Libraria Eu Sunt - libraria sufletului
intrare cont | creare cont | asistenţă
» EuSunt » Genomul uman marţi, 30 septembrie 2014 
căutare avansată
  căutare   OK
 
domenii
arte divinatorii astrologie budism creştinism dicţionare filosofie hinduism islamism iudaism literatură maeştri spirituali mitologie ocultism orientări spirituale paranormal psihologie taoism terapii yoga
 
 
index alfabetic
noutăţi în curând autori edituri titluri
 
 
newsletter

abonare
 
 
informaţii utile
asistenţă cum comand despre livrare cum plătesc despre EuSunt anunţuri
 
 
link-uri
link-uri parteneri
 

Genomul uman

cercetări de paleogenetică moleculară la populaţiile vechi din Epoca Bronzului şi a Fierului de pe teritoriul României - evidenţierea relaţiilor genetice cu populaţia românească şi alte popu
de Georgeta Cardoş, Alexander Rodewald
Recomanda unui prieten Recomanda unui prieten
Genomul uman Imaginea mare preţ Eu Sunt: 20,00 lei

momentan indisponibilă *

Puteţi cere ca să fiţi anuntaţi atunci când această carte devine disponibilă.
Pentru aceasta trebuie ca să fiţi autentificaţi.
Apasaţi aici pentru a vă autentifica.
alte modalităţi de comandă:

1. prin e-mail la comenzi@eusunt.ro

2. prin messenger la libraria_eusunt

3. telefonic la:
orange 0754.025.588
vodafone 0722.298.137
romtelecom 021.665.69.86

Detalii despre cartea Genomul uman

Tratatul distinşilor cercetători ştiinţifici şi doctori în genetică Georgeta Cardoş şi Alexander Rodewald este mai mult decât o pledoarie pentru adevăr, este adevărul însuşi. în ultimii 20 - 25 de ani, tehnicile de excepţie din laboratoare, analizele sofisticate, comparaţiile edificatoare cu alte genomuri umane, toate metodele noi, inimaginabile acum 50 sau 100 de ani, fac posibile acum descifrări genetice din mumii umane cu o vechime de peste 35.000 de ani, cum sunt resturile umane din Peştera Cioclovina. Mai mult decât atât, în ultimii zece ani, paleogenetica moleculară este domeniul cu înregistrări de succese remarcabile care confirmă multe dintre ideile care, înainte, erau simple ipoteze.
În tratat sunt prezentate cercetările şi concluziile de paleogenetica moleculară făcute la populaţii vechi din Epoca Bronzului şi din Epoca Fierului şi care au trăit pe teritoriul actual al României. De asemenea, sunt scoase în evidenţă relaţiile surprinzătoare din punct de vedere genetic ale altor neamuri europene, în comparaţie cu neamul românesc.
Meritul fundamental al autorilor cărţii este acela de a fi demonstrat ştiinţific structura genetică, originea, evoluţia şi răspândirea geografică a omului contemporan. De asemenea, dânşii au scos în evidenţă structura socială a populaţiilor vechi şi a celor actuale, combinaţiile genetice ale diferitelor popoare de-a lungul timpului şi importanţa pe care aceste descoperiri o are în medicina legală, în analiza şi diagnosticarea bolilor genetice, precum şi în modul prin care pot fi tratate. Ca urmare, descoperirile genetice au semnificaţii de importanţă vitală pentru viaţa oamenilor şi, de asemenea, ele contribuie fundamental la cunoaşterea şi evaluarea originii unui neam de pe pământ.
Cartea Genomul uman este un veritabil şi demn de preţuit document, pentru că are ştiinţa ca structură şi ca fundament. Ideile care se desprind din paginile cărţii coincid cu ceea ce societatea pe care am onoarea să o conduc, "Reînvierea Daciei" ("Dacia Revival"), afirmă răspicat de aproape două decenii: noi suntem urmaşii daco-geţilor şi nu ai romanilor, noi nu suntem urmaşii Rome!
Adresez cele mai calde felicitări autorilor pentru uriaşa şi migăloasa pregătire ştiinţifică şi tehnică, pentru munca asiduă de laborator, pentru observaţiile pe care le-au prezentat într-o formă care să poată fi înţeleasă de un public mai larg, pentru sistematizarea materialelor, pentru fotografiile inspirate, pentru tabelele şi schemele revelatoare dar, mai ales, pentru superba lor pasiune ca oameni de ştiinţă pentru care adevărul nu are nicio legătură cu politica şi nici cu opinia altora.
Recomand călduros această carte tuturor românilor care vor să ştie de unde se trag ca neam şi care vor să afle adevărul pe calea ştiinţei genetice. Vor putea constata pe baze ştiinţifice că, într-adevăr, Noi nu suntem urmaşii Romei! (Dr. Napoleon Săvescu)
Prefaţă de dl. dr. Napoleon Săvescu ... 5
Prefaţă din partea autorilor ... 7

1. GENOMUL UMAN ... 9

1.1. ADN - "molecula vieţii" ... 9
1.2. Genomul nuclear ... 10
1.3. Polimorfisme ADN ... 11
1.3.1. Polimorfisme ADN RFLP ... 12
1.3.2. Polimorfisme ADN VNTR ... 13
1.3.3. Polimorfisme ADN SNP ... 13
1.3.4. Polimorfisme ADN STR ... 13
1.3.4.1. Rata de mutaţie a microsatelitilor ... 15
1.3.4.2. Polimorfisme STR în studiile de ADN vechi ... 16
1.3.4.3. Markerul ADN HuVWA3IA ... 17
1.3.5. Polimorfisme STR pe cromozomul Y ... 17
1.3.5.1. Rata de mutaţie a polimorfismelor STR de pe cromozomul Y ... 18
1.3.5.2. Polimorfismul STR DYS392 ... 18
1.3.5.3. Polimorfismul STR DYS393 ... 19
1.4. Identificarea sexului genetic cu ajutorul genei amelogeninei ... 19
1.5. Genomul mitocondrial ... 20
1.5.1. Structura si organizarea genomului mitochondrial ... 20
1.5.2. Genomul mitocondrial uman ... 22
1.5.2.1. Generalităţi ... 22
1.5.2.2. Moştenirea genomului mitocondrial şi heteroplasmia ... 23
1.5.2.3. Absenţa recombinării moleculelor de ADNmt la om ... 25
1.5.2.4. Rata mutaţiei in ADNmt ... 26
1.5.2.5. Inserţii nucleare de secvenţe de ADNmt ... 28
1.5.2.6. Homoplazia ... 29
1.5.3. Nomenclatura haplogrupurilor mitocondriale ... 30
1.5.4. Şiruri nucleotidice hipervariabile în regiunea de control din ADNmt ... 31
1.5.5. Variaţia ADNmt în populaţia umană ... 32
1.5.5.1. Variaţia ADNmt în Europa ... 32
1.5.5.2. Variaţia ADNmt în Africa ... 36
1.5.5.3. Variaţia ADNmt în Asia ... 37
1.5.5.4. Variaţia ADNmt în Australia si Oceania ... 37
1.5.5.5. Variaţia ADNmt în Lumea Nouă ... 38
1.6. Originea, evoluţia si răspândirea omului modern ... 38
1.7. Originea fondului genetic European actual ... 41

2. PALEOGENETICA-DOMENIUL CERCETĂRII MOLECULELOR DE ADN VECHI ... 44

2.1. Introducere ... 44
2.2. Degradarea moleculelor de ADN vechi ... 45
2.3. Extractia de ADN vechi ... 46
2.4. Autentificarea rezultatelor ... 46
2.5. Contaminarea probelor biologice vechi cu ADN modern ... 47
a) Contaminarea la nivelul sitului arheologic ... 47
b) Contaminarea în cadrul laboratorului ... 48

3. SCOPURILE STUDIULUI NOSTRU DE PALEOGENETICA ... 49

4. MATERIALE SI METODE ... 50

4.1. Introducere ... 50
4.2. Materiale ... 50
4.2.1. Probele umane vechi ... 50
4.2.1.1. Probele umane vechi datate din Epoca Bronzului ... 51
4.2.1.2. Probele osoase umane vechi din Epoca Fierului ... 54
4.2.2. Probele biologice de la indivizi din populaţia romanească actuală ... 57
4.3. METODE ... 58
4.3.1. Precauţii necesare pentru prevenirea contaminării probelor cu ADN exogen ... 58
4.3.1.2. Spatii de lucru special destinate cercetării de ADN vechi ... 58
4.3.1.3. Prevenirea contaminării externe ... 59
4.3.1.4. Tratarea tuburilor PCR ... 59
4.3.1.5. Autentificarea rezultatelor ... 60
4.3.2. Pretratamentul probelor osoase ... 62
4.3.3. Extracţia de ADN ... 62
4.3.3.1. Extracţia de ADN vechi ... 62
4.3.3.2. Extracţia de ADN din sânge ... 63
4.3.4. Reacţia PCR ... 63
4.3.4.1. Principiul reacţiei PCR ... 63
4.3.4.2. Amplificarea ADN prin PCR în studiul de faţă ... 65
4.3.4.2.1. Markeri de ADN mitocondrial amplificaţi prin PCR ... 66
a) Regiunea de ADNmt HVR I ... 67
b) Regiunea de ADNmt HVR II ... 68
c) Regiunea de Control V ... 69
4.3.4.2.2. Markeri de ADN nuclear ... 69
a) Gena amelogeninei ... 69
b)Markerul ADNnvon Willebrand(VWA31A) ... 70
4.3.4.3. Testul PCR pentru inhibitori ... 71
4.3.4.4. Purificarea extractelor de ADN vechi ... 71
4.3.5. Electroforeza ADN ... 71
4.3.5.1. Principiul electroforezei ... 71
4.3.5.2. Electroforeza în gel de agaroză ... 71
4.3.5.3. Electroforeza în gel de poliacrilamidă ... 72
a) Prepararea plăcilor de sticlă ... 73
b) Prepararea gelului de poliacrilamidă ... 74
c) Prepararea probelor de ADN ... 74
d) Migrarea în gel de poliacrilamidă ... 74
e) Colorarea gelurilor de PAA cu argint ... 75
4.3.6. Secvenţierea ADN ... 75
4.3.6.1. Principiul secventierii ADN ... 75
4.3.6.2. Purificarea produsilor de PCR pentru secventiere ADN ... 76
4.3.6.3. Secvenţierea ADN în acest studiu ... 76
4.3.7. Alinierea secvenţelor de ADN ... 77
4.3.8. Analiza statistică ... 77
4.3.8.1. Baza de date ADN ... 77
4.3.8.2. Metode de analiză la nivel intra-populaţional ... 77
4.3.8.2.1. Atribuirea haplogrupurilor ... 77
4.3.8.2.2. Diversitatea (genică) haplotipică ... 78
4.3.8.2.3. Numărul de şiruri polimorfice (S) ... 78
4.3.8.2.4. Indicatori moleculari ... 79
4.3.8.2.4.1. Numărul mediu de diferenţe dintre perechile de haplotipuri ... 79
4.3.8.2.4.2. Diversitatea nucleotidică ... 79
4.3.8.2.5. Reţele filogenetice ale haplotipurilor de ADNmt ... 79
4.3.8.2.6. Testul Tajima de neutralitate selectivă ... 79
4.3.8.2.7. Echilibrul Hardy-Weinberg ... 80
4.3.8.2.8. Testul Chi pătrat ... 80
4.3.8.3. Metode de analiză la nivel inter-populaţional ... 80
4.3.8.3.1. Testul exact de diferenţiere a populaţiilor ... 80
4.3.8.3.2. Analiza variantei moleculare AMOVA ... 80
4.3.8.3.3. Distanţele genetice dintre populaţii ... 81
a) Analiza distanţei FST ... 81
b) Distanţa genetică Nei ... 81
c) Distanţa genetică Cavalli-Sforza ... 82
4.3.8.3.4. Arbori filogenetici ... 82
4.3.8.3.5. Analiza componentului principal PCA ... 82

5. REZULTATE SI DISCUŢII ... 83

5.1. ANALIZA LA NIVEL INTRA-POPULATIONAL
... 83

5.1.1. Analiza genetică a eşantionului de indivizi din populaţia umană veche ... 83
5.1.1.1. Consideraţii generale ... 83
5.1.1.2. Autenticitatea moleculelor de ADN vechi ... 86
5.1.1.3. Alegerea protocolului de tratare a tuburilor PCR ... 88
5.1.1.4. Analiza ADN mitocondrial vechi ... 89
a) Analiza Regiunii de Control V din ADNmt ... 89
b) Analiza regiunilor mitocondriale HVR I si HVR II ... 90
5.1.1.5. Analiza de ADN nuclear ... 105
a) Analiza markerului microsatelit VWA3IA ... 105
b) Analiza genei amelogeninei ... 108
c) Markeri pe cromozomul Y ... 110
5.1.2. Analiza ADNmt în populaţia actuală din România ... 110
5.2. ANALIZA LA NIVEL INTER-POPULATIONAL ... 113
5.2.1. Analiza de ADN mitocondrial ... 113
5.2.1.1. Testul exact de diferenţiere a populaţiilor ... 113
5.2.1.2. Analiza diversităţii genetice ... 114
5.2.1.3. Testul Tajima de neutralitate selectivă ... 118
5.2.1.4. Analiza variantei moleculare AMOVA ... 119
5.2.1.5. Distanţe genetice şi arbori filogenetici construiţi pe baza datelor de ADNmt ... 119
5.2.2. Analiza ADN nuclear ... 121
5.2.2.1. Testele Chi pătrat ... 121
5.2.2.2. Echilibrul Hardy-Weinberg ... 122
5.2.2.3. Distante genetice si arbori filogenetici realizaţi pe baza datelor de ADNn ... 122
5.2.2.4. Analiza Componentului Principal ... 124
5.3. DISCUŢII ... 126
5.3.1. Discuţii asupra rezultatelor de ADNmt ... 126
5.3.2. Discuţii asupra rezultatelor de ADNn ... 129
5.3.2.1. Markerul microsatelit VWA31 A ... 129
5.3.2.2. Discuţii asupra datelor de amelogenină ... 130
5.3.2.3. Discuţii asupra markerilor de pe cromozomul Y ... 131

5.4. CONCLUZII FINALE ... 134

Appendix A ... 135
Appendix B ... 142
Bibliografie ... 147
Abstract ... 155

pag. 10-11

   Lungimea moleculelor de ADN dublu catenar este de obicei exprimată în perechi de baze (pb) complementare. Informaţia genetică codificată de moleculele de ADN este copiată în molecule de ARN în timpul procesului de transcriere.
   Moleculele de ARN mesager (ARNm) transportă mesajul genetic în citoplasmă, unde este tradus în molecule de proteine în timpul procesului de traducere, efectuat la nivelul ribozomilor ("maşinăria de sinteză proteică" a celulei). Fiecare individ are propria informaţie genetică, care determină structura şi funcţionarea corpului său şi care este transmisă urmaşilor.

   1.5. Genomul nuclear

   Genomul celular, localizat în nucleu (99%) şi mitocondrii (1%), conţine toate moleculele de ADN ale unui organism. Genomul uman a fost complet secvenţiat în cadrul Proiectului Genom Uman de HUGO ("The Human Genome Organisation") si Compania celera ("Celera Company"). întregul genom uman este format din 3,25 x IO9 pb (3250 Mb) în lungime (Venter et al, 2001; Hummel, 2003).
   Genomul nuclear este organizat în cromozomi, care sunt constituiţi din molecule de ADN si histone, proteine protectoare. Fiecare celulă sexuală umană posedă un genom nuclear haploid care conţine un set complet de gene pe cei 23 de cromozomi, în timp ce fiecare celulă a corpului uman (celule somatice) are un genom nuclear diploid, constând din 2 seturi de cromozomi, moştenite de la cei doi părinţi (23 de perechi de cromozomi omologi: 22 de perechi de cromozomi autozomali si 1 pereche de cromozomi de sex). Cromozomii de sex (heterozomi) sunt cromoomii XX la femei şi XY la bărbaţi, cromozomul Y fiind întotdeauna moştenit de la tată şi esenţial pentru dezvoltarea caracterelor masculine (Kaesmann & Paabo, 2002). Datorită unui proces de recombinare genetică în timpul meiozei, fiecare individ conţine un set unic (o combinaţie unică) diploid de cromozomi, cu excepţia gemenilor monozigoti, care sunt identici din punct de vedere genetic (Kaesmann & Păăbo 2002 Strachan and Read, 2003).
   Genele nucleare sunt alcătuite din exoni şi introni. Aproximativ 3% din genomul nuclear uman codifică aproximativ 25 000 gene (HUGO, 2013). Aproximativ 97% din ADN nuclear (ADNn) uman este reprezentat de regiuni necodificatoare, din care 24% sunt localizate în introni şi 75% în regiunile intergenice (Venter et al, 2001).
   Fiecare individ posedă două alele ale fiecărei gene la un anumit locus genetic particular pe cromozomi omologi. Cele două alele pot fi identice în cazul indivizilor homozigoţi sau diferite în cazul indivizilor heterozigoţi. Caracterizarea alelelor prezente la un locus genetic se numeşte genotip (Butler, 2001). Selecţia naturală păstrează numai mutaţii favorabile din exonii genelor, care cresc posibilitatea de adaptare a organismelor ("fitness"), mutaţiile dăunătoare fiind excluse.

   1.6. Polimorfisme ADN

   Aproximativ 99.7 - 99.9% din genomul nostru este identic la oameni, doar 0,1-0,3% (aproximativ un milion de nucleotide) diferă şi ne conferă unicitatea fiecăruia (Butler, 2001; Păăbo, 2003; Păăbo, 2008). Predictor semnificativ ai diversităţii umane şi, de asemenea, ai divergenţei om-cimpanzeu s-a dovedit a fi conţinutul in G si C si regiunile bogate in grupări CpG (structuri simple repetate din moleculele de ADN), precum şi distanţa de la centromere la telomere, precum şi ratele de recombinare pe scară largă/la scala de megabaze (Hellman et al, 2005). Regiunile variabile ale genomului nostru ar putea oferi informaţii preţioase în scopul identificării umane (Butler, 2001).
   În general, moleculele de ADN acumulează mutaţii în timpul evoluţiei. Regiunile de ADN codificatoare sunt supuse presiunii mecanismului de selecţie naturală, care exclude toate mutaţiile nefavorabile. De aceea, unele gene nu pot avea mutaţii, în timp ce alte gene sunt mai tolerante, mai permisive la unele mutaţii. Acestea din urmă au mai multe variante în populaţie, numite alele. Locii genetici cu mai multe alele ale unei gene sunt numiţi polimorfici. Această variaţie la nivelul moleculelor de ADN este reflectată fenotipic în variaţia diferitelor tipuri de proteine, cum ar fi grupele de sânge, proteinele serice (de exemplu P-gklobina, lipoprotein-lipaza) şi complexul major de histocompatibilitate (MHC sau antigenele de transplant HLA) (Kaesmann & Păăbo, 2002; Primorac et al, 2000).
   Secvenţele necodificatoare de ADN nu sunt de obicei supuse presiunii selecţiei naturale, prin urmare mutaţiile care au loc in aceste regiuni se acumulează în timpul evoluţiei, atâta timp cât acestea nu afectează capacitatea de supravieţuire a indivizilor. Astfel, mai multe variante (alele) ale unor regiuni de ADN necodificator pot fi găsite într-o populaţie. Astfel de polimorfisme de ADN, numite si markeri ADN, pot fi găsite în secvenţele de ADN necodificatoare, situate în anumiţi loci genetici. Mulţi markeri ADN situaţi în regiuni necodificatoare de ADN, fie în regiunile intergenice, fie în interiorul genelor (de obicei în introni) sunt utilizate în studiile evolutive şi în cadrul...

pag. 10-11

   Lungimea moleculelor de ADN dublu catenar este de obicei exprimată în perechi de baze (pb) complementare. Informaţia genetică codificată de moleculele de ADN este copiată în molecule de ARN în timpul procesului de transcriere.
   Moleculele de ARN mesager (ARNm) transportă mesajul genetic în citoplasmă, unde este tradus în molecule de proteine în timpul procesului de traducere, efectuat la nivelul ribozomilor ("maşinăria de sinteză proteică" a celulei). Fiecare individ are propria informaţie genetică, care determină structura şi funcţionarea corpului său şi care este transmisă urmaşilor.

   1.5. Genomul nuclear

   Genomul celular, localizat în nucleu (99%) şi mitocondrii (1%), conţine toate moleculele de ADN ale unui organism. Genomul uman a fost complet secvenţiat în cadrul Proiectului Genom Uman de HUGO ("The Human Genome Organisation") si Compania celera ("Celera Company"). întregul genom uman este format din 3,25 x IO9 pb (3250 Mb) în lungime (Venter et al, 2001; Hummel, 2003).
   Genomul nuclear este organizat în cromozomi, care sunt constituiţi din molecule de ADN si histone, proteine protectoare. Fiecare celulă sexuală umană posedă un genom nuclear haploid care conţine un set complet de gene pe cei 23 de cromozomi, în timp ce fiecare celulă a corpului uman (celule somatice) are un genom nuclear diploid, constând din 2 seturi de cromozomi, moştenite de la cei doi părinţi (23 de perechi de cromozomi omologi: 22 de perechi de cromozomi autozomali si 1 pereche de cromozomi de sex). Cromozomii de sex (heterozomi) sunt cromoomii XX la femei şi XY la bărbaţi, cromozomul Y fiind întotdeauna moştenit de la tată şi esenţial pentru dezvoltarea caracterelor masculine (Kaesmann & Paabo, 2002). Datorită unui proces de recombinare genetică în timpul meiozei, fiecare individ conţine un set unic (o combinaţie unică) diploid de cromozomi, cu excepţia gemenilor monozigoti, care sunt identici din punct de vedere genetic (Kaesmann & Păăbo 2002 Strachan and Read, 2003).
   Genele nucleare sunt alcătuite din exoni şi introni. Aproximativ 3% din genomul nuclear uman codifică aproximativ 25 000 gene (HUGO, 2013). Aproximativ 97% din ADN nuclear (ADNn) uman este reprezentat de regiuni necodificatoare, din care 24% sunt localizate în introni şi 75% în regiunile intergenice (Venter et al, 2001).
   Fiecare individ posedă două alele ale fiecărei gene la un anumit locus genetic particular pe cromozomi omologi. Cele două alele pot fi identice în cazul indivizilor homozigoţi sau diferite în cazul indivizilor heterozigoţi. Caracterizarea alelelor prezente la un locus genetic se numeşte genotip (Butler, 2001). Selecţia naturală păstrează numai mutaţii favorabile din exonii genelor, care cresc posibilitatea de adaptare a organismelor ("fitness"), mutaţiile dăunătoare fiind excluse.

   1.6. Polimorfisme ADN

   Aproximativ 99.7 - 99.9% din genomul nostru este identic la oameni, doar 0,1-0,3% (aproximativ un milion de nucleotide) diferă şi ne conferă unicitatea fiecăruia (Butler, 2001; Păăbo, 2003; Păăbo, 2008). Predictor semnificativ ai diversităţii umane şi, de asemenea, ai divergenţei om-cimpanzeu s-a dovedit a fi conţinutul in G si C si regiunile bogate in grupări CpG (structuri simple repetate din moleculele de ADN), precum şi distanţa de la centromere la telomere, precum şi ratele de recombinare pe scară largă/la scala de megabaze (Hellman et al, 2005). Regiunile variabile ale genomului nostru ar putea oferi informaţii preţioase în scopul identificării umane (Butler, 2001).
   În general, moleculele de ADN acumulează mutaţii în timpul evoluţiei. Regiunile de ADN codificatoare sunt supuse presiunii mecanismului de selecţie naturală, care exclude toate mutaţiile nefavorabile. De aceea, unele gene nu pot avea mutaţii, în timp ce alte gene sunt mai tolerante, mai permisive la unele mutaţii. Acestea din urmă au mai multe variante în populaţie, numite alele. Locii genetici cu mai multe alele ale unei gene sunt numiţi polimorfici. Această variaţie la nivelul moleculelor de ADN este reflectată fenotipic în variaţia diferitelor tipuri de proteine, cum ar fi grupele de sânge, proteinele serice (de exemplu P-gklobina, lipoprotein-lipaza) şi complexul major de histocompatibilitate (MHC sau antigenele de transplant HLA) (Kaesmann & Păăbo, 2002; Primorac et al, 2000).
   Secvenţele necodificatoare de ADN nu sunt de obicei supuse presiunii selecţiei naturale, prin urmare mutaţiile care au loc in aceste regiuni se acumulează în timpul evoluţiei, atâta timp cât acestea nu afectează capacitatea de supravieţuire a indivizilor. Astfel, mai multe variante (alele) ale unor regiuni de ADN necodificator pot fi găsite într-o populaţie. Astfel de polimorfisme de ADN, numite si markeri ADN, pot fi găsite în secvenţele de ADN necodificatoare, situate în anumiţi loci genetici. Mulţi markeri ADN situaţi în regiuni necodificatoare de ADN, fie în regiunile intergenice, fie în interiorul genelor (de obicei în introni) sunt utilizate în studiile evolutive şi în cadrul...

pag. 44-45

   2. PALEOGENETICA - DOMENIUL CERCETĂRII MOLECULELOR DE ADN VECHI

   2.1.Introducere


   Hermann şi Hummel în 1994 au definit cât se poate de bine termenul de ADN fosil sau ADN vechi ("ancient DNA") ca fiind "orice cantitate sau chiar urmă de ADN dintr-un organism decedat sau o parte a acestuia", care a suferit procese de autoliză şi diageneză sub acţiunea factorilor de mediu, ca şi "ADN-ul extracorporal al unui organism în viaţă", care a fost supus unui proces de fixare prin diferite metode (formaldehidă, glutaraldehidă, s.a.). împreună cu ţesutul sau ţesuturile în care se află (Hermann & Hummel, 1994). Extracţia moleculelor de ADN vechi din materiale biologice vechi, descoperite în diverse situri arheologice sau din specimenele păstrate în muzee, a deschis calea cercetării paleogenetice, oferind astfel noi perspective asupra cunoaşterii şi înţelegerii evoluţiei vieţii în general şi a speciei umane în particular.
   Primele încercări în domeniul paleogenticii au fost realizate de către o echipa de cercetători chinezi de la Hunnan Medical School în anii 1980, care a extras ADN vechi dintr-un cartilaj costal al unei mumii ("the Old Lady of Mawangtui") vechi de 2.000 ani (Hummel, 2003). În 1985, o echipa de cercetători condusă de profesorul Svante Păăbo, "părintele fondator" al paleogeneticii, a extras şi clonat ADN fosil din mumiii egiptene (Păăbo, 1985). Inventarea reacţiei de polimerizare în lanţ PCR ("Polymerase Chain Reaction") de către Kary Mullis în 1984 a contribuit mai mult decât orice altă metodă de studiu molecular la dezvoltarea acestui nou domeniu ştiinţific. Paleogenetica moleculară este astăzi un domeniu ştiinţific de actualitate, ce poate aduce informaţii preţioase asupra structurii socio-familiale a populaţiilor umane vechi, a relaţiilor de înrudire genetică dintre acestea şi populaţiile umane actuale, a evoluţiei genelor şi a genomului uman, lărgind totodată cadrul cercetărilor în anatomia patologică şi în testele de paternitate. Dezvoltarea acestui domeniu ştiinţific a permis identificarea victimelor unor accidente, războaie sau alte dezastre în masă (inundaţii, cutremure, incendii, prăbuşiri de avioane, atacuri teroriste, etc), elucidarea unor enigme istorice cum ar fi identificarea rămăşiţelor pământeşti ale ultimului ţar al Rusiei, Nicolae al II-lea şi ale membrilor familiei sale sau ale medicul nazist Iosif Mengele, supranumit "Îngerul morţii" (Hummel, 2003). Merită să amintim aici şi studiul nostru de paleogeneticâ prin care am elucidat genealogia primilor domnitori moldoveni din secolul al XIV-lea, începând cu Bogand I, Întemeietorul Moldovei (Bătrâna et al, 2012).

   2.2.Degradarea moleculelor de ADN vecbi

   Paleogentica moleculară utilizează o serie de metode de genetică moleculară (extracţia de ADN, reacţia PCR, donarea şi secventierea moleculelor de ADN) care necesită modificarea şi adaptarea la statusul de degradare a materialului biologic vechi chiar şi de mii de ani (Hummel, 2003). Materialul biologic utilizat în cercetarea paleogeneticâ este cel mai adesea reprezentat de fragmente de oase şi dinţi vechi, mai rar ţesuturi moi (în cazul mumiilor egiptene şi incaşe foarte bine conservate) (Golenberg et al, 1990). Degradarea moleculelor de ADN este iniţiată postmortem de o serie de nucleaze endogene şi continuată şi intensificată de condiţiile de mediu (temperatură, umiditate, pH, bacterii,etc). În anumite condiţii de mediu (uscare rapidă postmortem, temperaturi scăzute până la îngheţ sau concentraţii crescute de săruri), nucleazele pot fi distruse sau inactivate înainte de a descompune în întregime acizii nucleici. Chiar şi în această situaţie, încet dar sigur, au loc alte procese care distrug moleculele de ADN, cum ar fi oxidarea sau iradierea cu diverse tipuri de radiaţii din mediu, care prin efecte directe sau indirecte, pot modifica şi distruge moleculele de ADN (Paabo 1989; Thomas et al, 2003). Numeroase modificări ale moleculelor de ADN produse sub acţiunea procesele oxidative şi hidrolitice (cum ar fi hidantoinele) inhibă activitatea enzimelor ADN-polimeraze, îngreunând astfel cercetarea în domeniul paleogeneticii (Paabo, 1989; Hummel, 2003).
   Alte modificări ale ADN-ului vechi produse sub acţiunea a diferiţi factori (de mediu sau endogeni) permit desfăşurarea reacţiilor PCR, dar enzimele ADN-polimeraze care realizează amplificarea moleculelor de ADN vechi pot "citi" greşit mesajul din catenele de ADN, astfel încât catenele nou obţinute vor avea "greşeli" în anumite poziţii nucleotidice faţă de catenele de ADN vechi originale. De asemenea, dezaminarea, depurinizarea sau alte procese hidrolitice produc destabilizarea şi fragmentarea multiplă a moleculelor de ADN, gradul de degradare în timp al moleculelor de ADN fiind strâns corelat cu structura secundară şi terţiară a acestora, cele mai susceptibile degradării fiind tocmai situsurile hipervariabile sau "punctele fierbinţi" (Gilbert et al, 2003). Studiile...

pag. 133

   5.4. CONCLUZII FINALE

   Analiza datelor de ADNmt şi nuclear corespunzătoare indivizilor din populaţia veche din Epoca Bronzului şi a Fierului de pe teritoriul României în comparaţie cu populaţiile europene actuale a relevat următoarele:
   - variabilitate genetică redusă, atât la nivel mitocondrial cât şi la nivel nuclear, în cadrul populaţiilor vechi din Epoca Bronzului şi a Fierului de pe teritoriul României în comparaţie cu populaţiile moderne europene, inclusiv cu populaţia românească actuală; această variabilitate genetică redusă ar putea fi rezultatul unei organizări sociale şi culturale locale în grupuri mici, parţial izolate reproductiv;
   - la nivel mitocondrial, relaţii genetice mai apropiate între populaţiile umane vechi de pe teritoriul României şi populaţia turcă de origine tracică de pe coastele Marii Negre şi ale Marii Mediterane;
   - la nivel nuclear, s-au putut observa relaţii genetice apropiate cu populaţia italiană modernă; dintre celelalte populaţii europene actuale utilizate în acest studiu, aromânii, turcii din aria Mării Mediterane, grecii şi românii moderni au demonstrat relaţii genetice mai apropiate cu populaţiile vechi din România;
   - în privinţa relaţiilor genetice ale românilor actuali, aceştia s-au grupat (au format un "cluster" în analiza distanţelor genetice) împreună cu populaţia din Bulgaria, demonstrând astfel relaţii genetice mai apropiate; au fost evidenţiate de asemenea relaţii genetice ale populaţiei româneşti actuale cu alte populaţii europene actuale, cum ar fi populaţiile din Italia şi Grecia.
   Markerii nucleari suferă recombinare în timpul diviziunii meiotice şi reprezintă ereditatea transmisă biparental, în timp ce moleculele de ADN mitocondrial se transmit de la o generaţie la altă exclusiv pe linie maternă. De aceea, analiza informaţiei genetice provenite de la moleculele de ADN nuclear şi mitocondrial pot conduce la rezultate diferite din punct de vedere al relaţiilor de înrudire genetică, reflectând "istoria" diferită a genomurilor mitocondrial şi nuclear de-a lungul evoluţiei speciei umane.
   Relaţiile genetice dintre populaţiile vechi de pe teritoriul României şi populaţiile europene actuale găsite de noi în cadrul acestui studiu de paleogenetică au probabil explicaţii mult mai complexe decât cele menţionate de noi şi sperăm că oameni de ştiinţă din alte domenii (istorici, arheologi, antropologi, s.a.) ne vor ajută să le descoperim.

pag. 86-87

   ...şi unul din Epoca Fierului (19F) au fost într-o stare mai puţin bună de conservare morfologică, cu grad înalt de porozitate şi densitate osoasă sever redusă, ceea ce a indicat o degradare severă la nivel molecular. Din aceste probe osoase nu am putut recupera nici ADNmt şi nici ADNn amplificabil din cel puţin 3 extracţii de ADN independente.
   Din probele osoase aparţinând altor indivizi din populaţiile vechi am obţinut ADN amplificabil numai pentru unii dintre markerii analizaţi, în special ADNmt. în această categorie se încadrează probele 1A, 4A, 5A, 8A, 9A, 13A datate din Epoca Bronzului şi probele 1F, 11F, 13F datate din Epoca Fierului, din care am putut extrage ADNmt, dar nu şi ADNn.
   În contrast, dinţii fosili ce au aparţinut indivizilor 20A, 21A si 22A dataţi din Epoca Bronzului au fost cei mai bine conservaţi, la temperatură scăzută în pivniţă, după prelevarea din situl arheologic. De aceea, aceste probe osoase au avut un status de conservare foarte bun; din acestea am obţinut atât ADNmt cât şi ADNn. Inhibitorii enzimelor de polimerizare (ADN-polimeraze), detectaţi de noi in unele extracte de ADN vechi prin testul pentru inhibitori, au contribuit de asemenea la eşecul amplificării moleculelor de ADN în unele cazuri, cum ar fi în cazul extractelor ADN obţinute din materialul osos aparţinând indivizilor 1A, 5A, 8A, 9A, 14A, 15A, 14F. în unele cazuri toate încercările de îndepărtare a acestor inhibitori prin diferite metode de purificare a ADN au eşuat.

   5.1.1.2. Autenticitatea moleculelor de ADN vechi

   Autenticitatea moleculelor de ADN este o preocupare majoră în domeniul studiului de ADN vechi. Tehnologiile PCR utilizate în studiile de ADN sunt foarte sensibile, fiind capabile de a genera cantităţi mari de produs ADN amplificat (amplicon), pornind de la cantităţi foarte mici de material genetic; de aceea precauţii extreme trebuie luate pentru a se evita orice contaminare cu ADN din exterior.
   Suntem convinşi că secvenţele de ADN vechi obţinute în studiul de faţă sunt autentice. În conformitate cu recomandările generale din literatură de specialitate (Handt et al, 1994; Cooper şi Poinar, 2000; Hummel, 2003), am luat măsuri de precauţie extreme în cadrul studiului nostru, cum ar fi: încăperi separate pentru etapele pre-şi post-PCR, curăţarea suprafeţelor de lucru cu soluţii puternic acide, îmbrăcăminte sterilă de protecţie (halate, mănuşi, capeline, botoşei), reactivi şi tuburi PCR sterile şi în plus iradiate cu radiaţie UV, pre-tratarea probelor osoase cu acizi tari şi radiaţie UV, prelucrarea unei probe de control negativ (fără proba biologică/ADN) în timpul extracţiilor de ADN vechi şi respectiv a reacţiilor PCR, extracţii de ADN multiple din piese osoase diferite de la acelaşi individ, reacţii PCR multiple din mai multe extracte de ADN vechi din aceeaşi probă. Camera dedicată extracţiei de ADN vechi a fost permanent iradiată UV, fiind accesibilă numai cercetătorilor care au manipulat efectiv probele osoase.
   Am făcut cel puţin două extracţii de ADN diferite din două piese scheletice diferite ale fiecărui individ din eşantionul de populaţie veche. Pentru a evita orice posibilitate de contaminare încrucişată între probele biologice, am procesat numai o singură piesă osoasă în fiecare rundă de extracţie de ADN vechi. Am efectuat cel puţin două reacţii PCR din fiecare extract de ADN vechi pentru asigurarea reproductibilităţii pentru fiecare marker ADN studiat. Hota PCR, pipetele, vârfurile de pipetă şi apa dedicate setării reacţiilor PCR au fost permanent iradiate UV.
   Pentru a evita eventualele artefacte de amplificare, am realizat secvenţierea directă a produşilor de PCR. Fiecare secvenţă de ADNmt corespunzătoare regiunilor HVR I şi HVR II obţinută pentru indivizii din populaţiile vechi a fost secvenţiată de cel puţin două ori, pe fiecare catenă de ADN mitocondrial (catenele L şi H), din cel puţin două extracţii independente de ADN, obţinute din piese osoase diferite ale aceluiaşi individ. Când rezultatele secventierii ADN au fost neclare (din cauza încorporărilor greşite sporadice, erori sau eşec în secventiere), au fost secvenţiati mai mulţi ampliconi PCR până când a fost clarificată secvenţa de ADN originală în fiecare caz. Amplificarea prin PCR şi secvenţierea ambelor regiuni de ADN mitocondrial HVR I şi HVR II în două fragmente care se suprapun este unul dintre criteriile de autentificare a moleculelor de ADN vechi.
   Secvenţele de ADN vechi obţinute în studiul nostru au fost diferite de secvenţele de ADN mitocondrial ale cercetătorilor care au manipulat piesele osoase în cadrul laboratorului nostru de paleogenetică.
   Un alt criteriu de autentificare a originalităţii moleculelor de ADN vechi a constat în obţinerea numai a unor secvenţe scurte de ADN, sub 200 pb, prin amplificarea PCR din extractele de ADN vechi. Acest fapt se datorează degradării moleculelor de ADN în timp, sub acţiunea factorilor diagenetici, astfel încât numai fragmente de ADN scurte mai pot fi regăsite în probele biologice vechi de sute şi mii de ani (Hummel, 2003). În acest sens am încercat să obţinem prin PCR secvenţe de 325 pb de lungime (secvenţa P1P4 din regiunea mitocondrială HVR I-vezi cap. Materiale şi metode). Aceste încercări ale noastre s-au soldat cu eşec, sugerând faptul că moleculele...

  • cartea a apărut în septembrie 2013 la editura Teocora
  • cartea cuprinde 158 pagini în format 17x24cm şi o greutate de 0.250 kg
  • ISBN: 978-606-632-159-4
  • cartea a fost vizualizată de 2671 ori începând cu data de 06.05.2011
Nu sunt păreri

Puteţi adăuga păreri doar dacă sunteţi autentificat.
  • Poşta Română
    8.00 lei
    Livrare prin Poşta Română, plata ramburs
    Termen de livrare: 2-4 zile lucrătoare
    - Gratuit pentru comenzi cu valoare a produselor mai mare de 100.00 lei

  • Livrare prin curier rapid în Bucureşti şi zone limitrofe (Bookurier)
    8.00 lei
    Bucureşti, Bragadiru, Buftea, Chiajna, Chitila, Dobroeşti, Dudu, Măgurele, Mogoşoaia, Otopeni, Pantelimon, Popeşti Leordeni, Pipera, Roşu, Voluntari.
    Termen de livrare: 24-48 ore (în funcţie de ora la care s-a lansat comanda)
    - Gratuit pentru comenzi cu valoare a produselor mai mare de 100.00 lei

  • Livrare prin curier rapid în alte localităţi decât Bucureşti (GLS)
    14.00 lei
    livrare prin curier rapid în orice localitate, confirmarea livrării se va face telefonic
    Termen de livrare: 24-48 ore (în funcţie de ora la care s-a lansat comanda)
    - Gratuit pentru comenzi cu valoare a produselor mai mare de 200.00 lei

Nu sunt definite linkuri pentru această carte
carţi din acelaşi domeniu cu "Genomul uman"
(mitologie > românească, orientări spirituale > ştiinţă)
derulare
Dr. Quantum şi cărticica marilor idei
Dr. Quantum şi cărticica marilor idei
(transformare personală, ştiinţă)
Spiritul dacic renaşte
Spiritul dacic renaşte
(românească, mistere)
Copiii matricei
Copiii matricei
(ştiinţă, mistere, experienţe paranormale, parapsihologie)
Oracolul cristalelor de apă
Oracolul cristalelor de apă
(general, ştiinţă)
Biocentrismul
Biocentrismul
(ştiinţă, transformare personală)
What the bleep do we know!? - Ce ştim noi, de fapt?!
What the bleep do we know!? - Ce ştim noi, de fapt?!
(ştiinţă, metafizica, transformare personală)
Teoria universală
Teoria universală
(ştiinţă)
Noi nu suntem urmaşii Romei
Noi nu suntem urmaşii Romei
(românească, ştiinţă, mistere)
Câmpul
Câmpul
(ştiinţă)
Dovezi referitoare la lumea de dincolo
Dovezi referitoare la lumea de dincolo
(ştiinţă, mistere, transformare personală)
2012 şi sosirea planetei X
2012 şi sosirea planetei X
(ştiinţă, mistere)
Exerciţii pentru creier
Exerciţii pentru creier
(ştiinţă, dezvoltare personală)
contact | termeni şi condiţii | © EuSunt.ro | ultima actualizare luni, 29 septembrie 2014
Cărţi vizualizate recent
toolbar
toolbar