Appunti Genetica

EREDITÀ LEGATA AL SESSO

Il cariotipo è presentato in maniera che si abbia un gruppo di autosomi e un paio di cromosomi sessuali. La forma ad X si riferisce alla metafase, l'unico momento in cui i cromosomi possono vedersi in questa forma. Molti studi che riguardano la segregazione dei cromosomi sessuali cominciarono con lo studio di Drosophila melanogaster (moscerini della frutta). Le femmine sono XX, i maschi XY. Nel cromosoma Y umano vi sono pochi geni, e sono quei geni che si occupano di differenziazione testicolare, produzione di testosterone con conseguente differenziamento dei caratteri sessuali primari e secondari, ultimando con il morfotipo maschile. Mammiferi: - XXY: maschio - XXXY: maschio - XO: femmina Drosophila: - XXY: femmina - XXXY: femmina - XO: maschio Il cromosoma Y presenta 3 porzioni principali nel mammifero: una componente detta Regione di Omologia (pseudo-autosomica), presenta geni omologhi che permette l'appaiamento alla profase della divisione meiotica (presenta

un chiasma). La seconda componente di geni che sono espressi solo nell'Y e la terza componente costituita da DNA altamente ripetuto (junk) che costituisce il centromero e l'eterocromatina centromerica/costitutiva. L'X ha la regione pseudo-autosomica. Il maschio porta una copia sola e viene detto emizigote.

Carattere Occhio Bianco

Carattere Occhio Rosso: wild-type

CARATTERI RECESSIVI LEGATI ALL'X

Visibili preferenzialmente nei maschi che nella loro emizigosi svelano direttamente l'allele.

Daltonismo (cecità ai colori), Distrofia Muscolare di Duchenne (DMD), Emofilia, Femminilizzazione testicolare sono i principali.

CARATTERI DOMINANTI LEGATI ALL'X

-Ipofosfatemia resistente a vitamina D

-Sindrome di Rett che colpisce le femmine, i maschi muoiono in utero

-Sindrome di AICARDI, agenesi del corpo calloso con i due emisferi che lavorano separatamente

-Lyonizzazione, inattivazione del cromosoma X. Una delle due copie dell'X va incontro ad inattivazione

Perché la cromatina si condensa ed è inaccessibile, detta corpo di Barr. L'inattivazione viene poi ereditata nelle successive generazioni. Le femmine si possono definire mosaici. Esempi sono le gatte tartarugate, la gatta calica.

ASSORTIMENTO INDIPENDENTE

Le piante che differiscono per due caratteri sono dette di ibridi. Nelle generazioni prime si trovano quasi sempre linee pure (es. RRyy x rrYY). Solitamente, la generazione F1 viene autofecondata. Il rapporto atteso nella F2 era 9/16 per il doppio dominante, 3/16 per ognuno dei caratteri un dominante e un recessivo e 1/16 per il completo recessivo. Questi rapporti andavano valutati statisticamente, basandosi sull'ipotesi nulla che i loci fossero indipendenti. Combinazione di rapporti semplici. Si fa il test del chi quadrato anche per i diibridi nello stesso modo.

BASI CROMOSOMICHE DELL'ASSORTIMENTO INDIPENDENTE

I geni stanno sui cromosomi, con la base che i cromosomi sono fatti di DNA. Le basi cromosomiche

dell'eredità dovevano trovare una logica sulla base degli esperimenti di Mendel. Si pensò che cromosomi diversi portassero geni diversi, anche se vi erano più geni dei cromosomi osservabili. I cromosomi, prima della fase S (interfase), si trovano in forma libera. I cromatidi fratelli sono visibili nella profase, dove i cromosomi e i centromeri si sono replicati ma non si sono ancora divisi. Aa e Bb. Può succedere che A segreghi con B, ma anche con b. Similmente, a può segregare sia con B che con b. In realtà, c'è quasi sempre un chiasma obbligatorio. Quando un cromosoma è grande, possono essercene anche 2/3/4. Quando due loci genici sono sullo stesso cromosoma, ma sono sufficiente distanti tra di loro, può avvenire che i cromosomi si allineino alla profase e si può avere un chiasma in modo che ci sia la ricombinazione almeno di uno dei due cromosomi omologhi. Una volta avvenuto il chiasma, alla prima meiosi si ha una

segregazione dei cromosomi ricombinati. O c'è una segregazione indipendente perché stanno su cromosomi diversi, oppure perché stanno sufficientemente lontani dal punto di vista della ricombinazione e al loro interno avviene uno dei chiasmi obbligatori.

SINTESI DI LINEE PURE

Ibrido Yy. Se si autofeconda, ¼ YY, ½ Yy, ¼ yy (prima legge di Mendel).

Se io volessi sintetizzare una linea green, solo ¼ di questa generazione sarebbe utile.

Se io autofecondo il prodotto della F1, ottengo ¼ YY, ¼ yy, e per quanto riguardo l'ibrido autofecondato ottengo 1/8 YY, ¼ Yy, 1/8 yy. Riduco la quota di eterozigosi se continuo ad autofecondare. Si incrociano fratelli e sorelli provenienti da linee pure, fino a che non si riesce quasi del tutto a sradicare l'eterozigosi.

EREDITÀ EXTRA-NUCLEARE

I mitocondri sono una reminiscenza ancestrale. Ha le caratteristiche di DNA procariota e subisce divisione in maniera indipendente dal nucleo.

generando mitocondri figli. Fino a poco fa, si sapeva che era la madre a donare l'eredità mitocondriale (matrilineare). Qualche eccezione esiste a questa regola e qualche mitocondrio può entrare insieme alla testa dello spermatozoo. Non vi è ricombinazione tra genomi mitocondriali secondo gli studi che sono stati effettuati fino ad ora, e si ritiene che il genoma mitocondriale venga propagato nei figli dalla madre. Vi è però un'evoluzione del genoma mitocondriale, generando diversità tra diversi discendenti a seconda di mutazioni minori. Se ci fosse ricombinazione, le mutazioni dei vari genomi mitocondriali potrebbero anche sussistere insieme, ma non si potrebbe ricavare un albero evolutivo. Abbiamo una doppia dinamica: gli spostamenti migratori e un'evoluzione a livello di mutazioni. Ogni tot generazioni si crea un nuovo derivato rispetto al genitore. Si parla di aplotipo, ovvero una combinazione di alleli (o mutazioni). È stata

Osservata la presenza di rami verdi, bianchi e maculati/variegati all'interno della stessa pianta (Mirabilis jalapa). È stata la prima manifestazione di eteroplasmia. Si basa sul fatto che, durante la citodieresi, c'è già un numero sufficiente di cloroplasti, e il processo di segregazione degli organuli permette alle cellule figlie un corredo abbastanza completo. Potrebbero esserci delle mutazioni nei cloroplasti che non gli permettono di assorbire la clorofilla. Se vi è una eteroplasmia, ovvero una variegazione del DNA del cloroplasto, può succedere che una delle cellule figlie abbia un ridotto numero di cloroplasti insufficiente a manifestare una colorazione, producendo una pianta variegata con chiazze. Il fenomeno può amplificarsi nella produzione degli ovociti. Si possono avere ovuli con pochissimi cloroplasti e ovuli con cloroplasti completi. Il DNA mitocondriale subisce stress ossidativo e i sistemi di riparazione sono deboli, producendo

mutazioni.Gli organi che risentono della disfunzione mitocondriali sono quelli che utilizzano più energia: retina, cuore, cervello, muscoli, apparato gastro-intestinale, cervello. Vi è un cross-talk tra i geni nucleari e quelli mitocondriali. Le proteine, una volta sintetizzate, possono essere trasportate nel mitocondrio per svolgere determinate funzioni. I mitocondri sono anche coinvolti nell'apoptosi cellulare. I geni mitocondriali hanno funzione di regolazione di embriogenesi, crescita di cellule/tessuti.

PENETRANZA ED ESPRESSIVITÀ

Penetranza incompleta: si esprime in %, definita come la quota di individui che presentano il fenotipo atteso. Il fenotipo c'è o non c'è.

Espressività variabile: quanto il fenotipo viene espresso (chiaro, medio, scuro).

INTERAZIONI GENICHE

Capire come gli alleli di uno stesso locus e come due loci genici possono interagire tra di loro. Un'interazione è quella relativa a due alleli dello stesso

locus genico, detta aploinsufficienza. Il classico esempio è quello degli enzimi del metabolismo. Una mutazione sulla sequenza del DNA può tradursi in una disfunzione delle proteine prodotte.

Dominanza per aploinsufficienza: meccanismo non legato agli enzimi. La quota piena produce il fenotipo adeguato, la quota eterozigote dimezzata produce aploinsufficienza per cui una dose è sindromica, mentre due dosi di mutazione sono letali. Esempio Sindrome di Alagille.

Dominanza negativa: il wild-type produce catene funzionali che dimerizzano, mentre averne anche una sola copia di mutante produce catene che sono per metà funzionali e per metà mutate e non funzionali. Solo ¼ del prodotto genico produce catene funzionali che ha attività. Esempio Osteogenesis imperfecta, produce fragilità estrema delle ossa variabile nei diversi individui senza minare la fertilità.

Dominanza per guadagno di funzione (gain of function): come nel nanismo acondroplasico.

I condrociti devono produrre collagene e poi smettere di crescere nelle ossa. Devono svilupparsi e poi si devono fermare, questo controllo è dovuto a una disinibizione. L'inibizione, che non ci dovrebbe essere dopo un certo momento, continua ad esserci lo stesso perché l'inibitore non ferma il processo. Mantiene la funzione attiva anche quando la funzione dovrebbe fermarsi, è una mancanza di assenza. Tiene inibiti i condrociti.

Le gain of function si contrappongono alle loss of function. La proteina mutante mantiene l'attività biologica.

-Dominanza negativa con guadagno di funzione: esempio Sindrome di LiFraumeni (molteplici tipi di cancri all'interno di un nucleo familiare), coinvolgimento della p53 che si occupa di ciclo cellulare e funzioni antitumorali della cellula (come apoptosi). La p53 è un tetramero ed un fattore di trascrizione. Basta l'eterozigosi per causare la sindrome. Non si trovano delle loss of function. Basta una

La catena delle 4mutante e il fattore di trascrizione nel suo complesso già conferisce una deregolazione. P53 wild-type attiva geni soppressori tumorali e induce il differenziamento con perdita della staminalità.

Dominanza incompleta: l’eterozigote presenta un tratto intermedio tra le due linee pure. Es. piante a petali Viola (Dominante), Bianchi (Recessivo), Rosa (Eterozigote).

Codominanza: il fenotipo dell’eterozigote permette di vedere entrambe le caratteristiche dei due genitori di linea pura. Un classico esempio è il sistema dei gruppi sanguigni AB0, in cui IA e IB sono codominanti e producono il fenotipo IAIB.

QUANTITATIVE TRAIT LOCI

Un carattere quantitativo è un carattere fenotipico variabile in modo continuo, come ad esempio l’altezza di una pianta. Un QTL è una regione del DNA associata ad un particolare carattere quantitativo.