Le leggi di Mendel sono valide per tutti gli organismi ma sono solo una base per la comprensione dei fenomeni ereditari Con le leggi di Mendel si possono predire i risultati di incroci semplici; il mondo reale dei geni e dei cromosomi è molto più complesso e le eccezioni abbondano

Generalità delle leggi di Mendel? Dominanza incompleta e codominanza Geni letali Allelia multipla Interazione genica Più geni che influenzano un carattere Epistasi Soppressione Geni complementari Penetranza ed espressività

Codominanza L’ANEMIA FALCIFORME

L’anemia falciforme: 2 tipi di globuli rossi Eritrociti contenenti emoglobina normale (A): HbA HbA (b) Eritrociti contenenti solo emoglobina mutate (S): HbS HbS Portatori HbA HbS g. rossi a falce solo in condizioni di bassa concentrazione ossigeno

Gli alleli A e S sono codominanti Corsa elettroforetica

IL SISTEMA A/B/0 IA IA , IA i IB IB , IB i ii Gruppo A B AB IA IB IA IB Genotipo IA, IB dominanti su i IA , IB codominanti

IL SISTEMA A/B/0 DONATORE RICEVENTE

EREDITA’ AUTOSOMICA DOMINANTE

EREDITA’ AUTOSOMICA RECESSIVA

EREDITA’ X-LINKED DOMINANTE

EREDITA’ X-LINKED RECESSIVA

EREDITA’ X-LINKED RECESSIVA

UNA MALATTIA X-LINKED: LA DEFICIENZA DI GLUCOSIO-6-FOSFATO DEIDROGENASI (G6PD) Carenza di NADPH che converte il GSSG in GSH per neutralizzare radicali liberi. Anemia emolitica in casi di stress ossidativo

LA DEFICIENZA DI GLUCOSIO-6-FOSFATO DEIDROGENASI (G6PD)E IL FAVISMO In circa 40-45% dei G6PD deficienti c’è rischio di favismo (presenza nei semi di ossidanti come divicina e convicina). Sensibilità a farmaci come primachina, sulfamidici, antiinfiammatori.

DEFICIENZA DI G6PD: DISTRIBUZIONE MONDIALE DEGLI ALLELI CHE DETERMINANO DEFICIENZA ENZIMATICA

DISTRIBUZIONE DELLA MALARIA NEL MONDO Distribuzione della malaria e degli alleli G6PD (-): un caso di polimorfismo bilanciato

EREDITA’ ASSOCIATA AL CROMOSOMA Y

EREDITA’ ASSOCIATA AL CROMOSOMA Y

CROMOSOMI SESSUALI NELL’UOMO

CROMOSOMI SESSUALI NELL’UOMO

CROMOSOMI SESSUALI NELL’UOMO

CROMOSOMI SESSUALI NELL’UOMO

EVOLUZIONE DEI CROMOSOMI SESSUALI

EVOLUZIONE DEI CROMOSOMI SESSUALI

Sindrome del maschio XX (Sindrome de la Chapelle) Tasso di incidenza circa 1: 20 000-25 000 (circa il 2% delle cause di infertilità maschile). Spettro variabile di anomalie, dalla presenza di genitali ambigui sin dalla nascita fino ad un fenotipo maschile normale. Fenotipicamente si possono dividere 3 gruppi: soggetti fenotipicamente maschi, soggetti con ambiguità dei genitali fin dalla nascita, soggetti con ermafroditismo vero I soggetti fenotipicamente maschi sono circa l’80% dei casi: - infertilità, dovuta probabilmente ad un doppio dosaggio di X oppure all’assenza di geni della spermatogenesi presenti sul cromosoma Y; - possono presentare ipogonadismo, bassa statura, mancato aumento del volume testicolare, pubertà normale, ritardata o assente, talvolta ginecomastia, criptorchidismo nel 15% dei casi, ipospadia nel 10% circa dei casi.

Disgenesia Gonadica Pura (Sindrome di Swyer)   Cariotipo 46 XY privo di Testis Determining Factor; Fenotipo: femminile con presenza di utero e vagina ma assenza di entrambi i tipi di gonadi: insufficiente sviluppo sia di testicoli, spesso ritenuti nell’addome, che di ovaie (streak gonadici) che comporta amenorrea e sterilità.

Penetranza incompleta

ESPRESSIONE FENOTIPICA (OGNI OVALE RAPPRESENTA UN INDIVIDUO DI UGUALE GENOTIPO) aa aa aa aa aa aa aa aa aa PENETRANZA VARIABILE ESPRESSIVITA’ VARIABILE PENETRANZA ED ESPRESSIVITA’ VARIABILE

ETEROGENEITA’ GENETICA

Complementazione genica

PENETRANZA VARIABILE ESPRESSIVITA’ VARIABILE INSORGENZA TARDIVA ETEROGENEITA’ GENETICA: mutazioni in loci genici diversi determinano uno stesso fenotipo clinico ETEROGENEITA’ ALLELICA: mutazioni differenti allo stesso locus genico determinano fenotipi clinici diversi

EREDITA’ CITOPLASMATICA

EREDITA’ MITOCONDRIALE - Trasmissione uniparentale (solo la femmina trasmette i mitocondri) - Geni che si sovrappongono Mt umano: geni privi di introni Grande numero di organelli = gran quantità di DNA Simili per dimensioni e forma ai batteri aerobi attuali: teoria dell’endosimbionte (vantaggio per la produzione di energia?) Non universalità del codice per alcune triplette

DNA MITOCONDRIALE

DNA MITOCONDRIALE

DNA MITOCONDRIALE

Gran parte delle cellule è eteroplasmica, casualmente alcune possono avere tutti organelli uguali

Struttura e replicazione del DNA

Struttura dei nucleosomi Modello del nucleosoma DNA in una cellula ha lunghezza di circa 1 m ed è spesso solo 2 nm. Se una cellula è circa 10 micron (1m = 1 milione di micron) il DNA si ripiega su se stesso e forma strutture sempre più complesse che lo mantengono compatto con una lunghezza milioni di volte minore

Eterocromatina costitutiva Eterocromatina facoltativa (es:cromosoma X inattivato) Eucromatina

AMNIOCENTESI 16a settimana di gestazione

CHORIONIC VILLUS SAMPLING (CVS) O VILLOCENTESI

Determinazione fenotipica per interazione geni-ambiente