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Codominanza
In alcuni casi negli
eterozigoti si
esprimono entrambi
gli alleli.
Ad es. nei gruppi
sanguigni umani.
Il fenotipo AB (ne
anticorpi anti A ne
anticorpi anti B) deriva
da gameti che hanno
l'allele A e l'allele B
e si esprimono
entrambi
per cui si avranno
eritrociti con entrambi
i tipi di zuccheri sulla
superficie.
Se un allele è responsabile di
più caratteri (es. colore della
pelliccia del gatto siamese e
strabismo) viene definito
pleiotropico. Questi effetti
che non c'entrano nulla l'uno
con l'altro sono dovuti allo
stesso gene.
Es. il gene per l'albinismo determina la
mancanza di pigmento nella pelle ma
rende anche i soggetti più gracili e
attaccabili dalle malattie infettive.
In drosophila il gene che
controlla il pigmento
cutaneo modifica anche la
forma della vescicola
femminile che raccoglie gli
spermatozoi.
Si parla di epistasi quando l'espressione fenotipica di un gene viene influenzata da un altro gene.
Quindi un gene può controllarne un altro.
Nel cane labrador retriever un gene controlla il colore del pelo, un altro gene controlla il deposito o
meno del pigmento nel pelo. Per cui potrebbe verificarsi che il pelo sia giallastro perchè, pur essendoci
l'allele del colore nero, esso non si possa depositare.
Altri fenomeni di epistasi sono nel controllo del colore del cavallo o della pelle umana.
B  black
b  brown
C  il pigmento sarà
depositato nei peli
c  il pigmento NON sarà
depositato nei peli
cc  NON avrà nessun
pigmento depositato,
qualunque sia il genotipo
B/b
Effetti dell'ambiente
La luce, la temperatura e l'alimentazione possono influire sul genotipo e quindi sul fenotipo. Nei gatti
siamesi e nei conigli l'enzima che determina il colore scuro del pelo viene inibito dalle temperature
maggiori di 35°C. Poichè l'animale è caldo ma ha le estremità più fredde, l'enzima è inibito in quasi tutto il
pelo a parte che negli arti che quindi risultano di colore scuro.
Caratteri continui
Alcuni caratteri complessi, quali l'altezza degli individui, possono variare in modo continuo entro certi
valori. Tali caratteri vengono definiti quantitativi o continui.
Una grande sfida è trovare quali siano i loci responsabili di determinati fenotipi.
Geni per due caratteri diversi, che sono sullo stesso cromosoma non seguono un assortimento
indipendente durante il crossing-over ma hanno maggiori probabilità di essere ereditati insieme.
Ad es. si tenderebbe ad avere un determinato colore del moscerino sempre associato a una
determinata forma delle ali. Quindi se sul cromosoma materno si trovano i geni “A” e “B” e sul
cromosoma paterno i geni “a” e “b” allora il gamete sarà “A” e “B” oppure “a” e “b” molto più
probabilmente che non “A” e “b” o “a” e “B”.
Si dice anche che questi geni sono concatenati.
Il crossing-over scambia
segmenti cromosomici
aumentando la probabilità
di ricombinazione genica.
Più i geni sono lontani
maggiore è la probabilità
che tra di essi possa
verificarsi un crossing-over
e perciò possano
ricombinarsi.
Nell'uomo il sesso è determinato dai cromosomi.
Le femmine hanno XX e il maschio ha XY. Le femmine producono un solo tipo di gamete (sempre X) dal
punto di vista dei cromosomi sessuali. I maschi producono gameti X e gameti Y.
Nei lavori di Mendel era indifferente se l'allele dominante provenisse dalla madre o dal padre.
In alcuni casi è importante la provenienza come nel caso dell'emofilia: patologia genetica X-linked.
Padre emofilico e madre sana.
Ad ogni concepimento i maschi
saranno sempre sani (ricevono il
cromosoma Y dal padre ed un
cromosoma X normale dalla
madre);
le figlie saranno sempre portatrici
(ricevono sempre un cromosoma X
normale dalla madre e l’altro
cromosoma X difettoso dal padre).
Padre sano e madre portatrice.
I figli maschi hanno il 50% di
probabilità di essere emofilici
(ricevono il cromosoma Y dal
padre ed il cromosoma X
normale o quello affetto dalla
madre);
le figlie avranno il 50% di
probabilità di essere portatrici,
poiché ricevono sempre il
cromosoma X del padre ed il
cromosoma normale o quello
emofilico dalla madre.
Anormalità nella disgiunzione dei cromosomi sessuali durante la meiosi possono dare gameti con un
cromosoma mancante o in sovranumero. Tale effetto di guadagno o perdita di un cromosoma si dice
aneuploidia.
Ad es. la presenza di un cromosoma 13, 15 o 18 in più crea gravi difetti di sviluppo e i bambini muoiono
entro pochi mesi dalla nascita.
Chi ha una copia in più del cromosoma 21 o del 22 di solito sopravvive.
La trisomia del cromosoma 21 è anche detta sindrome di Down, bassa statura, scarso tono muscolare,
ritardo mentale.
Le madri di età inferiore ai 20
anni hanno una probabilità di
avere un figlio con sindrome
di Down pari a 1 su 1700,
madri tra i 30 e i 35 anni
possono dare alla luce un
figlio con sindrome di Down
in un caso ogni 750.
Parliamo ora dei problemi di disgiunzione a carico dei cromosomi sessuali.
Se il gamete difettoso è fecondato da un gamete normale, si avrà un aneuploidia. Vediamone tre tipi:
- Individuo che ha solo X. Sindrome di Turner. L'embrione tende ad abortire ma l'individuo che nasce è
femmina, ha moderate anomalie fisiche ed è mentalmente normale.
- Individuo che ha XXY. Sindrome di Klinefelter. Individuo maschio con arti lunghi, sterile e varie
caratteristiche del corpo femminile.
- Individui XYY. Sindrome di Jacob. Maschi normali.
Quindi è il cromosoma Y che produce il maschio. Esattamente si tratta del gene SRY che inibisce il
fattore anti-testicolare (DAX1) che è nell'X.
Malattie genetiche umane
Sono malattie che ricorrono nelle famiglie e la loro origine si riconduce a un allele modificato rispetto al
normale.
Nell'anemia falciforme, un difetto nella sequenza del gene beta-globina produce un'emoglobina
alterata. I globuli rossi hanno una forma alterata e si ha scarsa circolazione del sangue. Gli individui
omozigoti per questo allele hanno durata della vita ridotta. Gli individui eterozigoti hanno una vita
normale ma i loro globuli rossi hanno ridotta capacità di trasportare ossigeno. L'anemia falciforme è
molto diffusa in Africa dove probabilmente conferisce maggior resistenza al parassita della malaria.
Imprinting genomico
E' un’eccezione alla genetica Mendeliana. Nei geni soggetti a imprinting si esprime solo la variante allelica
paterna o materna. In un gene imprinted materno la copia materna viene trasmessa in forma silenziata
quindi non è mai espressa. La copia paterna è sempre funzionante.
La metilazione e le proteine associate ai cromosomi sono alla base dell'imprinting.
Es. Una delezione di parte del cromosoma 15 porta alla sindrome di Prader-Willi o alla sindrome di
Angelman. Si svilupperà una delle due sindromi a seconda che il cromosoma deleto sia quello di origine
paterna o materna ovvero dell'origine parentale. In particolare, nella sindrome di Prader-Willi alcuni geni
sono inattivati nella linea germinale materna e vengono persi i corrispondenti geni del cromosoma
paterno.
The AS gene, UBE3A, encodes a ubiquitin ligase protein. The diagram below shows the
UBE3A gene map location in chromosome region 15q11.2-q13. Blue represents paternally
expressed (e.g., mono-allelic expression), red represents maternally expressed, and black
rep resents bi-allelically expressed genes.
The presumptive gene region of the Prader-Willi syndrome is also indicated. The 3
common breakpoints associated with AS deletions are labeled BP1,BP2 and BP3.
Illustration of how various genetic mechanisms can cause the two syndromes: large chromosome
deletions, imprinting defects and uniparental disomy.
In the case of Angelman syndrome, mutations within the gene UBE3A can also cause the syndrome.
Oltre alle proteine ci doveva essere dell’altro…
Il DNA