Agenti Mutageni e/o Cancerogeni: materiali didattici

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Filomena Caselli
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1 Agenti Mutageni e/o Cancerogeni: materiali didattici Epidemiologia dei tumori Presentazione Dieta Fumo Danni al DNA Esercitazione Raggi UV

2 Seguono alcune immagini selezionate a campione

3 Bioattivazione dei cancerogeni bioattivatore veloce bioattivatore lento precancerogeno cancerogeno

formare un legame covalente con il DNA, creando gli

4 Le sostanze prodotte dalla bioattivazione degli IPA, epossidi, sono elettrofili molto reattivi e capaci di formare un legame covalente con il DNA, creando gli addotti benzo(a)pirene diol-epossido: intermedio reattivo del benzopirene

5 I danni al DNA possono essere riparati? DNA danneggiato riparazione DNA riparato Nelle cellule dispongono di meccanismi di riparazione che consentono di rimuovere le lesioni sul DNA di modo tale che il nuovo filamento che si forma nel processo di replicazione è identico all originale

6 Un tumore è il risultato dell accumulo di molte mutazioni

riso, mais, arachidi Micotossine Le aflatossine

sub-sahariana e nel Sud-est asiatico, zone

7 riso, mais, arachidi Micotossine Le aflatossine (AF) sono prodotte sulle derrate alimentari da funghi appartenenti alla classe degli Ascomiceti, genere Aspergillus, in condizioni climatiche di grande umidità. Questi contaminanti sono in grado di indurre tumori. Aflatossina B1 Aspergillus flavus Nell Africa sub-sahariana e nel Sud-est asiatico, zone nelle quali il virus dell HBV è endemico, l Aflatossina B1 determina un aumento enorme dell incidenza del carcinoma del fegato

8 Meccanismo di azione della AFB1 O O O H H O O O L aflatossina è in grado di formare addotti sul DNA, e di indurre quindi mutazioni. Lo dimostrano studi condotti su cellule tumorali prelevate da soggetti affetti da carcinoma del fegato, in zone dell Africa e della Cina.

Tutti siamo esposti a una certa quantità di radiazioni ultraviolette (UV) provenienti in gran parte dal sole, ma anche da fonti artificiali usate nell industria, nel commercio e nel settore

Nello spettro elettromagnetico queste ultime coprono l intervallo di radiazioni con lunghezza d'onda (λ) compresa tra 100 e 400 nanometri (nm) e si dividono in tre bande: UVA (315-400 nm), UVB (280

9 Tutti siamo esposti a una certa quantità di radiazioni ultraviolette (UV) provenienti in gran parte dal sole, ma anche da fonti artificiali usate nell industria, nel commercio e nel settore ricreativo. Le emissioni del sole comprendono luce, calore e radiazioni UV. Nello spettro elettromagnetico queste ultime coprono l intervallo di radiazioni con lunghezza d'onda (λ) compresa tra 100 e 400 nanometri (nm) e si dividono in tre bande: UVA ( nm), UVB ( nm) e UVC ( nm). La capacità di penetrazione e quindi la pericolosità dei raggi UV aumenta con il diminuire di λ (aumento nella frequenza). La maggior parte dei raggi UV che raggiungono la Terra sono UVA, poiché tutta la banda UVC e il 90% circa di quella UVB sono assorbite dall atmosfera. I livelli di radiazione UV sono più alti al crescere dell altitudine (10-12% ogni 1000 m) e dell altezza del sole, e al diminuire della latitudine e della nuvolosità. Altri fattori importanti sono lo strato di ozono e la capacità riflettente della superficie terrestre.

10 L accumulo di mutazioni in cellule somatiche porta alla trasformazione tumorale riparazione DNA lesione mutazione errore di replicazione mutazioni vantaggiose 10 4 persone/anno tumore

11 Agenti chimici e fisici, alcuni virus e batteri danneggiano il DNA inducendo mutazioni. Rappresentano quindi fattori di rischio che si sommano a quelli relativi alla predisposizione familiare.

12 Le mutazioni del DNA, tradotte mediante t-rna e ribosomi, si manifestano nelle proteine. t-rna membrana cellulare DNA mutazione ribosoma m-rna Proteina alterata nucleo La mutazione sul DNA (anche la sostituzione di una singola base azotata) può determinare l incorporazione di un diverso aminoacido nella corrispondente posizione della sequenza polipeptidica, modificando di conseguenza in modo anche drammatico la struttura e la funzionalità della proteina.

Saccharomyces cerevisiae (lievito di birra) microrganismo eucariote: utilizzabile come modello con riferimento alle cellule degli organismi

resistente, meno facilmente permeabile rispetto, ad esempio, alle cellule umane meccanismi specifici di riparazione del DNA diversi da quelli

13 Saccharomyces cerevisiae (lievito di birra) microrganismo eucariote: utilizzabile come modello con riferimento alle cellule degli organismi superiori economico e semplice da coltivare facilmente reperibile (supermercato) LIMITI dell utilizzo del lievito parete cellulare estremamente resistente, meno facilmente permeabile rispetto, ad esempio, alle cellule umane meccanismi specifici di riparazione del DNA diversi da quelli delle cellule umane assenza di molte vie metaboliche responsabili nei mammiferi della conversione di sostanze in agenti tossici o mutageni per l organismo

Protocollo Ripristino del metabolismo normale (respirazione e fermentazione) nelle cellule di lievito 1) sciogliere una porzione di lievito (dimensioni di un pisello) in mezzo bicchiere d acqua 2)

14 Protocollo Ripristino del metabolismo normale (respirazione e fermentazione) nelle cellule di lievito 1) sciogliere una porzione di lievito (dimensioni di un pisello) in mezzo bicchiere d acqua 2) seminare una goccia della sospensione su una piastra di coltura con un cotton fioc 3) incubare la piastra a 30 C per 24h o a temperatura ambiente per 48h In questo modo le cellule riattivano il normale metabolismo e si sviluppano in colonie Semina delle cellule 1) immergere il tampone di un cotton fioc in una delle sospensioni diluite 2) passare il cotton fioc più volte sulla piastra con movimenti a zig zag (utilizzare la diluizione che consente di inoculare qualche centinaio di cellule sulla piastra) 3) aggiungere la sostanza da saggiare depositando, con pinzette, al centro della piastra un dischetto di carta assorbente imbevuto di formaldeide 4) seminare anche una piastra di controllo (senza aggiunta di dischetto con formaldeide) 5) incubare 24h a 30 C o 48h a temperatura ambiente

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