Anatomia-Lessico

Mutazione cromosomica

Definizione: cos'è una mutazione cromosomica?

Il genoma umano, cioè l'insieme dei geni, è suddiviso in cromosomi. I cromosomi sono catene di DNA molto lunghe che possono essere distinte l'una dall'altra nella metafase della divisione del nucleo cellulare. I geni sono disposti sui cromosomi in un ordine fisso.

Con le mutazioni cromosomiche ci sono cambiamenti microscopicamente visibili in questa sequenza, che sono causati da danni relativamente grandi ai cromosomi. È possibile distinguere tra diverse forme di questo tipo di danno. Alcune forme non vengono rilevate, ma altre causano quadri clinici gravi. Quale malattia si sviluppa dipende dal tipo di danno e da quale cromosoma si trova.

Cause: perché si presentano?

Le mutazioni cromosomiche insorgono nella metà delle persone affette da mutazioni insorte “de novo”. De novo significa che la mutazione è avvenuta solo nelle cellule germinali dei genitori, cioè ovociti o spermatozoi.

Alcuni veleni possono causare mutazioni cromosomiche. Questi cosiddetti clastogeni provocano la rottura dei cromosomi, provocando le varie forme di mutazioni cromosomiche.

Gli esseri umani hanno due tipi di cromosomi, uno materno e uno paterno. Quando si forma la cellula germinale, il corredo genetico materno e paterno si confonde. Questo processo è chiamato "crossing over".

Normalmente c'è solo la miscelazione tra cromosomi dello stesso tipo. Nel caso di mutazioni cromosomiche, questo crossing-over è difettoso. Inoltre, parti di un cromosoma sono incorporate in un cromosoma che non è dello stesso tipo. Inoltre, le parti cromosomiche possono essere incorporate capovolte. In alcuni casi, tuttavia, una sezione del cromosoma in una cellula germinale viene completamente persa.

Come riconosci una mutazione cromosomica?

In caso di malformazioni o ritardo mentale, è possibile eseguire analisi cromosomiche per confermare una causa genetica. Per eseguire un'analisi cromosomica, le cellule vengono prelevate dalla persona per esaminarne i cromosomi.

I linfociti, cioè le cellule delle difese immunitarie che circolano nel sangue, sono più frequentemente utilizzati per l'analisi. In linea di principio, tuttavia, possono essere utilizzate tutte le cellule che hanno un nucleo cellulare.

Le mutazioni cromosomiche sono associate a cambiamenti, alcuni dei quali possono essere visti al microscopio ottico. I diversi cromosomi hanno una forma molto specifica.

Inoltre, una tecnica speciale consente di colorare i cromosomi. Con questa colorazione si sviluppano le cosiddette bande. Identificando le bande specifiche, è possibile determinare quale delle 23 coppie di cromosomi è coinvolta. Questa tecnica di banding può essere utilizzata anche per rilevare i cambiamenti nei rispettivi cromosomi.

Quali mutazioni cromosomiche ci sono?

Nel caso delle mutazioni cromosomiche, viene fatta una distinzione tra diverse forme di mutazione.

Una sezione del cromosoma è stata persa durante la delezione. Il cromosoma interessato viene accorciato nel punto corrispondente. In caso di delezione, i geni vengono persi; gli effetti possono variare a seconda della sezione.

Contrariamente alla delezione, l'inserimento comporta l'inserimento di un segmento cromosomico in un altro cromosoma. Se il segmento ha origine nel nucleo di un'altra cellula, i geni in questo segmento vengono duplicati. Potrebbe esserci una sovrapproduzione del prodotto genico.

In inversione, una sezione è nel cromosoma corretto, ma nell'ordine inverso.

Può anche esserci una duplicazione, nel qual caso parte del cromosoma viene duplicata.

La mutazione cromosomica più importante è la traslocazione. Qui parti di cromosomi di 2 diversi cromosomi si scambiano di posto. Se questo scambio non è accompagnato da una perdita di geni, si parla di uno equilibrato Traslocazione. I portatori di traslocazioni bilanciate di solito non mostrano alcuna anomalia, ma hanno aborti più frequenti. Inoltre, i figli sono spesso portatori più sbilanciato Traslocazioni. In questi, il materiale genetico è perso e la prole è limitata.

Scopri quali cambiamenti nel DNA oltre alle mutazioni sono comuni a: Epigenetica

Cos'è una traslocazione reciproca?

Nella traslocazione reciproca, parti di due diversi cromosomi vengono scambiate tra di loro. Con la traslocazione reciproca è importante che il contenuto totale del materiale genetico nella cellula rimanga lo stesso.

Tuttavia, le persone colpite hanno problemi con la formazione di cellule germinali. Se c'è un cromosoma nella cellula germinale in via di sviluppo, in cui un pezzo è stato scambiato, allora questa cellula non è vitale.

Tuttavia, può anche accadere che i due cromosomi in cui è stato scambiato un pezzo finiscano in una cellula germinale. Quindi solo i cromosomi normali finiscono nell'altra cellula germinale che si forma. Se questo è il caso, solo la metà delle cellule germinali non è in grado di sopravvivere. L'altra metà contiene un normale set di cromosomi.

Il trasferimento reciproco può portare a una varietà di malattie genetiche. Uno prima, ad esempio, è la leucemia mieloide cronica, in cui è possibile rilevare un numero elevato di cromosomi Philadelphia.

Sindrome da urlo di gatto

La sindrome del pianto del gatto, o sindrome di Cri-du-Chat, è così chiamata perché i bambini urlano molto in alto e sembrano gatti. Queste urla acute sono causate da una malformazione della laringe. La causa della sindrome del pianto di gatto è una delezione sul braccio corto del cromosoma 5.

Le persone colpite sono gravemente ritardate e mentalmente handicappate. La disabilità intellettiva, tuttavia, è molto variabile. Hanno una testa piccola e la loro crescita è disturbata. Sono presenti anche altre malformazioni fisiche. I cambiamenti negli organi interni sono molto rari. L'aspettativa di vita non è quindi limitata in modo significativo.

Maggiori informazioni sull'argomento su: Sindrome da urlo di gatto

Cos'è l'aberrazione cromosomica?

L'aberrazione cromosomica è un cambiamento nei cromosomi che è visibile al microscopio ottico. Al contrario, ci sono mutazioni geniche, questi cambiamenti sono molto più piccoli e possono essere riconosciuti solo attraverso una diagnostica genetica più precisa.

Le aberrazioni cromosomiche possono essere suddivise in due forme. Ci sono aberrazioni strutturali e numeriche. Le aberrazioni strutturali sono state discusse in questo capitolo e sono anche chiamate mutazioni cromosomiche. Sono accompagnati da un cambiamento nei cromosomi stessi.

L'aberrazione numerica significa che c'è un numero errato di cromosomi. Il normale cariotipo umano, cioè il numero di cromosomi, è 46, XY negli uomini e 46, XX nelle donne. Va notato che i cromosomi sono duplicati, l'unica eccezione sono i cromosomi sessuali negli uomini.I cromosomi sessuali, che rappresentano l'unica differenza nel genoma negli uomini e nelle donne, sono indicati dalle lettere.

Nelle aberrazioni numeriche, i cromosomi possono apparire più frequentemente o essere assenti. L'esempio più noto è la sindrome di Down, trisomia 21, il nome implica che il 21 ° cromosoma è presente tre volte invece che in duplicato. Il cariotipo di una persona ha questo aspetto: 47, XY + 21 per gli uomini e 47, XX + 21 per le donne.

Un esempio della mancanza di un cromosoma è la sindrome di Turner o monosomia X, in questo caso manca un cromosoma X, con conseguente cariotipo 45, X0. Le persone colpite sono donne con determinate anomalie fisiche.

Puoi trovare ulteriori informazioni su questo argomento su: Aberrazione cromosomica: che cos'è?

Sindrome di Klinefelter

La sindrome di Klinefelter non è una mutazione cromosomica. Le mutazioni cromosomiche sono accompagnate da un cambiamento nella struttura. Il numero sbagliato di cromosomi è presente nella sindrome di Klinefelter. Questo cambiamento è chiamato aberrazione cromosomica numerica.

La sindrome di Klinefelter può colpire solo gli uomini. Normalmente gli uomini hanno oltre agli altri 44 cromosomi (22 cromosomi, ciascuno in due copie), un cromosoma X e un cromosoma Y. Nella sindrome di Klinefelter, c'è un cromosoma X di troppo.

Questo cambiamento ha il maggiore impatto sugli organi genitali. Le persone colpite hanno testicoli piccoli e, nella maggior parte dei casi, nessuna produzione di sperma funzionante e la produzione di testosterone è limitata.

La sindrome di Klinefelter viene spesso diagnosticata solo nel contesto di una consulenza sulla fertilità.Nella stragrande maggioranza delle persone colpite, non viene rilevato. Lo sviluppo del seno può verificarsi durante la pubertà e i peli del corpo di solito sono solo radi. Tuttavia, le persone colpite non sono limitate nella loro intelligenza.

Ulteriori informazioni su questo argomento possono essere trovate su: Sindrome di Klinefelter

Cos'è una mutazione puntiforme?

Nel caso di una mutazione puntiforme, si parla di una mutazione dei geni che sono presenti sotto forma di DNA. Il DNA è costituito da quattro diversi nucleotidi. Nel caso di una mutazione puntiforme, un nucleotide viene scambiato con un altro. Il DNA dei geni viene letto in un processo complesso. Il prodotto finale di questo processo è una proteina.

Quale proteina viene prodotta è essenzialmente determinata dalla sequenza dei nucleotidi. Tre nucleotidi consecutivi determinano quale amminoacido è attaccato alla catena proteica risultante. La fusione di un gran numero di amminoacidi diventa quindi una proteina.

Ma se un nucleotide viene sostituito da un altro, può accadere che un diverso amminoacido venga incorporato nella proteina. Il risultato è una cosiddetta mutazione missenso. La proteina risultante può rimanere completamente funzionale sostituendo l'amminoacido o può anche perdere la sua funzione.

Un'altra possibilità è incorporare un cosiddetto codone di stop. Questo tipo di mutazione è noto come mutazione senza senso. Il codone di stop segna la fine della proteina; se è inserita nel posto sbagliato, la proteina è incompleta.

Con queste forme di mutazioni puntiformi, il numero di nucleotidi da leggere rimane lo stesso. Gli amminoacidi corretti vengono incorporati prima e dopo la mutazione puntiforme. La "griglia di lettura" viene quindi mantenuta. Più gravi sono le mutazioni in cui un nucleotide è incorporato o rimosso, cioè l'inserimento o la delezione. Con questa mutazione, dopo il nucleotide mancante o incorporato, vengono combinati altri tre nucleotidi, il che significa che vengono incorporati diversi amminoacidi e viene creata una proteina completamente diversa.

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Fibrosi cistica

La fibrosi cistica è una malattia che deriva da una mutazione in un canale del cloruro. Questi canali sono importanti per la formazione del muco nel corpo, poiché l'acqua può fuoriuscire seguendo il cloruro, rendendo il muco più sottile.

Sebbene tutti i sistemi di organi siano colpiti da questa malattia, i polmoni sono in primo piano. Il muco viscoso impedisce ai polmoni di svolgere la loro funzione autopulente.

Un sottile muco liquido è il prerequisito per la rimozione di agenti patogeni e altre sostanze dai polmoni. La mancanza di pulizia porta ad un aumento della polmonite. Questo è uno dei motivi per cui le persone colpite hanno un'aspettativa di vita drasticamente ridotta.

La mutazione del canale è dovuta a una mutazione genetica. Ciò significa che la sequenza dei componenti del DNA all'interno del gene è cambiata. La mutazione è molto più piccola delle mutazioni cromosomiche, ma con conseguenze molto gravi. Sono note centinaia di diverse mutazioni del gene, che portano tutte a una disfunzione del canale.

Leggi di più su questo sotto: Fibrosi cistica