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Relazioni Alleliche, Genetica Umana e Alberi Genealogici - Coggle Diagram
Relazioni Alleliche, Genetica Umana e Alberi Genealogici
Relazioni Alleliche e Dominanza
Locus Genico, Allele Selvatico vs Alleli Mutanti:
Locus Genico: La posizione fisica specifica ed immutabile che un dato gene occupa lungo la sequenza del cromosoma.
Allele Selvatico (Wild-Type, w+): L'allele prevalente presente in natura all'interno di una popolazione normale, solitamente codificante per una proteina pienamente funzionale (fenotipo di riferimento).
Alleli Mutanti: Varianti dell'allele selvatico originatesi tramite mutazione genica. Possono comportare una perdita di funzione (loss-of-function), un guadagno di funzione (gain-of-function) o la produzione di un enzima parzialmente o del tutto inattivo.
Dominanza Completa vs Dominanza Incompleta:
Dominanza Completa: Il fenotipo dell'eterozigote è del tutto indistinguibile da quello dell'omozigote dominante (es. piselli di Mendel).
Dominanza Incompleta: Il fenotipo dell'eterozigote è intermedio rispetto a quello dei due genitori omozigoti.
Esempio classico: Il colore dei fiori nella bocca di leone (Antirrhinum majus).
Incrocio: Fiore Rosso (RR) × Fiore Bianco (rr) → F1 100% Fiori Rosa (Rr).
Generazione F2 (Rr×Rr): Genera un rapporto genotipico E fenotipico identico di 1:2:1 (1/4 Rossi RR, 2/4 Rosa Rr, 1/4 Bianchi rr)
Codominanza ed Alleli Multipli (Il Sistema ABO):
Alleli Multipli (Poliallelia): Esistenza di più di due forme alleliche per lo stesso locus genico all'interno di una popolazione (anche se ogni singolo individuo diploide ne possiede sempre e solo due).
Codominanza: Fenomeno per cui entrambi gli alleli presenti nell'eterozigote si esprimono contemporaneamente e pienamente nel fenotipo, senza mescolarsi
Biochimica del Sistema ABO:
Il locus gene ABO codifica per un enzima glicosiltransferasi che modifica l'Antigene H situato sulla superficie dei globuli rossi:
Allele IA: Codifica per una transferasi che aggiunge N-acetilgalattosammina all'antigene H → genera l'Antigene A.
Allele IB: Codifica per una transferasi che aggiunge D-galattosio all'antigene H → genera l'Antigene B.
Allele i: Presenta una mutazione con scivolamento della cornice di lettura che produce un enzima del tutto inattivo (non modifica l'antigene H)
Relazioni tra alleli: I^A e I^B sono codominanti tra loro, ma entrambi sono completamente dominanti rispetto all'allele i I^A =I^B>i
Gruppo AB, Agglutinazione e Compatibilità:
Gruppo AB (IAIB): Esempio di codominanza; la membrana eritrocitaria espone sia l'antigene A che l'antigene B.
Reazione di Agglutinazione: Si verifica quando gli anticorpi (agglutinine) presenti nel plasma del ricevente riconoscono e si legano agli antigeni estranei sui globuli rossi del donatore, provocando il clumping (aggrumamento) dei globuli rossi.
Donatore e Ricevente Universale:
Gruppo 0 (ii): Donatore Universale, poiché i suoi globuli rossi non presentano né antigene A né B sulla superficie (solo antigene H base).
Gruppo AB (I^A I^B): Ricevente Universale, poiché non produce anticorpi né anti-A né anti-B nel proprio plasma
Genetica Umana ed Alberi Genealogici
Caratteri Semplici vs Caratteri Quantitativi:
Caratteri Semplici (Discontinui o Qualitativi): Caratteri determinati da un singolo gene o da pochissimi geni (monogenici), le cui varianti fenotipiche cadono in categorie nettamente distinte (es. gruppo sanguigno, presenza/assenza di una malattia mendeliana).
Caratteri Quantitativi (Continui o Politipici): Caratteri determinati dall'azione combinata di più geni (poligenici) e fortemente influenzati dai fattori ambientali (caratteri multifattoriali). Mostrano una variazione continua descrivibile con una curva a campana (es. altezza, peso, pressione sanguigna)
Database OMIM:
OMIM (Online Mendelian Inheritance in Man): Il catalogo di riferimento scientifico internazionale focalizzato su tutti i geni umani conosciuti e sulle relative patologie genetiche ereditario-mendeliane
Ereditarietà Autosomica Umana
Caratteri Autosomici Recessivi:
I geni responsabili sono localizzati sugli autosomi (cromosomi non sessuali dal 1 al 22).
Per manifestare il fenotipo patologico, l'individuo deve essere omozigote recessivo (aa)
Caratteristiche chiave nel pedigree:
Salto di generazione: La malattia può non comparire per più generazioni e poi riemergere all'improvviso.
Genitori eterozigoti sani (Portatori sani, Aa): L'incrocio tra due portatori sani genera una progenie con il 25% di probabilità di figli affetti (aa).
Frequenza uguale tra maschi e femmine.
Effetto della Consanguineità: L'unione tra parenti stretti aumenta notevolmente la probabilità che due portatori dello stesso allele mutato raro si incrocino, facendo impennare la frequenza della patologia
Malattie
Servono due copie del gene mutato (aa) per sviluppare la malattia.
Albinismo: Difetto nella sintesi della melanina dovuto all'assenza/inattività dell'enzima tirosinasi. Comporta l'assenza totale o parziale di pigmentazione in pelle, peli, capelli e occhi, aumentando la sensibilità ai raggi UV e ai disturbi visivi.
Anemia Falciforme: Mutazione nel gene della β-globina (emoglobina) che fa assumere ai globuli rossi una forma a "falce" quando la concentrazione di ossigeno è bassa. Porta all'ostruzione dei vasi sanguigni (crisi vaso-occlusive) e ad anemia emolitica cronica.
Alcaptonuria: Disordine del metabolismo degli amminoacidi aromatici (tirosina e fenilalanina) causato da un deficit enzimatico. Porta all'accumulo di acido omogentisico, che scurisce le urine a contatto con l'aria e si deposita nelle articolazioni e cartillagini provocando artrite cronica e macchie scure (ocronosi).
Fenilchetonuria (PKU): Assenza dell'enzima fenilalanina idrossilasi (PAH), che impedisce la conversione della fenilalanina in tirosina. L'accumulo di fenilalanina e dei suoi sottoprodotti tossici danneggia gravemente il sistema nervoso centrale, causando ritardo mentale se non trattata tempestivamente con una dieta specifica priva di fenilalanina.
Fibrosi Cistica: Mutazione nel canale del cloro CFTR. Produce muco eccezionalmente denso e vischioso che ostruisce i dotti dei polmoni, del pancreas e del sistema digerente, portando a infezioni respiratorie croniche e problemi di assorbimento intestinale
Caratteri Autosomici Dominanti:
Per manifestare il fenotipo patologico è sufficiente possedere un solo allele mutato, quindi gli individui affetti sono tipicamente eterozigoti (Aa).
Caratteristiche chiave nel pedigree:
Trasmissione verticale (Presenza in ogni generazione): La malattia non salta le generazioni (a meno di penetranza incompleta).
Ogni individuo affetto ha almeno un genitore affetto.
Un genitore affetto (Aa) incrociato con un individuo sano (aa) trasmette la patologia al 50% della progenie, indipendentemente dal sesso.
Gli individui sani (aa) non trasmettono l'allele mutato e quindi hanno solo progenie sana.
Esempi clinici chiave: Brachidattilia, Polidattilia, Acondroplasia (forma di nanismo), Corea di Huntington
Malattie Autosomiche Dominanti
È sufficiente una sola copia del gene mutato (Aa) per sviluppare il tratto o la malattia.
Brachidattilia: Malformazione ereditaria caratterizzata da una brevità anomala delle dita delle mani e/o dei piedi dovuta allo sviluppo ridotto o ridimensionato delle falangi o dei metacarpi.
Polidattilia: Anomalia genetica congenita caratterizzata dalla presenza di una o più dita soprannumerarie nelle mani o nei piedi.
Acondroplasia: Forma più comune di nanismo disarmonico; mutazione nel recettore FGFR3 che causa un alterato sviluppo della cartillagine di accrescimento. Comporta arti brevi rispetto al tronco, macrocefalia e ridotta statura finale.
Corea di Huntington: Patologia neurodegenerativa progressiva dell'adulto causata da un'espansione della tripletta CAG nel gene della Huntington. Provoca movimenti involontari a scatto (coreici), demenza progressiva e alterazioni psichiatriche.