ALBERI GENEALOGICI E LORO ANALISI

Analisi di un albero genealogico ; CARATTERI EREDITARI

ALBERI GENEALOGICI Sono una rappresentazione schematica dell’origine di un individuo, ne descrivono gli ascendenti e mostrano la sua discendenza. in Araldica in Biologia evolutiva

Malattie legate ad anormalità genetiche CARATTERI monogenicI : sono dovutI ad un’alterazione di un singolo gene CARATTERI poligenicI: : sono attribuibili all’ alterazione di più geni

CARATTERI MONOGENICI autosomicI: legatI al sesso: sono causatI da mutazioni di geni localizzati sugli autosomi legatI al sesso: sono causatI da mutazioni di geni localizzati sui cromosomi sessuali (prevalentemente sul cromosoma X)

autosomiche recessive CARATTERI monogenicI autosomicO dominantE autosomicO autosomiche recessive Legato al cromosoma X dominante legate al sesso Legato al cromosoma X recessivo Legato al cromosoma Y

Cosa è un albero genealogico? Un albero genealogico è una rappresentazione grafica di incroci avvenuti nella famiglia di indagine Perché è importante l’analisi di un albero genealogico di un individuo? si ricorre all’analisi dell’albero genealogico, cioè all’indagine di incroci già esistenti; avvenuti nelle generazioni precedenti, con la speranza che qualcuno di essi sia informativo.

Alberi genealogici umani

Come si disegna un albero genealogico? femmina sana I femmina malata II portatrice III maschio sano maschio malato I, II, III = N° di generazioni portatore

Analisi degli alberi genealogici Gli alberi genealogici sono basati sul fenotipo (aspetti osservabili), e la loro analisi ci permette di descrivere alcuni modelli di ereditarietà: Autosomica dominante Autosomica recessiva Codominante Dominante legata al cromosoma X Recessiva legata al cromosoma X Legata al cromosoma Y

Eredità autosomica dominante Una singola copia del gene “deviante” è sufficiente a produrre il disturbo. Morbo (Corea) di Huntington • Sintomi: - modificazioni della personalità - perdita della memoria - compare in età adulta (35 anni) e porta in 15-20 anni a demenza • Incidenza: 1 caso su 20.000 individui Genotipo Fenotipo AA affetto Aa affetto aa sano

Eredità autosomica dominante un individuo affetto ha comunemente un genitore affetto; si manifesta in uguale misura nei due sessi; un figlio di una persona affetta e di una persona Portatrice ha il 50% di probabilità di essere affetto; un figlio di un Omozigote dominante e di una persona non affetta ha il 100 % di probabilità di essere affetto individui non affetti non trasmettono la malattia.

Eredità autosomica dominante Il carattere si manifesta anche se in eterozigosi Il carattere presenta una trasmissione di tipo verticale Maschi e femmine ereditano il carattere in egual rapporto

Esercizio Con quale probabilità avranno un figlio malato, un genitore sano (bb) e l’altro è affetto (Bb) da una malattia autosomica dominante? Il 50% dei figli sarà eterozigote affetto (Bb), ed il 50% sarà omozigote recessivo sano(bb). b b B b B b b

Albero genealogico per un carattere autosomico dominante

Esempi di malattie con eredità autosomica dominante Tale anomalia è caratterizzata da una progressiva degenerazione del sistema nervoso Corea di Huntington Polidattilia Osteoporosi Ipercolesterolemia familiare Presenza di dita sovranumerarie Tale anomalia è caratterizzata da un depauperamento della massa ossea portando a gravi menomazioni Comporta un aumento di colesterolo nel sangue. Esso è importante per le membrane di tutte la cellule, ma se in eccesso favorisce la formazione di placche nelle arterie

Eredità autosomica recessiva Una persona deve avere due copie di un allele anomalo per sviluppare un disordine autosomico recessivo. Fenilchetonuria (PKU) I geni non determinano caratteri fenotipici, ma codificano proteine, che possono entrare in più catene metaboliche. • Sintomi: - grave ritardo mentale - irritabilità, iperattività, convulsioni - eczema, ipopigmentazione - odore muschiato • Incidenza: 1 caso su 10.000 nascite Genotipo Fenotipo AA sano Aa sano (portatore) aa affetto

Albero genealogico per un carattere autosomico recessivo

Esercizio Quale sarà il rischio di malattia per il figlio di un uomo, la cui sorella è affetta da una malattia autosomica recessiva, se la frequenza dei portatori sani nella popolazione è il 2% (2/100 = 1/50) ? La sorella affetta, indica che i genitori sono portatori obbligati, sicchè il fratello ha una probabilità di 2/3 di essere un portatore, mentre sua moglie ha la probabilità di essere portatrice pari a quella dei portatori sani nella popolazione, il 2%. Avremo: 2/3 x 1/50 x 1/4 = 1/300 ?

Eredità X-linked recessiva Genotipo Fenotipo XAXA femmina, non mostra il carattere XAXa femmina, non mostra il carattere (portatrice) XaXa femmina, mostra il carattere XAY maschio, non mostra il carattere XaY maschio,mostra il carattere

Eredità X-Linked recessiva Il gene che dà la malattia è trasmesso dal cromosoma X . Dalle madri passa ai figli maschi e alle figlie, e dai padri alle figlie ma non ai figli maschi. Nei maschi sono espressi tutti i geni che vi sono localizzati siano essi recessivi o dominanti. Xa Y XA Xa XA Y XA XA XA Y XA Xa XA Y XA Xa Xa Y XA Individui affetti (es. daltonismo, emofilia)

Eredità X-linked recessiva Maschi mostrano il carattere (emizigoti) Trasmissione ‘zig-zag’, da femmina portatrice a maschio che mostra il carattere Non c’è mai trasmissione padre/figlio

Esempi di eredità autosomica recessiva L’albinismo

Esempi di malattie con eredità autosomica recessiva Fibrosi cistica Fenilchetonuria Galattosemia Anemia falciforme La mutazione cade nel gene che codifica per l’idrolasi. L’assenza di quest’enzima impedisce la conversione della fenilalanina in tirosina. La fenilalanina accumulata è convertita in acido fenilpiruvico che altera le cellule del sistema nervoso centrale provocando grave ritardo mentale. E’ una malattia che causa disfunzioni al pancreas, ai polmoni e alla digestione. I maschi e le femmine adulte sono sterili Tale anomalia è causata da una singola mutazione nell’emoglobina che precipita nei globuli rossi che, contraendosi, assumono la forma a falce Incapacità di metabolizzare il galattosio, lo zucchero tipico del latte

Albero genealogico per un carattere recessivo legato al cromosoma X

Esempi di malattie legate al sesso (X recessive) E’ una grave malattia in conseguenza della quale il sangue manca di un fattore della coagulazione. Quindi una ferita può essere letale a un emofiliaco Emofilia Distrofia muscolare di Duchenne Albinismo Daltonismo E’ una malattia causata dalla mutazione di un gene che codifica per enzima che permetta la formazione della melanina dalla tirosina. Poiché non viene prodotta melanina gli albini hanno pelle bianca, capelli bianchi e occhi rossi (dovuti all’assenza di pigmenti nell’iride) E’ una grave malattia che comporta il deterioramento muscolare Gli individui albini non producono il pigmento melanina che protegge la pelle dalla radiazione ultravioletta nociva E’ una grave malattia che comporta l’incapacità di distinguere bene i colori, in particolare il rosso dal verde Un daltonico non riesce a leggere il numero nascosto

Esempi di eredità recessiva legata al cromosoma X: il daltonismo

Esempi di eredità recessiva legata al cromosoma X: l’emofilia L’emofilia nella famiglia reale russa

Eredità X-Linked dominante Le condizioni dominanti legate al cromosoma X sono molto rare ed è difficile differenziarle dall'ereditarietà autosomica dominante senza l'utilizzo di prove molecolari. Xa Y Xa Xa XA Y XA Xa Xa Y XA Xa XA Y XA Xa XA Y Xa Individui affetti

Eredità X-Linked dominante generalmente le femmine sono affette il doppio delle volte dei maschi (certe malattie sono letali nel maschio emizigote); le femmine sono spesso affette più lievemente e con più variabilità dei maschi; padri affetti possono avere solo figlie femmine affette ma non figli maschi affetti; in media il 50% di tutti i figli di una madre affetta saranno affetti.

Eredità Y-Linked (rara) Solo gli individui maschi risultano affetti in quanto la trasmissione è diretta da padre a figlio, a meno che sia insorta una nuova mutazione. X Y X X X Y X Individui affetti (100% dei maschi, assente nelle femmine)

Codominanza Nella ereditarietà codominante entrambi gli alleli sono espressi in un soggetto eterozigote. Poiché solitamente entrambi gli alleli per un locus genetico producono una certa quantità di prodotto, l’espressione viene osservata se i fenotipi o i prodotti degli alleli sono qualitativamente diversi, come accade nel caso dei gruppi sanguigni. Questi sono regolati da tre forme alleliche diverse, due codominanti (A e B) ed una recessiva (i). Fenotipo Gruppo A Gruppo B Gruppo AB Gruppo 0 Genotipi AA – A i BB – B i AB i i

Gruppi sanguigni (esempi) Una donna con gruppo A ha un figlio gruppo 0. La donna sarà omozigote o eterozigote? E’ possibile prevedere con certezza il gruppo del padre? Gruppo 0 = genotipo i i, per cui la madre deve necessariamente essere Ai (eterozigote). Non è possibile conoscere con certezza il gruppo del padre, ma solo che è portatore dell’allele recessivo (i i, Ai, Bi). ? A

Una donna con gruppo A è figlia di un padre con gruppo 0 Una donna con gruppo A è figlia di un padre con gruppo 0. Se sposa un uomo con gruppo AB con che probabilità avrà figli di gruppo AB e 0 ? B i A i A B A A A B A i ? A AB - 25 % per il gruppo AB; - nulla per il gruppo 0.

I caratteri associati al cromosoma Y sono solo nei maschi Tutti i figli maschi di un padre affetto dovrebbero manifestare il carattere e nessuna femmina Un esempio di carattere legato alla Y è l’orecchio peloso; in conseguenza del quale i peli fuoriescono dalle orecchie