Genetica Umana Lezioni 1-4

CORSO INTEGRATO DI BIOLOGIA E GENETICA Lezioni di Genetica Umana Prof.ssa Paola Maraschio

CARATTERI MENDELIANI SEMPLICI

CONTROLLATI DA UN SINGOLO GENE SENZA SUBIRE INFLUENZE AMBIENTALI Caratteri di questo tipo sono distribuiti in una popolazione in modo discontinuo, appartenendo ciascun individuo all’una o all’altra classe fenotipica

Classificazione delle malattie genetiche Cromosomiche Monogeniche o Mendeliane (autosomiche - legate all’x – dominanti – recessive)

Multifattoriali (effetto combinato di alcuni geni e ambiente)

Genetiche non Mendeliane Genomiche Mitocondriali (malattie neuromuscolari)

BRACHIDATTILIA BRACHIDATTILIA

EREDITARIETA’ AUTOSOMICA DOMINANTE

E’ PRESENTE IN OGNI GENERAZIONE SONO AFFETTI SIA I MASCHI CHE LE FEMMINE LA MALATTIA SI TRASMETTE DA INDIVIDUO AFFETTO AD INDIVIDUO AFFETTO CI SI ASPETTA CHE IL 50% DEI FIGLI DEGLI AFFETTI SIANO AFFETTI

EREDITARIETA’ AUTOSOMICA RECESSIVA

TENDONO A COMPARIRE IN UNA SOLA GENERAZIONE SONO INDIPENDENTI DAL SESSO DELL’INDIVIDUO

EREDITARIETA’ AUTOSOMICA RECESSIVA

RISCHI DI RICORRENZA PER INDIVIDUI PORTATORI E AFFETTI

DUE INDIVIDUI LEGATI DA PARENTELA HANNO MAGGIOR PROBABILITA’ DI ESSERE ETEROZIGOTI PER LO STESSO CARATTERE RISPETTO A DUE INDIVIDUI NON CONSANGUINEI

SEGREGAZIONE DEGLI ALLELI ALLA MEIOSI CELLULA DIPLOIDE

FASE DI SINTESI

ALLA FINE DELLA MEIOSI OGNI GAMETE CONTIENE UN SOLO ALLELE PER OGNI COPPIA DI GENI ( II LEGGE DI

SEGREGAZIONE INDIPENDENTE DEI CARATTERI EREDITARI ( III LEGGE DI MENDEL)

Regioni di omologia tra X e Y= regione pseudoautosomica Durante la profase meiotica i cromosomi X e Y si appaiono a livello della regione di omologia e si verifica un chiasma

Fattore di determinazione del testicolo = TDF

TDF = SRY

(sex determinig region Y)

CARATTERI RECESSIVI LEGATI AL SESSO GENE RARO Es. EMOFILIA 2:10.000

• NON SI TRASMETTE MAI DA MASCHIO A MASCHIO • GENERALMENTE, SE RARO, SALTA UNA GENERAZIONE

CARATTERI RECESSIVI LEGATI AL SESSO

GENE COMUNE Es. DALTONISMO, FAVISMO 8%

CARATTERI DOMINANTI LEGATI AL SESSO

• LE FEMMINE SONO AFFETTE CON UNA FREQUENZA DOPPIA RISPETTO AI MASCHI • IL MASCHIO TRASMETTE IL CARATTERE A TUTTE LE FIGLIE FEMMINE E A NESSUNO DEI FIGLI MASCHI

autosomico dominante con espressione limitata al sesso maschile Es. pubertà precoce

Ereditarietà legata all’Y Non ci sono malattie note legate al cromosoma Y si conoscono solo caratteri

legati all’ Y

(UOMO PORCOSPINO, 146600; ORECCHIO PELOSO, 425500)

E’ probabile che i geni sull’ Y codifichino solo

funzioni

strettamente

maschili.

E’ improbabile che eventuali mutazioni causino

alterazioni patologiche, a parte

DOMINANZA INCOMPLETA

CODOMINANZA SISTEMA AB0 (entrambi gli alleli si manifestano)

Anemia falciforme

Gli omozigoti affetti hanno un’anemia emolitica grave Gli eterozigoti presentano il tratto falcemico

Fenilchetonuria Alleli normali

Codificano una proteina funzionale Che converte la fenilalanina in tirosina

PAH+/PAHLivelli ridotti di Fenilalanina idrossilasi, ma livelli plasmatici di Fenilalanina normali

Alleli mutati Codificano una proteina difettosa Che non converte la fenilalanina in tirosina

MALATTIE AD EREDITARIETA’ AUTOSOMICA DOMINANTE

GLI AFFETTI CON GENOTIPO OMOZIGOTE DOMINANTE, NELLA MAGGIORANZA DEI CASI HANNO UN FENOTIPO MOLTO PIU’ ALTERATO RISPETTO AGLI ETEROZIGOTI

AD ESEMPIO: ACONDROPLASIA CAMPTOBRACHIDATTILIA IPERCOLESTEROLEMIA FAMIGLIARE SINDROME DI MARFAN

CAMPTOBRACHIDATTILIA

2

1

1

2

1

2

3

2

3

3

3

4

5

4

5

6

4

7

8

6

9

10

SORDOMUTISMO I

II

III

1 ddEE

1 DdEE

2 DdEE

2

3

1 DdEe

3 DDEe

4 ddEE

2 DdEe

5 DDee

3

6

4

4 DDEe

7

5

8

9 DDee

6 DDee

10 DDee

7 DDee

Le due mutazioni in geni diversi complementano e si ha il ritorno al fenotipo normale ( test di complementazione )

8 DDee

Sordomutismo

PENETRANZA FREQUENZA CON CUI UN CARATTERE SI MANIFESTA

ESPRESSIVITA’ VARIABILE

INTENSITA’ CON CUI UN CARATTERE SI MANIFESTA

Nuova mutazione Malattie autosomiche dominanti letali

perinatalmente (Osteogenesi imperfecta)

o con fitness molto bassa (Acondroplasia, FGFR3) rappresentano tutte o nella maggior parte dei casi nuove mutazioni

Insorgenza tardiva permette la diffusione dell’ allele mutato nella popolazione

CARATTERI QUANTITATIVI

Numero di geni

P

F1

F2 Senza la variabilità ambientale

F2 Con la componente ambientale

I caratteri quantitativi si distribuiscono nella popolazione secondo una curva a campana. Le code identificano le classi meno rappresentate e la parte centrale la classe più comune

Cariosside del grano aabbcc Bianco

AaBbCc Gamete maschile

AABBCC Rosso scuro

AaBbCc Gamete femminile

Da un incrocio di due piante con colorazione intermedia (AaBbCc) si ha una probabilità molto bassa di ottenere piante con colore molto chiaro o molto scuro

G GENETICA Sindrome di Down

M GENI+ AMBIENTE Asma

Acondroplasia

Labio-palatoschisi

Emofilia

Infarto miocardico

A AMBIENTE Fratture ossee Ustioni Malaria

Fenilchetonuria

Diabete-Obesità-Ipertensione

Malnutrizione

Talassemie

Celiachia (intolleranza glutine)

Malattie infettive

PATOLOGIE AD EREDITARIETA’ MULTIFATTORIALE DIFETTI CONGENITI

MALATTIE DELL’ADULTO

CARDIOPATIE CONGENITE

ASMA

DIFETTI DEL TUBO NEURALE

CARDIOPATIE ISCHEMICHE

LABIO/PALATOSCHISI

DIABETE MELLITO

LUSSAZIONE CONGENITA DELL’ANCA

EPILESSIA

PIEDI TORTI

GLAUCOMA

STENOSI IPERTROFICA DEL PILORO

IPERTENSIONE OBESITA’ PSICOSI MANIACODEPRESSIVA

(Verifica sui gemelli)

Non è la malattia in se stessa ad essere geneticamente determinata, ma la suscettibilità ad essa

Modello soglia

Modello teorico per spiegare la componente genetica nelle malattie multifattoriali

MALATTIE MULTIFATTORIALI

L’INDIVIDUO GENETICAMENTE PREDISPOSTO PUO’ SVILUPPARE O MENO LA MALATTIA IN BASE ALL’INTERAZIONE DEI FATTORI GENETICI CON FATTORI AMBIENTALI VARI (DIETA, ATTIVITA’, TOSSINE, FUMO…..)

Malattie multifattoriali

es. Coronaropatie fattori di rischio: ipertensione iperlipemia fumo ciascuno di questi fattori ha i propri fattori genetici e ambientali scatenanti N-acetiltransferasi