Genetica Umana Lezioni 1-4
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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