Appunti genetica umana

Concetto di fenotipo e genotipo

Il fenotipo di un organismo è tutto quello che appare: è la sua morfologia, fisiologia e i suoi comportamenti. Il genotipo invece è la sua costituzione genetica, rappresentata dal genoma di un organismo. La relazione tra genotipo e fenotipo è data dal fenotipo = genotipo + influenza ambientale, ossia il risultato di complesse interazioni tra i geni e tra i geni e l’ambiente stesso.

Caratteri genetici

I caratteri non sono mai perfettamente determinati da un unico gene, ma sono dati dall’interazione di più geni e dalla convivenza con fattori ambientali. Abbiamo:

• Caratteri determinati solo dall’azione dei geni e.g. gruppo sanguigno, ABO, RH
• Essenzialmente determinati da uno o più geni (emofilia, fibrosi cistica)
• Determinati da fattori ambientali (fratture ossee, ustioni)
• Geni con caratteri multifattoriali, determinati da interazione tra geni e fattori ambientali

Dogma centrale della biologia

Proseguendo il concetto di dogma centrale della biologia abbiamo il percorso da DNA a proteina: DNA → RNA (trascrizione) → RNA → proteina (traduzione). È la proteina che andrà ad agire sul fenotipo, determinandolo. A quel punto la proteina determina l’azione che la codifica.

In altre parole, l’informazione genetica contenuta all’interno del DNA, attraverso la trascrizione, va in RNA messaggero ed esce dal nucleo, va da un ribosoma e lì è tradotto sotto forma di proteine. La trascrizione è normale.

MicroRNA e splicing

MicroRNA (splicing): abbiamo poi una zona intronica tra la prima base dei primi esoni e la start codon (dove si attacca e codifica una metionina). Nell’introne abbiamo una sequenza centrale, il 3’UTR e si trova tra la stop codon e l’ultimo nucleotide della trascrizione.

Codice genetico e mutazioni

Il codice genetico è formato da triplette e il codice va letto. Una tripletta è composta da tre lettere e un codice di lettere. Una informazione genetica è utilizzata per passare attraverso i mRNA che portano loro tutti i mRNA e ci sono codoni senza spazio e ognuno rappresentava un amminoacido: alfabeti rappresentano tutto.

I nuclei che formano una tripletta sono parte di una stessa sequenza genetica formata all’interno. Tutte le triplette hanno un significato e alcune delle mutazioni possono non avere:

• Mutazioni nella sequenza aminoacidica
• Mutazione sinonime
• Mutazione non-sinonime (missense, nonsense)

Le mutazioni non sinonime si verificano ad esempio: GAG → TAG in codone di stop. Abbiamo quindi una proteina tranciata e quindi la deviazione.

Ulteriori dettagli su fenotipo e genotipo

Iniziamo osservando il concetto di fenotipo e genotipo. Il fenotipo di un organismo è tutto quello che appare: la sua morfologia, fisiologia e il suo comportamento. Il genotipo invece è la sua costituzione genetica, rappresentata dal patrimonio di un organismo. La relazione fra il genotipo e il fenotipo è complessa e può essere il risultato di complesse interazioni fra i geni e tra i geni e l'ambiente esterno.

I caratteri sono diversi: abbiamo caratteri monofattoriali, determinati da un gene, con un rapporto di dominanza.

Abbiamo caratteri determinati dalla divisione dei geni, o geni esempio, i gruppi sanguigni, o geni letali che causano la morte prima della nascita se presenti in omozigosi come RH. Abbiamo geni con espressione variabile che è limitata dall'espressione di un altro gene, quindi sono geni in eccesso, come ABO o il RH. Abbiamo poi le malattie multifattoriali, causate da più geni e dai fattori ambientali.

Riguardo ai caratteri multifattoriali, possiamo osservare alcune modificazioni nella loro espressione ambientale. Ad esempio, nelle malattie multifattoriali, agiscono più geni e fattori ambientali. In una patologia cardiovascolare, tumori e fratture scheletriche agiscono diversi geni interagendo tra di loro in maniera variabile determinando il fenomeno osservato del fenotipo.

Cistrone e regolazione genica

Riprendendo il concetto di dogma centrale della biologia, abbiamo il percorso da DNA a proteina: DNA → RNA (trascrizione) → RNA → proteina (traduzione). È la proteina che andrà ad agire sul fenotipo, determinandolo, a cui volta la proteina è determinata dall'operazione della genetica nei geni.

Il cistrone è quella sequenza che al suo interno trova la regione che codifica per una proteina, formata da una porzione regolatoria non codificante e una porzione codificante. La porzione maggiore di tutto questo (il più importante) è il promotore, che agisce a monte della trascrizione tramite l’RNA polimerasi riconoscendola come una sequenza di apertura. Altra sequenza è la terminatrice che è verso il termine del gene.

I geni eucariotici superiori non sono continui e interrotti che portano a catene incomplete che devono venire rimaneggiate a livello dell’RNA primitivo, noto come RNA trascritto. In questo processo entrano in scena gli intron, sequenze che vengono tagliate e non vengono espresse e i esoni, strutture che successivamente andranno a formare il RNA messaggero maturo.