Corso TANDEM 2015 Genetica Umana e Medica Lezione 2 - Ven 30 gennaio 2015 Alberto Turco CITOGENETICA CITOGENOMICA
1953 La Doppia Elica! (J.Watson, F.Crick, M.Wilkins, Nobel 1962)
Citogenetica: un po di storia
PREPARAZIONE CARIOTIPO STANDARD (Citogenetica classica o convenzionale) -Cc somatiche nucleate (es.leucociti sangue periferico, fibroblasti) -Mitogeno (PHA fitoemoagglutinina) -Colchicina, inibitore del fuso mitotico (blocco in metafase) -Soluzione ipotonica (rigonfiamento cellulare) -Fissazione (su vetrino) -Colorazione (bandeggio)
Anatomia di un cromosoma
Morfologia dei cromosomi (dimensioni e posizione centromero)
Candy Chromosomes!
CARIOTIPO STANDARD UMANO (G-banding pattern) CROMOSOMI ACROCENTRICI Satelliti = geni in tandem per rrna
«Bandeggio» Braccio Regione Banda Sottobanda Sotto-sottobanda Es 12q24.32 12qduequattropuntotredue
EVOLUZIONE DELLA CITOGENETICA La Citogenetica Classica (convenzionale, standard) permette di identificare riarrangiamenti cromosomici di non meno di 5 Mb La Citogenetica Molecolare (Citogenomica) permette di identificare riarrangiamenti fino a poche Kb 1Kb = mille coppie di basi (bp) 1Mb = 1 milione di bp
CITOGENETICA MOLECOLARE Livello di risoluzione < 4-5Mb (4-5 milioni di basi) F.I.S.H. (Fluorescent In Situ Hybridization) Array CGH (acgh) (array-based Comparative Genomic Hybridization)
TRISOMIA
FISHFISHFISHFISHFISHFISH A = painting B = sonde centromeriche nucleo interfasico Marcatura multipla (13, 18, 21, X, Y) G U L P!!! C = sonda telomerica cromosoma 2 (del 2q)
(MICRO)DELEZIONE
Comparative Genomic Hybridization (CGH) convenzionale e microarray Screening dell intero genoma Cianine, sostanze fluorescenti
Il DNA genomico (denaturato e marcato) del paziente viene aggiunto sul «vetrino» (chip o «array») Microarray Microarray chip is scanned by instrument. Gain Gain Loss Loss The data is transferred to computer for interpretation.
Microchip di DNA (Microarray) Permettono in tempi brevi e a costi bassissimi l analisi dell intero genoma Possono contenere fino a 1 milione di «sonde» (brevi sequenze di DNA) 22
Identificazione di una microdelezione nel cromosoma 11 del(11)(q13.2-q13.4) mediante acgh
ANOMALIE CROMOSOMICHE Cause importanti di: - abortività - malformazioni congenite - ritardo mentale -Frequenza alla nascita (nati vivi): ~1/150-200
La grande importanza delle associazioni!
Anomalie cromosomiche nella s.di Down Trisomia libera Traslocazione 95% (rischio ricorrenza basso) 4% (rischio ricorrenza alto!) Mosaicismo 1%
Trisomia 13 (S.di Patau)* 1:10.000 nati vivi Elevata selezione prenatale Labiopalatoschisi, polidattilia, alter.emisferi cerebrali, Microftalmia, cardiopatie, grave ritardo psicomotorio, convulsioni Sopravvivemnza rara dopo il I anno di vita Correlazione positiva con EMA In circa il 90% dei casi si tratta di trisomia libera In circa il 10% dei casi si tratta di traslocazione robertsoniana 13;14 * = Klaus Patau, tedesco
Trisomia 18 (S.di Edwards)
1:7000 Il 95% degli embrioni è abortito spontaneamente Femmine più colpite Correlazione positiva con EMA Ritardo di crescita, microcefalia, tipico atteggiamento delle mani Piede a piccozza, malformazioni multiple Trisomy 18, 9-year-old girl. Profound mental and physical handicaps Grave ritardo PM
S.Turner trattata
S.Di Klinefelter (47,XXY)
TRISOMIA X 1/1000-1200, superfemmine, alta statura, acne, menopausa precoce o irregolarità mestruali, NO ritardo mentale. Fertili: figli euploidi..
«Doppio Y» 1 su 1000 maschi, fenotipo maschile normale, alta statura, intelletto, sviluppo sex e fertilità normali. Figli euploidi
ANOMALIE CROMOSOMICHE DI STRUTTURA (RIARRANGIAMENTI) BILANCIATE (senza perdita e/o guadagno di materiale cromosomico) Fenotipo normale (a meno di interruzione/alteraz espressione genica) SBILANCIATE (con perdita e/ guadagno) Fenotipo patologico Traslocazioni (robertsoniane, reciproche) Inversioni (pericentriche, paracentriche) Delezioni
Traslocazione robertsoniana (Fusione centrica)
45,XY,t(14;21) portatore sano di t.robertsoniana 14/21
Anomalie cromosomiche nella s.di Down Trisomia libera Traslocazione 95% (rischio ricorrenza basso) 4% (rischio ricorrenza alto!) Mosaicismo 1%
Cariotipo fetale da L.A.(liquido amniotico) 46,XY, t(2;5)(q3.4;q2.4)
Traslocazione Reciproca (NON robertsoniana). Avviene tra cromosomi NON acrocentrici)
INVERSIONI CROMOSOMICHE
46,XY,inv(3)(p25;q21) NB: prodotti meiotici sbilanciati da inv.paracentrica: instabili e in genere non vitali. Prodotti meiotici sbilanciati da inv.pericentrica: stabili e potenzialmente vitali
DELEZIONI CROMOSOMICHE (es WHS) FISH acgh (CMA) Standard
Ipertelorismo Esiti di labioschisi WHS Fronte ampia, orecchie grande a basso impianto, RM
Delezioni cromosomiche Del 5p S.del Cri-du-chat
46, XX o XY, 5p-
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