CORSO INTEGRATO DI BIOLOGIA E GENETICA

Prof.ssa Paola Maraschio

Lezioni di Genetica Umana

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)

Mitocondriali

(malattie neuromuscolari)

Genetiche non Mendeliane

Genomiche

BRACHIDATTILIA

BRACHIDATTILIA

EREDITARIETA’ AUTOSOMICA DOMINANTE

E’ PRESENTE IN OGNI GENERAZIONE

SONO AFFETTI SIA I MASCHI CHE LE FEMMINE

CI SI ASPETTA CHE IL 50% DEI FIGLI DEGLI AFFETTI SIANO AFFETTI

LA MALATTIA SI TRASMETTE DA INDIVIDUO AFFETTO AD INDIVIDUO AFFETTO

EREDITARIETA’ AUTOSOMICA RECESSIVA

TENDONO A COMPARIRE IN UNA SOLA GENERAZIONE

SONO INDIPENDENTI DAL SESSO DELL’INDIVIDUO

RISCHI DI RICORRENZA PER INDIVIDUI PORTATORI E AFFETTI

EREDITARIETA’ AUTOSOMICA RECESSIVA

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

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

MENDEL )

CELLULA DIPLOIDE

FASE DI SINTESI

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

l’infertilità maschile.

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

Alleli mutati

Codificano una proteina difettosa

Che non converte la fenilalanina in tirosina

PAH+/PAH-

Livelli ridotti di Fenilalanina idrossilasi,

ma livelli plasmatici di Fenilalanina normali

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

CAMPTOBRACHIDATTILIACAMPTOBRACHIDATTILIA

1

2 3

42

2 3 41

1 2 3

3

5 6 7 9 108

64 5

SORDOMUTISMO

8DDee

1DdEE

2DdEE

1ddEE

2 3 4ddEE

5DDee

3DDEe

4DDEe

6 7 8 9DDee

10DDee

6DDee

7DDee

1DdEe

2DdEe

3 4 5

I

II

III

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

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

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

Numero di geni

F1

P

F2

Senza la variabilità ambientale

F2

Con la componente ambientale

Cariosside del grano

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

aabbccBianco

AABBCCRosso scuro

AaBbCc

Gamete maschile

AaBbCc

Gamete femminile

G M AGENETICA GENI+ AMBIENTE AMBIENTE

Sindrome di Down Asma Fratture ossee

Acondroplasia Labio-palatoschisi Ustioni

Emofilia Infarto miocardico 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 MANIACO-

DEPRESSIVA

(Verifica sui gemelli)

Modello soglia

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

suscettibilità ad essa

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