ÎN ANALIZA HEMOGLOBINOPATIILOR UMANE Dat fiind faptul că la om eritrocitele mature în care se sintetizează hemoglobina sunt lipsite de nucleu, transcrierea ARNm pentru globină are loc în precursorii nucleați ai acestora (eritroblaste). Dar, genele pentru diferite catene globinice ale hemoglobinei umane au putut fi izolate și examinate direct din numeroase celule, care în mod obișnuit nu sintetizează hemoglobina: leucocitele din sângele periferic, limfocitele în
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
conferă moleculei încărcătură negativă. Restrictele de ADN uman, migrate în gel se transferă pe un filtru de nitroceluloză, ce urmeaza a fi hibridizat cu sonde specifice. Pentru a construi o sonda specifica de β-globină se utilizează ca matriță ARNm pentru globină, iar ca enzimă polimerazică reverstranscriptaza, într- un sistem acelular de sinteză a ADN prin revers transcriere. Dacă se utilizează ARNm purificat, purtător al mesajului genetic pentru sinteza catenei β, se sintetizează o copie de ADNc adică o catenă polideoxiribonucleotidică complementară
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
marker pentru localizarea genei pentru β-globina, pe filtrul de nitroceluloză, prin asociere complementară pe baza omologiei de secvență cu ADN monocatenar. Autoradiografia permite vizualizarea unei singure benzi radioactive la nivelul unui singur restrict. Se va deduce astfel că genele pentru globine sunt prezente în toate celulele organismului uman, dar sunt active (transcrise și traduse) doar în precursorii eritrocitari. Pentru localizarea cromozomală a genelor pentru globine se utilizează tehnica hibridizării „in situ”. Preparatele cu cromozomi metafazici sunt introduse într-un mediu de
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
unei singure benzi radioactive la nivelul unui singur restrict. Se va deduce astfel că genele pentru globine sunt prezente în toate celulele organismului uman, dar sunt active (transcrise și traduse) doar în precursorii eritrocitari. Pentru localizarea cromozomală a genelor pentru globine se utilizează tehnica hibridizării „in situ”. Preparatele cu cromozomi metafazici sunt introduse într-un mediu de incubare, pentru denaturarea termică a dublului helix ADN, de la nivelul fiecărei cromatide. După denaturarea termică, se adaugă proba radioactivă, fie sub formă de ADNc
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]
-
14,5 kb / 14,5 kb), unul dublu mutant - homozigot (10,0 kb / 10,0 kb) și al treilea heterozigot (14,5 kb / 10,0 kb), așa cum se vede în figura 16.26.3. Evidențierea unei mutații în genele pentru globine se poate realiza în mod indirect, prin aplicarea metodei de analiză RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) adică a analizei polimorfismului de lungime a fragmentelor de restricție (fig. 16.27). În acest caz, mutația poate fi demonstrată dacă apare o diferență
Imunogenetică și oncogenetică. Principii de imunogenetică. Partea I by Lucian Gavrilă, Aurel Ardelean () [Corola-publishinghouse/Science/91987_a_92482]