Tossicologia e mutagenesi ambientale - Appunti Lezione 3

Cambiamenti nella struttura dei cromosomi

1. Delezione

2. Inversione

3. Duplicazione (inserzione)

4. Traslocazione (inserzione)

5. Trasposizione (inserzione)

Schema generale

A B C F E D A B C D ET E F

Inversione Trasposizione

A B C D E F

Delezione Duplicazione

A B C C D E F

A B D E F Traslocazione

A B C D E F A B C p q r

X

m n o p q r m n o D E F

Delezione

Perdita di un segmento cromosomico

 – terminale (1 rottura)

– interstiziale (2 rotture)

Stato di omozigosi od eterozigosi

1. Estensione della regione deleta

2. Funzione del tratto deleto

3.

Sindrome Cri du chat: cromosoma 5

Sindrome Prader-Willi: cromosoma 15

Retinoblastoma: cromosoma 13

Inversione

Rotazione di 180° di un segmento cromosomico



– inversione pericentrica (2 rotture)

contiene il centromero

– inversione paracentrica (2 rotture)

non comprende il centromero

1 2 3 4

1 3 2 4

1 2 3 4 5 6

1 2 3 5 6

4

Duplicazione

Aumento di copie di un segmento cromosomico

 – duplicazione adiacente (3 rotture)

– duplicazione dispersa (3 rotture)

inserzione

Crossing-over ineguale

Creazioni di nuovi geni

Cambia la struttura dei cromosomi e dei genomi

EVOLUZIONE

Traslocazione

Scambio di segmenti cromosomici tra due

 cromosomi

Reciproca 2. Semplice (2 rotture)

1. Da inserzione (3 rotture)

3. Robertsoniana (2 rotture a livello centromero di cromosomi acrocentrici)

4. X X

1. 2.

3.

4. Aberrazioni strutturali

Alterazione verso forme morfologicamente

 anormali della struttura dei cromosomi

metafasici

Rottura a singola elica (SSB)

 integrità parziale del DNA

Rottura a doppia elica (DSB)

 perdita dell’integrità fisica del DNA

Classificazione aberrazioni I

Cromatidiche: Il DSB si forma dopo la sintesi

 replicativa del DNA (fase S-G ): l’alterazione

2

interessa uno solo dei 2 cromatidi fratelli

Cromosomiche: Il DSB si forma prima della

 sintesi replicativa DNA (fase G -S) e viene

1

duplicato nel cromatidio fratello: l’anomalia

interessa entrambi i cromatidi del cromosoma

Classificazione aberrazioni II

Stabili: persistono nelle successive generazioni

 cellulari

Instabili: la cellula che le porta non può dividersi

 Bilanciate: non c’è perdita od acquisto di segmenti

 cromosomici

Sbilanciate: c’è perdita od acquisto di segmenti

 cromosomici Gap

Gap: regione acromatica lungo un cromatidio o

 in entrambi i cromatidi del cromosoma con

estremità allineate e non troppo distanti

cromatidico cromosomico

Rotture del cromosoma

Break o frammento: regione acromatica lungo un cromatidio o in entrambi i cromatidi del cromosoma ma con estremità non in asse e distanti

 Break Frammento

cromosomico cromatidico cromatidico cromosomico

Aberrazioni da delezione

Delezione terminale: il frammento (o cromatidico o

 cromosomico) va perduto

Delezione interstiziale: il frammento (o cromatidico o

 cromosomico) viene staccato e le due estremità

ricongiunte

Cromosoma ad anello (ring): le estremità del

 frammento cromosomico contenente il centromero si

ricongiungono fra di loro a formare un anello

X ring cromosomico

X

Scambi cromatidici

Quadriradiale simmetrico: i due DSB sono su cromatidi

 di cromosomi differenti e i 2 frammenti acentrici si

scambiano reciprocamente di posto (struttura a

crocevia)

Quadriradiale asimmetrico: come sopra, ma la struttura

 ha 3 braccia perché la riunione avviene tra i due

frammenti contenenti il centromero

Scambi cromosomici

Traslocazione reciproca: i due DSB sono su 2

 cromosomi differenti e i 2 frammenti acentrici si

scambiano reciprocamente di posto con i differenti

frammenti contenenti il centromero

Dicentrico: lo scambio e la riunione avviene fra

 frammenti centrici e acentrici (struttura a caramella)

+

dicentrico

Anomalie numeriche

Variazioni nel numero dei cromosomi

1. Poliploidia

moltiplicazione dell’intero assetto

cromosomico aploide

2. Aneuploidia

perdita od acquisto di uno o

pochi (2-3) cromosomi

Poliploidia

Triploidia (3n)

fecondazione alterata

Tetraploidia (4n)

lo zigote duplica il DNA ma non fa la I

divisione mitotica

Endoreduplicazione

la cellula duplica il DNA senza dividersi

mitoticamente (cromosomi formati da 4-8

cromatidi

Piante - Vermi - Anfibi - Rettili - Pesci

Aneuploidia

Monosomia (2n-1)

perdita di 1 cromosoma di 1 coppia di

omologhi

Trisomia (2n+1)

acquisto di 1 cromosoma da parte di 1

coppia di omologhi

Tetrasomia (2n+2)

acquisto di 2 cromosomi da parte di 1

coppia di omologhi

2 coppie di omologhi diversi acquistano 1

cromosoma ciascuna

Sindromi da aneuploidia

Monosomie Sindrome di Turner (2n –X)

Trisomie Sindrome di Klinefelter (2n +X)

Sindrome di Down (2n +21)

Sindrome di Patau (2n +13)

Sindrome di Edwards (2n +18)

Meccanismi dell’aneuploidia

Non disgiunzione

mancata separazione di una coppia di

cromosomi omologhi o di cromatidi fratelli

durante la meiosi I o la mitosi

Perdita cromosomica

cromosoma o cromatidio fratello in ritardo

migratorio durante l’anafase