Linkage Can Be a Family-specific phenomenon: Affected individuals in a family share the same ancestral predisposing DNA segment at a given trait locus

Esempio di linkage Nello schema a fianco e’ riportato un albero genealogico con le immagini delle separazioni elettroforetiche degli amplificati PCR ottenuti da campioni di DNA dei diversi membri della stessa famiglia Sotto e’ schematizzata l’ interpretazione dei dati : la mutazione patogena che produce il fenotipo ARVD (indicata dall’ asterisco) e’ trasmessa associata ad un allele del marcatore STR, polimorfo all’interno della famiglia. ARVD=Cardiomiopatia aritmogena del ventricolo destro

In questa famiglia sono teoricamente analizzabili 25 meiosi, ma di fatto se ne possono esaminare soltanto 21 perche’ non e’ disponibile il DNA di alcuni individui. In questo esempio sono stati presi in considerazione 11 loci di un dato cromosoma per verificare se l’ allele patogeno segreghi associato a qualcuno di essi. Il possibile “aplotipo a rischio” e’ riquadrato, mentre i segni X indicano la posizione di presumibili crossing-over

Organismi modello e progetti su altri genomi Il mappaggio del genoma umano non è l’unico scopo scientifico del progetto Genoma Umano. Sin dagli esordi di questo progetto fu chiaro che le mappe complete di alcuni organismi modello sarebbero state estremamente utili. Tali organismi comprendono varie specie, alcune delle quali si sono rivelate particolarmente adatte per l’analisi genetica. Il sequenziamento di genomi piu’ piccoli era considerato anche una sorta di banco di prova per il sequenziamento su larga scala del genoma umano. Sono stati sequenziati i genomi di molti organismi procarioti, tra cui quelli di organismi già ben noti perché costituiscono modelli sperimentali per determinate malattie.

Alcuni genomi finora sequenziati Microorganismi: Pesci: 244 batteri Fugu Rubripes 18 archeobatteri Danio Rerio 42 eucarioti Mammiferi: Piante: Homo Sapiens Arabidopsis Thaliana Mus Musculus Oryza Sativa Rattus Norvegicus Invertebrati: Drosophila Melanogaster Anopheles Gambiae Caenorhabditis Elegans

Saccharomyces cerevisiae 12.1Mb, circa 6.000 geni Oggetto di numerose analisi genetiche, per l’elevata frequenza di ricombinazioni non omologhe. Vasta collezione di mutanti e numerose informazioni sulla struttura e regolazione genica. Il 20% dei geni malattia umani ha un omologo in lievito. Sorprendentemente numerosi dei suoi 6000 geni non hanno ancora una funzione nota....

Caenorhabditis elegans 100Mb, circa 19.000 geni Verme di 1mm composto da 959 cellule ottimo modello per studi genetici, di embriologia e neurobiologia. La sua trasparenza lo rende adatto per: - Studiare l’espressione di specifici prodotti proteici - Studiare l’evoluzione delle diverse linee cellulari - Studiare il sistema nervoso (sono noti i 302 neuroni di cui dispone) - Studiare l’invecchiamento e l’apoptosi (inizialmente si sviluppano 1090 cellule, ma 131 vanno incontro a morte programmata).

Drosophila melanogaster 165Mb circa 13.000 geni Ciclo breve particolarmente adatto per analisi genetiche L’elemento trasponibile P permette di effettuare manipolazioni genetiche come transgenesi e delezioni mediate da tale elemento. E’ possibile inattivare mediante la tecnica dell’RNAi specifici geni in modo transitorio. Le prime fasi dello sviluppo è conosciuto molto bene in Drosophila e molti geni coinvolti in tali segnali hanno omologhi nell’uomo.

Takifugu rubripens 400Mb Danio rerio 1900Mb Interessante per la genomica comparata in quanto presenta un numero di geni simile a quello dei mammiferi, ma condensati in un genoma che corrisponde a circa un settimo di quello umano. Danio rerio 1900Mb Buon modello per studiare lo sviluppo dei vertebrati in quanto l’embrione è trasparente e l’identificazione di mutanti è facilitata. I geni dello sviluppo dei vertebrati presentano una similarita' elevatissima. Attraverso l’RNAi è possibile silenziare specifici geni

Mus Musculus 2500Mb circa 30.000 geni E’ la specie di mammifero di cui meglio si conosce la genetica ed è stato usato come modello per studiare lo sviluppo nei mammiferi. Le sue piccole dimensioni e la brevità del tempo di riproduzione hanno permeso ampi programmi di mutagenesi ed estesi incroci per studi genetici. Grazie al livello relativamente alto di conservazione tra sequenze codificanti umane e murine, quasi tutti i geni umani hanno un omologo murino facilmente identificabile. Cio’ è particolarmente importante per la ricerca medica, perché i mutanti di ortologhi murini e umani spesso mostrano fenotipi simili, per cui il clonaggio di un gene patogeno in una specie puo’ avere grande importanza per l’altra.

Rattus Norvegicus 3100Mb circa 30.000 geni I ratti, essendo notevolmente piu’ grandi dei topi sono considerati i mammiferi di elezione per studi di fisiologia, neurologia, farmacologia e biochimica. Possono costituire anche modelli genetici per malattie complesse dell’uomo che coinvolgano gli apparati vascolare e neurologico, come l’ipertensione e l’epilessia.