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Capitolo 16
Variazioni della struttura
e del numero dei cromosomi
Peter J Russell, Genetica © 2010 Pearson Italia S.p.A

Domande 16.
• Quali cambiamenti avvengono nella struttura e nel
numero di cromosomi negli Eucarioti?
• Quali conseguenze hanno questi cambiamenti sulla
capacità della cellula di entrare in meiosi?
• Quali conseguenze hanno questi cambiamenti sulla
sopravvivenza e sul fenotipo degli individui che li
ereditano?

Le mutazioni (o aberrazioni) cromosomiche alterano la
struttura o il numero dei cromosomi rispetto al corredo
normale.
1.Delezione
2.Duplicazione
3.Inversione
4.Traslocazione
5.Aneuploidia
6.Poliploidia

Figura 16.2
1. Delezione
Conseguenze: pseudodominanza.
Alleli recessivi possono manifestarsi a fenotipo se i loro loci sono deleti nel
cromosoma omologo

Figura 16.4
Sindrome cri-du-chat nell’uomo: eterozigosi per una
delezione nel braccio corto del cromosoma 5
(frequenza: 1/50000 nati vivi)

Sindrome di Prader-Willi nell’uomo: cause multiple, fra cui
eterozigosi per una delezione nel braccio corto del
cromosoma 5 (15q11-q13)
(frequenza: 1/15000 nati vivi)

Figura 16.5
2. Duplicazione

Figura 16.6
La duplicazione di un tratto del cromosoma X di Drosophila in cui è
contenuto un gene che regola il numero di ommatidi ha generato un allele
dominante legato al sesso, Bar

Le duplicazioni geniche hanno portato all’evoluzione di famiglie di
geni con funzioni correlate, sullo stesso cromosoma
Regione di regolazione
I geni sono
disposti nello
stesso ordine in
cui sono attivati
nei diversi stadi
dello sviluppo

Figura 16.7
3. Inversione

Figura 16.10
4. Traslocazione

Figura 16.8
Inversioni e traslocazioni provocano
problemi di appaiamento alla meiosi,
con formazione di cromosomi
acentrici o dicentrici, e gameti
sbilanciati
Inversione paracentrica
(non comprendente il centromero)

Figura 16.9
Inversione pericentrica
(comprendente il centromero)

Figura 16.11
Traslocazione

Figura 16.13
Alcuni siti del DNA mostrano una
particolare tendenza alle rotture, con
conseguenti delezioni: siti fragili.
Una rottura in posizione Xq27,3 è
associata ad un ritardo mentale:
sindrome dell’X fragile

Non solo la sindrome dell’X fragile, ma diverse altre malattie,
mostrano fenomeni di anticipazione, cioè insorgenza più precoce
e sintomi più severi attraverso le generazioni
Sembrerebbe in contrasto con i principi mendeliani; si è pensato che
dipendesse semplicemente da una diagnosi più precoce in famiglie note
per avere la malattia, ma non è così.
In corrispondenza dei siti fragili ci sono spesso sequenze
ripetute CAG (poliQ, codificanti per Glutamina)
In fase di replicazione, le
sequenze ripetute scivolano
(chromosome slippage),
causando l’allungamento della
regione ripetuta

L’allungamento della regione ripetuta provoca l’insorgenza di
malattie dominanti, autosomiche o legate all’X. La severità dei
sintomi è correlata alla lunghezza dell’allele

Malattie associate a espansione di triplette CAG
(poly Q, poliglutamina)
Type Gene
Normal PolyQ
repeats
Pathogenic PolyQ
repeats
DRPLA (
Dentatorubropallidoluysian atrophy)
ATN1 or DRPLA 6 - 35 49 - 88
HD (Huntington's disease) HTT (Huntingtin) 10 - 35 35+
SBMA (Spinobulbar muscular atrophy
or Kennedy disease)
Androgen receptor on the
X chromosome.
9 - 36 38 - 62
SCA1 (Spinocerebellar ataxia Type 1) ATXN1 6 - 35 49 - 88
SCA3 (Spinocerebellar ataxia Type 3
or Machado-Joseph disease)
ATXN3 12 - 40 55 - 86
SCA6 (Spinocerebellar ataxia Type 6) CACNA1A 4 - 18 21 - 30
SCA17 (Spinocerebellar ataxia Type
17)
TBP 25 - 42 47 - 63
premutazione mutazione

Malattie associate a espansione di altre triplette
Type Gene Codon
Normal/
wildtype
Pathogenic
FRAXA (
Fragile X syndrome)
FMR1, on the X-
chromosome
CGG 6 - 53 230+
FXTAS (
Fragile X-associated tremor/ataxia syndrome
)
FMR1, on the X-
chromosome
CGG 6 - 53 55-200
FRAXE (
Fragile XE mental retardation
)
AFF2 or FMR2, on the X-
chromosome
GCC 6 - 35 200+
FRDA (Friedreich's ataxia
)
FXN or X25, (frataxin) GAA 7 - 34 100+
DM (Myotonic dystrophy) DMPK CTG 5 - 37 50+
SCA8 (
Spinocerebellar ataxia
Type 8)
OSCA or SCA8 CTG 16 - 37 110 - 250
SCA12 (
Spinocerebellar ataxia
Type 12)
PPP2R2B or SCA12
nnn
On 5' end
7 - 28 66 - 78
premutazione mutazione

Figura 16.15
Forme di
aneuploidia

Figura 16.16
Segregazione nelle
meiosi di individui
aneuploidi

Figura 16.17
Trisomia 21 o sindrome di Down

Figura 16.20
Trisomia 13 o sindrome di Patau

Figura 16.21
Trisomia 18 o sindrome di Edwards

Figura 16.18
Traslocazioni robertsoniane

Sintesi 16
1. Ci sono 4 tipi fondamentali di aberrazione cromosomica: delezione,
duplicazione, inversione e traslocazione, e 2 forme di variazione
nel numero di cromosomi: aneuploidia, poliploidia
2. Le aberrazioni cromosomiche possono portare a problemi di
appaiamento in meiosi e conseguente produzione di gameti non
vitali
3. Solo le aneuploidie per cromosomi piccoli sono compatibili con la
vita, e hanno comunque effetti fenotipici gravi
4. Una classe di malattie è legata all’espansione di triplette,
generalmente CAG. È contrassegnata dal fenomeno
dell’anticipazione, e provocata da fenomeni di slippage
cromosomico durante la replicazione del DNA

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16 variazione cromosomi

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