Basi di genetica

ESPRESSIVITÀ DE NOVO

Le nuove mutazioni, non tutti gli individui affetti di una malattia a dominante devono avere un genitore affetto, schema simile a carattere recessivo autosomico o legato a X.

PRINCIPI DELLA PROBABILITÀ

Prodotto tra numero di volte un evento è atteso verificarsi e numero totale di casi, regola prodotto (la probabilità di due eventi indipendenti si verificano contemporaneamente), regola somma (la probabilità che si verifichi o l'uno o l'altro evento).

DETERMINAZIONE DEL SESSO NEGLI ORGANISMI A RIPRODUZIONE SESSUALE

SISTEMI A DETERMINAZIONE GENOTIPICA: genica, bilanciamento numero X autosomi, presenza del cromosoma Y.

SISTEMI CON DETERMINAZIONE AMBIENTALE: geni + ambiente del gene eucariotico: promotore, sequenza codificante dell'RNA e regione strutturale terminatore di un gene, il promotore è localizzato a monte della sequenza codificante, terminatore a valle gene eucariotico = il fattore TFIID.

si lega a TATA box per formare il complesso–trascrizioned'inizio preliminare. Ha una subunità che lega TATA box che riconosce la sequenza e altre proteine chiamate fattori associati a TBP. Il complesso TFIID-TATA agisce come catalizzatore per l'aggiunta di fattori trascrizionali. Si legano TFIIA e TFIIB seguito da RNA polimerasi e TFIIF per produrre il complesso minimo per inizio trascrizione. Poi si legano TFIIE e TFIIH formando il complesso per l'inizio della trascrizione completo.

CONTROLLO GENICO IN SACCHAROMYCES CEREVISIAE = il locus è il cromosoma III, compoosto di tre copie di un gene in serie (cassette) che può esistere in due forme a e α, quello centrale determina il sesso. Nel locus può avvenire la convergenza genica regolata da endonucleasi (taglia ai lati di α che viene escissa) e DNA polimerasi (copia una sequenza a doppia elica dalla cassetta a di destra che viene sostituita a α) *oppure il contrario*-fattori

coinvolti (geni del MAT locus a e α, altri geni asg(controllano fenotipo sessualea), αsg, hsg (controllano fenotipo aploide, fattori di trascrizione ubiquitario MCM1. Fattori ditrascrizione prodotti dalla cassetta del locus, fattori di trascrizione formano complessi,promotori di geni sensibili e non (accesi, speti, spenti da fattori del locus MAT. Accesi da MAT7→file-DETERMINAZIONE SESSO DELLE PIANTE1. PIANTE A SESSI SEPARATI (DIOICHE) = pianta femmina con fiori a pistilli, pianta maschiocon fiori a stami2. PIANTE ERMAFRODITE = fiori con pistilli e stami (perfetto)3. PIANTE MONOICHE = fiori con pistilli e stami (imperfetti) separati sulla stessa pianta-Una mutazione del gene selvatico può cambiare:
• la sequenza e funzione dell'RNA trascritto
• la sequenza e funzione della proteina tradotta
• la maturazione (splicing) dell'RNA
• l'intensità di espressione del gene (promotore)
• la stabilità dell'RNA

• Alterazioni fisiologiche e patologiche
• Sistema immunitario è capace di reagire contro le cellule del sangue non proprio "non self" → il producendo anticorpi che si legano ad antigeni presenti sulla superficie dei glubuli rossi estranei portando alla distruzione attraverso componenti del sistema immunitario (antigeni di ABO sono proteine di membrana di tipo A o B e gli anticorpi sono anti-A e anti-B), le cellule sono prodotte dai linfociti (durante lo sviluppo sono selettivamente eliminati dal sistema immunitario per apoptosi
• A trasfuso a individui del gruppo A e AB, gruppo B a B e AB, gruppo AB solo ad gruppo AB, gruppo O a tutti genotipi possibili per una serie allelica multipla dipende dal numero di alleli → numero implicati
• Num alleli: N Num gen: N(N+1)/2 Omoz: N Eter: N(N-1)/2
• MODIFICAZIONI DEL RAPPORTO DI DOMINANZA
• INCOMPLETA = nessuno degli alleli è dominante, il fenotipo dell'eterozigote è DOMINANZA intermedio fra i

due omozigoti (esempio, incrocio tra un pollo bianco e uno nero ne produce uno grigio) = nessuno degli alleli è dominante, nel fenotipo dell'eterozigote si -> codominanza esprimono entrambi gli alleli (esempio alleli Ia, Ib dei gruppi sanguigni ABO)

Un fenotipo è determinato dall'interazione di due geni, nel caso in cui i due agiscono sul medesimo carattere determinando fenotipi diversi - principio mendeliano dell'assortimento indipendente degli alleli nei gameti implica che geni localizzati su cromosomi diversi si comportano in modo indipendente alla formazione dei gameti

1. interazione fra due geni (alleli) per uno stesso carattere e generazione di nuovi fenotipi
2. interazione fra 2 geni con creazione di nuovi fenotipi e alterazione dei rapporti mendeliani
3. interazione fra geni epistasi (un gene interferisce con l'espressione di un altro gene per la determinazione di uno stesso carattere, interferenza è dipendente dagli assetti allelici dei due

geni interferenti, esistono diversi casi di epistasi che portano ad una alterazione del numero e delle frequenze delle classi fenotipiche mendeliane nella F2 di un incrocio di diibridi

epistatico = determina il fenotipo indipendentemente dall'assetto allelico del secondo gene

ipostatico = il gene che subisce l'effetto epistatico

gene-alleli letali = per alcuni geni alcune combinazioni alleliche provocano la morte dell'embrione prima della nascita, i genotipi e fenotipi di individui portatori non vengono evidenziati e misurati negli incroci

TEST DI COMPLEMENTAZIONE = l'isolamento di mutanti per un particolare fenotipo o carattere rispetto al selvatico individua nuovi alleli, l'isolamento di mutanti è il primo approccio per lo studio funzionale dell'attività dei geni (possono avere più alleli), gli alleli di geni diversi possono interagire e modificare uno stesso carattere

permette di capire se due mutazioni che influenzano lo stesso fenotipo appartengano allo stesso gene o a geni diversi

EFFETTO FENOTIPICO DI UN GENE: frequenza con cui un allele si manifesta nel fenotipo in una popolazione (gli individui hanno il medesimo genotipo per il gene in questione)

PENETRANZA: grado di espressione dell'allele nella popolazione (con il medesimo genotipo per il gene in questione)

penetranza completa: a genotipi identici noti corrisponde nel 100% dei casi il fenotipo atteso

penetranza incompleta: a genotipi identici noti corrisponde in meno del 100% dei casi il fenotipo atteso

espressività uniforme: a genotipi identici noti senza effetto sull'espressività corrisponde nel 100% dei casi il fenotipo atteso

espressività variabile: a genotipi identici noti con effetto sull'espressività corrisponde uno spettro di fenotipi

penetranza incompleta con espressività variabile: genotipi identici noti

producono un ampio spettro di fenotipi a causa di diversi gradi di attivazione della espressione genica. I geni localizzati sullo stesso cromosoma appartengono allo stesso gruppo di concatenazione. I geni per la forma del seme e il colore del fiore si comportano come qualcosa di intermedio tra l'indipendenza (formazione di classi fenotipiche ricombinanti nella F2) e la concatenazione (formazione di classi fenotipiche parentali). I genotipi ricombinanti si generano durante la meiosi attraverso il crossing-over. Il cromosoma con marcatori citologici è un cromosoma con modificazioni strutturali che marciano la posizione degli alleli negli eterozigoti. Il crossing-over avviene nella profase della prima divisione meiotica quando i cromosomi omologhi sono già replicati e appaiati (TETRADI). La prova in neurospora (organismo aploide a riproduzione sessuale facoltativa e produzione di tetradi ordinate), coltivata in laboratorio, cresce su terreni controllati o su terreni minimi perché può sintetizzare.

INDIPENDENTI O CONCATENATI ? (= stanno su due cromosomi diversi o sullo stesso cromosoma ?)

METODO DI CALCOLO DELLA FREQUENZA DI RICOMBINAZIONE:

num dei ricombinanti/num tot delle progenie *100

ALLELI DOMINANTI AUTOSOMICI: doppio eterozigote incrociato con un doppio omozigote selvatico (allele mutante dominante sul selvatico)

ALLELI RECESSIVI LEGATI A CROMOSOMI SESSUALI: una femmina doppio eterozigote incrociata con un maschio doppio emizigote con gli alleli recessivi sul cromosoma X (allele mutante dominante su selvatico)

ALLELI DOMINANTI LEGATI A CROMOSOMI SESSUALI: femmina doppio eterozigote viene incrociata con un maschio doppio emizigote con gli aleli selvatici sul cromosoma X (allele mutante dominante sul selvatico)

1. La frequenza di ricombinanti è caratteristica specifica di ogni coppia di geni

2. La frequenza di ricombinanti per una coppia di geni è simile qualunque sia la combinazione allelica dell'eterozigote

3. La percentuale di ricombinanti come misura

La distanza quantitativa della distanza fisica di due geni sul cromosoma è correlata alla probabilità di crossing-over e alla frequenza di ricombinazione. Più distanti sono i geni, maggiore è la probabilità di crossing-over e più alta è la frequenza di ricombinazione.

Le mappature genetiche sono additive: i geni si possono posizionare in fila lungo i cromosomi utilizzando i dati di ricombinazione ottenuti per coppie di geni con una serie di incroci a due punti. La frequenza di ricombinazione è la misura dei crossing-over che danno origine a scambi osservabili (ricombinanti) tra due marcatori genetici. I doppi crossing-over generano eventi di ricombinazione non misurabili in un incrocio a due punti, quindi, se non esistessero, si utilizza l'incrocio a tre punti per geni lontani.

Esiste una relazione lineare tra la distanza di mappa e la frequenza di ricombinazione, ma solo per distanze di mappa piccole. Per geni lontani, si utilizza l'incrocio a tre punti per determinare la loro posizione.