Appunti genetica

Genetica

Principi di genetica

• Miglioramento delle condizioni ambientali (effetto immediato con sfruttamento delle capacità produttive dell’individuo);
• Miglioramento genetico (modificare e perfezionare le caratteristiche degli animali fissandole nei discendenti).

Genotipo: insieme delle informazioni genetiche presenti nei cromosomi;

Paratipo: insieme dei fattori ambientali che condizionano l’espressione di un dato fenotipo;

Fenotipo: manifestazione esterna, sia quantitativa che qualitativa, dei caratteri.

Genotipo + Paratipo = Fenotipo

La genetica studia i caratteri, i geni che li governano e l’ereditarietà dei caratteri individuali con l’obiettivo di aumentare la frequenza dei geni positivi e diminuire quella dei geni negativi.

• Specie animale: insieme di animali in grado di riprodursi dando origine a una prole illimitatamente feconda;
• DNA (acido desossiribonucleico): formato da due catene complementari di nucleotidi;
• Genoma: insieme del materiale genetico (DNA) di un individuo che contiene informazioni su nascita, sviluppo e mantenimento;
• Cromosomi: unità strutturali in cui si organizza il materiale genetico durante la divisione cellulare;
• Cariotipo: insieme di cromosomi in un organismo;
• Gene: unità elementare dell’informazione genetica localizzato nel locus (punto specifico del cromosoma), presente in duplice copia nella cellula eucariote;
• Allele: sequenza di DNA costituente un gene che si trova nel locus; le copie (madre e padre) di uno stesso gene possono essere identiche (individuo omozigote) o diverse tra loro (individuo eterozigote);
• Varianti alleliche: polimorfismo del genoma, variabilità genetica.

Geni e cromosomi

Possiamo avere due tipi di cromosomi:

• Cromosomi ordinari/autonomi;
• Cromosomi sessuali/eterocromosomi: possono essere dello stesso sesso (omogametici) o di sesso opposto (eterogametici).

Il genoma è presente in duplice copia nella linea somatica (il "corpo" di un organismo) e individualmente nella linea germinale (ossia il materiale genetico trasmissibile).

Riproduzione sessuata

La riproduzione sessuata avviene tramite la fecondazione, che prevede la fusione di due gameti di sesso opposto; al termine ci sarà la formazione dello zigote, che fa nascere tutte le altre cellule del futuro organismo per mitosi (duplicazione delle cellule somatiche che dà origine a due cellule somatiche diploidi). Dalla meiosi (che avviene nelle gonadi) nasceranno invece i gameti. Saranno:

• Femminile/uovo: generalmente immobile, contiene citoplasma e viene prodotto nell'ovaio (gonade femminile);
• Maschile/spermatozoo/spermio: ha una testa contenente il nucleo e un velo di citoplasma, ha un colletto contenente mitocondri e un lungo flagello per la motilità; è mobile ed è prodotto nel testicolo.

Durante la fecondazione il gamete maschile introduce nella cellula uovo il proprio nucleo; i due nuclei si fondono mettendo in comune i propri cromosomi e formando quindi lo zigote che li erediterà per metà da entrambi (verrà quindi chiamato diploide, in quanto avrà due serie di cromosomi).

Meiosi

1. Preparazione: le cellule passano dalla fase G1 alla fase S, dove il DNA si duplica; in G2 ogni cromosoma presenterà due cromatidi;
2. Prima divisione meiotica: i cromosomi omologhi si separano e per ogni coppia si formano due cellule contenenti ciascuna un cromosoma;
3. Seconda divisione meiotica: ogni cromosoma si divide in due cromatidi; al termine del processo ogni cellula nata dalla prima divisione forma un gamete con un cromatide per ogni cromosoma e verrà quindi detto aploide, in quanto presenta metà dei cromosomi della cellula madre.

Leggi di Mendel

Prima legge di Mendel: Legge dell’omogeneità o dominanza

Incrociando tra loro due individui omozigoti che differiscono per il fenotipo di un solo carattere, si ottiene una progenie F1 che mostra uno solo dei fenotipi parentali (dominante); gli ibridi di 1^a generazione F1 saranno eterozigoti presentanti una sola forma allelica, ossia l’allele dominante; eccezioni:

• Dominanza incompleta o intermedia: carattere intermedio rispetto a quello dei genitori;
• Codominanza: espressione di entrambi i caratteri dei genitori;
• Dominanza condizionata dal sesso.

Seconda legge di Mendel: Legge della disgiunzione o segregazione

I figli F2 derivati dall’incrocio tra gli individui F1 non sono tutti identici per genetica e fenotipo in quanto due alleli di uno stesso gene si trasmettono l’uno all’altro tramite gameti differenti. Dall’incrocio di due ibridi F1 ricompaiono quindi i due caratteri parentali, con un rapporto fenotipico di 3 portatori di carattere dominante e 1 di quello recessivo = 3:1. Genotipicamente ci saranno 3 tipologie contro 2 fenotipiche = 1:2:1. (2: eterozigoti)

Terza legge di Mendel: Legge dell’indipendenza dei caratteri

Dall’incrocio di individui con due o più coppie di alleli differenti, ogni coppia si comporta in maniera differente dalle altre; si ha quindi una combinazione di caratteri: fenotipica con lo sviluppo di (3:1) e genotipica con (1:2:1).

Metodi di riproduzione

La riproduzione è un mezzo per aumentare il numero di individui di una popolazione o per migliorarla geneticamente.

1^o caso:

• Consanguineità: tra soggetti con coefficiente di parentela superiore a quello medio della popolazione;
• Incrocio: tra soggetti con coefficiente di parentela minore.

2^o caso:

• Selezione: scelta dei soggetti in base a una stima del genotipo;
• Incrocio: si sfrutta l’eterosi.

Selezione

Il controllo del genotipo prevede:

1. Registrazione dei rapporti di parentela tra tutti gli individui;
2. Valutazione genetica dei riproduttori e degli aspiranti riproduttori;
3. Scelta dei riproduttori o soggetti da destinare alla riproduzione;
4. Impiego dei riproduttori.

La valutazione di un individuo può essere:

• Fenotipica (o massale, in base alla morfologia): si effettua una rilevazione fenotipica dei caratteri dell’individuo scelto in un campo ristretto senza tener conto dei parenti;
• Genotipica (o individuale, in base all’origine e alle potenzialità genetiche): si applica quando il carattere si esprime solo nel sesso femminile e si considerano le madri e le nonne paterne; dipende dal grado di parentela, poiché il genotipo si dimezza a ogni generazione;
• Funzionale (in base alla produttività).

Legge di Hardy-Weinberg

In una popolazione panmittica (condizione caratterizzata da popolazione grande, accoppiamenti casuali, assenza di selezione, migrazioni e mutazioni), le frequenze degli alleli e dei genotipi restano costanti. Bisogna quindi scegliere i migliori riproduttori in modo da migliorare la razza. La selezione può inoltre essere diretta (se il mezzo di selezione coincide con l’obiettivo) o indiretta (se si stima il genotipo di un carattere attraverso il fenotipo e un altro carattere geneticamente correlato ad esso).

Incrocio

Si tratta della riproduzione fra due animali che differiscono tra loro per almeno un paio di geni o un carattere geneticamente puro (es. Genitori di razze diverse). Per incrocio in senso stretto si intende un singolo atto riproduttivo tra due individui di sesso diverso e geneticamente differenti; in senso lato si parla di tecniche complesse di riproduzione che coinvolgono molti riproduttori di una popolazione.

Eterosi: lussureggiamento degli ibridi, ossia la produzione di un fenotipo migliore della media dei genitori, che interessa solo i caratteri quantitativi (più a bassa ereditabilità rispetto a quelli qualitativi, quindi l’incrocio è preferibile alla selezione) misurabili e posti su scala lineare. Più c’è distanza genetica, più si verifica eterosi. Può essere:

• Individuale: se si ottiene solo la generazione F1, è caratteristica del prodotto finale;
• Parentale (paterna e materna): si esprime quando uno o entrambi i riproduttori sono a loro volta nati da un incrocio (meticci) e quindi il prodotto finale sia almeno un F2.

Nei caratteri produttivi ha più importanza l’eterosi materna, in quanto una riproduttrice ibrida la esprime nei caratteri come la dimensione e il peso della nidiata.

Tipi di incrocio

• Intrarazziale (prodotto: ibrido): riproduzione di animali appartenenti a linee diverse.