04 maggio 2012

Alberi genealogici: distinguere ed identificare la modalità di trasmissione sui cromosomi sessuali

Chiedilo a Tania - La domanda che mi è stata posta riguarda gli alberi genealogici ed ho preparato una serie di post con spiegazione ed esercizi. Cliccare qui per leggere il primo post della serie.

Continuiamo il discorso iniziato ieri e vediamo quali sono i tratti salienti delle modalità di trasmissione legate ai cromosomi sessuali per imparare a distinguerle ed identificarle in un albero genealogico.

Eredità recessiva legata al cromosoma X

Il maschio che presenta una mutazione recessiva legata al cromosoma X la evidenzia nel fenotipo, la femmina, invece, sarà portatrice sana.
Proprio per questo vi è un numero maggiore di maschi colpiti rispetto alle femmine.
Questa, infatti, è la situazione che si presenta con maggiore frequenza.
Indico con il colore rosso il cromosoma sul quale è presente la mutazione recessiva.


X
Y
X
XX
XY
X
XX
XY
100% XX figlie femmine portatrici sane della malattia
100% XY figli maschi sani

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.


X
Y
X
XX
XY
X
XX
XY
50% XX figlie femmine portatrici sane della malattia
50% XX figlie femmine malate
50% XY figli maschi sani
50% XY figli maschi malati

Le due casistiche che ho appena illustrato spiegano perché la malattia ha una maggiore frequenza nei maschi rispetto alle femmine.
Una donna portatrice sana trasmette il tratto alla metà dei suoi figli, indipendentemente dal sesso. I maschi, che hanno ereditato la mutazione, manifesteranno la malattia; le femmine, invece, saranno portatrici sane. 


X
Y
X
XX
XY
X
XX
XY
50% XX figlie femmine portatrici sane della malattia
50% XX figlie femmine sane
50% XY figli maschi sani
50% XY figli maschi malati

Ecco un tipico albero genealogico che illustra la trasmissione recessiva legata al cromosoma X: l'albero presenta una struttura un po' diversa da quelli che ho presentato fin'ora perché mi sono divertita a crearlo io stessa con GenoPro, software per alberi genealogici, assolutamente da provare!

Nell'albero che ho creato si vede chiaramente che il nonno affetto trasmettere il carattere al nipote maschio attraverso la figlia femmina, che è portatrice sana. La trasmissione non è legata al cromosoma Y: la trasmissione nonno nipote, infatti, avviene attraverso la figlia femmina.


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.


X
Y
X
XX
XY
X
XX
XY

100% XX figlie femmine malate
100% XY figli maschi sani

La madre affetta ha il 50% di possibilità di trasmettere il carattere ai figli, maschi o femmine. I 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).
portatrici sane. 


X
Y
X
XX
XY
X
XX
XY

50% XX figlie femmine malate (normalmente in modo meno grave rispetto ai maschi)
50% XX figlie femmine sane
50% XY figli maschi sani
50% XY figli maschi malati

Ecco come si presenta lo stesso albero genealogico di prima in caso di malattia dominante legata al cromosoma X: il maschio trasmette la malattia a tutte le figlie femmine che, a loro volta, la trasmetteranno a metà dei loro figli, indipendentemente dal sesso.



I padri trasmettono il tratto ai figli maschi. Se ci sono delle mutazioni patologiche in questa sede spesso la persona affetta non può avere figli perchè si tratta di mutazioni in geni che regolano la fertilità.
Un'eredità di un tratto legato al cromosoma Y presenta questo andamento, esclusivamente maschile:


Tutti i post della serie sugli alberi genealogici e i meccanismi di trasmissione:

Gli alberi genealogici:


I meccanismi di trasmissione



Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Tania Tanfoglio

Bibliografia:
Russell Peter J., Wolfe Stephen L., (2009), Elementi di genetica, Edises
Per la creazione degli alberi genealogici http://www.genopro.com/

03 maggio 2012

Alberi genealogici: distinguere ed identificare la modalità di trasmissione sui cromosomi autosomi

Chiedilo a Tania - La domanda che mi è stata posta riguarda gli alberi genealogici ed ho preparato una serie di post con spiegazione ed esercizi. Cliccare qui per leggere il primo post della serie.

Come anticipato in precedenza, oggi vediamo quali sono i tratti salienti delle diverse modalità di trasmissione e come distinguerle ed identificarle in un albero genealogico. 
In particolare oggi mi concentrerò sulla trasmissione autosomica recessiva ed autosomica dominante; domani parlerò, invece, della trasmissione legata ai cromosomi sessuali.

Eredità autosomica recessiva
La maggior parte degli individui affetti ha due genitori sani; geneticamente sono eterozigoti e, quindi, portatori sani della mutazione. I fratelli di un individuo affetto hanno il 25% di probabilità di essere malati a loro volta.


A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
25% AA figlio/a sano/a
50% Aa figli/e portatori sani/e
25% aa figlio/a malato/a


Spesso si tratta di geni rari; è, quindi, più probabile che la persona affetta sposi un individuo omozigote normale AA. I figli di questa coppia saranno eterozigoti sani e non manifesteranno la patologia. Per questo si dice che i caratteri recessivi saltano una generazione.


a
a
A
Aa
Aa
A
Aa
Aa
100% Aa figli/e portatori sani/e
 
Quando il carattere è frequente nella popolazione, normalmente, si tratta di un tratto fisiologico o comunque, non grave; ad esempio i lobi dell'orecchio attaccati. In questi casi, sono più frequenti matrimoni tra eterozigoti ed omozigoti recessivi, con una probabilità del 50% di avere figli/e malati/e.


a
a
A
Aa
Aa
a
aa
aa
50% Aa figli/e portatori sani/e
50% aa figlio/a malato/a

Due individui affetti hanno il 100% dei figli affetti (quando il carattere recessivo non impedisce agli individui di essere fecondi).


a
a
a
aa
aa
a
aa
aa
100% aa figlio/a malato/a

Riassumendo:
  • 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.
Ecco un esempio di albero genealogico con trasmissione autosomica recessiva e che risponde alle caratteristiche che abbiamo appena visto:
I-1 ha la malattia; tutti i suoi figli sono portatori sani. La malattia ha saltato una generazione. II-6 e II-7 appartengono ad un'altra famiglia, rispetto ad I-1. Manifestano la malattie ed i loro genitori sono portatori sani. I fratelli hanno il 50% di possibilità di essere portatori sani. II-5 è portatore sano e sposa II-4 anch'essa portatrice sana. La malattia ricompare nei figli. La frequenza è indipendente dal sesso.

Eredità autosomica dominante
Dato che l'allele dominante con un tratto patologico è abbastanza raro, è difficile trovare omozigoti dominanti AA per quel carattere. 
Inoltre, se dovesse capitare, la mutazione potrebbe essere estremamente grave o non compatibile con la vita. Quindi le persone affette sono per lo più eterozigoti Aa.
Escludendo mutazioni ex-novo, ogni persona affetta dell'albero familiare ha almeno un genitore affetto. Il carattere, quindi, non salta le generazioni.


A
a
a
Aa
aa
aA a
aa
50% Aa figli/e malati/e Il genitore malato trasmette la malattia alla metà dei figli.
50% aa figlio/a sani/e

Nel caso di due genitori affetti, la situazione prevista è la seguente:

A
a
A
AA
Aa
a
Aa
aa
25% figlio/a sano/a
50% figlio/a malato
25% figlio/a malato grave che solitamente muore prima dell'età fertile (o forma letale della malattia) 

Riassumendo:
  • 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.
Ecco un esempio di albero genealogico con trasmissione autosomica dominante e che risponde esattamente alle caratteristiche che abbiamo appena visto:
Ogni persona affetta ha un genitore affetto e il carattere generalmente non salta le generazioni, presentandosi con la stessa frequenza nei maschi e nelle femmine.





Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Tania Tanfoglio

Bibliografia:
Russell Peter J., Wolfe Stephen L., (2009), Elementi di genetica, Edises

02 maggio 2012

Alberi genealogici: i simboli

Chiedilo a Tania


Mi ha scritto Giuseppe, ecco la sua e-mail.

Ciao Tania, mi chiamo Giuseppe e ho 19 anni. Sono capitato sul tuo blog per caso mentre navigavo sul web in cerca di appunti/spiegazioni. Il mio problema riguarda la genetica. Premetto di non essere messo male ma ho dei problemi nel momento in cui tento di svolgere gli esercizi. In particolare quelli riguardanti gli alberi genealogici, in questi casi non saprei nemmeno da dove iniziare. Ho provato a cercare vari metodi di risoluzione in giro ma non ho trovato nulla. La mia domanda è: "Avresti esercizi di genetica già svolti/commentati passo per passo al fine da poter apprendere come dovermi comportare?" Sul mio libro di testo c'è poco e su internet non sono riuscito a trovare ciò che volevo.
Se può essere di aiuto tali esercizi mi serviranno per poter affrontare i test di ammissione per la facoltà di  Medicina e Chirurgia.
Grazie in anticipo se avrai modo di aiutarmi e complimenti per l'iniziativa!


Grazie a te Giuseppe, per aver deciso di scrivermi.


Per rispondere a questa interessante domanda ho preparato una serie di post. 


Gli alberi genealogici in genetica sono utilizzati per analizzare le modalità di eredità di una malattia o di un tratto genetico. In questo primo post voglio parlarvi dei simboli utilizzati negli alberi genealogici.
Aver chiaro il significato dei simboli è il primo passo per svolgere correttamente un esercizio.
La femmina è rappresentata da un cerchio, il maschio da un quadrato. Gli individui normali sono rappresentati con simboli vuoti, quelli che manifestano il carattere con simboli pieni.

I simboli maggiormente utilizzati negli esercizi didattici sono i seguenti:



Non vengono, quindi, segnalati nè l'eterozigote per un gene autosomico recessivo nè la donna portatrice di un gene recessivo legato al cromosoma X. 



La loro identificazione permetterebbe, infatti, di individuare molto rapidamente e senza ombra di dubbio il meccanismo di trasmissione.

Ricordo brevemente che, di solito, gli esercizi di questo genere riguardano malattie legate ad un singolo gene e possono essere identificate 4 diverse modalità di trasmissione:
Dato che Giuseppe non è completamente a digiuno di genetica, rimando direttamente ai post sopra citati per i dettagli (cliccando sul titolo si aprirà il post desiderato).

Osserviamo, invece, questo albero genealogico: sono presenti dei numeri. I numeri romani indicano la generazione, i numeri arabi identificano, invece, l'individuo. In questo modo posso identificare facilmente le persone che presentano la malattia o il tratto da analizzare. I-1, ad esempio, è malato; ma lo sono anche: II-6, II-7, III-3 e III-6. 



Quest'albero genealogico mostra la trasmissione di un tratto autosomico recessivo. I-1 è malato (omozigote aa) e non ha nessun figlio affetto. Se la malattia fosse stata autosomica dominante, è molto probabile che si sarebbe manifestata in qualcuno dei suoi figli. Infatti, se una persona è eterozigote aA, ha il 50% di possibilità di trasmettere quel tratto alla prole.
I-3 e I-4 sono evidentemente entrambi portatori della malattia così come II-4 e II-5 e questo spiega la presenza di figli malati per entrambe le coppie.

Quando i dati a disposizione sono scarsi, non è sempre possibile determinare con certezza il genotipo di tutte le persone coinvolte.


Nell'albero proposto è impossibile stabilire se il genotipo di alcuni individui sia omozigote dominante AA o eterozigote aA; dove la determinazione non è possibile si indica semplicemente A-.

Vorrei far notare che ciò non impedisce di determinare il meccanismo di trasmissione della malattia. Sicuramente la malattia è autosomica recessiva: le persone malate sono omozigoti recessive aa ed i loro genitori sono eterozigoti Aa
Non può essere diversamente perchè, se la malattia fosse autosomica dominante, anche i genitori sarebbero malati ed, invece, non ci sono casi di malattia in nessuno dei predecessori
Si potrebbe anche ipotizzare una mutazione ex-novo ma è un caso estremamente raro. Ancora più improbabile è che si verifichi due volte nella stessa famiglia. In questi esercizi la risposta corretta, se non è determinabile con certezza, è sempre la più probabile
Per completezza ricordo che una mutazione ex-novo di un tratto recessivo è possibile ma non sarebbe rilevabile: l'individuo con una nuova mutazione sarebbe un eterozigote asintomatico Aa.

Tutti i post della serie sugli alberi genealogici e i meccanismi di trasmissione:

Gli alberi genealogici:


I meccanismi di trasmissione


Se anche voi, come Giuseppe, avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Tania Tanfoglio

Alberi genealogici da:
Russell Peter J., Wolfe Stephen L., (2009), Elementi di genetica, Edises