Cariotipo 1

Cariotipo

Cariotipo femminile umano

Con il termine cariotipo si indica, incitogenetica, la costituzione del patrimoniocromosomico di una specie dal punto divista morfologico.

Il cariotipo di una cellula eucariota è datodal numero e dalla morfologia dei suoicromosomi.L'analisi del cariotipo è unarappresentazione ordinata del corredocromosomico di un individuo.

I vari passi dello studio del cariotipo umanosono:1. Prelievo di sangue2. Centrifugazione per ottenere i globuli

bianchi3. Stimolazione alla mitosi dei globuli

bianchi mediante PHA4. Essi vengono bloccati nella metafase mitotica con la colchicina (una sostanza estratta dal Colchicum autumnale)5. Le cellule vengono fatte scoppiare immergendole in una soluzione tampone per lisi osmotica6. La piastra metafasica viene isolata7. I cromosomi vengono colorati col metodo del "banding" nella quale assumono una colorazione appunto per

bande, o fasce colorate, tipiche.8. La piastra metafasica viene fotografata

I vari cromosomi vengono poi ritagliati e ordinati (i cromosomi omologhi vengono appaiati i cromosomiappartenenti alla stessa coppia hanno gli stessi bandeggi e il loro centromero è nella stessa posizione).I cromosomi hanno una zona più ristretta dove c'è un granulo detto centromero e 2 braccia uguali o diverse. In baseal posizionamento del centromero nel cromosoma si possono dividere in:1. Cromosomi acromocentrici o telocentrici2. Cromosomi submetacentrici3. Cromosomi metacentrici.Nell'uomo e nella maggior parte degli animali il corredo cromosomico è diploide nelle cellule somatiche (cioè "delcorpo"), ed è aploide nelle cellule germinali (cioè dei gameti: spermatozoi ed ovocellule).

Cariotipo umanoUtilizzando tecniche di coltura in vitro, fu stabilito nel 1956 da Joe Hin Tjio e Albert Levan che il numero cromosomico dell'uomo è di 46, cioè 23 coppie, di cui 22 coppie sono dette autosomi e la ventitreesima coppia è quella dei cosiddetti eterosomi o cromosomi sessuali. La prima definizione del cariotipo fu formulata alla Conferenza di Denver nel 1960, ed è basata su criteri di lunghezza del cromosoma e posizione del centromero. Le coppie quindi sono numerate in ordine decrescente di grandezza e gli eterosomi sono indicati come X e Y. In seguito, nella Conferenza di Chicago del 1966 è stata messa a punto una nomenclatura più dettagliata, nella quale i cromosomi sono raggruppati in sette gruppi, nominati con le lettere maiuscole da A a G. L'analisi del cariotipo può

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essere richiesta per diversi motivi:• donna con aborti spontanei ripetuti.• diagnosi di sterilità per anomalie di numero e strutturali dei cromosomi.• diagnosi di sindromi ereditarie con ritardo mentale.• mosaicismo o mosaico, cioè presenza nello stesso individuo di 2 o più linee cellulari originate dallo stesso zigote,

con distinzione tra mosaicismo gonadico o mosaicismo della linea germinale se l'individuo presenta nella lineagerminale o nel tessuto gonadico 2 popolazioni cellulari geneticamente diverse (46XX e 46XY), mosaicismosomatico se l'individuo presenta 2 o più linee cellulari diverse in due o più tessuti che differiscono geneticamente,e mosaicismo confinato alla placenta in caso di anomalia cromosomica presente sul trofoblasto e assente nel feto,utile per la diagnosi prenatale.

• diagnosi di anomalie cromosomiche fetali mediante lo studio degli amniociti presenti nel liquido amnioticoprelevato con amniocentesi, importante per la diagnosi del fenotipo cioè di anomalie cromosomiche trasmesse pervia ereditaria dai genitori al feto.

Il numero dei cromosomi presenti nel nucleo delle cellule eucariotiche prende il nome di ploidia, con distinzione tra:• diploidia: la maggior parte delle cellule somatiche sono diploidi perché presentano 2 copie di ogni cromosoma o

coppie omologhe con numero di cromosomi pari a 46 o 2N derivanti dalle divisioni cellulari.• euploidia: cellule con numero di cromosomi pari a 46 o un multiplo di 46.• nulliploidia: le cellule differenziate prive di nucleo sono nulliploidi, come i globuli rossi, piastrine e cheratinociti.• poliploidia: cellule con corredo cromosomico pari a 3N (triploidi), 4N (tetraploidi), ecc., in seguito a fenomeni di

duplicazione del DNA non seguiti da divisione cellulare (citodieresi), ad es. la ploidia degli epatociti varia da 2Na 8N, quella dei cardiomiociti da 4N a 8N, quella dei megacariociti giganti del midollo osseo da 16N a 64N da cuioriginano le piastrine nulliploidi. La poliploidia può derivare anche da fenomeni di fusioni cellulari come i sincizitra le cellule muscolari.

• aneuploidia: indica un individuo con un cromosoma in più (47) o in meno (45) che non sempre è indice dianomalia.

• aploidia: le cellule sessuali, cioè gli spermatozoi (gameti M) e ovociti (gameti F) sono dette aploidi perchépresentano un corredo cromosomico dimezzato N = 23 cromosomi grazie al processo della meiosi.

Per cui nell'uomo ogni gamete presenta 23 cromosomi, cioè 22 autosomi + 1 cromosoma sessuale o eterosoma:nell'ovocita il cromosoma sessuale è sempre X, mentre negli spermatozoi può essere X o Y. Dopo la fecondazionedella cellula uovo da parte dello spermatozoo si forma lo zigote, cioè una cellula diploide (2N) formata da 46cromosomi, cioè 22 coppie di autosomi + 1 cromosoma sessuale, per cui si ha un corredo cromosomico o cariotipocostituito da 46,XX nella femmina e 46,XY nel maschio. In pratica 22 autosomi e 1 cromosoma X sono ereditati almomento del concepimento con la cellula uovo, mentre gli altri 23 cromosomi sono trasmessi dallo spermatozoo chepuò portare un cromosoma sessuale X o Y. La probabilità di fecondazione è analoga per gli spermatozoi che portanoil cromosoma X o Y, per cui il numero dei concepiti con sesso cromosomico maschile o femminile è sovrapponibile.In genere, il bandeggio cromosomico avviene con la colorazione Giemsa, per cui si parla di anche di bandeggio G, incui il vetrino viene prima trattato con una soluzione salina o enzimatica, poi viene colorato con soluzione di Giemsa,determinando lungo l'asse principale dei cromosomi una sequenza di regioni a diversa intensità di colorazione, dettebande cromosomiche, caratteristiche di ogni cromosoma consentendo la loro classificazione secondo uno schemastandardizzato in modo da definire il cariogramma di un individuo (ideogramma o cariotipo normale). In genere, siusano 3-5 cellule per l'analisi dei cromosomi al microscopio ottico e su fotografie: le bande riflettono il diversogrado di condensazione della cromatina. Per cui il bandeggio cromosomico avviene in due fasi:• denaturazione e/o digestione enzimatica dei cromosomi.• colorazione con coloranti specifici per il DNA che consente di individuare il braccio p e q dei cromosomi, le

regioni e subregioni, cioè le bande e sottobande che riflettono il diverso grado di condensazione dei cromosomi mitotici, con alternanza tra una serie di bande chiare e scure formate da 1-10 Mb (Megabasi) distinte in bande G,

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Q, R, T e C, usando coloranti specifici per le regioni ricche in AT (adenina e timina) e GC (guanina e citosina).Nel bandeggio G i cromosomi sono sottoposti a digestione enzimatica con tripsina che elimina le proteinecromosomiche e colorati con Giemsa che ha affinità per le regioni ricche in basi AT che sono facili da denaturare edigerire enzimaticamente perché le coppie AT sono unite solo da 2 legami H, sono costituite da cromatina moltocondensata o eterocromatina costituite da pochi geni che si replicano nella fase S tardiva del ciclo cellulare, cioèdopo la fase S, poco attive dal punto di vista trascrizionale, per cui dopo colorazione Giemsa si osserva almicroscopio un'alternanza tra le bande G-positive, scure, e le bande G-negative, chiare.Nel bandeggio Q i cromosomi sono sottoposti a digestione enzimatica e colorati con un colorante fluorescente, cioèla Quinacrina che ha affinità per le regioni ricche in basi AT ma mette in evidenza bande fluorescenti dette bande Q,corrispondenti a quelle G, e spesso consente di valutare la presenza di polimorfismo cioè una variazione digrandezza del braccio lungo del cromosoma Y, che si trasmette da padre a figlio, anche se non rappresenta unacondizione patologica.

Cariogramma di un maschio umano ottenuto mediante colorazione Giemsa

Nel bandeggio R i cromosomi sonodenaturati ad alte temperature (60 °C) in unasoluzione salina tamponata e colorati conGiemsa mettendo in evidenza regioni ricchein basi AT che sono complementari, oppostea quelle delle bande G e Q, infatti, la lettera"R" sta per "reverse", osservando almicroscopio le bande R, chiare, detteG-negative, opposte alle bande scure G.Invece, per mettere in evidenza le regionicromosomiche ricche in basi GC si usa uncolorante specifico, cioè la cromomiocina,mettendo in evidenza le bande R oppostealle bande Q, dette Q-negative. Le regioniricche in GC sono più difficili da denaturarepoiché le coppie di basi sono unite da 3legami H, sono costituite da cromatina menocondensata o eucromatina, ricca di geni che si replicano nella fase S precoce del ciclo cellulare, cioè prima della faseS, molto attivi dal punto di vista trascrizionale, detti geni housekeeping importanti per tutte le funzioni e la vita dellacellula.Le bande T corrispondono alle regioni telomeriche localizzate alle estremità dei cromosomi, corrispondono a gruppidi bande R che si colorano più intensamente, trattando i cromosomi ad alte temperature e colorando con Giemsa ofluorocromi.Le bande C si ottengono denaturando i cromosomi in soluzione satura di idrossido di bario e colorando con Giemsa,in modo da colorare selettivamente l'eterocromatina che si presenta monocromatica in tutti i cromosomi e inqualsiasi fase del ciclo cellulare, localizzata nelle regioni attorno al centromero o pericentromeriche e sul bracciolungo del cromosoma Y, ad alto grado di condensazione, costituite da sequenze di DNA altamente ripetute, ricche inbasi AT, costituita da pochissimi geni codificanti che si replicano in fase S tardiva, mentre l'attività trascrizionale èassente. Le bande C corrispondono a eteromorfismi cromosomici.

Il numero delle bande cromosomiche dipende dal grado di condensazione dei cromosomi e quindi dalla fase del ciclocellulare, infatti, durante la metafase si osservano ~ 320 bande formate da 6.000-8.000 kb (chilobasi o migliaia dibasi), mentre in profase e prometafase (inizio della metafase) il numero delle bande può triplicarsi sui cromosomimeno condensati, ottenendo dei preparati cromosomici ad alta risoluzione utili per evidenziare anomalie di strutturamolto fini, non riconoscibili con le tecniche tradizionali, osservando bande piuttosto corte, pari a 800-1.000 kb,

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ottenute bloccando la divisione cellulare con metotrexate o timidina, introducendo successivamente nella colturaacido folico o deossicitidina che sbloccano le cellule in sincronia, procedendo nella mitosi. Giunti in prometafase siaggiunge la colchicina ad intervalli di tempo specifici, perché i cromosomi non sono completamente contratti e sonoin grado di fornire un bandeggiamento più fine.In condizioni patologiche bisogna specificare la presenza di un difetto di numero dei cromosomi e la presenza dianomalie strutturali a carico delle braccia, regioni o bande. Ad es. in una donna con sindrome di Down o Trisomia 21si scrive 47,XX,+21 che indica la presenza di un cromosoma 21 in soprannumero, mentre la sigla46,XY,del(1)(p32.2) indica una delezione o perdita (del) di una parte del braccio corto (p) del cromosoma 1 a livellodella regione 3, nella banda 2, nella sottobanda 2, in un maschio (XY) a 46 cromosomi.

Voci correlate• Cromosoma• DNA• Ereditarietà (genetica)

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Fonti e autori delle voci 5

Fonti e autori delle vociCariotipo  Fonte:: http://it.wikipedia.org/w/index.php?oldid=39359833  Autori:: Anniesbackintown, Aushulz, Barbaking, Caulfield, Daniele Chignoli, Danilo, Dees, DottDeka, Fafabifiofo,Giac83, Hellis, Lessio, Marcol-it, Phantomas, RamblerBiondo, Semolo75, Sergio N. Carlini, Snowdog, Staffilo, Tener, The Doc, Valepert, 24 Modifiche anonime

Fonti, licenze e autori delle immaginiFile:Sky spectral karyotype.gif  Fonte:: http://it.wikipedia.org/w/index.php?title=File:Sky_spectral_karyotype.gif  Licenza: Public Domain  Autori:: Courtesy: National Human GenomeResearch InstituteFile:NHGRI human male karyotype.png  Fonte:: http://it.wikipedia.org/w/index.php?title=File:NHGRI_human_male_karyotype.png  Licenza: Public Domain  Autori:: Courtesy: NationalHuman Genome Research InstituteImmagine:Commons-logo.svg  Fonte:: http://it.wikipedia.org/w/index.php?title=File:Commons-logo.svg  Licenza: logo  Autori:: User:3247, User:Grunt

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