Genetica dei caratteri complessi
Lezione 16
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Definizione
Sono quei fenotipi non solo patologici la cui segregazione non segue
una trasmissione mendeliana semplice: altezza, peso, pressione
arteriosa, disturbi del comportamento
Diversamente dai fenotipi sindromici in cui analizzando piu’ dettagliatamente
gli aspetti biochimici,fisiologici………… si arriva ad identificare il”master gene”
in questi fenotipi non e’ possibile risalire ad un gene che innesca il fenotipo.
Vengono definiti anche caratteri multifattoriali: originati da azione congiunta
fara piu’ geni e ambiente e/o poligenici per la presenza di piu’ loci coinvolti.
Tuttavia si nota una concentrazione del fenotipo nelle famiglie:
anche nel linguaggio comune si allude ad una “familiarita’”
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Torniamo un po’ indietro: Epistasi
Epistasi
• Interazione tra geni non allelici tale
che gli alleli di un gene mascherano
l’espressione degli alleli dell’altro
• Si identifica dalla presenza di
rapporti Mendeliani modificati negli
incroci diibridi
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Torniamo un po’ indietro:complementazione
Geni che interagiscono nello stesso
pathway metabolico possono produrre
un rapporto modificato di 9:7
Almeno un allele dominante di ogni locus
deve essere presente per avere il colore
3 Genotipi originano lo
stesso fenotipo
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Torniamo un po’ indietro:epistasi recessiva
Geni che interagiscono nello stesso
pathway metabolico possono
produrre un rapporto modificato di
9:3:4
w+_ m+_ 9
w+_ mm_
ww m+_
3
3
ww mm 1
9:3:4
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Torniamo un po’ indietro: epistasi recessiva
a
b
c
Nei cani Labrador, il gene B produce pigmento scuro, B nero e
b marrone. Il gene E controlla la distribuzione del pigmento nel
mantello. Un cane eebb o eeBB (c) avrà colore del mantello
biondo e naso e labbra marroni in quanto non può distribuire il
pigmento nei peli del mantello.Un Labrador color cioccolata
sarà E-bb (b), un Labrador nero sarà E-B- (a) può produrre
pigmento nero e distribuirlo nei peli del mantello. La progenie
di un incrocio diibrido produrrebbe un rapporto 9:3:4
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il colore del mantello nel Labrador retriever
* 3 classi
fenotipiche
quelle senza E
dominante si
sommano
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Fenotipo Bombay
Attraverso l’epistasi
recessiva si è potuto
interpretare un
problema di
trasmissione degli alleli
ABO
In alcuni casi da due
genitori gruppo 0
00
X 00
Figlio di gruppo A oB ?
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Il coniglio himalayano
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9
Interazioni fra due geni
Interazione
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A-B- 9 A-bb 3 aaB- 3
aabb 1
Rapporto
fenotipici
Nessuna
9:3:3:1
complementazione
9:7
Soppressione dominante
di B da A
13:3
Epistasi recessiva
di aa su B e b
9:3:4
Epistasi dominante
di A su B
12:3:1
Geni duplicati
15:1
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Correlazione genotipo-fenotipo
*Penetranza
**Espressività
cooperazione tra diversi geni e interazione con
l’ambiente sia genetico che esterno porta
all’espressione di un determinato fenotipo
Caratteri discontinui: si presentano classi fenotipiche
distinte
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Definizione
Sono quei fenotipi non solo patologici la cui segregazione non
segue una trasmissione mendeliana semplice: altezza, peso,
pressione arteriosa, disturbi del comportamento
Diversamente dai fenotipi sindromici in cui analizzando piu’ dettagliatamente
gli aspetti biochimici,fisiologici………… si arriva ad identificare il”master gene”
in questi fenotipi non e’ possibile risalire ad un gene che innesca il fenotipo.
Vengono definiti anche caratteri multifattoriali: originati da azione congiunta
fara piu’ geni e ambiente e/o poligenici per la presenza di piu’ loci coinvolti.
Tuttavia si nota una concentrazione del fenotipo nelle famiglie:
anche nel linguaggio comune si allude ad una “familiarita’ ” e quindi
la domanda e’:”quanto pesa la componente genetica ed e possibile
prevedere la trasmissione?”
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Caratteri quantitativi
In questo caso abbiamo
caratteri continui che si
presentano con una
distribuzione continua dei
fenotipi che vengono
raggruppati in intervalli: non
si parla piu’ di frequenze
genotipiche o di alleli, ma di
media e deviazione standard
rapportando tutto ad una
distribuzione gaussiana
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Caratteri quantitativi
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Caratteri quantitativi
Domande: ma quanto sono ereditari questi caratteri?
nel caso di patologie c’e’ o no la famigliarita’?
I caratteri quantitativi non sono determinati solo da fattori genetici: la
componente ambientale ha un peso importante.La difficolta’ e’ proprio questa:
infatti persone imparentate condividono sicuramente piu’ alleli rispetto alla
popolazione generale, ma condividono anche l’ambiente.
Questo rende difficile per esempio calcolare la componente genetica nei
disturbi del comportamento, in cui non c’e’ accordo per definire i parametri
da notare che ereditabilita’ non e’ sinonimo di ereditarieta’
ereditabilita’ e’ la componente genetica che in una popolazione determina la
variabilta’ dei fenotipi. la varianza totale del fenotipo nella popolazione e’
data dalla somma della varianza genetica e della varianza ambientale.
l’ereditabilta’ viene calcolato dal rapporto Vgen/Vfenotipica
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Modello di Falconer
Domande: ma quanto sono ereditari questi caratteri?
nel caso di patologie c’e’ o no la famigliarita’?
Nell’ambito dei caratteri complessi ci sono caratteri che tendono a ricorrere
nelle famiglie in modo non riconducibile alla trasmissione mendeliana:
palatoschisi, difetti del tubo neurale, stenosi del piloro, psoriasi……..
Anche per questi caratteri c’e’ la componente ambientale, ma il confronto
statistico fra i dati raccolti nelle famiglie e la popolazione generale
evidenzia l’importanza della componente genetica.
Il modello di Falconer presuppone che la predisposizione (suscettibilità) sia
distribuita a campana ma solo un numero limitato di genotipi esprime il
fenotipo, cioe’ ognuno di noi ha la suscettibilita’ ad esprimere il carattere,
in alcuni e’ piu’ alta o piu’ bassa, e’ poligenica e gaussiana. Introduce il
concetto di soglia
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Modello di Falconer
Soggetti in cui i fattori di suscettibilita’ superano un valore critico
manifesteranno il fenotipo : la soglia e’ il punto di equilibrio di una bilancia
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Modello di Falconer:soglia di suscettibilita’
Es labiopalatoschisi
difetti del tubo neurale
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Modello di Falconer:rischio di ricorrenza
Piu’ malati nella famiglia, piu rischio di ricorrenza: se un
genitore
e un figlio presentano il carattere
Se il probando ha una forma grave vuol dire che ha un numero
elevato di fattori di suscettibilita’ il rischio sale dal 2-3% al 6%
Se il fenotipo ha un’incidenza diversa fra i sessi e il probando e’
del sesso meno colpito il rischio per i familiari e’ piu’ alto
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Modello di Falconer:rischio di ricorrenza
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spettro dei caratteri umani
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