Genetica (biologia)

Associazione parziale di geni in cis

Se una cellula presenta geni parzialmente associati in cis, alla meiosi produce 4 tipi di gameti: 2 parentali e 2 ricombinanti in trans.

Associazione parziale di geni in trans

Se una cellula presenta geni parzialmente associati in trans, alla meiosi produce 4 tipi di gameti: 2 parentali e 2 ricombinanti in cis.

ESEMPIO1: P: AaBb x aabb —> F1: 1/2 AaBb, 1/2 aabb. Si può dire che i geni sono associati e non è avvenuto il crossing over.

Quando due geni sono associati parzialmente, grazie all'avvenuto crossing over, possono produrre 4 tipi di gameti come previsto dalle leggi di Mendel. Nonostante questo, le frequenze ricombinanti sono comunque significativamente diverse.

Possono essere distinti due tipi di ricombinazione:

• Ricombinazione intercromosomica di geni non concatenati avendo loci su cromosomi differenti: in questo caso si verifica l'assortimento indipendente.
• Ricombinazione intracromosomica tra geni concatenati avendo loci sullo stesso cromosoma: in questo caso si verifica il crossing over.

MAPPE GENICHE (O DI CONCATENAZIONE)

Si tratta di mappe che rappresentano la distanza tra i geni, la distanza viene stabilita in base alle frequenze di ricombinazione tra due geni.

Le sedi in cui si trovano i geni su un cromosoma sono collegate in modo lineare.

Nella determinazione di una mappa genetica sono fondamentali due aspetti: 1) determinazione dell'ordine lineare, 2) determinazione delle distanze relative.

MISURAZIONE DELLA DISTANZA GENICA

La distanza tra due geni è correlata alla frequenza di ricombinazione.

Partendo dall'ipotesi che il crossing over avvenga in maniera casuale, due geni lontani è più probabile che siano soggetti al crossing over rispetto che due geni vicini.

Le frequenze di ricombinazione possono determinare l'ordine dei geni su un cromosoma e fornire un'idea delle distanze reciproche.

UNITÀ DI MAPPA

Rappresenta la distanza tra coppie di geni, per i quali un prodotto di ricombinazione è osservato in una percentuale fissa di casi.

La frequenza di ricombinazione della meiosi su 100 è del 1%. 1 unità di mappa corrisponde a 1 CM (centiMorgan). Due geni distano 1 unità di mappa quando avviene ricombinazione tra di essi e la frequenza di ricombinazione è uguale all'1%. N.B. La distanza di mappa è una distanza genetica, non fisica.

La frequenza di ricombinazione può essere utilizzata per determinare se i geni sono associati o indipendenti. Nel caso in cui la frequenza di ricombinazione sia superiore al 50%, i geni si riassortiscono indipendentemente, anche se si trovano sullo stesso cromosoma. Nel caso in cui la frequenza di ricombinazione sia inferiore al 50%, i geni sono associati parzialmente.

Le distanze di mappa sono additive in modo approssimato. L'additività consente di sistemare i geni secondo un ordine lineare appropriato. In questo modo possiamo conoscere la distanza e l'allineamento dei geni, ma non il verso in cui sono disposti.

Per stabilire se due geni sono associati o indipendenti, è necessario effettuare il test cross ed analizzare la frequenza di ricombinazione.

27. CITOGENETICA

La citogenetica si occupa dello studio dei cromosomi: ne analizza il numero e la morfologia.

Cariotipo: definisce il numero e la morfologia dei cromosomi di un individuo.

Nell'uomo le cellule somatiche hanno cariotipo diploide (23 coppie) e la morfologia dei cromosomi è determinata dalla posizione del centromero e dalla lunghezza del cromosoma.

I cromosomi sono costituiti da due cromatidi fratelli uniti da un centromero, che divide i cromatidi in due bracci. Le estremità dei cromatidi sono definite telomeri.

I cromosomi sono 46 molecole di DNA duplicate e spiralizzate, visibili soltanto in metafase (divisione cellulare), in quanto raggiungono il massimo del condensamento. Ogni specie presenta uno specifico cariotipo.

I cromosomi vengono studiati in provetta: vengono stimolati a dividersi, poi la divisione cellulare viene bloccata in metafase utilizzando sostanze che impediscano la formazione del fuso mitotico.

Nella specie umana la maggior parte delle procedure

La condensazione è minimo. Queste regioni contengono le sequenze degli organizzatori nucleolari, per questo vengono definite NOR (nuclear organizing region).

SATELLITI: Sono elementi morfologici caratteristici. Hanno forma rotondeggiante o allungata e sono collegati all'estremità di un braccio, attraverso la costrizione secondaria.

TELOMERI: È impossibile recuperare cromosomi con delezioni terminali: le rotture cromosomiche, indotte da radiazioni, portano i cromosomi a fondersi mentre le estremità naturali sono protette. Il nome telomero è dovuto proprio alla funzione di protezione che svolgono nei confronti delle estremità dei cromosomi. Funzioni: protezione dei cromosomi da eventi di fusione, permettendo la completa replicazione del DNA alle estremità, determinazione del posizionamento dei cromosomi nel nucleo e nell'espressione genica.

RICONOSCIMENTO DI UN CROMOSOMA: Posizione del centromero: il centromero non occupa la medesima posizione in tutti i cromosomi.

• I cromosomi di cellule arrestate in prometafase sono meno condensate ed il paMern di bandeggio mostraun maggior numero di bande più soFli (550 per cario9po aploide).
• In generale, il numero di bande aumenta quanto più precocemente viene arrestata la divisione cellulare(prima viene bloccata la divisione, meno condensa9 sono i cromosomi, e quindi più bande si visualizzano);aumenta proporzionalmente però la difficoltà nel riconoscimento delle bande.
• Le tecniche di bandeggio si differenziano per il 9po di traMamento e di coloran9 u9lizza9.
• Bandeggio G: le bande scure sono ricche di adenina e 9mina e povere di geni, mentre le bande chiaresono ricche di citosina e guanina e ricche di geni.

IDEOGRAMMA DEL CARIOTIPO UMANO

Gli ideogrammi sono rappresentazioni schema9che dell’asseMo cromosomico aploide, che indicano comeappare il cario9po standard di una determinata specie. Si riferisce a

Le caratteristiche morfologiche ed il pattern di bandeggio dei cromosomi sono importanti per l'identificazione di ogni cromosoma. La nomenclatura dei referti citogenetici è composta da 3 parti, separate da una virgola:

• La prima parte indica il numero di cromosomi presenti.
• La seconda parte indica la costituzione cromosomica sessuale.
• La terza parte indica eventuali anomalie riscontrate: con un + (acquisizione) o - (perdita) che precede il numero del cromosoma indicato.

ESEMPIO: "46, XY, +21". In questo caso è presente la trisomia 21. Quando non sono presenti anomalie non si indica la terza parte della nomenclatura: "46, XY".

Le mutazioni cromosomiche sono cambiamenti che producono un'alterazione, che sia visibile al microscopio. Si dividono in 2 gruppi:

• Alterazione nel numero di cromosomi: portano ad uno sbilanciamento del dosaggio genico, fondamentale per portare avanti i normali processi di sviluppo. Sono dovute a errori durante: 1)

• Lasegregazione dei cromosomi
• La fecondazione

Alterazioni nella struttura dei cromosomi: sono conseguenze di rotture cromosomiche. Possono essere classificate in base agli effetti patologici:

• Mutazioni bilanciate: generalmente non sono correlate ad un fenotipo patologico.
• Mutazioni sbilanciate: sono sempre correlate ad un fenotipo patologico, più o meno grave.

Mutazioni nel numero di cromosomi sono divise in due gruppi:

• Poliploidie: presenza di copie extra di tutti i cromosomi.
• Aneuploidie: guadagno o perdita di alcuni cromosomi.

Mixoploidie: presenza di due o più linee cellulari che differiscono per il numero di cromosomi. Queste a loro volta si dividono in:

• Mosaico: diverse linee cellulari derivano da un unico zigote. Si divide in:
• Mosaico poliploide.
• Mosaico aneuploide.
• Chimera: diverse linee cellulari derivano da zigoti differenti.

Nelle poliploidie vengono aggiunti due o più set cromosomici completi. In generale,

Le cellule portano più di due corredi aploidi sono delle cellule poliploidi. Sia le triploidie che le tetraploidie: nell'uomo non sono compatibili con la vita, per il grande sbilanciamento genico presente.

Cause principali:

• La triploidia può essere dovuta a:
  • Errori durante la fecondazione:
    1. un ovulo può essere fecondato da due spermatozoi
    2. un ovulo può essere fecondato da uno spermatozoo diploide
    3. uno spermatozoo può fecondare un ovulo diploide
  • Errori nella formazione dei gameti
• La tetraploidia è dovuta generalmente a: non completamento della prima divisione mitotica nello zigote; il DNA viene duplicato, ma la divisione cellulare non avviene.

ANEUPLOIDIA

Uno o più singoli cromosomi vengono aggiunti o eliminati al corredo diploide.

I casi principali di aneuploidia sono:

• Monosomia: perdita di un singolo cromosoma (2n-1).