02 settembre 2013

Anemia falciforme

Chiedilo a Tania

Oggi rispondo alla domanda di un mio lettore. Ecco cosa mi chiede.

Ciao Tania, sono Domenico!
Le faccio nuovamente i complimenti per il sito!! :-)
Ho un problema con un quesito di genetica: non riesco a capire il significato di "pool genetico"e "doppia dose" in questo esercizio.
L'allele responsabile dell'anemia falciforme è letale in doppia dose, tuttavia non scompare dal pool genetico della popolazione umana, perché?

1) un allele dominante
2) è sempre presente in doppia dose
3) compare nei discendenti di ogni generazione
4) si conserva nell'eterozigote, avvantaggiato in casa di malaria
5) si interviene sui globuli rossi dell'individuo malato, sostituendo il gene alterato con un gene normale

Perché la risposta esatta è la 4)?
Grazie in anticipo!


Ciao Domenico,
grazie per i complimenti e per questa interessante domanda che mi permette di chiarire alcuni termini di uso comune in genetica.
Iniziamo con il significato di pool genetico (o pool genico).
Questo termine indica tutti gli alleli di tutti i geni presenti nei vari individui di una popolazione.

Per capire, invece, il significato di doppia dose, facciamo un passo indietro e parliamo dell'anemia falciforme.

L'anemia falciforme è una malattia genetica del sangue nella quale i globuli rossi, che trasportano l'ossigeno, hanno una forma a falce (figura 2), anziché la normale forma biconcava (figura 1).

Immagine tratta da http://anemiafalciforme32010.blogspot.it/2010/12/comparacion-entre-la-anemia-falciforme.html

Le persone con questa patologia hanno pochi globuli rossi: la vita media di un globulo rosso normale è di circa 120 giorni, quella dei globuli rossi a forma di falce non è, generalmente,superiore ai 20 giorni. Possono anche verificarsi infezioni frequenti e dolori improvvisi, dovuti all'occlusione dei capillari e al conseguente blocco dell'afflusso di sangue agli organi colpiti.

La causa della malattia è una mutazione puntiforme sul cromosoma 11.

Immagine tratta da http://imperiodelaciencia.wordpress.com/2012/03/07/las-biomoleculas-cambian-parte-ii-mutaciones-puntuales-lo-bueno-lo-malo-y-lo-interesante/

La sostituzione di una singola base azotata, l'adenina (A) al posto della timina (T), porta alla produzione di una catena polipeptidica anomala nella quale l'acido glutammico (Glu) viene sostituito con la valina (Val), causando la produzione di un'emoglobina anomala e, quindi, la malattia.
(Per approfondire la sintesi delle proteine cliccare qui e qui)

La trasmissione della malattia è autosomica recessiva.
Se usiamo le lettere dell'alfabeto per indicare la malattia, abbiamo 3 casi possibili:
RR = persona sana (omozigote dominante)
Rr = persona portatrice del tratto falcemico (eterozigote)
rr = persona con anemia falciforme (omozigote eterozigote)

Con "dose doppia" ci si riferisce alla presenza di due alleli mutati presenti nell'omozigote recessivo; l'allele mutato è, invece, presente in singola copia nell'eterozigote portatore del tratto falcemico.

Non condivido appieno, tuttavia, l'affermazione "l'anemia falciforme è letale in doppia dose". Mi spiego meglio.

Nell'omozigote recessivo rr quasi tutta l'emoglobina è strutturalmente anomala, nell'eterozigote solo il 40% dell'emoglobina risulta anomala.
Nel primo caso, abbiamo, come ho spiegato anche all'inizio, un'anemia emolitica cronica e un'occlusione dei piccoli vasi con danno tissutale ischemico. Opportunamente curato, il 90% dei pazienti raggiunge i 20 anni; il 50% sopravvive oltre i 50 anni.
Nel secondo caso, il soggetto è portatore del tratto falciforme: ha problemi solo in caso di grave ipossia (carenza di ossigeno) ed ha una debole protezione nei confronti della malaria.

Per questo motivo, non mi sembra corretto dire che l'anemia falciforme è letale in doppia dose. Direi sicuramente che, nella persona affetta da malattia, c'è un'aspettativa di vita inferiore rispetto ad una persona sana.

Dopo questa spiegazione, dovrebbe  essere chiaro quale sia la risposta corretta; tuttavia, possiamo analizzarle tutte.

1) un allele dominante
è sbagliato: la malattia è autosomica recessiva, si presenta quando il soggetto ha entrambi gli alleli recessivi rr.

2) è sempre presente in doppia dose
Potrebbe trarre in inganno. L'anemia falciforme è sempre presente nella persona omozigote recessiva rr. Tuttavia, la domanda chiede perché il tratto non sia scomparso dal pool genetico della specie umana. Il fatto che la malattia si presenti in omozigosi non è rilevante. Inoltre, anche l'eterozigote Rr ha una lieve tendenza alla falcizzazione (che può anche diventare rilevante in caso di ipossia grave).

3) compare nei discendenti di ogni generazione
è una malattia autosomica recessiva: normalmente le persone malate hanno entrambi i genitori portatori sani e la malattia non compare nei discendenti di ogni generazione.
Wikipedia
4) si conserva nell'eterozigote, avvantaggiato in casa di malaria
è la risposta corretta: nelle zone dove la malaria è endemica, il 30% della popolazione risulta, infatti, eterozigote.
Da http://www.nature.com/nrg/journal/v2/n12/fig_tab/nrg1201-967a_F1.html
Le aree colorare sono quelle dove la malaria è presente (in rosso le aree endemiche; in giallo le aree a rischio moderato; in verde le aree dove la diffusione è rara).
Le aree tratteggiate, sono quelle dove è diffusa la mutazione alla base dell'anemia falciforme.

5) si interviene sui globuli rossi dell'individuo malato, sostituendo il gene alterato con un gene normale
Ci sono degli studi in corso riguardo alla possibilità di utilizzare la terapia genica per guarire i malati di anemia falciforme; tuttavia non è certo questo il motivo per il quale il tratto non è scomparso dal pool genetico della specie umana.

Che ne dici Domenico? Ho chiarito i tuoi dubbi?
In bocca al lupo per il test,
Tania Tanfoglio

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