Per avere una utilità pratica un marcatore deve essere polimorfico MARCATORE genetico  carattere mendeliano che, per il fatto di esistere in almeno due forme alleliche, si presta ad essere studiato con un’analisi genetica, cioè attraverso la trasmissione dei suoi alleli da parte degli eterozigoti. Per avere una utilità pratica un marcatore deve essere polimorfico

Uso dei marcatori genetici in Genetica Umana Mappatura genetica Consulenza genetica Medicina legale Microevoluzione dell’uomo

POLIMORFISMO GENETICO Un sito viene definito polimorfico se di esso si conoscono almeno due forme alleliche la più rara delle quali ha una frequenza di almeno l’1%

I parametri che descrivono un polimorfismo da un punto di vista QUANTITATIVO sono: H = grado di eterozigosità = 2pq misura la variabilità INTRA-popolazione, nel caso di due alleli ha un valore max = 0.5 (quando p = q = 0.5) FST  misura la variazione delle frequenze alleliche TRA popolazioni esprime l’incremento di probabilità che due gameti portino due alleli diversi se, invece di estrarli a caso dalla stessa popolazione, vengono estratti da due popolazioni diverse. Può assumere valori compresi tra 0 e 1 PIC = Polymorphism Information Content misura il grado di informatività di un polimorfismo per la mappatura genetica (probabilità di trovare famiglie con meiosi informative)

CRITERI DI CLASSIFICAZIONE DEI POLIMORFISMI GENETICI (alcuni esempi) materiale biologico su cui li si studia livello di analisi metodo di analisi base molecolare valore selettivo grado di variabilità (intra- ed inter-popolazioni) diffusione geografica tipo di trasmissione (classica o uniparentale) tasso di mutazione

SVILUPPO DEI MARCATORI GENETICI NELL’UOMO Tipo di marcatore n° loci Caratteristiche Gruppi sanguigni  20 necessità di sangue fresco, talora dominanza 1910-1960 Varianti proteiche  30 necessità di sangue fresco, saggi specialistici, 1960-1975 polimorfismo limitato, spesso solo 2 alleli RFLP del DNA >105 2 alleli, eterozigosità massima 0,5 1975- VNTR del DNA >104 molti alleli, altamente informativi, (minisatelliti) limitati alle regioni telomeriche 1985- VNTR del DNA >105 molti alleli, altamente informativi (microsatelliti) distribuiti in tutto il genoma 1989- SNP del DNA >106 meno informativi dei microsatelliti 1998- ma se ne possono esaminare contemporaneamente migliaia

TIPO DI MUTAZIONE TASSO DI MUTAZIONE SNS (o SNP) 10-8 Inserzioni e delezioni (indel) evento raro (da puntiformi a varie Kb) Microsatelliti (1-9 bp) 10-3-10-4 Minisatelliti (10-100 bp) 10-2-10-3 SNS (Single Nucleotide Substitution) generalmente indicate come SNP (Single Nucleotide Polymorphism) sono abbastanza uniformemente distribuite in tutto il genoma, con una densità leggermente superiore nelle regioni non codificanti; sono il tipo di variazione più comune (se ne conoscono vari milioni)

Le SNS che si verificano nelle regioni codificanti sono indicate come cSNS (c sta per coding) e le loro conseguenze a livello aminoacidico sono predicibili, possono essere distinte in: MisSense (MS) o Non Sinonime (NS) (molte sono soggette a selezione) SameSense (SS) o Sinonime (S) (generalmente neutre) non senso (soggette a selezione negativa)

Marcatori con tassi di mutazione diversi possono essere utilizzati per affrontare problemi di tipo diverso Le caratteristiche di un marcatore per studi microevolutivi sono MOLTO diverse da quelle che deve possedere un marcatore per lo studio della mappatura del genoma Esempio  per studi sulla parentela genetica di 2 popolazioni sono necessari marcatori monofiletici (cioè con un basso tasso di mutazione) e non soggetti a selezione per la mappatura genetica sono necessari marcatori altamente polimorfici possibilmente con molti alleli (in questo caso la proporzione di eterozigoti e’ elevata), non è necessario che siano monofiletici e non soggetti a selezione

è comunque necessario utilizzare marcatori esaminabili su un tessuto facilmente prelevabile e che possono essere studiati con una tecnica semplice e a basso costo Al di là dell’utilità pratica di un polimorfismo è bene sottolineare che molti di essi hanno un SIGNIFICATO BIOLOGICO