Presentazione di PowerPoint - e-Learning

Nell’uomo il daltonismo è recessivo e legato all’X, mentre I’albinismo è
recessivo e autosomico. Quali figli/e potranno nascere da un matrimonio tra
due genitori omozigoti, una donna con vista normale e albina e un uomo
daltonico a pigmentazione normale?
Spiegazione:
d daltonismo legato al cromosoma X
a albinismo autosomico
DDaa ♀ x dYAA ♂
dA
Da DdAa
YA
DYAa
Risposta:
Figlie e figli con vista normale e pigmentazione della pelle normale.
Un uomo affetto da emofilia (una condizione recessiva legata al sesso,
cromosoma X) ha una figlia fenotipicamente sana. Lei sposa un uomo sano e
senza nessuna storia familiare di emofilia.
a) Qual è la probabilità abbiano una figlia affetta da emofilia?
b) Qual è la probabilità abbiano un figlio affetto?
c) Se la coppia fa quattro figli, qual è la probabilità che tutti e quattro siano affetti
da emofilia?
a) Nessuna, infatti, anche se la figlia ereditasse dalla madre il cromosoma X che
porta la mutazione per l’emofilia, risulterebbe comunque una portatrice sana
perché erediterebbe il cromosoma X sano dal padre.
b) 1/4, che è il prodotto delle probabilità che sia un maschio (1/2) e che erediti
dalla madre il cromosoma X mutato (1/2)
c) la probabilità in questo caso è di 1/256; infatti, per risultare quattro figli
malati, dobbiamo assumere che tutti e quattro siano maschi e che tutti e
quattro ricevano l’allele mutato! Quindi la probabilità è di 1/2^8
Se una malattia con ereditarietà X-linked dominante colpisce
1/100 maschi in una popolazione, qual è la frequenza di quel
gene nella popolazione?
Un topo femmina con genotipo AaBb viene reincrociato con un maschio doppio
recessivo. La progenie è:
442 AaBb
458 aabb
46 Aabb
54 aaBb
Come sono disposti gli alleli sui cromosomi della femmina e quale distanza
separa i due geni?
Spiegazione:
AaBb ♀ x aabb ♂
Disposti AB/ab (vedi incroci con e senza crossing over)
Distanza di mappa = ricombinanti /totali
(442+458+46+54)=1000 progenie totale
(46+54)/1000=0,1 cioè 10%
I due geni distano 10 cM (centiMorgan o unità di mappa)
Risposta:
Disposizione degli alleli in cis: AB/ab
Frequenza di ricombinazione = 46 + 54/1000=10%
I due geni distano 10 unità di mappa.
Una donna fenotipicamente normale è eterozigote in trans per il gene
dell’emofilia e il gene che determina la sintesi dell’enzima G6PD (glucosio-6fosfato deidrogenasi importante in una via metabolica minore del glucosio, la
sua carenza determina il favismo, gene associato al cromosoma X). Se la
distanza genetica tra i due loci è 16 unità di mappa (cM), qual è la probabilità
che un figlio maschio nato da questa donna sia fenotipicamente normale
rispetto ad entrambi i caratteri?
Se, nel caso di geni associati, i due alleli dominanti (del gene A e B) si trovano sullo stesso cromosoma e gli alleli recessivi (del
gene A e B) sull'altro cromosoma omologo si parla di associazione in CIS. Se invece un cromosoma contiene un allele dominante di
un gene e un allele recessivo dell'altro gene e viceversa di parla di associazione in TRANS.
Spiegazione e Risposta:
E normale;
G normale
e emofilia;
g assenza di G6PD
E
e
g
G
E
e
E
e
g
G
G
g
gameti parentali
gameti ricombinanti
La distanza tra i due geni è di l6cM; ne consegue che il 16% dei gameti è
ricombinante, di cui l’8% porta entrambi gli alleli dominanti dei due geni.
La probabilità che un figlio maschio nato da questa donna sia fenotipicamente
normale rispetto a entrambi i caratteri è quindi dell’8%
I geni M e N sono posti a 10 unità di mappa di distanza. Un individuo MMNN è
stato incrociato con un individuo mmnn. Cosa è atteso in F1?
Se un individuo della F1 viene reincrociato con il genitore omozigote recessivo
quali classi fenotipiche sono attese nella progenie e con quale frequenza?
Spiegazione:
F1 reincrociato con genitore omozigote
MmNn x mmnn
mn Fenotipo
MN MmNn MN
Parent 45%
Mn Mmnn Mn
Ricom 5%
mN mmNn mN
Ricom 5%
mn mmnn mn
Parent 45%
Risposta:
P
MMNN x mmnn
F1
MmNn
essendo omozigoti non ci aspettiamo alcuna ricombinazione
visibile
MmNn x mmnn
M
MN
N
m
m
n
m
P = 90%
n
X
n
45%
mn
45%
Mn
5%
R = 10%
mN
5%
•I geni A e B stanno sullo stesso cromosoma a 20 unità di mappa di distanza.
Indica le classi fenotipiche attese nel seguente incrocio e la loro frequenza.
A
b
a
b
a
B
x
a
b
Quali sono le classi parentali? Quali le classi ricombinanti? Perchè si chiamano
così?
Spiegazione:
AaBb x aabb
ab Fenotipo
AB AaBb
AB
Ab Aabb
Ab
aB aaBb
aB
ab aabb
ab
Ricomb 10%
Parentale 40%
Parentale 40%
Ricombin 10%
Risposta:
Esercizio 2
A
b
a
B
a
R
10%
aB
P
40%
Ab
P
40%
ab
R
10%
b
X
a
AB
b
In onore del lavoro svolto da Thomas Hunt Morgan, l’unità di mappa viene denominata centiMorgan
1 cM = 1 Unità di Mappa (uma, u.m.)
Esercizio già visto…..
1.
Determina se i geni segregano indipendentemente o no nei
seguenti incroci:
fenotipo progenie
AB
Ab
aB
ab
a) AB x ab
20
21
19
18
b) AB x ab
71
29
32
68
c) AB x ab
41
62
59
38
d) AB x ab
0
80
80
0
Genotipi di tutti i casi: AaBb x aabb ù
Fenotipi attesi AB ¼ Ab ¼ aB ¼ ab ¼
Calcolare la distanza di mappa tra i geni che risultano concatenati.
Risposta:
a) rapporto 1:1:1:1 quindi geni indipendenti
b) ci sono 2 classi più abbondanti e simili tra loro (parentali) e due meno
abbondanti (ricombinanti), concatenati.
Freq di ricombinazione = (29 + 32) / (29 +32 + 68+ 71) = 0,305 = 30.5%
Distanza di mappa 30.5 cM
c) ci sono 2 classi più abbondanti e simili tra loro (parentali) e due meno
abbondanti (ricombinanti), concatenati.
Freq di ricombinazione = (38 + 41) / (38 + 41 + 62+ 59) = 0,395 = 39.5%
Distanza di mappa 39.5 cM
d) Geni completamente associati perché ho solo due possibili fenotipi
•Disegna schematicamente i geni sui cromosomi degli individui incrociati
nell’esercizio precedente usando una linea per indicare il cromosoma e un
trattino ortogonale per localizzare il gene sul cromosoma.
Risposta:
Esercizio
4
A
B
a
A
b
c
d
30.5 uma
B
A
B
39.5 uma
Nel punto d A e B sono sullo stesso cromosoma vicini.
Calcola la distanza di mappa tra i geni A e B negli incroci
a) AB x ab
b) AB x ab
c) AB x ab
AB
83
0
97
Ab
32
78
21
aB
28
76
30
ab
70
0
95
Distanza di mappa cM = Frequenza di ricombinazione
Esercizio 4
a) Freq di ricombinazione = (32 +28) / (83 + 32 + 28 + 70) = 0,28 = 28%
b) GeniA vicini sullo stesso cromosoma
B
c) Freq di ricombinazione = (21 + 30) / (97 + 21 + 30 + 95) = 0,21 = 21%
Risposta:
A
B
30.5cM
uma
28
A
B
39.5cM
uma
21
Nel punto d A e B sono sullo stesso cromosoma vicini.
•Nell’incrocio ABC x abc si sono ottenute le seguenti classi fenotipiche:
Classi fenotipiche
ABC
ABc
AbC
Abc
-
n° individui
70
30
30
70
determina il genotipo degli individui incrociati;
determina se c’è concatenazione tra i geni considerati;
se ci sono geni concatenati determina la distanza di mappa tra di essi;
Risposta:
- AABbCc x aabbcc
- C’è concatenazione. Poiché A non segrega (viene sempre trasmesso l’A
e mai a) non possiamo dire se lui è concatenato.
- Freq Ricombinazione tra B e C= (30+30)/200=0,3 quindi 30%
- Freq Ricomb = Distanza di Mappa = 30 uma o cM
I numeri romani indicano le generazioni
I numeri arabi gli individui
•trasmissione autosomica recessiva
•trasmissione autosomica dominante
•trasmissione legata al cromosoma X
dominanti o recessivi
PROBANDO: Individuo con uno specifico fenotipo
attraverso il quale viene identificata una famiglia con
determinate caratteristiche genetiche.
Le malattie autosomiche recessive
Le malattie autosomiche si trasmettono dai genitori ai figli come previsto dalle leggi di
Mendel e sono dovute a mutazioni presenti sui cromosomi autosomi, ovvero i cromosomi
non legati al sesso. Le patologie con questo tipo di ereditarietà vengono suddivise in due
categorie in base al meccanismo di trasmissione che le caratterizza. Distinguiamo, infatti, le
malattie autosomiche recessive e le malattie autosomiche dominanti.
Le malattie autosomiche recessive sono causate dalla mutazione di un singolo gene,
costituito da due alleli: un allele lo ereditiamo dalla madre, l'altro dal padre. Affinché la
malattia si manifesti, è necessario che il figlio erediti l'allele recessivo mutato da entrambi i
genitori; se, invece, eredita un allele mutato ed uno normale, si dice che è portatore sano
della malattia. Essere portatore sano vuol dire non avere la patologia ma avere nel proprio
DNA un allele mutato, che può essere trasmesso alle generazioni successive.
Normalmente i genitori di un bambino malato non manifestano la malattia in quanto sono
portatori sani: entrambi i genitori presentato sia l'allele dominante sano sia l'allele
recessivo mutato ma entrambi trasmettono al figlio allele mutato, distintivo della
patologia.
Esempi di malattie autosomiche recessive sono: la fibrosi cistica, la fenilchetonuria,
l'anemia mediterranea (o talassemia) o l'albinismo.
Le malattie autosomiche dominanti
Le malattie autosomiche dominanti, così come le malattie autosomiche recessive che
abbiamo visto nella diapositiva precedente, sono causate dalla mutazione di un singolo
gene, ma il loro meccanismo di trasmissione è abbastanza diverso. Solitamente, in questo
caso, il bambino eredita un allele normale da un genitore ed uno mutato dall’altro: quello
mutato domina ed il bimbo è affetto da una malattia genetica autosomica dominante. Il
problema è che molte di queste malattie si palesano solo in età adulta, come la malattia del
rene policistico dell’adulto, il cancro ereditario alla mammella o la Corea di Huntington.
Proprio perché la patologia manifesta i suoi sintomi in età adulta, spesso il genitore non sa
di avere una malattia genetica e di avere una probabilità del 50% di trasmetterla ai suoi figli.
Inoltre, il livello di gravità con cui si manifesta la malattia può essere variabile, anche
all'interno della stessa famiglia.
Le malattie legate ai cromosomi sessuali
Ci sono delle patologie genetiche che dipendono da geni collocati sul cromosoma sessuale
X, che presenta molti geni importanti per la crescita di un individuo. Il cromosoma Y, invece,
è piccolo e contiene i geni necessari per lo sviluppo maschile e la produzione degli
spermatozoi: eventuali difetti su questo cromosoma sono correlati a deficit della fertilità
maschile. Nessun gene vitale risiede solo sul cromosoma Y.
Le femmine hanno 2 cromosomi X: se una femmina presenta un allele recessivo mutato
collocato su un cromosoma X ed un allele sano situato sull’altro cromosoma X, sarà
portatrice sana della malattia genetica legata al cromosoma X. Normalmente la persona
portatrice non ha la malattia ma, in alcuni casi, può mostrare lievi sintomi della patologia.
I maschi, invece, hanno un cromosoma X ed un Y (XY) e, quindi, se il maschio porta una
mutazione recessiva sul cromosoma X sarà affetto dalla patologia: non c'è, infatti, un’altra
copia di quel gene per compensare l'errore.
Esempi di malattie recessive legate all’X sono l’emofilia, il daltonismo e la distrofia
muscolare di Duchenne.
figlio affetto?
Questo pedigree è relativo all’acondroplasia, una forma rara di nanismo dovuta ad un dominante
autosomico. Assumendo penetranza completa, qual è la probabilità che III-1 e III-2 abbiano un
figlio affetto?
La penetranza è completa
(100%) quando tutti gli
omozigoti recessivi
manifestano un fenotipo,
tutti gli omozigoti dominanti
mostrano un altro fenotipo
e tutti gli eterozigoti sono
simili.
Risposta:
La probabilità è 0, perché, se III-1 e III-2 avessero ereditato
l’allele, manifesterebbero la malattia.