genetica
cosa è il cDNA
DNA complementare all RNA messaggero maturo (già passato dallo splicing) e quindi con solo esoni (molto piu piccolo del DNA nativo)
caratteristica dei cromosomi autosomi
Sono 22 coppie identiche nei due sessi, Contengono sempre lo stesso numero di geni localizzati in una posizione precisa lungo l'asse cromosomico e sono presenti in doppia copia ossia come due cromosomi omologhi
cos'è un allele
Forma alternativa del gene
cos'è il locus
Luogo fisico del cromosoma in cui è localizzato un determinato gene
cosa si intende per emizigote
Presenza di un solo allele per locus specifico
Il maschio è fisiologicamente emizigote per il gene Xlinked mentre la femmina è emizigote funzionalmente
quanti geni possono essere localizzati in uno specifico locus
Un solo gene, il locus è specifico per un solo gene e per questo spesso si parla di igiene locus in maniera interscambiabile
eterozigote composto
individuo con due mutazioni diverse in trans su alleli diversi di due gene omologhi e sarà affetto da malattia autosomica recessiva Perché non resta nessuna copia sana dell'allele
mutazioni in cis e trans
Se in cis ho due mutazioni nello stesso Allele in punti diversi Nello stesso gene e quindi il soggetto non sarà affetto perché uno dei due cromosomi omologhi mantiene un allele sano non mutato
Se entrance o due alleli diversi con mutazioni diverse allo stesso locus in due cromosomi diversi quindi nessuno dei due cromosomi omologhi mantiene una copia normale dell'allele (Se la mutazione è associata a Malattie recessive si avrà Fenotipo recessivo)
quanti alleli possono esistere per un medesimo locus
Ne possono esistere numerosi ma un singolo individuo con corredo genetico diploide non può avere più di due alleli al medesimo locus
doppio eterozigote
Soggetto che presenta due mutazioni in cis quindi sullo stesso allele di un solo cromosoma omologo e mantiene l'altro cromosoma omologo normale quindi il soggetto non sarà affetto da un eventuale malattia recessiva ma sarà portatore sano
il doppio eterozigote con mutazione associata a malattia recessiva è sano o portatore sani o malato
Portatore sano
qual è la malattia autosomica recessiva più frequente in Italia
Fibrosi cistica
Come è il soggetto malato di malattie recessiva A livello genetico
Omozigoti per la mutazione o eterozigote composto
come capire se una mutazione è in cis o in trans in un figlio con due mutazioni genetiche in eterozigosi per stabilire se affetto o meno da fibrosi cistica
E seguo il testo sui genitori:
-Se un genitore presenta entrambe le mutazioni queste saranno in cis poiché ognuno di noi riceve una copia di un cromosoma da un genitore e l'altra dall'altro
(Il figlio quindi avrà un gene omologo sano e sarà portatore sano avendo tutte e due le varianti sullo stesso gene)
-Se invece un genitore è portatore di una mutazione e l'altro genitore portatore della seconda mutazione le due mutazioni sono in trans (Mutati i geni in entrambi i cromosomi omologhi ) pertanto il soggetto risulterà affetto da fibrosi cistica Perché non avrà nessun gene sano residuo
cosa sono i polimorfismi
Varianti normali del nostro genoma
in che senso la penetranza è una legge del tutto del niente
Se c'è una mutazione ma è presente un difetto di penetranza l'individuo non manifesta nulla, Nessun sintomo associabile a quel difetto genetico
cosa si intende per penetranza
Percentuale di soggetti portatori di mutazione e affetti
cosa si intende per difetto di penetranza
Percentuale di individui portatori di mutazione ma che non manifestano la malattia non hanno nessun segno
Possono trasmettere la mutazione al figlio e il figlio può avere tale difetto di penetranza o no
espressività variabile
Grado in cui una determinata malattia genetica si manifesta in presenza della mutazione (Manifestazione clinica di diversa entità che a volte può portare a sintomi molto molto lievi che passano inosservati)
in caso di penetranza del 100% se il soggetto risulta sano è possibile che abbia la mutazione
NO, In caso penetranza completa se il soggetto ha la mutazione manifesta la malattia
Che tipo di ereditarietà Mendeliana segue la acondroplasia
Autosomica dominante in cui il soggetto presenta una mutazione eterozigote del gene FGFR3 e Ha una penetranza completa
(Se il genitori è affetto rischio del 50% di avere figli affetti, Bassissima probabilità di mutazione de novo)
Che probabilità ha un genitore affetto da una mutazione autosomica dominante con difetto di penetranza del 40% di trasmetterla al figlio
Il genitore può trasmettere ai figli per il 50% delle probabilità tale mutazione ma il rischio che il figlio sia affetto è tuttavia del 30% e non del 50 per il difetto di penetranza
fai un esempio di Malattia autosomica dominante con penetranza completa
Acondroplasia (legata a gene FGFR3)
quali sono due diverse malattie associate al geneFGFR3
ACONDROPLASIA (Autosomico dominante con penetranza completa, Porta a nanismo disarmonico ma l'aspettativa di vita è regolare e anch intelligenza normale)
DISPLASIA TANATOFORA (Grave displasia scheletrica generalmente letale ai esordio o prenatale e caratterizzata da micromelia macrocefalia e torace stretto e facies caratteristica)
Sono dovute a mutazioni diverse in siti specifici dello stesso genere quindi uno stesso gene può andare incontro a mutazioni diverse e causare fenotipi diversi
qual è un classico esempio esempio di difetto di penetranza
La sindrome di Marfan, Una collagenopatia con rischi rischio per la sopravvivenza per il cedimento della parete dei dei grandi vasi
Elettroferogramma
Grafico per analizzare le emissioni del DNA attraverso una fotocamera digitale in cui ad ogni base azotata corrisponde un colore e a ogni nucleotide corrisponde un picco nel grafico
In caso di eterozigote vedo un doppio picco mentre in omozigoti vedo un singolo picco nella stessa posizione
In un'eterozigote composto vedo un doppio picco in una prima posizione e un altro doppio picco nella stessa posizione ma più avanti sul cromosoma omologo
definizione di polimorfismo
Variante presente in più dell'1% della popolazione sana
differenze tra Variante patogenetica e polimorfismo
La variante patogenetica cosa greca con la malattia mentre il polimorfismo è presente in individui sani
La variante patogenetica interessa siti catalitici Di una proteina mentre Il polimorfismo interessa siti non catalitici della proteina
La variante patogenetica è assente negli individui di controlli mentre è presente nella popolazione di controllo in più dell'1% degli individui sani
La variante patogenetica è una base conservata nell'evoluzione mentre il polimorfismo è poco conservata nell'evoluzione
è più conservato dall'evoluzione un polimorfismo o una variante patogenetica
La variante patogenetica è una base conservata nell'evoluzione mentre il polimorfismo è poco conservato nell'evoluzione
differenza tra doppio eterozigote e eterozigote composto
Eterozigote composto ha due mutazioni diverse in trans quindi su alleli diversi di due geni omologhi e quindi il soggetto è affetto da malattia autosomico recessiva (ha una Variante biallelica)
Il doppio eterozigote ha due mutazioni diverse in cis Cioè sullo stesso allele di uno stesso cromosoma omologo e il soggetto sarà sano, portatore della mutazione
spessore singolo cromatidio
1400 nm
DNA mitocondriale costituzione
37 geni di cui 24 codificanti quindi il 66%, Non presenta in troni e quindi è più corto a circa 16.600 basi ed è una molecola circolare di DNA
DNA alfa satellite
È un tipo di DNA ripetitivo in tandem non codificante che rappresenta il 9% del genoma DNA nucleare ed è altamente specifico per il centromero di uno specifico cromosoma (Usate sonde fluorescenti complementari a DNA alfa satellite di uno specifico cromosoma per individuare il singolo specifico cromosoma)
qual è la percentuale di DNA nucleare codificante
1/ 2% (Fa parte del DNA nucleare a sequenza unica che rappresenta il 46% del DNA)
differenze tra DNA nucleare e mitocondriale
Il DNA mitocondriale circolare mentre quello nucleare ha 23 cromosomi lineari
Il corredo delle cellule somatiche diploide è di 46 cromosomi soltanto le piastrine hanno un corredo cromosomico poliploidi normale invece nei mitocondri possono essere presenti in numero variabile nella stessa cellula
Il DNA ripetitivo è molto rappresentato nel DNA nucleare mentre è molto poco in quello mitocondriale
Molti geni del DNA nucleare sono trascritti indipendentemente l'uno dall'altro mentre quelli del DNA mitocondriale sono gli stessi promotori e le stesse molecole
Nel DNA nucleare vi sono frequenti in troni in quasi tutti i geni codificanti del DNA nucleare che invece sono assenti nei geni del DNA mitocondriale
qual è la percentuale di introni presenti nel DNA mitocondriale
Il DNA mitocondriale è privo di introni
differenza tra pseudogeni processati e non processati
I processati hanno solo esoni poiché derivano dalla retro trascrizione dell'mRNA
In processati hanno esoni e introni
quanti sono gli pseudo Jenney presenti nel nostro genoma
14.600
organizzazione Genoma umano
DNA mitocondriale
DNA NUCLEARE:
-A sequenza unica 46% (Sequenze extra o inter geniche, Geni codificanti 1,2%, Sequenze UTR 3' 5', Pseudo geni processati 4%, Sequenze introniche 25%)
-DNA ripetitiva Intersperso 45%(T RNA, trasposoni a DNA, Sine e line)
-DNA ripetitivo in tandem 9%(rRNA, centromeri con DNA Alfa satellite e telomeri)
percentuale di DNA ripetitiva in tandem nel genoma umano
9%
percentuale di sequenze elettroniche nel genoma umano
25%
in quale caso i trasposoni possono creare mutazioni
Se si inseriscono in un gene attivo in trascrizione
È vero che gli pseudogeni possono accumulare mutazioni senza creare una malattia genetica
si
quanti sono i geni del DNA nucleare codificanti
Circa 20.000 l'1,2%
qual è l'unico gene formato da un solo esone
gene SRY
percentuale di popolazione portatore sano di fibrosi cistica
4%
(In casi come questi in cui la frequenza dei portatori così alta la consanguineità dei genitori ha un minore impatto)
probabilità che il figlio sano di due genitori portatori di mutazioni per una malattia autosomica recessiva sia portatore
66,6% perché sicuro non è malato
(Ha il 33,3% di possibilità di essere sano omozigote)
quali sono i due casi in cui il soggetto è affetto da una malattia recessiva
Se omozigoti quindi ha uno stesso allele mutato
Se eterozigote è composto quindi a due alleli diversi mutati
quali sono le più comuni malattie recessive autosomica
ALBINISMO
FIBROSI CISTICA 7q
FENILCHETONURIA PKU 12q
ANEMIA FALCIFORME 11p
MALATTIA DI TAY-SACHS
È possibile diagnosticare mosaicismo Germinale attraverso una biopsia delle gonadi
NO Non si fa mai biopsia delle gonadi ma si fa una diagnosi genetica prenatale per vedere se il secondo figlio ha la stessa mutazione del primo figlio e quindi ha ricevuto il gamete mutato
cosa si intende per portatori obbligati della sindrome di Marfan
Soggetti sani che presentano difetto di penetranza e quindi Hanno fenotipo sano pur avendo la mutazione essendo figli di genitore affetto
collegamento tra eterogeneità allelica e eterozigote composto
Quanto più è alta l'eterogeneità all'elica tanti più alleli esistono per uno stesso gene e quindi tanto più facile che il soggetto affetto sia un'eterozigote composto e che abbia due mutazioni diverse
esempio di malattia che presentano un'elevata eterogeneità genetica allelica e conseguenze
La fibrosi cistica può presentare 1500 diverse mutazioni dello stesso gene CFTR e quindi ha un'elevata eterogeneità allelica e ha elevata probabilità che il soggetto affetto sia eterozigote composto e che abbia due mutazioni diverse
cosa si intende per delezione in frame
Una delezione di tre nucleotidi o di multipli di tre nucleotidi in cui quindi si perdono codoni ma non si ha un frame shift
Gene coinvolto nella fibrosi cistica
CFTR situato in 7q36 Che codifica per la proteina CF TR nella membrana delle cellule epiteliali per il trasporto del cloro e porta a un'aumentata densità delle secrezioni di polmoni pancreas fegato intestino
È un gene composto da 27 esoni e la proteina è di 1480 aminoacidi E può andare incontro a 1500 diverse mutazioni
come sono in genere i pazienti malati di fibrosi cistica
E eterozigote composti proprio per l'elevata eterogeneitàallellica del gene CFTR
più frequente mutazione associata alla fibrosi cistica
Delezione in frame di tre nucleotidi con perdita dell'amminoacido fenilalanina codificato dal corone 508 (F508del)
qual è la più frequente malattia genetica autosomica recessiva in Italia e che frequenza ha
È la fibrosi cistica con un malato ogni 2000 4000 nati
qual è la malattia auto autosomica dominante più frequente nella popolazione
Neurofibromatosi di tipo uno (Noduli di lisch e neurofibromi che possono diventare neurofibrosarcomi maligni) Legata a un gene onco-soppressori
la fibrosi cistica è una malattia multiorgano sistemica
Sì perché porta a un aumento della densità delle secrezioni che ha un impatto su polmoni pancreas fegato intestino apparato genitale ghiandole sudoripare
Mutazioni null e ipomorfiche
Le mutazioni null portano a perdita completa della funzione della proteina mentre le ipomorfiche a una parziale conservazione della funzione e quindi si crea una correlazione genotipo fenotipo che crea quadri clinici di diverse entità
quale può essere un segnale clinico di una forma molto lieve di fibrosi cistica
Azoospermia ovvero assenza di spermatozoi nel liquidò seminale
cosa si intende per agenesia dei vasi deferenti
Possibile forma clinica con cui si manifesta la fibrosi cistica associata a una mutazione nulle con la variante tonica 5T nell'introne 8 con ridotta incorporazione dell esone 9 nel trascritto ( quindi associa una mutazione null e un polimorfismo intronico 5T)
cosa si intende per forma classica della fibrosi cistica
Forma multisistemica che interessa diversi organi tra cui polmoni con infezioni ricorrenti, Pancreas con malnutrizione cronica, alterato transito intestinale, ileo da meconio, Agenesia dei vasi deferenti ed azoospermia ostruttiva con sterilità
le forme non classiche invece presentano forme cliniche solo su determinati distretti
se non c'è rapporto di parentela con il partner o il dovere di vedere se il Partner è portatore sano di una malattia autosomica recessiva
Se è una malattia molto rara la possibilità che anche il partner sia portatore eterozigote è bassissima (nel caso in cui non ci sia rapporto di parentela con il partner) ma se è una malattia frequente come la fibrosi cistica ho il dovere di vedere se il partner è portatore sano
impatto consanguineità dei genitori nelle malattie autosomica recessive
Tanto più frequenta la malattia minore sarà tale impatto
E rilevante in caso di mutazioni rare e in caso in cui vi sia uno stesso allele in omozigoti nel malato
come posso individuare una variante del novo nell'elettroferogramma Nel caso di una malattia autosomica dominante
Perché nel figlio vedo un doppio picco che indicano uno stato di eterozigote e non riscontro tale stato di eterozigote nei genitori quindi i genitori sono sani
se i genitori di un malato di malattia autosomica dominante sono sani come è possibile
MOSAICISMO GERMINALE
MUTAZIONE DE NOVO
DIFETTO DI PENETRANZA
ESPRESSIVITÀ VARIABILE
probabilità che un genitore affetto da malattia autosomica dominante abbia figli affetti
50% si parla di trasmissione verticale genitore figlio
cosa si intende per salto di generazione
È un irregolarità nella trasmissione verticale delle malattie autosomica dominante dovuta al fatto che vi è un difetto di penetranza e quindi il genitore è un portatore obbligato di mutazione ma è sano, non presenta per niente la malattia
come verificare un mosaici germinale nel caso in cui una coppia abbia avuto un primo figlio affetto da malattia autosomica dominante pur essendo i genitori sani
Non si fa mai una biopsia di gonade ma effettuo nelle gravidanze successive una diagnosi genetica prenatale in modo da escludere la presenza della stessa mutazione identica al primo figlio nel secondo figlio
(Infatti se un genitore è un mosaico germinale il secondo figlio potrà avere solo la stessa mutazione del primo figlio)
Si ha un rischio dell'1%
se una coppia di genitori sani hanno due figli successivi affetti da una malattia autosomica dominante e con due mutazioni diverse è possibile che uno dei due genitori genitori abbia mosaicismo germinale
NO PERCHÉ se un genitore è un mosaico germinale il secondo figlio potrà avere solo la Stessa mutazione del primo figlio, AVENDO TUTTI I GAMETI LA STESSA MUTAZIONE
sei una malattia autosomica recessiva penetranza dell'80% che possibilità ho di ricorrenza nei figli di un genitore malato
Il genitore trasmette al 50% la mutazione che sarà espressa dai figli all'80% e quindi il figlio ha un rischio di essere malato del 40%
esempi di malattie autosomica dominanti
Acondroplasia 4p
Osteoporosi
Ipercolesterolemia familiare
Corea di Huntington 4p
Neurofibromatosi tipo I 17q
Che tipo di malattia è la Corea di Huntington secondo Mendel
Autosomica dominante
se un maschio è malato di una malattia X Linked recessiva come saranno i figli
Figli maschi sani al 100% e figlie femmine portatrici al 100%
in caso di penetranza completa di una malattia autosomica dominante qual è la percentuale di un individuo sano di avere un figlio sano E di un individuo malato di avere figli malati
l'individuo sano avrà il 100% dei figli sani anche se è possibile una mutazione de novo ma poco probabile è un caso sporadico
L'individuo malato avrà il 50% dei figli malati
in un albero genealogico di una malattia ereditaria X linked recessiva qual è il collegamento tra tutti i maschi malati
Una femmina portatrice
qual è è un fattore che permette di escludere in un albero genealogico il fatto che si tratti di una malattia X link recessiva
La malattia non si trasmette mai da un maschio malato o un figlio maschio, quindi se ci sono due generazioni di fila con due maschi malati senza che vi sia una femmina portatrice come collegamento tra i maschi è da escludere tale caso
perché si preferisce parlare di trasmissione X Linked semi dominante piuttosto che recessiva
Perché anche le femmine in caso di inattivazione preferenziale del cromosoma X possono presentare una forma più lieve della malattia
condizione contro l'ereditarietà X Linked
Presenza padre malato figlio maschio malato
(Può essere un caso sporadico di mutazione de novo ma molto raro)
esempi di malattie X Linked recessive
Sindrome del cromosoma x fragile
Distrofia muscolare di Duchenne
Deficit di G6PD
Emofilia A
cosa si intende per legge di compensazione genica
Inattivazione casuale di una dei due cromosomi X nella femmina così che maschio e femmina abbiano lo stesso numero di geni x attivi attraverso il fenomeno della Lionizzazione
perché è importante per diagnosticare una malattia X Linked recessiva vedere anche il grado di espressione clinica
Perché anche le femmine attraverso la lionizzazione e inattivazione casuale di uno dei cromosomi X possono essere affette ma presentano fenotipo più lieve
malattie X Linked dominante
Sindrome di rett
Condroplasia punctata
In genere tutti i casi noti sono mutazioni de novo quindi casi sporadici perché la patologia è accompagnata da un quadro clinico così grave da non consentire la riproduzione e in genere sono presenti solo donne affette i maschi sono abortiti
cosa sono i geni imprinted
Geni autosomici a espressione monoallelica perché il geneimprinted è metilato e inattivo, non trascritto
sono circa 100 e raggruppate in cluster nella stessa regione cromosomica
Sono ricche di seguenze CpG
Possono essere tessuto specifici e quindi mosaicismi
in quali casi un gene autosomico a espressione monoallelica
Nel caso di geni imprinted
(imprinting genomico è un meccanismo atipico di ereditarietà
cosa determina lo stato di attivazione o inattivazione di un gene imprinted
Il passaggio attraverso meiosi maschile o femminile
seleziona l'opzione Errata sui geni imprinted
A Sono autosomici
B Possono essere tessuti specifici e presentarsi come mosaicismi
C Hanno Espressione monoallelica
D Sono circa 100 raggruppati in cluster nella stessa regione cromosomica
E Sono ricchi di sequenze ApT per la metilazione
E seguenze CpG Perché la metilazione avviene presso le citosine
le modificazioni epi genetiche alla base dei geni imprinted sono reversibili
Si infatti durante la gametogenesi l imprinting viene rimosso e poi ristabilito in accordo al sesso passando attraverso la meiosi maschile o femminile
con la fecondazione acquisto o o perdo l'imprinting
Lo perdo, lo zigote infatti ha entrambi i geni attivi e espressi, poi durante la vita intrauterina si ristabilisce in base a origine del cromosoma paterno o materno
seleziona l'opzione errata sul ciclo dull'imprinting
A È perso con la fecondazione
B Le cellule germinali primitive eliminano il vecchio imprinting
C Passando dalla meiosi femminile si perde l'printing materno
D Il gamete post Gametogenesi ha l'imprinting sesso specifico
E Lo zigote ha entrambi i geni attivi ed espressi all'inizio
C Passando dalla meiosi femminile si perde l'printing paterno quindi nella donna i geni mantengono l'printing materno, caratteristico del genere femminile, e perdono l'printing del genere maschile quindi i gameti hanno printing sesso specifico post meiosi
quali regioni permettono l'equilibrio tra attivazione e inattivazione dei geni imprinted
Regioni differenziate metilate DMR e regioni di controllo dell'printing ICR, Poste vicino ai geni imprinted d'ne regolano lo stato di metilazione
di quale sequenza sono Ricchi i geni imprinted e perché
Sono ricchi di sequenze CpG perché tra le modificazioni epi genetiche che portano a inattivazione trascrizionale c'è la metilazione delle citosina presso le isole CpG
Genoma materno e paterno sono equivalenti
No sono necessari entrambi per il corretto sviluppo dell'embrione proprio per quel che riguarda i geni imprinted
( Per questo è necessaria una riproduzione bisessuata contro la partenogenesi
quali sono le possibili cause di problemi dell'printing
Difetti nell'eliminazione Dell'printing pre meiosi nelle cellule germinali o difetto nel ristabilimento dell'printing post meiosi femminile maschile o problemi post natali nel mantenimento dell'printing
cosa si verifica in caso di problemi post natali nel mantenimento dell'printing
Uno stato di mosaicismo Per quel difetto cioè alcune cellule manterranno l'printing mentre altre avranno il difetto e il quadro clinico sarà variabile in base ai vari mosaicismi
quali sono i due grandi tipi di mutazioni epi genetiche
PRIMARIE Stato di alterata metilazione o acetilazione degli istoni, quindi il DNA genomico è mantenuto inalterato l'alterazione si ha in sequenze giustapposte a qualcosa di normale
SECONDARIE Alterato il DNA genomico quindi si ha una mutazione del DNA che può essere dovuta a delezione cromosomica e quindi assenza di un gene, disomia uniparentale e quindi mancanza del gene dell'altro sesso o mutazione del gene quindi il gene cè ma non funziona correttamente
differenza tra mutazioni epi genetiche primarie e secondarie
PRIMARIE Stato di alterata metilazione o acetilazione degli istoni, quindi il DNA genomico è mantenuto inalterato l'alterazione si ha in sequenze giustapposte a qualcosa di normale
SECONDARIE Alterato il DNA genomico quindi si ha una mutazione del DNA che può essere dovuta a delezione cromosomica e quindi assenza di un gene, disomia uniparentale e quindi mancanza del gene dell'altro sesso o mutazione del gene quindi il gene cè ma non funziona correttamente
quale di questa non è Una mutazione epigenetica secondaria
A disomia Uniparentale materna
B Delezione cromosomica
C Alterata acetilazione degli istoni
D Alterata metilazione isole CpG del DNA
E Mutazione del gene
C e D mutazione primaria infatti il DNA genomico è mantenuto integro e l'alterazione è in qualcosa di giustapposto alla sequenza di DNA che invece resta normale