Eredità legata al sesso

Eredità legata al sesso

Nell'uomo molti caratteri non sessuali (che non determinano il sesso dell'individuo e le sue caratteristiche sessuali) sono controllati da geni localizzati sui cromosomi sessuali. Tali caratteri si dicono caratteri legati al sesso (sex linked).

Il cromosoma Y è approssimativamente lungo un terzo del cromosoma X quindi la maggior parte dei geni del cromosoma X non hanno il loro corrispondente nel cromosoma Y. Si stima che il cromosoma Y contenga una trentina di geni contro i 1000-1500 del cromosoma X.

Le estremità di entrambi i cromosomi sono le uniche che si appaiano durante la meiosi e che possono ricombinarsi subendo il crossing-over. Tali brevi tratti sono detti regioni pseudoautosomiche o PAR (pseudoautosomal region). La regione mediana del cromosoma X   è detta porzione non-pseudoautosomica X (NPX non-pseudoautosomal portion X), mentre la porzione intermedia del cromosoma Y è detta porzione maschiospecifica Y (MSY malespecific

portion Y).

Queste due porzioni non subiscono ricombinazioni durante la meiosi e contengono alcuni alleli che non hanno il loro corrispondente nell'altro cromosoma. I caratteri portati nel cromosoma X che non trovano l'equivalente nel cromosoma Y sono detti X-linked. I caratteri portati nel cromosoma Y che non trovano l'equivalente nel cromosoma X sono detti Y-linked. Si tratta in entrambi i casi di caratteri non sessuali, noti come caratteri legati al sesso o sex-linked, portati in forma aploide e per questo detti anche caratteri emizigoti.

I caratteri Y-linked sono molto rari (il cromosoma Y è piccolo e porta pochi caratteri). Più importante è l'eredità X-linked, anche perché tra i caratteri X-linked ve ne sono alcuni responsabili di importanti malattie ereditarie.

Nella specie umana si conoscono, attualmente, circa 20 geni posti sul cromosoma X ed assenti nel cromosoma Y, responsabili di alterazioni legate al sesso, tra cui le più note sono il daltonismo e l' emofilia.

Il daltonismo consiste nell' incapacità di distinguere alcuni colori (tipicamente rosso e verde). Il termine daltonismo deriva dal nome del chimico e fisico inglese John Dalton, che studiò su se stesso questo difetto. L' emofilia è un insieme di gravi anomalie responsabili di un forte ritardo nella coagulazione del sangue che provocano una relativa facilità alle emorragie, spesso inarrestabili. Anche una lieve ferita cutanea può così risultare fatale all'emofiliaco.

Entrambi questi difetti genetici sono portati da un allele recessivo che si trova solo sul cromosoma X. Nelle femmine l'effetto recessivo di un allele X-linked portatore di difetti genetici può essere mascherato dall'allele dominante sano situato sull'altro cromosoma X. Nei maschi, invece, gli alleli X-linked recessivi possono manifestare i loro effetti perché non è presente un altro cromosoma X con geni dominanti che li mascherino e sul cromosoma Y manca l'allele.

Queste malattie si manifestano quindi quasi esclusivamente nei maschi, mentre le femmine sono in genere portatrici sane (eterozigoti). Vedremo che la tipica trasmissione ereditaria di queste malattie genetiche è per via materna, da madre portatrice sana a figlio maschio. I maschi malati generano invece femmine portatrici sane che a loro volta possono generare maschi malati con una trasmissione a "zigzag" tipica dei caratteri X-linked.

Prendiamo ad esempio l'emofilia causata da un gene recessivo (e) legato al sesso e portato dal cromosoma X (con E allele dominante sano).

Una femmina può presentare tre genotipi:

Anche se, come abbiamo già detto, le donne malate sono rarissime

Un maschio che porta il carattere in emizigosi e non possiede l'allele sul cromosoma Y può presentare solo due genotipi:

Vediamo ora quali sono gli incroci che possono avvenire.

Femmina sana x Maschio malato

X_EX_E     X_eY₀

Se nasce una femmina sarà sicuramente portatrice sana (riceve il cromosoma X_e malato dal padre). Se nasce un maschio sarà sicuramente sano (i maschi non possono mai ricevere un difetto X-linked dal padre poiché dal padre ricevono sempre il cromosoma Y che non presenta il difetto genetico). Dunque i maschi malati trasmettono la malattia in forma latente alle figlie portatrici sane.

Femmina portatrice x Maschio sano

X_EX_e     X_EY₀

Se nasce una femmina avrà il 50% di probabilità di essere sana (se riceve dalla madre l'allele dominante) ed il 50% di probabilità di essere portatrice sana (se riceve dalla madre l'allele recessivo).

Se nasce un maschio avrà il 50% di probabilità di essere sano (se riceve dalla madre l'allele dominante) ed il 50% di probabilità di essere malato (se riceve dalla madre l'allele recessivo). I maschi ereditano dunque la malattia dalla madre portatrice sana (trasmissione per via materna, ma hanno solo 1 probabilità su 2 di nascere malati)

Affinché nascano femmine malate è necessario un improbabile incrocio tra una femmina portatrice sana ed un maschio malato.

Femmina portatrice x Maschio malato

X_EX_e     X_eY₀

Se nasce una femmina avrà il 50% di probabilità di essere portatrice sana (se riceve dalla madre l'allele dominante) ed il 50% di probabilità di essere malata (se riceve dalla madre l'allele recessivo).

Se nasce un maschio avrà il 50% di probabilità di essere sano (se riceve dalla madre l'allele dominante) ed il 50% di probabilità di essere malato (se riceve dalla madre l'allele recessivo).

L'eredità X-linked fu scoperta per la prima volta da Morgan il quale notò che alcuni caratteri di Drosophila venivano ereditati con modalità diverse a seconda che provenissero dal padre o dalla madre. Un esempio classico è quello che riguarda il colore degli occhi bianco o rosso in Drosophila melanogaster che permise tra l'altro a Morgan di dimostrare la teoria cromosomica dell'eredità (il carattere colore degli occhi doveva necessariamente essere portato dai cromosomi sessuali).

Morgan aveva osservato la comparsa di un mutante ad occhi bianchi (allele r) che risultava recessivo rispetto al carattere selvatico ad occhi rossi (allele R).

Incrociando femmine di Drosophila selvatiche ad occhi rossi con maschi mutanti ad occhi bianchi, Morgan  ottenne in F₁ il 100% di progenie ad occhi rossi.

Incrociando gli ibridi F1 Morgan ottenne in F₂ 3/4 degli individui ad occhi rossi e 1/4 di individui ad occhi bianchi, solo in apparenza ancora in accordo con le regole di Mendel. Infatti mentre le femmine erano tutte ad occhi rossi, i maschi erano per metà ad occhi rossi e per metà ad occhi bianchi.

Queste anomalie si potevano spiegare ammettendo che il gene per il colore dell' occhio fosse localizzato sul cromosoma sessuale X e che sul cromosoma sessuale Y del maschio non vi fosse alcun gene normale corrispondente.