Lezione 6

Divisione cellulare e cromosomi

Il ricambio cellularenel corpo umano

• Ogni giorno nelnostro corpo milionidi cellule muoionoper eventi fisiologicio patologici, e vannosostituite da nuovecellule

La duplicazione del DNA

• In ogni replicazione cellulare, ognuna delledue cellule figlie eredita un filamento di DNA originale ed uno di nuova formazione

Figura 6.1 Proteine, definite cicline, si legano a specifi che chinasi ciclino-dipendenti (Cdk) che attivano

la fosforilazione di specifi che proteine in modo da dare inizio agli eventi delle fasi G1, S, G2 ed M.

Figura 6.2 Processo della mitosi. I cromosomi replicati si condensano durante la profase, momento in cui la

membrana nucleare si rompe. I cromosomi si allineano sul fuso in metafase e i cromatidi si separano nelle due

cellule figlie nell’anafase. Il corredo cromosomico viene indicato come diploide (2n) a fi anco di ogni fi gura, e il

contenuto di DNA è identificato per ogni gene autosomico in forma di due copie (2c) o quattro copie (4c).

Figura 6.3 Principali regioni in un cromosoma mostrati in un cromosoma metafasico replicato.

Figura 6.5 Microfotografi a al microscopio elettronico a scansione che mostra gli avvolgimenti di fibre

cromatiniche.

Figura 6.7 Cromosomi umani con bandeggio G, ottenuto con trattamento tripsinico seguito da colorazione con

Giemsa.

Figura 6.4 Processo di meiosi. I cromosomi omologhi si appaiano durante la prima profase meiotica e si

separano durante la prima divisione. I cromatidi si separano quindi durante la seconda divisione meiotica per

formare quattro cellule germinali aploidi. Il contenuto cromosomico è indicato come diploide (2n) o aploide (n) a fi

anco di ogni figura, e il contenuto di DNA è identificato come due copie di ogni gene autosomico (2c), quattro

copie (4c) o una copia (c).

Figura 6.18 Meiosi normale (sinistra) e non disgiunzione alla prima divisione meiotica (destra).

Figura 6.19 Aumento del rischio di non disgiunzione con produzione di una trisomia 21 in relazione

all’aumento dell’età materna.

Figura 6.16 Cariotipo maschile che mostra una trisomia 21 (pgc Andrew Carroll, University of Alabama,

Birmingham).

Anomalie cromosomichestrutturali

Figura 6.20 Tipi principali di rimaneggiamenti cromosomici; per ognuno è mostrata una fotografi a del cromosoma

reale a fianco di un ideogramma del rimaneggiamento. I punti di rottura sono indicati da frecce. A) Traslocazione

reciproca bilanciata tra i cromosomi 2 e 8 che risulta in due cromosomi derivativi (der); B) delezione dell’estremità

del braccio lungo del cromosoma 4 con punto di rottura sulla banda p15.3; C) duplicazione di parte del braccio

lungo del cromosoma 4 dalle bande q31.1 a q35; D) inversione paracentrica del cromosoma 5 che coinvolge il

braccio lungo dalla banda q23 a q33.

Figura 6.20 E) Inserzione di materiale dal braccio lungo del cromosoma 6 (dalla banda q16.2 a q25.3) nel cromosoma 9, con

produzione di un cromosoma 9 derivativo con materiale aggiuntivo inserito alla banda q31; F) cromosoma 22 ad anello

risultante da rotture su p11.2 sul braccio corto e q13.3 sul braccio lungo, con successiva fusione delle estremità rotte; G)

isocromosoma per il braccio lungo del cromosoma X, che risulta in un cromosoma composto delle sole braccia lunghe dell’X

su entrambi i lati del centromero (pgc Andrew Carrol e (seguito) Fady Mikhall, University of Alabama, Birmingham).

Figura 6.21 Traslocazione reciproca bilanciata tra le braccia lunghe dei cromosomi 2 e 8. I punti di rottura sono

indicati da frecce (pgc Andrew Carrol, University of Alabama, Birmingham).

Figura 6.22 Segregazione di una traslocazione reciproca bilanciata in meiosi. Le segregazioni producono

un’alternanza di cromosomi normali o bilanciati. La separazione dei cromosomi omologhi (adiacente I) o non

omologhi (adiacente II) risulta nella produzione di gameti con cromosomi sbilanciati.

Figura 6.23 Traslocazione robertsoniana tra i cromosomi 14 e 21 (freccia) risultante in una trisomia 21

(pgc Andrew Carrol, University of Alabama, Birmingham).

Figura 6.24 Crossing-over all’interno di un’ansa d’inversione in un’inversione paracentrica che produce

cromosomi dicentrici e acentrici. Se l’inversione è pericentrica si producono delezioni e defi cit cromosomici.

Figura 6.26 Identificazione di una delezione submicroscopica del cromosoma 22q11.2 per mezzo della FISH con

due sonde marcate. La sonda di controllo (ARSA, 22q13.3) si lega all’estremità del cromosoma 22, mentre l’altra

sonda (Tuple 1, 22q11.2) si lega a una sequenza nella regione che è di norma deleta nei soggetti affetti da

sindrome da delezione 22q11.2. Il cromosoma sulla destra lega solo la sonda ARSA, indicando una delezione di

questa regione (pgc Andrew Carroll, University of Alabama, Birmingham).

Figura 6.27 Un bambino è omozigote per l’allele C, ereditato dalla madre, a causa del fenomeno della disomia

uniparentale. Questo evento avviene a seguito della perdita del cromosoma paterno, contenente l’allele B, da

uno zigote trisomico.

Figura 6.28 Delezioni e disomia uniparentale che coinvolgono il cromosoma 15 e che sono responsabili della

sindrome di Prader-Willi o della sindrome di Angelman.