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Transcript

Le analisi cromosomiche

Che cosa vedremo?

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

Il DNA degli eucariotiCariotipi e cariogrammiCome si classificano i cromosomiTecniche di colorazione dei cromosomi

Condensazione della cromatinaCromosomi metafasiciCriteri di classificazioneChromosome painting

Karyotyping activity

How DNA is packagedKaryotypingFish

Esercizi

Contenuti

1.La citogenetica

8.I bandeggi

2. I cromosomi degli eucarioti

3.Struttura della cromatina

4.Il cariotipo umano

5.Come si classificano i cromosomi

6.La classificazione di Denver

7.Tecniche di colorazione

9.La FISH

10. Chromosome painting

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

Citogenetica?

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

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 attivaETEROCROMATINA condensata, geneticamente inattiva

Il cromosoma eucariote

Scorri sulle immagini

EUCROMATINA

ETEROCROMATINA

Condensazionedella cromatina

Segui il "filo" di DNA

4. La fibra 30 nanometri si ripiega formando delle anse delle dimensioni di 300 nm

1. Al livello organizzativo più semplice la cromatina è formata dalla doppia elica del DNA (2 nm)

2. Il DNA si lega agli ISTONI formando i NUCLEOSOMI. Ogni nucleosoma consiste di 8 proteine istoniche attorno alle quali si avvolge il DNA (11 nm)

3. I nucleosomi si compattano formando la FIBRA 30 nm

6. Il filamento così ottenuto si avvolge ancora su se stesso formando il CROMOSOMA (1400 nm)

5. La fibra 300 nm si compatta ulteriormente formando un filamento spesso 700 nm nel quale ogni spira misura 250 nm

Quiz

Mettiti alla prova e rispondi alle domande.

In un nucleosoma il DNA è avvolto attorno a:

Molecole di polimerasi

Ribosomi

Istoni

Domanda 1/3

Centromero

Nucleolo

ERRATO! RIPROVA

ERRATO! RIPROVA

ERRATO! RIPROVA

ERRATO! RIPROVA

Contiene più DNA dell'eucromatina

E' geneticamente inattiva

Compare solo alla meiosi

Domanda 2/3

L'eterocromatina:

Correct!

Compare solo alla mitosi

E' despiralizzata

ERRATO! RIPROVA

ERRATO! RIPROVA

ERRATO! RIPROVA

ERRATO! RIPROVA

40 cm

40 m

4 cm

Domanda 3/3

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:

Correct!

4 m

4 mm

ERRATO! RIPROVA

ERRATO! RIPROVA

ERRATO! RIPROVA

ERRATO! RIPROVA

FINE del QUIZ!

Vai avanti nella presentazione

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

I cromosomi metafasici

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 cariotipo umano

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

Il cariogramma

Per poter realizzare un cariotipo è necessario appaiare correttamente i cromosomi usando opportuni metodi di classificazioneQuesti criteri prendono in considerazione:lunghezza del cromosomaposizione del centromerobandeggio

Classificazione dei cromosomi (Karyotyping)

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)

Dimensioni del cromosoma

Sulla base della posizione del centromero si possono avere:cromosomi metacentrici se il centromero si trova in posizione centralecromosomi submetacentrici se il centromero è spostato verso un'estremitàcromosomi acrocentrici se il centromero è in posizione terminale

Posizione del centromero

METACENTRICO

SUBMETACENTRICO

ACROCENTRICO

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 lunghezzaGruppo 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

La classificazione di Denver

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 bandeggiola FISH (Fluorescent In Situ Hybridization)

Colorazione dei cromosomi

Sono tecniche di colorazione che utilizzano sostanze in grado di colorare specifiche regioni (bande) dei cromosomiIl bandeggio che si ottiene è specifico e costante per ogni coppia di cromosomi omologhi e permette di ricostruire facilmente il cariotipoQuesta tecnica mette anche in evidenza eventuali anomalie di struttura dei cromosomiEsistono diversi tipi di bandeggi. I più utilizzati sono:- Bandeggio Q- Bandeggio G- Bandeggio R

I bandeggi

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 Q

Utilizza il colorante Giemsa che mostra affinità per le zone ricche in A,TDetermina una colorazione a bande scure e chiareE' sovrapponibile alla colorazione con Quinacrina

Bandeggio G

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,CSi ottiene un bandeggio opposto a quello Q e G

Bandeggio R

Confronto fra bandeggi

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

Rispondi sul quaderno

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

La FISH

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

Chromosome painting

Riesci a vedere l'inversione sul cromosoma 1?

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

Karyotyping activity