GENETICA & ALCOLDIPENDENZA

LA GENETICA

Tutti gli organismi viventi sono formati da cellule. Si calcola che in ognuno di noi ne esistano circa 100 mila miliardi. In ogni cellula è presente un nucleo, all'interno del quale sono racchiusi i cromosomi. Ogni cromosoma è formato da un lunghissimo filamento di DNA.

Il genoma è l'intero patrimonio genetico di un organismo contenuto nel DNA. Ad eccezione dei globuli rossi maturi del sangue (che non hanno nucleo) ciascuna cellula dell'organismo possiede un'intera copia del genoma.

L'unità funzionale del genoma è il gene: ciascun gene serve a costruire una determinata proteina. Queste ultime e non i geni eseguono la maggior parte delle funzioni dell'organismo e ne formano la struttura.



IL DNA

Il DNA (DeoxyriboNucleic Acid o acido deossiribonucleico) è la sostanza che costituisce il patrimonio genetico. è formato da due filamenti disposti a spirale a formare una doppia elica. Ciascun filamento è formato dalla successione di 4 diversi elementi chiamati basi nucleotidiche: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Timina (T). Queste quattro basi sono le lettere che formano l'alfabeto della vita: il nostro patrimonio genetico è formato dalla successione delle quattro lettere A, G, C e T. Nel genoma umano queste quattro lettere si succedono per ben 3,2 miliardi di volte.

Il DNA ha la capacità di fungere da stampo per replicare se stesso: ognuno dei filamenti della doppia elica infatti è complementare all'altro. Quando una cellula si duplica, i due filamenti della doppia elica si separano e ognuno fa da stampo per la sintesi di un filamento complementare. Alla fine del processo, avremo così due molecole di DNA, identiche fra loro. Tutte le cellule di uno stesso individuo contengono lo stesso DNA.  



I CROMOSOMI  

Il DNA è avvolto a formare i cromosomi, visibili al microscopio come strutture simili a bastoncini. Normalmente, ciascuna cellula umana possiede 46 cromosomi, di cui 23 sono ereditati dalla madre, 23 dal padre.

Questo è il nostro corredo cromosomico:

• 2 cromosomi sessuali: il cromosoma X e il cromosoma Y. Le femmine possiedono due copie dell'X (XX) i maschi possiedono un cromosoma X e un cromosoma Y (XY). Il cromosoma Y, per forza di cose, è sempre di origine paterna.
• 22 coppie di cromosomi non sessuali, detti autosomi, uguali a due a due. Questo fa sì che ciascun gene dell'organismo sia presente in due copie, una di origine materna e l'altra di origina paterna. Ognuna delle due copie è detta allele.

 
Non sempre gli alleli sono uguali fra loro, anzi molto spesso presentano delle differenze. Gli alleli sono quindi versioni diverse dello stesso gene. Fanno eccezione i geni contenuti nel cromosoma X e Y, che sono presenti in una sola copia nel maschio, in due copie nella femmina.

Il cariotipo è l'insieme del corredo cromosomico di un individuo.  



I GENI  

All'interno di ciascun cromosoma si trovano migliaia di geni. Ognuno è un segmento di DNA che contiene le istruzioni per fabbricare una proteina. I geni sono le unità funzionali del patrimonio genetico. Si stima che nel genoma umano esistano 30-40mila geni. Curiosamente, i geni rappresentano solo il 2 per cento circa di tutto il DNA umano. La maggior parte del DNA non codifica per alcuna proteina, e la sua funzione non è ancora del tutto chiara.  



LE MALATTIE GENETICHE  

Le malattie genetiche sono causate da alterazioni nel DNA di un individuo. Possono essere acquisite, come avviene nella maggior parte dei tumori, o ereditarie se l'alterazione del DNA viene trasmessa alle generazioni successive.

Le malattie causate da difetti in un solo gene si dicono monogeniche, mentre se i geni alterati sono più di uno la malattia è poligenica. Se a causare la malattia intervengono anche fattori ambientali, si parla di malattia multifattoriale.

Le malattie genetiche ereditarie si possono trasmettere secondo diverse modalit:

• eredità monogenica o mendeliana, dal nome di Gregor Mendel, lo studioso che nell'800 scoprì i principi della genetica classica: per le malattie dovute all'alterazione di un singolo gene;
• eredità multifattoriale, dovuta al concorrere di più geni e all'intervento di fattori ambientali;
• eredità cromosomica per le malattie causate da alterazioni nel numero e nella struttura dei cromosomi;
• eredità mitocondriale per le malattie causate da alterazioni genetiche nel DNA dei mitocondri.

 

EREDITARIETÀ MONOGENICA

Molte malattie ereditarie dell'uomo sono determinate da mutazioni in singoli geni e sono quindi trasmesse come caratteri monogenici. In questo le malattie monogeniche si differenziano da quelle multifattoriali, ma questa distinzione non è così netta, perch molte malattie monogeniche presentano sintomi che variano - per tipo e gravità - da individuo a individuo, spesso per la presenza di geni modificatori diversi.

Le malattie monogeniche si possono trasmettere con tre modalità diverse:

• autosomica dominante;
• autosomica recessiva;
• legata all' X.

Lo studio dell'albero genealogico permette in molti casi di distinguere tra questi diversi meccanismi ereditari individuando il modello di trasmissione di una determinata malattia monogenica.  



EREDITÀ CROMOSOMICA

Le malattie causate da anomalie cromosomiche sono tra le più importanti cause di morte prenatale o di malattie congenite. Derivano da variazioni nel numero dei cromosomi o da alterazioni nella loro struttura.

Le trisomie (come la sindrome di Down) sono alterazioni cromosomiche in cui è presente un cromosoma in pi.

Nelle monosomie (come la sindrome di Turner) è assente un cromosoma.

La delezione è la perdita di un segmento di cromosoma: i portatori di tali aberrazioni presentano spesso difetti congeniti e ritardo mentale (una delezione sul cromosoma 5, per esempio, è responsabile della malattia del cri du chat).

La traslocazione consiste nel trasferimento di segmenti tra cromosomi diversi. Se in questo processo non viene perso DNA la traslocazione è detta bilanciata: in questo caso gli eterozigoti sono clinicamente normali, ma rischiano di dare alla luce figli affetti.  



EREDITÀ MULTIFATTORIALE

La maggior parte delle caratteristiche di un individuo, come il colore degli occhi, le caratteristiche fisiche, il carattere ecc... non segue la trasmissione caratteristica dei geni mendeliani, ma è determinata dall'intervento di più geni, che spesso interagiscono con l'ambiente.

Nelle malattie multifattoriali l'eredità è complessa e difficilmente prevedibile perch: non si eredita la malattia ma la predisposizione ad ammalarsi; la malattia è determinata da un insieme di fattori genetici e ambientali; anche se la predisposizione è spesso necessaria, molte persone predisposte non si ammalano mai. Sono molte le malattie che vengono ereditate come caratteri multifattoriali, fra queste il diabete mellito giovanile e le malattie autoimmuni (lupus, artrite reumatoide, sclerosi multipla ecc..).



EREDITÀ MITOCONDRIALE

I mitocondri (le 'centrali energetichÈ della cellula) sono dotati di un proprio DNA, con caratteristiche molto diverse da quello nucleare (cioè quello contenuto nei cromosomi). Il DNA mitocondriale contiene l'informazione per la fabbricazione di proteine importanti nel funzionamento del mitocondrio.

Le alterazioni nel DNA mitocondriale si trasmettono solo per via materna. Questo perch i mitocondri dell'embrione derivano tutti dalla cellula uovo.

Non tutte le malattie mitocondriali dipendono da alterazione nel DNA dei mitocondri: molte sono dovute ad alterazioni in geni nucleari e si trasmettono come malattie monogeniche.



LA MAPPA DEL GENOMA UMANO

Il sequenziamento consiste nell'identificare la successione esatta di basi nucleotidiche, cioè delle 4 quattro 'letterÈ che compongono il DNA. Elaborando questi dati sulla base delle conoscenze già acquisite e con l'aiuto di programmi informatici, i genetisti hanno potuto costruire una mappa dettagliata del nostro patrimonio genetico. I ricercatori dispongono ora di un vero e proprio 'catalogo' che comprende i geni presenti sui cromosomi, la loro esatta posizione e la successione di basi nucleotidiche di ciascuno di essi.

I geni vengono localizzati analizzando la sequenza di DNA con software in grado di riconoscere la presenza di "frasi" di senso compiuto: ognuna di queste "frasi" rappresenta un gene. Altri programmi possono identificare quali di queste sequenze corrispondono a quelle di geni già noti. È una rivoluzione nel metodo con cui studiare le cause genetiche delle malattie: accedendo direttamente ai dati è infatti possibile saltare le tappe lunghissime e dispendiose necessarie all'isolamento fisico dei geni che le causano e al loro sequenziamento.  
Il numero dei geni nell'uomo è stimato fra 25.000 e 40.000. Sembrano pochi, rispetto alle stime precedenti (circa 100.000) e rispetto al genoma di altri organismi più semplici: la pianta Arabidopis Thaliana ne possiede 25.000 la Drosophila (il comune moscerino da frutta) 13.600. Più che nel numero di geni, quindi, il 'segreto' dell'umanità risiede probabilmente nel tipo e nel numero di proteine da essi prodotte e nelle complesse interazioni fra proteine e ambiente.

Qualche curiosit: i DNA dell'uomo e dello scimpanz sono identici al 98%; i DNA di due esseri umani sono identici al 99,9 per cento: la differenza fra il DNA di due persone è quindi di appena una lettera su mille.


Rielaborazione su materiali di fonte InformaGene.