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Biologia e genetica

Appunti frutto di elaborazione personale e studio del manuale consigliato dal docente Marco Tripodi per l'esame di biologia e genetica di medicina e chirurgia a Roma Sapienza. Appunti basati su appunti personali del publisher presi alle lezioni del prof. Tripodi.

Esame di Biologia e genetica docente Prof. M. Tripodi

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ESTRATTO DOCUMENTO

REQUISITI PER L’ANALISI DI LINKAGE DI CARATTERI MENDELIANI

Si prende una grande famiglia con una malattia (oppure famiglie più piccole all’interno delle quali

segrega la stessa malattia genetica) e li caratterizziamo per quei marcatori che sono distribuiti lungo

il nostro genoma (un certo numero di marcatori sul cromosoma 1, un certo numero di marcatori sul

cromosoma 2, etc).

Per fare questo, si utilizzano circa 400-500 microsatelliti, oppure si può arrivare fino a 50000-

300000 SNPs distribuiti su tutto il genoma (meno informativi, ma in numero maggiore danno

maggiore informatività).

In questi anni sono state costruite mappe dettagliate con tutta una serie di marcatori che sono

distribuiti lungo i vari cromosomi

→ esempio per il cromosoma 20:

Gli individui e le famiglie vengono quindi tipizzati per questi polimorfismi distribuiti lungo tutto il

genoma.

Esempio: locus malattia è sul cromosoma 10.

Se io vado a vedere se i marcatori del cromosoma 1 segregano con la malattia, troverò che c’è una

ricombinazione del 50%, quindi si riassortiscono in maniera casuale perché stanno su cromosomi

diversi; e così tutti i marcatori dei cromosomi 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13…etc.

Se io vado a vedere i marcatori del cromosoma 10, finché questi marcatori sono distanti dal locus

malattia, anche questi segregheranno in maniera indipendente, con una frazione di ricombinazione

del 50%. Ma via via che vado a utilizzare marcatori più vicini al locus malattia, vedrò che questi

tendono a segregare insieme: ci saranno frazioni di ricombinazione < al 50%, fino ad arrivare a

marcatori che, essendo strettamente concatenati al gene-malattia, potrebbero avere frazione di

ricombinazione ≈ 0.

Calcolo il lod score di quei marcatori, quei marcatori mi danno lod score >3 e identifico il locus

malattia.

Spesso i dati ricavati da una solo famiglia non sono sufficienti per stabilire presenza /assenza di

q)

linkage. I lod score ottenuti da famiglie indipendenti (per lo stesso valore di si possono sommare

fra loro 21

→ esempio: tetha 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 R:NR

Fam 1 0.12 0.32 0.42 0.36 0.22 0:4

Fam2 -0.16 0.07 0.21 0.22 0.14 1:3

Fam3 2.23 2.04 1.63 1.17 0.63 0:8

Totale 2.19 2.43 2.26 1.75 0.99

Per il secondo marcatore nella tabella, abbiamo l’1% di ricombinazione. Significa che questo

marcatore da il massimo valore di lod score, che ancora però non è positivo: vuol dire che

probabilmente questo marcatore non è strettamente concatenato, ma da un’indicazione che il

marcatore può essere distante circa 1 megabase, cioè 1 centiMorgan dal locus malattia.

A quel punto si utilizzano marcatori più interni per andare a trovare quelli che hanno 0 di

ricombinazione.

Esempio →

Si può calcolare anche il MULTIPOINT LOD SCORE: data una mappa di markers con posizione

nota, si calcola la likelihood (probabilità) per ogni posizione del locus malattia lungo il cromosoma.

Permette di estrarre il massimo dell’informazione data da tutti i markers sul cromosoma.

COSTRUZIONE DI APLOTIPI: DEFINIZIONE DELLA REGIONE CRITICA

22

Famiglia con patologia dominante.

Una volta trovato il marcatore di linkage che da lod score positivo, si utilizzano tutta una serie di

marcatori molto vicini a questo per determinare quindi qual è il tratto di cromosoma che segrega

sempre in tutti gli affetti all’interno di tutti gli affetti → rappresenta la regione minima dove andare

a cercare il locus del gene-malattia.

Si utilizzano marcatori che sono vicini tra di loro sullo stesso cromosoma.

Tutti gli individui malati hanno un aplotipo (riportato in nero) 6 4 3 3 2 3 6 5 → alleli del marcatore

polimorfico!

→ al marcatore D1S2722 gli individui malati hanno l’allele 6

→ al marcatore D1S211 gli individui malati hanno l’allele 4

→ …etc

La porzione in nero rappresenta un tratto di cromosoma che è sempre presente negli ammalati.

Si nota che:

- il secondo individuo della III generazione presenta una ricombinazione a livello dell’ultimo

marcatore considerato (9 invece di 5) ed è affetto: ciò significa che quello è il limite distale

della regione contente il gene-malattia;

- il primo individuo della IV generazione presenta solo i primi 4 marcatori individuati, mentre

gli altri sono ricombinanti e non è affetto dalla patologia: ciò significa che la regione critica

si trova obbligatoriamente tra D1S417 e D1S2742 (questa ricombinazione definisce il limite

prossimale della mutazione, mentre l’altra definiva quello distale).

23

Una volta si sarebbe fatto un piccolo “progetto genoma umano” per analizzare la porzione di DNA

identificata; oggi invece, avendo a disposizione in sequenziamento del genoma umano e, di

conseguenza, la sequenza di quella regione e tutti i geni in essa contenuti che verranno testati per

capire qual è quello che induce la patologia.

Geni identificati con il metodo “candidato per posizione”:

 Morbo di Alzheimer

• b-amiloide,

precursore della proteina apo-E

 Malattia di Charcot-Marie-Tooth di tipo 1A

• Proteina mielina zero

 Malattia di Charcot-Marie-Tooth di tipo 1B

• Proteina 22 mielina periferica

 Melanoma familiare

• P16

 Cancro del colon non associato a poliposi ereditaria

• hMSH 2, hMLH 1, hPMS 1, hPMS 2

 Ipotermia maligna

• Recettore della rianodina

 Sindrome di Marfan

• Fibrillina

 Neoplasia endocrina multipla di tipo 2A

• Recettore RET della tirosina chinasi

 Retinite pigmentosa

• Periferina e rodopsina

 Sindrome di Waardenburg di tipo 1

• Paired box gene PAX 3

Come si associa un gene malattia ad uno specifico fenotipo?

→ se si ha un fenotipo specifico in vitro (es: coltura di fibroblasti di un soggetto affetto da una

patologia di queste cellule), transfettando all’interno di quei fibroblasti una serie di geni, se la

transfezione di un gene fa sì che i fibroblasti riacquistino il fenotipo normale, significa che è il gene

responsabile della malattia (raramente)

→ si possono costruire modelli animali knock-out per il gene omologo e vedere se il fenotipo che

esprimono corrisponde alla patologia che stiamo studiando (raramente)

→ ricerca di mutazioni causative all’interno di un gene candidato per una specifica malattia

genetica in una coorte di pazienti che presentano quella malattia (metodo in uso)

Esempio:

La sindrome di Fechtner è una patologia molto rara che presenta alcune caratteristiche:

- problemi oculari (spesso cataratta);

- sordità;

- nefrite (che porta a insufficienza renale);

- macrotrombocitopenia (piastrine diminuite di numero ma aumentate di volume);

- inclusione nei PMN, chiamati doll-like bodies.

Ci sono due patologie ematologiche (Anomalia di May-Hegglin e Sindrome di Sebastian) che

hanno alcune di queste caratteristiche: la macrotrombocitopenia e le inclusioni, mentre le altre sono

assenti. Queste due malattie si distinguono per il diverso aspetto delle inclusioni nucleari al

microscopio elettronico.

Vi sono poi pazienti che presentano solo la macrotrombocitopenia senza inclusioni, ma

accompagnata da nefrite e sordità → Sindrome di Epstein

24

Ipotesi: le quattro patologie derivano tutte da un unico cromosoma

→ identificato come il cromosoma 22, si cercano marcatori per determinare la regione critica della

mutazione responsabile

Ricombinazioni indicate dalle frecce consentono di delimitare distalmente e prossimalmente la

regione minima: la regione ricavata è molto piccola, circa 480000 bp.

25

La regione contiene al suo interno solo 9 geni → 9 geni candidati per posizione.

Tra questi nove, solo uno era quello responsabile del fenotipo: il gene MYH9 codifica per la catena

pesante della miosina non muscolare di tipo IIA (NMMHC-IIA) che è espressa in alcuni tessuti

quali piastrine, rene, leucociti e coclea → gene altamente candidato perché espresso nei tessuti

colpiti dalle malattie considerate.

(Altre miosine non convenzionali sono associate a malattie nell’uomo che mostrano sordità o difetti

dell’occhio)

→ trovate mutazioni distribuite prevalentemente in alcuni esoni responsabili dei vari fenotipi.

Lo stesso gene era quindi responsabile delle stesse quattro patologie: le differenze tra i pazienti non

sono altro che variabilità nell’espressione clinica di mutazioni nello stesso gene.

A questo punto è possibile fare una diagnosi diretta di patologia genetica: se ho una famiglia affetta

da una malattia genetica cerco direttamente la mutazione.

EXOME SEQUENCING → nuova tecnologia che consente di sequenziare il genoma di un

individuo solo per le sequenze codificanti (in realtà si arriva a coprire circa il 90% delle porzioni

realmente codificanti): il problema è poi capire tra le varianti che identifichiamo quali sono

responsabili della malattia → analisi bioinformatica

Non partiamo più dalla mappatura, dal locus malattia: qua abbiamo un paziente cui si diagnostica

(non sempre, perché l’analisi bioinformatica è complessa) una patologia tramite il sequenziamento

del solo esoma.

N.B.: ogni base deve essere coperta un certo numero di volte per avere una valenza statistica,

almeno un 50x → significa che ci passo sopra almeno 50 volte per identificare una mutazione a

livello di una singola base (coverage).

Quando si fa l’esoma a un individuo, si trovano circa 20000 varianti: esclusi i vari polimorfismi,

SNPs, esclusi quelli presentati da altri individui, si arriva a circa 160 mutazioni potenzialmente

dannose (possono essere mutazioni silenti, mutazioni di geni recessivi, etc…)

Prima sindrome identificata con questo metodo: Sindrome di Miller, caratterizzata da micrognazia,

palatoschisi, etc.

C’era un solo gene responsabile della patologia, mutato in entrambi gli alleli. 04/11/2011

26

Allele: forma alternativa di un gene ad un determinato locus.

Bisogna vedere le frequenze dei genotipi rispetto ai fenotipi → genetica di popolazione.

Dobbiamo riuscire a calcolare la frequenza di alleli e di genotipi nella popolazione.

La legge che accomuna sia la frequenza genica che la frequenza genotipica è la

LEGGE DI HARDY-WEINBERG: in una popolazione in cui gli incroci sono casuali, gli alleli di

un determinato locus sono all’equilibrio di Hardy-Weinberg.

Questo significa che se l’allele A ha frequenza p e l’allele a ha frequenza q, allora

p+q=1,

cioè i due alleli insieme avranno frequenza del 100% (esempio: se A=80, a=20).

Ma, mischiando tra loro gli alleli, noi arriviamo ai genotipi, perciò avremo:

A a

- omozigoti AA; A A A

- omozigoti aa; A a

- eterozigoti Aa a Aa aa

Le frequenze dei genotipi saranno:

- 2

AA = p

- 2

aa = q

- Aa = 2pq

Quindi la frequenza dei genotipi non è altro che un quadrato di binomio:

2

(p + q) = 1

2 2

p + q + 2pq = 1

Esercizi: 27

I

II

III

IV

V

(1) Nell’albero riportato l’individuo III3 è affetto da una rara malattia autosomica recessiva letale

nei primi mesi di vita che presenta una frequenza nella popolazione di 1/40.000 nati.

Calcolate la probabilità per la donna V2 di avere un figlio affetto

a) se sposa suo cugino di III grado V1

b) se sposa un individuo della popolazione generale.

Se una persona sposa uno della stessa famiglia, devo calcolare il rischio tenendo conto del fatto che

l’allele segrega all’interno della famiglia, mentre se sposa un estraneo il suo rischio di essere

portatore sarà quello della popolazione generale (legge di Hardy-Weinberg)

2

Gli individui malati sono 1/40.000 nati e sono individui aa, cioè malattie q : la frequenza degli

2

individui malati nella popolazione (q ) è quindi uguale a 1/40.000.

Per prima cosa devo calcolare le probabilità del cugino di essere portatore: i genitori dell’individuo

malato hanno probabilità di essere portatori 100%, perché sono sani e sono genitori di un individuo

malato di patologia recessiva → quindi II1 e II2 sono sicuramente Aa

La sorella sana dell’individuo malato ha probabilità di essere portatrice pari a 2/3.

Il figlio di questa donna, ha probabilità di essere portatore:

2/3 x 1/2 = 1/3

perché lei, essendo Aa, ha un 50% di probabilità (quindi 1/2) di trasmettere l’allele recessivo.

A sua volta, l’individuo V1 ha probabilità d essere portatore:

1/3 x 1/2 = 1/6

Ora devo calcolare la probabilità della donna di essere portatrice.

II2 è per forza portatrice: l’allele a le è stato trasmesso o dalla madre o dal padre e la probabilità che

uno dei due genitori abbia trasmesso l’allele anche al fratello è del 50%, quindi la probabilità di II3

di essere portatore è pari a 1/2, cioè la probabilità che il genitore portatore l’abbia trasmesso anche a

lui.

Quindi, la probabilità dell’individuo III4 è:

1/2 x 1/2 = 1/4 (*)

La probabilità dell’individuo IV4 sarà: 1/4 x 1/2 = 1/8

Perciò la probabilità della donna di essere portatrice per l’allele recessivo sarà:

1/8 x 1/2 = 1/16

In questo caso, essendo i due individui parenti dell’individuo malato, la loro probabilità di essere

portatori viene calcolata in base al loro grado di parentela, senza utilizzare la legge di Hardy-

Weinberg → essendoci già un individuo malato in famiglia, la loro probabilità di essere portatori

sarà molto più alta rispetto a quella della popolazione generale e dipende dal legame di parentela

che hanno con l’individuo ammalato. 28

a) La probabilità che la signora, sposando il cugino di terzo grado, abbia un figlio ammalato è

dunque: 1/6 x 1/16 x 1/2 x 1/2 = 1/384

N.B.: due individui portatori hanno sempre la probabilità di 1/4 di avere un figlio malato.

b) Se invece la signora sposa un individuo della popolazione generale, devo calcolare la frequenza

di eterozigoti portatori nella popolazione (ovviamente escludo i malati e i non portatori) secondo la

legge di Hardy-Weinberg: 2

1/40000 = q ,

che è la frequenza della patologia nella popolazione (genotipo aa)

Significa che:

q = √1/40000

= 1/200

Posso ricavare p, poiché:

p + q = 1, avrò che p = 1 – q

p = 1 – 1/200

= 199/200

Posso approssimare p a 1 (cosa sempre fattibile quando un allele ha una frequenza molto bassa

come in questo caso -1/200- per velocizzare i calcoli)

Quindi otterremo, essendo i portatori sani Aa, quindi 2pq nell’equazione:

Frequenza eterozigoti nella popolazione = 2(1)(1/200) = 1/100

Quindi, la probabilità che la signora, sposando un individuo della popolazione generale abbia un

figlio malato è: 1/16 x 1/100 x 1/2 x 1/2 = 1/6400

(2) Se un disordine recessivo legato al cromosoma X colpisce una donna su 1.000.000 in una

popolazione, qual è la frequenza attesa dei maschi affetti? E quella delle donne portatrici?

N.B.: la donna per essere ammalata in questo caso deve essere per forza omozigote recessiva.

Donne malate → XX = q² (1/1.000.000)

Donne portatrici → XX = 2pq

Donne sane → XX = p²

Uomini sani → XY = p

Uomini malati → XY = q

In una malattia legata al cromosoma X, la frequenza dei maschi ammalati è uguale alla frequenza

dell’allele malattia. q² = 1/1.000.000 → q = 1/1.000

Essendo l’allele q molto raro, posso considerare p = 1

(Sarebbe 999/1.000)

29

Così ora possiamo calcolare sia i maschi ammalati che le femmine portatrici.

I maschi ammalati non sono altro che la frequenza dell’allele malattia, perciò

1/1.000

Mentre le femmine portatrici sono: 2pq = 2 x 1 x 1/1.000 = 1/500

TEST GENETICO

Definizione: analisi di DNA, RNA, cromosomi, proteine o particolari metaboliti al fine di rilevare, a

fini clinici, genotipi, mutazioni, fenotipi o cariotipi correlati a malattie ereditarie

I test genetici vengono fatti per:

- conferma diagnostica di una malattia (chiarisce il sospetto clinico);

- identificare un individuo portatore sano per una patologia ereditaria;

- diagnosi prenatale di malattie ereditarie;

- diagnosi presintomatica di malattie ereditarie;

- riconoscere la suscettibilità per patologie complesse

(*) In casi come questo, non tengo conto della possibilità che anche la madre dell’individuo III4 sia

casualmente portatrice sana, perché in casi come questo, quando un patologia è molto rara, il

risultato cambierebbe di poco:

1/4 + 1/100 = 26/100 che è molto vicino a 1/4

N.B.: in questo caso devo sommare perché i due eventi che considero, e cioè che abbia ereditato

l’allele a dalla madre o dal padre, si escludono l’un l’altro, dal momento che al massimo l’individuo

può essere portatore. 30 08/11/2011

Tipi di test diagnostici:

 Test diagnostico: in presenza di un sospetto clinico di una malattia, permette di

confermarne o precisarne la diagnosi

 Test presintomatico: in una famiglia con un difetto genetico noto per una patologia a

insorgenza tardiva, permette di identificare i portatori prima dell’esordio della malattia

conclamata

 Test predittivo: in una famiglia con un difetto genetico noto che conferisce suscettibilità

a una malattia, permette di identificare i soggetti a rischio

 Test prenatale: fornisce informazioni sullo stato genetico del nascituro

Biopsia dei villi corionici e amniocentesi: la biopsia dei villi non è altro che una biopsia della

placenta, mentre nell’amniocentesi si preleva una certa quantità di liquido amniotico.

Dal prelievo dei villi, si ha subito un cariotipo mettendo a crescere le cellule e osservando la

metafase si ha una risposta in 3/4 giorni e poi vengono messi in coltura e dopo una decina di giorni

posso fare l’analisi diretta sul DNA.

Gli amniociti vanno messi per forza in coltura e abbiamo una risposta dopo circa due settimane.

La villocentesi si fa intorno all’11esima settimana, mentre l’amniocentesi intorno alla 16esima.

Da entrambe si verifica il cariotipo fetale, ma la villocentesi da più facilmente falsi positivi (0,6-

1%), poiché una mutazione post-zigotica, che interviene dopo la formazione dello zigote, può

ancora interessare la placenta e non andare a interessare il feto.

La diagnosi molecolare può essere:

- DIRETTA: quando la sequenza del gene è nota andiamo direttamente a verificare la

sequenza del gene rispetto a quella di riferimento per identificare una mutazione nel gene

che causa malfunzionamento del suo prodotto;

- INDIRETTA: la sequenza del gene non è nota, ma è nota la sua posizione nel genoma, si fa

la diagnosi tramite l’analisi del linkage.

Mentre nella diagnosi diretta è sufficiente un campione di DNA del paziente, in quella indiretta

devo avere a disposizione campioni di tutta la famiglia allargata, sia individui sani che ammalati o

portatori, per poter seguire la segregazione: quindi è sicuramente più indaginosa e a volte non è

informativa.

Esempio: famiglia dove segrega una malattia autosomica dominante: la coppia ha già avuto figli

ammalati, chiede il rischio di un altro figlio malato è del 50 %

Però possiamo analizzare la famiglia e, una volta individuata la mutazione, si può verificare se

l’allele malato è stato trasmesso dal genitore al feto con certezza del 100%.

31

Caso particolare: signora che si è sposata due volte, era ammalata, aveva una sorella ammalata e ha

avuto un figlio malato.

Malattia di Cowden l’individuo III1 presenta poliposi iperplastica del colon, lesioni cutanee

verrucose, gozzo, obesità, macrocefalia e sordità, mentre la madre presentava polipi rettali,

carcinoma colonrettale, carcinoma della mammella, macrocefalia, obesità, fibromatosi uterina.

Si tratta quindi di una forma di malattia di Cowden, malattia autosomica dominante per cui ci sono

dei criteri per fare la diagnosi clinica che non sempre sono presenti in toto nell’individuo malato

 criteri maggiori per la diagnosi: - carcinoma mammario

- carcinoma tiroideo (non midollare)

- macrocefalia

- carcinoma endometriale

 criteri minori:

- lesioni tiroidee benigne

- ritardo mentale

- polipi amartomatosi intestinali

- mastopatia fibrocistica

- lipomi

- fibromi

- malformazioni e tumori urogenitali

- fibromatosi uterina

 criteri patognomonici per la diagnosi:

- malattia di Lhermitte-Duclos (gangliocitoma displastico del cervelletto)

- trichilemmomi (tumore benigno della cute che origina nella parte inferiore della guaina

esterna della radice pilifera)

- cheratosi acrale

- papillomi cutanei

- papillomi mucosi

Identificata delezione di una base che determina presenza di un codone di stop prematuro nel gene

PTEN da qui ora ho la possibilità di effettuare la diagnosi diretta sugli altri individui

appartenenti alla stessa famiglia. 32

Signora con carcinoma midollare della tiroide la cui madre è stata operata a sua volta di carcinoma

della tiroide chiede rischio per i figli di sviluppare la medesima malattia

 MEN2A(autosomica dominante): sindrome da neoplasie endocrine multiple di tipo 2° (oppure

anche carcinoma familiare midollare della tiroide)

Dovuta a mutazione del gene del recettore tirosin-kinasi RET: mutazioni a livello di alcune cisteine

nel dominio transmembrana/intracellulare.

E’ uno dei pochi casi in cui viene fatta la diagnosi presintomatica anche su minore, perché in questo

caso di può togliere la tiroide e dare la terapia sostitutiva, evitando in questo modo l’insorgenza del

tumore nei bambini.

Quindi, in questo caso, non mi limito a dire che c’è la probabilità del 50% di averlo trasmesso:

faccio diagnosi presintomatica e, nel caso, intervengo.

Aa Aa

aa AA Aa aa

Carattere autosomico recessivo: in questo caso, è importante, oltre alla diagnosi, stabilire con

esattezza chi di questi individui è realmente portatore (partendo dal rischio di 2/3).

Esempio: FIBROSI CISTICA

Determinata da gene molto grande, con moltissime mutazioni possibili, più di mille descritte.

Si fa lo screening per le mutazioni più frequenti, che coprono circa l’80%, mentre l’analisi

dell’intero gene arriva al 98% di sensibilità. In questo modo riduco moltissimo il rischio che

l’individuo abbia la mutazione, ma non lo posso mai annullare completamente.

Una coppia senza storia familiare ha a priori il rischio di 1/3000 che è il rischio della popolazione

generale: se si fa il test a entrambi i genitori e risulta negativo per entrambi, il rischio passa a

1/40.000, se uno dei due è positivo, il rischio passa a circa 1/370, e in questo caso si può estendere

l’analisi nel gene dell’altro genitore per abbassare ulteriormente il rischio, se invece risultano

entrambi positivi per una o più delle mutazioni più frequenti, allora il loro rischio sarà del 25% (si

fa diagnosi prenatale più accurata di amniocentesi o villocentesi, perché qui ricerco direttamente

una mutazione, mentre con le altre due posso individuare un’alterazione e non sapere se l’individuo

è affetto o portatore eterozigote). 33

Carattere legato all’X

E’ importante stabilire quali sono le femmine portatrici di un difetto legato al cromosoma x: è

portatrice obbligata quando il padre è ammalato e quando ha almeno un fratello e un figlio con lo

stesso difetto, ma in tutti gli altri casi non lo sappiamo.

L’individuo II2 è sicuramente portatrice per la distrofia muscolare di Duchenne: devo sapere se

anche l’individuo III1 è portatore.

In questo caso, è fondamentale conoscere lo stato di portatrice della ragazza sorella di un individuo

malato: il test che viene eseguito e molto veloce, perché il gene della distrofina è molto grande e

presenta spesso ampie delezioni

 tecnica Multiplex PCR Deletion: permette di identificare delezioni di alcune porzioni del gene.

Nella stessa provetta vengono amplificati più esoni di lunghezza diversa dello stesso gene

contemporaneamente: i più piccoli migreranno più velocemente e i più grandi più lentamente sul

supporto di gel di agarosio fino ad avere il pattern di migrazione della distrofina (primo individuo di

controllo è normale).

Il secondo individuo presenta delezione dell’esone A, mentre il terzo ha delezione degli esoni A e C

e il quarto ha deleto l’esone C diagnosi rapida

Nella diagnosi negli uomini è semplice, perché hanno una X sola e quindi le delezioni si vedono

subito perché l’esone non c’è del tutto.

Nelle donne invece, anche se sono portatrici, l’altro cromosoma X sarà indenne e quindi avrà

sempre una banda per ogni esone PCR quantitative permettono di determinare se

l’amplificazione deriva da due alleli o da uno solo; oppure con la diagnosi indiretta si può

determinare se ha ricevuto dalla madre lo stesso cromosoma malato del fratello.

34

Caso clinico:

Genitori sani, non consanguinei

Prima figlia deceduta dopo 6 giorni di vita per insufficienza renale (rene policistico)

Seconda gravidanza interrotta alla 20 settimana per presenza di reni iperecogeni.

RENE POLICISTICO: malattia ereditaria caratterizzata dallo sviluppo di cisti nei dotti collettori.

Spesso si associa ad un coinvolgimento epatico. Colpisce 1/40.000 bambini, mentre la prevalenza

nella popolazione generale è 1/85.000.

Patologia grave: la forma dell’adulto, autosomica dominante, insorge intorno ai 30 anni, mentre le

forme recessive più gravi sono a insorgenza a livello prenatale.

L'ecografia prenatale evidenzia reni iperecogeni, dilatati e, nei casi più gravi, oligoidramnios

(condizione patologica propria della gravidanza, caratterizzata dalla diminuzione del liquido

amniotico al di sotto di 500 ml). L'insufficienza renale costituisce la maggiore complicazione.

Dopo la nascita, oltre alla nefromegalia, sono comuni e spesso gravi l'ipertensione arteriosa e le

infezioni delle vie urinarie. Il coinvolgimento epatico può decorrere in maniera asintomatica o può

manifestarsi con ipertensione portale e infezioni del dotto biliare, con la presenza di colangiti. La

funzione epatica si mantiene normale. Il trattamento dell'insufficienza renale terminale consiste

nella dialisi e nel trapianto renale.

Il gene responsabile di questa forma recessiva è PKHD1 (mappa sul braccio corto del cromosoma 6

e contiene più di 80 esoni e codifica per una proteina, la fibrocistina o poliduttina), trovato in uno

dei due genitori, nella madre non so qual è la mutazione.

Genitori e feto (secondo) sono stati tipizzati con una serie di marcatori sul cromosoma 6:

35

Il marcatore D6S1714 non è informativo, perché entrambi i genitori sono omozigoti per l’allele da

281 basi: tuttavia, la serie degli altri marcatori identificava i due cromosomi (in rosso) che la madre

e il padre avevano trasmesso a feto malato, perciò la combinazione di quei due cromosomi produce

la malattia.

In una terza gravidanza, si ricerca sia la mutazione di origine paterna (se manca il feto è

sicuramente sano), sia la tipizzazione con gli stessi marcatori:

Il padre aveva trasmesso la mutazione, ma questa volta la madre aveva trasmesso il cromosoma

sano (cioè non quello delle precedenti gravidanze), segnato in nero: il feto è sano.

 combinazione di diagnosi diretta e indiretta: la sola diagnosi diretta in questo caso non disponeva

di entrambe le mutazioni per fare diagnosi certe.

Il quarto feto ha ricevuto di nuovo i due aplotipi malattia e la gravidanza è stata interrotta.

36

ECCEZIONI ALL’EREDITARIETA’ MENDELIANA

Rottura del dogma: UN GENE UNA MALATTIA

ETEROGENEITÀ GENETICA

SORDITÀ

Retinite Pigmentosa

SERIE ALLELICHE

PENETRANZA INCOMPLETA

ESPRESSIVITÀ VARIABILE

INSORGENZA TARDIVA

ANTICIPAZIONE

 serie di fenomeni che rendono complessa la situazione durante una consulenza genetica

Esempio:

I

II

III

Due famiglie con genitori sani, in cui i figli presentano una forma di sordità neurosensoriale

congenita: i due figli vogliono sapere qual è la probabilità per loro di aver un figlio malato.

La segregazione nelle due famiglie mostra una patologica autosomica recessiva, quindi la

probabilità dei due individui di avere un figlio ammalato dovrebbe essere del 100%.

 invece hanno 4 figli, tutti che ci sentono perfettamente.

Perché? STESSO FENOTIPO, DUE GENOTIPI DIVERSI

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie (I e II Facoltà di Medicina e Chirurgia, di Farmacia e di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali)
SSD:
A.A.: 2017-2018

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher studentunitn di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biologia e genetica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Tripodi Marco.

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