29 febbraio 2016

Alberi genealogici: come individuare la modalità di trasmissione di un carattere

Come promesso nel post precedente, oggi vi propongo un nuovo esercizio di genetica.
Si tratta di individuare la modalità di trasmissione del seguente albero genealogico.

Per risolvere l'esercizio ripropongo lo stesso schema introduttivo dell'esercizio che vi ho proposto sabato, perchè può esserci utile anche in questo caso.
Per prima cosa bisogna osservare attentamente l'albero genealogico e ricordarsi cosa differenzia le diverse tipologie di trasmissione. In secondo luogo, è necessario scegliere l'unica ipotesi accettabile, oppure l'ipotesi più probabile.
Rivediamo, quindi, le caratteristiche salienti delle diverse modalità di trasmissione.

  • Il carattere si presenta in tutte le generazioni. Normalmente un individuo affetto ha almeno un genitore affetto. Se solo un genitore è affetto, lo saranno anche la metà dei figli; se lo sono entrambi, sarà malata il 50% della progenie. (75% se la forma AA non è letale)
  • Compare con la stessa frequenza nei due sessi.
  • Il carattere non si presenta in tutte le generazioni, normalmente salta una generazione.  
  • Di solito un individuo affetto ha due genitori non affetti; però, se entrambi i genitori sono affetti, lo saranno anche tutti i loro figli.
  • Il carattere ricorre con la stessa frequenza nei due sessi ed i genitori lo trasmettono ai figli indipendentemente dal sesso.
  • Il padre affetto trasmette il carattere a tutte le figlie, che ne saranno affette ed a nessun figlio maschioIl padre, infatti, trasmette ai figli il proprio cromosoma Y non può trasmettere loro il carattere legato al cromosoma X.
  • La madre affetta ha il 50% di possibilità di trasmettere il carattere ai figli, maschi o femmineI figli e le figlie che hanno ereditato il tratto, presenteranno la malattia: normalmente il quadro patologico è più grave nel maschio rispetto alla femmina (che si trova in situazione di eterozigosi).
  • Il maschio evidenzia la mutazione nel fenotipo, la femmina, invece, sarà portatrice sanaProprio per questo vi è un numero maggiore di maschi colpiti rispetto alle femmine.
  • Il padre trasmette il cromosoma X mutato a tutte le figlie femmine, che però non manifesteranno il tratto nel fenotipo perchè saranno portatrici sane. Non c'è alcuna possibilità che il padre trasmetta la malattia ai figli maschi.
  • La manifestazione fenotipica della malattia in una donna è un evento estremamente raro perchè è possibile sono ed esclusivamente se una donna portatrice sana sposa un uomo malato. La frequenza di questo tipo di combinazione è estremamente rara, dipende alla frequenza del gene nella popolazione ed aumenta nel caso di matrimoni tra consanguinei. Per questo motivo, come nel caso esplicitato sopra, escludo questa possibilità, salvo diverse indicazioni presenti nel testo dell'esercizio o nell'albero genealogico.
Cosa si nota osservando l'albero:
  • La patologia sembra non saltare le generazioni, ma abbiamo un'eccezione nella terza generazione dove due genitori fenotipicamente sani, hanno una figlia malata; proprio questo aspetto ci fa escludere che si tratti di una patologia autosomica dominante; dovremmo, infatti, presupporre una mutazione ex-novo, avvenuta nella cellula uovo o nello spermatozoo. L'evento è piuttosto raro e noi siamo alla ricerca del meccanismo di trasmissione più probabile.
  • Possiamo escludere facilmente anche la trasmissione legata al cromosoma X dominante, osservando la coppia della seconda generazione; un uomo malato e una donna sana, non possono avere una figlia sana. Ricordo che non possiamo valutare l'ipotesi che la figlia sia portatrice sana perchè si tratta di un tratto dominante.


  • Anche la mutazione legata al cromosoma X recessiva è da escludere: una patologia di questo tipo, infatti, colpisce con maggiore frequenza i soggetti di sesso maschile e ed è molto rara nel sesso femminile. Nell'albero genealogico che stiamo analizzando ci sono ben 4 donne malate. inoltre la coppia della prima generazione, formata da una donna malata e da un uomo sano, non può avere figli maschi sani né figlie femmine malate, come invece si vede in questo albero genealogico.


  • L'unico meccanismo di trasmissione accettabile è, quindi, la trasmissione autosomica recessiva. Tuttavia, deve trattarsi di un tratto che si manifesta nella popolazione con una certa frequenza. Ricordo che si utilizza il simbolo A- quando non è possibile stabilire il genotipo del soggetto basandosi solo sull'albero genealogico che si sta esaminando. La donna II-1, infatti, ha certamente l'allele A, ma non possiamo sapere se l'altro allele sarà A oppure a; è verosimile che sia AA. Tuttavia, non mi sento di escludere neppure la possibilità che sia Aa, data la frequenza di questo tratto nella popolazione (che ho dedotto dall'albero genealogico stesso, dopo aver escluso le altre possibilità). Anche l'uomo IV-1 non ha un genotipo definito e non possiamo fare ipotesi, dato che non ha avuto figli.


Spero che questi nuovi alberi genealogici aiutino molti studenti a superare l'esame di genetica!
In bocca al lupo a tutti!
Tania Tanfoglio

2 commenti:

  1. Ciao! Complimenti per il blog, solo una domanda, non potrebbe essere che il maschio della F3 sano che ha un figlio malato presenti penetranza incompleta e quindi la trasmissione sia autosomica dominante?

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    1. Ciao,
      Grazie! In questo tipo di esercizi devi sempre individuare l'ipotesi più probabile per questo motivo non ho valutato l'ipotesi di penetranza incompleta. Solitamente nel testo ci sono delle indicazioni se ci si aspetta una risposta diversa dall'ipotesi più probabile.

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