La Genetica Medica è basata sullo studio di

Medicina Genetica versus
Genetica Medica
La Genetica Medica è basata sullo studio di malattie
genetiche rare, ereditate in modo “mendeliano”
La Medicina Genetica implica il fatto che la genetica
pervade tutta la medicina, incluse le malattie comuni
come l’ipertensione, il cancro, le malattie
cardiovascolari, etc.
(= malattie genetiche complesse)
The Human Genome Project
‹ 1985
- Proposed
‹ 1986
- 89 - Discussed,
debated, and planned
‹ Oct.
date
1, 1990 - Official start
‹ Sept.
30, 2005 - Projected
completion date
Definitions
‹
‹
‹
‹
Gene: Introduced by Johansson in
Copenhagen for Mendel’s unit of inheritance
(1909).
Genetics: Introduced by Bateson in England
for the science of inheritance (1905).
Genome: First used by Winkler in Germany
(1920) for GENes and chromosOMEs, i.e. the
complete set of chromosomes and the genes
they contain.
Genomics: Structural and functional study
of genomes (Roderick, Bar Harbor, Me.
1986).
Methods in Human Genetics
1960
1970
1980
1990
2000
2010
‘Chromosomology’
1956
Somatic Cell Genetics
•Gene mapping
•Somatic mutations in cancer
•Inborn errors of metabolism
Molecular Genetics
Transgenic, KO, etc, mice
Database searching
‘In silico cloning’
“ DNA chips ”
Microarray technology
MENDELIAN INHERITANCE IN MAN
( MIM )
‹
CATALOG OF AUTOSOMAL DOMINANT,
‹
AUTOSOMAL RECESSIVE, AND
‹
X-LINKED PHENOTYPES
‹
1^ edizione 1966: 1500 voci – oggi: >14000
‹
Dal 1998: solo in forma elettronica:On-lineMIM
‹
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/
Gene Density
Microbes
1 gene / kb
90% Coding
S. cerevisiae
1 gene / 2 kb
70%
C.elegans
1 gene / 5 kb
40%
A. thaliana
1 gene / 5 kb
20%
D. melanogaster
1 gene / 13 kb
20%
H. sapiens
1 gene / 40 kb
3%
disease models
Comparative Genomics
medicine
behavior
human
Drosophila
mouse
development
physiology
C. elegans
rat
crop yield
genetics
Arabidopsis
yeast
biochemistry
infectious disease
microbes
Power of Comparative Genomics
•
The fly is blind
Mutations in the Pax-6 gene of
Drosophila cause an eyeless phenotype
•
The
child is
blind
•
Mutations in the Pax-6 gene of humans
causes Aniridia “no iris” phenotype
Understanding the
human genome through
comparative genomics
Evolution preserves
function between
species
Genome comparisons
increase the
interpretative capability
Genetic Medicine Paradigm
DNA
RNA
Proteins
Modified
Proteins
Y
Y
Transcription
50,000 Genes
Translation
Post-Translation
Modification
> 1,000,000 Proteins
Information: Critical to Understanding Disease Mechanisms
Biological
Function
Cloned human genes
Genes with mutations
causing human disorders
16773
Total ~ 35,000 genes
1493
23Sep03
SEA 3017
Caratteri Monofattoriali o “mendeliani”
Caratteri Autosomici Dominanti
Caratteri Autosomici Recessivi
Caratteri legati al Cromosoma X
Caratteri Multifattoriali
Caratteri Quantitativi o “continui”
Caratteri Semiquantitativi o “discontinui”
Le malattie monogeniche
1/2000
MALATTIE POLIGENICHE
Sono causate dall’azione di due o più geni e dalla loro interazione con l’ambiente
Hanno frequenza superiore ad un’affetto ogni mille individui
Raffreddore
Autismo
Asma
TBC
Traumi
100% AMBIENTE
Diabete
Obesità
Cancro
(malattie poligeniche o
complesse)
Paraparesi spastica
Fibrosi cistica
Distrofia Muscolare di
Duchenne
100% GENI
Siamo entrati nell’era post-genomica
• Finora le tecnologie
disponibili permettevano
l’analisi di singoli geni
• Oggi possiamo analizzare il
funzionamento di migliaia di
geni
Geni e malattie: una nuova dimensione
sano
normale
Variazione 1:
Mutazione
Variazione 2: polimorfismo
Malattia
monofattoriale
Sano, ma
con una
proteina
che funziona di
più o di meno:
suscettibilità
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