Genetica Umana Lezioni 1-4

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

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CORSO INTEGRATO DI BIOLOGIA E GENETICA

Prof.ssa Paola Maraschio

Lezioni di Genetica Umana

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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

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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

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BRACHIDATTILIA

BRACHIDATTILIA

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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

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EREDITARIETA’ AUTOSOMICA RECESSIVA

TENDONO A COMPARIRE IN UNA SOLA GENERAZIONE

SONO INDIPENDENTI DAL SESSO DELL’INDIVIDUO

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RISCHI DI RICORRENZA PER INDIVIDUI PORTATORI E AFFETTI

EREDITARIETA’ AUTOSOMICA RECESSIVA

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DUE INDIVIDUI LEGATI DA

PARENTELA HANNO MAGGIOR

PROBABILITA’ DI ESSERE

ETEROZIGOTI PER LO STESSO

CARATTERE RISPETTO A DUE

INDIVIDUI NON CONSANGUINEI

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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

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SEGREGAZIONE INDIPENDENTE DEI

CARATTERI EREDITARI ( III LEGGE DI MENDEL)

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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)

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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

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CARATTERI RECESSIVI LEGATI AL SESSO

GENE COMUNE

Es. DALTONISMO, FAVISMO

8%

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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

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autosomico dominante con espressione limitata al sesso maschile

Es. pubertà precoce

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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.

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DOMINANZA INCOMPLETA

CODOMINANZA

SISTEMA AB0 (entrambi gli alleli si manifestano)

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Anemia falciforme

Gli omozigoti affetti hanno un’anemia emolitica grave

Gli eterozigoti presentano il tratto falcemico

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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

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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

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CAMPTOBRACHIDATTILIACAMPTOBRACHIDATTILIA

1

2 3

42

2 3 41

1 2 3

3

5 6 7 9 108

64 5

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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 )

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Sordomutismo

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PENETRANZA

FREQUENZA CON CUI UN CARATTERE SI MANIFESTA

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ESPRESSIVITA’ VARIABILE

INTENSITA’ CON CUI UN CARATTERE SI MANIFESTA

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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

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CARATTERI QUANTITATIVI

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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

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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

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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

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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)

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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

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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…..)

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Malattie multifattoriali

es. Coronaropatie

fattori di rischio:

ipertensione

iperlipemia

fumo

ciascuno di questi fattori ha i propri

fattori genetici e ambientali scatenanti

N-acetiltransferasi