L'analisi degli alberi genealogici

Spiega il significato dei simboli di base di un albero genealogico: quadrati e cerchi, simboli pieni e vuoti, linea orizzontale che unisce due individui e linea verticale che scende da essa.

Quali informazioni minime deve riportare un albero genealogico per poter dedurre il modello di ereditarietà di un carattere? Indica almeno tre dati indispensabili e giustifica la loro utilità.

Descrivi due caratteristiche di un albero genealogico che facciano sospettare che una malattia si erediti con un modello autosomico dominante, e giustifica ciascuna di esse.

Descrivi due caratteristiche di un albero genealogico che facciano sospettare che una malattia si erediti con un modello autosomico recessivo, e spiega perché in questi alberi è frequente trovare genitori sani con figli affetti.

Due genitori sani hanno una figlia affetta da una malattia ereditaria. Spiega perché la malattia deve essere dovuta a un allele recessivo e perché, inoltre, non può trattarsi di un'ereditarietà legata al cromosoma X.

Una coppia in cui entrambi i membri sono affetti dalla stessa malattia ereditaria ha tre figli: due affetti e uno sano. Spiega se la malattia può essere dovuta a un allele recessivo o a uno dominante e indica il genotipo più probabile dei genitori.

In una famiglia, una stessa malattia compare nel nonno, in una sua figlia e in due dei tre figli di lei, colpendo in egual misura uomini e donne; invece, nessun figlio delle persone sane della famiglia è affetto. Deduci il modello di ereditarietà più probabile e assegna i genotipi più probabili alle tre generazioni.

Indica due caratteristiche di un albero genealogico che orientino verso un'ereditarietà recessiva legata al cromosoma X, e spiega perché in questo modello la maggior parte degli affetti sono maschi.

In una malattia recessiva legata al cromosoma X, un uomo affetto ha figli e figlie con una donna sana non portatrice. Spiega a quali dei suoi discendenti trasmetterà con certezza il suo cromosoma X con l'allele mutante e quale conseguenza avrà questo sull'aspetto dell'albero genealogico.

Una donna con visione normale il cui padre era daltonico è sposata con un uomo con visione normale. La coppia ha quattro figli: una figlia sana, una figlia portatrice, un figlio sano e un figlio daltonico. a) Assegna i genotipi ai genitori e a ciascuno dei figli. b) Spiega quale caratteristica di questa famiglia è tipica dell'ereditarietà legata al cromosoma X.

L'albero genealogico dello schema mostra la trasmissione di una malattia ereditaria in tre generazioni; i simboli pieni corrispondono a individui affetti. a) Deduci il modello di ereditarietà più probabile della malattia e giustificalo. b) Indica il genotipo degli individui I-1 e I-2. c) Indica i genotipi possibili dell'individuo contrassegnato con ? e la probabilità che sia portatrice, motivando la risposta.

La fenilchetonuria è una malattia autosomica recessiva. Una coppia di cugini di primo grado, entrambi sani ma con un precedente familiare della malattia, ha un figlio affetto. a) Indica i genotipi dei genitori. b) Calcola la probabilità che il loro prossimo figlio sia a sua volta affetto dalla malattia. c) Spiega perché la consanguineità aumenta la probabilità che compaiano malattie recessive nella discendenza.

Per una malattia autosomica recessiva, una donna sana ha un fratello affetto; i suoi genitori sono entrambi sani. La donna sposa un uomo sano il cui padre era affetto e la cui madre era omozigote normale. a) Calcola la probabilità che la donna sia portatrice. b) Indica il genotipo del marito. c) Calcola la probabilità che il primo figlio della coppia sia affetto dalla malattia.

Una coppia sana ha quattro figli: due maschi sani, un maschio affetto da una malattia ereditaria e una femmina sana. Anni dopo, la figlia sana ha con un uomo sano un figlio affetto dalla stessa malattia. a) Spiega se la malattia si adatta meglio a un modello autosomico recessivo o a uno recessivo legato al cromosoma X. b) Assegna i genotipi della prima coppia e della figlia. c) Indica quale probabilità aveva a priori la figlia di essere portatrice.

Si indaga la storia clinica di un'anomalia della coagulazione del sangue in una famiglia di tre generazioni:

• Nella generazione I, un maschio affetto (I-1) e una donna sana senza precedenti (I-2) hanno due discendenti: una figlia sana (II-2) e un figlio sano (II-3).

• La donna II-2 ha dei figli con un uomo sano (II-1): il primo figlio maschio (III-1) è affetto dall'anomalia, il secondo figlio maschio (III-2) è sano e la terza figlia (III-3) è una donna sana.

• Il maschio II-3 ha due figlie sane con una donna sana senza precedenti familiari.

1. a) Disegna l'albero genealogico completo utilizzando i simboli standard internazionali e indica il genotipo più probabile di ciascun individuo.
2. b) Argomenta in dettaglio perché il modello di trasmissione corrisponde a un'ereditarietà recessiva legata al cromosoma X, giustificando perché non può trattarsi di un'ereditarietà legata al cromosoma Y né di un'ereditarietà autosomica dominante.
3. c) Spiega il concetto di «ereditarietà crociata» (criss-cross inheritance) applicandolo a questo albero genealogico, indicando il percorso concreto di trasmissione dell'allele mutato dalla generazione I fino all'individuo III-1.
4. d) Se la donna III-3 ha dei figli con un maschio sano, calcola la probabilità che il suo primo discendente (maschio o femmina) manifesti la malattia e la probabilità che abbiano una figlia portatrice.

In una famiglia si presentano due caratteri indipendenti: la sordità ereditaria, autosomica recessiva, e il daltonismo, recessivo legato al cromosoma X. Un uomo sano e non daltonico, il cui padre era sordo, ha dei figli con una donna sana portatrice dell'allele del daltonismo, la cui madre era sorda. a) Indica i genotipi della coppia. b) Calcola la probabilità che abbiano un figlio maschio sordo e daltonico. c) Calcola la probabilità che abbiano una figlia sana per entrambi i caratteri. d) Spiega se qualche figlia di questa coppia potrebbe essere daltonica.

La malattia di Huntington è dovuta a un allele autosomico dominante a manifestazione tardiva, che di solito compare dopo i 40-50 anni. Il padre di una donna di 30 anni, attualmente sana, ha sviluppato la malattia a 50 anni. a) Indica la probabilità che la donna abbia ereditato l'allele. b) Calcola la probabilità che un suo figlio lo erediti. c) Spiega perché le malattie dominanti a insorgenza tardiva pongono un problema particolare nell'analisi degli alberi genealogici e nella consulenza genetica.

Per una malattia autosomica recessiva, la frequenza dei portatori sani nella popolazione generale è di 1 su 25. Un uomo sano ha una sorella affetta e programma di avere figli con una donna senza storia familiare della malattia. a) Calcola la probabilità che l'uomo sia portatore. b) Calcola la probabilità che la coppia abbia un figlio affetto. c) Spiega come cambierebbe il rischio se la coppia fosse formata da cugini di primo grado con un nonno comune affetto, senza eseguire il calcolo numerico.

Una coppia si reca a una consulenza genetica. Il nonno paterno dell'uomo ha avuto una malattia autosomica dominante a penetranza completa, ma il padre dell'uomo, di 60 anni, è sano. Dalla parte della donna, la madre è portatrice nota di una malattia recessiva legata al cromosoma X. a) Indica, argomentando, quale probabilità ha l'uomo di trasmettere la malattia dominante. b) Calcola la probabilità che la donna sia portatrice della malattia legata al cromosoma X. c) Calcola la probabilità che il primo figlio maschio della coppia sia affetto da quella malattia. d) Riassumi in che cosa consiste la consulenza genetica e quali decisioni può aiutare a prendere.

Nell'albero genealogico di una famiglia si osserva che una malattia viene trasmessa da tutte le donne affette a tutti i loro figli e figlie, mentre nessun uomo affetto la trasmette ad alcuno dei suoi discendenti. Deduci quale tipo di ereditarietà presenta questa malattia e giustificalo a partire da dove si trova la sua informazione genetica e da come si trasmette.

Spiega quale caratteristica di un albero genealogico permette di distinguere una malattia dominante legata al cromosoma X da una malattia autosomica dominante, prendendo come riferimento ciò che accade ai figli e alle figlie degli uomini affetti in ciascun caso.

Si studiano tre diversi alberi genealogici. Nell'albero A, tutti i figli delle donne affette presentano la malattia e nessun figlio di uomini affetti la presenta. Nell'albero B, la malattia compare in tutte le generazioni e colpisce in egual misura uomini e donne, e ogni affetto ha almeno un genitore affetto. Nell'albero C, la malattia salta le generazioni, colpisce quasi sempre i maschi e non si trasmette mai da padre a figlio maschio. a) Assegna a ciascun albero il modello di ereditarietà più probabile. b) Giustifica ciascuna assegnazione a partire dalle caratteristiche descritte. c) Indica in quale dei tre casi le donne possono essere trasmettitrici sane della malattia.

Il rachitismo ipofosfatemico resistente alla vitamina D è una malattia dominante legata al cromosoma X. Un uomo affetto e una donna sana hanno tre figlie e due figli: tutte le figlie sono affette e nessun figlio maschio lo è. a) Spiega perché questo risultato è quello atteso per questo modello di ereditarietà. b) Assegna i genotipi dei genitori e dei figli. c) Se una delle figlie affette ha dei figli con un uomo sano, indica quale proporzione di figli e figlie ci si aspetta che sia affetta, giustificandolo.

Nell'albero genealogico di una malattia rara si osserva quanto segue: nella generazione I, un uomo affetto e una donna sana hanno nella generazione II una figlia affetta e un figlio sano; la figlia affetta ha con un uomo sano, nella generazione III, un figlio affetto e una figlia sana. a) Argomenta se l'albero genealogico è compatibile con un'ereditarietà autosomica dominante. b) Argomenta se è compatibile con un'ereditarietà dominante legata al cromosoma X. c) Argomenta se è compatibile con un'ereditarietà autosomica recessiva. d) Concludi quale o quali dei modelli sono i più parsimoniosi per una malattia rara e giustifica la risposta.