INFLUENTA MEDIULUI ASUPRA EREDITATII (mutatii, clasificare, factori mutageni)

INFLUENTA MEDIULUI ASUPRA EREDITATII (mutatii, clasificare, factori mutageni)

Notiunea de mutatie a fost elaborata in anul1901 de catre Hugo de Vries care este autorul binecunoscutei teorii mutationiste.

Mutatia poate fi definita ca fenomenul prin care se produc modificari in materialul genetic, modificari ce nu sunt provocate de recombinarea genetica sau de segregare. Ele pot aparea in mod spontan si atunci sunt denumite mutatii naturale, sau pot fi induse experimental, fiind deci vorba de mutatii artificiale.Intre aceste doua tipuri de mutatii nu sunt deosebiri de ordin calitativ.

Mutatiile pot fi definite (E.Mayr-1963) si ca 'modificari discontinue cu efect genetic'. Ele pot afecta diferite unitati ale materialului genetic.Pe aceasta baza pot fi clasificate in : mutatii genetice cand afecteaza genele, mutatii cromozomiale care afecteaza cromozomii si mutatii genomice in cazul in care intreg genomul este afectat.

Dupa modul de exprimare fenotipica, mutatiile pot fi clasificate in dominante, codominante, semidominante si recesive.Evident ca o asemenea clasificare a lor se refera in mod special la organele diploide, la care mutageneza a creat relatii de alelism intre gene. La organismele haploideorice mutatie capata o exprimare fenotipica imediata, desi aceasta clasificare a genelor ramane valabila, mai ales in cazul diferitelor tulpini sau suse de la speciile haploide, intre care exista relatii de dominanta sau recesivitate in cazul incrucisarii.

IN functie de locul unde sunt plasate, mutatiile pot fi calsificate in mutatii autozomale plasate pe autozomi si mutatii heterozomale plasate pe heterozomi. Acest din urma tip de mutatii manifesta sex-linkage. De asemenea exista si mutatii extranucleare ale genelor din citoplasma.

O alta categorie o constituie mutatiile letale si semiletale care afecteaza gene de importanta majora in organism, prin a caror blocare se realizeaza moartea individului inainte de maturitatea sexuala.

Mutatiile pot afecta genele de diferite tipuri (structurale, operationale, reglatoare) care iau parte la realizarea reglajului genetic. De asemenea ele pot afecta regiuni mai mici sau mai mari situate de-a lungul genei. Cerccetari mai noi au aratat ca cea mai mica unitate mutationala este perechea de nucleotide. Acestea sunt denumite mutatii punctiforme, care sunt evident mutatii intragenice.

Daca prin mutatie gena normala a tipului salbatic se transforma intr-o alela diferita, atunci este vorba de o mutatie directa (forward mutation), in timp ce prin mutatie de reversie (back-mutation) aceasta gena se retransforma in tipul initial.

Daca mutatiile afecteaza celulele liniei germinale, atunci ele pot fi transmise ereditar prin gameti la noua generatie. Ca urmare, indivizii descendenti vor fii afectati de mutatia respectiva atat in ce priveste celulele germinale, cat si cele somatice. In cazul insa a organismelor multicelulare, in care mutatiile se produc in celule din care nu rezulta gameti, ci numai anumite tesuturi si la organul respectiv. Acest tip de mutatii nu se transmite la descendenti decat in cazul in care tesutul sau organul respectiv se obtin prin inmultire vegetativa indivizi care au apoi posibilitatea sa se reproduca sexuat.

FACTORII MUTAGENI

Numerosi factori din mediu au fost facuti raspunzatori de aparitia si dezvoltarea cancerului.
Factori fizici:
Radiatiile ionizante pot sa induca anumite forme de tumori maligne in anumite conditii. in trecut era cunoscut ca o forma de cancer profesional, cancerul pielii survenind la medicii radiologi; metodele moderne de radioterapie si metodele de protectie au permis disparitia acestei eventualitati. Experienta trista a populatiei expusa experimentului nuclear de la Hiroshima si Nsgasaki a pus in evidenta aparitia multor forme de cancer: leucemii, tumori maligne cutanate etc. Studiindu-se aceste cazuri s-a demonstrat existenta relatiei doza - raspuns dintre expunerea la radiatii si dezvoltarea cancerului.

Radiatiile ultraviolete.
Exista o asociere intre expunerea la soare si cancerul pielii, care apare predominant pe pielea expusa la soare, mai mult la indivizii care sunt profesional expusi la soare (tarani, marinari, pescari). Invers se poate stabili o relatie intre pigmentarea pielii si incidenta neoplaziilor cutanate; persoanele cu o piele foarte deschisa la culoare fac mai frecvent tumori cutanate (populatia din Nordul Europei, mai frecvent decat cea din Africa).

Factori chimici.
Studii recente se ocupa de descoperirea diferitilor factori de mediu ambiant care pot juca un rol in initierea procesului canceros sau in promovarea lui. Factorii de poluare a mediului ca rezultat al industrializarii masive si a transferului intens in aglomeratii urbane, unele substante chimice care pot interveni direct sau numai dupa metabolizare (adica prelucrarea lor in organism), sunt tot atatia factori de risc pentru imbolnavirea prin tumori maligne.
Populatia expusa la anumite substante cancerigene industriale (substante ce pot provoca dupa un interval de cativa ani o tumoare maligna), poate face mai frecvent anumite forme de cancer. Exemplu: colorantii anilinici pot duce la dezvoltarea unor tumori maligne ale vezicii urinare, asbestul predispune la cancer bronhopulmonar, cosarii expusi contactului cu substante cancerigene din fum pot face tumori ale organelor genitale.
Cunoasterea substantelor cancerigene rezultate din diferite procese chimice sau industriale si la care grupe de oameni pot fi expusi de-a lungul anilor, favorizand o forma sau alta de cancer, impun o atentie deosebita pentru controlul periodic al acestor muncitori, precum si depistarea precoce a bolii.

Factori virotici.

Virusurile dovedite experimental la animale ca avand potential cancerigen, au in oncologia umana un rol de cofactori in producerea leziunilor neoplazice. In afara de limfomul Burkitt, care are o etiologie virotica dovedita, virusurile au numai rol de cocancerigene, alaturi de alti factori. Recent se vorbeste despre rolul posibil favorizant al infectiilor virotice in cancerul colului uterin, tumorile maligne nazofaringiene, hepatice, mamare si anumite leucemii si sarcoame.
Toti factorii enuntati intervin in inter-relatii complexe, in conditii favorizante la organisme cu anumite predispozitii. Cunoscand complexitatea problemei cancerului si dificultatile de diagnostic si tratament, devine din ce in ce mai importanta prevenirea aparitiei tumorilor maligne, evitand acesti factori de risc mentionati anterior.

MUTATII GENICE.-MALADII ALE UNEI SINGURE GENE.

Aceste maladii includ gene dominante sau recesive si se manifesta de multe ori in anomalii multiple. In maladiile tesutului conjunctiv congenital numeroase anomalii sunt adesea cauzate de lipsa unei singure gene. 

Sindromul Marfan e cunoscut pentru producerea staturii mult prea inalte, a oaselor fragile iar la persoanelor grav afectate, a bolilor de inima.  Osteogeneza imperfecta produce oase usor de fracturat, statura scunda, dinti galbeni sau maro, piele subtire si surzenie la maturitate. Face albul ochilor sa devina sangeriu.

Maladiile scheletice si musculare sunt adesea transmise de o singura gena. Achondroplasia, de exemplu, este un tip de nanism caracterizat prin proportiile anormale ale trunchiului si membrelor din cauza cresterii diferite a cartilagiilor din cauza unei singure gene, anormale. Distrofia muschilor (degenerarea muschilor), ca si atrofia muschilor(degenerarea nervilor care stau langa muschi), maladii care variaza de la usoara la grava,sunt de asemenea rezultate ale afectarii unei singure gene.

Glandele exocrine produc secretii vascoase in fibroza cistica. In 1989  oamenii de stiinta au fost capabili sa multiplice si sa modifice gena lipsa care produce fibroza cistica; gena este plasata in mijlocul cromozomului 7. Boala lui Wilson reprezinte acumularea cuprului in tesuturi, producand ciroza ficatului, degenerarea creierului si boli renale.

Un grup de maladii date de afectarea unei singure gene numite erori ereditare ale metabolismului produc schimbari in procesele biochimice ale celulelor, cauzand o varietate de probleme.

In PKU lipsa unei enzime produce o retardare serioasa. Un test pentru PKU in copilarie e disponibil, oricum, si distrugerea creierului poate fi evitata cu un regim special. Multe alte astfel de erori ale metabolismului nu sunt inca tratabile. Boala Tay- Sachs apare aproape in exclusivitate la evreii est-europeni si se manifesta prin paralizie, dementa si moarte.

Cateva boli ale sangelui sunt rezultat  al lipsei unei gene.Anemia celulelor-secera cauzeaza transformarea hematiilor in secere, incetinind curgerea sangelui si scazand cantitatea de oxigen pe care hematiile sunt capabile sa o transporte. Unul din 400 de negri din SUA au aceasta boala si exista mai multe forme ale acestei anemii care cresc de la usoara

pana la grava. Simptomele formei grave, care in general apare la varsta de 6 luni, include nefunctionarea organelor, durerea si anemia. Mai exista si un grup de maladii ale hemoglobinei care cauzeaza anemie usoara pana la grava.

DEVIATIILE SEXUALE.

Genele lipsa de pe cromozomii sexuali, X si Y, conteaza pentru o

varietate de maladii. Femeile au doi cromozomi X; barbatii au unul X si unul Y. Femeile trec un cromozom X copilului lor;barbatii trec un cromozom X copilului lor daca e fata si un cromozom Y daca e baiat. Genele pentru majoritatea deviatiilor sexuale sunt plasate pe un cromozom X. Desi femeile sanatoase au cateodata gene deficiente pe cromozomul X, o femeie rareori mosteneste doi cromozomi X deficienti. Trasaturile sexuale se observa mai ales la barbati, care au doar un cromozom X.. Hemofilia, un tip grav de maladie a sangelui , apare aproape in totalitate la barbati.Cel mai comun tip grav de distrofie musculara, adica distrofia musculara Duchenne, afecteaza baietii intre 3 si 7 ani.