4 DEV_mendel e mitocondriale_2013

Allelia multipla
Uno stesso gene puo’ esistere in forme diverse; solo due possono
pero’ co-esistere in ciascun individuo
Tuesday, March 19, 13
I Gruppi ABO: Allelia multipla e codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
Tuesday, March 19, 13
Alleli
O
i
A
IA
B
IB
AB
I A, I B
I Gruppi ABO: Allelia multipla e
codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
Tuesday, March 19, 13
Alleli
Genotipo
I Gruppi ABO: Allelia multipla e
codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
O
Tuesday, March 19, 13
Alleli
i
Genotipo
I Gruppi ABO: Allelia multipla e
codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
O
Tuesday, March 19, 13
Alleli
i
Genotipo
i/i
I Gruppi ABO: Allelia multipla e
codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
Alleli
O
i
A
IA
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Genotipo
i/i
I Gruppi ABO: Allelia multipla e
codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
Alleli
Genotipo
O
i
i/i
A
IA
IA/IA; IA/i
Tuesday, March 19, 13
I Gruppi ABO: Allelia multipla e
codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
Alleli
Genotipo
O
i
i/i
A
IA
IA/IA; IA/i
B
IB
Tuesday, March 19, 13
I Gruppi ABO: Allelia multipla e
codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
Alleli
Genotipo
O
i
i/i
A
IA
IA/IA; IA/i
B
IB
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IB/IB; IB/i
I Gruppi ABO: Allelia multipla e
codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
Alleli
Genotipo
O
i
i/i
A
IA
IA/IA; IA/i
B
IB
AB
Tuesday, March 19, 13
I A, I B
IB/IB; IB/i
I Gruppi ABO: Allelia multipla e
codominanza
Fenotipo(gruppo
sanguigno)
Alleli
Genotipo
O
i
i/i
A
IA
IA/IA; IA/i
B
IB
AB
Tuesday, March 19, 13
I A, I B
IB/IB; IB/i
IA/IB
Tuesday, March 19, 13
Codominanza
Tuesday, March 19, 13
Codominanza
•
Gli ibridi di F1 non assomigliano a nessuno dei due genitori di linea pura
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Codominanza
•
Gli ibridi di F1 non assomigliano a nessuno dei due genitori di linea pura
•
Nessun allele parentale è
contribuiscono al fenotipo F1
Tuesday, March 19, 13
dominante
rispetto
all’altro,
entrambi
Codominanza
•
Gli ibridi di F1 non assomigliano a nessuno dei due genitori di linea pura
•
Nessun allele parentale è
contribuiscono al fenotipo F1
•
Gli ibridi F1 esprimono entrambi i fenotipi dei genitori
Tuesday, March 19, 13
dominante
rispetto
all’altro,
entrambi
Dominanza incompleta
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Dominanza incompleta
•
Gli ibridi di F1 non assomigliano a nessuno dei due genitori di linea pura
Tuesday, March 19, 13
Dominanza incompleta
•
Gli ibridi di F1 non assomigliano a nessuno dei due genitori di linea pura
•
Nessun allele parentale è dominante rispetto all’altro, entrambi contribuiscono al fenotipo F1
Tuesday, March 19, 13
Dominanza incompleta
•
Gli ibridi di F1 non assomigliano a nessuno dei due genitori di linea pura
•
Nessun allele parentale è dominante rispetto all’altro, entrambi contribuiscono al fenotipo F1
•
Gli ibridi F1 esprimono un fenotipo intermedio fra quelli dei genitori
Tuesday, March 19, 13
Dominanza incompleta
P
F1
F2
Rapporto 1:2:1
Tuesday, March 19, 13
APLOINSUFFICIENZA
Geni che in singola copia non riescono a sostenere
una normale funzione si dicono aploinsufficienti ed
il fenomeno viene definito Aploinsufficienza.
Nei casi di Aploinsufficienza mutazioni per perdita
di funzione si tramsettono come dominanti.
Tuesday, March 19, 13
ESEMPI DI APLOINSUFFICIENZA
NELL’UOMO
(centinaia di geni mostrano
aploinsufficienza)
• Aniridia; gene PAX6
• Sindrome di Waardenburg; PAX3
• Ipotiroidismo congenito; PAX8
9
Tuesday, March 19, 13
AY: un allele letale recessivo che produce anche un fenotipo dominante per il
colore del mantello
Tuesday, March 19, 13
AY: un allele letale recessivo che produce anche un fenotipo dominante per il
colore del mantello
Tuesday, March 19, 13
Geni letali
2/3 gialli
1/3 nero
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ACONDROPLASIA
• La malattia è dovuta ad una mutazione del gene
FGFR3, (4p16.3). L'allele responsabile è letale allo
stato omozigote.
13
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INTERAZIONI TRA GENI
Tuesday, March 19, 13
Epistasi recessiva: un gruppo
sanguigno raro nella specie umana
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Interazioni tra geni
Epistasi: Un gene maschera la manifestazione fenotipica di un altro
Agouti
Albino
Nero
Tuesday, March 19, 13
P
aguti
F1
albino
aguti
F2
aguti
9/16
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nero
3/16
albino
4/16
AA CC
aguti
aa cc
albino
Aa Cc
aguti
Tuesday, March 19, 13
Aa Cc
aguti
Aa Cc
AA Cc
Aa CC
AA CC
Aa Cc
aguti
aa CC
aa Cc
aa cc
Aa cc
AA cc
A= aguti
a= nero
C= necessario per l’azione di a/A; C epistatico su A
Tuesday, March 19, 13
LA COMPLEMENTAZIONE
Si osserva nell’incrocio di individui portatori di alleli
recessivi per un determinato fenotipo. Se la combinazione
dei due alleli ripristina la funzione, si tratto di alleli di geni
diversi. Se la funzione non viene ripristinata si tratta invece
di due alleli recessivi dello stesso gene.
Tuesday, March 19, 13
Test di complementazione
3/4 Blu
Pianta blu X Pianta bianca A
F1 Blu
1/4 Bianco
3/4 Blu
Pianta blu X Pianta bianca B
F1 Blu
1/4 Bianco
3/4 Blu
Pianta blu X Pianta bianca C
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F1 Blu
1/4 Bianco
Test di complementazione
Pianta bianca B X Pianta bianca A
Tuesday, March 19, 13
F1 Bianca
Pianta bianca C X Pianta bianca B
F1 Blu
Pianta bianca A X Pianta bianca C
F1 Blu
Test di complementazione
W1
Precursore 1
W2
Precursore 2
Pianta blu
W1/-
W2/-
Pianta bianca A
w1/w1
W2/-
Pianta bianca B
w1/w1
W2/-
Pianta bianca C
W1/-
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w2/w2
Antocianina blu
W1
Precursore 1
Pianta bianca A
W2
Precursore 2
w1/w1
Antocianina blu
W2/W2
w1/w1
w1/w1
W2/W2
Pianta bianca A(o B) w1/w1
W2/W2
Pianta bianca B
W2/-
BIANCA
w1/W1 W2/w2
Pianta bianca C
Tuesday, March 19, 13
W1/W1 w2/w2
Blu
The molecular basis of genetic complementation
Figure 6-15 step 1
Tuesday, March 19, 13
The molecular basis of genetic complementation
Figure 6-15 step 2
Tuesday, March 19, 13
The molecular basis of genetic complementation
Figure 6-15 step 3
Tuesday, March 19, 13
The molecular basis of genetic complementation
Figure 6-15 step 4
Tuesday, March 19, 13
The molecular basis of genetic complementation
Figure 6-15 step 5
Tuesday, March 19, 13
The molecular basis of genetic complementation
Figure 6-15 step 6
Tuesday, March 19, 13
The molecular basis of genetic complementation
Figure 6-15 step 7
Tuesday, March 19, 13
The molecular basis of genetic complementation
Figure 6-15 step 8
Tuesday, March 19, 13
EREDITA’ NON-MENDELIANA
•
Espressivita’ variabile
–
•
Penetranza incompleta
–
•
•
•
•
variazioni quantitativa del fenotipo
Discordanza genotipo/ fenotipo
Eredita’ multigenica e multifattoriale
Eredità mitocondriale
Trasmissione parentale preferenziale
Errori di assegnazione
Tuesday, March 19, 13
EREDITA’ NON-MENDELIANA
•
Espressivita’ variabile
– variazioni quantitativa del fenotipo
•
Penetranza incompleta
–
•
•
•
•
Discordanza genotipo/ fenotipo
Eredita’ multigenica e multifattoriale
Eredità mitocondriale
Trasmissione parentale preferenziale
Errori di assegnazione
Tuesday, March 19, 13
ESPRESSIVITA’ VARIABILE
• Le malattie con espressività variabile
sono caratterizzate da uno spettro di
fenotipi, in genere da meno grave a
piu’ grave.
Tuesday, March 19, 13
Espressivita’ variabile
Neurofibromatosi; mutazioni nel gene NF1
Tuesday, March 19, 13
PLEIOTROPIA
• Manifestazioni parziali di un fenotipo
complesso;
– Sindrome di Stickler (mutazioni del collagene):
•
•
•
•
•
•
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Miopia
Distacco di retina
Mento piccolo e palatoschisi
Sordità
Artrite
Prolasso della valvola mitrale
PLEIOTROPIA
Palatoschisi
Sordità
Tuesday, March 19, 13
Miopia
Distacco di retina
EREDITA’ NON-MENDELIANA
•
Espressivita’ variabile
–
•
•
•
•
•
variazioni quantitativa del fenotipo
Penetranza incompleta
– Discordanza genotipo/ fenotipo
Eredita’ multigenica e multifattoriale
Eredità mitocondriale
Trasmissione parentale preferenziale
Errori di assegnazione
Tuesday, March 19, 13
PENETRANZA INCOMPLETA
Il fenomeno per cui non tutti i portatori di un allele
dominante o omozigoti per un allele recesssivo mostrano il
fenotipo. La percentuale di penetranza esprime la frazione di
individui che mostrano il carattere.
Consulenza!
Tuesday, March 19, 13
Penetrance and expressivity contrasted
Figure 6-26
Tuesday, March 19, 13
EREDITA’ NON-MENDELIANA
•
Espressivita’ variabile
–
•
variazioni quantitativa del fenotipo
Penetranza incompleta
–
Discordanza genotipo/ fenotipo
•
Eredita’ multigenica e multifattoriale
•
•
•
Eredità mitocondriale
Trasmissione parentale preferenziale
Errori di assegnazione
Tuesday, March 19, 13
EREDITA’ MULTIGENICA
• Ereditarietà di tratti determinati dalla
combinazione di più geni
Tuesday, March 19, 13
EREDITA’ MULTIFATTORIALE
• Ereditarietà di tratti determinati dalla
combinazione di più geni e di fattori ambientali
Tuesday, March 19, 13
EREDITA’ MITOCONDRIALE
• Dovuta alla trasmissione di caratteri
codificati dal DNA mitocondriale
Tuesday, March 19, 13
09_01.jpg
Tuesday, March 19, 13
09_02.jpg
Il DNA
mitocondriale
codifica per
enzimi della
fosforilazione
ossidativa e per
componenti
dell’apparato
traduzionale del
mitocondrio
Tuesday, March 19, 13
La catena respiratoria
Tuesday, March 19, 13
Il citoplasma dello zigote e’
prevalentemente di origine femminile
Tuesday, March 19, 13
Un esempio di eredità mitocondriale
Tuesday, March 19, 13
http://www.mitomap.org/
Tuesday, March 19, 13
04_04.jpg
Tuesday, March 19, 13
Malattie mitocondriali
• Sono in genere malattie degenerative che
coinvolgono molti tessuti
• Esiste una grande varieta’ individuale nel
fenotipo delle malattie mitocondriali
• Parte della variabilita’ potrebbe essere
dovuta alla combinazioni di funzioni
codificate dal nucleo e dal citoplasma nel
mitocondrio
Tuesday, March 19, 13
Esempi di Malattie mitocondriali
• Sindrome di Leber: neuropatia ottica con
progressiva perdita di visione associata con
aritmia cardiaca; mutazione in componente cel
complesso I (subunita’ ND4)
• MELAS: miopatia, encefalopatia, acidosi lattica, e
stroke; mutazione di un tRNA mitocondriale
Tuesday, March 19, 13
OMOPLASMIA ED ETEROPLASMIA
• La presenza di migliaia di mitocondri per
cellula rende possibile la loro
eterogeneita’ genetica (eteroplasmia)
Cellula madre
Cellule figlie
Tuesday, March 19, 13
OMOPLASMIA ED ETEROPLASMIA
• Una eteroplasmia tessuto specifica
potrebbe spiegare la differenza di
manifestazioni in individui diversi
Tuesday, March 19, 13
Tuesday, March 19, 13