sesso cinese

Ereditarietà di caratteri mendeliani
in genetica umana
Caratteri monofattoriali:
1 locus 1 fenotipo
CARATTERI MENDELIANI
AUTOSOMICI:
AUTOSOMICI codificati da geni su cromosomi non
sessuali (22 paia di autosomi)
LEGATI AL CROMOSOMA X/Y
DOMINANTI:
DOMINANTI sempre espressi negli eterozigoti
RECESSIVI:
RECESSIVI manifesti solo negli omozigoti per l’allele
mutante (doppia dose dell’allele mutato)
Basso numero di figli le percentuali fenotipiche si discostano molto
dai rapporti mendeliani
valutare la % di rischio
Albero genealogico o pedigree
Cos’è un pedigree?
E’ un diagramma che mostra la storia di una famiglia
rispetto a un carattere genetico e come quest’ultimo viene
ereditato nel corso di numerose generazioni
Simboli convenzionali utilizzati nella costruzione di un pedigree
Sesso non specificato
Genitori e figli, maschio
e femmina, in ordine di
nascita
Maschio
Femmina
Individui malati o che
esprimono il carattere in
esame
Accoppiamento
Eterozigoti per caratteri
autosomici recessivi
Accoppiamento
consanguinei
tra
Portatrice di un carattere
recessivo legato al sesso
Morto/a
Morto alla
nascita/aborto
Gemelli dizigotici
(non identici)
Gemelli monozigoti
(identici)
I
2
1
I numeri romani indicano le generazioni, quelli
arabi i singoli soggetti di ogni generazione.
II
1
2
3
La persona di cui si inizia a tracciare il pedigree è chiamato probando
Il carattere in esame è trasmesso con gli
autosomi o è associato ai cromosomi sessuali?
Autosomico
- non ci sono differenze di trasmissione tra i due sessi
Associato ai cromosomi sessuali
- Associato al cromosoma X – i maschi e le femmine
ereditano il carattere in modo differente e dipendente
dal sesso del genitore che lo trasmette
- Associato al cromosoma Y – solo i maschi ereditano il
carattere che viene trasmesso dal padre a tutti i figli
maschi
Come si esprime questo carattere?
Dominante
– il carattere è espresso a ogni generazione
Recessivo
– il carattere può saltare una o più generazioni o comparire
all’improvviso
Ereditarietà di caratteri autosomici
dominanti e recessivi
Carattere autosomico dominante:
AA
Aa
malati
Genotipo dei genitori? Quello della progenie?
Carattere autosomico recessivo:
Aa
portatore/portatrice
aa
malato/a
Genotipo dei genitori? Quello della progenie?
Eredità dei caratteri autosomici dominanti
tutti gli individui che portano l’allele, di solito,
solito manifestano il carattere e lo
trasmettono a metà della progenie
il carattere si manifesta ad ogni generazione in eguale proporzione tra i due sessi
è trasmesso da ambedue i sessi
Esempi di caratteri/patologie a trasmissione
autosomica dominante
Fossetta sul mento
Mascella asburgica o prognatismo
Capacità di arrotolare la lingua
Acondroplasia
Corea di Huntington
Neurofibromatosi Tipo1
Analisi della segregazione della malattia di Huntington
La malattia di Huntington, anche chiamata Corea di Huntington, è una malattia
neurodegenerativa ereditaria caratterizzata da disturbi del movimento (corea),
modificazioni della personalità e demenza.
E’ causata da mutazioni gain-of-function della proteina huntingtina (tossicità cellulare della
proteina prodotta).
I
II
III
IV
La malattia viene espressa in egual misura nei maschi e nelle femmine: il
carattere è AUTOSOMICO
La malattia è presente in tutte le generazioni: il carattere è DOMINANTE
Analisi della segregazione della malattia di Huntington
H = allele che causa la malattia
h= allele normale
Essendo il carattere dominante, tutti i soggetti che non presentano la malattia
devono essere omozigoti recessivi hh
1
2
I
hh
1
2
3
4
5
II
hh
1
2
3
4
5
hh
6
7
hh
8
9
10
11
III
hh
hh
1
2
hh
3
hh
4
hh
hh
5
6
7
hh
8
hh
9
10
IV
hh
hh
hh
hh
hh
hh
hh
Analisi della segregazione della malattia di Huntington
I soggetti affetti dovranno possedere almeno un allele H
L’altro allele, se il genitore è sano e quindi omozigote recessivo, sarà un allele h.
Come pure i soggetti affetti con figli normali dovranno possedere un h
1
2
I
Hh
1
2
3
4
5
II
Hh
1
2
3
4
Hh
5
6
7
8
9
10
11
7
8
9
10
III
Hh
1
2
Hh
Hh
3
4
5
6
IV
Hh
Hh
Hh
Eredità autosomica recessiva
Sono necessarie due copie dell’allele mutato per causare la malattia (si
manifestano in omozigosi)
Le persone affette hanno in genere genitori non affetti (ma portatori)
I portatori hanno il 25% di rischio di avere figli affetti (1/4)
Il rischio aumenta in caso di consanguineità
Eredità di caratteri autosomici recessivi
Sono necessarie due copie dell’allele
mutato per causare la malattia (si
manifestano in omozigosi)
Le persone affette hanno in genere
genitori non affetti (ma portatori)
I portatori hanno il 25% di rischio di
avere figli affetti (1/4)
Aa
AA
Aa
Aa
Aa
aa
Esempi di caratteri/patologie a trasmissione
autosomica recessiva
Albinismo
Sordità
Falcemia
Talassemia
Fenilchetonuria
Fibrosi cistica
Analisi dell’eredità di un carattere autosomico recessivo:
un tipo di sordità familiare
I
II
III
IV
La malattia viene espressa in egual misura
femmine: il carattere è AUTOSOMICO
nei maschi e nelle
La malattia non è presente in tutte le generazioni: il carattere è
RECESSIVO
Analisi della segregazione di un tipo di sordità familiare
Si indichi con s l’allele che causa la malattia e con S l’allele normale
Essendo il carattere RECESSIVO, tutti i soggetti che presentano la malattia
devono essere omozigoti recessivi ss
1
2
I
1
2
3
4
5
7
6
II
ss
1
2
3
4
5
6
III
1
2
IV
ss
7
8
9
Analisi della segregazione di un tipo di sordità familiare
Poiché i genitori della I generazione sono normali ma hanno generato un figlio
affetto, sono eterozigoti per il questo gene
Il ragionamento è uguale per i genitori III-5 e III-6, che sono anche primi cugini
1
2
Ss
Ss
I
1
2
3
4
5
7
6
II
ss
1
2
3
4
5
6
III
Ss
Ss
1
2
IV
ss
7
8
9
Analisi della segregazione di un tipo di sordità familiare
Avendo III-5 trasmesso un allele s, verosimilmente lo deve a sua volta aver
ricevuto dal genitore II-2, che lo ha ricevuto da uno dei suoi genitori. Il
ragionamento è uguale per II-6.
Tutti gli altri soggetti sani possiedono sicuramente un allele sano S ma non è
possibile sapere qual è l’allele omologo
1
2
Ss
Ss
I
1
2
3
S?
Ss
S?
4
5
6
7
S?
Ss
S?
II
1
2
3
4
ss
5
6
7
8
Ss
S?
S?
9
III
S? S?
S?
S?
Ss
1
2
IV
S?
ss
S?
Ereditarietà di caratteri X-linked,
dominanti e recessivi
Ereditarietà di caratteri Y-linked
Trasmissione dei cromosomi sessuali X e Y
NB:
• Nell’uomo, Y determina il sesso maschile (XXY=
Sindrome di Klinefelter, è fenotipicamente maschio,
X0= Sindrome di Turner, è fenotipicamente femmina)
• Tutti gli individui per vivere hanno bisogno almeno di
un cromosoma X (Y0 non è vitale)
• Altri geni su Y, geni su X e geni sugli autosomi sono
coinvolti nella determinazione del sesso
Ereditarietà di caratteri X-linked,
dominanti e recessivi
Carattere dominante legato all’X:
XY
malato
XX o XX
malata
Genotipo dei genitori? Quello della progenie?
Carattere recessivo legato all’X:
xY
malato
xx
malata
Xx
portatrice
Genotipo dei genitori? Quello della progenie?
Eredità di caratteri dominanti legati all’X
Nessun figlio maschio di un padre affetto manifesta il carattere
Tutte le figlie femmine di un maschio affetto manifestano il carattere
Metà dei figli maschi e delle figlie femmine di una madre affetta (eterozigote)
manifestano il carattere
Esempi di caratteri/patologie a trasmissione
X-linked dominante
Nefrite ereditaria
Condrodisplasia punctata
Analisi della segregazione del tipo 2 di condrodisplasia punctata
1
2
I
1
3
2
4
5
6
8
7
9
II
1
2
1
2
3
5
4
6
7
8
5
6
9
10
11
III
3
4
7
8
IV
La malattia è presente in tutte le generazioni: il carattere è
DOMINANTE
C’è uno sbilanciamento del rapporto sessi tra gli affetti a favore
delle femmine: il carattere è ASSOCIATO ALL’X
9
Analisi della segregazione del tipo 2 di condrodisplasia punctata
La condrodisplasia punctata di tipo 2, è contraddistinta dalla presenza di foci multipli di
calcificazioni intorno alla colonna vertebrale, alla pelvi e alle ossa lunghe.
1
2
I
1
3
2
4
6
5
8
7
9
II
1
2
1
2
3
5
4
6
7
8
5
6
9
10
11
III
3
4
7
8
9
IV
E’ importante inoltre notare che i maschi affetti generano tutte femmine
affette e tutti i maschi sani.
Al contrario le femmine affette generano un rapporto sessi 1 : 1
Analisi della segregazione del tipo 2 di condrodisplasia punctata
Si indichi con C l’allele che causa la malattia e con + l’allele normale
Tutti gli individui maschi affetti possiedono un allele C su sul loro unico
cromosoma X
Tutte le femmine affette possiedono un allele C su un cromosoma X e un allele
+ sull’altro X ereditato dal genitore sano
1
2
I
XY
1
3
2
4
XX
5
6
7
XX XX
XCY
XX
8
9
II
X Y X X XCY
1
2
3
5
4
6
7
XCX+
8
XY
9
10
11
III
XCX+ XCX+ XCX+ X Y X Y
XY
1
2
3
4
XCX+ X Y X X XCY
5
6
7
XX
8
9
IV
XY
XCX+
XY
XCY
XCY
XY
XY
XCX+ XCX+
Analisi della segregazione del tipo 2 di condrodisplasia punctata
Tutti i maschi non affetti possiedono l’allele + sul loro cromosoma X
Tutte le femmine non affette sono omozigoti per l’allele +
La donna I-2? E’ eterozigote avendo dei figli sani
1
2
I
X+Y
1
3
2
4
XCX+
5
6
8
7
9
II
X+Y X+X+ XCY
1
2
X+X+ X+X+ XCY
3
5
4
6
X+X+ XCX+
7
8
X+Y
9
10
11
III
X+Y
XCX+ XCX+ XCX+ X+Y X+Y
1
2
3
4
XCX+ X+Y X+X+ XCY
5
6
7
X+X+
8
9
IV
X+Y
XCX+
X+Y
XCY
XCY
X+Y
X+Y
XCX+ XCX+
Eredità di caratteri recessivi legati all’X
Il fenotipo è più comune nei maschi che nelle femmine
Nessun figlio maschio di un padre affetto manifesta il carattere
Tutte le figlie femmine di un padre affetto sono portatrici
Tutti i figli maschi di una madre affetta e metà di quelli di una madre
portatrice manifestano il carattere
Eredità X-linked recessiva
La maggior parte delle mutazioni presenti sul cromosoma X sono
recessive e quindi si manifestano più frequentemente i maschi (per la loro
condizione di emizigoti).
La presenza della malattia dipende dal sesso (sono malati principalmente i
maschi).
La malattia non si trasmette mai da maschio a maschio (il maschio non
trasmette il cromosoma X ai figli maschi) ma vi è una trasmissione così detta a
“zig-zag” da maschio malato a circa la metà dei nipoti maschi, attraverso femmine
sane (che sono portatici).
Il maschio malato trasmette l’allele mutato a tutte le figlie.
Le femmine eterozigoti (portatrici sane) trasmettono la mutazione al 50% dei
figli maschi (che saranno malati) e al 50% delle figlie femmine (che saranno
portatrici).
Eredità di un carattere recessivo associato al cromosoma X:
il pedigree
I
II
III
IV
Principalmente i maschi sono malati e nessun maschio lo riceve dal
genitore maschio: il carattere è ASSOCIATO AL CROMOSOMA X
La malattia non è presente in tutte le generazioni: il carattere è
RECESSIVO
Esempi di caratteri/patologie a trasmissione
X-linked recessiva
Favismo
Daltonismo
Distrofia di Duchenne
Emofilia A
Analisi della segregazione del daltonismo
Il daltonismo è un difetto congenito ereditario del sistema visivo descritto per la prima
volta nel 1798 da John Dalton, scienziato inglese che ne era affetto.
Comporta l'incapacità di distinguere il rosso dal verde. Spesso viene scoperto del tutto
casualmente durante un esame per la patente o sottoponendosi a un test specifico.
L’alterazione genetica è localizzata sul cromosoma X
Esempio di test per la verifica della corretta visione dei colori
Le persone dotate di normale capacità di discriminazione
dei colori, nei riquadri leggono rispettivamente i numeri:
42, 37 e 58
Quelle affette dalla più comune forma di daltonismo
(totale confusione tra rosso e verde) leggono: 2, 7, 58
Analisi della segregazione del daltonismo
Si indichi con d l’allele che causa la malattia e con D l’allele normale
Tutti gli individui maschi affetti possiedono un allele d sul loro unico cromosoma
X
Al contrario, tutti gli individui maschi non affetti possiedono un allele D sul loro
unico cromosoma X
I
XDY
X X
1
2
3
4
5
6
XDY
X X
XDY
X X
X X
XDY
II
1
2
3
5
4
6
7
XdY XDY
X X
8
9
10
11
III
XDY
1
X X X X XdY
2
3
4
X X
Xd Y
Xd Y
5
X dY X X XdY
6
7
X X
8
IV
XDY
XDY
XDY
XDY
X X
Analisi della segregazione del daltonismo
Tutte le madri o le figlie di soggetti affetti sono portatrici obbligate, come le loro
madri
Tutte le portatrici obbligate possiedono un allele d e, poiché non esprimono il
carattere, anche un D
I
XDY
1
XdXD
2
3
4
XDY
X X
5
6
II
XDY
1
2
XdX D
3
5
4
6
7
XdY XDY
X X
X dX D
8
9
XDY
10
11
III
XDY
1
XdX DX X XdY
2
3
4
X X
Xd Y
Xd Y
5
X dY X X XdY
6
7
X X
8
IV
XDY
XDY
XDY
XDY
XdXD
Analisi della segregazione del daltonismo
Tutte le altre femmine sane, non portatrici obbligate, possiedono almeno un
allele normale D, ma non si può sapere com’è l’allele omologo.
I
XDY
1
XdXD
2
3
5
4
6
II
XDY
1
2
XDY
XdX D
3
5
4
6
XDX?
7
X dX D
8
9
XDY
10
11
III
XDY
1
XdX DXDX? XdY
2
XdY XDY
3
4
Xd Y
Xd Y
XDX? X dY XDX? XdY
5
6
7
XDX?
8
IV
XDY
XDX?
XDY
XDY
XDY
XdXD
Ereditarietà di caratteri Y-linked
Carattere legato all’Y:
XY
sano
XY o Xy
malato
XX
sempre sana
Genotipo dei genitori?
Eredità di caratteri Y-linked
Solo i maschi sono affetti
Sono trasmessi dal padre a tutti i figli maschi
Non saltano le generazioni
Esempi di caratteri/patologie a trasmissione
Y-linked
Pelosità dei lobi delle orecchie
Calvizie (influenzato da ormoni maschili)
Retinite pigmentosa
Eredità di un carattere associato al cromosoma Y:
I
II
III
IV
Solo i maschi sono affetti e tutti ricevono il carattere dal padre affetto.
NB. tutti i maschi di un padre affetto sono affetti: il carattere è
ASSOCIATO AL CROMOSOMA Y
Analisi della segregazione di una forma di retinite pigmentosa
Le malattie ereditarie associate al cromosoma Y sono rarissime, in accordo con
l’estrema scarsità dei geni presenti.
Esiste un tipo di retinite pigmentosa riportata in una grande famiglia cinese di 4
generazioni in cui sono ammalati solo e tutti i figli maschi di padri ammalati. E’
quindi molto probabile che questo tratto sia associato al cromosoma Y.
La retinite pigmentosa è caratterizzata da depositi di pigmenti sulla retina, visibili
all'esame del fondo dell'occhio. Di solito esordisce con cecità notturna, seguita
da perdita progressiva del campo visivo periferico durante il giorno e porta a
cecità dopo alcuni decenni.
Analisi della segregazione di una forma di retinite pigmentosa
Indichiamo con p l’allele che causa la malattia e + l’allele normale
• Tutti gli individui maschi affetti possiedono un allele p sul loro cromosoma Y
• Al contrario, tutti gli individui maschi non affetti possiedono un allele + sul loro cromosoma Y
• Le femmine naturalmente non ricevono e non trasmettono il carattere perché non hanno cromosoma Y
1
2
I
X Yp
1
2
II
1
2
3
X Yp
X X
3
X X
X Yp
5
4
6
5
4
X X
7
6
X Yp
8
X X
9
10
11
III
X Y + X X X X X Y p X Y pX Y p X X
1
2
3
4
5
X Yp X X X Y + X X
6
7
8
IV
X Y+ X X
X Y+ X Y+
X X
X Yp
X Y+ X X
Esempi