L ordine più elevato di Avvolgimento del DNA è Il CROMOSOMA. Ogni specie ha numero e dimensioni caratteristiche dei cromosomi, noti come CARIOTIPO

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Giorgiana Bossi
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1 L ordine più elevato di Avvolgimento del DNA è Il CROMOSOMA Ogni specie ha numero e dimensioni caratteristiche dei cromosomi, noti come CARIOTIPO CARIOTIPO UMANO: Struttura a corona di rosario 46 cromosomi: 22 coppie di AUTOSOMI omologhi, ognuno contenente la stessa informazione genetica, 2 cromosomi sessuali (XX, XY) = DIPLOIDE

2 Chromosomal Disorders 50% of 1 st trimester miscarriages 5% of stillbirths 0.5% of liveborns Down syndrome trisomy 21 Fragile X syndrome Somatic cell abnormalities in cancers

3 Tecniche di citogenetica Peripheral blood lymphocyte culture Phytohemagglutinin Colchicin Hypotonic swelling Banding---Giemsa bande/n (corredo aploide) 850 in prometafase (ad alta risoluzione) G-bands (scure): AT-rich, contengono meno geni trascritti, LINES R-bands (chiare): ricche in GC, contengono più geni trascritti, SINES (Alu)

4 Striscio osservato in Metaphase cariotipo standard

5 Prometaphase spread cariotipo ad alta risoluzione

6 Tecniche di citogenetica Banding---Giemsa bande/n (corredo aploide) 850 in prometafase (ad alta risoluzione) G-bands (scure): AT-rich, contengono meno geni trascritti, LINES R-bands (chiare): ricche in GC, contengono più geni trascritti, SINES (Alu)

7 2 Telomero Braccio corto (petit, p) 1 1 Centromero 2 Banding nomenclature 3 Braccio lungo (q) Telomero

8 Morfologia dei cromosomi Metacentrico cromosoma con area centromerica nel tratto centrale della sua lunghezza. I due bracci p e q risultano di uguale lunghezza (1, 3, 16, 19, 20) Submetacentrico cromosoma con area centromerica non equidistante dalle due estremità. I due bracci risultano pertanto di ineguale lunghzza (p < di q). 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 17, 18, X, Y) Acrocentrico cromosoma con centromero in posizione subterminale (13, 14, 15, 21, 22)

10 Cariotipo Si ritagliano i cromosomi da una microfotografia e si sistemano a coppia secondo una classificazione standard

12 Human karyotype 46 cromosomi: 22 coppie di AUTOSOMI omologhi, ognuno contenente la stessa informazione genetica, 2 cromosomi sessuali (XX, XY)

13 Cariotipo Un cariotipo viene descritto indicando prima di tutto il numero di cromosomi, seguito dalla costituzione dei cromosomi sessuali e da qualsiasi anomalia di numero e di struttura per le quali ci sono delle nomenclature convenzionali. 46, XX 46, XY

15 Cariotipo Un cariotipo viene descritto indicando prima di tutto il numero di cromosomi, seguito dalla costituzione dei cromosomi sessuali e da qualsiasi anomalia di numero e di struttura per le quali ci sono delle nomenclature convenzionali. 47, XY, , XY, der (14;21) (q10;q10) trisomia cromosoma 21 sindrome di Down traslocazione robertsoniana o fusione centrica

16 Anomalie cromosomiche Numeriche EUPLOIDIA multiplo esatto di N (N numero di cromosomi di un gamete normale, corredo aploide). Numero di cromosomi di una cellula somatica normale è DIPLOIDE (2N). 3N = triploidia, 4N = tetraploidia ANEUPLOIDIA: corredo cromosomico non euploide- Monosomie, Trisomie Strutturali Delezioni Duplicazioni Inserzioni Traslocazioni Inversioni

17 Anomalie cromosomiche numeriche Numeriche strutturali

18 Cause dell aneuploidia

19 Nondisjunction M P M P M P M M PP M P M P M M M P M M

20 45,XX,-5

22 47,XX,+3

25 Trisomy 21 Down syndrome

26 Ritardo di crescita

27 Down syndrome 40% cardiopatie congenite 5% Anomalie gastrointestinali Creste Palmari pronunciate

29 Bocca e mascella piccole Ritardo mentale e di crescita, anomalie cardiache Difetti agli occhi, polidattilia, malformazioni cardiache

30 Aneuploidie a carico dei cromosomi sessuali

31 Monosomia dei cromosomi sessuali

32 Turner syndrome (45, X) Immaturità sessuale, amenorrea Bassa statura, talvolta cardiopatie, anomalie renali 99% dei feti sono abortiti

33 Trisomia dei cromosomi sessuali

34 Klinefelter syndrome (47, XXY) atrofia testicolare, azoospermia Ingrandimento delle mammelle, Proporzioni corporee anomale

36 Anomalie cromosomiche Numeriche Euploidia multiplo esatto di N (N numero di cromosomi di un gamete normale). Diploidia 2N, triploidia 3N Aneuploidia - Monosomie, trisomie Strutturali Delezioni Duplicazioni Inversioni Inserzioni Traslocazioni Riarrangiamenti bilanciati o sbilanciati

37 Delezioni cromosomiche Una delezione causa la perdita di una porzione di cromosoma Delezione terminale Delezione interstiziali Possono essere causate dalla semplice rottura di un cromosoma e perdita di un segmento cromosomico o da crossing over ineguale

38 Agenti che causano delezioni Calore Virus Radiazioni Sostanze chimiche Errori della ricombinazione

39 Emizigote Effetto delle delezioni

41 Esempio di sindrome da delezione 46, XY, -5p

42 microcefalia Ipertelorismo oculare, bassa attaccatura padiglioni auricolari

43 Duplicazioni La duplicazione causa l aumento del numero di copie di una particolare regione cromosomica

44 Crossing over tra cromosomi non perfettamente allineati

45 Inversioni L inversione si verifica per duplice rottura seguita da rotazione di 180 o del frammento compreso tra i punti di rottura e reinserimento dello stesso nel cromosoma. L ordine dei geni nel tratto reinserito risulta pertanto invertito. Se la regione compresa tra i punti di rottura non include il centromero l inversione si dice paracentrica; se invece comprende anche la regione cntromerica, l inversione si dice pericentrica.

48 Structural abnormalities Duplicazioni Inversioni Inserzioni Isocromosoma Isocromosoma aberrazione cromosomica nella quale si viene a costituire un cromosoma metacentrico costituito da due bracci identici (corti oppure lunghi)

49 Traslocazioni Aberrazioni cromosomiche associate col trasferimento di un segmento cromosomico in una nuova posizione del genoma e quindi su un altro cromosoma (scambio di materiale tra due o più cromosomi). Si possono riconoscere due tipi principali di traslocazioni: Reciproche Robertsoniane (fusioni centriche) - coinvolgono cromosomi acrocentrici

51 Traslocazione reciproca tra il Cromosoma 3 ed il cromosoma 21. I punti di rottura sul braccio lungo di ciascun cromosoma sono indicati nello schema dalla linea ondulata rossa (A). Il materiale derivante dal cromosoma 21 è indicato in rosso. I cromosomi derivati (der(3) e der (21)) sono indicati dalle frecce sul cariotipo

53 Traslocazione robertsoniana o fusione centrica, delle braccia lunghe dei cromosomi 14 e 21. Il materiale derivante dal cromosoma 21 è indicato in rosso nello schema (a). Il cromosoma derivativo è indicato dalla freccia sul cariotipo

54 Effetti delle traslocazioni In entrambi i casi di traslocazioni (reciproche e robertsoniane) se non si ha perdita di materiale essenziale e non vengono danneggiati geni dalla rottura e dalla successiva riunione, gli individui sono clinicamente normali, ma hanno un rischio aumentato di avere figli con riarrangiamenti cromosomici sbilanciati. In generale si parla di traslocazione bilanciata quando non c è perdita di materiale genetico e di traslocazione sbilanciata quando c è perdita di materiale genetico. Le traslocazioni sbilanciate sono ovviamente associate ad un fenotipo clinicamente osservabile

56 Fluorescence in situ hybridization FISH

57 Chromosome painting probes

58 Locus-specific probes Ch 15 centromere (green) Ch 15 PWS critical region (red) Delezione interstiziale

59 Chromosome painting probes (Ch 9 green, der Ch 10) Sonde per il chr 9; traslocazione Autosomica sbilanciata

60 Whole-chromosome painting probes: Ch 10 (red) and 17 (green) Arrows: translocation chromosomes

63 DOMANDE Che cosa e una traslocazione cromosomica? Una anomalia di struttura dei cromosomi in cui c è scambio di materiale tra due o più cromosomi, in genere non omologhi

64 DOMANDE Definite un meccanismo che determina trisomia (per un cromosoma intero od una sua regione) Acquisizione di un cromosoma per mancata segregazione dei cromosomi omologhi alla meiosi; Duplicazione di una porzione di cromosoma, presenza di un isocromosoma,

65 DOMANDE La sindrome di Down è dovuta a. Trisomia del cromosoma 21

66 DOMANDE Gli autosomi sono: Le 22 coppie di cromosomi umani non sessuali

67 DOMANDE Quanti sono I cromosomi dell uomo? 23 coppie

68 DOMANDE Cosa indica questo cariotipo : 47, XY, +21? Un individuo di sesso maschile con un cromosoma 21 in più, con sindrome di down.

69 DOMANDE Come sono classificati I cromosomi umani in base alla morfologia? Metacentrici, submetacentrici, acrocentrici

70 DOMANDE Cosa indica questo cariotipo: 45, XY, der (14;21) (q10;q10)? Una traslocazione robertsoniana che coinvolge il braccio lungo del cromosoma 14 e del 21

71 DOMANDE In che cellule si trova un corredo cromosomico aploide? Nei gameti

72 DOMANDE Una inversione può modificare la lunghezza delle braccia di un cromosoma? Si nel caso di una inversione pericentrica che coinvolga il centromero

73 DOMANDE Quali inversioni sono più semplici da identificare? Le pericentriche perchè variano la lunghezza delle braccia dei cromosomi e quindi la loro morfologia, consentendone l identificazione con tecniche classiche.

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