Genetica medica

ALTERAZIONE QUANTITA'

-mutazioni del promotore o degli enhancers: una mutazione in questi livelli alterano la quantità di

espressione, perciò il gene risulta essere espresso troppo o troppo poco, quindi la proteina in sé è

corretta, ma ne avremo più del normale o meno del normale.

Quali sono le convenzioni per indicare una mutazione:

ad esempio, nel caso ci sia una missenso, nel referto posso indicarla così:

-in base alla sequenza genomica: G.76AT (in posizione genomica 76 ho una sostituzione di una A

con una T)

-in base al cDNA: C.76AT (posizione nucleotidica 76 a partire da ATG, calcolata sul filamento

complementare all'RNA maturo, quindi il filamento sarà più corto rispetto alla sequenza genomica

essendo privo di introni)

-in base al DNA mitocondriale: M.76AT

-in base al filamento di RNA: R.76AT

-in base all'amminoacido della proteina: possono essere indicati con una singola lettera o con un

codice a tre lettere, per esempio L76A (o Leu76Arg) significa che l’aminoacido 76 è stato cambiato

da leucina in arginina. Se sono in posizione 76 amminoacidica, dovrò moltiplicare per 3 per sapere

in che posizione nucleotidica mi trovo.

Come si distinguono i cromosomi:

i cromosomi si distinguono l'uno dall'altro in base alla posizione del centromero e all'alternarsi di

bande chiare e bande scure, colorazione che si vede al cariotipo, analisi di numero e struttura dei

cromosomi con risoluzione dalle 5 alle 10000 bp e che permette di avere un panorama completo di

quello che è l'assetto cromosomico di un individuo.

Dopo aver svolto le prime fasi del cariotipo, cioè aver bloccato cromosomi in metafase, aver fatto

scoppiare le membrane nucleari per poter apprezzare i cromosomi sul vetrino, si devono colorare i

cromosomi utilizzando le tecniche di bandeggio colorano i cromosomi con alternanza di bande

chiare e scure. Quindi i cromosomi si ordinano in base alla dimensione, alla posizione del

centromero e al bandeggio che colora più o meno intensamente zone di eterocromatina ed

eucromatina, ecc...

La meiosi è quel processo che nell'organismo produce i gameti, cioè le cellule germinali maschili e

femminili (spermatozoi e ovuli).

Un maschio con un cariotipo normale 46 XY produrrà un 50% di gameti con cromosoma X e 50%

di gameti con cromosoma Y, perché la meiosi è quel processo che parte da un corredo diploide e

arriva ad un corredo aploide, perciò i gameti hanno 23 cromosomi, perché al momento della

fecondazione il corredo verrà ripristinato a 46 grazie all'unione dei due gameti n.

Dunque si differenzia dalla mitosi, perché quest'ultima produce sempre cellule diploidi.

Una femmina con un cariotipo normale 46 XX produrrà un 100% di gameti con cromosoma X.

Come si disegna un albero genealogico:

i pazienti, per accedere ai test di laboratorio, devono prima passare dal percorso di consulenza

genetica in cui viene costruito l'albero genealogico della famiglia. In consulenza viene quindi la

famiglia, perché si devono raccogliere dati su più membri possibili, dato che si tratta di malattie

ereditarie. In seguito si acquisiscono i dati anamnesici, cioè si vanno a raccogliere più dati possibili

circa la storia clinica di ogni soggetto della famiglia e poi viene fatta una valutazione in sede di

consulenza clinica, in cui vengono fatte misurazioni necessarie, ma anche foto e filmati che

dimostrino particolari comportamenti e caratteristiche fisiche.

I simboli da usare sono: Malattie genetiche mendeliane:

Sono state teorizzate da Mendel e sono malattie genetiche dovute a mutazioni in un singolo gene

(monogeniche) e sono i modelli più semplici da studiare.

Per sequenziare il genoma, occorrono circa 5 giorni, mentre nel passato ci volevano 13 anni: la

parte più lunga è l'analisi dei dati, perché dall'analisi dell'intero esoma (parte codificante genoma)

vengono fuori 20mila-50mila varianti e bisogna capire se queste varianti possono avere un risvolto

clinico. Adesso la tecnologia ha fatto passi da gigante e guida le scoperte, tanto che nel giro di pochi

anni riusciremo a sequenziare e conoscere tutte le malattie mendeliane.

Si può parlare sia di trasmissioni di caratteri a livello fenotipico (occhi azzurri, capelli castani,

ecc…), ma anche di trasmissione di malattie (genetica clinica).

Le malattie possono essere autosomiche se le mutazioni avvengono nei cromosomi dalla

• coppia 1 alla coppia 22 e possono essere dominanti o recessive.

Le malattie X-legate sono legate a mutazioni che avvengono su geni del cromosoma X e

• possono essere dominanti o recessive.

Le malattie Y-legate sono legate a mutazioni che avvengono su geni del cromosoma Y, sono

• pochissime, perché Y è un cromosoma molto piccolo e contiene pochissimi geni,

responsabili della maturazione sessuale in senso maschile.

Una malattia con trasmissione recessiva necessita che entrambi gli alleli di un gene siano

• mutati.

Una malattia con trasmissione dominante basta un solo allele del gene mutato.

• Per la trasmissione della malattia dominante basta un eterozigote, mentre per la recessiva è

• necessario un omozigote.

Una malattia si definisce dominante quando il fenotipo degli eterozigoti è uguale a quello

• degli eterozigoti affetti (es.: sindrome di Malfan, acondroplasia).

Una malattia si definisce recessiva quando il fenotipo degli eterozigoti (portatori sani) è

• uguale a quello degli omozigoti normali (es.: fibrosi cistica, talassemia). L'omozigosi si

osserva molto in isolati genetici (ad esempio, in Sardegna) oppure quando c'è un incrocio tra

consaguinei.

Può succedere molto più frequentemente il caso dell'eterozigosi composta, ovvero quando si hanno

mutazioni diverse sullo stesso allele: l'effetto è lo stesso di un'omozigosi, cioè la proteina risulta

modificata. Malattie autosomiche dominanti:

Per fare un albero genealogico di una malattia autosomica dominante, è necessario farne uno in cui

la trasmissione sia in verticale, cioè passa da una generazione all'altra, da genitore a figlio e così

via. Non è necessario fare una prevalenza di maschi o femmine, perché la malattia è autosomica e

colpisce indifferentemente sia maschi che femmine. In una malattia dominante, generalmente il

genitore è malato.

In una malattia autosomica dominante, l'allele mutato si indica con la lettera A, mentre quello sano

con la lettera a. Nel caso che la madre sia Aa (malata) e il padre aa (sano), le probabilità ad ogni

gravidanza sono: 50% malati (e a rischio trasmissione), 50% sani.

Eccezioni:

Ci può essere un difetto di penetranza:

-penetranza completa: quando il genotipo corrisponde al fenotipo al 100%, quindi se il gene è

mutato, l'individuo sarà malato per forza.

-penetranza incompleta: quando il genotipo non corrisponde al fenotipo al 100%, quindi individui

che hanno la malattia, ma non sono affetti, però la trasmettono ai figli; dunque il gene è mutato, ma

l'individuo è sano e nell'albero genealogico risulta un apparente salto di generazione; si calcola

facendo il rapporto tra n° individuo affetti e n° di individui mutati (es. Retinoblastoma, un tumore

della retina infantile, ha una trasmissione autosomica dominante, causata dalla mutazione di un

gene che sta nel cromosoma 13, ha una penetranza del 90%, cioè ci sarà un 10% di individui che

hanno il gene mutato, ma non lo esprimono, perché molto probabilmente ci sono fattori del genoma

che proteggono questi individui rispetto agli altri).

-espressività variabile: l'individuo non è completamente sano, ha dei segni della malattia, ma non è

grave come gli altri individui affetti; è un quadro più lieve della malattia, ma è presente. Nel caso

del Rb, se si vanno a fare delle analisi, risulterà esserci un retinoma, quindi una lesione benigna.

-mosaicismo: normalmente la mutazione avviene a livello delle cellule germinali, mentre in questo

caso avviene in fase post-zigotica, cioè a quel punto nell'individuo coesisteranno linee cellulari

normali e linee cellulari mutate, perché tutte le cellule che deriveranno dalla cellula mutata

porteranno la mutazione, mentre quelle che derivano dalla cellula normale non la porteranno; a

seconda di quanto prima avviene questa mutazione, tanto più il fenotipo sarà grave, perché più

cellule saranno coinvolte; se invece la mutazione avviene negli ultimi stadi dello sviluppo

embrionale, il numero delle cellule coinvolte sarà inferiore e il fenotipo sarà meno grave; quindi il

mosaicismo è uno dei motivi per cui esiste un'espressività variabile oppure se il mosaico è presente

al 3% delle cellule non si avranno manifestazioni fenotipiche.

Malattie autosomiche recessive:

Nel caso in cui l'incrocio tra due portatori sani consanguinei ha portato alla presenza della malattia

in omozigosi nei figli, quindi la trasmissione non è più verticale (da genitori a figli), ma

orizzontale, cioè qui individui affetti nella stessa generazione; anche in questo caso, sono affetti sia

maschi che femmine indistintamente; l'individuo malato ha solitamente genitori sani. E' necessario

anche sapere il luogo di nascita dell'individuo, perché se i genitori sono nati in paesi vicini, in isolati

genetici, è più probabile che si tratti di mutazioni in omozigosi. Nel caso che la madre sia Aa

(portatrice sana) e il padre Aa (portatore sano), le probabilità ad ogni gravidanza sono: 50%

portatori sani (e a rischio trasmissione), 25% sani (omozigoti AA), 25% affetti (omozigoti aa).

GENETICA 2 Malattie X-legate:

Se una mutazione è presente nel cromosoma X, ci sarà una differenza tra maschi e femmine, perché

le femmine presentano un altro cromosoma X che può compensare in parte.

Eredità X-legata recessiva:

nel caso di un maschio (XY), non si può dire di essere eterozigote od omozigote, perché in realtà

nell'altro allele la stessa mutazione non può esserci, perciò si dice di essere emizigote.

Avendo una copia mutata, non c'è l'altra che compensa, perciò il maschio sarà affetto.

Nel caso di una femmina (XX), se l'allele mutato è solo uno, allora l'individuo sarà eterozigote; se

gli alleli mutati sono entrambi, allora l'individuo sarà omozigote.

Se l'eredità è XLR, nel maschio basta una sola copia mutata perché la malattia si manifesti, perché

non c'è l'analogo sull'altro cromosoma che può compensare parzialmente; invece nella femmina

eterozigote, la malattia non si manifesta, per&