Genetica torrisi

• 22 coppie di autosomi

• cromosomi sessuali XX

• 22 coppie di autosomi

• cromosomi sessuali XY

I modelli ereditari dei caratteri umani sono determinati esaminando la modalità di trasmissione del carattere fenotipico all’interno delle generazioni della famiglia di quegli individui che chiaramente esprimono il carattere: tale studio è detto analisi dell’albero genealogico

Tutte le malattie autosomiche recessive si manifestano solo se sono presenti nel genotipo in forma omozigote;

Gli individui eterozigoti per il gene sono di solito privi di sintomi.

ALBINISMOGALATTOSEMIA

FENILCHETONURIAMORBO DI TAY-

SACHSFIBROSI CISTICA

ANEMIA FALCIFORME

(dominanza incompleta)TALASSEMIA

(dominanza incompleta)

Carattere / malattia Localizzazione cromosomica

Prodotto genico Descrizione

Albinismo 11q Tirosinasi Incapacità di sintetizzare la melanina, cute bianca, capelli e peli bianchi,..

Fibrosi cistica 7q Regolatore di conduttanza transmembrana della fibrosi cistica.

Squilibrio idrico nei tessuti del pancreas, dell’intestino, delle ghiandole sudoripare e dei polmoni a causa di compromissioni del trasporto ionico.

Fenilchetonuria (PKU)

12q Fenilalanina idrossilasi Urina maleodorante e anomalie neurologiche.

Anemia falciforme 11p Globina ß Anemia, ostruzioni della circolazione sanguigna.

Malattia di Tay-Sachs 15q Esosaminidasi A Neurodegenerazione prograssiva

L’ albinismo, ossia l’assenza di pigmento nelle cellule della pelle, dei capelli e degli occhi, è provocato dall’incapacità di produrre la melanina;

Gli individui che ne sono affetti hanno la pelle estremamente pallida,i capelli bianchi ed occhi privi di pigmento mostrando una ipersensibilità verso i raggi solari.

Errore congenito del metabolismo fenilalaninico dovuto a deficienza o difetto dell'enzima fenilalanina idrossilasi (fenilalaninasi) che, in condizioni normali, catalizza la conversione dell'aminoacido fenilalanina in tirosina; Il difetto permette l'accumulo di fenilalanina e suoi metaboliti nei fluidi corporei.

Ne risultano ritardo mentale (oligofrenia fenilpiruvica), varie manifestazioni neurologiche (fra cui ipercinesia, epilessia, microcefalia), pigmentazione chiara (con capelli biondi ed occhi celesti), eczema e sgradevole odore di sudore ad urine di topo. La malattia si cura con una dieta povera in fenilalanina.

Incapacità dell’organismo di metabolizzare la fenilalanina a causa dell’inefficienza dell’enzima

fenilalanina-idrossilasi

fenilalanina tirosina

Acido fenilpiruvico

Chetoacido tossico per le cellule nervose e provoca danni neurologici

Si accumula nel sangue e in parte viene

escreto con le urine

Oggi con un esame ematologico sul neonato si può diagnosticare precocemente la PKU e quindi con terapie opportune limitarne gli effetti.

Il bambino viene alimentato con diete povere di fenilalanina in mododa permettere alle sue strutture nervose di svilupparsi normalmente

La Fibrosi Cistica o Mucoviscidosi (FC) è una grave malattia ereditaria ed evolutiva che colpisce prevalentemente la razza bianca;viene trasmessa dai due genitori, entrambi portatori sani della stessa, che portano sul loro cromosoma 7 (dove è stata identificata l'alterazione responsabile della malattia) la mutazione del gene che provoca la comparsa della malattia.Circa 1 persona su 25-30 nella popolazione bianca è portatrice del gene della Fibrosi Cistica.

Il gene responsabile della malattia codifica per una proteina che ha un ruolo importante nel regolare la quantità di cloro che viene secreto insieme ai liquidi biologici. Nei pazienti affetti da FC le alterazioni del gene (mutazioni) determinano un cambiamento importante delle proprietà delle secrezioni che soprattutto a livello dell'apparato respiratorio e dell'apparato digerente (pancreas e fegato) sono molto più dense e viscose del normale, causando una progressiva ostruzione bronchiale e dei dotti escretori pancreatici e biliari..

L’anemia falciforme è una malattia genetica umana dovuta alla sostituzione dell’acido glutammico con la valina nelle molecole di emoglobina, proteina che trasporta l’ossigeno nel sangue ;

Tale sostituzione fa si che la molecola cambi forma e di conseguenza i globuli rossi che ne contengono una grande quantità assumono la tipica forma a falce.

I globuli rossi falciformi sono più deboli di quelli normali e dunque tendono a rompersi più facilmente;

Le cellule deformate inoltre non sono flessibili come quelle normali e dunque tendono ad ostruire i passaggi; ciò provoca una cattiva irrorazione ed ossigenazione dei tessuti e degli organi vitalicon conseguenti danni cardiaci, polmoniti, paralisi danni renali, dolori addominali.

La malattia di Tay-Sachs non si manifesta subito ma a circa otto mesi di vita compaiono i primi sintomi:

È causata dall’assenza di un enzima, normalmente presente nei lisosomi delle cellule del cervello, che scinde un particolare lipide delle cellule stesse;

Se questo enzima manca, i lisosomi delle cellule del cervello si riempiono di liquidi, si gonfiano e muoiono;

Il deterioramento del cervello progredisce rapidamente portando a volte alla cecità.

ACONDROPLASIA

COREA DI HUNTINGTON

IPERCOLESTEROLEMIA (dominanza incompleta)

L’espressione dell’allele difettoso nelle forme eterozigoti è un esempio di

Dominanza incompletaGENOTIPI

INDIVIDUI OMOZIGOTIhh

capaci di sintetizzare i recettori per le LDL

INDIVIDUI ETEROZIGOTIHh

(1/500 pers.)capaci di sintetizzare

metà recettori per le LDL

INDIVIDUI OMOZIGOTIHH

(1/1.000.000 pers.)incapaci di sintetizzare i recettori per le LDL

Livelli normali di colesterolonel sangue Livelli doppi di colesterolo

nel sangue

Livelli cinque volte più elevati di colesterolo

nel sangue

Malattia ereditaria provocata da un allele dominante che progressivamente porta alla distruzione delle cellule cerebrali e alla morte dell’individuo dopo circa 10-20 anni dalla comparsa dei primi sintomi;

Ogni bambino che abbia un genitore affetto ha il 50% di probabilità di ereditarlo e dato che i primi sintomi compaiono spesso dopo i 30 anni di vita quando gran parte degli individui malati ha già avuto figli la amlattia continua atrasmettersi.

Gli individui affetti da nanismo sono di statura molto bassa, mostrano un viso caratterizzato da una fronte sporgente e da un appiattimento del ponte nasale;

Gli arti sono particolarmente corti con corpo disarmonico.

EMOFILIA DALTONISMO DISTROFIA

MUSCOLARE DI DUCHENNE SINDROME DELL’ X

FRAGILE DEFICIT DI G6PD (FAVISMO)

(dominanza incompleta)

• Emofilia

• Daltonismo

• Distrofia muscolare di Duchenne

• Sindrome dell’ X- fragile

Es.

• Smalto dei denti difettoso

• Condrodisplasia puntata

Es.

• Orecchio peloso

• Sinostosi bilaterale radio-ulnare

Es.

Qual è il meccanismo con cui si trasmette la malattia?1.La malattia è presente in tutte le generazioni. (trasmissione verticale) 2.Un individuo affetto ha sempre un genitore affetto. 3.La malattia ricorre con la stessa frequenza nei due sessi. Su un totale di 13 individui malati, 7 sono di sesso maschile, 6 di sesso femminile. 4.Gli individui III-9 e III-10 sono entrambi affetti e hanno avuto figli non affetti. Se il carattere fosse recessivo, due genitori affetti dovrebbero generare sempre prole affetta. Due genitori eterozigoti affetti invece, possono avere figli omozigoti non affetti. 5.Vi sono 21 figli di coppie in cui un solo genitore è affetto. Di questi individui, 10 sono affetti a loro volta => 10/21 (0,47) •Queste deduzioni ricavate dall’analisi dell’albero genealogico permettono di stabilire che la malattia è AUTOSOMICA DOMINANTE.

1. Ecco un albero genealogico di una famiglia affetta da ipercolesterolemia familiare:

LE CARATTERISTICHE GENERALI DELLA TRASMISSIONE DI UN FENOTIPO

AUTOSOMICO AUTOSOMICO DOMINANTEDOMINANTEPrendiamo in considerazione il seguente albero genealogico:

• Osserviamo le generazioni:il carattere si presenta in tutte le generazioni; la trasmissione è VERTICALE

• Osserviamo i genitori degli affetti: un individuo affetto ha uno dei due genitori affetto o entrambi.

• Un individuo affetto con soltanto un genitore affetto genera, in media, il 50% dei discendenti affetti.

• Il carattere ricorre con la stessa frequenza nei due sessi.

• Gli individui che non hanno il carattere dominante non trasmettono il carattere.

LE CARATTERISTICHE GENERALI DELLA TRASMISSIONE DI UN FENOTIPO

AUTOSOMICO AUTOSOMICO RECESSIVORECESSIVOPrendiamo in considerazione il seguente albero genealogico:

• Osserviamo i genitori: spesso un discendente affetto ha due genitori non affetti.

• Osserviamo le generazioni: i fratelli di un individuo affetto, con genitori sani, hanno probabilità di ¼ di essere a loro volta affetti, indipendentemente dal sesso; la trasmissione è ORIZZONTALE.

• Due individui affetti hanno il 100% dei figli affetti (quando il carattere recessivo non impedisce agli individui

di essere vitali e fecondi: gli individui affetti dalla malattia di Tay-Sachs muoiono durante l’infanzia).

• Il carattere ricorre con la stessa frequenza nei due sessi.

Esempi di trasmissione familiare di un fenotipo X-LINKED RECESSIVOX-LINKED RECESSIVO

• Un numero maggiore di individui affetti di sesso maschile rispetto agli individui affetti di sesso femminile

• Il nonno affetto può trasmettere il carattere al nipote maschio attraverso la figlia, che è sicuramente portatrice eterozigote.

• Non è in alcun modo possibile la trasmissione diretta da maschio a maschio.

Prendiamo in considerazione il seguente albero genealogico:

LE CARATTERISTICHE GENERALI DELLA TRASMISSIONE DI UN FENOTIPO

X-LINKEDX-LINKED DOMINANTEDOMINANTEPrendiamo in considerazione il seguente albero genealogico:

• Il padre affetto trasmette il carattere a tutte le figlie, che ne saranno affette.

• La madre affetta ha il 50% di possibilità di trasmettere il carattere ai figli (indifferentemente maschi o femmine) che saranno a loro volta affetti.

• Il padre non può trasmettere il carattere ai figli maschi.

2. Determina nel seguente albero genealogico se il fenotipo mutato è  dominante o recessivo.

Qual è il meccanismo con cui si trasmette la malattia?1.Il fenotipo mutato è presente nella prima generazione, poi rimane "nascosto" nella II e nella III per poi ricomparire nella IV. 2.Il discendente affetto IV-1 ha due genitori non affetti. •La trasmissione è AUTOSOMICA RECESSIVA.

3. L’albinismo è una malattia a trasmissione autosomica recessiva. Se Mario, fenotipicamente normale, figlio di un genitore albino sposa una donna albina, che percentuale di figli della coppia saranno albini?-25%-50%-tutti (100%)-nessuno

Secondo il quadrato di Punnet:

Il 50% dei figli sarà albino (omozigote recessivo aa)

A a

a Aa aa

a Aa aa

Risposta: •Il genitore di Mario è albino, quindi omozigote recessivo per i due alleli che determinano il carattere. (aa)

•Mario ha acquisito dal padre l’allele recessivo a, ma essendo normale avrà come genotipo Aa (sarà cioè eterozigote).

•Sua moglie è albina, quindi anch’ella è omozigote recessivo per i due alleli (aa)

•Allora ci chiediamo quanti figli generati dall’incrocio Aa (Mario) x aa (sua moglie) saranno omozigoti per il carattere?

Disegnamo l’albero genealogico:

4. Se due persone, ognuna delle quali ha un genitore albino, si sposano, che percentuale di figli della coppia saranno albini?-25%-50%-tutti-nessuno

Dal quadrato di Punnet si ha:Il 25% dei figli sarà albino (omozigote recessivo)

A a

A AA Aa

a Aa aa

Risposta:•Avendo ciascuna un genitore albino (omozigote recessivo per entrambi gli alleli), entrambe le persone saranno eterozigoti Aa.

•È quindi necessario calcolare quale percentuale di figli sarà aa dall’incrocio Aa x Aa.

Disegnamo l’albero genealogico:

ESERCIZIO 1

- Tipo di ereditarieta’?

X-recessivo

ESERCIZIO 2

- Tipo di erediterieta’

Autosomico recessivo

ESERCIZIO 3

rr= capelli rossi

R-= capelli scuri

NB: a meno che non ci siano prove del contrario, si sottintenda che gli individui che vengono dal di fuori non siano portatori dell’allele r.

I 1 2

II

III

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3

IV

ESERCIZIO 3

I 1 2

II

III

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3IV

- Possibili genotipi di ogni individuo

1 x-recessivo

2 autosomico-recessivo

3 soluzione

SOLUZIONE ESERCIZIO 3.1

I 1 2

II

III

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3IV

Rr rr

Rr rr

rrRr Rr

Rr RR Rr RR

RR

Rr/RR

Rr/RR Rr/RR

Rr/RR

Rr/RR

eterozigoteportatore