DNA-­‐DAY 2014 -­‐ ESSAY CONTEST Complex traits, such as blood pressure, height, cardiovascular disease, or auCsm, are the combined result of mulCple genes and the environment. For ONE complex human trait of your choosing, idenCfy and explain the contribuCons of at least one geneCc factor AND one environmental factor. How does this interplay lead to a phenotype? Keep in mind that the environment may include nutriCon, psychological elements, and other non-­‐geneCc factors. Il genoma umano presenta milioni di variazioni tra gli individui Alcune di queste comportano eviden6 variazioni nel feno6po come per esempio l’anemia falciforme, l’acondroplasia, la fibrosi cis6ca , la talassemia, l’emofilia e molte altre mala<e ereditarie rare. La maggior parte di queste sembra non avere alcun effe@o, ma un certo numero di queste molto probabilmente influenza la variabilità di un gran numero di cara@eri come per esempio la stru@ura corporea, la pigmentazione, molte funzioni metaboliche, il temperamento e così via. Sempre tra queste ul6me un certo numero è implicato nella predisposizione gene6ca a mala<e molto comuni come il diabete, l’ipertensione, l’infarto del miocardio, l’ictus cerebrale, alcune mala<e psichiatriche come la schizofrenia e i disordini bipolari BASI GENETICHE DELLE MALATTIE
Malattie mendeliane o monogeniche
Una singola mutazione in un gene specifico determina la
malattia
La malattia si tramette nelle famiglie secondo una
ereditarietà mendeliana (autosomica dominante o
recessiva, legata al cromosoma X)
Il gene implicato è il gene causativo
Malattie complesse o multifattoriali
Etiologia complessa: determinate da diversi fattori
genetici e ambientali e dalle loro interazioni
La malattia non si trasmette nelle famiglie secondo una
ereditarietà mendeliana
Sono implicati più geni e questi sono geni di
suscettibilità
Immaginiamo un cara@ere che, per quanto riguarda la sua componente gene6ca, dipende dal contributo dei geni A, B e C Ciascuno dei tre geni ha 2 alleli (A e a, B e b, C e c): A, B e C determinano un effe@o di colorazione rossa mentre a, b e c un effe@o di colorazione bianca 6 Geni sono implica6 nella predisposizione gene6ca a una mala<a Alleli diabolici Predispongono alla mala<a Alleli angelici Proteggono dalla mala<a MISURA DELLA COMPONENTE
GENETICA
Studi di gemelli
Concordanza tra gemelli Monozigoti e Dizigoti
MZ>>DZ: componente genetica presente
MZ=DZ: componente genetica assente
Grado di aggregazione nelle famiglie
• Studio di gemelli
• i gemelli monozigotici o monoovulari = hanno in
comune tutto il patrimonio genetico
• i gemelli dizigotici o biovulari =hanno in comune
metà del patrimonio genetico
• Valutazione dell’influenza dell’ambiente
COMPONENTE GENETICA IN MALATTIE
MULTIFATTORIALI
Modello oligogenico
Modello poligenico
Candidate gene: patho-physiologic hypotheses
drive search to one or more genes
Genome-wide search; hypotheses-free search
extended to the entire genome
Candidate gene?
Expression profile that can be related to the disease phenotype
in the involved tissue
during the development of the involved tissue
Function that can be related to the disease phenotype
Structural or functional homology with a gene which was already associated
to the disease phenotype
Structural or functional homology with a gene whose role in a given
phenotype, related to disease phenotype, was demostrated in a model
organism
YES
Confirmation of the candidate gene:
mutations in other patients with similar phenotype
restoration of normal phenotype by complementation
mouse model of the disease (knock out mouse)
