Riassunto esame Biologia, prof Bevilacqua libro consigliato Basi biologiche dell’attivita Psichica

GENETICA

Geni = tratti cromosomici trascritti

Alleli = 2 copie di geni leggermente diversi tra loro

Genotipo = l’informazione ereditaria di un organismo

Genoma = l’insieme di tutti gli alleli di un organismo

Nell’essere umano il genoma è suddiviso in 24 possibili tipi di

cromosomi

(1-22, l’X e l’Y)

Le nostre cellule, quando sono nella fase aploide ne

contengono 23 (1-22 + X/Y), mentre nella fase diploide ne

contengono 46 (2 copie di 1-22 + XX/XY)

Esistono 4 tipi di cromosomi in base alla posizione del

centromero:

- metacentrico

- submetacentrico

- acrocentrico

- telocentrico

Il centromero è una regione cromosomica essenziale per la

ripartizione del materiale cromosomico durante la divisione

cellulare. Esso di fatto divide il cromosoma e forma così due

p q

bracci, (corto) e (lungo)

IL CARIOTIPO

È l’assetto cromosomico di un organismo.

CARIOGRAMMA = rappresentazione grafica dei cromosomi

è ottenuto tramite “Bandeggio G”

cariogramma,

Nel cromosomi omologhi (simili per

conformazione) sono appaiati:

22 coppie di autosomi 1-22

1 coppia di eterocromosomi XX, XY

N.B.: dominanti

gli alleli possono essere o recessivi

ogni cromosoma è formato di norma da 2 cromatidi

CICLO CELLULARE, MITOSI, MEIOSI

Il ciclo cellulare si sviluppa secondo fasi costanti:

G1 S G2 M

  

gap sintesi mitosi/meiosi

fase S = avviene la replicazione del DNA e i cromosomi

passano da 1C 2C



fase M = avviene la divisione cellulare e nella mitosi si torna

da 2C 1C



C = cromatidio

MITOSI

Avviene per le cellule somatiche ed è una divisione

equazionale, perché da una cellula diploide sono generate

figlie diploidi

MEIOSI

Avviene per le cellule germinali ed è una divisione

riduzionale perché le cellule da 2N N

 (2N = diploidi)

Si divide in Meiosi 1 e Meiosi 2 che a loro si volta si suddividono

in 4 fasi:

Profase 1

Durante il processo di sinapsi si formano le tetradi, complessi di 4

cromatidi. Nelle tetradi avviene il crossing-over tra cromosomi

omologhi, che aumenta la variabilità genetica.

Metafase 1

Le tetradi si allineano sul piano equatoriale della cellula, i cinetocori

delle due coppie di cromatidi fratelli si connettono ai poli della cellula

Anafase 1

Cromosomi omologhi di ogni coppia si separano e migrano verso i poli

opposti

Telofase 1

Cromosomi si decondensano e si formano gli involucri nucleari. Le cellule

si separano

Profase 2

Membrana nucleare si frammenta e il fuso si riassembla

Metafase 2

I cromosomi si allineano sul piano equatoriale della cellula

Anafase 2

I cromatidi si staccano dai cinetocori e migrano ai poli opposti

Telofase 2

Cromosomi si decondensano e si formano gli involucri nucleari. Le cellule

si separano

LEGGI DI MENDEL

Legge della Dominanza

Gli individui nati dall’incrocio tra due omozigoti, che differiscono per

carattere,

varianti alternative dello stesso saranno tutti eterozigoti e

uguali nel genotipo e nel fenotipo dell’allele dominante

Legge della Segregazione

Un carattere “mascherato” nella generazione F , derivante

1

dall’incrocio di due omozigoti per il carattere in questione,

ricompare nella generazione F 2

Legge dell’Assortimento indipendente

determinanti

La coppia di responsabili di un carattere segrega in

modo indipendente da un’altra

GLOSSARIO:

caratteri = caratteristiche fisiche distinguibili (forma, colore)

determinante = gene che codifica per un certo carattere (es.

S

“smooth”) con varianti alleliche ( e )

s

omozigote = individuo che possiede i due alleli uguali (S/S)

eterozigote = individuo che ha i due alleli diversi (S/s)

inincrocio = sinonimo di autoimpollinazione, attraverso la quale si

ottiene la segregazione dei caratteri

Le mutazioni possono essere:

geniche: brevi tratti cromosomici / 1 solo nucleotide

(“mutazioni puntiformi”)

genomiche: lunghi tratti cromosomici

es. mutazione puntiforme: alterazione delle basi azotate in

forme tautomeriche (A-C, G-T, T-T)

Mutazioni in CELLULE GERMINALI = viene affetto il

FENOTIPO

Mutazioni in GENI (regioni promotrici/codificanti) = “”

FENOTIPO

MUTAZIONI PUNTIFORMI

Per sostituzione di base:

Missenso: la sostituzione di 1 nucleotide in un codone

ha come effetto la sostituzione di 1 amminoacido nella

proteina codificata

Silente: è tale quando la sostituzione di 1 nucleotide

cambia uno dei codoni che codificano lo stesso

amminoacido (codice genetico ridondante)

Nonsenso: è tale quando la sostituzione di 1 nucleotide

cambia un codone codificante, verrà prodotta una

proteina tronca

Per inserzione/delezione di base:

Multipli di 3: inserzione/delezione di uno o più

amminoacidi

1 o altri: scivolamento della cornice di lettura

FENILCHETONURIA

Originata a partire da: mutazioni nel gene che codifica la PAH,

mappato sul cromosoma 12

Conseguenze genotipiche: fenilalanina idrossilasi (PAH)

malfunzionante, grande accumulo di fenilanina in tutte le cellule

Conseguenze fenotipiche: ritardo mentale

MUTAZIONI GENOMICHE

Delezioni, duplicazioni: diminuita espressione di un gene

Inversioni: aumento d’espressione di un gene

SINDROME DELL’X FRAGILE

Originata a partire da: mutazione genomica (duplicazioni di triplette

nucleotidiche) del gene che codifica la FMRP, mappato nella regione

cromosomica Xq27.3

Conseguenze genotipiche: il gene viene metilato e la FMRP non

viene coinvolta nei processi metabolici

Conseguenze fenotipiche: ritardo mentale

COREA DI HUNTINGTON

Originata a partire da: mutazione genomica (duplicazioni di triplette

nucleotidiche) del gene che codifica la huntingtina, mappato sul

cromosoma 4

Conseguenze genotipiche: l’huntingtina mutata non riesce ad

esprimere la sua azione antiapoptotica e degenerano i neuroni del

nucleo striato

Conseguenze fenotipiche: sintomi motori (corea, tic e distonia) e

sintomi cognitivo-comportamentali

POLIMORFISMI GENETICI e ENZIMI DI RESTRIZIONE

Si parla di polimorfismo o locus polimorfico quando si

osserva una frequenza maggiore (>1%) di alleli per un

certo gene

Un enzima di restrizione è un enzima batterico che

riconosce e taglia il DNA estraneo, proteggendo così le

cellule da attacchi genetici.

Ciò che rimane di una molecola di DNA tagliata in questo

modo sono i frammenti di restrizione, analizzabili

mediante tecniche elettroforetiche

POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR)

È un sistema di sintetizzazione di frammenti di DNA, utile per il

clonaggio genico o per analisi cliniche, forensi, ecc. Facilita molto la

visualizzazione di frammenti di DNA

(Single Nucleotide Polymorphisms)

SNP mutazioni

È il polimorfismo più diffuso per quanto riguarda le

puntiformi per sostituzione di base e produce due alleli per ogni

gene coinvolto (biallelico)

Il genotipo potrà essere omozigote o eterozigote rispetto a

quell’allele

(Variable Number of Tandem Repeats)

VTNR

(Short Tandem Repeats)

STR

Entrambi polimorfismi a singoli loci e multiallelici, sono prodotti da

errori di appaiamento meiotico e successivo crossing-over

ineguale.

VTNR: ripetizione di 6-50 nucleotidi

STR: ripetizione di 2-6 nucleotidi

È importante conoscere questi polimorfismi per costruire mappe

genetiche nell’uomo...

Analisi di linkage Aplotipo (sequenza di alleli associati)



ANOMALIE CROMOSOMICHE

Aberrazioni (anomalie strutturali)

Aneuploidie (anomalie numeriche)

Le aneuploidie si distinguono in:

Nullisomie: mancanza di entrambi i cromosomi di una

coppia

Monosomie: presenza di 1 sola copia di un cromosoma

Trisomie: presenza di 3 copie di un cromosoma

Sono tutte incompatibili con la vita tranne alcune eccezioni:

Monosomia del cromosoma X – Sindrome di Tuner (45,X)

Trisomia XXX – Superfemmina (47,XXX) asintomatica

Trisomia XYY – Supermaschio (47, XYY) asintomatica

Trisomia XXY – Sindrome di Klinefelter (47, XXY)

Trisomia del cromosoma 21 – Sindrome di Down (47,+21)

Le aneuploidie sono generate principalmente a causa di errori

nei processi di disgiunzione dei cromosomi durante

l’anafase della divisione meiotica.

SINDROME DI DOWN

È la principale causa di ritardo mentale, caratterizzata dal

cromosoma 21 soprannumerato. Esso può essere presente in

trisomia libera

tutte le cellule ( ), in una frazione di esse

trisomia da mosaicismo

( ) oppure traslocato su un altro

trisomia da traslocazione

cromosoma ( ).

Trisomia libera: 95% dei casi

Trisomia da traslocazione: 3% dei casi

Trisomia da mosaicismo: 2% dei casi

L’età materna avanzata (>35 anni) è il principale fattore di

rischio di insorgenza della DS.

La prevenzione di una nascita DS può essere effettuata tramite

amniocentesi o villocentesi per i casi di trisomia libera o da

mosaicismo, i casi di trisomia da traslocazione generano un

rischio di 1:3 di DS per un eventuale nuovo bambino.

SINDROME DI PATAU, SINDROME DI EDWARDS

trisomie

Sono entrambe dei cromosomi 13 e 18

rispettivamente, producono gravi malformazioni che portano

alla morte nei primi mesi di vita

Le aberrazioni cromosomiche si distinguono in:

delezioni: comportano la perdita del frammento deleto

duplicazioni: comportano la presenza di tratti

cromosomici aggiuntivi

inversioni: comportano la rotazione di tratti

cromosomici di 180°

traslocazioni: comportano il trasferimento di un

frammento cromosomico su un altro cromosoma

MODIFICAZIONI EPIGENETICHE

INATTIVAZIONE DEL CROMOSOMA X (cellule germinali)

È un meccanismo di silenziamento che assicura agli individui di

entrambi i sessi una normale espressione genica del

cromosoma X

Per il processo è necessario lo Xist, una lunga molecola di RNA

che effettua processi di metilazione e deacetilazione sull’X da

silenziare sindromi di Turner e Klinefelter

I fenotipi anomali nelle sono

dovuti ad una debole o inadeguata interazione con Xist

IMPRINTING GENOMICO (cellule somatiche)

È un meccanismo di silenziamento che evita che vengano

espresse entrambe le copie, paterna e materna, di alcuni geni

(poiché le nostre cellule sono diploidi e a volte non serve che

venga espresso lo stesso gene). È anche questo attuato tramite

metilazione.

Se malauguratamente viene a mancare (es. delezione) la

controparte paterna di un gene materno silenziato, o viceversa,

si avrà come effetto l’insorgenza della sindrome di Prader-Willi

o quella d