Risposte domande aperte Paniere Genetica medica

Genetica Medica

Docente: Mariani Stefania Lezione 002

35. Cos'è un gene

Il gene è l'unità funzionale e strutturale dell'ereditarietà. Scientificamente, si definisce come una sequenza specifica di nucleotidi situata lungo

la molecola di DNA che contiene le informazioni necessarie per sintetizzare un prodotto funzionale.

Questo prodotto non è sempre e solo una proteina: un gene può codificare per una catena polipeptidica (attraverso l'mRNA) oppure per 1

molecole di RNA che hanno funzioni proprie, come i tRNA o gli rRNA. In pratica, è il "manuale d'istruzioni" molecolare che permette alla cellula

di svolgere una determinata funzione.

Com'è fatto un gene? (Struttura Eucariotica)

i nostri geni non sono sequenze continue di "senso", ma sono organizzati a mosaico:

Esoni: sono le porzioni della sequenza che verranno effettivamente espresse e tradotte in proteina.

• Introni: sono porzioni trascritte ma non tradotte. Vengono rimosse dal trascritto primario attraverso il processo di splicing.

• Regioni Regolatrici: come il promotore, che "dice" alla cellula quando e quanto trascrivere quel determinato gene.

•

36 / 40. Cos'è il fenotipo

Il fenotipo è l'insieme delle caratteristiche osservabili di un organismo. Non parlo solo di tratti morfologici (come il colore degli occhi), ma

anche di proprietà fisiologiche, biochimiche e persino comportamentali. La cosa fondamentale da ricordare per l'esame è l'equazione:

Genotipo + Ambiente = Fenotipo. In pratica, è il modo in cui il nostro corredo genetico si manifesta "fisicamente" interagendo con le condizioni

esterne.

37. Cos'è il Microbioma

il microbioma si riferisce al patrimonio genetico collettivo di tutti i microrganismi (batteri, funghi, virus, archei) che popolano una specifica

nicchia ecologica, come il corpo umano. Studiarlo è fondamentale perché questi geni "esterni" influenzano tantissimo il nostro metabolismo

e il sistema immunitario.

38. Locus, allele e gene (le differenze)

Per non confondersi, io li immagino sempre così:

Il gene è l'istruzione (es: "colore del fiore").

• L'allele è la variante specifica di quell'istruzione (es: "colore rosso" o "colore bianco"). Sono le diverse forme alternative che un gene

• può assumere.

Il locus (plurale loci) è semplicemente l' "indirizzo", ovvero la posizione fisica specifica che un determinato gene occupa su un

• cromosoma.

39 / 41. Cos'è il genotipo

Il genotipo è la costituzione genetica interna di un individuo. Può riferirsi all'intero corredo genetico (il genoma) oppure, più comunemente in

genetica medica, alla combinazione di alleli presenti in un locus specifico su una coppia di cromosomi omologhi.

Omozigosi: si verifica quando i due alleli a un determinato locus sono identici (es. entrambi codificano per il carattere "occhi azzurri").

Eterozigosi: si verifica quando i due alleli sono differenti (es. un allele per gli occhi castani e uno per gli occhi azzurri).

Emizigosi: una condizione tipica dei maschi per i geni situati sul cromosoma X, poiché ne possiedono una sola copia.

40 Cos'è il fenotipo

Il fenotipo rappresenta l'insieme delle caratteristiche osservabili di un organismo. Non si limita solo a ciò che vediamo a occhio nudo (come il

colore dei capelli), ma comprende diversi livelli di espressione:

Tratti Morfologici: l'aspetto fisico e la struttura macroscopica.

• Tratti Fisiologici e Biochimici: il funzionamento interno, come l'attività di un enzima o il gruppo sanguigno.

• Tratti Comportamentali: i modelli di risposta agli stimoli e il comportamento dell'individuo.

•

L'Equazione Fondamentale: Genotipo + Ambiente

il fenotipo non è scritto in modo immutabile nel DNA. Esso è il risultato di un'interazione costante:

Genotipo + Ambiente = Fenotipo

Mentre il genotipo è l'insieme delle informazioni genetiche ereditate (il "progetto" teorico), il fenotipo è la realizzazione pratica di quel progetto

in un contesto specifico. Ad esempio, una persona può avere il genotipo per una statura elevata, ma se l'ambiente non fornisce i nutrienti

necessari durante la crescita, il fenotipo (l'altezza reale) sarà diverso da quello potenziale.

Lezione 004 2

Definisci cos'è il genoma umano:

Il genoma umano è la totalità dell'informazione genetica di un individuo, contenuta in un assetto aploide di cromosomi. Si organizza in due

comparti biologici distinti:

Organizzazione Strutturale: Si divide in genoma nucleare (circa 3 miliardi di bp, diploide e lineare) e genoma mitocondriale (circolare,

• poliplode e con codice proprio).

Unità Funzionali: È composto da geni a mosaico (alternanza di esoni codificanti e introni non codificanti), impacchettati in nucleosomi

• tramite l'avvolgimento del DNA su ottameri istonici.

Dinamica ed Espressione: Viene duplicato in modo semiconservativo ed è modulato da meccanismi epigenetici

• (metilazione/demetilazione) che regolano la traduzione del genotipo nel fenotipo osservabile.

Lezione 005

Definisci cos'è il Nucleosoma: Il nucleosoma è l'unità strutturale di base della cromatina. È costituito da un "rocchetto" proteico, l'ottamero

di istoni (composto da due molecole ciascuna di H2A, H2B, H3 e H4), attorno al quale si avvolge un filamento di DNA lungo circa 200 coppie

di basi. Rappresenta il primo livello di compattamento necessario per organizzare il genoma all'interno del nucleo cellulare.

Definisci cos'è la cromatina e come si classifica: La cromatina è il complesso di DNA e proteine (principalmente istoni) che organizza il

genoma nel nucleo. Si classifica in eucromatina, meno condensata e trascrizionalmente attiva, ed eterocromatina, densa e silente. La sua

funzione è quella di compattare il DNA e regolarne l'espressione attraverso modificazioni chimiche come la metilazione. Durante il ciclo

cellulare, passa da uno stato despiralizzato (interfase) alla massima condensazione in cromosomi (mitosi).

Lezione 006

14. Cos'è il crossing over?

È il processo biologico che consiste nello scambio fisico di segmenti di materiale genetico tra i cromatidi non fratelli di due cromosomi

omologhi. Avviene durante la Profase I della meiosi e serve ad aumentare la variabilità genetica della prole. Se lo scambio avviene tra cromatidi

male allineati, si definisce ineguale.

15. Spiega cos'è la mitosi e in quali fasi si suddivide

La mitosi è una divisione equazionale che riguarda le cellule somatiche. Il suo scopo è produrre due cellule figlie geneticamente identiche alla

cellula madre (negli unicellulari coincide con la riproduzione dell'individuo).

Si suddivide in quattro fasi principali:

Profase: Il DNA si condensa in cromosomi visibili.

• Metafase: I cromosomi si allineano sul piano equatoriale della cellula.

• Anafase: Le fibre del fuso mitotico separano i cromatidi fratelli spingendoli ai poli opposti.

• Telofase: Si riformano i nuclei e avviene la citodieresi (divisione del citoplasma).

•

16. Spiega cos'è la meiosi e in quali fasi si suddivide

La meiosi è il processo di divisione cellulare che porta alla formazione dei gameti, garantendo che le cellule figlie abbiano un numero di

cromosomi dimezzato (23 nell'uomo). Prevede una sola duplicazione del DNA prima dell'inizio e due divisioni successive:

Meiosi I (Riduzionale): I cromosomi omologhi si appaiano in bivalenti e si separano.

• Meiosi II (Equazionale): Molto simile a una mitosi, dove si separano i cromatidi fratelli. Ad esempio, in un animale con 2n=8 nella

• Metafase II troveremo 8 cromatidi totali.

17. Definisci cos'è un Cariotipo

Il cariotipo è la rappresentazione ordinata dell'intero corredo cromosomico di un individuo. Viene solitamente analizzato durante la metafase 3

(quando i cromosomi sono al massimo della condensazione) e permette di identificare il numero, la forma e la dimensione dei cromosomi,

rilevando eventuali anomalie numeriche o strutturali. Lezione 007

07. Telomero: È la regione terminale del cromosoma, composta da sequenze di DNA altamente ripetute che non codificano per proteine. La

sua funzione principale è proteggere le estremità del cromosoma dal deterioramento e dalla fusione con altri cromosomi, garantendo la

stabilità del genoma.

08. Restrizione o costrizione primaria: È sinonimo di centromero. Si tratta della regione del cromosoma che appare strozzata e che tiene

uniti i due cromatidi fratelli. È il sito di aggancio per le fibre del fuso mitotico o meiotico durante la divisione cellulare.

Lezione 008

07.Definisci cos'è il bandeggio cromosomico: Il bandeggio cromosomico è una tecnica di colorazione che produce un pattern di bande

trasversali chiare e scure lungo i cromosomi, rendendoli identificabili singolarmente. Funziona come un "codice a barre" genetico basato sulla

struttura della cromatina.

Identificazione: Permette di distinguere con precisione le coppie di omologhi all'interno del cariotipo.

Composizione: Le bande riflettono la densità del DNA; le zone più scure corrispondono solitamente all'eterocromatina (più condensata e

povera di geni), mentre quelle chiare all'eucromatina (più lassa e attiva).

Utilità Clinica: È indispensabile per individuare anomalie strutturali (come pezzetti mancanti o spostati) e per definire la posizione esatta di un

gene (locus).

Timing: Si effettua sui cromosomi durante la metafase, fase in cui il DNA raggiunge il massimo compattamento.

Lezione 009

17. Definisci cos'è l'interfase: L'interfase è l'intervallo di tempo che intercorre tra due divisioni cellulari consecutive ed è il periodo più lungo

della vita di una cellula.

Sottofasi:

• G1: Fase di accrescimento cellulare e intensa attività metabolica.

o S: Fase dedicata alla duplicazione del DNA.

o G2: Fase di preparazione alla divisione nucleare, con la sintesi di proteine necessarie (come la tubulina).

o

Stato del DNA: Durante l'interfase il DNA si trova in forma di cromatina despiralizzata; non è ancora condensato in cromosomi visibili.

• Controllo: La progressione è regolata dai checkpoint, punti di controllo che verificano se la cellula è pronta a proseguire senza errori.

• Lezione 010

31. Definisci cos'è un eterozigote composto

Si definisce eterozigote composto un individuo che possiede due alleli mutanti diversi nello stesso locus genico (es. una mutazione m1 su un

cromosoma e una mutazione m2 sull'altro). È una condizione frequente in malattie recessive come la fibrosi cistica.

32. Definisci cos'è la pleiotropia

La pleiotropia è il fenomeno per cui un singolo gene (o una singola mutazione) influenza più tratti fenotipici apparentemente non correlati,

colpendo organi o sistemi differenti (es. la sindrome di Marfan che colpisce occhi, cuore e scheletro).

33. Definisci cos'è la dominanza incompleta

Si ha dominanza incompleta quando il fenotipo dell'eterozigote è intermedio tra quello dei due omozigoti (es. l'incrocio tra fiori rossi e bianchi

che produce fiori rosa). Nessun allele domina completamente sull'altro.

34. Codominanza: Una situazione in cui entrambi gli alleli in un eterozigote si manifestano pienamente nel fenotipo (es. il gruppo sanguigno

AB, dove sono presenti sia l'antigene A che il B).

35. Epistasi: Una forma di interazione genica in cui l'espressione di un gene in un locus viene mascherata o modificata dall'azione di un gene 4

situato in un locus differente.

36. Eterozigote: Un individuo che possiede due alleli diversi (es. Aa) per un determinato gene in un locus specifico sui cromosomi omologhi.

36. Eterozigote: Un individuo che possiede due alleli diversi per un determinato gene sui cromosomi omologhi.

37. Difetto di penetranza: La situazione in cui un individuo con il genotipo associato a una malattia non manifesta alcun segno clinico della

stessa (penetranza incompleta).

38/39. Omozigote: Un individuo che possiede due alleli identici per un particolare gene su entrambi i cromosomi omologhi.

40. Carattere autosomico dominante: Un tratto o malattia determinato da un gene situato su un autosoma che si esprime fenotipicamente

anche in presenza di una sola copia dell'allele mutato (eterozigosi).

41. Regione pseudoautosomica (PAR): Brevi sequenze di DNA alle estremità dei cromosomi X e Y che sono omologhe e permettono

l'appaiamento e la ricombinazione tra i cromosomi sessuali durante la meiosi maschile

Lezione 011

19. Cos'è un chiasma

Il chiasma è il punto fisico in cui due cromatidi non fratelli di cromosomi omologhi si incrociano e scambiano materiale genetico. Rappresenta

la manifestazione citologica del crossing-over avvenuto durante la Profase I della meiosi.

20. La meiosi e le sue fasi

La meiosi è un processo di divisione cellulare specializzato in cui una cellula diploide (2n) produce quattro cellule figlie aploidi (n),

geneticamente diverse. Si suddivide in due divisioni successive:

Meiosi I (Riduzionale): Profase I (dove avviene il crossing-over), Metafase I, Anafase I (separazione degli omologhi), Telofase I.

• Meiosi II (Equazionale): Profase II, Metafase II, Anafase II (separazione dei cromatidi fratelli), Telofase II.

•

21. La mitosi e le sue fasi

La mitosi è il processo di divisione del nucleo di una cellula somatica che garantisce la distribuzione equa del materiale genetico alle due

cellule figlie, che risulteranno identiche alla madre (2n \to 2n). Si divide in:

1. Profase: Condensazione della cromatina e formazione del fuso.

2. Prometafase: Frammentazione dell'involucro nucleare.

3. Metafase: Allineamento dei cromosomi sulla piastra equatoriale.

4. Anafase: Separazione e migrazione dei cromatidi fratelli ai poli opposti.

5. Telofase: Decondensazione dei cromosomi e ricostituzione dei nuclei.

22. Definizione di citocinesi

La citocinesi (o citodieresi) è la divisione fisica del citoplasma e degli organuli tra le due cellule figlie. Inizia solitamente durante la tarda

anafase o telofase. Nelle cellule animali avviene tramite un anello contrattile di actina e miosina; in quelle vegetali tramite la formazione della

piastra cellulare (fragmoplasto).

23. Cos'è il cinetocore

Il cinetocore è una struttura proteica complessa assemblata a livello del centromero di ciascun cromatidio. La sua funzione principale è

quella di fungere da punto di aggancio per i microtubuli del fuso mitotico, permettendo il movimento e la corretta segregazione dei cromosomi.

24. Definizione di portatore sano

Un portatore sano è un individuo eterozigote per un allele recessivo legato a una patologia o a un carattere specifico. Possiede un allele

"normale" dominante e uno mutato recessivo; pertanto, non manifesta il fenotipo della malattia ma può trasmettere l'allele mutato alla prole.

25. Carattere autosomico recessivo

Un carattere autosomico recessivo è un tratto genetico situato su uno degli autosomi (cromosomi non sessuali) che si manifesta

fenotipicamente solo negli individui omozigoti recessivi (che hanno ereditato l'allele mutato da entrambi i genitori). Gli eterozigoti non

mostrano il carattere. Lezione 012

21. Definisci cos’è un carattere legato all'X dominante 5

Un carattere legato all'X dominante è un tratto genetico o una patologia causata da una mutazione in un gene situato sul cromosoma X.

Essendo dominante, è sufficiente una sola copia dell'allele mutato per manifestare il fenotipo, sia nei maschi (XY) che nelle femmine (XX).

Trasmissione dal padre: Un padre affetto trasmette il carattere a tutte le figlie femmine (che ricevono la sua X) e a nessun figlio

• maschio (che riceve la sua Y).

Trasmissione dalla madre: Una madre eterozigote affetta ha il 50% di probabilità di trasmettere il carattere a ciascun figlio,

• indipendentemente dal sesso.

Prevalenza: Generalmente, queste condizioni si osservano più frequentemente nelle femmine, sebbene spesso con sintomi meno gravi

• rispetto ai maschi a causa dell'inattivazione del cromosoma X.

22. Definisci cos’è la gametogenesi

La gametogenesi è il processo biologico che porta alla formazione dei gameti (cellule sessuali aploidi, n) a partire da cellule germinali diploidi

(2n). Questo processo avviene nelle gonadi e si basa sulla meiosi, che dimezza il corredo cromosomico e garantisce la variabilità genetica.

Si distingue in due tipologie principali:

1. Spermatogenesi: Avviene nei testicoli e produce quattro spermatozoi mobili e funzionali da ogni spermatocita primario.

2. Ovogenesi: Avviene nelle ovaie e produce una sola cellula uovo (ovocita) funzionale e tre globuli polari (destinati a degenerare) per ogni

ovocita primario. Lezione 013

04. Definisci cos'è il crossing-over

È lo scambio di segmenti di materiale genetico tra cromatidi non fratelli di cromosomi omologhi.

Quando avviene: Durante la Profase I della meiosi (nello stadio di pachitene).

• Funzione: Aumenta la variabilità genetica della prole creando nuove combinazioni di alleli sui cromosomi.

•

il crossing-over è il "motore" della variabilità genetica, poiché permette di mescolare i geni ereditati dai genitori, creando nuove combinazioni

alleliche nei gameti.

05. cos'è il globulo polare?

È una piccola cellula aploide prodotta durante il processo di ovogenesi.

Deriva da una divisione meiotica asimmetrica che permette alla cellula uovo di conservare quasi tutto il citoplasma e i nutrienti

• necessari per lo sviluppo embrionale.

In genere, i globuli polari non sono funzionali alla riproduzione e vanno incontro a degenerazione.

•

06. cos'è Lo zigote?

Lo zigote è la prima cellula di un nuovo organismo che si forma in seguito alla fecondazione (unione di un gamete maschile e uno femminile).

È una cellula diploide (2n), in quanto ripristina il corredo cromosomico completo della specie unendo i due corredi aploidi (n) dei

• genitori. Lezione 014

08. Definisci le malattie mitocondriali e fai qualche esempio:

Le malattie mitocondriali sono un gruppo eterogeneo di patologie genetiche ereditarie caratterizzate da una disfunzione dei mitocondri, gli

organelli responsabili della produzione di energia (ATP) attraverso la fosforilazione ossidativa.

Poiché i mitocondri fungono da "centrali energetiche" della cellula, il loro malfunzionamento colpisce principalmente gli organi e i tessuti con

un elevato fabbisogno energetico, come il sistema nervoso centrale, il cuore, i muscoli scheletrici, la vista e l'udito.

Alcune delle sindromi più note, spesso indicate con i loro acronimi:

LHON (Neuropatia Ottica Ereditaria di Leber): Causa una perdita della visione centrale rapida e indolore, solitamente nei giovani

• adulti, a causa della degenerazione delle cellule del nervo ottico. 6

MELAS (Encefalomiopatia Mitocondriale, Acidosi Lattica ed Episodi Simil-Ictus): Caratterizzata da crisi epilettiche, mal di testa

• ricorrenti e "stroke-like episodes" (episodi simili all'ictus) che possono causare danni cerebrali progressivi.

Sindrome di Leigh: Una grave malattia neurologica che insorge solitamente nel primo anno di vita, portando a una perdita progressiva

• delle capacità motorie e cognitive.

MERRF (Epilessia Mioclonica con Fibre Rosse "Stracciate"): Si manifesta con contrazioni muscolari involontarie (mioclono),

• epilessia, atassia e debolezza muscolare.

Sindrome di Kearns-Sayre (KSS): Colpisce prevalentemente i muscoli oculari (paralisi dei movimenti dell'occhio), la retina e può

• causare blocchi della conduzione cardiaca.

09. Encefalomiopatia mitocondriale con acidosi lattica ed episodi simil ictus (MELAS): descrivere in poche righe le alterazioni genetiche

La MELAS è una patologia causata principalmente da mutazioni puntiformi nel DNA mitocondriale (mtDNA), ereditate per via materna.

Ecco le principali alterazioni genetiche:

Mutazione m.3243A>G: È responsabile di circa l'80% dei casi e consiste nella sostituzione di un'adenina con una guanina in posizione

• 3243.

Gene MT-TL1: La mutazione colpisce questo gene che codifica per il tRNA mitocondriale per la Leucina (tRNALeu(UUR)). Il difetto

• compromette la traduzione e la sintesi delle proteine necessarie per la catena respiratoria.

Altre mutazioni: Circa il 10% dei casi presenta la variante m.3271T>C

• Eteroplasmia: All'interno delle cellule coesistono molecole di mtDNA sano e mutato. La gravità della malattia dipende dal rapporto tra

• queste due popolazioni (livello di eteroplasmia) e dal superamento di una specifica soglia critica nei tessuti colpiti.

Lezione 015

02. Descrivi le caratteristiche genetiche e cliniche di un individuo affetto da Sindrome di Morris: La Sindrome di Morris, nota

scientificamente come Sindrome da Insensibilità agli Androgeni Completa (CAIS), è una condizione genetica dello sviluppo sessuale che

colpisce individui con corredo cromosomico maschile, ma che presentano un fenotipo femminile.

Ecco le principali caratteristiche suddivise per ambito:

Caratteristiche Genetiche

Cariotipo: L'individuo possiede un cariotipo maschile tipico, ovvero 46,XY.

• Mutazione del gene AR: La causa risiede in mutazioni nel gene AR (Androgen Receptor), localizzato sul braccio lungo del cromosoma

• X.

Ereditarietà: È una condizione recessiva legata all'X. Circa il 70% dei casi è ereditato dalla madre portatrice sana, mentre il restante

• 30% deriva da mutazioni de novo.

Meccanismo Molecolare: La mutazione rende i recettori degli androgeni completamente incapaci di rispondere al testosterone e al

• diidrotestosterone. Di conseguenza, nonostante la produzione ormonale sia maschile, i tessuti non "sentono" il segnale, seguendo il

percorso di sviluppo femminile di default.

Caratteristiche Cliniche

Dal punto di vista clinico, la Sindrome di Morris si manifesta in modo quasi paradossale, poiché lo sviluppo del corpo segue esternamente un

percorso femminile armonioso, nonostante la presenza interna di strutture maschili. Alla nascita, i neonati presentano genitali esterni

tipicamente femminili, portando sempre a un’assegnazione corretta del sesso femminile. Tuttavia, l’anatomia interna rivela la mancanza di

utero, ovaie e tube di Falloppio, con una vagina che termina a "fondo cieco". Al posto d