COMPITO DI GENETICA UMANA DEL 28/01/2020 (LM BIOLOGIA)

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1) L’albero genealogico mostra i membri di una famiglia colpiti da una rara sindrome e fornisce per ognuno di loro il fenotipo relativo al gruppo sanguigno. Entrambi i loci sono autosomici. Dopo aver analizzato l’albero, stabilisci se la sindrome presenta una trasmissione recessiva o dominante e se emerge o meno un’associazione tra il gene della sindrome e quello del gruppo sanguigno. Basandovi sui dati precedenti stabilite il genotipo per i due geni nei nonni ed in caso di associazione fate una stima della distanza tra i due geni. Infine se III6 sposa una donna normale di gruppo sanguigno 0, stabilite qual’è la probabilità che il loro figlio sia di gruppo sanguigno B ed affetto.

2) L’emofilia è una malattia umana recessiva legata al cromosoma X. Un giovane di sesso maschile, con cariotipo 47,XXY (sindrome di Klinefelter) è emofiliaco, e anche suo fratello, 46,XY, lo è, mentre entrambi i genitori sono normali. Dopo aver indicato con e il gene responsabile della malattia, stabilite in quale genitore e in quale momento è avvenuta la non-disgiunzione che ha generato la sindrome di Klinefelter nel ragazzo. Illustra la situazione aiutandoti con uno schema.

3) La condizione 46, XX maschio è dovuta ad una scambio anomalo tra il cromosoma X ed Y nella meiosi paterna. Potresti progettare un esperimento per stabilire che regioni sono coinvolte nello scambio? Quali sono le cause che determinano questi scambi anomali?

Come sono i soggetti che portano questa condizione?

4) La corèa di Huntington (HD) è la forma più grave di malattia neurodegenerativa nell’adulto. Dopo aver illustrato tutte le caratteristiche di questa patologia, progetta un test diagnostico per evidenziare la presenza della mutazione in cellule fetali ottenute per amniocentesi. In quale situazione faresti un’indagine di questo tipo?

5) Descrivi in dettaglio le patologie a carico dei geni della globina dovute a difetti nello splicing.

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1) Il seguente albero genealogico illustra l’eredità di una malattia. Dopo aver stabilito di che tipo di trasmissione si tratta, indicate i genotipi laddove è possibile. Si ricorda che bisogna assumere, salvo evidenze del contrario, che gli individui non appartenenti alla famiglia non abbiano l’allele della malattia. Stabilite inoltre qual è la probabilità che la progenie sia malata per i seguenti incroci: a) III1 x III9; b) III1 x III3; c) III3 x III7; d) III8 x III6; e) III8 x III12; f) III5 x III12

2) Illustra le caratteristiche del cariotipo umano. Quali criteri morfologici sono stati adottati per separare i cromosomi nei gruppi? Descrivi le costrizioni primarie e secondarie non nucleolari e quelle nucleolari. Con quale tipo di bandeggio possono essere identificate?

3) Un uomo è eterozigote per una traslocazione reciproca tra il cromosoma 2 ed il 3 (entrambi metacentrici). Il punto di rottura della traslocazione è, per entrambi i cromosomi, nel braccio lungo, poco al di sotto del centromero. Questo maschio è anche eterozigote per le mutazioni recessive per il gene della fenilchetonuria (PKU) e per il gene della coagulazione (H). In particolare gli alleli recessivi sono sul braccio corto rispettivamente dei cromosomi 2 e 3 non traslocati, gli alleli selvatici sui cromosomi traslocati. Dopo aver disegnato la traslocazione, l’appaiamento e la segregazione dei cromosomi, stabilite il tipo di gameti che produce questo individuo. Se questo individuo si sposa con una donna con i cromosomi normali ed omozigote per entrambe le mutazioni, che tipo di progenie vi aspettate e in quale rapporto?

4) Due analisi di FISH sono state eseguite su due metafasi umane normali indipendenti.

La prima rivela un punto fluorescente alle estremità di ogni cromosoma. La seconda rileva un punto fluorescente nella costrizione primaria del cromosoma 1. Quale sonda potrebbe essere stata usata per ciascuna ibridazione? Fornite tutte le spiegazioni. Descrivete le tappe di un esperimento di FISH.

5) Descrivi le tappe cha hanno portato all’identificazione e isolamento del gene FRM1 responsabile della sindrome dell’X fragile (FXS). A quale gruppo di patologie appartiene la sindrome?

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COMPITO DI GENETICA UMANA (LM BIOLOGIA) DEL 03/03/2020

1) Stabilisci qual’è il più probabile tipo di trasmissione per il gene responsabile della malattia di Hunter descritto in questo albero. Calcola qual’è la probabilità per la coppia II1xII2 di avere un figlio malato. Supponete che il loro primo figlio sia affetto, qual’è la probabilità per la stessa coppia di avere un secondo figlio affetto? Infine calcola la probabilità della donna IV1 di avere un figlio malato se sposata ad un uomo normale

2) Una donna fenotipicamente normale ha un bambino affetto dalla sindrome di Down. La donna possiede 45 cromosomi. Che tipo di cariotipo potrebbe avere? Che tipo di anormalità cromosomica può spiegare questa condizione? Quanti cromosomi ha il figlio affetto? Servite di uno schema per spiegare come si è determinata la condizione.

3) Un Southern blot viene ibridato con due frammenti dell’enzima di restrizione EcoRI del gene globinico b:un frammento di 4 Kb del suo promotore e un frammento di 3 Kb della sua regione codificante. La figura mostra i risultati dell’ibridazione, dove lo spessore della banda corrisponde all’intensità del segnale di ibridazione.

Spiegate perchè la banda di 4 Kb, ma non quella di 3 Kb diminuisce d’intensità quando la cromatina isolata prima della digestione con EcoRI viene trattata con concentrazioni crescenti di DNAsi.

Come spigate la comparsa della banda di 2 Kb in questi campioni? Che significato ha? Illustra la situazione aiutandoti con uno schema.

4) Descrivi nel dettaglio la metodica di utilizzo della 5-bromodesossiuridina (BUdR) per analizzare il pattern di replicazione dei cromosomi e per seguire la replicazione dei cromosomi durante il ciclo cellulare,

5) Descrivi le reversioni sessuali. Di che tipo di patologia si tratta? Quali condizioni che rientrano in questa situazione conosci? Quali meccanismi generano queste condizioni?

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1) Stabilisci qual’è il più probabile tipo di trasmissione per il gene responsabile della malattia di Hunter descritto in questo albero. Calcola qual’è la probabilità per la coppia II1xII2 di avere un figlio malato.

Supponete che il loro primo figlio sia affetto, qual’è la probabilità per la stessa coppia di avere un secondo figlio affetto? Infine calcola la probabilità della donna IV1 di avere un figlio malato se sposata ad un uomo normale

2) Franco e Maria hanno un bambino con la sindrome di Down. E’ stata usata una sonda, derivata dal cromosoma 21, per identificare gli RFLP in Franco e Maria e nel bambino (le bande più scure indicano i segnali d’intensità doppia). Basandovi sui risultati dell’ibridazione, illustrate in quale genitore ed in quale fase si sono verificati gli eventi di non-disgiunzione nei casi in cui il pattern RFLP del bambino abbia l’aspetto mostrato nelle corsie A o B della figura seguente. Aiutati con uno schema per illustrare la situazione.

3) Nell’uomo esiste un allele autosomico N che causa anomalie nelle unghie e nelle rotule, provocando la cosiddetta sindrome unghia-patella (NP). Considerate alcuni matrimoni in cui un partner ha la sindrome unghia-patella e gruppo sanguigno A e l’altro partner ha unghie e rotule normali e gruppo sanguigno O. Da questi matrimoni nascono alcuni figli aventi la sindrome NP e gruppo sanguigno A. Alcuni figli (non imparentati) appartenenti a tale fenotipo crescono, si sposano tra loro e hanno a loro volta dei figli. In questa seconda generazione si osservano quattro fenotipi con le seguenti quantità:

sindrome NP, gruppo sanguigno A 783 sano, gruppo sanguigno 0 824 sano, gruppo sanguigno A 103 sindrome NP, gruppo sanguigno 0 96

Analizzate in modo completo e approfondito questi dati spiegando la situazione dei due geni. Che altre informazioni potete ottenere da questi dati? Determinatele. Illustrate il genotipo degli individui della prima generazione.

4) Descrivi le tappe cha hanno portato all’identificazione e isolamento del gene FRM1 responsabile della sindrome dell’X fragile (FXS). A quale gruppo di patologie appartiene la sindrome?

5) Descrivi tutte le caratteristiche dei cromosomi acrocentrici presenti nel cariotipo umano. Qual’è il tipo di bandeggio che li evidenzia al meglio? Che tipo di alterazione strutturale più frequentemente coinvolge questi cromosomi e perchè?

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1) Un uomo daltonico e di gruppo sanguigno 0 sposa una donna con visione normale dei colori e gruppo sanguigno AB. Il padre della donna era affetto da daltonismo, anomalia determinata da un gene associato all’X. I gruppi sanguigni sono determinati da un gene autosomico. A) Quali sono i genotipi dell’uomo e della donna? B) Quale percentuale dei figli avrà daltonismo e gruppo sanguigno B? C) Quale percentuale dei figli avrà daltonismo e gruppo sanguigno A? D) Quale percentuale dei figli avrà daltonismo e gruppo sanguigno AB?

2) Recentemente sono state messe a punto nuove tecniche di citogenetica quali la CGH o l’array-CGH. Descrivi in dettaglio queste metodiche. Quali informazioni forniscono? In quali casi useresti queste tecniche

3) Dopo aver descritto la causa più frequente per la sindrome dell’X fragile allestiti un test in diagnosi pre-natale per identificare un soggetto affetto dalla condizione. In quali condizioni eseguiresti il test? A che cosa si deve il nome della patologia?

4) Un individuo fenotipicamente anormale ha un padre con fenotipo normale che porta un’inversione in una copia del cromosoma 7, e una madre normale senza alcuna modifica nella struttura cromosomica. L’ordine dei geni lungo il cromosoma 7 del padre è:

RTDMcenPUXZC (cromosoma 7 normale) e rtdupCENmxzc (cromosoma 7 invertito). Il figlio fenotipicamente anormale possiede il cromosoma 7 con il seguente ordine dei geni:

RTDMcenPudtr. Utilizzando un disegno, spiega come si è formato questo cromosoma.

Nella tua risposta, spiega dove si è verificato il crossing-over.

5) Descrivete in dettaglio la gametogenesi maschile aiutandoti con uno schema. Per fare questo considerate due coppie di cromosomi metacentrici, una in cui i cromosomi sono più grandi ed una in cui i cromosomi sono più piccoli ed assumete che sulla coppia più grande ci siano due geni con gli alleli Aa e Bb e con gli alleli recessivi in trans. Assumete anche che sulla coppia più piccola sia presente un’altro gene con i due alleli C e c. Disegnate per questi cromosomi la loro figura alla metafase della I divisione meiotica, indicando anche tutte le possibili combinazioni. Non considerate il crossing-over. Quali tipi di gameti si formano al termine della meiosi? Considerando i prodotti finali della meiosi, per quale motivo è necessario l’appaiamento degli omologhi in meiosi, mentre non è desiderabile in mitosi?

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1) L’albero genealogico mostra i membri di una famiglia colpiti da una rara sindrome e fornisce per ognuno di loro il genotipo relativo al gruppo sanguigno. Entrambi i loci sono autosomici. Dopo aver analizzato l’albero, stabilisci se la sindrome presenta una trasmissione recessiva o dominante e se emerge o meno un’associazione tra il gene della sindrome e quello del gruppo sanguigno.

Basandovi sui dati precedenti stabilite il genotipo per i due geni nei nonni ed in caso di associazione fate una stima della distanza tra i due geni. Infine se III1 sposa una donna normale di gruppo sanguigno 0, stabilite qual’è la probabilità che il loro primo figlio sia di gruppo sanguigno B ed affetto?

2) Nel mezzo di coltura in cui stanno crescendo cellule umane è stata aggiunta timidina radioattiva.

Dopo 30 minuti il terreno è sostituito con timidina fredda. Se le cellule stanno entrando in fase S nel momento in cui è stata aggiunta la timidina radioattiva, quale distribuzione della radioattività sarà presente nel cromosoma nella prima e nella terza metafase dopo l’aggiunta della timidina radioattiva?

3) Una donna fenotipicamente normale ha un bambino affetto dalla sindrome di Down. La donna possiede 45 cromosomi. Che tipo di anormalità cromosomica può spiegare questa condizione?

Quanti cromosomi ha il figlio affetto? Servite di uno schema per spiegare come si è determinata la condizione.

4) Un cromosoma ha la seguente sequenza: 12cen365478. Illustra con uno schema come questo cromosoma si appaierebbe con un cromosoma la cui sequenza è 12cen345678. Quale tipo di alterazione cromosomica è presente? A seguito dell’appaiamento del primo cromosoma con quello normale che tipo di gameti risulterebbero se: a) si verificasse un crossing-over tra le regioni 5 e 6;

b) si verificasse un crossing-over tra le regioni 7 e 8; c) in assenza di crossing-over

5) Descrivi tutte le tappe che hanno portato all’identificazione del gene SRY come fattore di determinazione testicolare partendo dalle caratteristiche del cromosoma sessuale Y.

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1) Il pedigree mostrato nella figura illustra l’eredità di una malattia rara trasmessa come carattere autosomico dominante. Campioni di DNA prelevati dagli individui delle generazioni II e III vengono sottoposti ad analisi di associazione con RFLP. Un locus RFLP si trova sul cromosoma 10 e viene identificato con la sonda A che identifica due aplotipi: aplotipo A1 (banda di 10 Kb), aplotipo A2 ( bande di 7Kb e 3Kb). L’altro locus si trova sul cromosoma 21 e identifica tre diversi aplotipi: aplotipo B1 (banda di 5Kb), aplotipo B2 (bande di 2 Kb e 3 Kb), aplotipo B3 (bande di 1 Kb e 4 Kb). I risultati dell’analisi sono illustrati nella figura. Stabilite su quale cromosoma è localizzato il gene responsabile della malattia e con quale aplotipo segrega. Illustrate il genotipo completo degli individui della II generazione

2) Descrivi le tappe cha hanno portato all’identificazione e isolamento del gene FRM1 responsabile della sindrome dell’X fragile (FXS). A quale gruppo di patologie appartiene la sindrome? Quali sono le caratteristiche della sindrome? E’ possibile identificare uno stato di pre- mutazione?

3) ) Cinque cloni BAC di DNA umano (da A a E) vennero saggiati per la presenza di siti STS, indicati con STS-1 fino a STS-9. I risultati sono riportati nella tabella sottostante, dove un segno + indica che quel BAC contiene l’STS in questione.

STS

BAC 1 2 3 4 5 6 7 8 9

A - - - - - + + - +

B + - - - + - - + -

C - - - + - + - - -

D - + + - - - - + -

E - - - - + - - - +

Dopo aver descritto che cosa sono le STS, la loro utilità e la tecnica che consente di stabilire la presenza di una STS all’interno di un clone BAC, disegna la mappa fisica della regione, indicando l’ordine degli STS.

Allinea i BAC in un contig. Ci sono delle ambiguità? Se si come potresti risolverle?

4) Un uomo è eterozigote per una traslocazione reciproca tra il cromosoma 7 ed il 12 (entrambi metacentrici).

Il punto di rottura della traslocazione è, per entrambi i cromosomi, nel braccio lungo, poco al di sotto del centromero. Questo maschio è anche eterozigote per le mutazioni recessive per il gene della fenilchetonuria (PKU) e per il gene della coagulazione (H). In particolare gli alleli recessivi sono sul braccio corto rispettivamente dei cromosomi 2 e 3 non traslocati, gli alleli selvatici sui cromosomi traslocati. Dopo aver disegnato la traslocazione, l’appaiamento e la segregazione dei cromosomi, stabilite il tipo di gameti che produce questo individuo. Se questo individuo si sposa con una donna con i cromosomi normali ed omozigote per entrambe le mutazioni, che tipo di progenie vi aspettate e in quale rapporto?

5) Un marcatore molecolare deve essere polimorfo per risultare utile negli studi di mappatura fisica? Un marcatore molecolare deve essere polimorfo per essere utile alla costruzione delle mappe genetiche?

Motiva la tua risposta e fornisci un esempio per i due tipi di marcatore molecolare spiegando come vengono identificati.