Domande aperte e risposte di Genetica 1

Gruppi sanguigni e antigeni

Un individuo omozigote per ii avrà gruppo sanguigno 0, un individuo omozigote I I avrà gruppo sanguigno B, un individuo eterozigote i I avrà gruppo sanguigno AB perché I è dominante su i, un individuo eterozigote i I avrà gruppo sanguigno B perché I è dominante su A Bi e infine un individuo eterozigote I I avrà gruppo sanguigno AB in quanto A e B sono codominanti.

Sulla membrana dei globuli rossi è presente un precursore che, in base agli alleli presenti si trasformerà in un antigene. A ogni gruppo sanguigno sono associati degli anticorpi e degli antigeni: gli anticorpi hanno il compito di "attaccare" gli antigeni che caratterizzano un certo gruppo sanguigno, mi spiego meglio: il gruppo sanguigno A presenta antigeni A e anticorpi anti B, il gruppo sanguigno B presenta antigeni B e anticorpi anti A, il gruppo sanguigno AB ha antigeni.

sangue di tipo 0) vengono trasfusi globuli rossi di gruppo sanguigno A. Poiché il gruppo sanguigno 0 non presenta antigeni A, gli anticorpi anti-A presenti nel sangue del ricevente attaccheranno e distruggeranno i globuli rossi di gruppo A trasfusi, causando agglutinazione e potenzialmente gravi conseguenze per il paziente. In conclusione, la corretta compatibilità tra i gruppi sanguigni è fondamentale per evitare reazioni avverse durante le trasfusioni e garantire il successo del trattamento.

Appianianticorpi anti A e anti B) può essere trasfuso solo sangue 0; in un paziente con gruppo sanguigno AB quindicon antigeni A e B ma senza anticorpi, può essere trasfuso sangue di qualsiasi gruppo; in un paziente digruppo sanguigno B quindi con anticorpi anti A e antigeni B, potrà essere trasfuso solo sangue di gruppo B o0, ma non A.

Esiste un gruppo particolare chiamato gruppo sanguigno Bombay, è molto raro. Il precursore presente suiglobuli rossi che si differenzierà in antigeni A o B, è chiamato sostanza H ed è formata dall’enzima Htransferasi. La formazione del gruppo sanguigno quindi dipende sia dalla combinazione degli alleli, ma anchedalla sostanza H. Questo gruppo sanguigno Bombay spiega il motivo per cui è possibile che da un padre A euna madre 0, nasca un figlio AB. Se il figlio ha gruppo sanguigno AB significa che almeno uno dei due genitoriBdeve essere portatore dell’allele I ma sicuramente il padre A

.non sarà portatore in quanto presenteràantigeni anti B, stesso vale per la madre 0; la spiegazione sta nel fatto che la madre è omozigote per il gene“h” che codifica per l’enzima H transferasi che catalizza la formazione della sostanza H sulla quale poiA Bagiranno gli alleli I e I . La madre, essendo hh, ha una mutazione recessiva perdita di funzione sul gene h,Bquindi è portatrice di I ma non può essere di gruppo sanguigno B perché la sostanza H sulla quale andrebbeBad agire I , non viene proprio sintetizzata quindi di conseguenza non si crea l’antigene B. questo è un caso diepistasi recessiva del gene h sul gene i perché l’omozigosi dell’allele recessivo h impedisce la manifestazioneBdell’allele I . Quindi gli individui con gruppo sanguigno Bombay non hanno ne antigeni A ne B perché mancanodi sostanza H, hanno anticorpi antiA, antiB e antiH. Ecco perché può nascere

Un individuo AB da genitori A e B0, perché la madre è Bombay hh cioè di gruppo 0 ma portatrice di I .

Epistasi: Fare esempi di fenomeni epistatici (piante, topo, uomo). In alcuni casi di epistasi, sono noti meccanismi molecolari: spiegarli.

Il termine epistasi significa “stare sopra” e, geneticamente parlando, significa che l’azione di un gene può mascherare l’espressione fenotipica di un altro. L’epistasi può essere un fenomeno dominante o recessivo.

L’epistasi recessiva si ha con l’omozigosi recessiva di un allele quindi il gene che si trova allo stato omozigote recessivo è epistatico su un altro gene, ovvero maschera l’espressione fenotipica di quel gene (esempio B gruppo sanguigno Bombay dove l’omozigosi recessiva di hh maschera la manifestazione di I ). L’epistasi dominante si ha con la presenza di un allele dominante in un gene, il quale maschera l’espressione.

fenotipica dell'altro gene. Un esempio di epistasi recessiva si ha a livello della colorazione del pelo dei topi: ci sono due geni coinvolti nella colorazione del pelo e sono il gene C e A (che sta per Agouti). Ognuno di questi geni può essere presente in varianti alleliche dominanti o recessive quindi l'allele dominante C darà pelo nero, l'allele recessivo c darà colore bianco e la variante dominante di A presente in almeno una copia darà una striscia di pelo marrone solo nel caso in cui veniva sintetizzato pelo nero, quindi permette la conversione di pelo nero in pelo marrone per una striscia. Quando c'è sintesi di pigmenti nero quindi C, il topo può essere Agouti (se ha almeno una copia di A) o non Agouti se sarà aa; se però non è presente neanche una copia di C, allora non verrà sintetizzato pelo nero e se anche ci fosse A, non avremo la striscia marrone perché non c'è proprio.

Il pelonero da convertire in marrone, il topo sarebbe comunque bianco. Quindi in questo caso si ha un’epistasirecessiva del gene C su A. dall’incrocio di due linee pure AACC e aacc, avremo una F1 100% eterozigote AaCcquindi pelo nero con striscia marrone. Incrociano individui della F1 si ottengono 9/16 individui aguti (pelonero con striscia marrone), 3/16 pelo nero e 4/16 albini quindi rapporto 9:3:4 (aguti:neri:albini). Degliindividui albini, 3/16 hanno AAcc cioè assenza di pigmento nero e qui il gene c maschera l’espressionefenotipica di agouti anche se è presente in omozigosi dominante.

Un altro esempio di epistasi è quella che caratterizza la colorazione del pelo dei cani. Il colore del pelo, inquesto caso, è determinato da 3 geni: il primo che codifica per un recettore melanocortinico, il secondo(Aguti) che codifica per il ligando di questo recettore (antagonizzandolo) e il terzo che codifica per un altroligando per il recettore.

chiamato beta defensina (attivandolo). Quindi sia aguti che beta defensina codificano per dei ligandi in grado di interagire con il recettore melanocortinico e antagonizzarlo/attivarlo. I due ligandi competono per legarsi al recettore.

Lisa Appiani

I cani wild type, con omozigosi dominante per tutti e tre i geni quindi AABBCC, hanno pelo giallo perché vince Agouti e quindi permette la conversione di eumelanina in feomelanina.

Cani che hanno una mutazione sul gene che codifica per il recettore melanocortinico hanno pelo giallo, a prescindere dal legame con Aguti o con beta defensina perché in questo caso ad essere mutato è il recettore che quindi non viene riconosciuto da nessuno dei due ligandi.

Epistasi dominante: cani con AABBCc quindi con un solo allele dominante della beta defensina, avranno pelo nero perché il ligando mutato Cc ha un'affinità maggiore per il recettore rispetto a CC o ad aguti; quindi se vince l'interazione di beta defensina con

il recettore, esso verrà attivato e fermerà la conversione di eumelanina a feomelanina; l'attivazione del recettore da parte di beta defensina porta alla produzione di eumelanina che comporta pelo nero. L'epistasi dominante quindi viene fatta dal gene che codifica per beta defensina sul gene che codifica per aguti grazie alla mutazione di acquisizione di funzione. Epistasi recessiva: avviene quando è presente una mutazione recessiva in omozigosi quindi AABBcc, in questo caso il cane avrà pelo giallo. L'epistasi recessiva viene fatta dal gene che codifica per il recettore sul gene che codifica per la beta defensina. Un esempio di epistasi che riguarda l'uomo è il gruppo sanguigno Bombay spiegato nella domanda 12.14. Epistasi: cosa è? Fare esempi di epistasi, spiegando, quando possibile, i meccanismi molecolari. Stessa cosa della 13.15. Cosa intendiamo per complementazione a livello genico? A cosa può servire un test di

complementazione?

Supponendo di avere pazienti multipli, e di poter ottenere cellule da questi pazienti, possiamo allestire esperimenti di complementazione per capire quanti geni possono essere coinvolti (se mutati) nelle diverse forme di questa malattia? Come organizzereste un esperimento di complementazione per determinare il numero di loci (poniamo che siano 4, per esempio) che sono coinvolti nella determinazione di un certo carattere fenotipico (si assume che siano disponibili 20 mutanti con quel carattere).

La complementazione è un tipo di interazione tra geni; in particolare consiste in un fenomeno che si verifica quando si considera un carattere regolato da più geni i cui prodotti agiscono in sequenza. Una mutazione su qualsiasi gene che regola quel carattere e che ne determina la perdita di funzione, impedisce anche gli altri geni di esprimersi. La complementazione è stata scoperta incrociando piante con lo stesso fenotipo recessivo (fiori bianchi), ma appartenenti

a linee pure diverse, ottenute in zone geografiche diverse. Incrociando queste piante, nella F1 è ricomparso il fenotipo selvatico, dominante quindi fiore rosso. Si è scoperto che il colore rosso è regolato da una serie di geni, i cui prodotti agiscono in sequenza: si parte da un composto bianco1 che viene convertito in bianco2 da un enzima codificato dal gene A; bianco2 viene convertito in bianco3 da un enzima codificato dal gene B e infine bianco3 è convertito in rosso dall'enzima codificato dal gene X. Quindi di conseguenza, una mutazione perdita di funzione del gene A, se presente in omozigosi recessiva, impedisce la sintesi dell'enzima A e non viene sintetizzato il bianco2 su cui dovrebbe agire l'enzima del gene B. Quindi, una perdita di funzione su qualsiasi di questi tre geni determina l'incapacità di sintetizzare rosso. In questo esempio i genotipi delle piante incrociate erano AAbb e aaBB quindi il colore bianco del fiore

vidui è dovuta a geni diversi o allo stesso gene. In questo test, vengono incrociati due individui omozigoti recessivi per le mutazioni. Se nella progenie si osserva il fenotipo normale, significa che le mutazioni sono dovute a geni diversi e si complementano a vicenda. Se invece si osserva il fenotipo mutante, significa che le mutazioni sono dovute allo stesso gene e non si complementano. Per eseguire il test di complementazione, si incrociano due individui omozigoti recessivi per le mutazioni. Ad esempio, se le mutazioni sono indicate con le lettere a e b, si incrociano due individui aa e bb. Se nella progenie si osserva il fenotipo normale, significa che le mutazioni sono dovute a geni diversi e si complementano a vicenda. Se invece si osserva il fenotipo mutante, significa che le mutazioni sono dovute allo stesso gene e non si complementano. Il test di complementazione è un metodo utile per studiare la genetica delle mutazioni e determinare se queste sono dovute a geni diversi o allo stesso gene.