Glossario genetico

Locus (plurale: loci)

Regione cromosomica contenente un gene responsabile di una certa malattia; le specifiche del locus vengono indicate dal numero del cromosoma, la lettera p o q a seconda che si tratti del braccio corto o lungo del cromosoma, ed un numero corrispondente alla precisa sede della regione sul braccio del cromosoma. Ad es. il locus DYT1 (contenente il gene responsabile della distonia primaria di torsione ad esordio giovanile in un arto e frequente generalizzazione) è localizzato nella regione 9q34 (sul braccio lungo del cromosoma 9).

Fenotipo

L'insieme delle manifestazioni cliniche che derivano da alterazioni di un determinato gene. Tale gene può essere stato già identificato oppure semplicemente localizzato in una specifica regione cromosomica. A volte il termine fenotipo viene utilizzato in maniera più ampia per indicare un insieme di manifestazioni cliniche di una certa malattia, anche se non è presente un correlato genetico.

Trasmissione

Rappresenta il modo in cui i geni vengono trasmessi da una generazione alla successiva. Ogni individuo possiede due copie dello stesso gene, ereditate una dal padre e una dalla madre. Un gene anomalo, responsabile di una malattia, può trasmettersi sostanzialmente in due modi differenti: la trasmissione autosomico dominante e quella autosomico recessiva. In entrambi i casi, individui di sesso maschile e femminile sono interessati in egual misura dalla malattia. Una terza modalità di trasmissione è quella recessiva legata al cromosoma X, in cui è colpito prevalentemente il sesso maschile.

1. Trasmissione autosomica dominante: è sufficiente una sola copia del gene malato per sviluppare la malattia. In un caso esemplificativo, un genitore malato possiede una copia anomala del gene mentre l'altro genitore sano possiede due copie normali del gene. Ogni figlio della coppia avrà il 50% di possibilità di ereditare la copia anomala del gene dal genitore malato, e quindi di sviluppare a sua volta la malattia. Il fatto di possedere una copia alterata del gene tuttavia non significa necessariamente sviluppare la malattia. Alcuni geni, infatti, come il gene DYT1, presentano una penetranza ridotta: ciò vuol dire che solo una ridotta percentuale degli individui portatori di una copia anomala del gene svilupperà la malattia, mentre gli altri saranno portatori sani dell'anomalia genica, in grado di trasmetterla ai propri figli ma senza sviluppare mai la malattia nel corso della vita. Ad esempio il gene DYT1 ha una penetranza del 30%: su 100 individui portatori di una copia anomala del gene soltanto 30 svilupperanno la malattia, mentre 70 resteranno portatori sani a vita. Le ragioni della ridotta penetranza dei geni non sono ancora note. Verosimilmente altri fattori influenzano l'espressione di un gene, quali altri geni regolatori oppure fattori ambientali.
2. Trasmissione autosomica recessiva: è necessario che entrambe le copie del gene siano alterate affinché la malattia si sviluppi. Tale modalità di trasmissione è più frequente in caso di parentela tra i due genitori. In un caso esemplificativo, i due genitori sani sono entrambi portatori di una copia anomala e di una copia normale del gene (sono detti portatori sani); ognuno dei figli avrà il 25% di possibilità di ereditare dai due genitori entrambe le copie sane (non ammalerà e non trasmetterà il gene anomalo alla prole), 50% di possibilità di essere portatore di una copia sana e di una copia anomala del gene (portatore sano), ed infine il 25% di possibilità di ereditare entrambe le copie anomale del gene dai genitori, e quindi di sviluppare la malattia.
3. Trasmissione legata al sesso (o al cromosoma X): il gene responsabile di una malattia legata al sesso è solitamente localizzato sul cromosoma sessuale X. Tale cromosoma si differenzia dagli altri 22 cromosomi del genoma umano (detti autosomi) in quanto mentre la donna ne possiede due copie, l'uomo possiede una sola copia del cromosoma X ed un cromosoma Y, che controlla molte caratteristiche del sesso maschile. Solitamente sono necessarie due copie anomale del gene per sviluppare la malattia: le donne con una copia anomala del gene saranno portatrici sane; nel caso una portatrice sana sposi un individuo sano, i figli di sesso maschile erediteranno il cromosoma Y dal padre e avranno il 50% di possibilità di ereditare il cromosoma X contenente il gene alterato dalla madre, e quindi di sviluppare la malattia. Nel restante 50% dei casi, il figlio erediterà la copia sana del cromosoma X dalla madre portatrice, e sarà perfettamente sano. Al contrario, ogni figlia erediterà un cromosoma X contenente il gene sano dal padre, ed avrà il 50% di possibilità di diventare portatrice sana (ereditando il gene anomalo dalla madre) ed il 50% di possibilità di essere perfettamente normale (ereditando il gene sano dalla madre).

Enza Maria Valente

Che cosa è il DNA?

L'acido desossiribonucleico (DNA) è il substrato dell'ereditarietà, presente in tutte le cellule viventi. Il DNA è composto da 4 diverse subunità chimiche, dette basi, rappresentate con le lettere A, T, C e G. Queste basi sono assemblate in combinazioni specifiche a formare i geni. Il termine "sequenziamento" si riferisce al processo di determinazione dell'ordine delle basi lungo l'elica di DNA. Uno degli obiettivi fondamentali del sequenziamento è quello di identificare i geni.

Che cosa è un cromosoma?

Una lunga struttura nastriforme che contiene una serie di geni, sistemati in sequenza lineare lungo il cromosoma. I cromosomi si trovano nel nucleo delle cellule.

Qual è la relazione tra geni e proteine?

Un gene è un determinato segmento di DNA disposto lungo il cromosoma, che codifica le informazioni per la produzione di una determinata proteina, necessaria per il funzionamento dell'organismo. I geni contengono il codice per la produzione delle proteine. Le proteine sono responsabili di qualsiasi reazione chimica essenziale per la vita. Gli ormoni, gli enzimi e i neurotrasmettitori sono tutti proteine.

Che cosa è il genoma?

Il termine genoma si riferisce al completo patrimonio di istruzioni presenti nei cromosomi di un organismo. Ogni organismo vivente possiede un genoma, per quanto questo possa essere di dimensioni enormemente diverse.

Come vengono sequenziati i geni?

Sia il National Human Genome Research Institute che il Celera Genomics hanno usato la metodica di sequenziamento tramite "shotgun" per mappare il genoma umano. Questo tipo di sequenziamento fa uso di enzimi che tagliano il DNA in centinaia o migliaia di unità random. Il DNA deve essere tagliato in frammenti perché gli attuali strumenti automatizzati per il sequenziamento non riescono a leggere sequenze di DNA più lunghe di circa 500 basi. Il computer sequenzia i frammenti di DNA e dopo li riassembla.

I ricercatori del National Human Genome Research Institute sequenziano dei frammenti di DNA la cui posizione all'interno del genoma è già nota. L'approccio del Celera, invece, è di tagliare l'intero genoma in una volta.

A chi appartiene il genoma sequenziato nell'ambito del "Progetto genoma umano"?

Il DNA è stato prelevato da alcuni volontari, la cui identità rimarrà riservata.

Chi ha accesso alla sequenza del DNA umano?

Gli scienziati del mondo che hanno contribuito al sequenziamento (16 istituzioni in 6 paesi) hanno acconsentito ad inserire i dati in un archivio pubblico entro un giorno dalla verifica. I ricercatori delle Università e delle Istituzioni statali potranno avere libero accesso ai dati del sequenziamento registrandosi attraverso Internet.