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citogenetica
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Di cosa parla
- Introduzione alla Citogenetica: La citogenetica è la scienza che studia i cromosomi, il loro comportamento durante mitosi e meiosi, la loro origine e la relazione con la trasmissione genica. La citogenetica medica si focalizza sull'identificazione di anomalie cromosomiche, la loro eziologia e prognosi. È cruciale in ambito pediatrico (es. sindrome di Down), riproduttivo e oncologico. La citogenomica estende lo studio all'intero genoma, identificando mutazioni somatiche (ristrette a un tessuto) e costitutive (presenti in tutte le cellule). Le tecniche includono il bandeggio cromosomico e la FISH (Fluorescence In Situ Hybridization) per regioni specifiche.
- Storia e Scoperte Chiave: Inizialmente, il conteggio dei cromosomi era impreciso (48-49). La svolta avvenne nel 1956 con l'uso accidentale di una soluzione ipotonica, che permise la corretta identificazione di 46 cromosomi. L'introduzione della fitoemoagglutinina (PHA) nel 1960 permise la stimolazione dei linfociti T per l'analisi da sangue periferico. Le prime anomalie numeriche furono descritte nel 1959 (Trisomia 21, Monosomia X, XXY). Nel 1960 fu scoperta la traslocazione del cromosoma Philadelphia (t(9;22)) associata alla leucemia mieloide cronica. Il bandeggio cromosomico fu introdotto nel 1968.
- Posizione e Struttura dei Cromosomi: Il DNA ha una conformazione dinamica, compattata dagli istoni. I cromosomi sono visibili in metafase come cromatidi fratelli. Nel nucleo, la cromatina è organizzata in Topologically Associating Domains (TADs). Si distinguono eterosomi (X, Y) e autosomi. I cromosomi omologhi contengono gli stessi geni ma possono presentare alleli diversi. Ogni cromosoma ha un braccio corto (P), un braccio lungo (Q), un centromero con cinetocore (per l'attacco ai microtubuli) e telomeri alle estremità. La cromatina si suddivide in eucromatina (meno compatta, interna, attiva) ed eterocromatina (compatta, periferica, inattiva).
- Struttura del Genoma: Il genoma è composto da sequenze uniche, moderatamente e altamente ripetute. Il DNA ripetitivo include sequenze legate a centromeri (alfa, beta satellite), telomeri e microsatelliti (usati in genetica forense e diagnosi prenatale). I cromosomi acrocentrici (13, 14, 15, 21, 22) contengono gli organizzatori nucleolari.
- Ciclo Cellulare: Composto da G1, S, G2 e fase M (mitosi: profase, prometafase, metafase, anafase, telofase, citocinesi). La meiosi è un processo riduzionale con crossing-over.
- Metodologie per l'Analisi: L'analisi cromosomica richiede cellule vive in metafase. Si ottiene un cariotipo (disposizione ordinata delle coppie cromosomiche) dopo colture cellulari con terreni, siero, mitogeni (PHA) e veleni mitotici (colchicina). L'ISCN (International System for Human Cytogenomic Nomenclature) stabilisce le linee guida per la rappresentazione delle anomalie.
- Fonti Biologiche per la Diagnosi: Per la diagnosi post-natale: sangue periferico, midollo osseo, fibroblasti, linee linfoblastoidi, linfonodi/tumori solidi. Per la diagnosi prenatale (invasive): villi coriali (10ª-13ª settimana), liquido amniotico (14ª-17ª settimana), sangue fetale. Esiste anche il NIPT (Non Invasive Prenatal Test) come screening non invasivo.
- Indicazioni alla Diagnosi: In post-natale: sospette sindromi cromosomiche (Down, Turner, Edwards), malformazioni, ritardo psicomotorio, sindromi da geni contigui, problemi riproduttivi (amenorrea, ipogonadismo, azoospermia, pluriabortività, sterilità). In prenatale: anomalie ecografiche, test di screening positivi, genitore portatore di anomalia bilanciata, anomalie in gravidanza precedente, diagnosi di sesso per malattie X-linked, età materna avanzata.
- Preparato Cromosomico e Colture: Le cellule vengono coltivate (es. 72-96 ore per sangue periferico), bloccate in metafase con colchicina, gonfiate con soluzione ipotonica e fissate. Le colture da liquido amniotico possono essere in situ (su vetrino) o in sospensione; il metodo in situ è preferito per ridurre il rischio di mosaicismo indotto dalla coltura. I villi coriali richiedono una doppia analisi: un metodo diretto per i citotrofoblasti e una coltura a lungo termine per il mesenchima, per rilevare eventuali mosaicismi confinati alla placenta.