Genetica - Appunti

XXY.

In entrambi i casi ci sono delle manifestazioni che influiscono sullo sviluppo sessuale. In genere gli

affetti sono sterili. Nella sindrome di Turner il sesso cromosomico è femminile, per l'assenza del

cromosoma Y, è invece maschile nella sindrome di Klinefelter.

Possiamo avere sia la monosomia che la trisomia piena, ovvero tutte le cellule dell'individuo sono

coinvolte. Ciò è dovuto a un difetto di mancata disgiunzione durante la formazione del gamete.

Oppure possiamo avere forme di mosaicismo. La gravità dei segni è in relazione alla proporzione di

cellule aneuploidi rispetto alla proporzione di cellule diploidi. Più spesso, soprattutto nel caso della

sindrome di Turner, nella sua forma di monosomia piena, il gamete senza il cr.X è quello maschile.

Entrambe le aneuploidie presentano come tratti fenotipici: sterilità, ipogonadismo, statura molto

bassa (Turner), plica nucale (Turner) oppure statura molto elevata (Klinefelter). In entrambi i casi si

possono avere forme più o meno gravi di ritardo mentale.

TECNICHE DI BANDEGGIATURA

Tutti i cromosomi presentano una bandeggiatura trasversale tipica, che li distingue l'uno dall'altro. È

l'effetto del fatto che la condensazione della cromatina lungo il cromosoma non è omogenea, ci

sono regioni più condensate rispetto ad altre e le tecniche di bandeggiatura permettono di avere

informazioni sulla composizione in basi delle diverse regioni del cromosoma. Le coppie A-T e C-G

hanno un'affinità diversa per i diversi coloranti utilizzati, di conseguenza, a seconda del fatto che

certe regioni si colorano di più o di meno, si traggono informazioni circa la composizione in basi.

Le tecniche di bandeggiatura sono state messe a punto intorno agli anni '60 e, attraverso queste

procedure, è stato da allora possibile evidenziare delezioni di piccole regioni del cromosoma, le

microdelezioni.

Le principali bande evidenziabili sono:

1. bande q.

si evidenziano attraverso l'utilizzo della chinacrina (dal francese quinacrine). È una sostanza

fluorescente che rende le regioni lungo il cromosoma più o meno fluorescenti a seconda di

quanto questa sostanza viene legata dalle basi azotate del DNA. Le bande più fluorescenti

sono ricche in A-T e presentano minore densità genica. Invece le bande meno fluorescenti

sono ricche in C-G e hanno elevata densità genica.

2. bande g.

si evidenziano tramite la colorazione di Giemsa, non è fluorescente e colora soprattutto le

regioni in cui è presente la coppia A-T. Queste regioni risultano più scure e quindi più

condensate e a minore densità genica. Analogamente le regioni più chiare sono ricche in

C-G, meno condensate e a maggiore densità genica.

3. bande c.

cioè bande centromeriche, si mettono sempre in evidenza con il colorante di Giems e sono

quelle regioni in prossimità dei centromeri. Sono particolarmente importanti perchè sono

bande che presentano DNA satellite. Fa parte delle sequenze non codificanti costituite da

pochi nucleotidi ripetuti svariate volte. Queste sequenza sono caratteristiche di ciascun

individuo e fanno quindi parte dei marcatori genetici. In realtà il DNA delle bande c

andrebbe suddiviso in: satellite, minisatellite e microsatellite a seconda della lunghezza delle

sequenze ripetute. Queste sequenze sono sempre condensate durante tutto il ciclo cellulare.

4. bande t.

sono bande telomeriche perchè presenti in prossimità dei telomeri, le estremità dei

cromosomi. Queste bande sono costituite da sequenze ripetute, DNA non genico. Una tipica

sequenza di queste bande è GGG-TTA. I telomeri rappresentano una sorta di protezione

all'estremità del cromosoma, con la funzione di impedire che ad ogni ciclo di replicazione la

molecola di DNA si accorci. Per le caratteristiche intrinseche del meccanismo di

replicazione del DNA la tendenza sarebbe infatti quella dell'accorciamento della molecola

ad ogni replicazione. Tuttavia la molecola generalmente può andare incontro ad una trentina

di replicazioni, dopo le quali la cellula muore (a meno che non superi i meccanismi di

controllo, come accade per le cellule tumorali). Nonostante la presenza di telomeri si

verifica comunque un accorciamento inteso come un graduale invecchiamento della

molecola. MALATTIE DOVUTE A MICRODELEZIONI.

La più frequente malattia dovuta a microdelezione è la Sindrome del miagolio del gatto o Sindrome

del Cri du Chat, chiamata così per il tratto caratteristico dei bambini affetti: il pianto che assomiglia

appunto a un miagolio. Questa malattia è dovuta a una microdelezione sul braccio corto del cr. 5,

viene anche indicata come sindrome 5 p-. Si stima un affetto su 50000 nati vivi, la regione la cui

delezione causa la sindrome si trova nella banda 15 → 5 p 15.2.3.

Gli affetti presentano: il pianto caratteristico dovuto a una malformazione a livello della laringe e

dell'epiglottide, possono poi essere presenti altre malformazioni a carico del sistema cardiaco,

gastrointestinale, renale e nervoso accompagnate da ritardo mentale e dello sviluppo psicomotorio. I

bambini sono iperattivi, molto socievoli e allegri. Un altro tratto caratteristico riguarda i tratti

dismorfici del viso: microcefalia, mandibola piccola, occhi distanti, radice del naso allargata. Il

90% dei bambini affetti muore entro il primo anno di vita a causa della gravità e dell'entità delle

malformazioni. Per la maggior parte dei casi non è ereditaria, raramente i genitori sono portatori di

anomalie, hanno un cariotipo normale. Si tratta quindi di mutazioni realizzatesi ex-novo. La

sindrome può essere diagnosticata tramite una procedura detta fish, acronimo per ibridazione in situ

fluorescente. È una tecnica che associa la citogenetica alla biologia molecolare. Nel caso in cui si

debba evidenziare la microdelezione:

si devono preparare delle sonde fluorescenti selettive, sequenze complementari alla

– sequenza che stiamo cercando;

si applica la sonda sui cromosomi, questa va ad ibridarsi (legarsi) solo se l'equivalente è

– presente. Poiché è fluorescente riusciamo ad evidenziarla e vedere dove è andata a legarsi.

Quando la sequenza che stiamo cercando non è stata deleta: in metafase risultano alla fluorescenza

due puntini sul braccio corto del cromosoma 5 che corrispondono alle sequeneza che stavamo

cercando, se invece il cromosoma è deleto non compare alcun segnale fluorescente perchè la sonda

non ha trovato la sequenza complementare a cui ibridarsi. Ciò ci dice che in quel cromosoma è

avvenuta la microdelezione. La FISH ha diverse applicazioni oltre a quella diagnostica, come la

mappatura dei geni.

IMPRINTING GENOMICO

E' una corta di impronta genetica presente su alcune regioni di alcuni cromosomi, ad esempio: 4p;

8p; 17p; 18q; 22q; 15q. Nelle sindromi di Prader Willi e di Angelman si verifica una delezione di

una certa regione a livello del braccio lungo del cromosoma 15, regione sottoposta ad imprinting.

L'impronta consiste nel fatto che queste regioni sono inattivate, cioè i geni presenti su di esse non

vengono espressi. Sono inattivate attraverso un processo di metilazione. La metilazione è un

meccanismo comune delle cellule per inattivare l'espressione dei geni e consiste nell'aggiunta di

gruppi metilici CH alle basi azotate, nello specifico alle basi di citosina. Le regioni sottoposte ad

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imprinting sono quindi ricche di dinucleotidi CG. Per dinucleotide si intende CG in sequenza sullo

stesso filamento, non coppie di basi complementari. L'impronta è diversa a seconda sel sesso

dell'individuo, all'interno della regione imprintata la parte inattivata è diversa nel maschio e nella

femmina, sono inattivati geni diversi. Vengono ereditati due cromosomi omologhi da ciascuno dei

due genitori, quindi in tutte le cellule somatiche dell'individuo sono presenti entrambe le impronte,

a seconda dal genitore da cui viene ereditato il cromosoma saranno inattivati certi geni piuttosto che

altri nella regione sottoposta ad imprinting.

L'imprinting viene detto non permanente perchè nel momento in cui avviene nell'individuo la

gametogenesi, l'impronta non coerente con il sesso dell'individuo viene convertita secondo il sesso.

Ovvero, se abbiamo un maschio il quale nelle cellule somatiche ha un cromosoma con l'impronta

femminile e uno con l'impronta maschile, nel momento in cui gli spermatogoni iniziano la meiosi, il

cromosoma con l'impronta fenminile la converte in impronta maschile. Analogamente succede nella

femmina. Quindi tutti i gameti prodotti dall'individuo portano tutti solo l'impronta in relazione al

suo sesso. Per il fatto che nelle cellule diploidi abbiamo due cromosomi omologhi, tutti i geni della

regione sottoposta a imprinting sono espressi. Avendo due cromosomi con impronte di sesso diverso

vengono ad essere espressi tutti i geni di quella regione.

Quindi: non solo è importante che siano presenti tutti i cromosomi nel cariotipo, ma anche che per

ciascuna coppia uno derivi dal padre e l'altro dalla madre. Le due impronte, maschile e femminile,

sono indispensabili entrambi.

Se, per ipotesi, si ereditano i due cromosomi entrambi dallo stesso genitore viene a mancare

completamente una data regione e quindi l'espressione genica.

La sindrome di Prader Willi e la sindrome di Angelman sono causate da delezioni a livello del

cromosoma 15 nella regione sottoposta ad imprinting. Nel caso in cui il cromosoma che porta la

delezione sia quello paterno si origina la sindrome di Prader Willi, se invece il cromosoma è di

origine materna si verifica la sindrome di Angelman. le due regioni sono diverse a seconda della

sindrome e così anche i geni la cui espressione viene a mancare. Pertanto anche le manifestazioni

sono diverse, anche se alcuni segni sono gli stessi.

Sindrome di Prader Willi.

Si contraddistingue per due fasi:

1. ipotonia, ritardo della crescita per i primi 2-3 anni di vita (caratteristiche anche del periodo

pre-natale). Scarsa capacità di suzione.

2. Fenotipo comportamentale: iperfagia che porta a disfunzioni cardiovascolari, diabete e

obesità.

Nella sindrome sono poi presenti anomalie a livello dell'ipotalamo che spiegherebbero l'iperfagia.

Le anomalie vanno ad influire sul funzionamento dell'ipofisi che spiegherebbero anche il ritardo

dello sviluppo e della crescita e anche i disturbi del metabolismo.

Ipotalamo → ipofisi → tiroide → alterato metabolismo.

Nel 70% dei casi la sindrome è dovuta a una delezione del cromosoma di origine paterna, nel 28%

circa dei casi il difetto è dovuto a disomia uniparentale, la situazione in cui vengono ereditati

entrambi i cromosomi omologhi dello stesso genitore. Nel caso della sindrome di Prader