Alleli letali recessiviModifica
Una coppia di alleli identici che sono entrambi presenti in un organismo che alla fine risulta nella morte di quell’organismo sono indicati come alleli letali recessivi. Anche se gli alleli letali recessivi possono codificare per tratti dominanti o recessivi, sono fatali solo nella condizione omozigote. Gli eterozigoti a volte mostrano una forma di fenotipo malato, come nel caso dell’acondroplasia. Un allele mutante letale può essere tollerato, ma averne due porta alla morte. Nel caso dell’acondroplasia omozigote, la morte avviene quasi invariabilmente prima della nascita o nel periodo perinatale. Non tutti gli eterozigoti per gli alleli letali recessivi mostrano un fenotipo mutante, come nel caso dei portatori di fibrosi cistica. Se due portatori di fibrosi cistica hanno figli, hanno una probabilità del 25% di produrre una prole con due copie dell’allele letale, che alla fine risulterà nella morte del bambino.
Un altro esempio di un allele letale recessivo si verifica nel gatto Manx. I gatti Manx possiedono una mutazione eterozigote che risulta in una coda accorciata o mancante. Gli incroci di due gatti Manx eterozigoti danno come risultato due terzi della prole che sopravvive mostrando il fenotipo eterozigote della coda accorciata, e un terzo della prole che sopravvive di lunghezza normale della coda che è omozigote per un allele normale. La prole omozigote per l’allele mutante non può sopravvivere alla nascita e quindi non si vede in questi incroci.
Letali dominantiModifica
Gli alleli che devono essere presenti solo in una copia in un organismo per essere fatali sono chiamati alleli letali dominanti. Questi alleli non si trovano comunemente nelle popolazioni perché di solito risultano nella morte di un organismo prima che possa trasmettere il suo allele letale alla sua prole. Un esempio negli esseri umani di un allele letale dominante è la malattia di Huntington, un raro disturbo neurodegenerativo che alla fine porta alla morte. Tuttavia, a causa della sua insorgenza tardiva (cioè, spesso dopo che la riproduzione è già avvenuta), è in grado di essere mantenuta nelle popolazioni. Una persona presenta la malattia di Huntington quando è portatrice di una singola copia di un allele Huntington ripetuto ed espanso sul cromosoma 4.
Letali condizionaliModifica
Gli alleli che saranno fatali solo in risposta a qualche fattore ambientale sono detti letali condizionali. Un esempio di letale condizionale è il favismo, una condizione ereditaria legata al sesso che fa sì che il portatore sviluppi un’anemia emolitica quando mangia fave.
Un’infezione di una cellula ospite di E. coli da un batteriofago (fago) T4 sensibile alla temperatura (ts) mutante condizionalmente letale ad un’alta temperatura restrittiva porta alla mancanza di produzione vitale del fago. Tuttavia la crescita di tali mutanti può ancora avvenire a una temperatura inferiore. Tali mutanti ts condizionatamente letali sono stati utilizzati per identificare e caratterizzare la funzione di molti geni del fago. Così i geni impiegati nella riparazione dei danni al DNA sono stati identificati usando mutanti ts, così come i geni che influenzano la ricombinazione genetica. Per esempio, coltivare un mutante ts di riparazione del DNA a una temperatura intermedia permetterà di produrre alcuni fagi progenitori. Tuttavia, se quel mutante ts viene irradiato con luce UV, la sua sopravvivenza sarà più fortemente ridotta rispetto alla riduzione della sopravvivenza del fago wild-type T4 irradiato. Inoltre, nel fago T4 sono stati isolati mutanti letali condizionali sensibili al freddo in grado di crescere ad alte temperature, ma incapaci di crescere a basse temperature. Questi mutanti letali condizionali sensibili al freddo hanno anche definito una serie di geni del fago. Un’altra classe di mutanti condizionali letali del fago T4, chiamati mutanti ambra, sono in grado di crescere su alcuni ceppi di E. coli ma non su altri. Questi mutanti sono stati utilizzati anche per identificare e caratterizzare inizialmente la funzione di molti dei geni del fago T4. Inoltre, è stato scoperto che una mutazione ambra produce un “codone senza senso” all’interno di un gene che causa la terminazione della catena polipeptidica durante la traduzione. Questa scoperta ha fornito informazioni su un aspetto significativo del codice genetico.