Post on 17-Feb-2019
Estensione dell’analisi genetica
mendeliana
Penetranza e espressività
In alcuni casi non tutti gli individui con un
particolare genotipo relativo a un dato gene
manifestano il fenotipo atteso:
Penetranza incompleta
Espressività variabile
Penetranza incompleta
Si definisce come percentuale di
individui che mostrano un particolare
genotipo che esprime il fenotipo atteso:
Completa (100%): tutti i portatori del
genotipo manifestano il fenotipo.
Incompleta (<100%): non tutti i portatori
del genotipo manifestano il fenotipo.
Polidattilia nell’uomo (Dominante autosomica)
Disturbo causato da un allele dominante P che
si manifesta solo in alcuni suoi portatori.
modificato da:
Espressività variabile
Correlata con la penetranza incompleta c’è l’“espressività
variabile”, che è presente soprattutto in condizioni dominanti.
L’espressivita’ misura il grado di espressione di un dato
genotipo al livello fenotipico
Differenti membri della stessa famiglia mostrano spettri
fenotipici differenti della stessa malattia.
Le cause responsabili della penetranza incompleta e della
espressivita’ variabile:
l’influenza di altri geni o di fattori ambientali possono influire
sullo sviluppo dei sintomi di una malattia.
Molti geni nell’uomo mostrano sia penetranza
incompleta che espressività variabile
Neurofibromatosi di tipo I
Il gene NF1 (Carattere autosomico dominante)
Neurofibromi (proliferazione di tipo tumorale)
Penetranza incompleta: pari al 50%-80%
Espressività variabile:
Forma lieve presenza di macchie caffelatte (cafe-au-lait)
Forma grave si osservano uno o piu’ sintomi, presenza di
neurofibromi , elevata pressione sanguigna, disturbi della
parola, tumori dell’occhio, del cervello ecc.
Estensione dell’analisi genetica
mendeliana
L’espressione fenotipica di un gene dipende da
tanti fattori comprese le influenze ambientali:
•Età
•Sesso dell’individuo
•Temperatura
•Sostanze chimiche
Sesso dell’individuo
L’espressione di determinati geni può essere influenzata dal
sesso dell’individuo:
Caratteri influenzati dal sesso
Un esempio nell’uomo e’ la manifestazione della calvizie.
Il gene b e’ responsabile della calvizie e si comporta da
dominante nell’uomo e da recessivo nelle donne.
modificato da:
calvizie uomo-donnabb
b+b+ non calvo uomo-donna
b+b Maschi calvi
Femmine non calve
Genotipi- fenotipib= allele mutato
b+=allele selvatico
Questa modalità di eredità spiega perché la calvizie sia
molto più frequente tra gli uomini che tra le donne
modificato da:
P
F1
F1
F2
1/4
1/41/4
1/4
¾ delle figlie
non sono calve
e ¼ lo sono
¾ dei figli sono
calvi e ¼ non
lo sono.
Effetto dellaTemperatura
sull’espressione fenotipica
modificato da: PIRCE GENETICA, Zanichelli editore
Alcuni alleli di un gene possono essere temperatura-sensibili.
Es. L’allele responsabile del tipo himalayano
L’enzima necessario per la produzione di pigmento scuro viene inattivato a
temperature piu’ alte.
Sostanze chimiche
Alcune sostanze chimiche possono avere effetti significativi
su un organismo:
Fenilchetonuria (PKU)
•Carattere autosomico recessivo (fenilalanina idrossilasi)
•Ritardo mentale in eta’ precoce.
La gravita’ della PKU dipende dalla dieta
Fenilalanina
Dieta: Proteine
assunte con il
cibo
Teoria cromosomica
dell'ereditarietà
Nel 1902 Walter Sutton e Theodor Boveri, da
osservazioni indipendenti riconobbero che:
comportamento dei geni di Mendel =
= comportamento dei cromosomi alla meiosi
I cromosomi del sesso
La dimostrazione della teoria cromosomica dell’eredita’ venne
da esperimenti che mettevano in relazione la trasmissione
ereditaria di determinati geni con la trasmissione dei
cromosomi del sesso.
I cromosomi del sesso si presentano negli eucarioti a sessi
separati in forma diversa.
Nei primi del ‘900 studiando le cavallette..
Cromosoma
accessorio
(X, extra)
Femmine hanno un numero pari di cromosomi
Maschi hanno un numero dispari
modificato da:
Gameti X X X 0
In molti altri animali, compreso l’uomo, le femmine
e i maschi hanno lo stesso numero di cromosomi:
modificato da:
Cromosoma Y
I cromosomi X ed Y sono chiamati cromosomi sessuali
Tutti gli altri sono chiamati autosomi
Eredita’ concatenata al sesso
La prova che i geni si trovano sui cromosomi la
fornì Thomas H. Morgan studiando il moscerino
della frutta Drosophila melanogaster
modificato da:
modificato da:
Genotipico
½ XX ½ XY
Fenotipico
½ femmine
½ maschi
Modalita’ di trasmissione dei cromosomi sessuali
Morgan trovo’ in una delle sue linee pure una mosca con
occhi di colore bianco..
modificato da:
F1: Tutti gli occhi
rossi
Bianco recessivo
rispetto al Rosso
F1xF1
Tutte le figlie
avevano occhi
rossi e solo la
meta’ dei figli
aveva gli occhi
bianchi
Eredita’ legata al sesso
NO
w = gene colore occhio
w = allele mutante
w+ = allele selvatico50% dei
maschi ha
gli occhi
bianchimodificato da:
I maschi di Drosophila con occhi bianchi
hanno un cromosoma X con l’allele mutato
bianco e nessuno altro corrispondente sul
cromosoma Y
Un organismo che ha una sola copia di un
gene e’ detto emizigote
Gli studi di Morgan rafforzzarono di molto la
convizione che tutti i geni fossero
localizzati sui cromosomi
(teoria cromosomica dell’ereditarieta’)
Dimostrazione definitiva
(Non-disgiunzione dei cromosomi X)
X
F1Femmine con
occhi rossi
Femmine con
occhi Bianchi
Rari casi
eccezzionali
Femmine a
occhi bianchi
Maschi con
occhi rossi
Una progenie eccezionale
modificato da:
W W
X X XY
X
Y
X
W+
Non - disgiunzione meiotica
Cellula diploide
All’inizio della
meiosi
Prima divisione
meiotica
Seconda
divisione
meiotica
modificato da:
NormalmenteNon-disgiunzione
alla primaNon-disgiunzione
alla seconda
In alcuni animali il sesso puo’ essere
determinato dall’ambiente
In una specie di tartarughe la temperatura di incubazione
delle uova è determinante:
al di sotto di un certo valore nascono solo maschi
al di sopra di un medesimo valore, solo femmine
Nelle cernie il sesso dipende dal peso, a sua volta
correlato con l’età:
alla nascita tutte le cernie sono femmine; individui anziani,
se superano un certo peso, diventano maschi.
In molte altre specie, incluso l’uomo, il
dimorfismo sessuale e’ determinato da fattori
genetici ed e’ associato ai
cromosomi sessuali:
Negli esseri umani e negli altri mammiferi
placentati, la masconalita’ e’ dovuta ad un
effetto dominante del cromosoma Y
Caratteristiche sessuali femminili Caratteristiche sessuali maschili
modificato da:
Testosterone
X X X Y
Cos’è che innesca la determinazione del sesso
in senso maschile?
? ?
modificato da:
TDF
TDF= gene SRY
SRY codifica per TDF
TDF consente la formazione del testicolo e
tutte le caratteristiche maschili
modificato da:
Gene Tfm
mutato
Femminilizzazione
L’importanza del cromosoma Y
nella determinazione del sesso nell’uomo
ci deriva dall’osservazione di
fenotipi prodotti da un numero anormale di
cromosomi sessuali
•Sindrome di Turner
•Sindrome di Klinefelter
Sindrome di Klinefelter
Una non-disgiunzione meiotica può dar luogo ad individui
XXY (1/1000). Questi sono individui maschi con un assetto
normale di autosomi e due cromosoma X, sono 47,XXY:
XXY
modificato da: