Genetica base

TIPI DI INFEZIONE

Infezioni persistenti o croniche: possono durare anche molti anni. I virus possono replicarsi più lentamente senza causare una sintomatologia clinica. Sono presenti anticorpi diretti contro il virus infettante. Il virus dell'epatite B, il virus di Epstein-Barr e il virus del morbillo possono dare infezioni croniche.

Infezioni latenti: dovute a virus che, dopo una fase iniziale moltiplicativa, arrestano il proprio ciclo di sviluppo e diventano quiescenti. La fase di latenza può durare un certo periodo dopo il quale può verificarsi una recrudescenza (aggravamento) dell'infezione con una manifestazione spesso diversa da quella iniziale. I virus epatici possono dare infezioni latenti.

L'Herpes simplex di tipo 1 infetta in generale i bambini e rimane quiescente per anni a livello dei gangli del sistema nervoso; periodicamente può attivarsi e dare le caratteristiche lesioni erpetiche (herpes labiale).

Il virus della varicella zoster...

(Herpes zoster) provoca la varicella come prima manifestazione; non viene eliminato dal sistema immunitario ma diventa quiescente nei gangli dei nervi spinali. La manifestazione ricorrente è il "fuoco di Sant'Antonio" per la riattivazione del virus a livello dei nervi intercostali.

CROMATINA NEGLI SPERMATOZOI

La struttura della cromatina negli spermatozoi rappresenta un'eccezione rispetto alle strutture precedentemente descritte. Gli spermatozoi sono prodotti durante la spermatogenesi, ovvero il processo attraverso il quale da cellule dette spermatogoni (diploidi) si ottengono gli spermatozoi (aploidi).

Durante la prima divisione meiotica avviene il crossing-over, processo che permette di riassortire i geni.

A livello dello spermatozoo possiamo distinguere testa, collo e coda. Il DNA si trova nella testa, più precisamente in una zona detta nucleo. In base alla specie la testa degli spermatozoi ha forme diverse.

Il "problema" degli spermatozoi è

Il DNA deve essere contenuto in uno spazio molto piccolo. Perciò è necessario che il DNA venga compattato di più rispetto a quanto avviene nelle cellule. Le proteine necessarie per compattare il DNA sono chiamate protammine e devono essere ancora più basiche rispetto agli istoni. Esistono due tipi di protammine, le P1 e le P2, che sono composte principalmente da arginina e lisina. Le protammine e gli istoni hanno in comune il fatto di essere basici, ma gli istoni si aggregano tra di loro formando una struttura attorno alla quale il DNA può avvolgersi, mentre le protammine sono più piccole e possono intercalarsi nel solco maggiore del DNA occupando poco spazio e neutralizzando la carica negativa del DNA, facilitando così il suo impacchettamento. Inoltre, le protammine possono formare dei ponti di solfuro grazie alla presenza di un particolare

amminoacido chiamato cisteina. Questi ponti ci permettono di fare un cross-link cioè un legame tra le proteine P1 per compattare ulteriormente la cromatina.

Non è però possibile passare direttamente da fibra nucleosomica a fibra compattata con le protammine, infatti, questo passaggio viene facilitato da due proteine che si chiamano proteine di transizione (TP1 e TP2).

Quello che accade durante la formazione dei gameti è che la fibra nucleosomica viene riorganizzata in modo che vengano rimossi i nucleosomi, che vengano messe le proteine di transizione e che queste vengano poi sostituite dalle protammine.

Una volta che si inseriscono le protammine il DNA arriva ad avere una carica sostanzialmente neutra. Ora il filamento di DNA può essere avvolto su se stesso a formare una sorta di molla schiacciata detta anche coroide o ciambella.

Utilizzare le protammine ci permette di avere un'organizzazione del genoma molto diversa rispetto a quella delle cellule somatiche.

al contrario il DNA associato agli istoni rimane nelle zone esterne che sono più sensibili a danni provenienti dall'esterno, perciò è meglio che in queste zone si trovino tratti di DNA che non codificano per caratteri importanti.

Una volta che lo spermatozoo raggiunge l'ovocita secondario avviene la fecondazione, durante la quale la testa dello spermatozoo entra nell'ovocita. Il genoma paterno però non può rimanere compattato con le protammine, perciò quello che accade è che il nucleo deve essere decondensato con l'eliminazione delle protammine e successivamente riorganizzato in una fibra nucleosomica grazie a istoni prodotti dall'ovocita. A questo punto i due nuclei si possono fondere a formare il nucleo dello zigote.

Esiste una patologia genetica in cui alcuni soggetti hanno una mutazione a carico del gene per produrre le protammine P1 che causa in questi soggetti la mancata sintesi di P1. Questo provoca un

mantenimento dell'organizzazione istonica. La conseguenza di questo sugli spermatozoi si identifica nella dimensione degli stessi che saranno più grossi (chiamati anche "testa larga"). Questa mutazione è causa di un'infertilità poiché gli spermatozoi testa larga sono meno idrodinamici, hanno minor vitalità e inoltre hanno un DNA che può essere maggiormente danneggiato da agenti esterni.

Locus: punto che un gene occupa su un cromosoma. Il gene che codifica per la protammina P1 è posizionato vicino al gene che codifica per la protammina P2 e questi si trovano in posizione 16p13.13.

CROMOSOMI OLOCENTRICI: I cromosomi olocentrici, a differenza di quelli monocentrici, non presentano un centromero localizzato ma mostrano attività centromerica diffusa lungo tutto l'asse cromosomico. Questo fa sì che nella tarda profase ed in metafase i cromosomi olocentrici si presentino come semplici bastoncelli dati da.

duecromatidi che decorrono parallelamente senzapresentare costrizioni.Data l’assenza di un centromero localizzato, le fibredel fuso prendono contatto con tutto l’assecromosomico portando ad una diversa cinetica didivisione dei cromatidi fratelli poiché essi si separanorimanendo paralleli l’uno all’altro e non formandoclassiche figure a V, tipiche dei cromosomimonocentrici.Questa tipologia di cromosomi è presente nei lepidotteri (farfalle), negli insetti emitteri, nei nematodi e inalcune piante (giuncacee). Tutti i vertebrati presentano generalmente cromosomi monocentrici.Le differenze tra cromosomi monocentrici e olocentrici non sono solo limitate al centromero ma anche alladistribuzione dell’eterocromatina costitutiva. Nei cromosomi olocentrici abbiamo aree eterocromatichedistribuite diversamente rispetto ai cromosomi monocentrici dove invece si trovano nel centromero. Sipossono per esempio trovare cromosomi privi di eterocromatina

costituiva oppure cromosomi ricchi diquest’ultima. Questa distribuzione particolare ci permette di poter applicare il bandeggio C che è un bandeggiospecifico per l’eterocromatina costitutiva. Un bandeggio C prevede la degradazione della cromatina con unamiscela data da idrossido di bario a caldo (temperature superiori ai 50°), la combinazione tra idrossido etemperatura determina la formazione di una sostanza altamente basica in grado di rompere la cromatina.Nelle zone in cui la cromatina non viene degradata avremo un genoma organizzato con un maggior grado dicompattazione dato dalla presenza di eterocromatina costitutiva, dove invece viene degradata avrò una minorcompattazione ed eucromatina.Dopo avere effettuato questo trattamento si fanno dei lavaggi per favorire l’eliminazione della cromatinadegradata e in seguito si usano dei coloranti. In questo caso si usa il Dafi (colorante fluorescente) che ha unapreferenza di legame con tratti di DNA ricche

In questi insetti permette il mantenimento del materiale genetico anche successivamente ad una frammentazione da parte di molecole clastogene. In seguito alla frammentazione di un cromosoma olocentrico il numero totale dei cromosomi cresce e viene così trasmesso alla progenie. La possibilità di tollerare le frammentazioni cromosomiche rende il cariotipo degli organismi dotati di cromosomi olocentrici più variabile rispetto a quanto avvenga in organismi con cromosomi monocentrici e può portare allo sviluppo di numeri cromosomici diversi in popolazioni appartenenti alla stessa specie. Nel genere Amphorophora, ad esempio, sono stati descritti valori di ploidia che vanno da n=2 sino a n=36. Due delle molecole prodotte dalle piante che sono in grado di frammentare il DNA sono nicotina e caffeina.

CROMOSOMI POLITENICI

I cromosomi politenici rappresentano un'ulteriore eccezione dell'organizzazione del materiale genetico in un organismo. Questa tipologia di