Introduzione alla genetica mendeliana

Produzione di antigeni nel gruppo sanguigno AB0

Il gene I controlla la produzione di antigeni nel gruppo sanguigno AB0. L'enzima codificato dai geni per il gruppo sanguigno AB0 è la glicosiltransferasi, che aggiunge uno zucchero a un polisaccaride preesistente combinato con un lipide per formare un glicolipide. Questi glicolipidi si associano alle membrane dei globuli rossi per costituire gli antigeni dei gruppi sanguigni.

La maggior parte degli individui produce il glicolipide ANTIGENE H, che è prodotto da un allele dominante H posizionato su un locus diverso da quelli del gruppo sanguigno AB0.

L'allele I_A codifica per una glicosiltransferasi che aggiunge uno zucchero (α-N-acetil-galattosamina) all'antigene H per la produzione dell'ANTIGENE A.

L'allele I_B codifica invece per un'enzima che aggiunge un altro zucchero, il galattosio, all'antigene H, formando l'ANTIGENE B.

Riprendendo il concetto di codominanza, l'eterozigote AB con I_AB/ I produce entrambi gli antigeni A e B.

Invece, gli...

omozigoti per l'allele i non producono enzimi per la trasformazione dell'antigene H e di conseguenza non c'è risposta immunitaria in altri individui con altri gruppi sanguigni. Fenotipo Bombay. → Individui h/h, molto rari, simili a quelli del gruppo 0 (mancano antigeni A e B 0h), non producono anche l'antigene H. producono anticorpi contro l'antigene H e quindi posso avere trasfusioni solo da individui 0h. → Definito gruppo sanguigno Bombay. Trasfusioni. Reazione di agglutinazione, cioè quando antigene e anticorpo reagiscono, aggregazione di tutti i globuli rossi. AB riceventi universali, producono antigeni A e B e quindi non hanno anticorpi anti-A o anti-B. 0 donatori universali perché non producono antigeni A o B. Genetica mendeliana nell'uomo. Analisi di alberi genealogici. Caratteri a base mendeliana semplice (anemia falciforme = determinata da un difetto nel gene dell'emoglobina, emofilia...); patologie, pressione sanguigna,

Peso alla nascita, comportamento…). Caratteri quantitativi (predisposizione

Consulenza genetica nell’uomo: per caratteri a base monogenica, richiesta da genitori per i quali è possibile ricostruire albero genealogico per quel carattere e che necessitano di sapere la probabilità di avere un figlio affetto da patologia o che manifesta il carattere.

Omozigosi di alleli mutati recessivi rispetto all’allele normale. Vengono mostrati fenotipi caratteri recessivi mutati in seguito ad una perdita di funzione o di un cambiamento di funzione del prodotto genico. Esempi: albinismo, anemia falciforme, alcaptonuria, fenilchetonuria, fibrosi cistica, distrofia muscolare di Duchenne.

- Il carattere o la malattia non si manifesta ad ogni generazione;

- Incrocio di due eterozigoti produce progenie che manifesta carattere con probabilità ¼;

- Individui affetti sono omozigoti per il carattere;

- Se malattia rara, probabilità di avere figli malati aumenta in caso di

consanguineità: Il carattere si manifesta in ugual proporzione tra i due sessi.

Caratteri dominanti: gli alleli mutati dominanti possono determinare fenotipi mutati a causa di mutazioni conacquisto di funzione che determinanao prodotti genici con nuove funzioni.

Esempi: brachidattilia, polidattilia, acondroplasia, corea di Huntington, neurofibromastosi.

Il carattere generalmente non salta generazioni;

due genitori non affetti non avranno figli affetti;

individuo eterozigote trasmetterà il gene mutato a ½ della progenie, in media;

il carattere si manifesta in uguale proporzione tra i due sessi.

Teoria cromosomica dell'ereditarietà.

LEZIONE 4.

Si basa su relazione tra la trasmissione di geni e di cromosomi del sesso. Analisi condotta in Drosophila e poi estesa a tutti i cromosomi e geni.

Determinazione del sesso in DROSOPHILA.

Organismo modello per la genetica. Dimorfismo sessuale: femmine con corpo di dimensioni maggiore, addome arrotondato nei maschi e

appuntito nelle femmine.4 coppie di cromosomi: nelle femmine 3 di autosomi e 1 di cromosomi sessuali XX, nei maschi 3 coppie diautosomi e 1 di cromosomi sessuali XY. → Sesso omogametico: femmina, produce un solo tipo di gamete (X). (‘’3 autosomi + cromosoma X’’).→ Sesso eterogametico: maschio, produce due tipi di gameti relativamente ai cromosomi sessuali X o Y. (‘’3 autosomi + X’’ o ‘‘3 autosomi + Y’’).Basi genetico molecolari della determinazione del sesso:→ In Drosophila, il sesso è determinato dal rapporto tra il numero di cromosomi X e il numero delle serie di autosomi.Sistema della bilancia: n cromosomi X / n serie (3) di autosomi (ciascuna serie = A).Il cromosoma Y non ha nessun effetto sulla determinazione del sesso, serve solo per determinare la fertilità maschile e non le caratteristiche sessuali maschili (X0 = maschio sterile, XXY = femmina).→ →XXAA femmina (rapporto

2/2=1); XYAA maschio (1/2 =0.5);→ →XAA maschio sterile; XXXAA metafemmina (femmine non fertili) (3/2=1.5).→ se rapporto >1 femmina; se <0.5 maschio, se 0.5 < X/A < 1 intersesso (contemporanea presenza attributimaschili e femminili).

Morgan studia il carattere colore degli occhi in Drosophila e la sua associazione con il cromosoma X.→Carattere colore occhi rosso carattere wild-type (o selvatico, più frequente nella popolazione naturale di+quell’organismo), w . Occhi bianchi, w.1° incrocio:Ipotesi Morgan: gene WHITE localizzato su CROMOSOMA X (associati, legati al sesso).→Maschio EMIZIGOTE (EMIZIGOSI condizione dei geni localizzati sul cromosoma X neimaschi, il gene è presente solo una volta nell’organismo non essendoci sull’Y).Eredità criss-cross: trasmissione di un allele da un genitore maschio attraverso una figlia femmina a unnipote maschio.2° Incrocio, incrocio reciproco+(femmina: ww, maschio: w

TEORIA CROMOSOMICA DELL'EREDITARIETÀ: la segregazione dei geni va di pari passo con la separazione delle paia di cromosomi omologhi alla meiosi. Quindi il locus white e altri loci sono localizzati sul cromosoma X. Tali geni si dicono associati o concatenati legati al sesso (meglio al cromosoma X). Non-disgiunzione del cromosoma X. Bridges ripeté gli incroci di Morgan (femmine occhi bianchi X maschi occhi rossi) e ottenne la segregazione attesa ma in rari casi ottenne delle Drosophile eccezionali con fenotipi inattesi femmine occhio bianco e maschio occhio rosso. Femmine eccezionali: dato che locus white è localizzato su cromosoma X, segregazione non corretta di cromosomi durante la meiosi, non disgiunzione in meiosi I o meiosi II. Dopo l'incrocio posso ottenere: lo zigote XXX o quello Y0 non sopravvivono. I fenotipi eccezionali sono XXY (femmine occhi bianco, con un allele w su ogni X, fertile) e X0 (maschio occhio rosso, sterile ma normale).

differenziati maschili come la crescita dei peli, la voce profonda e la muscolatura sviluppata. Nei soggetti con una delezione del gene SRY, si verifica una mancanza di sviluppo dei testicoli e si sviluppano caratteristiche sessuali femminili. La determinazione del sesso nell'uomo e negli altri mammiferi placentari avviene durante lo sviluppo embrionale. Il cromosoma sessuale Y contiene il gene SRY, che è responsabile della differenziazione sessuale maschile. Questo gene interagisce con un altro gene chiamato TFM, che si trova sul cromosoma X. Gli individui con un cariotipo XX sono femmine, mentre quelli con un cariotipo XY sono maschi. Gli individui con un cariotipo X0 sono femmine sterili affette dalla Sindrome di Turner, che si caratterizza per la mancanza di sviluppo dei caratteri sessuali secondari. Gli individui con un cariotipo XXY sono maschi affetti dalla Sindrome di Klinefelter, che si manifesta con testicoli sottosviluppati e una statura superiore alla media. Il gene SRY produce una proteina chiamata fattore determinante del sesso (TDF), che induce lo sviluppo delle gonadi embrionali in testicoli. I testicoli producono il testosterone, un ormone che determina lo sviluppo dei caratteri sessuali maschili differenziati, come la crescita dei peli, la voce profonda e la muscolatura sviluppata. In conclusione, la determinazione del sesso nell'uomo e negli altri mammiferi placentari è controllata dal cromosoma sessuale Y e dal gene SRY, che induce lo sviluppo dei testicoli e la produzione di testosterone. Questo processo è chiamato determinazione genotipica del sesso.maschili è bloccato. Questo porta all'insorgenza di caratteristiche sessuali femminili, nonostante la presenza del cromosoma Y. Il gene SRY è fondamentale per lo sviluppo dei caratteri sessuali maschili. La sua presenza determina l'attivazione di una serie di geni che portano alla formazione dei testicoli e alla produzione di testosterone. Senza il gene SRY, il feto si sviluppa con caratteristiche sessuali femminili. Un esempio dell'importanza del gene SRY si può osservare nei topi femmina. Tramite manipolazione genetica, è possibile trasferire il locus SRY nelle cellule di una femmina, che diventerà quindi un maschio. Un altro esempio è rappresentato dagli individui con inversione del sesso. Nelle femmine XY, il cromosoma Y presenta una delezione del segmento contenente il gene SRY. Al contrario, i maschi XX presentano il gene SRY su uno dei due cromosomi. In entrambi i casi, il sesso è determinato dalla presenza o dall'assenza del locus SRY. Un altro locus importante per lo sviluppo dei caratteri sessuali è il locus TFM (testicular feminization), situato sul cromosoma X. Questo locus determina la produzione del recettore del testosterone. Se il complesso recettore-testosterone si forma correttamente, si avrà lo sviluppo dei caratteri sessuali maschili secondari. Nel caso dell'inversione di sesso, la femmina XY, avendo eliminato la porzione sul cromosoma Y con il locus SRY, non produce testosterone e quindi non si forma il complesso recettore-testosterone, bloccando lo sviluppo dei caratteri sessuali maschili.

sessualimaschili secondari. sesso o all’X nell’uomo.

LEZIONE 5. Analisi dei caratteri legati alCaratteri recessivi legati all’X nell’uomo:dal punto di vista biochimico riguarda un’anomalia dei recettori della luce (insensibilità allaDALTONISMO:luce verde/rossa). Alterazione singolo gene localizzato sul cromosoma X.

DISTROFIA MUSCOLARE: ritardo dello sviluppo, mentale e degenerazione tessuto muscolare. Legato agene su cromosoma X.

EMOFILIA A: mancanza fattore VII la cui produzione è controllata dal gene HEMA (fattore VII insieme adaltre proteine è richiesto per la coagulazione del sangue). Legato a gene su cromosoma X.

Caratteristiche:

• si manifesta con maggiore frequenza nei maschi;
• omozigote per l’allele mutato manifestano il carattere;
• tutti i figli maschi di una madre;
• 50% dei figli maschi di madri eterozigoti manifestano il carattere, le figlie femmine sono per il 50%eterozigoti portatrici e per il 50% omozigoti dominanti;

ttere a tutti i loro figli maschi, ma solo alle loro figlie femmine.