Allestimento di un cariotipo di cromosomi umani

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Ladislao Venturi
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1 Allestimento di un cariotipo di cromosomi umani The picture that established 46 as the chromosome number in man. Reproduced with permission from Ref. 1 (1956) Mendelian Society of Lund for the Scandinavian Association of Genetics.

2 Cariotipo: assemblaggio di cromosomi metafasici di un individuo, sistemati a coppie in accordo alla dimensione discendente ed alla posizione del centromero. Conteggio del numero dei cromosomi Riconoscimento morfologico dei cromosomi Basato sulla lunghezza dei cromosomi e della posizione del centromero.

3 Classificazione dei cromosomi in gruppi (1) Il centromero (costrizione primaria): a non occupa la stessa posizione in tutti i cromosomi e divide ogni cromatide in due parti dette braccia brappresenta il punto in cui le fibre del fuso si attaccano per muovere il cromosoma durante la divisione cellulare (cinetocore): p: braccia corte q: braccia lunghe

4 Classificazione dei cromosomi in gruppi (2) Cromosoma metacentrico: centromero centrale e braccia con uguale lunghezza Cromosoma submetacentrico: centromero vicino al centro e braccia di lunghezza ineguale Cromosoma acrocentrico: centromero molto vicino ad un estremità ed uno dei bracci è molto corto

6 Il microscopio ottico oculare obiettivo MESSA A FUOCO preparato condensatore lampada

7 Classificazione dei cromosomi in gruppi (3)

8 Bande cromosomiche (1) Le tecniche di colorazione con sostanze fluorescenti, oppure la colorazione dopo digestione enzimatica o denaturazione termica, evidenziano un bandeggio cromosomico trasversale. Queste metodiche si sono sviluppate a partire dal 1970 e hanno permesso di distinguere cromosomi dotati di grandezza e morfologia simili, ma anche di individuare regioni specifiche con un enorme vantaggio nello studio delle anomalie. A seconda della tecnica utilizzata si possono distinguere le bande Q, C, G, o R. R

9 Bande cromosomiche (2) Bande G: le tecniche impiegate per ottenerle richiedono la colorazione con Giemsa; i cromosomi vengono trattati a temperatura ambiente con vari enzimi tra cui la tripsina. Le bande G più scure sono relativamente ricchi di A+T, contengono pochi geni e replicano nella fase S tardiva del ciclo cellulare. Bande Q: stesso tipo di bandeggio prodotto dalla colorazione con chinacrina

10 Bande cromosomiche (3) Bande R: sono il Reversal delle bande Q; si ottengono per denaturazione termica (trattamento dei preparati al calore, 87 C,in soluzioni saline). Colora le parti distali dei cromosomi. Bande C: da eterocromatina costitutiva, sono localizzate nelle regioni pericentromeriche e nel braccio lungo del cr Y. Si possono ottenere per denaturazione con una soluzione di urea riscaldata a 87 C.

12 Mutazioni numeriche ANEUPLOIDIE (costituzionali) monosomie e trisomie cromosomi del sesso Sindrome di Klinefelter (XXY) Sindrome di Turner (XO) autosomi Sindrome di Patau (Trisomia del 13) Sindrome di Edwards (Trisomia del 18) Sindrome di Down (Trisomia del 21) ETEROPLOIDIE

13 Sindrome di TURNER

14 Sindrome di Klinefelter (1)

15 Sindrome di Klinefelter (2)

16 Sindrome di DOWN (1)

17 Sindrome di DOWN (2)

18 Traslocazione Robertsoniana (tra: 13,14)

19 Traslocazione Robertsoniana (tra: 13,14)

20 Traslocazione Robertsoniana (tra: 13,14)

21 La classica analisi in metafase permette l osservazione di aberrazioni cromosomiche strutturali (AC), numeriche e di scambi tra cromatidi fratelli (SCE). Agenti mutageni inducono sia AC che SCE. I cambiamenti strutturali derivano da errori nella riparazione, replicazione o ricombinazione del DNA SCE sono prodotti da errori nella replicazione del DNA, probabilmente in prossimità di un blocco temporaneo di una forca replicativa. Gli SCE non sono considerati delle vere e proprie mutazioni cromosomiche in quanto non rappresentano alterazioni ereditabili della struttura cromosomica.

22 Aberrazioni strutturali CROMOSOMICHE (sono coinvolti entrambi i cromatidi; si formano in G1) interscambi (avvengono tra siti localizzati su due cromosomi diversi) intrascambi (avvengono tra siti localizzati sullo stesso cromosoma CROMATIDICHE (l unità coinvolta è un solo cromatide e si formano in fase S o in fase G2) interscambi (avvengono tra siti localizzati su due cromosomi diversi) intrascambi (avvengono tra siti localizzati sullo stesso cromosoma

23 ANALISI CITOGENETICA Aberrazioni cromosomiche Aberrazioni cromatidiche

24 Metafase aberrante con break cromatidico

25 Metafase aberrante con frammento acentrico

26 Metafase aberrante con triradiale

27 Metafase aberrante con triradiale

28 TRASLOCAZIONI CROMOSOMICHE: ROTTURE SU PIU DI UN CROMOSOMA TRASLOCAZIONE RECIPROCA SBILANCIATA BILANCIATA

29 Cromosoma dicentrico

30 Aberrazione cromatidica: Quadriradiale

31 Scambi tra cromatidi fratelli (1) Si realizzano in seguito a uno scambio reciproco di materiale genetico omologo tra due cromatidi fratelli dello stesso cromosoma. Nella realizzazione di uno scambio devono susseguirsi gli eventi di rottura-riunione della doppia elica di DNA di ciascun cromatidio. L induzione di SCE è un parametro comunemente utilizzato negli studi di mutagenesi, anche se il loro significato biologico non sono del tutto chiarito.

32 Scambi tra cromatidi fratelli (2) Metafase in II divisione Metafase in III divisione

33 Test del micronucleo Valutazione del danno cromosomico indotto da radiazioni ionizzanti e da agenti chimici genotossici Alternativa all analisi metafasica Semplicità e rapidità di esecuzione 0 h 44 h 72h PHA Cyt-B

34 Un campo al microscopio ottico

35 Linfocita binucleato senza micronuclei Linfocita binucleato con micronucleo

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