LE LEGGI DI MENDEL SULL’EREDITARIETA’

La COREA DI HUNTINGTON (HD) si manifesta inizialmente con cambiamento della personalità, perdita di memoria e movimenti involontari; colpisce nel pieno dell’età adulta, e nei 15-20 anni successivi porta alla perdita completa del controllo motorio e delle facoltà intellettive.
Seguendo la trasmissione della malattia attraverso molte generazioni è stato possibile identificare una chiara modalità di trasmissione: gli individui affetti aveva un genitore anch’egli affetto e approssimativamente metà dei figli di un genitore affetto sviluppava la malattia.
La FENILCHETONURIA è un’altra malattia ereditaria (PKU) che si manifesta con ritardo mentale dovuto ad un disturbo nel metabolismo della fenilalanina, che si trova in molti dei cibi della normale dieta dell’uomo.
La PKU ha un modello di ereditarietà molto differente dall’HD, infatti gli individui affetti da PKU non hanno solitamente genitori affetti, ma se un bambino in famiglia ha la PKU, il rischio per altri bambini è di circa il 25%; quando i genitori sono geneticamente correlati (consanguinei) tipicamente nei matrimoni tra cugini, hanno più probabilità di avere bambini affetti da PKU.
L’HD e la PKU sono due esempi di trasmissione ereditaria di disturbo mentale che possono essere spiegate da semplici leggi formulate da Mendel.

Mendel osservò che nella prima generazione filiale (F1), tutti i figli mostravano solo uno dei caratteri presenti nei genitori, l’altro carattere era completamente scomparso.
Le caratteristiche che apparivano nella F1 vennero chiamate DOMINANTI, mentre il carattere antagonista non evidente nella F1 ricompariva nella F2 e venne definito RECESSIVO, esso presente nella generazione parentale (P) e ricomparso nella F2, era presente pure nella F1 seppur non evidente.
La F2 quindi era composta da caratteri dominanti e recessivi in un rapporto 3:1, Mendel concluse che ci sono due “elementi” di ereditarietà per ogni carattere in ciascun individuo, e che questi due elementi si separano, cioè segregano, durante la riproduzione (la formazione dei gameti). La discendenza riceve uno dei due elementi da ognuno dei genitori. Mendel concluse che uno dei due elementi può dominare l’altro, in modo che un individuo con un solo elemento dominante possa mostrare il carattere; un elemento recessivo, si manifesta solo quando entrambi gli elementi sono recessivi.
Questa è la prima legge di Mendel: LA LEGGE DELLA SEGREGZIONE.
Gli elementi di cui parla Mendel sono ora chiamati GENI. Le forme alternative di un gene sono dette ALLELI.
La combinazione di tutti gli alleli di un individuo costituisce il suo genotipo, invece l’insieme dei caratteri osservabili rappresenta il suo fenotipo.
- L’HD è causata da un allele dominante, dunque gli individui affetti avranno un allele dominante ed un allele recessivo (normale), gli individui non affetti hanno due alleli recessivi; è raro che un individuo abbia due alleli dominanti, poiché ciò significherebbe che entrambi i genitori sono affetti.
Quindi avremo il genitore affetto con il genotipo Hh e il genitore non affetto con il genotipo hh.
I discendenti erediteranno sempre l’allele h dal genitore non affetto ma avranno il 50% di probabilità di ereditare l’allele H dal genitore affetto.
Questo spiega perché gli individui affetti da HD hanno sempre un genitore affetto (Hh) e perché il 50% della discendenza sviluppa la malattia.
E’ stato dimostrato che il gene HD si trova sul cromosoma 4.
- La PKU, a differenza dell’HD, è causata da un allele recessivo, dunque affinché la progenie risulti affetta deve avere due copie dell’allele recessivo PKU, la progenie con una sola copia dell’allele recessivo non risulta affetta, ma si definisce portatrice.
La PKU può essere ereditata da due genitori non affetti ma portatori. Ciascun genitore avrà un allele affetto (recessivo in questo caso) PKU ed un allele normale; la progenie ha il 50% della probabilità di ereditare l’allele PKU da un genitore e il 50% della probabilità di ereditare l’allele PKU dall’altro e dunque risultare affetta poiché ha ereditato due copie dell’allele recessivo PKU.
La probabilità che i due eventi si verifichino contemporaneamente è del 25% (cioè che la progenie erediti da entrambi i genitori l’allele PKU).
Questo spiega perché i genitori non affetti possono avere figli affetti e perché quando entrambi i genitori sono portatori un rischio del 25% per la progenie di essere affetto, e il 50% della progenie sarà a sua volta portatore.
Invece se un genitore è affetto e l’altro è portatore, il rischio per la progenie di essere affetta è del 50%.
Dunque, abbiamo visto come la teoria dell’ereditarietà di Mendel spiega sia il modello di trasmissione dominante sia quello recessivo.

In una seconda serie di esperimenti, Mendel prese in considerazione degli incroci di piselli che differivano per due caratteri: un genitore produceva semi lisci e gialli (caratteri dominanti) e l’altro genitore produceva semi verdi e rugosi (caratteri recessivi).
La F1 era composta interamente da componenti genotipicamente eterozigoti (semi lisci e gialli), mentre nella F2 vi era un rapporto di 9.3.3.1, ovvero su 16 combinazioni 9 presentavano i due caratteri dominanti, e 1 i due caratteri recessivi, 3 e 3 presentavano due combinazioni alternative di caratteri dominanti e recessivi. Egli trovò dunque che gli alleli per due geni riassortiscono indipendentemente.
In altre parole, formulò la seconda legge, o DELL’ASSORTIMENTO INDIPENDENTE, che afferma che l’ereditarietà di un gene non è influenzata dall’ereditarietà dell’altro.
La cosa più importante riguardo a questa seconda legge di Mendel sono le eccezioni, derivanti da anomalie nella meiosi, ad esempio quando due geni per due caratteri sono posti in stretta vicinanza sullo stesso cromosoma, ciò causa che i due caratteri NON vengono ereditati indipendentemente, ma che vengono ereditati insieme: questo fenomeno è chiamato CONCATENZAZIONE (LINKAGE).