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Gli ispanici sono una razza?

Premessa “semantica”

I termini : Specie Razza Etnia Popolazione

Specie e Popolazione

Razza e Etnia sono termini genetici.

sono termini NON genetici. • Per specie si intende indicare

• La razza è una costruzione un gruppo di individui che sono

culturale tipicamente basata su in grado di incrociarsi e

fattori culturali, ambientali e determinare una prole feconda

biologici SENZA ALCUNA • Per popolazione si intende

BASE GENETICA indicare un gruppo di individui

RAZIONALE che si incrociano effettivamente

• I gruppi etnici sono tra loro.

solitamente identificati sulla

base di considerazioni culturali.

Dall’individuo alla popolazione

Frequenza genotipica

Frequenza genotipica =

proporzione di individui con

un certo determinato genotipo

in una popolazione

Frequenza allelica

Frequenza allelica =

proporzione di un certo

allele in una popolazione

Frequenza allelica e frequenza genotipica

Che rapporto c’è tra frequenza

allelica e frequenza genotipica?

Frequenza genotipica Frequenza allelica

Ad una determinata frequenza allelica corrisponde sempre

una determinata frequenza genotipica?

Potrebbe essere così …

Frequenza genotipica =

50 % omozigoti nero

0% eterozigoti

50 % omozigoti bianco

… oppure anche così …

Frequenza genotipica =

0 % omozigoti nero

100% eterozigoti

0 % omozigoti bianco

Ma è realistico ?

Legge di Hardy-Weinberg

Il principio fondante della genetica di

popolazione consiste nel fatto che per un

determinato locus genico i genotipi si

ritrovano in una popolazione in misura

direttamente proporzionale agli alleli del

locus stesso e le frequenze dei genotipi

restano costanti nel tempo di generazione in

generazione.

Legge di Hardy-Weinberg

p +2pq+q =1

2 2

Due alleli A (p) e a (q)

p (A) + q (a) = 1

AA + Aa + aa = 1

p + 2pq + q = 1

2 2

Legge di Hardy-Weinberg

G. H. Hardy (1877-1947) Wilhelm Weinberg (1862-1937)

Matematico inglese Medico e Genetista tedesco

Legge di Hardy-Weinberg

L’equazione di Hardy-Weinberg ci permette di

predire le frequenze genotipiche in una

popolazione non soggetta a pressione evolutiva

Presupposti teorici

Una populazione non evolve quando sono rispettate le seguenti 5

condizioni

1. Assenza di mutazioni

2. Assenza di flusso genico

3. Selezione naturale

4. La popolazione è formata da un grande numero di individui

5. Unioni casuali tra gli individui della popolazione Non avviene

Come può cambiare la “struttura”

genetica di una popolazione?

Come può cambiare la “struttura”

genetica di una popolazione?

Con la variazione nel tempo

delle frequenze alleliche e/o

frequenze genotipiche.

Come può cambiare la “struttura”

genetica di una popolazione?

Con la variazione nel tempo delle frequenze

alleliche e/o frequenze genotipiche.

• mutazioni (nuove)

• selezione naturale

• migrazione

• deriva genica

• unione casuale

Come può cambiare la “struttura”

genetica di una popolazione?

Con la variazione nel tempo delle frequenze

alleliche e/o frequenze genotipiche.

• mutazioni (nuove)

• selezione naturale

Cambiamento spontaneo nel DNA

• migrazione • creazione di nuovi alleli

• deriva genica • sorgente di tutta la

• unione casuale variazione genetica

Assenza di mutazioni

Non avviene alcun cambiamento delle frequenze

alleliche: gli alleli persi dai soggetti che muoiono

sono sostituiti da quelli delle generazioni successive

•Molte mutazioni hanno un effetto letale

•Altre possono essere dannose o neutre

•Una piccola porzione può essere vantaggiosa

Effetto delle nuove mutazioni: alterare le

frequenze alleliche e genotipiche

Come può cambiare la “struttura”

genetica di una popolazione?

Con la variazione nel tempo delle frequenze

alleliche e/o frequenze genotipiche.

• mutazioni ( nuove

)

• selezione naturale

Soggetti con alcuni genotipi

• migrazione hanno un maggior numero di figli

• differenze nella probabilità

• deriva genica di sopravvivenza o riproduzione

• unione casuale differenze di “fitness”

• adattamento

Mutazione e selezione

Da un punto di vista genetico, una mutazione

che impedisce la riproduzione di un soggetto

adulto ha un effetto pari a quello di una che

induce aborto. In ogni caso non avviene la

trasmissione della mutazione alla generazione

successiva.

La frequenza di una mutazione in una

popolazione rappresenta un punto di

equilibrio fra frequenza di nuove mutazioni e

pressione selettiva.

Selezione su caratteri quantitativi:

le forme che hanno fitness più alta diventano più comuni

speciazione?

Selezione o pressione selettiva

Processo graduale delle forze della

natura che selezionano la forma più

adeguata a sopravvivere e riprodursi

in un determinato habitat.

La selezione naturale agisce sulle

frequenze alleliche di una

popolazione.

Fitness – capacità di riprodursi

Probabilità di trasmettere il proprio patrimonio

genetico alle generazioni successive in relazione

alle probabilità della popolazione generale.

Una mutazione può ridurre la fitness dell’individuo

e la stessa viene persa nel corso delle generazioni

successive. Talvolta, una mutazione può generare

un vantaggio nel portatore, cosiddetto “vantaggio

dell’eterozigote”. Malaria

parassita singole cellule

eucariotiche (Plasmodium) e

trascorre parte del suo ciclo vitale

nei globuli rossi

1 2 3

Malaria ed emoglobinopatie

oggi

Anemia falciforme Emoglobina E

talassemia malaria

β-

Diversi altri geni conferiscono resitenza alla malaria

Glucosio-6-fosfato deidrogenasi (G6PD)

L’assenza di G6PD è il più comune deficit enzimatico

Aumenta lo stress ossidativo nei globuli rossi

Causa anemia e ittero neonatale

Conferisce una resistenza all’infezione

Duffy (FY)

FY*0/FY*0 omozigoti quasi del tutto protetti

FY*0/FY*N eterozigoti parzialmente protetti

Nessun evento avverso correlato a un allele in particolare

Espressione dell’allele assente per una mutazione genica

Altri: NOS2A, HLA-DRB1

CCR5

• CCR5 è un corecettore per i macrofagi del virus HIV

• Esiste una variante allelica che consiste in una delezione di 32

nucleotidi del gene con formazione di una proteina tronca, che perde

l’attività corecettoriale

• Gli eterozigoti CCR5.32/CCR5 sono parzialmente e gli omozigoti

CCR5.32/CCR5.32 quasi totalmente resistenti all’HIV e all’AIDS.

CCR5

L’allele CCR5.32 è molto recente

L’analisi degli aplotipi ha mostrato che l’allele delta32 è

recentissimo, circa 700 anni fa e probabilmente di origine Vichinga

Essendo così recente, ci si è posto il problema:

Come fa ad avere frequenze così alte ?

CCR5

• Gli omozigoti CCR5 32/CCR5 32 sono resistenti a

Δ Δ

HIV e AIDS

• L’elevata frequenza e distribuzione dell’allele

32 indica una selezione avvenuta in passato

Δ

da parte di un agente sconosciuto.

CCR5

La peste

• In Europa ci sono state due grandi epidemie di peste:

– La Morte Nera (1346-1352):morti 40% della popolazione

– La Grande Peste (1665-1666): morti 20% della popolazione

• In aggiunta epidemie intermittenti furono presenti per circa 400

anni (circa una ogni dieci anni) con una stima di 10% di morti nella

Popolazione.

Fibrosi cistica: Autosomica recessiva

Frequenza dei portatori

1/600 Caucasici 1/3500 Neri Americani

1/2000 Ispanici 1/20000 Asiatici

Implicazioni pratiche imporanti

La frequenza della

mutazione sul

ΔF-508

totale delle mutationi

responsabili di CF

(CFGAC 1994)

approx. età

52000 anni

Deficit di lattasi

L’attività della lattasi declina con l’età

• Tutti i bambini hanno alta attività dell’enzima lattasi per poter

scindere lo zucchero lattosio presente nel latte materno

• In molti uomini l’attività declina dopo lo svezzamento, ma in

alcuni persiste.

• La mancanza dell’attività enzimatica determina difficoltà di

digestione del latte

Deficit di lattasi

• Si ipotizza che questo declino sia stato sottoposto a pressione

selettiva positiva, in quanto evitava una competizione tra adulti e

bambini rispetto al latte materno

• Alcuni individui avrebbero però sviluppato un meccanismo di

persistenza dell’enzima. L’attività della lattasi declina con l’età.

La carità romana La carità romana

(particolare), Niccolò Rubens.

Sette opere di misericordia

Renieri. Caravaggio

Deficit di lattasi

La persistenza della lattasi e l’allevamento dei bovini

Analisi della componente principale della

variabilità genetica bovina

Persistenza di lattasi (zone più scure =

maggior frequenza)

Conclusione:

Coevoluzione tra uomo e bovini

La persistenza della lattasi

LCT*P

Basi molecolari della persistenza

della lattasi

• Il livello di Lattasi è controllato da un elemento che agisce in

cis (cis-acting).

• Esiste un’associazione tra la persistenza della lattasi e l’allele

T del polimorfismo T/C 14 kb a monte del gene della lattasi.

Enattah et al. (2002) Nature Genet. 30, 233-237

Selezione e diversità genetica dell’uomo

• Selezione positiva

Selezione

positiva

Mutazione positiva (vantaggiosa)

Mutazione neutra

Selezione e diversità genetica dell’uomo

• Selezione negativa

Selezione

negativa

Mutazione negativa (svantaggio)

Mutazione neutra

Selezione e diversità genetica dell’uomo

• Selezione bilanciata

Selezione

bilanciata

Mutazioni ‘bilanciate’

Mutazione neutra

Come può cambiare la “struttura”

genetica di una popolazione?

Con la variazione nel tempo delle frequenze

alleliche e/o frequenze genotipiche.

• mutazioni ( nuove

)

• selezione naturale

• migrazione Gli individui si spostano nella

popolazione

• deriva genica • introducono nuovi alleli

• unione casuale “flusso genico”

Assenza di flusso genico

• Graduale diffusione di alleli da una popolazione a

un’altra.

• Può avvenire tra popolazioni di grandi dimensioni

per fenomeni quali la migrazione e l’unione tra

individui delle diverse popolazioni.

• Ha come effetto quello di diminuire le differenze

tra le diverse popolazioni

WORLD DISTRIBUTION OF NAT2 ACETYLATOR PHENOTYPES

29 9

39 25 8 26

24

27

01. Bakola Pygmies 23 22 10 35

02. Baka Pygmies 7

28 36

03. Ateke (Bantous) 6

04. Somalians 5

05. Morrocans 34

20 30 13

06. Ashkenazi Jews 31

07. Sardinians 11

08. Swedish 21

17

09. Saami 18 32 12

10. Turkmens

11. Gujarati (North Indians) 19

12. Thai 40 14 2

13. Chinese 33

14. Yoruba (Nigeria) 4

3

15. Zimbabweans

16. South Africans 37

17. Libyans

18. Saudi Arabians 1 15

19. Emiratis (UAE)

20. Iranians

21. Jordanians

22. Turkish

23. Greeks 38

24. Germans

25. Norwegians 16

26. Russians

27. Canadian Caucasians

28. American Caucasians

29. Norwegian Lapps

30. Pakistanis

31. Bengladeshi

32. Thai Fast acetylator: ancestral allele

33. Malaysians

34. Chineses Slow acetylator

35. Koreans

36. Japanese Slow acetylator: derived allele Fast acetylator

37. Papua New Guineans

38. Australian Aborigines

39. Eskimos

40. Amerindians (Panama) Patin et al. (2006) Am J Hum Genet 78:000-000

E Finland

3.4

Norway

(Oslo)

7.8

Denmark

Belfast UK 6.2

9.9

Dublin Netherlands

Norwich

11.4 S Wales 4.1

(Utrecht)

6.6

8.2 Germany*

Amiens

Jersey 3.8

5.0

8.3 Hungary*

Brittany

7.8 3.5

Italy*

Spain* 1.3

3.2 Africa*

0.0

HFE C282Y allele frequencies in Europe

* combined data from Merryweather-Clarke et al Genet Testing 2000, 4 183&


PAGINE

120

PESO

33.33 MB

AUTORE

kalamaj

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Genetica umana sui seguenti argomenti: definizione di genetica di popolazione e campi di applicazione, variabilità fenotipica, frequenza genotipica, frequenza allelica, Legge di Hardy-Weinberg, mutazione e selezione, selezione o pressione selettiva, fitness (capacità di riprodursi), malaria e fibrosi cistica, deficit di lattasi, deriva genica.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (a ciclo unico - 6 anni)
SSD:
Università: Foggia - Unifg
A.A.: 2012-2013

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher kalamaj di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Genetica Umana e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Foggia - Unifg o del prof Margaglione Maurizio.

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