CaraioType a cosa serve, ragazzi, come è fatto

Lui CaraioType È una fotografia del set completo di cromosomi metafasici che descrive in dettaglio gli aspetti del numero e la struttura dello stesso. Il ramo delle scienze mediche e biologiche che è responsabile dello studio dei cromosomi e delle malattie correlate a questi è noto come citogenetica.

I cromosomi sono le strutture in cui sono organizzati i geni contenuti nell'acido desossiribonucleico (DNA). Negli eucarioti sono composti da cromatina, un complesso proteico di istone e DNA che è confezionato nel nucleo di tutte le cellule.

Affetto umano ottenuto con coloranti fluttuanti (Fonte: Plociam ~ Commonswiki via Wikimedia Commons

Le cellule di ogni essere vivente sulla terra hanno un numero particolare di cromosomi. I batteri, ad esempio, hanno solo una circolare, mentre gli umani hanno 46 organizzati in 23 coetanei; E alcune specie di uccelli hanno fino a 80 cromosomi.

A differenza degli esseri umani, le cellule vegetali di solito hanno più di due giochi di cromosomi omologhi (uguali). Questo fenomeno è noto come poliploidia.

Tutte le istruzioni necessarie per la crescita e lo sviluppo di esseri viventi, unicellulari o multicellulari sono contenute nelle molecole di DNA che sono arruolate nei cromosomi. Da qui l'importanza della conoscenza della sua struttura e delle sue caratteristiche nasce in una specie o in uno qualsiasi dei suoi individui.

Il termine cariotipo fu usato per la prima volta negli anni '20 da Delaunay e Levitsky per designare la somma delle caratteristiche proprietà fisiche dei cromosomi: numero, dimensioni e peculiarità strutturali di questi.

Da allora, è usato con lo stesso scopo nel contesto della scienza moderna; e il suo studio accompagna molti processi di diagnosi clinica di varie malattie nell'uomo.

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Cariotipo umano

I 46 cromosomi (23 coppie) che compongono il genoma umano sono conosciuti come un cariotipo umano e che sono ordinati graficamente in base a caratteristiche come dimensioni e pattern, che diventano evidenti grazie all'uso di tecniche speciali di colorazione.

Rappresentazione schematica di The Human Kaker (fonte: Mikael Häggström [dominio pubblico] via Wikimedia Commons)

Delle 23 coppie di cromosomi, solo da 1 a 22 sono ordinate per ordine di dimensioni. Nelle cellule somatiche, cioè nelle cellule non sessuali, si trovano queste 22 coppie e, a seconda del sesso dell'individuo, sia maschile che femminile, una coppia di x (donne) o la coppia XY (uomini) uomini) (uomini).

Le coppie da 1 a 22 sono chiamate cromosomi autosomici e sono le stesse in entrambi i sessi (maschi e femmine), mentre i cromosomi sessuali, xey, sono diversi l'uno dall'altro.

A cosa serve il cariotipo?

L'utilità principale di un cariotipo è la conoscenza dettagliata del carico cromosomico di una specie e le caratteristiche di ciascuno dei suoi cromosomi.

Sebbene alcune specie siano polimorfiche e poliploidi in relazione ai loro cromosomi, cioè possiedono le loro forme e il numero variabili durante il loro ciclo di vita, la conoscenza del cariotipo di solito ti consente di dedurre molte informazioni importanti su di loro.

Grazie al cariotipo, è possibile diagnosticare cambiamenti cromosomici a "larga scala" che coinvolgono grandi frammenti di DNA. Nell'uomo, molte malattie o condizioni di disabilità mentale e altri difetti fisici sono correlate a gravi alterazioni cromosomiche.

Tipi di cariotipi

I cariotipi sono descritti in base alla notazione approvata dal sistema di nomenclatura citogenetica umana internazionale (ISCN, inglese Sistema internazionale di nomenclatura citogenetica umana).

In questo sistema il numero assegnato a ciascun cromosoma ha a che fare con le sue dimensioni e di solito ordinato da più alto a inferiore. I cromosomi sono presentati in cariotipi come coppie di cromatidi gemelli con braccio piccolo (P) Alzando lo sguardo.

Può servirti: cromosomi omologhi

I tipi di cariotipi si distinguono per le tecniche utilizzate per ottenerli. In generale, la differenza risiede nei tipi di colorazione o "etichettatura" usati per differenziare un cromosoma da un altro.

Di seguito è riportato un breve riassunto di alcune delle tecniche conosciute fino ad oggi:

Colorazione solida

In questo, coloranti come Giemsa e Orceina vengono usati per tingere uniformemente i cromosomi. Era molto usato attualmente fino all'inizio del 1970, poiché erano gli unici coloranti noti per il momento.

Giemsa Giers

È la tecnica più utilizzata nella citogenetica classica. I cromosomi sono precedentemente digeriti con le escursioni e quindi sono tinti. Il modello di banda ottenuto dopo la colorazione è specifico per ciascun cromosoma e consente studi dettagliati sulla sua struttura.

Esistono metodi alternativi alla colorazione Giemsa, ma che mostrano risultati molto simili, come la banda Q Bando e il reverse (dove le bande scure osservate sono le bande chiare ottenute con la banda G).

Banda C costitutiva

In particolare colora l'eterocromatina, in particolare quella nei centromeri. Tingere anche un po 'di materiale ai bracci corti dei cromosomi acrocentrici e della regione distale del braccio lungo del cromosoma e.

Banda di replica

Viene utilizzato per identificare il cromosoma X inattivo e implica l'aggiunta di un analogo nucleotidico (BRU).

Colorazione d'argento

È stato storicamente utilizzato per identificare le regioni dell'organizzazione nucleolare.

A/ DAPI Dynamic Stain

È una tecnica di colorazione fluorescente che distingue l'eterocromatina dai cromosomi 1, 9, 15, 16 e cromosoma e umani. È particolarmente usato per distinguere la duplicazione invertita del cromosoma 15.

Ibridazione fluorescente Sul posto (Pescare)

Riconosciuto per essere il più grande avanzamento citogenetico dopo gli anni '90, è una tecnica potente attraverso la quale si possono distinguere le delezioni submicroscopiche. Usa sonde fluorescenti che si legano specificamente alle molecole cromosomiche del DNA e ci sono più varianti della tecnica.

Ibridazione genomica comparativa (CGH)

Utilizza anche sonde fluorescenti per etichettare in modo differenziato il DNA, ma utilizza modelli di confronto noti.

Altre tecniche

Altre tecniche più moderne non implicano direttamente l'analisi della struttura cromosomica, ma piuttosto lo studio diretto della sequenza del DNA. Tra questi ci sono micro -rar, sequenziamento e altre tecniche basate sull'amplificazione della PCR (reazione a catena della polimerasi).

Com'è un cariotipo?

Esistono diverse tecniche per studiare cromosomi o cariotipo. Alcuni sono più sofisticati di altri, poiché consentono di rilevare piccole alterazioni impercettibili con i metodi più comunemente usati.

Le analisi citogenetiche per ottenere il cariotipo sono comunemente eseguite dalle cellule presenti nella mucosa orale o nel sangue (usando i linfociti). Nel caso degli studi condotti nei neonati, questi vengono prelevati dal fluido amniotico (tecniche invasive) o dai globuli fetali (tecniche non invasive).

I motivi per cui viene effettuato un cariotipo sono diversi, ma molte volte vengono fatti ai fini della diagnosi di malattie, studi di fertilità o per scoprire le cause di aborti ricorrenti o decessi e tumori fetali, tra le altre ragioni.

I passaggi per eseguire un test di cariotipo sono i seguenti:

1-Ottinare il campione (qualunque sia la fonte di questo).

Separazione a 2 celle, passaggio di importanza vitale soprattutto nei campioni di sangue. In molti casi è necessario separare le cellule divise dalle cellule di divisione usando reagenti chimici speciali.

Può servirti: trascrizione del DNA

3 celle. A volte è necessario coltivare le cellule in un mezzo di coltura adeguato per ottenere una quantità maggiore di questi. Questo può richiedere più di un paio di giorni, a seconda del tipo di campione.

4-sincronizzazione delle cellule. Per osservare i cromosomi condensati in tutte le cellule coltivate allo stesso tempo è necessario.

5 cromosomi che obbedano alle cellule. Per vederli al microscopio, i cromosomi devono essere "presi" dalle cellule. Questo di solito si ottiene con il trattamento di questi con soluzioni che li fanno esplodere e disintegrare, lasciando i cromosomi liberi.

6-Tinzione. Come evidenziato sopra, i cromosomi devono essere tinti da una delle tante tecniche disponibili per poterli osservare al microscopio ed eseguire lo studio corrispondente.

7-analisi e conteggio. I cromosomi sono osservati in dettaglio per determinare la loro identità (nel caso di conoscerla in anticipo), le sue caratteristiche morfologiche come dimensioni, posizione del centromero e pattern di lembo, il numero di cromosomi nel campione, ecc.

8-Classificazione. Uno dei compiti più ardui dei citogeneti è quello della classificazione dei cromosomi confrontando le loro caratteristiche, poiché è necessario determinare quale cromosoma è quale. Questo perché, poiché c'è più di una cella nel campione, ci sarà più di un paio dello stesso cromosoma.

Alterazioni cromosomiche

Prima di descrivere le diverse alterazioni cromosomiche che possono esistere e le loro conseguenze per la salute umana, è necessario acquisire familiarità con la morfologia generale dei cromosomi.

Morfologia cromosomica

I cromosomi sono strutture di aspetto lineare e hanno due "braccia", uno piccolo (P) e uno più grande (Q) che sono separati l'uno dall'altro da una regione nota come Centromere, un sito di DNA specializzato che partecipa all'ancora del fuso mitotico durante la divisione cellulare mitotica.

Il centromero può trovarsi al centro delle due armi P E Q, Lontano dal centro o accanto a una qualsiasi delle sue estremità (metacentrico, sottomettacentrico o acrocentrico).

Alle estremità delle braccia corte e lunghe, i cromosomi hanno "Capuchas" noti come telomeri, che sono sequenze di particolare DNA ricchi di ttagggg ripetuti e che sono responsabili della protezione del DNA e della prevenzione della fusione tra cromosomi.

All'inizio del ciclo cellulare, i cromosomi sono osservati come singoli cromatidi, ma come risponde la cellula, si formano due cromatidi gemelli che condividono lo stesso materiale genetico. Sono queste coppie cromosomiche che si osservano nelle fotografie dei cariotipi.

I cromosomi hanno diversi gradi di "imballaggio" o "condensazione": l'eterocromatina è la forma più condensata ed è trascrizionalmente inattiva, mentre l'euchromatina corrisponde alle regioni più lassiste ed è trascrizionalmente attiva.

In un cariotipo ogni cromosoma si distingue, come evidenziato sopra, per le sue dimensioni, dalla posizione del suo centromero e dal modello di lembo quando sono tinti con tecniche diverse.

Anomalie cromosomiche

Dal punto di vista patologico, possono essere specificate alterazioni cromosomiche specifiche che sono regolarmente osservate nelle popolazioni umane, sebbene altri animali, piante e insetti non siano esenti da questi.

Le anomalie devono fare molte volte, con eliminazioni e duplicazioni di regioni di cromosoma o cromosomi completi.

Questi difetti sono noti come aneuploidie, che sono alterazioni cromosomiche che implicano la perdita o il guadagno di un cromosoma completo o parti di questo. Le perdite sono conosciute come monosomie e guadagni come trisomie, e molte di queste sono letali per i feti in formazione.

Può servirti: aneuploidia: cause, tipi ed esempi

Possono anche verificarsi casi di investimenti cromosomici, in cui l'ordine della sequenza dei geni cambia per rotture e riparazioni errate simultanee di una regione del cromosoma.

Le traslocazioni sono anche alterazioni cromosomiche che comportano cambiamenti in grandi porzioni di cromosomi che vengono scambiati tra cromosomi non omologhi e possono o meno essere reciproci.

Ci sono anche alterazioni correlate al danno diretto nella sequenza dei geni contenuti nel DNA cromosomico; E ci sono anche alcuni relativi agli effetti dei "segni" genomici che il materiale ereditato da entrambi i genitori può portare con sé.

Malattie umane rilevate con cariotipi

L'analisi citogenetica delle alterazioni cromosomiche prima e dopo la nascita è essenziale per la cura clinica integrale dei neonati, indipendentemente dalla tecnica utilizzata a tale scopo.

La sindrome di Down è una delle patologie più comunemente rilevate dallo studio del cariotipo e ha a che fare con il cromosoma 21 non disseminazione, quindi è anche noto come trisomia 21.

CaraioType di un essere umano con trisomia del cromosoma 21 (fonte: u.S. Programma del genoma umano del Dipartimento dell'Energia. [Dominio pubblico] via Wikimedia Commons)

Alcuni tipi di cancro vengono rilevati studiando il cariotipo, in vista del fatto che sono correlati a cambiamenti cromosomici, in particolare alla delezione o alla duplicazione dei geni direttamente coinvolti nei processi oncogenici.

Alcuni tipi di autismo sono diagnosticati dall'analisi del cariotipo e è stato dimostrato che, nell'uomo, la duplicazione del cromosoma 15 è coinvolta in alcune di queste patologie.

Tra le altre patologie associate alle delezioni sul cromosoma 15 è la sindrome di Prader-Willi, che provoca sintomi come la mancanza di tono muscolare e carenze respiratorie nei bambini.

La sindrome "Cat Crying" (dal francese CRI-DU-CHAT) implica la perdita del braccio corto del cromosoma 5 e uno dei metodi più diretti per la diagnosi è attraverso lo studio citogenetico del cariotipo.

La traslocazione di parti tra i cromosomi 9 e 11 caratterizza i pazienti affetti da disturbo bipolare, in particolare correlati all'interruzione di un gene nel cromosoma 11. Altri difetti in questo cromosoma sono stati osservati anche in vari guasti alla nascita.

Secondo uno studio condotto da WEH e collaboratori nel 1993, oltre il 30% dei pazienti affetti da mieloma multiplo e leucemia nelle cellule plasmatiche ha cura di cromosomi le cui strutture sono aberranti o anormali, specialmente nei cromosomi 1, 11 e 14 e 14.

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