Mozaic genetic
Prin mozaic genetic sau mozaicism înțelegem prezența, la un individ multicelular, a două sau mai multe linii genetice diferite, adică a unor patrimonii genetice diferite în cadrul aceluiași individ care sunt exprimate simultan. În practică, nu toate celulele acelui organism au același machiaj cromozomial sau îl exprimă într-un mod variabil.
Mozaicismul se poate referi la ADN-ul mitocondrial , caz în care se numește heteroplasmie sau ADN-ul nuclear al celulei, generând mozaicismul propriu-zis, care derivă adesea dintr-o eroare survenită în timpul maturării zigotului .
Heteroplasmie
ADN - ul mitocondrial este mai predispus la mutatii decat nucleare ADN , atât din cauza lipsei unei membrane care îl separă de mediul înconjurător (o structură similară cu membrana nucleară ) și raritatea relativă a ADN - ului repararea enzimelor din interiorul. A mitocondriei , și pentru sensibilitatea specială a acestui organit la stimuli nocivi precum radiațiile , stresul oxidativ etc. Cu toate acestea, marea majoritate a acestor mutații sunt polimorfisme simple, care nu duc la dezvoltarea vreunei boli.
Heteroplasmia este definită ca coexistența diferitelor genomi mitocondriale (un genom „sălbatic” sau „de tip sălbatic”, adică fără mutații și unul sau mai multe genome mutante) în mitocondriile diferitelor celule (heteroplasmă intercelulară) sau chiar toate interiorul aceeași celulă (heteroplasmă intracelulară). Având în vedere ușurința cu care ADN-ul mitocondrial muta, de fapt nu există indivizi cu homoplasmie, fiecare individ are, prin urmare, un grad diferit de heteroplasmie, indicat în general ca procent (de exemplu, 70% heteroplasmic).
Prezența mutațiilor mitocondriale, legate de o boală specifică, sunt o condiție necesară, dar nu suficientă pentru dezvoltarea celor menționate anterior: aceasta înseamnă că prezența într-o celulă a mutației tipice bolii respective nu duce neapărat la dezvoltarea boala în sine. Modul, motivele și severitatea cu care se dezvoltă aceste boli legate de mutațiile mitocondriale nu sunt perfect clare astăzi, de fapt dovada acestui fapt este faptul că indivizii cu un grad mai ridicat de heteroplasmie (care, prin urmare, posedă multe mitocondrii cu ADN mutant) nu va dezvolta neapărat boala, precum și la indivizii cu un grad scăzut de heteroplasmie nu este sigur că vor fi cu siguranță sănătoși: acest fenomen, deși contraintuitiv, este un indiciu al imprevizibilității acestui tip de tulburare.
Lăsând deoparte dificultățile în realizarea lor, testele de diagnostic, în special prenatale, nu sunt foarte fiabile și nici măcar operațiunile de „consiliere” nu sunt simple, tocmai pentru că bolile genetice legate de heteroplasmă prezintă, așa cum am menționat, variabilitate extremă: în timp ce pentru altele tipurile de boli ereditare monogene este posibil să se recomande avortul fătului care este pozitiv pentru acea boală, în cazul mutațiilor mitocondriale, chiar dacă fătul este pozitiv la testele corespunzătoare, avortul nu poate fi o opțiune recomandată deoarece nu există certitudine că copilul va dezvolta boala.
Mozaicismul ADN-ului nuclear
Mutațiile din ADN-ul celular derivă de obicei din erori incorecte și incorecte apărute în stadiile incipiente ale maturării embrionului , astfel încât patologia corespunzătoare se va manifesta numai în celulele derivate din prima celulă stem mutantă.
Mozaicismul ia diferite aspecte în funcție de speciile de animale afectate.
La om
În natură, toate mamiferele femele, inclusiv oamenii, au o bogăție de cromozomi sexuali reprezentați de doi cromozomi X (XX). Atunci când embrionul este compus din aproximativ douăzeci de celule, unul dintre cei doi cromozomi X este permanent inactivat în fiecare dintre ele, pentru a evita interferențele dintre informațiile conținute în cei doi cromozomi: eșecul acestui proces duce la un avort spontan. Fiecare celulă alege să inactiveze un cromozom mai degrabă decât celălalt într-un mod absolut independent de celelalte: cromozomul inactivat se aranjează într-un mic grup de cromatină compactă numită corpul lui Barr , care nu este niciodată reactivat (cu excepția celulelor germinale , în care este reactivat în timpul ovogenezei pentru a asigura o distribuție corectă a unui cromozom X pentru fiecare celulă de ou). Celulele derivate din mitozele ulterioare ale acestei celule progenitoare vor urma apoi comportamentul său și vor inactiva întotdeauna același cromozom X. Acest proces, desigur, are loc doar la femele, deoarece bărbații au un singur cromozom X. [1]
La om, precum și la alte specii, mozaicismul poate apărea atunci când apare nedisjuncție mitotică. În acest caz, celula nu își împarte moștenirea genetică în mod egal și va genera două celule fiice, dintre care una cu un număr mai mare de cromozomi decât cealaltă. Fiecare dintre aceste celule fiice va avea apoi un descendent identic cu el însuși, iar acest lucru va duce la două linii celulare diferite într-un singur organism . Dacă această situație apare imediat după formarea zigotului, individul poate prezenta, în funcție de caz, diferite sindroame ale tulburărilor cromozomiale:
- Sindromul Turner . Mozaicismul este o cauză majoră a cazurilor, indivizii au un cariotip 45, X / 46, XX sau 45, X / 46, X, X cu un X anormal. [2]
- Sindromul Klinefelter . Au cariotip 47, XXY / 46, XY; la fel ca Klinefelters meiotic non-disjuncție au un fenotip aproape normal. [3]
- Sindromul Down . Mozaicismul poate fi cauza în 1-2% din cazuri; individul are o linie celulară normală și una trisomică, iar această afecțiune poate duce la o atenuare a fenotipului clinic. [4]
- Sindromul Edwards . Indivizii au o linie celulară trisomală și normală și pot supraviețui peste vârsta de un an în comparație cu Edwards născut dintr-o nedisjuncție meiotică sau translocație robertsoniană. [5]
- Hermafroditism complet. Extrem de rare, indivizii au un fenotip masculin și feminin împreună, cu un mozaic de celule (45, X / 46, XY sau 46, XX / 47XXY sau 46, XX / 46XY) care determină gonadele dezvoltate în ovoteste, care conțin ambii tubuli seminiferi și foliculi. Adevărații hermafroditi sunt confundați cu băieții la naștere deoarece penisul este prezent.
La specia umană, mozaicismul nu constituie în sine o patologie. La individul feminin este o afecțiune normală: de fapt, în momentul inactivării cromozomului X nu se face nicio distincție între X de origine paternă și X de origine maternă, dar unul sau altul poate ieși accidental (dând astfel origine la condiția mozaicismului).
În pisică
La unele specii de animale , și mai ales la pisici , mozaicismul nu poate reprezenta o patologie și în schimb își asumă personaje inofensive și ușor de recunoscut. La pisicile calico , de fapt, mozaicismul se manifestă prin culoarea tipică albă, roșie și neagră a stratului, datorită diferențelor de inactivare a cromozomului X din diferitele celule.
La pisici, culoarea părului este codificată de alelele O ( portocaliu ), B ( negru ) și W ( alb ). Formele alelice legate de gena O se găsesc pe cromozomul X, în timp ce formele alelice ale genei B se găsesc pe un cromozom sau un autozom non-sexual. O pisică calico este, prin urmare, definită ca OoB- ceea ce înseamnă că poate fi homozigotă sau heterozigotă pentru alela B care determină haina neagră și heterozigotă pentru alela O care determină părul portocaliu. Expresia alelei O este dominantă pe cea a B (pentru care pisica are toată blana portocalie). La pisicile femele heterozigote pentru alela O - care , prin urmare , au o O X cromozom care conține alela O dominantă și un cromozom X sau care conține alela sau recesivă pentru culoarea portocalie - , prin urmare , se poate întâmpla ca , în unele celule este inactivat cromozomul X O , pentru care alela O nu mai maschează alela B și părul este negru, în timp ce în alte celule X sau cromozomul sunt inactive, pentru care alela O poate fi exprimată și părul este portocaliu: ca urmare, pisica haina va fi neagră sau portocalie, în funcție de cromozomul care a fost inactivat în acel grup de celule. Culoarea albă prezentă la pisicile calico se datorează prezenței unei alte gene care, atunci când este exprimată, este dominantă atât pe O cât și pe B. Când vedeți o pisică calico, puteți spune cu siguranță că acea pisică este femeie, deoarece doar femelele sunt XX și, prin urmare, numai părul lor va fi afectat de inactivarea aleatorie a X-urilor în fiecare dintre celulele lor. In ceea ce masculii XXY foarte rare, ele sunt de sex masculin, dar chiar și în ele una din cele două Xs este inactivată prin întâmplare, care, dacă erau purtători ai unei alele O și o o alelă (și homozigot sau heterozigot pentru alela B autozomul) ar fi neuniform portocaliu și negru ca femelele calico. [6]
Notă
Bibliografie
- Maurizio Genuardi, Giovanni Neri, Genetica umană și medicală , Elsevier Masson, Milano 2007
- Peter J. Russell, iGenetica , EdiSES, Napoli 2007
linkuri externe
- ( EN ) Mozaic genetic / Mozaic genetic (altă versiune) , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
