Laboratorio di genetica medica

ANALISI DEGLI ALBERI GENEALOGICI

Si utilizzano per vedere come segregano le malattie nell'uomo, quando costruiamo un albero genealogico si usano dei simboli che sono:

• ☐ ❍ maschio e femmina;
• à à Accoppiamento = linea trasversale che unisce quadrato e cerchio;
• Ogni generazione si indica ai lati dell'albero con i numeri romani e all'interno di ogni generazione gli individui si individuano con i numeri arabi;
• Linea di fratria fratelli sono uniti dalla (sorta di graffa);
• Se qualcuno è affetto dalla malattia si colora il quadrato o il cerchio;
• Se i figli fossero gemelli dizigotici si usa una V rovesciata e per i monozigotici si usa un triangolo;
• Rombo individui di sesso non specificato;
• A volte si può avere un eterozigote metà bianco e metà nero (oppure solo bianco se non manifesta il carattere) portatore di un carattere recessivo legato al sesso si ha un puntino in mezzo al

cerchietto• un aborto o un bimbo nato morto si fa con puntino nero• morto ha la sbarra sul simboloà• propositus è il primo che va dal genetista dal quale si inizia la storia familiare• un accoppiamento tra consanguinei si indica con una doppia linea di accoppiamento•Quando si parla di alberi genealogici e genetica umana bisogna tener conto del nostro cariotipo,abbiamo 46 cromosomi 23 coppie di cromosomi omologhi - cromosomi da 1-22= autosomi +àcoppia di cromosomi sessuali (XX nella femmina e XY nel maschio).Quindi quando parliamo dei modelli di ereditarietà mendeliana bisogna fare una distinzione tra- il gene che causa la malattia è presente in duplice copia;Ereditarietà autosomica à- le cose variano se l’individuo è maschio o femmina.Ereditarietà legata alla X o alla Y à carattere, dall’analisiNell’ereditarietà autosomica dominante l’eterozigote manifesta

Il dell'albero genealogico si osserva che:

• Anomalia è su uno degli autosomi (da 1/22) e in dominanti.
• La malattia compare ad ogni generazione (con eccezioni di malattie che presentano dei difetti di penetranza);
• Ogni individuo affetto ha almeno un genitore malato;
• Individui sani non trasmettono mai il carattere alla progenie
• Due genitori che presentono il carattere possono avere figli sani
• Il carattere viene trasmesso alla metà dei figli di un individuo affetto
• Uomini e le donne vengono colpiti più o meno nelle stesse proporzioni.

Nell'ereditarietà (il gene è presente in duplice copia) l'allele che causa la malattia è recessiva quindi il aa, dall'albero genealogico si nota che:

• Spesso si ha il salto di generazione in alcune generazioni il carattere non compare e inizia a farlo quando si accoppiano due

individui eterozigoti che possono essere imparentati tra di loro oppure appartenere alla stessa comunità o isolato geografico. Il carattere si manifesta sempre nei figli di due genitori affetti.

• Circa 1/4 della progenie risulta affetta (se i genitori sono eterozigoti).
• I due sessi sono interessati nelle stesse proporzioni.

Nell'ereditarietà, i maschi ne hanno un'unica copia (=emizigote) se hanno l'allele legato alla X mutato presentano il carattere, se invece è normale no.

A. = il carattere si esprime solo se manca l'allele dominante.

Modello X-linked recessivo

Fenotipo è più frequente nei maschi. Se un gene è molto raro, si avranno solo maschi affetti.

• Spesso il salto di generazione (con solo maschi affetti).
• Nessuno dei figli di un maschio affetto è generalmente affetto, mentre tutte le figlie saranno eterozigoti portatrici e potranno avere la

metà dei figli maschi affetti. Nessuno dei figli maschi di un maschio affetto sarà affetto e non trasmetterà il carattere alla progenie. Le femmine eterozigoti in genere sono non affette, ma alcune possono avere lievi sintomi della malattia; dipende dal grado di inattivazione della X. Una femmina ha due X, mentre il maschio XY e per compensare il dosaggio genico, se la femmina esprimesse in duplice copia tutti i geni che ha sulla X sarebbe troppo. Quindi la femmina va nelle sue cellule a inattivare una delle sue X e questo viene fatto in modo random durante le prime divisioni embrionali, tanto che in metà delle cellule si inattiva la X proveniente dalla mamma e nell'altra metà dal babbo - fenomeno di lyonizzazione. La X altamente condensata è detta Corpo di Barr - la femmina ha una sorta di mosaico in cui in alcune cellule esprime i geni paterni della X e in altre esprime i geni materni e questo garantisce che una femmina portatrice se

esprime l'allele sano nel 50% delle sue cellule sia sana ma seesprime di più l'allele mutato per modificazioni a questo livello esprime in modo lieve i sintomi della malattia → per esempio una malattia legata alla X è la distrofia muscolare di Duchenne in cui gli individui non riescono a produrre distrofina (femmina portatrice avrà alcune fibre muscolari circondate da distrofina e altre in cui è assente (mosaico). Invece se si ha un basta una copia mutata del gene per sviluppare la malattia: Maschi affetti trasmettono il carattere a tutte le figlie femmine e a nessun figlio maschio; Femmine eterozigoti di regola trasmettono il carattere a metà delle femmine e a metà dei maschi; In alcuni casi la patologia è letale nei maschi (non riescono nemmeno a svilupparsi in utero) mentre le femmine sono affette in misure più lieve (se sono eterozigoti per

l'alopecia androgenetica è una condizione ereditaria che colpisce sia uomini che donne. È causata da una combinazione di fattori genetici e ormonali. Nelle donne, l'alopecia androgenetica può manifestarsi con una perdita di capelli diffusa su tutto il cuoio capelluto, mentre negli uomini può portare a una tipica calvizie a chiazze.

La trasmissione dell'alopecia androgenetica avviene in modo diverso tra uomini e donne. Nelle donne, la predisposizione genetica può essere ereditata sia dal padre che dalla madre. Negli uomini, invece, l'alopecia androgenetica è legata al cromosoma Y e si trasmette solo da padre in figlio.

Esempi di alberi genealogici possono essere utilizzati per visualizzare la trasmissione dell'alopecia androgenetica. Ad esempio, un albero genealogico di un fenotipo dominante determinato da un allele dominante A mostrerebbe che tutti gli individui affetti hanno il genotipo Aa o AA. In questo caso, non ci sarebbe un salto di generazione e sia maschi che femmine affetti avrebbero figli affetti.

Al contrario, se ci fosse un salto di generazione, sarebbe indicativo di un carattere recessivo. Inoltre, se sia maschi che femmine affetti avessero figli affetti, ci potrebbe essere un accoppiamento tra consanguinei. In questo caso, i genitori che sono fenotipicamente sani ma hanno figli malati dovrebbero essere portatori del gene Aa, ma non potremmo sapere il genotipo degli altri membri della famiglia.

Non sappiamo se sono AA o Aa) e invece i figli malati saranno aa.

Generalmente un modello di ereditarietà lo si stabilisce escludendo gli altri modelli, per esempio per escludere che il quadro sia autosomico recessivo se io ipotizzo un autosomico dominante vedo che tutti i partner sono esterni alla famiglia e quindi a meno che io non abbia informazioni certe sul fatto che portino il gene recessivo, il fatto che questo lo sia si esclude. Si esclude anche l'X-linked dominante perché un maschio ha un figlio maschio affetto e anche Y-linked perché ci sono anche femmine affette.

ANALISI DEI CROMOSOMI: i cromosomi si analizzano perché:

• Difetti cromosomici causano la maggior parte degli aborti spontanei, dei ritardi mentali e delle malformazioni congenite;
• Almeno 100 sindromi diverse sono dovute a anomalie cromosomiche (sono più comuni di tutte le malattie mendeliane monogeniche);
• Difetti citogenetici = alterazioni nel numero e nella struttura dei cromosomi.

Sono presenti• in circa 1% dei nati vivi, nel 2% di donne sopra i 35 che fanno diagnosi prenatale e nellametà di tutti gli aborti spontanei nel primo trimestre di gravidanza.
Giocano un ruolo importante nella patogenesi della trasformazione maligna•
Le indicazioni cliniche per l’analisi dei cromosomi si fanno in caso di:
- bambini con problemi di crescita e sviluppo (per anomalia cromosomica);
- nascita di un feto morto o morte neonatale;
- problemi di fertilità della coppia (maschio a volte può essere portatore di anomalie• cromosomiche che non gli fanno produrre spermatozoi vitali);
- storia familiare di anomalie cromosomiche;
- neoplasie tumori umani sono caratterizzai da specifiche anomalie cromosomiche;à
- molti• gravidanza in donne in età avanzata (in amniocentesi si fa l’analisi del cariotipo per vedere• se il feto ha alterazioni cromosomiche numeriche il cui rischio aumenta nelle donne in

Età avanzata come la trisomia 21). Le cellule che vengono utilizzate per analizzare i cromosomi sono cellule che crescono e si dividono rapidamente, i cromosomi generalmente si analizzano in metafase (due cromatidi fratelli uniti al livello del centromero nel grado maggiore di compattamento della cromatina):

• Globuli bianchi da un campione di sangue (stimolati a dividersi in un terreno di coltura e bloccati in metafase utilizzando veleni del fuso mitotico per impedire che i cromatidi fratelli vadano ai poli opposti del fuso, idrata con una soluzione ipotonica per liberare i cromosomi dalla membrana cellulare, si goccia su un vetrino e si colora con varie tecniche);
• Fibroblasti da biopsie cutanee (non tutti i difetti cromosomici sono individuabili nel sangue perché ci sono alcune patologie in cui l'anomalia si presenta a mosaico nell'individuo);
• Cellule del midollo osseo ottenuto da biopsia se sospetto una neoplasia ematologica (in un tipo di leucemia).

si può avere cromosoma Philadelphia in cui c'è uno scambio di pezzi tra cromosoma 9 e il 22 in cui si ha la traslocazione reciproca con formazione di un cromosomino piccolo che è il Philadelphia);

Cellule fetali ottenute tramite amniocentesi e vilocentesi in diagnostica prenatale (quando c'è alta probabilità che il nascituro abbia un'anomalia cromosomica);

Cellule da campioni di tessuto tumorale

Le MUTAZIONI CROMOSOMICHE si suddividono in due grandi categorie che includono:

• MUTAZIONI CROMOSOMICHE STRUTTURALI (comportano delle modificazioni nella sequenza del DNA lungo l'asse del cromosoma):
• Delezioni
• Duplicazioni
• Inversioni
• Traslocazioni
• cromosomi marcatori e ad anello (cromosomi assumono una conformazione ad anello perché perdono i telomeri e si ripiegano tra di loro)
• isocromosomi (cromos