Appunti del corso di Genetica e citogenetica umana

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1 Anno Accademico Appunti del corso di Genetica e citogenetica umana Prof.ssa Anna Maria Rossi Corso di studio Scienze Biologiche Molecolari Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Università di Pisa

2 Perché un corso di genetica umana? la costituzione genetica di un individuo ha un peso fondamentale sul suo stato di salute per tutto l arco della vita

3 Conoscere le funzioni del genoma umano Capire molti processi fisiologici e patologici Per aumentare la possibilità di intervento su molte malattie la prevenzione la diagnosi la terapia

4 Malfunzionamento dei geni può avere gravi conseguenze aborti meno della metà dei concepimenti arriva alla nascita la maggior parte degli aborti riconosciuti ha un difetto genetico gravi difetti dello sviluppo e malattie congenite 5% dei nati vivi soffre di una malattia congenita Un difetto CONGENITO NON sempre è un difetto GENETICO anche se la maggior parte dei difetti congeniti ha una causa genetica di molti non si conosce ancora la causa

5 Malfunzionamento dei geni può avere gravi conseguenze Un difetto GENETICO NON sempre è un difetto CONGENITO anche molte malattie dell adulto hanno una componente genetica

6 Caratteri mendeliani semplici Mutazioni in un singolo gene hanno un effetto fenotipico distinguibile La modalità di trasmissione è generalmente semplice Si possono riconoscere i modelli mendeliani Autosomico X-linked Dominante Codominante Recessivo

7 Caratteri relativamente semplici Mutazioni del genoma mitocondriale Alterazioni del corredo cromosomico

8 Incidenza delle malattie genetiche Le conseguenze di questi difetti possono essere devastanti ma la loro incidenza è relativamente rara Le malattie più comuni NON seguono modalità di trasmissione semplici come i caratteri mendeliani

9 Caratteri oligo e poligenici Interazione tra due o più geni Caratteri non mendeliani Caratteri multifattoriali Interazione tra fattori genetici e altri fattori Caratteri complessi Intreccio di fattori genetici e altri fattori

10 Dai caratteri semplici ai caratteri complessi Non sempre esiste una distinzione netta o un valore soglia Continuum Caratteri monogenici Caratteri oligogenici Caratteri poligenici Caratteri multifattoriali dell ambiente Influenza Caratteri complessi

11 Relazione fenotipo-genotipo La manifestazione di un carattere (fenotipo) dipende da molti fattori e può non seguire uno schema di trasmissione mendeliano anche se quel carattere è sotto il controllo di un singolo gene

12 Quali fattori eziologici? Non è facile separare i contributi dei diversi fattori implicati nella manifestazione di un carattere FATTORI biologici ambientali invecchiamento stili di vita infezioni dieta

13 Il problema dell eterogeneità L anemia Ci sono molte cause di anemia Fattori biologico-ambientali Carenza di ferro Infezioni (malaria) Mutazioni in singoli geni Sintesi delle catene dell emoglobina Assorbimento del ferro Funzionamento dei globuli rossi (G6PD) Caratteri poligenici Anemia perniciosa Fenocopie Eterogeneità genetica

14 I metodi di studio della genetica umana Sono gli stessi dell analisi genetica sugli altri organismi? l impossibilità di effettuare incroci programmati limita la possibilità di verificare le ipotesi l uomo è l organismo sul quale abbiamo il maggior numero di osservazioni

15 I metodi di studio della genetica umana Analisi di mutazione Analisi di segregazione Analisi di ricombinazione

16 I metodi di studio della genetica umana Uno strumento fondamentale è l analisi degli alberi genealogici L interpretazione degli alberi genealogici non è semplice come può sembrare

17 Alberi genealogici e loro interpretazione Modello autosomico recessivo Colpiti entrambi i sessi Spesso figli affetti da genitori sani Frequente consanguineità I II III IV? Probabilità di avere un figlio affetto 25%

18 Alberi genealogici e loro interpretazione Modello autosomico dominante Colpiti entrambi i sessi Trasmesso da entrambi i sessi Gli affetti hanno almeno un genitore affetto? Probabilità di avere un figlio affetto assumendo che gli affetti siano eterozigoti che è vero di solito se il carattere è raro 50%

19 Pseudodominanza Modello autosomico recessivo Gruppo sanguigno AB0 l allele i è recessivo rispetto all allele I A ma è molto frequente 00 A0 A0 A0 A0 00 A0 A0 00 A0 AA 00 A0 A Il quadro può sembrare autosomico dominante

20 Modello autosomico dominante Mutazione de novo Il Nanismo Acondroplastico è una condizione DOMINANTE Una mutazione nella linea germinale può causare la nascita di un affetto Il quadro può sembrare autosomico recessivo