Mappe Genetica - introduzione parte 1

Spegnimento X - un effetto trasmette la malattia al 50%

- effetto ha spesso genitori affetti

eterozigose è effetto può avere un fenotipo meno grave di un omozigote

un solo X

geni principalmente presenti in maschi = EMIZIGOTI

rare perchè la mutazione si verifica sulle regioni DE NOVO

eccezioni per cui può nascere un effetto da genitori

pseudo-autosomiche sani PENETRANZA INCOMPLETA non tutti i mutati sono affetti dalla patologia

PAR1

omologhe che si comportano come regioni DOMINANTI

autosomiche PAR2 gli omozigoti spesso vanno incontro ad aborto

telomeri braccio corto omozigoti con fenotipo più grave spontaneo

si appaiano→RICOMBINAZIONE Acondroplasia 80% de novo

Regioni PSEUDO-AUTOSOMICHE

sono in doppia dose sia in maschi che in femmine PSEUDO-AUTOSOMICHE gain of function

possibili spostamenti di porzioni da X a Y e viceversa esempi Ipercolesterolemia familiare

PAR1 50% de novo

alterazione trasmessa come carattere pseudo- Discondrosteosi espressività variabile

Neurofibromatosi di tipo I

autosomico dominante - sufficiente un unico allele

per manifestare la malattia esempi loss of fuction di un un oncosopressore RAS sempre attivo

AUTOSOMICHE

pseudo-autosomica bialelica DML fenotipo eterozigote irriconoscibile (= portatori sani)

malattie genetiche

MONOFATTORIALI/MENDELIANE

affetti solo maschi patologia autosomica recessiva le cui mutazioni al

Y-LINKED locus del gene che causa la patologia sono diverse(in

trans)

- eredità verticale ereditano dai geneitori due alleli mutati in modo

- affetti sia maschi che femmine ETEROZIGOTI COMPOSTI differente

- mai trasmesso da padre in figlio DOMINANTI diverso da "eterogeneicità allelica" e "eterogeneicità

più femmine affette perchè nei maschi la presenza di genetica"

XY determina l'incompatibilità con la vita RECESSIVE CONSANGUINITÀ = FATTORE DI RISCHIO

- mai trasmissione da padre in figlio

- generalmente solo maschi affetti - sia maschi che femmine affetti

- generalmente la madre è portatrice - effetto con genitori sani (= portatori sani)

- trasmissione Zig-zag - trasmissione di tipo orizzontale

- un padre malato ha figli sani e figlie portatrici Albinismo

X-LINKED

Emofilia Fibrosi cistica solo CFTR no eterogenicità genetica

Distrofia muscolare di Duchenne esempi

esempi vantaggio dell'eterozigote nelle zone malariche

Distrofia muscolare di Becker Talassemia alpha

più spesso femmine affette Daltonismo etergenicità genetica beta

RECESSIVE

cellule con X wt attivo→no patologia per alcune patologie anche le FEMMINE

cellule con X wt inattivo→si patologia ETEROZIGOTI hanno una LIEVE SINTOMATOLOGIA mutazione casuale causata da un errore durante la

duplicazione del DNA

selezione correlato all'età genitoriale al momento del

- padre affetto e madre portatrice in particolare con concepimento, in particolare materna

casi di consanguinità

- casualità dell'inattivazione dell'X persa GENERALIZZATO sia feto che annessi embrionali

- condizioni femminile di emozigosi femmine affete molto rare DE NOVO embrione

LOCALIZZATO

grado della manifestazione clinica di una patologia espressività placenta

individuo che nasce dalla combinazione di due zigoti

MOSAICISMO diverso da CHIMERISMO diversi

mutazione che avviene in una cellula somatica

numero di individui affetti tra gli eterozigoti SOMATICO effetto fenotipico dipende da quando e dove

100% penetranza

tutti gli eterozigoti sono affetti completa mutazione in una cellula della linea germinale

nonnaltera i rapporti di segregazione incompleta GERMINALE diverso da "mutazioni germinali" perchè queste sono

costituzionali e quindi presenti in ttutte le cellule

dell'individuo

altri fattori: geni modificatori e ambiente

deleti tutti gli esoni del gene correlazione genotipo-fenotipo (gravità

= regioni codificanti in frame-shift di Duchenne DMD della malattia)

proteina non funzionante Distrofia - mutazione stesso gene DMD (→distrofina) esempi

delezione

= regione codificante in frame di Becker DMB PROMOTORI BASALI

funzionalità parziale della proteina sequenze regolatrici ENHANCER

inizio = ATG metionina

fine = codone di STOP

a monte del primo esone = 5' UTR

ESONE non tradotte

a valle del'ultimo esone = 3' UTR

inizio = GT

LOSS OF FUNCTION

tipica della AR struttura del gene fine = AG

INTRONE

eterozigote: 50% della proteina normale non è

sufficente RNA primario → RNA messaggero

APLOINSUFFICIENZA effetto sulla proteina

omozigote: effetto patogenico ulteriore maturazione regione 3' - aggiunta coda poli-A

proteina anomala che interferisce con la wt regione 5' - aggiunta cappuccio 7-metilguanosina

AD

EFFETTO DOMINANTE NEGATIVO

la mutata deve essere stabile e partecipare alla rimozione introni

costruzione di un dimero GAIN OF FUNCTION

aumenta la funzionalità della proteina - Quasi sempre pochi nucleotidi

- In qualsiasi porzione del gene

- Diverso da "variante" che si usa quando

c'è una variazione rispetto alla sequenza

di riferimento e di cui non si conosce

l'effetto

rara

identificata in altri casi con stessa malattia per amplificare il gene che si sospetta mutato

PCR

requisiti

rispettare le regole della segregazione Screening - regione ben definita

deve avere predizione di patogenicità - massimo 1000 nucleotidi

Sanger

missenso il cui significato clinico patogenetico non è variazione o mutazione?

noto SEQUENZIAMENTO - tutto il genoma in una sola reazione

test per capire se le forme mutate delle proteine si WGS: intero genoma

comportano come wt o sono patogenetiche NGS WES: tutti gli esoni di un genoma

VUS NGS Target: esoni di un gruppo di geni

→Il fattore di trascrizione per essere funzionale deve

essere presente nel nucleo

2 colori: STUDI FUNZIONALI

n°1

- nucleo

- fattore di trascrizione IMMUNOFLUORESCENZA sostituzione di una base che provoca la sintesi di un

per capire la patogenicità si guarda se si trova nel MUTAZIONI GENICHE amminoacido diverso (cambia al sequenza della

nucleo o meno proteina)

MISSENSO

→COMPLEMENTAZIONE ossia ripristino del fenotipo

normale provoca consequenze a livello dello splicing e quindi

sulla stabilità dell'RNA oppure siti regolatori di

cellule sane - molto resistenti n°2 diversa natura

no "silente"

cellule mutate - non resistenti test di sopravvivenza SOSTITUZIONE cambia il nucleotide ma non l'amminoacido che

SINONIMA

cellule mutate transfettate con gene wt - reggono viene prodotto a livello proteico non ha conseguenze

similmente a quelle wt determina la formazione di un codone di stop

prematuro

alterazioni dei siti di splicing nell'introne NON-SENSE spesso deleterie

creazione di nuovi siti di splicing nella regione

codificante = slittamento del codice di lettura

delezione di un numero di nucleotidi multiplo di 3 FRAMESHIFT

DELEZIONE

quanto è forte un sito donatore o accettore di prima o poi codone di stop

effetto sulla proteina

splicing Score inserimento di un numero di nucleotidi multiplo di 3 IN-FRAME

INDEL INSERZIONE

RITENZIONE DELL'INTRONE

l'introne non viene rimosso il nucleotide introdotto è esattamente identico al

EXON SKIPPING

splicing in posizione diversa che rimuove l'esone precedente

DUPLICAZIONE

emerge il sito che prima era silente perchè in

competizione con quello forte che ora è stato abolito effetti diversi sui livelli di espressione dell'mRNA e

dalla mutazione mutazioni dei siti di SPLICING mutazioni delle REGIONI REGOLATRICI/ delle proteine

5' o 3' UTR

nell'esone = solo un pezzo di questo SITO CRIPTICO DI SPLICING

nell'introne= rimane parte di questo

nell'esone è presente una sequenza consenso

donatrice di splicing che induce la rimozione di parte

dell'esone in 5'

nell’introne è presente un sito accettore di splicing

creando un mRNA con un esone più corto. in 3' conseguenze: studiare l'RNA

- variazioni del genoma con frequenza

maggiore del 1%

- effetto neutro

- dipendono dalla popolazione

set di alleli che caratterizza un cromosoma o porzioni sostituzioen di un singolo nucleotide

di esso costruzione APLOTIPI SNP

ANALISI DI LINKAGE Restriction Full Length Polymorphism

applicazione

STUDI DI DISSOCIAZIONE sostituzione nucleotidica in una sequenza che viene

riconosciuta da un enzima di restrizione

RFLP

del DNA

POLIMORFISMI = creare o distruggere un sito di restrizione

loci caratterizzati da molte possibili variabile

PCR alleliche con numero di ripetizioni variabile

Se SNP - analisi di sequenza ripetizioni di dinucleotidi

polimorfismi DI LOCI IPERVARIABILI

tipologie

Se RFLP - analisi di restrizione ed elettroforesi singolo locus genotipizzati MINISATELLITI quelli con variabilità più alta

Se microsatelliti - analisi capillare VNTR

SNP arrey MICROSATELLITI

più loci

NGS SIEROLOGIVI e IMMUNOLOGICI

dei CROMOSOMI

proporzione di alleli condivisi da due individui in

relazione al loro grado di parentela - infinitamente grande

si considera la probabilità in ETEROZIGOSI - no mutazioni

- no migrazioni in uscita ed entrata

COEFFICIENTE DI PARENTELA (Cp)

Metodo del percorso - no selezione

presupposto: POPOLAZIONE ALL'EQUILIBRIO - incroci casuali

I Cp ottenuti con il metodo del percorso vanno

sommati esercizi relativa ad un singolo allele

probabilità che un individuo possieda due alleli F(A) = p

uguali (omozigosi) ereditati da un antenato F(a) = q

FREQUENZA ALLELICA

comune p + q = 1

si considera la probabilità in OMOZIGOSI COEFFICIENTE DI INBREEDING (Ci) relativa ad una coppia di alleli

omozigote che ha ereditato due volte lo stesso

identico allele da uno stesso cromosoma Calcolo dei rischi

CONSANGUINITÀ LEGGE DI HARDY-WEIDBERG F(AA)= p^2

OMOZIGOSI PER DISCENDENZA (IBD) / F(Aa)= 2pq

AUTOZIGOSITÀ

diverso dall'omozigosità identica per statp (IBS) dove FREQUENZA GENOTIPICA F(aa)= q^2

gli aplotipi non coincidono pur avendo eventi

mutazionali identici p^2 + 2pq + q^2 = 1

Più rara è la malattia maggiore sarà il numero di

effetti nati da consanguinità Malattie X-linked: ricordarsi che nei maschi è

presente un solo X e pertanto i malati avranno

frequenze F(malati) = p (non p^2) e la stessa cosa

rischio di avere figli affetti per consanguinei vale per i sani F(sani) = q (non q^2) e ovviamente non nel momento in cui invece si cheide al frequenza

fratto medesimo rischio per una coppia generica ci saranno portatori sani [pag. 69] delle femmine si ritorna a fare q^2, p^2 e 2pq