Fissaidee 2

1. I caratteri monogenici umani

I caratteri umani monogenici o monofattoriali sono caratteri determinati dalla azione di un singolo gene e vengono trasmessi seguendo i principi mendeliani. Per analizzare la trasmissione dei caratteri umani da una generazione ad un’altra viene utilizzato uno strumento di lavoro peculiare, l’albero genealogico, che consente di ottenere non solo informazioni sulla modalità di trasmissione di specifici caratteri umani, ma anche di valutare, all’interno di un gruppo familiare, la probabilità di generare figli affetti o portatori sani di una malattia genetica di cui sono affetti uno o più componenti della famiglia.

Nonostante le numerose metodiche molecolari oggi a disposizione del genetista, l’analisi degli alberi genealogici continua a rivestire un ruolo centrale nella consulenza genetica, fornendo le indicazioni sulla necessità di eventuali approfondimenti diagnostici di tipo molecolare o sui rischi di generare prole con malattie genetiche. A volte, in base alle caratteristiche dell’albero genealogico, non è necessario procedere con indagini di laboratorio lunghe e onerose per diagnosticare lo stato di affetto o di portatore sano di una malattia genetica essendo evidenziabile in base dai genotipi noti dei componenti della famiglia.

2. Gli alberi genealogici

L’albero genealogico è una rappresentazione grafica della trasmissione di un carattere all’interno di una famiglia che viene costruito partendo dal “probando”, cioè dall’individuo di cui si vuole conoscere, ad esempio, lo stato di portatore sano di una malattia genetica che ha colpito un componente della sua famiglia. L’albero genealogico, che viene costruito utilizzando una simbologia ben precisa

3. La trasmissione ereditaria di tipo Autosomico Recessivo (AR)

Dall’analisi dell’albero genealogico si può dedurre che il tratto in esame sia Autosomico, se gli affetti sono sia maschi che femmine in ugual misura. Inoltre, si potrà dedurre che si eredita come un tratto recessivo se vi sono individui affetti nati da genitori non affetti (cioè portatori sani).

Una coppia di genitori portatori sani (eterozigoti) ha 25% di probabilità di avere un figlio malato (omozigote recessivo), 50% sano ma eterozigote (portatore sano) e il 25% di probabilità di avere un figlio sano con genotipo omozigote dominante. Tale rapporto genotipico 1/4: 2/4: 1/4 e il rapporto ¾ : ¼ tra fenotipo dominante (sani) e fenotipo recessivo (malati) è esattamente lo stesso che si ritrova alle F2 negli incroci per ciascuno dei caratteri di Pisum sativum descritti da Mendel.

Per i caratteri che si ereditano con modalità AR, l’incidenza della malattia aumenta in caso di incroci tra consanguinei (ad esempio cugini di 1° grado). Inoltre, è da sottolineare che gli alleli mutati recessivi si mantengono nelle popolazioni naturali in quanto presenti negli eterozigoti, che non manifestano la malattia, ma che hanno il 25% di probabilità di avere figli con la malattia.

Sono esempi di malattie a trasmissione AR la Fibrosi cistica, l’Anemia falciforme, l’Albinismo. Un albero genealogico tipico dell’eredità AR, è rappresentato nella figura

4. La trasmissione ereditaria di tipo Autosomico Dominante (AD)

La trasmissione dei caratteri segue il modello di eredità Autosomico Dominante se maschi e femmine sono affetti in ugual misura e se ogni individuo affetto ha almeno un genitore affetto. Infatti, la peculiarità dei caratteri AD è che gli individui malati (se si tratta di un carattere malattia) sono presenti in tutte le generazioni. Inoltre, gli individui affetti sono, nella stragrande maggioranza dei casi, eterozigoti ed hanno dunque il 50% di probabilità di trasmettere l’allele mutato alla progenie. Le malattie che si trasmettono con questo modello di eredità sono molto più rare rispetto a quelle AR perché la presenza anche di un solo allele mutato determina la malattia che è spesso un evidente svantaggio per chi ne è portatore, diminuendo la possibilità di trasmettere l’allele mutato alla progenie.

Sono esempi di malattie AD la Corea di Huntington, la Polidattilia, la Brachidattilia. Un albero genealogico tipico dell’eredità AD, è rappresentato nella figura

5. La trasmissione ereditaria dei caratteri legati ai cromosomi sessuali

Una delle indicazioni che uno specifico carattere è legato al cromosoma X è l’assenza di trasmissione del carattere dal padre a tutti i figli maschi, perché il genitore maschio trasmette ai figli maschi il cromosoma Y, non il cromosoma X.

Se il carattere è recessivo si riscontra una prevalenza di maschi affetti che, infatti, avendo un solo cromosoma X manifestano il fenotipo recessivo, al contrario delle femmine che, avendo due cromosomi X, possono essere eterozigoti portatrici sane. Le femmine portatrici sane hanno il 50% di probabilità di trasmettere l’allele mutato ai figli maschi che saranno quindi affetti.

I maschi affetti, oltre a non avere figli maschi affetti, avranno certamente tutte le figlie portatrici sane. Femmine malate, seppure siano poco frequenti, possono nascere solo da maschi affetti e femmine portatrici, anche se tale incrocio è alquanto improbabile.

Sono esempi di malattie X-linked recessive il Daltonismo, l’Emofilia, la Distrofia muscolare di Duchenne. Un albero genealogico tipico dell’eredità X-linked recessiva, è rappresentato nella figura

Molto rari sono i caratteri malattia di tipo X-linked dominante in cui tutte e solo le figlie femmine di un uomo affetto, sono affette. Dunque, in questo caso di riscontra una prevalenza di femmine affette.

Sono X-Linked Dominante alcune forme di Condrodisplasie, alcune forme di Polidattilia e poche altre condizioni patologiche.

I geni presenti nel cromosoma Y sono poche decine e la trasmissione dei caratteri ad essi associati avviene esclusivamente dal padre a tutti, e solo, i figli maschi.

6. La trasmissione ereditaria di tipo non mendeliano

Nelle cellule eucariotiche, quindi anche nelle cellule umane, oltre al DNA nucleare, è presente anche il DNA mitocondriale. I geni in esso contenuti vengono trasmessi in maniera diversa rispetto ai geni nucleari; infatti, accade che tutti i figli di una madre affetta, da una malattia dovuta alla mutazione di un gene mitocondriale, sono affetti mentre tutti i figli di un padre affetto non sono affetti.

Questo modello di eredità per via “materna” è dovuto al fatto che i mitocondri dello zigote sono solo quelli presenti nel gamete femminile, perché i mitocondri presenti negli spermatozoi non vengono trasmessi durante la fecondazione. Mutazioni del DNA mitocondriale sono responsabili di alcune malattie genetiche umane, soprattutto Miopatie, Cardiomiopatie e Sindromi Neurologiche essendo i muscoli e il sistema nervoso tessuti particolarmente ricchi di mitocondri.