Genetica

Proprietà genetiche

Autosomico: carattere determinato da un gene il cui locus non è posto sui cromosomi sessuali.

Legato al sesso: carattere determinato da un gene il cui locus è posto sui cromosomi sessuali.

Dominante: se, ad un locus, un solo allele è sufficiente per determinare l'espressione di un carattere.

Recessivo: se, ad un locus, entrambi gli alleli sono necessari per determinare l'espressione di un carattere.

Penetranza: Non tutti gli individui con un particolare genotipo manifestano il fenotipo atteso, a causa delle influenze ambientali interne ed esterne. La percentuale di individui con un certo genotipo che mostrano il fenotipo corrispondente è detta penetranza del genotipo. Essa può cambiare nel tempo e può essere:

• Completa: tutti i soggetti omozigoti recessivi manifestano un fenotipo, tutti gli omozigoti dominanti mostrano un altro fenotipo e tutti gli eterozigoti sono simili.
• Incompleta: se...

meno del 100% degli individui con un particolare genotipo manifesta il fenotipo corrispondente.

ESPRESSIVITÀ

L'espressività è il grado in cui un genotipo penetrante è espresso fenotipicamente in un individuo. Dipende sia da fattori ambientali che genetici e può essere:

• costante: al 100% dei genotipi noti corrisponde il fenotipo atteso.
• variabile: a genotipi identici corrisponde uno spettro di fenotipi.

Geni autosomici: geni localizzati sugli autosomi; duplice copia uno di origine paterna e uno di origine materna

Geni X-linked: geni localizzati sul cromosoma X; duplice copia nelle femmine e singola copia nei maschi

Allele normale: allele wild-type

Allele che determina la malattia: allele mutante

I PRINCIPI DELL'EREDITÀ MENDELIANA

Mendel è riuscito a individuare delle regole precise nelle modalità con cui i caratteri dei genitori si ripresentano nella progenie. Egli cominciò i suoi esperimenti incrociando piante di

due differenti linee pure con fenotipi diversi: questi individui geneticamente puri costituivano la generazione parentale, o P. In ogni caso, i membri della prima generazione filiale (F) erano tutti uguali e assomigliavano a uno dei due genitori. Il principio della segregazione stabilisce che, prima della riproduzione sessuata, i due alleli portati da un genitore devono essere separati. Come risultato, ciascuna cellula sessuale che si forma contiene solo un allele di ciascun paio. Gli alleli rimangono intatti; in questo modo gli alleli recessivi non sono perduti e possono ricomparire nella seconda generazione filiale (F). UN INCROCIO MONOIBRIDO L'incrocio monoibrido è un incrocio tra due individui che portano alleli diversi di un singolo locus. La femmina proviene da una linea pura di cavie a pelo nero, omozigote BB; il maschio proviene da una linea pura di cavie a pelo marrone, omozigote bb. I discendenti della F sono neri ma eterozigoti Bb, cioè portano due alleli.

individui che differivano per gli alleli di due loci. Se incrociamo una cavia a pelo nero e corto omozigote (BBSS) con una a pelo marrone e lungo omozigote (bbss), l'individuo BBSS produce gameti tutti uguali BS e l'individuo bbss produce gameti tutti uguali bs. I discendenti della F1 sono neri e a pelo corto, ma eterozigoti BbSs. Per calcolare i discendenti della F utilizziamo un quadrato di Punnett costituito da 16 quadri. Essi saranno: 9/16 neri a pelo corto, 3/16 marroni a pelo corto, 3/16 neri a pelo lungo e 1/16 a pelo lungo e marrone. Il rapporto fenotipico è 9:3:3:1. Sulla base di questi risultati, Mendel formulò il principio dell'assortimento indipendente; esso afferma che i membri di una coppia di geni segregano indipendentemente dai membri di un'altra coppia. Questo avviene in modo molto preciso e assicura che ogni gamete contenga un singolo allele per ogni locus, ma gli alleli di loci differenti vengono assortiti nei gameti in modo casuale.

L'uno rispetto all'altro. LA DOMINANZA NON E' SEMPRE COMPLETA... Mendel aveva notato che, incrociando due piante a fiori rosa, i discendenti apparivano rossi, a fiori rosa, e a fiori bianchi in un rapporto di 1:2:1. Le piante a fiori rosa sono individui eterozigoti, e né l'allele rosso né l'allele bianco sono completamente dominanti l'uno rispetto all'altro. Quando un eterozigote manifesta un fenotipo intermedio rispetto a quelli espressi dai genitori, significa che i geni per quel dato carattere esprimono una dominanza incompleta. Esiste anche il fenomeno della codominanza, che si verifica nel momento in cui l'eterozigote mostra il fenotipo di entrambi gli omozigoti. La specie umana presenta 4 tipi di gruppi sanguigni (A, B, AB, 0), a cui si fa riferimento come ai gruppi sanguigni AB0. Questo è un esempio di alleli codominanti. I gruppi sanguigni A, B, AB e 0 sono controllati da tre alleli di un singolo locus.

sono dominanti l'uno sull'altro; sono entrambi espressi fenotipicamente nell'eterozigote e di conseguenza sono codominanti. Entrambi sono però dominanti rispetto all'allele I. L'epistasi è una forma di interazione genica in cui la presenza di determinati alleli in un locus può impedire o mascherare l'espressione di alleli in un altro locus. Le caratteristiche fenotipiche dell'individuo saranno pertanto date dalla risultante di questa interazione; il gene che maschera l'espressione di un altro gene viene definito epistatico, il gene la cui espressione viene mascherata viene definito ipostatico. La maggior parte dei geni può avere più di un effetto fenotipico distinto e tale proprietà è definita pleiotropia. La maggior parte dei casi di pleiotropia può essere ricondotta ad una singola causa fondamentale. La pleiotropia è particolarmente evidente in molte malattie genetiche (fibrosi).cromosomi e i geni associati è la mappatura genetica. La mappatura genetica consiste nel determinare la posizione di un gene su un cromosoma e la distanza tra i geni associati. Questo viene fatto attraverso l'analisi di famiglie con malattie genetiche ereditarie, in cui si studia la trasmissione dei geni da una generazione all'altra. La mappatura genetica si basa sull'osservazione dei pattern di ereditarietà dei geni e sulla frequenza di ricombinazione genetica tra di essi. Utilizzando queste informazioni, è possibile creare una mappa genetica che mostra la posizione approssimativa dei geni su un cromosoma. La mappatura genetica è fondamentale per lo studio delle malattie genetiche umane. Per esempio, se si identifica un gene associato a una malattia, è possibile utilizzare la mappatura genetica per determinare la sua posizione precisa sul cromosoma. Questo può aiutare nella diagnosi precoce della malattia e nello sviluppo di terapie mirate. In conclusione, la mappatura genetica è uno strumento essenziale per comprendere i cromosomi e i geni associati. Attraverso la mappatura genetica, è possibile determinare la posizione dei geni su un cromosoma e la distanza tra di essi. Questo è fondamentale per lo studio delle malattie genetiche umane e per lo sviluppo di terapie mirate.meccanismi di trasmissione di una determinata patologia è l'albero genealogico o pedigree. Un pedigree è una lista sistematica (con parole o simboli) degli antenati di un dato individuo, oppure di un numero esteso di individui. Le modalità di ereditarietà dei caratteri nell'uomo vengono determinate esaminando come il carattere compare negli alberi genealogici di individui che manifestano il carattere. Il probando è l'individuo affetto a partire dal quale si ricostruisce l'albero. EREDITÀ MENDELIANA I caratteri mendeliani dipendono essenzialmente dal genotipo di un singolo locus, e possono essere ereditati secondo 5 modalità: - autosomica dominante; - autosomica recessiva; - recessiva associata al cromosoma X; - dominante legata al cromosoma X; - associata al cromosoma Y. 1. AUTOSOMICA DOMINANTE Il carattere è presente in proporzioni simili in entrambi i sessi ed è trasmesso alle generazioni successive da

entrambi i sessi. Ogni persona affetta ha normalmente almeno un genitore affetto, e circa il 50% dei figli di un genitore affetto sarà affetto. La malattia è presente in tutte le generazioni; la sua trasmissione da una generazione all'altra, quindi, avviene in linea verticale, senza salti "apparenti" di generazione.

Complicazioni:

• Nuova mutazione (o mutazione de novo): durante la gametogenesi il gene trasmesso da un genitore è andato incontro ad una modificazione che determina l'espressione del fenotipo patologico.
• Non paternità biologica: una famiglia del padre non naturale del paziente.
• Mosaicismo germinale: presenza di una mutazione postzigotica che è confinata nelle cellule germinali. I portatori di mosaicismo germinale non risultano affetti dalla malattia ma possono trasmettere la mutazione e lo status patologico ai

loro figli. La condizione dominante della patologia non si manifesta in un individuo. ^❖ Difetto di penetranza: occasionale salto di generazione nella trasmissione dei caratteri di eredità dominante. ^❖ Esordio tardivo: non tutte le malattie genetiche sono fenotipicamente presenti alla nascita, sebbene il genotipo sia determinato al momento del concepimento. La medesima mutazione provoca, in pazienti diversi, fenotipi clinici quantitativamente differenti. ^❖ Espressività variabile: l'espressione di un determinato carattere dipende anche dal contesto genetico, dai fattori ambientali e dal caso. ^❖ Eterogeneità genica: differenti mutazioni in più loci possono determinare il medesimo fenotipo clinico. È necessaria una complessa interazione.