Cromosomi, mitosi e meiosi, cromatina, epigenetica….
Ereditarieta’, variabilita’, plasticita’…
Walter Sutton e Theodore Boveri sono tra i primi ad
esaminare i cromosomi e studiarne la distribuzione in
cellule diverse (anche a seguito di fecondazione)
cariotipo
Chromosome painting (cariotipo)
In ogni coppia di cromosomi uno e’ di origine paterna e uno di origine
materna
I cromosomi sono presenti in coppie nelle cellule somatiche e i
membri di una coppia sono i cromosomi omologhi.
Se una cellula contiene 2 cromosomi di ogni tipo, cioè due serie di
cromosomi, si dice che possiede un corredo cromosomico diploide;
se invece è presente un cromosoma di ogni coppia di omologhi, si
dice che il corredo è aploide.
Nell’uomo il numero diploide è 46; il numero aploide è 23
Variazioni delle caratteristiche dei cromosomi in organismi differenti
I cromosomi possono essere lineari o circolari. Le cellule mantengono un numero
caratteristico di cromosomi. La maggioranza delle cellule eucariotiche sono
diploidi. Le due copie di cromosomi sono dette omologhi.
Comparazione della densita’
’ genica in genomi di organismi diversi. La dimensione del
genoma correla con la complessita’
’ dell’
’organismo?
Confronto della densita’ genica in cromosomi di organismi differenti
Il genoma di E. coli e’ composto quasi interamente di geni. Organismi piu’ complessi
hanno una ridotta densita’ genica. I geni rappresentano una piccola porzione del DNA
cromosomico in cellule eucariotiche.
Dove sono i cromosomi in “interfase”? (che cos e’ l’interfase?)
In interfase i cromosomi
sembrano rimanere in
specifiche regioni del nucleo
Territori cromosomici (in interfase)
Vedete la signora che ha perso il tezo bottone del cappotto grigio?
Ciclo cellulare
MITOSI
Processo di divisione cellulare che garantisce la conservazione e
la distribuzione dello stesso numero di cromosomi da una
cellula madre alle due cellule figlie.
Il materiale cromosomico raddoppia una volta e la cellula si
divide una volta.
La mitosi produce sempre due cellule geneticamente identiche
alla cellula madre.
Profase:
Inizia quando i lunghi filamenti di cromatina
cominciano a condensarsi mediante processi di
spiralizzazione nel quale i cromosomi diventano
contemporaneamente più corti e più spessi.
Ogni cromosoma è stato
duplicato durante la
precedente fase S e consiste
di una coppia di unità
identiche chiamate cromatidi
fratelli.
Ogni cromatide contiene una
regione chiamata
centromero.
Fasi della Mitosi
Dove sono i cromosomi in “interfase”?
Hey Houston… we have a problem
Homo sapiens: genoma di 3200 Mb = 3.2x109 coppie di basi
Distanza fra coppie di basi in B-DNA = 3.4A = 0.34 nm
Lunghezza del genoma umano: 3.2x109 x 0.34 nm = ~1m
Lunghezza del DNA in una cellula somatica umana = ….
Diametro di una tipica cellula eucariotica = 10µm
Differenti livelli della struttura cromosomica possono essere osservati al microscopio
elettronico
Nucleosomi
Rosso = H2A
Giallo = H2B
Viola = H3
Verde = H4
Il DNA legato al nucleosoma e’
chiamato core DNA (compie circa
1.65 giri intorno al nucleosoma
In questo modo il DNA viene compattato
di circa un fattore 6
Le code N-terminali degli istoni sono
accessibili alle proteasi
Trattamento blando con proteasi (es tripsina) che
tagliano sequenza proteica a livello di amminoacidi
basici possono rimuovere le code istoniche
lasciando il core del nucleosoma intatto
Plasticita’
Plasticita’
Plasticita’
Muntjac
Utilizzo differenziale dell’informazione genetica
The Histone Code
Modificazioni delle code Nter degli istoni alterano la funzione della cromatina
David Allis
Brian Strahl
Mappa di siti noti di modificazioni post-traduzionali a code istoniche; S= serina; K= lisina;
R= arginina; P = fosforilazione; Me= metilazione; Ac= acetilazione
Effetti indotti dalla modificazione degli istoni
Nel 1875 Charles Darwin descrisse ereditarieta’ di una
condizione genetica, la diplasia ectodermica ipoidrotica
10 uomini nel corso di 4 generazioni…nessuna figlia fu
colpita da questa affezione…Sebbene le figlie non fossero
colpite, esse trasmettevano quella tendenza ai loro figli.
Non si conosce esempio di trasmissione di figlio in figlio.
(trad. G. Canestrini)
Mosaicismo
A livello cellulare le femmine sono emizigoti dal punto di
vista funzionale?
• Approssimativamente, 50% delle cellule esprimerà
un allele, il restante 50% l’altro, sebbene non
all’interno della stessa cellula
• Cellule non identiche rispetto all’espressione geni
X ----> mosaico
L’inattivazione del chr. X e’ casuale (un singolo locus su X e’
responsabile della colorazione arancione)
