Ereditarietà genetica

L'ereditarietà è il meccanismo attraverso il quale l'informazione genetica viene trasmessa di generazione in generazione. Qual è la base dell'ereditarietà genetica e l'origine delle malattie ereditarie?

Genoma umano: le basi dell’ereditarietà genetica

Il nostro corpo è costituito da cellule, considerate l’unità fondamentale della vita. Gli esseri umani sono composti da cellule eucariote, ed è all’interno di un’area di queste, chiamata nucleo, in cui la maggior parte del nostro DNA è contenuto e protetto.

Il DNA dell’essere umano contiene l’informazione genetica individuale, espressa dai geni. Normalmente, disponiamo di due copie per ciascun gene, uno proveniente dalla madre e uno dal padre.

Quando una cellula è in procinto di dividersi, il materiale genetico viene condensato e organizzato in cromosomi. Gli esseri umani possiedono 46 cromosomi, disposti a coppie, chiamati cromosomi omologhi e che condividono le stesse informazioni (uno ereditato dalla madre e l’altro dal padre).

Inoltre, uomo e donna differiscono per una coppia di cromosomi, i cromosomi sessuali, X e Y (ovvero che determinano il sesso).

Qual è l’origine delle malattie ereditarie?

La genetica umana studia l’eredità biologica degli esseri umani, cioè come l’informazione viene trasmessa attraverso le generazioni.

Come abbiamo anticipato, ogni gene è presente in due copie, una proveniente dalla madre e l’altra dal padre. Ognuna di esse ha una funzione. A volte possono verificarsi variazioni o mutazioni, piccoli cambiamenti che possono alterare il loro normale funzionamento o addirittura innescare una malattia.

Queste mutazioni possono essere trasmesse alla prole come meccanismo di eredità genetica. Ecco perché una malattia legata all’alterazione di un gene può anche essere trasmessa di generazione in generazione. Tuttavia, non sempre avviene, poiché l’espressione genetica non dipende solo dai geni, ma anche dall’ambiente.

Come si manifestano le mutazioni che causano le malattie?

La genetica mendeliana studia il modo in cui i geni vengono trasmessi alle generazioni successive. Prende il nome dal padre della genetica, Gregor Mendel, che per primo descrisse i meccanismi dell’ereditarietà. Le note leggi di Mendel spiegano in che modo la mutazione a carico di un gene possa essere tramandata alla prole.

Le mutazioni possono essere dominanti o recessive:

• Mutazioni dominanti: per esprimersi è sufficiente che la mutazione sia presente in una sola copia. La persona che eredita questa mutazione svilupperà quindi la malattia. Di solito si verifica in tutte le generazioni e in genere uno dei genitori ne è affetto.
• Mutazioni recessive: in questo caso, sono necessarie due copie della mutazione per avviare la malattia. Normalmente, i genitori sono portatori del gene mutato e uno dei figli sviluppa la malattia. I portatori sono soggetti con un gene alterato, pur non avendo espresso la malattia.

Modelli ereditari della malattia

1. Ereditarietà genetica autosomica dominante

Normalmente, anche uno dei genitori del soggetto malato ha espresso la malattia. Inoltre, tende a comparire in tutte le generazioni e la probabilità che un individuo affetto trasmetta il tratto a ciascun figlio è solitamente del 50%. In questo caso, femmine e maschi sono colpiti allo stesso modo.

Alcune malattie soggette a questo modello di ereditarietà sono:

• Malattia di Huntington.
• Ipercolesterolemia familiare.
• Acondroplasia.
• Neurofibromatosi di tipo I.
• Emoglobinopatie.
• Alcune malattie legate al collagene, come l’osteogenesi imperfetta o sindrome di Ehlers-Danlos.
• Cardiomiopatie ipertrofiche familiari.

2. Autosomica recessiva

Nell’ereditarietà autosomica recessiva sono necessarie entrambe le copie dello stesso gene alterato. Entrambi i genitori della persona colpita sono portatori.

In questo caso, è più difficile che tutte le generazioni ne siano colpite. Si trasmette a entrambi i sessi con una probabilità media del 25%. Occorre ricordare che i portatori non necessariamente manifestano sintomi; infatti, spesso non sono consapevoli di esserlo.

Alcune malattie con questo modello di ereditarietà sono:

• Fibrosi cistica.
• Atrofia muscolare spinale.
• Fenilchetonuria.
• Sindrome di Smith-Lemli-Opitz.
• Anemia falciforme.

3. Ereditarietà genetica legata al sesso (legato al cromosoma X)

In questo caso, il gene interessato si trova su uno dei cromosomi sessuali X o Y. Ricordando che le donne hanno due copie del cromosoma X (XX) e gli uomini, una copia del cromosoma X e una del cromosoma Y (XY), il modello tra i due sessi in questo caso sarà diverso.

A seconda che la mutazione sia dominante o recessiva, occorrono rispettivamente una o due copie del gene interessato affinché la generazione successiva manifesti la malattia.

In questo caso, va notato che il padre non può trasmettere la malattia ai figli maschi, poiché contribuisce sempre con il suo cromosoma Y. Tuttavia, può trasmetterlo alle figlie, perché lascia in eredità una copia del suo cromosoma X. Se il gene interessato è quello della madre, può trasmetterlo sia ai figli maschi che alle femmine.

Alcune malattie legate al cromosoma X sono:

• Distrofia muscolare di Duchenne.
• Rachitismo ipofosfatemico.
• Emofilia A.
• Sindrome dell’X fragile.

Questi sono alcuni dei modelli ereditari, ma ne esistono altri più complessi, nonché varianti di essi.