Sindromi cromosmiche

Question 1

Aberrazione cromosomica

Answer 1

E’ una mutazione che è abbastanza grande da poter essere osservata al microscopio ottico.
0.65% anomalie cromosomiche sintomatiche
0.2% asintomatiche

Question 2

Differenziazione dei cromosomi in base alla posizione del centromero

Answer 2

CROMOSOMA TELOCENTRICO: centromero verso la fine del cromosoma (sequenze telomeriche presenti).
CROMOSOMA ACROCENTRICO: centromero vicino ad un’estremità
CROMOSOMA SUBMETACENTRICO: centromero forma un braccio lungo (q) e un braccio corto (p)
CROMOSOMA METACENTRICO: forma due bracci di uguale lunghezza

Question 3

Cromatina

Answer 3

Ogni cromosoma è formato da una lunga molecola di DNA compattata da istoni e proteine non istoniche a formare la CROMATINA che può essere distinta in
EUCROMATINA: porzione di DNA meno condensata. Contiene sequenze altamente ripetute
ETEROCROMATINA: porzione di DNA fortemente compattata. Può essere FACOLTATIVA quando alcune regioni sono eterocromatiche in alcune cellule e eucromatiche in altre cellule dello stesso organismo oppure COSTITUTIVA nelle regioni che rimangono condensate in tutte le cellule. Contiene sequenze codificanti per proteine

Question 4

Centromeri

Answer 4

Costituiti da ripetizioni di una specifica sequenza di DNA di 171 paia di basi. Ruolo strutturale e attacco al fuso mitotico. Man mano che ci si allontana dai centromeri il DNA contiene sempre più sequenze codificanti

Question 5

Telomeri

Answer 5

Sono le estremità dei cromosomi. Ogni telomero è formato da molte ripetizione della sequenza TTAGGG. Preservano l’integrità dei cromosomi: la telomerasi permette la ricostruzione dei telomeri sui nuovi filamenti a ogni duplicazione in modo che non vengano persi geni

Question 6

Cariotipo

Answer 6

Mostra le coppie cromosomiche in ordine DECRESCENTE di dimensione: c’è un progressivo decremento del contenuto genico ad aumentare del numero del cromosoma.
DESERTO GENICO: cromosomi che contengono pochissimi geni come Y (caratteri sessuali secondari maschili), cromosomi 13, 18 e 21 (oltre a cromosomi sessuali gli unici per cui la trisomia è compatibile con la vita).
Cariotipo importante per evidenziare anomalie cromosomiche nel feto.
AMNIOCENTESI: prelievo di cellule fetali dal liquido amniotico alla 15esima settimana
VILLOCENTESI: prelievo dei villi coriali
L’amniocentesi è consigliata a partire dai 35 anni perché c’era un rischio di 1/350 prelievi di danneggiare il feto (rischio per una donna di 35 anni di avere un figlio affetto da sindromi cromosomiche). Oggi il rischio è sceso a 1/1600 perché il prelievo viene effettuato con un’ecografia.
La villocentesi ha un rischio 1/1000-3000 di provocare danni come riduzione degli arti o aborto spontaneo

Question 7

Bandeggio

Answer 7

Sono tecniche di colorazione che permettono di stabilire un cariotipo.
I cromosomi sono sottoposti a diverse tecniche di bandeggio in cui avviene una denaturazione lungo il loro asse che dopo colorazione con Giemsa determina un’alternanza di BANDE CHIARE e SCURE. Questo pattern è ricorrente in ogni individuo e specifico per ogni cromosoma in quanto riflette la concentrazione regione specifica di AT e GC.
Due tipi di bandeggio
BANDEGGIO G: bande SCURE eterocromatiche ricche in AT e bande CHIARE eucromatiche ricche in GC
BANDEGGIO R: Bande SCURE eucromatiche ricche in GC e bande CHIARE eterocromatiche ricche in AT

Question 8

Livelli di risoluzione

Answer 8

A seconda della tecnica utilizzata tre livelli:
400 bande
550 bande
880 bande
Il limite di risoluzione del bandeggio G è di 4-8 Mb: rileva anomalie che coinvolgono segmenti di DNA compresi tra 4 e 8 Mb (abbastanza grandi).
Limite di risoluzione amplificato grazie all’introduzione di sonde specifiche e all’ibridazione in situ che lo portano a 100 Kb.
FISH: fluorescent in situ hybridization utilizza sonde marcate (fluoresceina, radioattivamente o con fluorocromi) complementari alla regione che si vuole analizzare. Utilizzando sonde che marcano ogni cromosoma con con un colore diverso questi possono essere distinti e si possono osservare per es. traslocazioni.
Oppure sonde specifiche per regioni cromosomiche. Si possono identificare anomalie cromosomiche grazie a sonde che riconoscono cromosomi specifici

Question 9

Stenografia

Answer 9

Descrive i cromosomi e eventuali delezioni, traslocazioni, trisomie: numero, assetto cromosomi sessuali e eventuali anomalie

Question 10

Anomalie cromosomiche

Answer 10

Possono essere distinte in ANOMALIE DI NUMERO e ANOMALIE DI STRUTTURA

Question 11

Anomalie di numero

Answer 11

Comportano la PERDITA o l’ACQUISIZIONE di interi CROMOSOMI o ASSETTI CROMOSOMICI.
POLIPLOIDIA: set di cromosomi in più
ANEUPLOIDIA: un cromosoma in più o in meno. Sono la MONOSOMIA cioè l’assenza di un cromosoma (non compatibile con la vita eccetto Turner) e la TRISOMIA cioè la presenza di un cromosoma in più (compatibile con la vita solo per cromosomi sessuali e cromosomi 13, 18 e 21).

Question 12

Aneuploidia

Answer 12

Origina da ERRORI DI NON DISGIUNZIONE durante la meiosi.
MEIOSI I: omologhi non si separano. Due gameti uno con gli omologhi e uno con niente. Alla meiosi II si formano due gameti disomici e due nullisomici. Dopo la fecondazione si avranno due zigoti TRISOMICI e due MONOSOMICI
MEIOSI II: alla meiosi I gli omologhi si separano ma alla seconda non avviene la separazione per cui si formano due gameti monosomici, uno disomico e uno nullisomico. Dopo la fecondazione si avranno due zigoti NORMALI, uno TRISOMICO e uno MONOSOMICO
La maggior parte delle aneuploidie dà aborto spontaneo. Sono rare (0.1% dei nati vivi)

Question 13

Trisomie

Answer 13

Le trisomie compatibili con la vita sono la SINDROME DI PATAU (13), SINDROME DI EDWARDS (18) e SINDROME DI DOWN (21)

Question 14

Sindrome di Patau

Answer 14

Trisomia del cromosoma 13. Incidenza 1/12500 alla nascita. Sopravvivenza dopo il primo anno di vita: <5%. Condizione molto grave che si manifesta con labiopalatoschisi, mancata separazione degli emisferi cerebrali, malformazione degli organi interni.
La sindrome correla con l’età materna ed è dovuta a TRISOMIA 13 LIBERA. Nel 10% dei casi è dovuta a TRASLOCAZIONE ROBERTSONIANA (t 13-14) che può essere DE NOVO o EREDITATA dai genitori

Question 15

Sindrome di Edwards

Answer 15

Trisomia del cromosoma 18. Incidenza 1/6000 alla nascita. Sopravvivenza dopo il primo anno di nascita: <5%.
Disabilità fisiche e mentali (sviluppo mentale si blocca a 6 mesi). Ritardo psicomotorio grave con mortalità al 90% entro il primo anno. Malformazione ad organi (cardiovascolare, scheletrica, gastrointestinale e renale).
Dovuta NON DISGIUNZIONE MEIOSI II OVOCITA quindi correlata ad età materna avanzata. 95% embrioni trisomici: aborto

Question 16

Sindrome di Down

Answer 16

Trisomia del cromosoma 21. Incidenza alla nascita 1/800. Sopravvivenza dopo il primo anno: 85% (55 anni).
Anche se il cromosoma 21 è un deserto genico, la sovrapproduzione di proteine data dal cromosoma in più determina un certo fenotipo: disturbi immunitari e cardiaci ritardo mentale, anomalie scheletriche, invecchiamento precoce e tumori.
Dal momento che l’intelligenza dipende anche da fattori ambientali, con il dovuto sostegno le capacità cognitive possono migliorare.
90% dovuto a NON DISGIUNZIONE MEIOSI I DONNA (rischio aumenta all’aumentare dell’età della donna, oltre i 40 anni 1/15), mentre 10% dovuto a NON DISGIUNZIONE MEIOSI I O II UOMO.
Ipotesi:
1. ovociti bloccati alla meiosi I possono essere esposti ad agenti genotossici che possono minare la struttura del fuso causando anomalie durante la disgiunzione
2. ovociti ovulano precocemente e rimangono ovociti immaturi derivati da anomalie del fuso che causano non disgiunzione
95% TRISOMIA 21 LIBERA. Rischio di avere un altro figlio affetto 1/800 (correlato ad età donna).
5% TRASLOCAZIONE ROBERTSONIANA 14-21 (tre copie, una su 14). Rischio di avere un altro figlio affetto è più alto perché la madre presenta nelle cellule germinali la traslocazione 14-21

Question 17

Isocromosoma

Answer 17

Due cromatidi fratelli si separano in SENSO ORIZZONTALE formando un cromosoma con due bracci lunghi (q) e uno con due bracci corti (p).
Cromosoma 21: c. con due bracci p non compatibile con la vita (mancano la gran parte dei geni), mentre quello con due bracci q è funzionalmente disomico (45 c. manca un 21). Questo individuo forma gameti disomici o nullisomici per cui potrà formare uno zigote trisomico con sindrome di Down (monosomico non vitale)

Question 18

Trisomie autosomiche in mosaico

Answer 18

Trisomie di altri autosomi determinate da NON DISGIUNZIONE POST-ZIGOTICA alla mitosi.
Ampia variabilità fenotipica dovuta alla precocità della non disgiunzione quindi da quanti organi e tessuti sono interessati dall’anomalia.
Sindrome di Warkani: 1/30000. Dovuta a MOSAICISMO POST-ZIGOTICO per NON DISGIUNZIONE MITOTICA. Ampia variabilità fenotipica che riguarda anche il ritardo mentale (variabile o assente)

Question 19

Anomalie di struttura

Answer 19

ALTERANO la SEQUENZA del DNA di uno o più cromosomi. Possono essere BILANCIATE o SBILANCIATE

Question 20

Traslocazione

Answer 20

Scambio di regioni tra due cromosomi. Può essere BILANCIATA quando è conservato tutto l’assetto genomico oppure SBILANCIATA quando lo scambio determina la perdita o la duplicazione di materiale cromosomico.
Le traslocazioni bilanciate sono
TRASLOCAZIONE RECIPROCA: due rotture in due cromosomi non omologhi producono frammenti di DNA che si scambiano reciprocamente di posto. L’individuo non ha nessun problema perché il contenuto genomico è totale.
In un individuo OMOZIGOTE per la TRASLOCAZIONE entrambe le copie di un cromosoma hanno subito una traslocazione reciproca e durante la meiosi I segregano normalmente con nessuna conseguenza per la progenie.
Un individuo ETEROZIGOTE per la TRASLOCAZIONE possiede una copia normale di una coppia di cromosomi e una coppia di cromosomi con una traslocazione reciproca. I cromosomi traslocati e i loro omologhi normali assumono una conformazione a croce in cui si appaiano quattro cromosomi per rendere massimo l’appaiamento.
Esistono 3 modalità di segregazione dei cromosomi:
Nella SEGREGAZIONE ALTERNATA i cromosomi con la traslocazione e i cromosomi normali migrano ai poli opposti. I gameti che si formano sono BILANCIATI per cui gli zigoti sono vitali.
Nella SEGREGAZIONE ADIACENTE 1 i cromosomi si separano in modo tale che ogni gamete contiene una LUNGA DUPLICAZIONE e una LUNGA DELEZIONE equivalente che lo rende SBILANCIATO per cui gli zigoti non sono vitali.
Nella SEGREGAZIONE ADIACENTE 2 si verifica una NON DISGIUNZIONE dei cromosomi omologhi che li rende SBILANCIATI per cui zigoti non vitali.
TRASLOCAZIONE ROBERTSONIANA: deriva da rotture vicino ai centromeri di due cromosomi acrocentrici. Lo scambio reciproco di frammenti rotti genera un lungo cromosoma metacentrico e un piccolissimo cromosoma che contiene pochi geni e può essere perso.
Si può avere SEGREGAZIONE ALTERNATA in cui si forma un gamete monosomico ma FUNZIONALMENTE DISOMICO e un gamete NORMALE.
La SEGREGAZIONE ADIACENTE forma gameti SBILANCIATI quindi zigoti non vitali

Question 21

Inversione

Answer 21

Si verifica quando una rottura produce un segmento di DNA che ruota di 180° prima di risaldarsi al cromosoma.
Quando il segmento ruotato INCLUDE il CENTROMERO, l’inversione è PERICENTRICA.
Quando invece NON lo INCLUDE, l’inversione è PARACENTRICA.
Negli ETEROZIGOTI per l’inversione, quando il cromosoma con l’inversione si appaia con l’omologo, si forma un’ANSA DA INVERSIONE.
INVERSIONE PERICENTRICA: se avviene un crossing over all’interno dell’ansa, ogni cromatidio ricombinante avrà un CENTROMERO, ma una regione DUPLICATA e un’altra DELETA oppure un’INVERSIONE. Per cui i gameti saranno SBILANCIATI.
INVERSIONE PARACENTRICA: se avviene un crossing over nell’ansa, si possono formare un frammento ACENTRICO a cui manca il centromero che verrà perso e un cromatidio DICENTRICO con due centromeri che subirà una rottura in meiosi. Per cui si formano gameti SBILANCIATI costituiti dai prodotti DELETI (rottura dicentrico), gameti con INVERSIONE e gameti NORMALI che non hanno ricombinato e danno vita a zigoti vitali

Question 22

Inserzione

Answer 22

Aggiunta di materiale genetico a un cromosoma

Question 23

Delezioni parziali

Answer 23

Rimozione di parti del cromosoma.
Sindrome di Wolf-Hirschhorn: incidenza 1/50000. Dovuta a DELEZIONE della PARTE TERMINALE 4 p. Tipico aspetto del volto, ritardo psicomotorio e convulsioni. Più grande è la delezione più è grave la malattia. Aploinsufficienza perché mancano i geni che si trovano sulla parte deleta (perdita di funzione).
Sindrome di cri du chat: Incidenza 1/20000-50000. Dovuta a DELEZIONE della PARTE TERMINALE 5 p. Tipico pianto, microcefalia, ritardo di crescita. Aploinsufficienza, gravità relativa alla grandezza della delezione

Question 24

Cromosoma ad anello

Answer 24

Quando le estremità dei cromosomi si rompono e un sistema di riparazione le unisce formando un anello

Question 25

Duplicazione

Answer 25

Parte di un cromosoma presente in duplice copia

Question 26

Anomalie dei cromosomi sessuali

Answer 26

Sono aneuploidie.
SINDROME DI KLINEFELTER: 47,XXY. Un cromosoma in più, allargamento del bacino, molto alti, quoziente di intelligenza ridotto, infertilità.
SINDROME DI TURNER: 45, X0. Un cromosoma X mancante. Incidenza 1/5000-10000. Fenotipo femminile, statura bassa, infantilismo dei caratteri sessuali secondari, cardiopatia congenita, intelligenza normale

Question 27

Microdelezioni e microduplicazioni

Answer 27

Regioni non visibili con il bandeggio, sono all’origine di RITARDI MENTALI.
Le microdelezioni causano malattie monogenetiche dovute ad APLOINSUFFICIENZA di un unico gene presente sulla regione deleta: sindrome di Pitt-Hopkins e sindrome di Mowat-Wilson.
L’ESTENSIONE del difetto genetico specifico è identica in tutti gli individui affetti.
Per individuare le microdelezioni e le microduplicazioni si utilizza la tecnica del COMPARATIVE GENOMIC HYBRIDIZATION (CGH). Si colora con sonde marcate con fluorocromi il DNA di referenza in rosso (controllo, normale) e il DNA del paziente in verde. Il DNA di referenza viene frammentato e marcato con sonde per poi essere messo nei pozzetti dell’array e sopra si ibrida con il DNA del paziente. Quando c’è ibridazione si ottiene una colorazione gialla quindi sono presenti copie sia sul DNA paziente sia su quello di referenza. Rossa se il campione del paziente presenta delezioni, verde se presenta duplicazioni