Genetica per le professioni sanitarie

PRIMO ESPERIMENTO

Incrociando 2 linee pure che differiscono per un carattere, nella prima generazione una delle 2 forme "scompare". Gli stessi risultati si ottengono con tutti i sette fenotipi analizzati.

PRINCIPIO DELLA DOMINANZA: tutti gli incroci tra linee pure con fenotipo diverso producono una generazione F1 che mostra un fenotipo uguale a quello di uno solo dei genitori. Il tratto (fenotipo) che è sempre presente è chiamato tratto dominante, l'altro (quello che scompare) è il recessivo.

Dominanza completa: il tratto dominante maschera completamente il tratto recessivo.

Esempi di dominanza completa per fenotipi umani: orecchio lobato (dominante) o non lobato, lingua arrotolata (dominante) o piatta.

SECONDO ESPERIMENTO

Incrocio tra due individui della prima generazione F1, si effettua una autofecondazione della F1 (hanno tutti i fiori uguali ma derivano da un fiore viola e da uno bianco).

In tutti i casi, la progenie F2 mostra entrambi i caratteri presenti.

nella generazione parentale (F0 o G o P)con un rapporto di circa 3:1. ¼ della progenie presenta il tratto recessivo e i ¾ presentano il dominante. Questo vale per ognuno dei setti tratti. Mendel ipotizza l’esistenza di “particelle ereditarie” (oggi geni) che vengono trasmessi dai genitori ai figli. Ciascun tratto è determinato da una particella ereditaria (gene), ogni gene è presente in due forme alternative, in seguito definiti alleli (=forma alternativa di un gene).

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Omozigote= due alleli uguale

Eterozigote= due alleli diversi

➔ Le linee pure sono omozigote (FF o ff)

➔ La linea ibrida F1 sarà un eterozigote (Ff)

Il fenotipo è il fiore viola, il genotipo è la composizione degli alleli. Uno stesso fenotipo può avere diversi genotipi (FF o Ff).

QUADRATO DI PUNNET

Incrocio tra le generazioni parentali F0 o P (due omozigoti)

P\P F Ff Ff Fff Ff Ff

Incrocio tra le F1. 3 presentano fenotipo dominante (viola), uno recessivo (bianco) → F1\F1 F f (3:1).

A livello di genotipo è 1:2:1 (un omozigote per l’allele dominante, due eterozigoti e unof Ff ff per l’allele recessivo).

PRINCIPIO DELLA SEGREGAZIONE: i due membri (alleli) di una coppia che determinano un carattere ereditario segregano (si separano) durante la formazione dei gameti: metà dei gameti conterrà un allele, l’altra metà l’altro allele. ➔ La meiosi spiega la segregazione degli alleli nei gameti. Ciascun cromosoma omologo porta un allele. I cromosomi omologhi si aggregano e poi vengono separati per avere i gameti con ognuno un solo allele che codifica per un determinato fenotipo.

IL REINCROCIO PER PREDIRE IL GENOTIPO DI UN INDIVIDUO DI CUI CONOSCIAMO SOLO IL FENOTIPO

Se il modello di Mendel funziona, incrociando gli ibridi F1 con il parentale recessivo, si deve ottenere una progenie con rapporto 1:1. Metà

avrà fenotipo dominante e l'altro recessivo. Con questo metodo si può capire se la F1 ha un genotipo omozigote o eterozigote. Se l'incrocio tra F1 e P ci porta ad avere una generazione parentale in rapporto 1:1 allora la F1 sarà eterozigote. Se è omozigote tutta la progenie avrà il fenotipo dominante. (la P deve essere omozigote recessivo)

TERZO ESPERIMENTO

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Consiste nell'incrocio controllato di due caratteri indipendenti. Considero due fenotipi differenti (es. colore seme e caratteristica seme. Le linee pure saranno omozigoti doppi e avranno genotipo: RRYY (giallo liscio) erryy (verde rugoso). → La F1 sarà tutta RrYy (giallo liscio) 100% (scompaiono i fenotipi recessivi) → Rapporto fenotipico della F2 9:3:3:1

PRINCIPIO DELL'ASSORTIMENTO INDIPENDENTE: Per tutti gli incroci tra di-ibridi, Mendel verificò il rapporto 9:3:3:1 tra le classi

fenotipiche in F2, quindi: Gli alleli digeni che controllano caratteri diversi si distribuiscono nei gameti in modo indipendente gli uni dagli altri MODIFICHE ED ESTENSIONI DELLE LEGGI DI MENDEL DOMINANZA INCOMPLETA L'allele dominante non è in grado di mascherare completamente l'allele recessivo. Sono possibili 3 fenotipi, uno per genotipo. L'eterozigote ha un fenotipo intermedio rispetto agli omozigoti. CO-DOMINANZA La co-dominanza si verifica quando il contributo di entrambi gli alleli è visibile nell'eterozigote. Nell'uomo un esempio classico di codominanza è rappresentato dai gruppi sanguigni ABO. Questo è anche un esempio classico di alleli multipli. ALLELI MULTIPLI Corso integrato scienze di base-biologia (genetica) prof.ssa. Soldà Un gene può possedere più di due forme alleliche alternative presenti in una popolazione. In ogni caso, però, ciascun individuo possiederà solo due alleli per

quel gene (uno materno e uno paterno) indipendentemente dal numero di alleli presenti nella popolazione.

IL SISTEMA ABO

Il gruppo sanguigno ABO è controllato da un unico gene (il gene ABO, che si trova sul cromosoma 9). Gli alleli sono I^A, I^B e i.

AI I^A Il gene ABO codifica per un enzima che determina quali antigeni verranno esposti sulla membrana dei globuli rossi.

AB BI I^B Il gruppo A esporrà gli antigeni A, il gruppo B esporrà gli antigeni B, il gruppo AB sia gli antigeni A che gli antigeni B e il gruppo 0 nessun antigene (gene disattivato).

A BI I ABii 0

TRASFUSIONI

Il nostro organismo sviluppa anticorpi contro quegli antigeni che non sono presenti sulle cellule dell'organismo (es. l'organismo con eritrociti che espongono antigeni A produrrà anticorpi anti-B). Per questo, persone con gruppo 0 possono donare a tutti ma ricevere sangue solo da altre persone di gruppo 0.

GENETICA UMANA

1. Costruire un albero

1. Esempi di malattie ereditarie (monogeniche o mendeliane).
2. Ereditarietà autosomica dominante e recessiva e legata al sesso (geni su cromosoma X o Y).
3. Canni su ereditarietà non mendeliana.

PEDIGREE

Con gli alberi genealogici o pedigree si studia la trasmissione di caratteri ereditari dell'uomo utili per studiare la trasmissione di difetti genetici (malattie). Non è possibile fare incroci controllati (non sarebbe etico). Un problema di questo tempo è però la progenie limitata. È un diagramma che mostra le relazioni tra i differenti componenti di una famiglia.

Corso integrato scienze di base-biologia (genetica) prof.ssa. Soldà Per la genetica si usano convenzionalmente una serie di simboli (tabella).

Probando= persona che si rivolge al medico genetista per una analisi genetica o su chi si esegue questa indagine (indicato con una freccia).

MALATTIE GENETICHE

Le malattie ereditarie sono spesso causate da mutazioni in un

sologene (monogeniche), c'è una forte correlazione tra genotipo e fenotipo e l'influenza di fattori non genetici (es. ambiente) è trascurabile. Nel bambino entro le 72h di vita viene fatto uno screening completo del genoma attraverso un campione di sangue. Cinque diversi patterns di trasmissione delle malattie ereditarie: - Autosomica dominante (AD): su cromosomi non sessuali con allele dominante - Autosomica recessiva (AR) - X-linked dominante (XD) - X-linked recessivo (XR) - Y-linked MALATTIE AUTOSOMICHE DOMINANTI Esempi: sindrome di Marfan (problemi cardiache, gambe e dita molto lunghe), nanismo acondroplasico. L'allele "malattia" (A) è dominante sull'allele "sano" (a), basta avere un allele mutato per avere la malattia. - Una persona affetta ha almeno uno dei genitori affetto - Il carattere è presente in tutte le generazioni - Sono colpiti entrambi i sessi - Sia maschi che femmine possono trasmettere la malattia possono trasmettere la • Il figlio sano di un non trasmette la malattia ai suoi figli• Il figlio di un ha il 50% di essere affetto (assumendo che il genitore sia eterozigote)Corso integrato scienze di base-biologia (genetica) prof.ssa. SoldàEsempi: albinismo, fibrosi cistica, fenilchetonuria. L'allele "sano" (A) domina su quello "malattia" (a).Esistono portatori sani della fibrosi cistica (1 su 35 nella popolazione caucasica è portatore sano). La malattia si presenta se i due alleli sono entrambi mutati. Il carattere può saltare una generazione (vedere albero genealogico a fianco).• Il carattere salta le generazioni• Sono colpiti entrambi i sessi• Gli individui affetti di solito sono figli di non affetti• Se entrambi i genitori sono affetti, tutti i figli saranno affettiEREDITARIETÀ LEGATA AL SESSOI geni non sono sugli autosomi ma sui cromosomi

sessuali (X e Y). I gameti dell'uomo conterranno in media 50% cromosoma X e 50% cromosoma Y, la donna avrà i gameti contenenti il 100% i cromosomi X.

• I geni localizzati sui cromosomi sessuali non seguono esattamente le leggi di Mendel sull'ereditarietà.
• Il cromosoma Y possiede molti meno geni del cromosoma X.
• Quindi, i maschi possiedono una sola copia di questi geni, sono cioè EMIZIGOTI.

Il cromosoma X è molto più grande rispetto a quello Y. Le donne hanno due cromosomi X, uno di questi a caso viene silenziato in ogni cellula del corpo. È importante che ci sia un singolo dosaggio di geni. Il cromosoma silenziato è visibile al microscopio come una massa eterocromatinica (l'eterocromatina non viene trascritta) detta CORPO DI BARR.

MOSAICO: (gatto) nelle cellule possono essere disattivati uno dei due cromosomi X, se questi presentano due allei diversi allora il fenotipo potrebbe essere diverso. Nei gatti a tre

colori vediamo che alcune cellule presentano un X che dà il colore bianco e altre che danno il colore marrone/nero (allele diverso ma sempre sul cromosoma X). I geni localizzati su cromosomi sessuali non seguono perfettamente le leggi di Mendel. (immaginemosche). L'allele che determina il colore è sul cromosoma X, l'Y non presenta quell'allele (-). L'allele W (occhi rossi) è dominante e si trova sul cromosoma X. Corso integrato scienze di base-biologia (genetica) prof.ssa. Soldà. In generale le femmine avranno gli occhi rossi (hanno due X che possono portare l'allele occhi rossi) e i maschi gli occhi bianchi (hanno un Y).