La disomia uniparentale (UPD) si verifica quando un bambino eredita 2 copie di un cromosoma da un genitore e nessuna copia di quel cromosoma dall’altro genitore. Questo errore di divisione si verifica durante la formazione delle cellule uovo o sperma (meiosi). Quando un errore che causa UPD si verifica durante la meiosi I, entrambi gli omologhi cromosomici di un singolo genitore vengono trasmessi, e ne risulta un’eterodisomia. Quando l’errore che causa la UPD si verifica durante la meiosi II o come evento postzigotico, e un singolo omologo del genitore viene trasmesso alla prole in duplice copia, si ha l’isodisomia. Gli eventi di ricombinazione meiotica nel contesto della UPD spesso risultano in una miscela di eterodisomia e isodisomia. La UPD può coinvolgere un intero cromosoma o solo un segmento. Il mosaicismo per UPD si verifica anche in combinazione con linee cellulari cromosomicamente normali o anormali.
Quando si verifica UPD, lo squilibrio delle informazioni genetiche materne rispetto a quelle paterne per il cromosoma coinvolto può essere associato a sintomi clinici nel bambino affetto. Tuttavia, la UPD non sempre impartisce un fenotipo clinico anormale. Infatti, mentre l’isodisomia può provocare la malattia a causa di un allele recessivo in qualsiasi posizione, l’eterodisomia non dovrebbe provocare un fenotipo clinico anormale a meno che il cromosoma coinvolto o il segmento cromosomico includa geni imprinted. I geni imprinted dimostrano espressione differenziale a seconda del genitore di origine. I disordini che risultano dalla UPD dei geni imprinted non sono dovuti ad un difetto nel meccanismo di imprinting stesso, ma piuttosto sono dovuti ad un contributo sbilanciato dei genitori degli alleli normalmente imprinted che risulta nell’espressione alterata dei geni imprinted. Per esempio, quando si verifica la UPD 15 materna (2 copie del cromosoma 15 materno invece di 1 copia materna e 1 paterna del cromosoma 15), essa causa la sindrome di Prader-Willi a causa della mancanza di geni espressi paternamente nel sito imprintato.
UPD è stata descritta per molti ma non tutti i cromosomi. Oltre ai rari casi di malattia autosomica recessiva che risultano dall’isodisomia, le sindromi cliniche associate alla UPD sono state descritte solo per alcuni cromosomi, tra cui la sindrome di Russell-Silver (UPD 7), la sindrome di Prader-Willi (UPD 15), la sindrome di Angelman (UPD 15), il diabete neonatale transitorio (UPD 6), e UPD del cromosoma14.