27 gennaio 2014

Un bambino Klinefelter con malattia di Hunter: non disgiunzione materna durante la meiosi II

Chiedilo a Tania

Salve professoressa Tania!
Sono Cinzia,studentessa in scienze biologiche.
Ho scoperto da pochissimo il suo blog e non può immaginare che gioia per me vedere una luce in fondo al tunnel della genetica,materia che sto studiando in vista esame alle porte.
Credo che la genetica sia una materia molto interessante, ma ha bisogno di spiegazioni chiare ed efficaci.
Vorrei chiederle se è possibile avere una spiegazione riguardo a questo esercizio:
Nell'uomo la sindrome di Hunter è nota come carattere legato al cromosoma X a penetranza completa. In una famiglia, due genitori fenotipicamente normali hanno generato due figlie fenotipicamente normali e un figlio con sindrome di Hunter e sindrome di Klinefelter.
Spiegare con degli schemi l'origine di questo figlio doppiamente affetto.

In attesa di una sua risposta la ringrazio anticipatamente

Distinti saluti,
Cinzia

Ciao Cinzia,
Grazie davvero per le tue belle parole.
Vediamo se riesco ad aiutarti in questo esercizio.

Prima di tutto, dobbiamo conoscere la sindrome di Hunter e, in particolare, la sua modalità di trasmissione.
La malattia di Hunter, nota anche come mucopolisaccaridosi tipo II o MPS II (cliccare sul link, per approfondire), è una patologia da accumulo lisosomiale, che esordisce nell'infanzia con un quadro clinico piuttosto variabile.
Nelle forme più gravi i bambini, solitamente maschi, presentano: dismorfismi facciali, ridotta mobilità delle articolazioni e ritardo mentale.
La trasmissione è recessiva legata al cromosoma X.
Ecco due link che chiariscono la modalità di trasmissione:


In secondo luogo dobbiamo aver chiaro alcuni concetti di base, riguardo alla meiosi e a cosa succede in caso di non disgiunzione. Infatti è certamente una non disgiunzione ad aver causato la sindrome di Klinefelter (XXY); i bambini affetti, sono maschi che presentano frequentemente testicoli piccoli, ingrossamento del seno e ridotta peluria; sono spesso più alti del normale e sterili; la maggior parte è dotata di un’intelligenza che rientra nella norma.

Qui riporto solo i concetti chiave del meccanismo di non disgiunzione, perché ne ho parlato approfonditamente in questo post.


NELLA DONNA
Non disgiunzione in meiosi I porta a:
  • 50% delle cellule uovo con due cromosomi X
  • 50%  delle cellule uovo senza alcun cromosoma X
Non disgiunzione in meiosi II porta a:
  • 50%  delle cellule uovo con un solo cromosoma X (normale)
  • 25%  delle cellule uovo con due cromosomi X
  • 25%  delle cellule uovo senza alcun cromosoma X
Vediamo cosa succede quando questi gameti sono fecondati da un gamete normale:


Spermatozoo X (normale)
Spermatozoo Y (normale)
cellula uovo con due cromosomi X
XXX Tripla X
XXY Sindrome di Klinefelter
cellula uovo senza alcun cromosoma X
X Sindrome di Turner
Y non vitale
cellula uovo con un solo cromosoma X (normale)
XX femmina normale
XY maschio normale


NELL'UOMO
Non disgiunzione in meiosi I porta a:
  • 50% degli spermatozoi con un cromosoma X ed un cromosoma Y
  • 50%  degli spermatozoi senza alcun cromosoma sessuale
Non disgiunzione in meiosi II: due sono i casi possibili
  • 50%  degli spermatozoi con un solo X (normale)
  • 25%   degli spermatozoi con due cromosomi Y
  • 25%  degli spermatozoi senza alcun cromosoma sessuale
Oppure
    • 50%  degli spermatozoi con un solo Y (normale)
      • 25%  degli spermatozoi con due cromosomi XX
        • 25%  degli spermatozoi senza alcun cromosoma sessuale
        Vediamo cosa succede quando questi gameti sono fecondati da un gamete normale:



        Cellula uovo X (normale)
        spermatozoo con un cromosoma X ed un cromosoma Y
        XXY Sindrome di Klinefelter
        spermatozoo senza alcun cromosoma sessuale
        X Sindrome di Turner
        spermatozoo con un solo cromosoma X (normale)
        XX femmina normale
        spermatozoo con un solo cromosoma Y (normale)
        XY maschio normale
        spermatozoo con due cromosomi XX
        XXX Tripla X
        spermatozoo con due cromosomi YY
        XYY Disomia del cromosoma Y)
        Non ci resta che ragionare sui dati raccolti. 

        Un bambino Klinefelter affetto anche da sindrome di Hunter sarà XXY. Ho indicato i cromosomi con la mutazione con il colore rosso. 
        Il bambino ha sicuramente entrambi i cromosomi portatori della mutazione per la MPS II, viceversa, trattandosi di un tratto recessivo, non manifesterebbe la malattia.

        Il bambino ha sicuramente ereditato il cromosoma Y dal padre. Se si è verificata un non disgiunzione, può però avergli trasmesso anche il cromosoma X.
        Questa ipotesi, tuttavia, è certamente da escludere: ecco perché.

        La MPS II è un tratto recessivo legato al cromosoma X.
        Una donna può essere portatrice sana della mutazione.
        Un uomo, invece, se presenta la mutazione, essendo emizigote (XY), manifesta la patologia. Questa considerazione ci fa escludere, senza ombra di dubbio che il padre sia portatore dell'allele mutato.
        Dunque è ragionevole ritenere che la mamma sia portatrice sana di MPS II (XX). 

        L'evento di non disgiunzione si è verificato durante la formazione della cellula uovo. Se si fosse verificato durante la formazione dello spermatozoo il bambino non sarebbe malato. 
        Ora, se osserviamo lo schema precedente, possiamo vedere che la non disgiunzione può essersi verificata sia in meiosi I sia in meiosi II.

        Si tratta di decidere se l'evento di non-dirgiunzione che ha causato la sindrome di Klinefelter si sia verificato nella meiosi I o nella meiosi II. L'errore è avvenuto durante la meiosi II, osserviamo l'immagine: vengono illustrate sia la non disgiunzione in meiosi I (a destra) sia la non disgiunzione in meiosi II (a sinistra).
        http://greatneck.k12.ny.us/ 
        Consideriamo il cromosoma rosso come portatore della mutazione. Solo una non disgiunzione meiotica avvenuta durante la meiosi II spiega la formazione di un gamete con due cromosomi rossi, ovvero entrambi portatori della mutazione per la sindrome di Hunter. 

        Per concludere: il padre del bambino è sano. La madre, invece, è portatrice sana di MPS II.
        A questo si aggiunge un evento di non disgiunzione verificatosi nella meiosi II nella formazione dell'ovocita. Questo porta alla nascita di un bambino Klinefelter affetto anche da MPS II.

        Cinzia, spero che la mia spiegazione di abbia aiutato a comprendere questo argomento un po' complesso. Osserva bene il disegno: è chiarificatore!! Oppure... prova a fare un disegno tu stessa!
        Fammi sapere e auguri per l'esame,
        Ciao,
        Tania Tanfoglio

        2 commenti:

        1. Grazie di cuore per la sua chiarissima e dettagliata spiegazione!
          Ho compreso tutto alla grande attraverso gli schemi ben commentati!Gentilissima e bravissima!
          Con molto piacere le farò sapere l'esito del mio esame.
          A presto.

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