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Genetica umana

Ramón Lucas Lucas, LClucas@unigre.it

www.ramonlucas.org

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Storia

P Anni 30: coperta dei “difetti congeniti del metabolismo” (difettoereditario nei processi normali del metabolismo)

P Anni 30-45: piano eugenetico nazista: eliminazione degli ebreiabitanti in Europa, dei gruppi “inferiori” e di quelli “difettosi”

P Anni 45-50: condanna dell’eugenetica nazista; ma rimane l’ideadella necessità di migliorare la costituzione genetica umana.

P Fine anni ’50: è “naturale il desiderio che ogni nuova generazionerappresenti un avanzamento genetico rispetto alla precedente: ilmiglior metodo per realizzarlo è l’inseminazione artificiale”(Muller) – proposta la “scelta germinale”, banche con seme dipersone “superiori”, intellettualmente e fisicamente.

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Storia

P Sindrome di Down (J. Lejeune: 1959): presenza di uncromosoma 21 doppio

P 1943, Avery, MacLeod, McCarty: la molecola dell’acidodesossiribonucleico (DNA) è il materiale di cui son fatti i geni

P 1953, Watson e Crick: il DNA è costituito da una struttura adoppia elica

P Anni 70-< Ingegneria genetica umana:< diagnosi prenatali e test genetici,< terapie geniche, < biotecnologie (applicazione su uomo, animali e piante).

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Storia

P Storia del PROGETTO GENOMA UMANO< 1989 Aunncio < 1990: Inizio< 2000: Annuncio della “bozza” completa della sequenza (95%) < 2001: La bozza è resa pubblica

P Obiettivi del progetto< determinare l’intera sequenza nucleotidica del genoma umano< quanti geni abbiamo (25.000 - 30.000);< come funzionano le cellule; < come evolvono gli esseri viventi;< in che modo le singole cellule si trasformano in organismi

complessi;< cosa accade esattamente quando ci ammaliamo.

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Storia

P Anni 90- Questioni etiche:< Teologi e filosofi: questioni del rischio e del danno< Discussione sulle tecniche e sulle possibili terapie future< La tentazione di “playing God”?

P Consiglio d’Europa, Convenzione di bioetica (1991): < “Non si potrà procedere a test predittivi di malattie genetiche o che

permettano di identificare il soggetto come portatore di un generesponsabile di una malattia o di scoprire una predisposizione osuscettibilità genetica ad una malattia, se non a fini medici o diricerca medica, e sotto riserva di un counseling geneticoappropriato”

P La Convenzione di Oviedo del 1997 sui diritti dell’uomo e labiomedicina.

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PlacentaCordone ombelicale

Midollo

In organismogià formato

(Pluripotenti/ Multipotenti)

Embrione neiprimissimi stadidello sviluppo

Embrionali(Totipotenti)

Staminali

Oseenervose

epatiche...

Differenziate

46 cromosomi

Somatiche

SpermatozooOvulo

23 cromosomi

Germinali

LE

CELLULE

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P Programmazione del genoma umano

La Cellula

- Un uomo adulto 75.000 miliardi di cellule- Cellula - Membrana cellulare - Citoplasma - Nucleo: nucleolo + cromosomi - Mitocondri - Ribosomi - Centrioli.

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< Genetica: il genoma umano

DNA : Basi (Lettere, alfabeto chimico)

< È il doppio filamento avvolto a spirale dicui è formato il cromosoma

< È formato da quattro BASI o letterechimiche: Adenina, Timina, Citosina,Guanina .

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<Genetica: il genoma umano

Le Triplette (Parole)

< Le quattro BASI o lettere chimiche:Adenina, Timina, Citosina, Guaninacombinandosi a gruppi di tre paia A-T C-G T-A formano le triplette (aminoacidi)

< Una sequenza di aminoacidi è unaproteina.

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PGenetica: Il genoma umano

I Geni (Frasi)< Gruppi di triplette combinate tra loro in una

sequenza determinata formano i “geni”, chesono i piani costruttivi di ciascuna proteina

< Ogni cellula “somatica” utilizza solo una minimaparte del genoma: quella che le serve perprodurre la “sua” proteina

< Il Gene utilizzato dalla cellula si chiama “attivo”,gli altri, “passivi”

< Le cellule nelle quali nessun Gene è attivo sichiamano “totipotenti” o “staminali”, perchéadatte ad essere attivate geneticamente in unmodo o nell’altro.

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PGenetica: Il genoma umano

I Geni (Frasi)

PAllele< Forme diverse di uno stesso gene

< Ogni variante di sequenza di un gene

< Due cromosomi omologhi possiedono gli stessigeni, ma diverse forme alleliche.

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PGenetica: Il genoma umano

Il genoma (Libro)

< La successione programmata dei geni lungotutto il nastro di DNA forma il genoma, cioè, illibro. Il genoma è, dunque, la somma totaledella combinazione di triplette (ATCG)

< È suddiviso in molte sezioni: i geni(combinazione singola di triplette per formare ipiani costruttivi di ciascuna proteina)

< In ogni cellula c’è tutto il genoma al completo.

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P Il genoma umano:< Def.: insieme dei geni contenuti nei cromosomi di una

cellula– Cromosomi L DNA: Basi L Triplette L Geni L Genoma 46 ATGC Singola Tripl. GruppiTrip. Somma Tri.

(Lettere) (Parole) (Frasi) (Libro)

< Scoperta ed Identificazione dei cromosomi umani

< “Progetto Genoma Umano”: Inizio 1990; 26 Giugno2000, HGP e Celera Genomics: 3 billioni lettere chimichenel DNA umano; 25-30.000 geni– Sperimentazione ed ingegneria genetica– Selezione e predeterminazione del sesso– Discriminazione dei disabili genetici: aborto, polizze assicurative– Illusione di un mondo ideale senza sofferenza...– Brevettazione del risultato delle biotecnologie.

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Comosomi umaniP Il numero e la morfologia dei cromosomi è tipico per ogni specie.

Tuttavia non è il numero dei cromosomi che rende la specie unica mainformazione portata in quei cromosomi. Specie umana: 46 cromosomiorganizzato in 23 coppie di omologhi, uno di origine paterna e uno diorigine materna.

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Meiosi e Mitosi

Divisione Divisione Gameti Cellule

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MeiosiP Gli organismi superiori si riproducono mediante l’unione di due

cellule sessuali specializzate, i gameti (aploidi) che si uniscono aformare un’unica cellula chiamata zigote (diploide)

P Il mantenimento di un numero costante di cromosomi è assicuratomediante un tipo particolare di divisione cellulare “riduzionale”chiamato meiosi.

P Il materiale cromosomico si raddopia UNA volta e la cellula si divideDUE volte.

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Mitosi

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Mitosi

P Divisione cellulare eucarioticaP Processo complesso che interessa il nucleo e assicura che

ogni nuovo nucleo riceva lo stesso numero e gli stessi tipi dicromosomi che erano presenti nel nucleo di origine

P Produce due cellule diploidi.

Cellula figlia 46 cr

Cellula madre 46 cr

Cellula figlia 46 cr

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La meiosi genera le diversità

La mitosi è un processo conservativo.

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Mutazioni genetiche

P Il patrimonio genetico della specie umana vaincontro a continue modificazioni; questosalvaguarda la capacità di adattamentoall’ambiente.

P Tuttavia, alcune di queste modificazioni, omutazioni, comportano malattie genetiche.

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Classificazione delle malattie genetiche

DiabeteMalattie cardio-circolatorieL’arteriosclerosi,L’obesitàIl cancro

Multifattoriali

Talassemia Emofilia Daltonismo Fibrosi cistica Albinismo

Monogeniche

Sindrome di Klinefelter (XXY XY)Sindrome di Turner (X XX)Sindrome di Down (cr 21 !!! !!)Cromosomiche

Malattie genetiche

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Classificazione delle malattie genetiche

P La maggior parte delle caratteristiche di un individuo, come ilcolore degli occhi, l’altezza, il carattere etc... non segue latrasmissione caratteristica dei geni mendeliani, ma èdeterminata dall'intervento di più geni, che spesso interagisconocon l'ambiente.

P La gran parte delle malattie umane più frequenti sonomultifattoriali. Fra queste il diabete, le malattie cardio-circolatorie, l’arteriosclerosi, l’obesita’ e il cancro.

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