notò che esistono forme alternative del colore dei fiori (blu, rosso, giallo) e per la forma del corpo

1a LEGGE di MENDEL
LEGGE della DOMINANZA

LEGGE dell'UNIFORMITA' degli IBRIDI
perchè le piante di prima generazione sono in ogni caso tutte uguali fra loro ◼︎ (vedi zoom in)

2a LEGGE di MENDEL
LEGGE della SEGREGAZIONE

LEGGE della PUREZZA dei GAMETI
i caratteri segregano nei gameti, all'interno dei quali NON si mescolano

📍 ESPERIMENTO
F1 x F1 → F2
F2 sono diversi fra loro:

• AA
• Aa x2
• aa
  
  

è ritornato il carattere recessivo quindi
⬇️

• i caratteri sono determinati da unità ereditarie = geni che il genitore trasmette ai figli
• ciascun individuo possiede due fattori (concetto di diploidia‼️) per un carattere che possono parlare per la stessa forma del tratto o per due forme alternative

• un genitore trasmette un solo fattore al figlio (concetto di meiosi‼️)

  
  
  
  • un individuo omozigote
    → potrà dare ai propri figli sempre lo stesso fattore
    produce 1 SOLA classe gametica
    es. i figli di AA possono ricevere da lui solo A
    -
  • un individuo eterozigote
    → può dare ai propri figli A o a
    = produce 2 classi gametiche
    
    • 1 classe porta l'allele per il fenotipo dominante
    • 1 classe porta l'allele per il fenotipo recessivo

3a LEGGE di MENDEL
LEGGE dell'ASSORTIMENTO INDIPENDENTE

rapporto genotipico → 1:2:1
1 = AA
2 = Aa
1 = aa

rapporto fenotipico → 3:1

• GENOTIPO
  costituzione genetica di ciascun individuo
• FENOTIPO
  prodotto dell'interazione tra genotipo e ambiente sia esterno che intracelllulare
• locus genico
  posizione di una seq di DNA all'interno di un cromosoma

📍 ESPERIMENTO

1. GGLL x ggll → GgLl (= F1)
2. GgLl x GgLl → 16 combinazioni alleliche diverse (=F2)
   

quando si formano i gameti, gli alleli assortiscono indipendentemente
⏸
ciascuna coppia di omologhi si dispone indipendente dalle altre sulla piastra metafasica

(quindi in alcune il cromosoma paterno darà a destra e in altre sarà a sinistra)

📍 ESPERIMENTO
P x P → F1
F1 tutti uguali al fenotipo dominante
P = linea pura parentale

1. incrocio di geni associati = in linkage
2. si ottengono moltissimi fenotipi uguali ai genitori e molto pochi fenotipi ricombinanti ‼️
3. CONCLUSIONE
   'geni in linkage segregano insieme durante la meiosi'
4. i caratteri e i relativi alleli sono detti associati
   
   • fenotipo ricombinante si verifica in seguito al crossing over

dimostrarono che i geni risiedono nei cromosomi

e furono utili per l'interpretazione delle modalità di trasmissione dei caratteri associati

1. Morgan possedeva solo il ceppo selvatico (wild Type) di moscerino
   

Wild type = occhi rossi, pelo grigio e ali lunghe
caratteri dominanti

2. dopo diversi anni individuò il primo mutante che presentava gli occhi bianchi
   

afferma dunque che
in rare occasioni all'interno di un gene possono verificarsi cambiamenti spontanei ( = MUTAZIONI) che lo modificano permanentemente
così che il carattere mutato possa essere trasmesso di generazione in generazione

GENI ASSOCIATI

📍 EREDITARIETA' AUTOSOMICA

⚫️ EREDITA'
AUTOSOMICA DOMINANTE

basta un'UNICA DOSE ALLELICA per far sì che si manifesti il carattere

il carattere si manifesta anche in eterozigosi ( = una dose allelica )

gene della statura mutato
→ mutazione sul gene che mappa nel chr 4

= mutazioni De Novo
ovvero la mutazione NON è presente nel patrimonio genetico dei genitori ❌

PENETRANZA ed ESPRESSIVITA' modulano le modalità di trasmissione dell'eredità autosomica dominante

si parla di espressività della penetranza

l'espressività di un gene indica l'intensità con cui esso si esprime

indica il grado di manifestazione fenotipica di un certo genotipo

si tratta di una malattia a penetranza incompleta

la penetranza del gene dipende dal numero di triplette (se il num. supera un certo valore la malattia si manifesta)

dipende dall'interazione con altri geni

⚫️ EREDITA' AUTOSOMICA RECESSIVA

deficit o mancata produzione enzimatica causata da mutazioni nei geni codificanti per tali enzimi risultano in una serie di malattie trasmesse tramite eredità autosomica recessiva

FENILCHETONURIA (PKU)

1. trasformazione
   fenilalanina → tirosina
   catalizzata dall'enzima fenilalanina idrossilasi
2. MUTAZIONE nel gene (sul chr 12) che codifica per questo enzima ⚠️ ⚠️
3. accumulo di felinanina nelle cell sottoforma di acido fenilpiruvico (cheto-acido corrispondente, ottenuto per transaminazione)
4. insorgenza della fenilchetonuria
5. la quale compromette lo sviluppo del SNC
   → ritardo mentale

FENILCHETONURIA ≠ ALBINISMO

1. presenta pelle chiara perchà la tirosina viene poi trasformata in melanina

   
   

2. presenta bassa pigmentazione per mancata o insufficiente produzione della melanina per mancanza dell'enzima tirosinasi

   
   

   codificato dal gene che mappa sul chr 11

   
   

   ⚠️ gli eterozigoti hanno fenotipo normale

ALBINISMO

esistono due forme di albinismo ascrivibili alla mutazione dei due diversi geni codificanti per i 2 enzimi che concorrono alla produzione di melanina
dunque a monte della produzione di melanina vi stanno 2 coppie di alleli

1. MANCANZA TIROSINASI
albini tirosinasi-negativi
mutazione nella coppia di alleli che codificano per la
tirosinasi

2. MANCANZA DOPA DECARBOSSILASI
albini tirosinasi-positivi
mutazione nella coppi di alleli che codificano per la DOPA decarbossilasi

l'albinismo è dunque causato da mutazioni genetiche differenti
ovvero i geni mutati coinvolti nell'insorgenza di una stessa malattia sono diversi
=
COMPLEMENTAZIONE GENICA
soggetto figlio di due albini NON è albino

es.

• genitore 1: aaBB → tirosinasi-negativo
• genitore 2: AAbb → tirosinasi-positiva
  
  • figlio: AaBb
    → doppio eterozigote
    per complementazione genica NON è albino

emoglobina dell'ADULTO

• HbA → 2 catene α + 2 catene ß
• HbA2 → 2 catene α + 2 catene 𝛅
  
  • prodotta nel midollo osseo
    
    

emoglobina dell'EMBRIONE

• Hb Gower I → 2 catene Zeta + 2 catene ε
• Hb Gower II → 2 catene α + 2 catene ε
  maggiore affinità nei confronti dell'ossigeno
  
  • prodotta nel sacco vitellino
    
    

emoglobina del FETO

• HbF → 2 catene α + 2 catene 𝜸
  maggiore affinità nei confronti dell'ossigeno
  
  • prodotta nel fegato e milza

i geni globinici mappano su cromosomi diversi e sono organizzati in clusters genici = famiglie geniche
presentano numerose omologie strutturali:
presentano un LCR molto simile

• famiglia/cluster genica α
  si trova sul chr 16
  comprende:
  
  • alleli α1
  • alleli α2
  • alleli Zeta
    → vista la presenza di due alleli α1 e α2 si deduce che ha subito una duplicazione genica dovuta a crossing over ineguale
    -
• famiglia/cluster genica ß
  si trova sul braccio corto del chr 11
  comprende:
  
  • alleli ß
  • alleli ε
  • alleli 𝜸
  • alleli 𝛅
    
    

ovvero l'ordine con cui sono posizionati riflette l'ordine di espressione

EMOGLOBINOPATIA QUALITATIVA

📍 ANEMIA FALCIFORME

1. causa = mutazione puntiforme
   in posizione 6 nelle catene ß dell'emoglobina
   acido glutammico → valina
   aa idrofilo → aa idrofobo
   .
2. conseguenza =
   si forma HbS che ha una minore solubilità allo stato ridotto
   

zoom in

• a livello polmonare la pO2 è alta per cui l'emoglobina è solubile ✔️
  → morfologia a disco biconcavo
• a livello tissutale la pO2 è bassa per cui l'emoglobina NON è solubile ❌
  → dunque precipita, tendenndo a polimerizzare, formando i
  tattoidi → strutture aghiformi para-cristalline che cambiano la morfologia del globulo rosso
  

.

3. modifica della morfologia
   la modifica si verifica a livello tissutale
   se si verificasse a livello polmonare il soggetto non potrebbe sopravvivere

sintomi visibili

• emolisi → anemia
• occlusione dei vasi
  
  

si presenta in omozigosi recessiva

• malato → ßsßs
  presenta una bi-allelia ovvero possiede entrambi gli alleli mutati
  possiede solo HbS
• portatore sano → ßßs
  presenta un allele sano e uno mutato (ßßs)
  possiede sia HbA, HbS, HbA2 HbF

INDIVIDUI con TRATTO FALCEMICO (ßßs)

presentano un fenotipo intermedio tra l'omozigote dominante (completamente sano) e l'omozigote recessivo (malato)

• un eterozigote produce dunque sia HbA che HbS (che HbA2 e HbF normalmente prodotte)
  → si trovano i prodotti compiuti di ciascun allele
  si tratta dunque di una CO-DOMINANZA ‼️

EMOGLOBINOPATIA QUANTITATIVA

📍 TALASSEMIA

1. mancata o insufficiente produzione di catene α o ß
2. si formano emoglobine anomale a ridotta affinità per l'ossigeno

α-TALASSEMIE

ß-TALASSEMIE

mancata o insufficiente produzione di catene globiniche ß
le catene α correttamente prodotte tendono ad appaiarsi formando l'emoglobina HbH, costituita da tetrameri di catene α

mancata o insufficiente produzione di catene globiniche α
le catene ß correttamente prodotto tendono ad appaiarsi formano l'emoglobina HbH, costituita da tetrameri di catene ß

esistono 4 geni globinici funzionali

• α1 e α2 sul chr 16 di origine paterna
• α1 e α2 sul chr 16 di origine materna

i 2 alleli del gene per la globina ß sono presente in unica copia e mappano sul chr 11
perciò si hanno solo 2 geni per la catena ß

catene ß sono prodotte DOPO la nascita

morbo di Cooley
mutazione in entrambi gli alleli per la globina ß
→ OMOZIGOSI
= TOTALE ASSENZA globine ß
→ assenza di HbA nell'adulto

2. le catene α formano tetrametri α instabili e altamente insolubili che precipitano e impediscono la normale eritropoiesi
3. la deficiennza di HbA stimola il midollo a produrre HbF
   per sopperire alla mancanza di cat ß continuando a produrre cat 𝜸

1 solo allele del gene ß è mutato
→ ETEROZIGOTE
= limitata produzione di catene ß

1. microcitenia = globuli rossi piccoli dovuta a elevata quantità di globuli rossi prodotti per sopperire la mancanza
2. sono PORTATORI SANI ma a fenotipo molecolare riconoscibile perchè presenta:
   
   • alta [HbA2]
   • alta [HbF]
     
     

= MICROCITEMICO ETEROZIGOTE

NON è scatenata da una precisa mutazione (come l'anemia falciforme) ma le tipologie sono diverse:

• mutazioni puntiformi
  
  • frameshift (delezioni e inserzioni)
  • nonsenso
• delezioni nell'allele della globina ß (rare)
  
  

le mutazioni possono interessare:

• promotore
• sito di poliadenilazione (provoca fenotipo ß+)
• sito di splicing (provocano ß+ e ß0)
• esone

il genotipo si distingue in due situazioni leggermente diverse:

• ß0ß0
  → TOTALE assenza HbA
• ß0ß+
  → 10% - 15% HbA
  "eterozigote", vi è una leggera differenza fra i due alleli
• ß+ß+

VANTAGGIO dell'ETEROZIGOTE

alcune malattie che comportano emolisi risultano vantaggiose per l'eterozigote in alcuni areali

ETEROZIGOTI
a genotipo:

• ßß0
  → fenotipicamente sano
• ßß+
  → fenotipicamente sano
  
  

con produzione di

• HbA 90%
• HbF 1-4%
• HbA2 > 4-7%

🟢 ETEROGENEITA' ALLELLICA
il fenotipo talassemico è dato da un elevato numero di mutazioni alleliche (sullo stesso gene) diverse fra di loro

⚠️ ⚠️ ⚠️
lo stesso gene può subire mutazioni diverse che risultano nella stessa patologia, talassemia

⬇️
si manifestava sempre un carattere come se dominasse sugli altri
nominò:

• dominante
  → il carattere che si manifesta
• recessivo
  → il carattere che NON si manifesta

DOMINANZA COMPLETA

→ carattere che fenotipizza sia negli omozigoti dominanti (doppia dose) sia in stato di eterozigosi (singola dose)

RECESSIVITA' COMPLETA

→ si ha fenotipizzazione del fenotipo recessivo solo in cui si ha doppia dose allelica

tuttavia NON tutte le forme alleliche alternative esprimono un fenotipo del tutto dominante o recessivo

DOMINANZA INCOMPLETA o EREDITA' INTERMEDIA

→ fenomeno per cui gli individui eterozigoti presentano un fenotipo intermedio tra quello dei due omozigoti (dominante e recessivo)

tuttavia si mantiene un'uniformità tra gli ibridi = ovvero gli ibridi sono TUTTI uguali fra loro

CO-DOMINANZA

→ fenomeno per cui un soggetto manifesta compiutamente il fenotipo di entrambi gli omozigoti

DOMINANZA e RECESSIVITA'

• la frequenza di un allele è data dalla sua capacità di conferire vantaggi alla specie (può pure essere recessivo)
• il fenotipo dominante NON è quello più frequente
  
  

la dominanza e la recessività di un fenotipo dipendono dall'interazione tra i prodotti genici del fenotipo stesso

questo significa che da un individuo GgLl si ottengono 4 classi gametiche

1. le Hb di alcuni uomini anemici sono state analizzate con ELETTROFORESI
2. si è notato che le Hb restituivano un tracciato elettroforetico diverso dalle HbA di un organismo sano
3. la diversa posizione nel tracciato è data dall carica della valina (che ha sost acido glutammico)
   

l'attività e l'espressione di un gene dipende dal risultato dell'interazione tra quel gene e gli altri geni e dall'ambiente

le interazioni possono essere tra i vari prodotti genici di ogni allele

EPISTASI

l'espressione di un allele influenza a cascata l'espressione degli alleli a valle

• gene epistatico → quello che regola mediante la sua espressione
• gene ipostatico → quello che viene regolato
  
  

es. via metabolica
in una via metabolica la mancata espressione di un allele che codifica per un enzima interrompe l'intera via metabolica

esistono 2 alleli che specificano per un fenotipo secretore

• SE → fenotipo secretore (dominante)
• se → fenotipo NON secretore (recessivo)
  
  
  

• gli alleli I^A I^B e I^AB sono epistatici
• gli alleli SE e se sono ipostatici
  
  

es. individuo con fenotipo secretore (SE, se oppure SE,SE)
e gr sanguigno 0 (I^0)
NON può presentare antigeni nelle sue secrezioni corporee nonostante possegga gli alleli che gli permettono di farlo (SE)
perchè NON ha alleli da presentare dato che è I^0

CROSSING-OVER
il crossing over NON avviene casualmente all'interno del genoma ma ci sono:

• dei punti detti HOT SPOTS in cui è più probabile che si verifichi crossing-over
• punti a bassa frequenza di ricombinazione, che costituiscono gli aplotipi

📍 EREDITARIETA' legata al SESSO

esperimento 1

• colore occhi rosso → dominante
• colore occhi bianco → recessivo
  
  

⚠️ maschio occhi bianchi x femmina occhi rossi

1. P x P → F1

   
   
   • F1 è 100% rossa
     

2. F1 x F1 → F2

   
   

   F2 sono

   
   
   • 75% rossi
   • 25% bianchi)

esperimento 2
⚠️ maschio occhi rossi x femmina occhi bianchi

1. P x P → F1
   F1 contiene
   
   • 50% rosse SOLO femmine
   • 50% bianchi SOLO maschi
     -
2. F1 x F1 → F2
   F2 contiene
   
   • maschi rossi e bianchi (X^d Y e X^D Y)
   • femmine rosse e bianche

scambiando i sessi tra i vari incroci si ottengono risultati diversi

=

esiste una correlazione tra sesso e trasmissione di alcuni geni (in questo caso colore degli occhi)

in quanto i sogg dei due sessi hanno una costituzione genotipica diversa

la DIVERSA MODALITA' di TRASMISSIONE di questa tipologia di ereditarietà è dovuta a:

• tipologia di riproduzione della specie
  
  • modello Lygaeus = specie umana
    maschio è digametico e femmina è omogametica
  • modello Protenor
    
    • maschio è X0 (mascolinità data dall'assenza di 2 X)
      
      • femmina è XX
• eterogametia e omogametia dei gameti sessuali maschili e femminili
• condizione di emizigosi del maschio

• differenza genotipica nei due sessi
  
  • femmina → doppia dose allelica per il fenotipo recessivo
  • maschio → singola dose allelica per il fenotipo recessivo
• diversa frequenza della malattia tra i due sessi
• figlia femmina di un padre malato → è portatrice obbligata
• il maschio è emizigote perchè può avere 1 SOLA dose allelica del chr X

EREDITA' DIAGINICA

X-LINKED RECESSIVA

• maggiore frequenza di isnorgenza nei maschi
• NON c'è una trasmissione maschio → maschio ❌
• la manifestazione della malattia "salta una generazione" = le donne la mantengono essendo portatrici della malattia
• padre malato trasmette allele malato alle figlie femmine
• le femmine portatrici trasmettono sia ai maschi che alle femmine

• causa
  = mutazioni negli eterosomi
• conseguenza
  = difetti molecolari
• sintomo
  mancata coagulazione del sangue

alterazioni diverse (che colpiscono i diversi enzimi, parte della cascata di coagulazione) convergono nel medesimo fenotipo patologico

X-LINKED DOMINANTE

COMPENSAZIONE del DOSAGGIO GENICO

1. il maschio possiede 1 solo chr X
2. la donna possiede 2 chr X
   dunque è necessario che NON tutti i geni di entrambi i chr X, della donna, si esprimano

3. altrimenti il maschio sarebbe in difetto di dosaggio genico

   
   

4. alcuni blastomeri , nel periodo dell blastocisti, inattivano casualmente il chr X materno

5. altri blastomeri casualmente invece inattiva l'X paterno
   questo schema di inattivazione clonale verrà sempre mantenuto, ovvero
   cell con X materno inattivato producono → cell con X materno inattivato

EREDITA' OLANDRICA

• si trasmette da padre → figlio
• è presente SOLO nei maschi
• il carattere si manifesta in TUTTI i maschi
  → NON ci sono salti generazionali

il SESSO è un carattere ereditario
la mascolinità si trasmette di padre in figlio

la DETERMINAZIONE del SESSO comincia con la presenza o assenza del chr Y
ma poi continua con l'espressione di geni anche sui chr autosomici

sindrome causata da insensibilità agli ormoni maschili
per assenza dei recettori per gli androgeni

• fenotipo → femminile
• genotipo → XY e livelli di tesosterone equiparabili ai maschi

EREDITARIETA' MITOCONDRIALE

• causa
  → alteraz genica nel gene per la
  G6P dh
• conseguenza
  → gravi crisi emolitiche

1. G6P dh è mutata per cui si ha
   
   • minore produzione di NADPH
   • maggiore GSSG
2. questo determina la presenza di molti agenti ossidanti
3. i quali ossidano i gr SH dell'emoglobina
4. si formano leg crociati tra i residui SH
5. i quali risultano nella formazione di corpi di Heinz che si accumulano nella memrana eritrocitaria
6. causando crisi emolitiche
7. deficit nella funzione dell'emoglobina

1. il numero di mitocondri è estrememante variabile e tessuto specifico
2. ogni mitocondrio contiene un numero di copie del mtDNA variabile
3. la manifestazione fenotipica della malattia mitocondriale è estremamente varia tra i fratelli
   
   

la gravità è correlata al numero di mitocondri mutati trasmessi