Genetica classica. Il carattere mendeliano

Quando nasce la genetica?

la risposta è complicata e semplice nello stesso tempo. Da sempre l'uomo si è chiesto il perché delle somiglianze tra genitori e figli dando delle risposte che oggi fanno sorridere come la teoria dei pangeni di Democrito e di Ippocrate o come il modello del mescolamento in voga ai tempi di Mendel, accennato nella presentazione Google. È da quando l'uomo ha scelto la sedentarietà che ha cominciato a selezionare i frutti migliori per ricavarne i semi e migliorare i raccolti successivi. Si chiama manipolazione genetica. Con il tempo l'attenta osservazione dei fenotipi e lo studio del ciclo vitale delle piante ha portato alle tecniche di ibridazione e alla nascita di nuovi cultivar. E questo senza sapere ancora nulla di molecole, DNA, geni, cromosomi. Anche Mendel non conosceva niente di tutto ciò a metà dell'800 ma era affascinato dall'ereditarietà e aveva molta pratica nelle tecniche di ibridazione. Fu uno dei primi scienziati ad applicare con rigore quel metodo scientifico che lo portò ad elaborare leggi ancora valide pur con i limiti messi in luce dalle ricerche successive. Le conclusioni di Mendel non furono accettate dalla comunità scientifica dei suoi tempi. Troppo innovative. Era già morto quando nel 1900 quattro scienziati, in modo indipendente, ripresero le sue sperimentazioni e le convalidarono alla luce di alcune scoperte che nel frattempo erano state fatte. Un'altra data storica è il 1953 quando al mondo fu presentata la struttura tridimensionale del DNA. Alcune slide della presentazione ripercorrono brevemente queste ed altre tappe storiche per capire meglio come mai oggi si parla di genetica classica o mendeliana e di genetica molecolare o post-mendeliana. Ciò che fa da spartiacque tra le due è proprio il 1953.

Mendel e i test di ammissione all'università

Di seguito propongo alcuni quesiti su Mendel e le malattie monogeniche ricavati dai test di ammissione alle facoltà di medicina, veterinaria e professioni sanitarie. I quesiti di genetica sono molto più frequenti per veterinaria e medicina.

Medicina 2012
Quale delle seguenti caratteristiche NON è riferibile alla trasmissione di un carattere recessivo legato al cromosoma X?
A) Il fenotipo recessivo compare molto più frequentemente nei maschi che nelle femmine
B) Le femmine eterozigoti sono fenotipicamente normali
C) Il fenotipo recessivo può non presentarsi in tutte le generazioni
D) Un maschio trasmette sempre il carattere recessivo alle figlie femmine
E) Il fenotipo recessivo compare solo nei maschi
Risposta corretta E. Ovviamente non può essere solo il maschio a presentare il carattere recessivo ma precisiamo che la situazione di omozigosi recessiva nella femmina è molto rara.
Incrociando due drosofile con corpo bruno si ottengono 121 femmine con corpo bruno, 63 maschi con corpo giallo e 68 maschi con corpo bruno. Da questo si può dedurre che l’allele responsabile del colore giallo del corpo si trova:
A) sul cromosoma X ed è dominante
B) su di un autosoma ed è recessivo
C) su di un autosoma ed è dominante
D) sul cromosoma Y ed è dominante
E) sul cromosoma X ed è recessivo
Risposta corretta E. Innanzi tutto bisogna tenere conto che la prole è per metà femminile e per metà maschile e che nei genitori non compare il colore giallo. Il che fa ipotizzare che ci troviamo davanti alla trasmissione di un carattere localizzato sui cromosomi sessuali e fa escludere le risposte B e C. Poi bisogna riflettere sul colore dei genitori in cui non compare il giallo. Il giallo compare solo su metà della prole di sesso maschile che ha ricevuto la X dalla madre mentre tutte le femmine sono brune come la madre. Da qui si deduce la risposta corretta.

Medicina 2013
In un incrocio tra due individui, entrambi eterozigoti per due geni (diibridi), qual è la probabilità che la loro progenie abbia un fenotipo dominante per un solo carattere?
A) 1 / 2
B) 1 / 8
C) 3 / 4
D) 3 / 8
E) 3 / 16
Risposta corretta D. In un incrocio diibrido i fenotipi dominanti per un solo carattere sono 6 su 16 e quindi la risposta corretta è 3/8.

Medicina 2014
Da un incrocio tra due individui aventi genotipo eterozigote per due geni, entrambi a dominanza completa, qual è la percentuale della progenie che avrà un fenotipo diverso da quello dei genitori (assumendo che tutti gli individui sopravvivano)?
A) 56%
B) 19%
C) 6%
D) 44%
E) 63% Risposta corretta D. Si tratta di un incrocio diibrido in cui i fenotipi si presentano nel rapporto 9:3:3:1. Globalmente i fenotipi diversi da quelli dei genitori sono 7 su 16. Basta impostare una semplice proporzione per arrivare al risultato 44% (valore approssimativo). 7:16 = X:100
Un bambino maschio, figlio di genitori fenotipicamente sani, ha ereditato una patologia causata da un gene localizzato sul cromosoma X. Quali delle seguenti affermazioni sono corrette?
1. Se la patologia è causata da un allele recessivo, allora la madre deve avere genotipo eterozigote
2. Se la patologia è causata da un allele recessivo, allora la nonna paterna del bambino non era affetta da tale patologia
3. È possibile che la patologia sia causata da un allele dominante
A) Solo 1 e 2
B) Solo 1 e 3
C) Solo 2 e 3
D) Nessuna
E) Tutte
Risposta corretta A. Se i genitori sono fenotipicamente sani significa che la malattia è dovuta ad un allele recessivo da cui si deduce che la madre è eterozigote e il padre è sano e neanche sua madre (la nonna paterna del bambino) è affetta. Quindi sono corrette le affermazioni 1 e 2.

Medicina 2014
Negli esseri umani, una specifica malattia è causata da un allele recessivo posto sul cromosoma X. In uno stato, in un anno, nascono 5000 bambini e tutti hanno una coppia normale di cromosomi sessuali. Tra questi bambini, 80 maschi e 15 femmine manifestano la malattia, mentre 1920 sono maschi sani. 2085 femmine nascono senza l'allele recessivo e 900 sono portatrici sane della malattia. Se da ogni bambino nato in questo anno si prelevasse una sola cellula della guancia, quale sarebbe il numero totale di copie dell'allele recessivo presente?
A) 110
B) 1010
C) 995
D) 95
E) 1090
Risposta corretta B. Per individuare la risposta bisogna sommare gli alleli recessivi presenti in 80 maschi (1 per ciascun neonato), in 15 femmine (2 per ciascuna), in 900 portatrici sane (1 per ciascuna). Il totale è 1010.

Medicina 2016
La fibrosi cistica è una frequente malattia ereditaria di tipo autosomico recessivo. Se un individuo portatore sano sposa un individuo sano (non portatore), qual è la probabilità che possa nascere un figlio malato?
A) 0%
B) 25%
C) 50%
D) 75%
E) 100%
Risposta corretta A. Non ci sono dubbi. Essendo una malattia autosomica recessiva entrambi i genitori devono essere portatori sani. Non è questo il caso.
Quante classi fenotipiche compaiono nella prima generazione a seguito di un incrocio mendeliano tra due doppi eterozigoti?
A) 2
B) 1
C) 8
D) 4
E) 10
Risposta corretta D. I fenotipi sono 4. In 9 casi uno identico ai genitori, uno con entrambi i caratteri recessivi, in 3 + 3 avremo i caratteri mescolati. Quindi in tutto 4.

Medicina 2018
Il nanismo acondroplasico è un carattere autosomico dominante, letale negli omozigoti. Tra i figli nati da due genitori acondroplasici qual è la frequenza attesa di bambini sani?
A) 2/3
B) 1/2
C) 3/4
D) 1/3
E) ¼
Risposta corretta D. Visto che il carattere è letale negli omozigoti dominanti evidentemente i due genitori devono essere eterozigoti. Il che vuol dire che nei possibili incroci (4) uno, l'omozigote dominante, non deve essere compreso. Rimangono 3 possibilità tra cui una è quella dell'omozigote recessivo, la risposta desiderata.
Nella progenie ottenuta dall’incrocio di due organismi eterozigoti per un singolo gene è atteso un rapporto fenotipico di 3:1. Ciò è dovuto al fatto che i due alleli:
A) presentano codominanza
B) segregano durante la meiosi
C) non presentano assortimento indipendente
D) presentano dominanza incompleta
E) sono associati
Risposta corretta B. La risposta è data dalla seconda legge di Mendel che parla della segregazione delle varianti di un carattere. Noi oggi abbiamo la certezza, viste le conoscenze acquisite, che tutto dipende dalla segregazione durante la meiosi. Mendel l'aveva formulata semplicemente pensando ai gameti, ben lontano dal sapere che i gameti sono il prodotto della meiosi.

Medicina 2019
La madre di una bambina affetta da albinismo oculocutaneo di tipo I aspetta una coppia di gemelli dizigoti. Sapendo che il padre e la madre non sono albini e che il gene TYR associato alla patologia si trova sul cromosoma 11, qual è la probabilità che entrambi i gemelli siano albini?
A) 1/16
B) 1/4
C) 9/16
D) 1/2
E) 1/8
Risposta corretta A. Il padre e la madre non sono albini ma sicuramente sono eterozigoti altrimenti non avrebbero avuto una figlia albina. Il che significa che il rapporto fenotipico atteso tra due eterozigoti secondo la legge di Mendel pari a 3:1 ci porterebbe a definire la cosa come 1:4 ma la madre è in attesa di due gemelli eterozigoti per cui la provbabilità deve essere calcolata moltiplicando 1/4 per 1/4. Il che ci porta a 1/16.
In Drosophila, il gene per il colore degli occhi è localizzato sul cromosoma X e il colore rosso è dominante sul colore bianco. Considerando l’incrocio di una femmina eterozigote per il colore degli occhi con un maschio con gli occhi rossi, quale delle seguenti affermazioni è corretta?
A) Il 50% dei maschi avrà gli occhi bianchi
B) Il 50% della progenie avrà gli occhi bianchi
C) Il 50% delle femmine avrà gli occhi rossi
D) Il 25% dei maschi avrà gli occhi bianchi
E) Il 100% della progenie avrà gli occhi ross
Risposta corretta A. La madre eterozigote avrà un cromosoma X con l'allele dominante (rosso) e un cromosoma X con l'allele recessivo (bianco) che trasmetterà alla metà dei maschi.

Medicina 2021
Mutazioni recessive in un gene localizzato sul cromosoma X causano il daltonismo. Francesca non è daltonica, ma lo è suo padre. Francesca e Paolo, che non è daltonico, aspettano due gemelli, un maschio e una femmina. Quale è la probabilità che i bambini siano daltonici?
A) Maschio 50% - femmina 0%
B) Maschio 50% - femmina 50%
C) Maschio 33% - femmina 0%
D) Maschio 0% - femmina 50%
E) Maschio 0% - femmina 0%
Risposta corretta A. Francesca non è daltonica ma lo è suo padre; quindi uno dei due cromosomi X, quello che le ha trasmesso suo padre, ha l'allele mutato. Francesca è eterozigote. Paolo è sano. A questo punto ci si deve chiedere quale è la probabilità che Francesca abbia trasmesso il suo cromosoma X con l'allele recessivo ai due figli. Basta impostare il quadrato di Punnet con l'incrocio tra un maschio sano e una femmina eterozigote. La risposta A è immediata.
La fibrosi cistica è una malattia genetica dovuta ad un allele autosomico recessivo. Due genitori sani hanno un figlio con la fibrosi cistica e due figli sani. Qual è la probabilità che il prossimo figlio presenti la malattia?
A) 0
B) 1
C) 1/2
D) 2/3
E) 1/4
Risposta corretta E. I due genitori, pur non manifestando la malattia, devono essere eterozigoti. Lo dimostra la presenza di un figlio con la fibrosi cistica. La probabilità che un prossimo figlio presenti la malattia è sempre la stessa determinata dal rapporto 3:1 della legge della segregazione di Mendel, cioè il 25%, 1/4.

Medicina 2022
Da un incrocio fra individui con fenotipi AB e ab si ottiene una discendenza con il 50% di fenotipi Ab e il 50% di fenotipi aB. Qual è il genotipo dei genitori con fenotipo AB?
A) AaBb per caratteri associati
B) AABb per caratteri indipendenti
C) AaBb per caratteri indipendenti
D) AABb per caratteri associati
E) Aabb per caratteri associati
Risposta corretta A. Il fenotipo ab è sicuramente l'espressione di un omozigote recessivo aabb. L'altro genitore può avere una situazione di omozigosi dominante o di eterozigosi. Ci aiutiamo sempre con i relativi quadrati di Punnet per arrivare a definire la risposta. Si deve escludere una situazione di omozigosi dominante per uno o entrambi i caratteri perché la discendenza presenta o l'uno o l'altro fenotipo recessivo al 50%. La dominanza completa comporta che non si possano avere fenotipi recessivi. In altre parole sono da escludere a priori le risposte B e D ma anche la E perché entrambi i fenotipi che si ottengono presentano il fenotipo b. Verifichiamo allora i due casi di eterozigosi per entrambi i caratteri: A e C. Dalla C non si ottengono i fenotipi segnalati e quindi anch'essa non è accettabile. Rimane per esclusione la A.

Professioni sanitarie 2015
Qual è il rischio di generare figli affetti da emofilia quando nella coppia di genitori il padre ne è affetto e la madre è sana?
A) Nessuna delle altre alternative è corretta
B) 25%
C) 100% dei figli maschi
D) 50% dei figli maschi
E) 50%
Risposta corretta A. IL caso padre malato e madre sana nelle malattie X-linked recessive è spiegato in modo chiaro nella presentazione (slide 165). Il padre non trasmette il suo cromosoma X ai figli maschi. Se trasmette il suo allele recessivo con il cromosoma X alle figlie femmine questo viene compensato dal cromosoma X materno con l'allele dominante.

Professioni sanitarie 2017
Il daltonismo è un carattere ereditario legato al cromosoma X. Se un uomo daltonico sposa una donna sana, cioè che non presenta il carattere recessivo sul cromosoma X, quale tra le seguenti affermazioni risulta vera?
A) Le figlie sono portatrici sane del daltonismo
B) I figli maschi sono portatori sani del daltonismo
C) Nessuno dei figli e delle figlie porta il gene alterato
D) I figli maschi sono daltonici
E) Le figlie sono daltoniche
Risposta corretta A. Bisogna seguire lo stesso ragionamento del quesito precedente perché il daltonismo come l'emofilia sono due patologie X-linked recessive.

Professioni sanitarie 2020
Una malattia genetica, autosomica dominante:
A) può essere trasmessa solo ai figli maschi
B) è sempre trasmessa alla progenie
C) può essere trasmessa da un solo genitore
D) è sempre trasmessa dalla madre
E) si manifesta solo in condizioni di omozigosi
Risosta corretta C. La malattia è autosomica e quindi non è legata ai cromosomi sessuali, quindi si scarta la A. Non è detto che sia sempre trasmessa alla progenie. Se il genitore affetto è un eterozigote esiste la possibilità che non la trasmetta alla prole; si scarta la B. Non è detto che sia sempre la madre e quindi non è corretta neanche la D. E, infine, basta la presenza dell'allele dominante perché si manifesti e si scarta anche la E.

Professioni sanitarie 2021
Quale tra le seguenti affermazioni relative a una patologia monogenica, autosomica recessiva è corretta?
A) È sempre trasmessa ai figli
B) Si manifesta solo allo stato di eterozigosi
C) Può essere trasmessa sia ai figli maschi che alle figlie femmine
D) Può essere trasmessa dalla madre solo ai figli maschi
E) La probabilità che due genitori portatori sani abbiano un figlio malato è del 50%
Risposta corretta C. Parlando di una malattia autosomica recessiva la prima cosa da definire è che gli alleli mutati non sono presenti sui cromosomi sessuali. Questo esclude automaticamente la risposta D. La malattia è recessiva e quindi si esprime solo quando sono presenti contemporaneamente i due alleli recessivi. Quindi può essere trasmessa ai figli se entrambi i genitori sono eterozigoti e in un caso su 4. Pertanto la risposta E, la A e la B sono da escludere. Resta solo la C.
Il daltonismo è un carattere recessivo legato al cromosoma X. Qual è la probabilità che il figlio maschio di un uomo daltonico e di una donna con visione normale dei colori sia daltonico, sapendo che il nonno materno era daltonico?
A) 50%
B) 100%
C) 75%
D) 25%
E) 0%
Risposta corretta A. Il fatto che il nonno materno fosse daltonico implica che la madre del nascituro sia sicuramente eterozigote e quindi portatrice sana. La probabilità che il figlio maschio sia daltonico è dunque del 50% indipendentemente dal genotipo del padre, poiché il figlio eredita dal padre il cromosoma Y e non il cromosoma X.

Veterinaria 2011
Dalle leggi di Mendel è possibile trarre tutte le seguenti conclusioni tranne una:
A) gli alleli di un gene segregano con uguale frequenza nei gameti
B) un carattere dipende da una coppia di alleli
C) la segregazione di una coppia di alleli non influenza la segregazione di altre coppie di alleli
D) gli alleli di un gene si separano durante la formazione dei gameti
E) si formano con maggior frequenza gameti con alleli dominanti
Risposta corretta E. Se gli alleli di un gene segregano con uguale frequenza nei gameti e ciò è esplicito nelle leggi di Mendel, l'affermazione E non può essere corretta.

Veterinaria 2014
In un incrocio, l’individuo 1 ha genotipo AABBdd e l’individuo 2 ha genotipo aabbDD. Quale percentuale della loro progenie avrà fenotipo identico all’individuo 1, sapendo che i geni A, B e D sono a dominanza completa?
A) 75%
B) 50%
C) 0%
D) 33%
E) 100%
Risposta esatta C. Essendo tutti e tre i geni a dominanza completa ed essendo presenti nell'individuo 1 gli alleli recessivi per il gene D è ovvio che nell'incrocio con l'individuo 2, i cui gameti hanno solo l'allele dominante, la progenie esprimerà solo il fenotipo dominante per D. Di conseguenza nessuno avrà un fenotipo identico all'individuo 1.

Veterinaria 2015
In un incrocio diibrido, alcuni dei discendenti hanno un fenotipo diverso rispetto a quello dei genitori. Quale delle seguenti affermazioni può spiegare il manifestarsi di questo fenotipo?
1. È avvenuta una mutazione.
2. I genitori sono entrambi eterozigoti per entrambi i geni.
3. Un genitore è eterozigote per entrambi i geni e l'altro genitore è omozigote recessivo per entrambi i geni.
A) Solo 1 e 2
B) Tutte
C) Solo 1 e 3
D) Solo 2 e 3
E) Solo 1
Risposta corretta B. La prima affermazione è vera. Spesso nella spiegazione ho evidenziato il fatto che le mutazioni possono verificarsi durante la gametogenesi. L'affermazione 2 è il tipico incrocio diibrido della terza legge di Mendel. L'ultima affermazione può essere facilmente provata con il quadrato di Punnett.

Veterinaria 2018
Quanti tipi diversi di gameti sono prodotti da un individuo con genotipo AABbCc nel caso di geni indipendenti?
A) 2
B) 6
C) 8
D) 4
E) 5
Risposta corretta D. Nella slide 110 ho riportato la formula che può essere utilizzata per sapere quanti gameti si formano a seconda del numero dei caratteri in gioco: 2 elevato ad n dove n indica i geni. In questo caso sembrano a prima vista 3 ma il carattere A non porta nessuna diversità in quanto gli alleli sono uguali. Il numero corretto quindi è legato a 2 caratteri ed è 4 (2 elevato a 2).