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TANDEM 2018
Genetica Umana e Medica
Alberto Turco
CITOGENETICA CITOGENOMICA
CITOGENETICA MEDICA
Candy Chromosomes……
1956: IDENTIFICAZIONE DEL NUMERO CORRETTO DI CROMOSOMI
NELL’UOMO (46 non 48)
Un po’ di storia………….
PS Nel 1953 (tre anni prima) identificata la struttura
molecolare a doppia elica del DNA….
PREPARAZIONE CARIOTIPO STANDARD (Citogenetica convenzionale)
-Cc somatiche nucleate (es.linfociti sangue periferico, fibroblasti)
-Mitogeno (PHA fitoemoagglutinina)
-Colchicina (blocco in metafase - inibizione del fuso)
-Soluzione ipotonica
-Fissazione
-Colorazione (bandeggio)
Regione
subtelomerica
Regione
subtelomerica
Anatomia di un cromosoma umano
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
10
Cariotipo (assetto cromosomico) MASCHILE normale
11
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
EVOLUZIONE DELLA CITOGENETICA
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)
FISH Anni 90, nasce la citogenetica molecolare
Marcatura fluorescente (sonde centromeriche
locus-specifiche, painting)
Elevata risoluzione rispetto a citogen.tradizionale
Rapidità
Nuclei in interfase
Marcature multiple
Elaborazione computerizzata immagini
F.I.S.H.
S.da microdelezione: es. S.Wolf - Hirschhorn
Microarray CGH (vd oltre) (WHS = Wolf Hirnschorn Syndrome)
FISH interfasica multicolor
in DIAGNOSI GENETICA
PREIMPIANTO (PGD)
P.G.D.
CGH convenzionale e
microarray (arrayCGH: aCGH)
Screening dell’intero genoma
Cianine, sostanze
fluorescenti
…o CMA (Chromosomal MicroArray)
Le dimensioni di un microarray (DNA chip)
aCGH: DNA chip
26
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)
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»)
- Patogenesi di alcuni tumori (specie ematologici) (a.c.somatiche)
- Le a.c. sono 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
- La maggior parte sono diagnosticabili alla nascita (tranne le a.c.
dei cromosomi sessuali, s.Turner esclusa)
(Thompson & Thompson, 8th Ed., Elsevier, 2016)
19 luglio 2013
Anomalie cromosomiche nella s.di Down
Trisomia “libera” 95% (rischio ricorrenza basso)
Traslocazione 4% (rischio ricorrenza alto! vd oltre)
Mosaicismo 1-2%
Altre anomalie [es. i(21q) isocromosoma vd oltre]
(es. 47,r(21) cromosoma ad anello vd oltre)
S.di Edwards (trisomia 18)
PGD-FISH interfasica
Caso clinico….Cariotipo fetale da L.A.(liquido amniotico)
46,XY, t(2;5)(q3.4;q2.4)
….cariotipo materno….
Fronte ampia,
orecchie grande a
basso impianto, RM
Ipertelorismo
Esiti di labioschisi
Delezioni cromosomiche Es: Sindrome di Wolf-Hirschhorn (WHS) 4p-
DELEZIONI
CROMOSOMICHE (es WHS)
aCGH (CMA)
FISH
Standard