Genetica

DEF

Espressività: grado di espressione fenotipica di un genotipo​ Neurofibromatosi, Eyeless(Drosophila): normale,

●​ piccolo, assenza

Penetranza: frequenza con cui un gene si manifesta in una popolazione​ Polidattilia

●​

Relazione genotipo-ambiente(norma di reazione)

Norma di reazione: è la quantificazione della relazione ambiente-fenotipo

Età

Corea di Huntington: all’aumentare dell’età aumenta il numero di persone che mostrano il fenotipo

Temperatura​ Siamese, Coniglio, Melanogaster(neurotrasmettitori)

Mutanti temperatura-sensibili: il fenotipo mutato si manifesta a determinate temperatura(restrittive), ma non ad

altre(permissive)

Sesso dell’individuo

Le differenze tra fenotipi nei 2 sessi sono dovute a geni associati ai cromosomi sessuali

●​ Le differenze tra fenotipi nei 2 sessi sono determinate da una diversa espressione nei 2 sessi di geni

●​ localizzati sui cromosomi autosomici

Caratteri limitati al sesso: caratteri autosomici che si manifestano in uno solo dei 2 sessi​Latte nelle femmine dei

○​ bovini, corna solo nel montone

Caratteri influenzati dal sesso: caratteri autosomici che si manifestano con frequenza differente​ Calvizia:

○​ recessivo nelle femmine, dominante nei maschi(Sovraespressione sul cromosoma 2 dell'enzima 5a-reduttasi II

che converte il testosterone in 5-diidrotestosterone che nelle femmine è a livelli inferiori)

Allelia multipla

In una popolazione, per un determinato gene, possono esistere più varianti alleliche

Conigli: Marroni C+, Chinchilla Ccn, Himalayan Cn, Bianco C​ C+>Ccn>Cn>C

●​ Drosophila: più di 100 alleli per il colore dell'occhio

●​ 5

Gruppi sanguigni: A, B, AB, 0​ A>0, B>0, A=B

●​ Definiti da un unico gene che si trova sul cromosoma 9

○​ 3 alleli, 4 fenotipi 6 genotipi

○​

Alleli di autoincompatibilità nelle piante​ Uno dei metodi per impedire l'autofecondazione

Esiste un unico gene S presente nella popolazione anche con 100 forme alleliche differenti

●​ Non tutte le piante si possono riprodurre per autofecondazione

●​ La germinazione del tubetto pollinico è determinata dall’incompatibilità

○​ Gametofitica: il polline non crescerà nel pistello che ha lo stesso genotipo​ Rnasi

■​ prodotto da un allele disintegra l’RNA dello stesso

Sporofitica: l’incompatibilità del polline è determinata dal genotipo diploide(uno dei

■​ 2 alle parentali) della piante che produce il polline

Gli individui sviluppati saranno sempre eterozigoti per il gene S

●​ Concatenazione

Segregazione non indipendente dei geni

I geni sulla stesso cromosoma non segregano indipendentemente, ma tendono ad essere ereditati

●​ insieme

Se 2 geni sono indipendenti è atteso che in un doppio eterozigote gli alleli di 2 loci indipendenti assortiscono e si

●​ combinino in modo casuale dando origine a 4 gameti tutti con la stessa frequenza

P:​ AABB X aabb

○​ ​ ​

F1:​ AaBb X aabb

○​ ​ ​

F2:​ Classi parentali(fenotipicamente):AaBb aabb Classi ricombinanti: Aabb aaBb

○​ ​ ​

Ciò accade nei piselli(giallo, verde, liscio e rugoso)

○​ Drosophila(ali piccole e occhi bianchi)

○​

Se 2 geni sono sullo stesso cromosoma(concatenati/associati), i gameti prodotti non avranno la

●​ stessa frequenza

Teoria cromosomica dell’eredità+Sutton: 2 alleli per ciascun carattere di un organismo diploide sono localizzati

○​ nella stessa posizione(locus) in ciascuno dei 2 cromosomi omologhi. Questi cromosomi si appaiano e segregano

durante la meiosi e ogni gamete riceve uno dei 2 alleli

Principio dell’assortimento indipendente: durante la meiosi ogni coppia di cromosomi omologhi segrega

○​ indipendentemente dalle altre coppie di cromosomi omologhi

Il numero di cromosomi è limitato

○​ Il numero di geni è sicuramente superiore al numero di cromosomi

○​ geni sono presenti sullo stesso cromosoma e per questo non dovrebbero segregare in

○​ →Più

maniera indipendente

Bateson, Saunders e Punnett

○​ P:​ Omozigote fiori porpora e polline allungato X Omozigote fiori rossi e polline sferico

■​ F1:​ Fiori porpora e polline allungato X Fiori porpora e polline allungato

■​ ​ ​ ​

F2:​ Eccesso di fenotipi parentali

■​

Morgan, Drosophila

○​ 2 geni sul cromosoma X

■​ P:​ wwvgvg X w+w+vg+vg+​

w+: occhio rosso, w: bianco​ vg+: ali normali, vg: vestigiali

■​ F1:​ w+wvg+vg X wwvgvg

■​ F2:​ Eccesso di parentali

■​ L’uso del test-cross è più vantaggioso di un F1XF1 in quanto il doppio omozigote recessivo non ha ruolo

■​ nella determinazione del fenotipo della F2

P:​ w+w+vgvg X wwvg+vg+

■​ F1:​ w+wvgvg+ X wwvgvg

■​ ​

F2:​ Eccesso di parentali

■​ geni che controllano questi caratteri si trovano sulla stessa coppia di cromosomi

■​ →I

omologhi

Ma come si creano i ricombinanti?→Crossing-over: i cromatidi non fratelli si incrociano a livello dei

■​ chiasmi

Combinazione in cis: quando nei 2 parentali sono presenti gli allei dominanti dei 2 geni(1° caso)

■​ Il crossing-over produrrà ricombinanti w,vg+ e w+,vg

●​

Combinazione in trans: quando i 2 parentali portano gli alleli dominanti per un gene e quelli recessivi

■​ per il secondo(2° caso)

Il crossing-over produrrà ricombinanti w+,vg+ e w,vg

●​

Le 2 classi parentali presentano tra loro eguale numerosità

■​ Le 2 classi ricombinanti presentano tra loro eguale numerosità

■​

Frequenza di ricombinazione

Come mai le classi ricombinanti sono meno frequenti?→Non in tutte le meiosi avviene un crossing-over tra

●​ la coppia di geni considerati

Ricombinazione intercromosomica: se avviene un evento di ricombinazione tra i geni e ciò porta a

○​ ottenere 4 tipi di gameti, 50% parentale e 50% ricombinanti

:

Ricombinazione intracromosomica se non avviene nessuna ricombinazione tra i geni con formazione al

○​ 100% di parentali 6

Sommando le 2 situazioni la frequenza di parentali è superiore a quella dei ricombinanti, tranne nel caso in cui

○​ TUTTE le cellule che vanno in meiosi presentino un evento di ricombinazione tra geni

Geni che affrontano più di un crossing-over nella stessa meiosi

○​ non sono distinguibili da geni che segregano in maniera

indipendente

Frequenza di ricombinazione: ricombinanti/totali

●​

Effetto dei crossing-over multipli

Possono riguardare gli stessi 2 cromatidi oppure altri 2 non coinvolti

●​ nel primo evento, oppure uno coinvolto nel primo evento e uno no

Se un cromatidio è coinvolto in un numero dispari di crossing-over il

●​ gamete che si forma sarà ricombinante

Anche se avvengono crossing-over multipli il numero di ricombinanti

●​ non supera mai il 50%

Mappe genetiche

Frequenza di ricombinazione

Sebbene le frequenze delle 2 classi ricombinanti all’interno dello stesso

incrocio siano sempre molto simili, queste possono variare di molto se si

consideravano coppie di geni differenti→A seconda della coppia di

geni considerata nel test-cross la frequenza di ricombinazione resta costante per la stessa coppia di geni

La prima coppia di geni costruita da Sturtevant

La frequenza di ricombinazione può essere utilizzata per stimare la forza di legame tra i geni lungo il

●​ cromosoma→Quanto più i geni sono lontani sul cromosoma tanto più facilmente andranno incontro a

crossing-over

La probabilità di un evento di crossing-over tra 2 geni è utilizzata come misura della distanza che li

●​ separa

In media 1% crossing-over= 1 unità di mappa(u.m.)/centiMorgan(cM)

○​

Nel sesso eterogamico i cromosomi hanno un minor numero di eventi di ricombinazione

●​ In questa mappa genica i geni sono allineati lungo il cromosoma lineare

●​ 2

Test del X per verificare la presenza di concatenazione

Come possiamo essere sicuri che 2 geni siano effettivamente concatenati e che le differenze che osserviamo tra le

●​ frequenze non siano dovute a fluttuazioni casuali? 2

P:​ AaBb X aabb Calcolo del X

2 2

F1 fenotipi Frequenze Frequenze fo-fa (fo-fa) (fo-fa) /fa

osservate(fo) attese(fa)

Ab 96 80 16 256 3,20

aB 94 80 14 196 2,45

AB 62 80 -18 324 4,05

ab 68 80 -12 144 1,80

Totale 320 320 0 11,5

Grado di libertà= classi fenotipiche-1

●​ a=0,05​ standard

●​ H0: i geni sono indipendenti

●​ Dalle tavole si vede che per 3 gradi di libertà e a=0,05 risulta 7,81, il

●​ mio valore è superiore quindi lo rifiuto H0→i 2 geni sono

concatenati

Correlazione tra mappa genica e mappa fisica

L’ordine dei geni è corretto

●​ Non c’è correlazione tra le distanze fisiche e quelle genetiche

●​ La distanza di mappa è sottostimata quando si considerano

○​ marcatori distanti

La sottostima della distanza di mappa tra due loci è dovuta agli

○​ eventi multipli di crossing-over

Se si osserva un 50% di ricombinanti

●​ I due caratteri non sono associati

○​ I due caratteri mappano su di uno stesso cromosoma ma

○​ distano tra loro almeno 50 cM

Distribuzione di Poisson per la stima accurata delle grandi

●​ distanze di mappa 7

Applicabile in situazioni in cui si hanno informazioni su pochi loci nel genoma

○​ Metodo matematico che permette di determinare la distanza di mappa utilizzando la frequenza di

○​ ricombinazione corretta per i crossing-over multipli

Costruzione di mappe di associazione nella specie umana

Gli incroci non sono programmati

●​ Progenie estremamente ridotta

●​ Per i caratteri X-linked queste difficoltà sono meno critiche

●​ grazie al tipico schema di ereditarietà

Dimostrazione della associazione tra il locus del

●​ sistema AB0 e la sindrome nail-patella(NPS1,

autosomica dominante)

In questa famiglia 7 degli 8 individui affetti da sindrome

○​ nail patella sono di gruppo B

Nella generazione II 4 dei 5 individui affetti sono di

○​ gruppo B, 4 dei 6 individui sani sono di gruppo 0

Ipotesi: la donna I-2 è eterozigote in coupling con

○​ B

genotipo NPS1 I /+i

Con pedigree molto grandi, nell’uomo poteva essere possibile capire

●​ se due geni presi in analisi erano concatenati in realtà, ciò si è

verificato raramente

Tra il 1947 ed il 1955 è stato sviluppato un metodo basato sul calcolo

●​ della probabilità che due loci, identificati fenotipicamente, fossero

associati→Risultati scoraggianti a parte alcuni loci sull’X

Dal 1960: mappatura mediante l’impiego della tecnica