TANDEM 2019 Genetica Umana e Medica Citogenetica (cromosomi) Umana Lezione 2 Alberto Turco 29 gennaio 2019 - tandem | univr

TANDEM 2019
   Genetica Umana e Medica

Citogenetica (cromosomi) Umana
           Lezione 2

        Alberto Turco
       29 gennaio 2019

S.di Edwards (trisomia 18)

                  PGD-FISH interfasica

Candy Chromosomes……

Un po’ di storia………….
1956: IDENTIFICAZIONE DEL NUMERO CORRETTO DI CROMOSOMI
                   NELL’UOMO (46 non 48)

PS Nel 1953 (tre anni prima) identificata la struttura
molecolare a doppia elica del DNA….

Avvolgimento e condensazione cromatina

     50:1

 5000:1

Anatomia di un cromosoma umano

                          Regione
                          subtelomerica

                          Regione
                          subtelomerica

Cariotipo umano

«Bandeggio
Cromosomico»
(standard)

Braccio

Regione

Banda

Sottobanda

Sotto-sottobanda

Es 12q24.32

Morfologia/anatomia dei cromosomi umani
     (dimensioni e posizione centromero)

CARIOTIPO STANDARD UMANO
 (G-banding pattern)

CROMOSOMI ACROCENTRICI
Satelliti = geni in tandem per rRNA

Cariotipo (assetto cromosomico) FEMMINILE normale

                                                12

Cariotipo (assetto cromosomico) MASCHILE normale

                                                   13

Genoma paradossale - la complessità biologica non correla
con il numero di cromosomi….

        Chi offre di più?....
        Cane 78. Germano reale 80. Pesce rosso 94. Equiseto (coda
        di cavallo) 216. Lysandra atlantica (farfalla) 250.
        Ophioglossum (felce) anche >1400! Il più elevato numero conosciuto in natura….

Hello everybody……Dove andiamo oggi? Australia?

…un’amica, Nancy, abita a Sydney, in Watkins Street

…..let’s get closer and closer………

…..closer and closer……

……Wow!...............

……we’re almost done guys!!!!....................

…..Goal achieved!! «Bingo……» Watkins Street»……

Ma….Nancy?

Nancy at the beach!!!

EVOLUZIONE DELLA CITOGENETICA

      La Citogenetica Classica
     (convenzionale, standard)
permette di identificare riarrangiamenti
   cromosomici fino a circa 5-10 Mb

      La Citogenetica Molecolare
            (Citogenomica)
         permette di identificare
    riarrangiamenti fino a poche Kb

CITOGENETICA MOLECOLARE
   (Citogenomica, «chromonomics»)
       Livello di risoluzione< 4-5Mb (4-5 milioni di basi)

                       F.I.S.H.
       (Fluorescent In Situ Hybridization)

         Array – CGH (aCGH)
(array-based Comparative Genomic Hybridization)

F.I.S.H.

NB In alcuni casi la delezione nella s.di Wolf in 4p è
talmente estesa da essere visibile al cariotipo standard……

S.da microdelezione: es. S.Wolf - Hirschhorn

Microarray CGH (vd oltre)   (WHS = Wolf Hirnschorn Syndrome)

P.G.D.
FISH interfasica multicolor
in DIAGNOSI GENETICA
PREIMPIANTO (PGD)

…o CMA (Chromosomal MicroArray)

Le dimensioni di un microarray (DNA chip)

aCGH: DNA chip

Microchip di DNA (Microarray)

Permettono in tempi brevi e a bassi costi
l’analisi dell’intero genoma – Possono contenere fino
a 1 milione di «sonde» (brevi sequenze di DNA)
                                                        35

aCGH: alcuni esempi applicativi
Identificazione di una microdelezione nel cromosoma 11
del(11)(q13.2-q13.4) mediante aCGH

ANOMALIE CROMOSOMICHE
(Chromosome Disorders)
- Abortività (reproductive wastage)

- Malformazioni congenite

- Ritardo mentale («ID, Intellectual Disability»)

- presenti in quasi l’1% dei neoanti (1/150-1/200)…
    … in circa il 2% di tutte le gravidanze con EM>35anni…
    ….e in >50% degli aborti spontanei del I trimestre

                              (Thompson & Thompson, 8th Ed., Elsevier, 2016)

Abbreviazioni usate in Citogenetica - alcuni esempi

46,XX 46,XY              Normalità (Cariotipo euploide)

47,XY,+21                Maschio con trisomia 21

46,XX/47,XX,+21          Femmina con mosaicismo (2 o + linee con diverso
                          cariotipo)

45,XY,t(14:21)           Maschio con traslocazione robertsoniana
                         (fusione centrica)

46,XX,t(4;5)(p13;q22)     Femmina con traslocazione reciproca

46,XY,inv(2)(p21q23)      Maschio con inversione pericentrica cr.2

46,XX,inv (7) (q11.23q22.1) Femmina con inversione paracentrica cr.7

47,XX,i(18p)              Femmina con isocromosoma cr.18p

46, XY, r(2)              Maschio con cromosoma ad anello cr.2

19 luglio 2013

(R.Lewis. Human Genetics, Concepts and Applications, 11° Ed, McGrawHill, 2015)

46,XY, t(2;5)(q3.4;q2.4)
Caso clinico….Cariotipo fetale da L.A.(liquido amniotico)

….cariotipo materno….

Aneuploidie dei cromosomi sessuali

                  (Lewis, 2015)

S.di Turner (Monosomia X)

Trattamento ormonale della s.di Turner

S.di Klinefelter – 47,XXY

                                      -ipoplasia testicolare
                                      -azoospermia
                                      -ginecomastia
                                      -habitus ginoide

                                      - Frequenza 1/1000
                                        nati maschi

        (Thompson & Thompson, 2016)

Trisomia X   1/1000-1200, alta statura, acne, menopausa
             precoce o irregolarità mestruali,
             NO ritardo mentale.
             Fertili: figli euploidi…..

S. di Jacobs   1 su 1000 maschi, fenotipo maschile normale,
(doppio Y)     alta statura, intelletto, sviluppo sex e fertilità
               normali. Figli euploidi……