Le analisi cromosomiche

Le analisi cromosomiche

Esercizi

• How DNA is packaged
• Karyotyping
• Fish

Karyotyping activity

• Condensazione della cromatina
• Cromosomi metafasici
• Criteri di classificazione
• Chromosome painting

• Il DNA degli eucarioti
• Cariotipi e cariogrammi
• Come si classificano i cromosomi
• Tecniche di colorazione dei cromosomi

In questa lezione verranno illustrate le metodologie utilizzate in citogenetica umana per lo studio dei cromosomi

Che cosa vedremo?

10. Chromosome painting

9. La FISH

7. Tecniche di colorazione

6. La classificazione di Denver

5. Come si classificano i cromosomi

4. Il cariotipo umano

3. Struttura della cromatina

2. I cromosomi degli eucarioti

8. I bandeggi

1. La citogenetica

Contenuti

Ogni specie è caratterizzata da un determinato assetto cromosomico(scorri sulle immagini)

Citogenetica?

La citogenetica è la branca della genetica che studia i cromosomi analizzandone: numero, struttura e morfologia

Scorri sulle immagini

Il cromosoma eucariote

Negli eucarioti il DNA è complessato con proteine e RNA a formare la CROMATINANormalmente la cromatina è dispersa ma si condensa durante la mitosi e la meiosi formando strutture riconoscibili: i CROMOSOMIE' possibile riconoscere:

• EUCROMATINA despiralizzata, geneticamente attiva
• ETEROCROMATINA condensata, geneticamente inattiva

Segui il "filo" di DNA

Condensazione della cromatina

Mettiti alla prova e rispondi alle domande.

Quiz

Nucleolo

Centromero

Domanda 1/3

Istoni

Ribosomi

Molecole di polimerasi

In un nucleosoma il DNA è avvolto attorno a:

E' despiralizzata

Compare solo alla mitosi

Correct!

L'eterocromatina:

Domanda 2/3

Compare solo alla meiosi

E' geneticamente inattiva

Contiene più DNA dell'eucromatina

4 mm

4 m

Correct!

Il rapporto di compattazione del DNA alla massima condensazione della cromatina è di 1:10000. Ciò significa che se il DNA di un cromosoma lungo circa 4 micron fosse completamente svolto, si otterrebbe un filamento lungo:

Domanda 3/3

4 cm

40 m

40 cm

Vai avanti nella presentazione

FINE del QUIZ!

I cromosomi metafasici

• In metafase i cromosomi appaiono costituiti da 2 subunità identiche unite a livello del centromero
• Le 2 subunità prendono il nome di CROMATIDI FRATELLI e sono geneticamente identiche

Il cariotipo umano

L'insieme di tutti i cromosomi metafasici di una cellula è detto CARIOTIPO ed è specie-specifico.Il cariotipo dell'uomo è costituito da 46 cromosomi di cui:22 paia di AUTOSOMI1 paio di ETEROCROMOSOMI (cromosomi sessuali)

Il cariogramma

• La ricostruzione del cariotipo viene fatta attraverso la costruzione di una mappa cromosomica detta CARIOGRAMMA
• Il cariogramma viene ottenuto appaiando i cromosomi metafasici omologhi e ordinandoli per lunghezza decrescente

Classificazione dei cromosomi (Karyotyping)

• Per poter realizzare un cariotipo è necessario appaiare correttamente i cromosomi usando opportuni metodi di classificazione
• Questi criteri prendono in considerazione:

1. lunghezza del cromosoma
2. posizione del centromero
3. bandeggio

Dimensioni del cromosoma

I diversi cromosomi presentano lunghezze diverse.La posizione del centromero divide ogni cromosoma in 2 parti:

• braccio lungo o braccio q (da queue)
• braccio corto o braccio p (da petit)

Posizione del centromero

Sulla base della posizione del centromero si possono avere:

• cromosomi metacentrici se il centromero si trova in posizione centrale
• cromosomi submetacentrici se il centromero è spostato verso un'estremità
• cromosomi acrocentrici se il centromero è in posizione terminale

La classificazione di Denver

Fu proposta nel 1960 al Congresso di Genetica Umana di Denver (Colorado).Classifica i cromosomi umani in 7 gruppi (A-G) in ordine decrescente di lunghezza

• Gruppo A (1,2,3)
• Gruppo B (4,5)
• Gruppo C (6-12,X)
• Gruppo D (13,14,15)
• Gruppo E (16,17,18)
• Gruppo F (19,20)
• Gruppo G (21,22)
• Cromosoma Y

Colorazione dei cromosomi

Negli anni '70 si cominciarono ad introdurre delle tecniche di colorazione dei cromosomi che permisero l'identificazione delle singole coppie.Fra le tecniche più importanti ci sono:

• le tecniche di bandeggio
• la FISH (Fluorescent In Situ Hybridization)

I bandeggi

• Sono tecniche di colorazione che utilizzano sostanze in grado di colorare specifiche regioni (bande) dei cromosomi
• Il bandeggio che si ottiene è specifico e costante per ogni coppia di cromosomi omologhi e permette di ricostruire facilmente il cariotipo
• Questa tecnica mette anche in evidenza eventuali anomalie di struttura dei cromosomi
• Esistono diversi tipi di bandeggi. I più utilizzati sono:

Bandeggio Q

Utilizza un colorante fluorescente, la Quinacrina, che ha affinità per le zone del DNA ricche in A,TSi ottiene una colorazione che alterna bande fortemente fluorescenti a bande scure

Bandeggio G

• Utilizza il colorante Giemsa che mostra affinità per le zone ricche in A,T
• Determina una colorazione a bande scure e chiare
• E' sovrapponibile alla colorazione con Quinacrina

Bandeggio R

• Si effettua denaturando con il calore il DNA in soluzione salina e colorando con Arancio di Acridina (fluorescente)
• Le bande scure corrisppndono a zone ricche in G,C
• Si ottiene un bandeggio opposto a quello Q e G

Rispondi sul quaderno

1. I cariotipi dell'immagine sono maschili o femminili?
2. Che informazioni puoi ricavare sulla composizione in basi azotate dei diversi cromosomi?
3. Che cosa è possibile mettere in evidenza mediante un cariogramma?

Confronto fra bandeggi

La FISH

• La FISH ( Fluorescent In Situ Hybridization) è una tecnica che permette di localizzare sequenze specifiche sui cromosomi
• Utilizza sonde di DNA che si legano alla porzione di DNA complementare presente sul cromosoma (Ibridazione)
• La sonda è marcata con colorante fluorescente (fluorocromo)

Chromosome painting

• E' una applicazione speciale della FISH
• Consiste nell'uso di una miscela di sonde legate a fluorocromi diversi che riconoscono ciascuno una particolare zona del cromosoma rendendola fluorescente
• Consente una facile individuazione degli omologhi e la determinazione di anomalie complesse (traslocazioni, inversioni)

Karyotyping activity

Clicca sull'icona e svolgi l'attività proposta.Rispondi alle domande dell'attività sul tuo quaderno