Le diverse Mutazioni 2/2

Di Micaela Bonito.

Altri tipi di mutazioni. Le mutazioni genomiche e i batteri e regolazione genica. Spiegazioni dettagliate scritte dai nostri tutor

Argomenti trattati: Le mutazioni - Le mutazioni geniche - Le mutazioni cromosomiche - Le mutazioni genomiche - Batteri e regolazione genica


Le mutazioni genomiche


Esse alterano il numero di cromosomi nel nucleo. Se tutto il pool cromosomico è numericamente alterato, si parla di aneuploidia. Se si presenta una condizione multipla nel no. aploide (n), per cui si parla di poliploidia (3n, 5n, 6n, …).
Una delle cause principali è la mancata ridistribuzione su cellule figlie di cromosomi duplicati. Nel regno vegetale è relativamente diffusa, e può condurre a vantaggi, invece negli animali può portare alla morte.
Possono inoltre esistere variazioni del numero di singoli cromosomi⇒ aneusomie, originate da una non-disgiuzione nel corso della meiosi.
Ad esempio, nella spermatogenesi si può avere uno spermatozoo maturo, ma privo del cromosoma mal distribuito (n-1), o con un cromosoma soprannumerario (n+1). La fecondazione di un ovulo normale genererà un individuo affetto da monosomia (2n-1) o da trisomia (2n+1) ⇒ sbilanciamento dell’azione complessiva dei geni.

Sindrome di Down (45, XX/ 45 XY) o trisomia 21: frequenza dello 0,23%, con l’aumento dell’età materna (> 35 anni), l’incidenza cresce. La trasmissione familiare è molto rara e non determinata solo dalla trisomia 21, ma anche da traslocazione sullo stesso cromosoma.
Quadro clinico
: statura bassa, capo rotondo, tratti displastici, capelli sottili, pelle secca, viso appiattito, occhi spesso strabici, miopie o cataratte, palpebre dall’aspetto asiatico, naso breve e largo, orecchie tonde e piccole, labbro inferiore sporgente, lingua ruvida, dentatura incompleta e irregolare, tronco ed estremità tozzi, mignolo spesso breve, cute interdigitale. È tipico il ritardo mentale.

Sindrome di Klinefelter
(44, XXY): frequenza da 1:1000 a 1:400. È causata dalla non-disgiunzione dei cromosomi X, che sommandosi al cromosoma Y, danno un cariotipo 44, XXY. Quadro clinico: ipoplasia dei testicoli con assenza di produzione di spermatozoi ⇒ sterili, caratteri sessuali femminili secondari sviluppati, ma con ginecomastia (abbozzo del seno), osteoporosi alla colonna vertebrale, bacino femminile, gambe molto lunghe rispetto al tronco. Nel nucleo delle cellule è presente un corpuscolo cromatico di tipo femminile. Altro sintomo è il ritardo mentale: oltre il 50 % dei casi.

Sindrome di Turner (44, X0) o ipogonadismo femminile o agenesi delle ovaie: frequenza da 1:1000 a 1:400. Causata dalla monosomia del cromosoma X (non-disgiunzione nella R!). Quadro clinico: caratteri non sempre simili. Principali (fin dall’infanzia): crescita corporea scarsa (130-150 cm), tronco tozzo, con torace a scudo, seno ridotto (ipoplasia mammillare), ovaie rudimentali e non funzionali (sterilità), volto dai tratti fissi (da maschera), bocca piccola, mascelle ridotte, orecchie malformate e attaccate in basso, collo breve e largo, faccia inespressiva.

Tra l’attacco delle orecchie e le spalle vi è una plica cutanea assai ampia (pterygium colli).
Intelligenza di solito normale,ma tratti psicologici (femminili) restano infantili. Anche se il fenotipo complessivo è femminile, le cellule sono maschili (prive del corpuscolo di Barr).
Altre malattie:
- Sindrome di Edwards (Trisomia 17): morte entro il 5° mese
- Sindrome di Smith-Vanwijck (Trisomia 18): morte in età neonatale
- Sindrome di Patau (Trisomia 13-15): malformazioni cardiache ⇒ morte dopo un anno

Batteri e regolazione genica

I batteri sono microrganismi procarioti in grado di moltiplicarsi per amitosi ⇒ facilmente coltivabili.
I batteri sono riuniti in piccoli ammassi chiamati colonie. Tutti i batteri di una colonia sono uguali e costituiscono una classe. Uno dei batteri più comuni è il Colibacillo, ospite dell’intestino umano.
Può moltiplicarsi in substrati con sali inorganici e uno zucchero, come il lattosio, un disaccaride formato da glucosio e galattosio, scissi dal colibacillo tramite l’enzima: b-galattosidasi, che idrolizza i legami.
Il colibacillo regola la sintesi della b-galattosidasi, prodotta solo in presenza di lattosio ⇒ induzione dell’enzima.
È possibile evidenziare il fenotipo di 2 ceppi di Colibacillo: Lac+ (normale), se produce la b-galattosidasi, e Lac- (mutante) se non è in grado di produrla.
Esistono 3 geni che codificano la sintesi di 3 enzimi necessari al colibacillo per utilizzare il lattosio: il gene lac Z, che codifica la b-galattosidasi, il gene lac Y, che determina una permeasi per il trasporto attivo del lattosio, e il gene lac A che determina una transacetilasi.
Geni che codificano enzimi vengono detti strutturali.
Vi sono poi altri geni destinati alla regolazione della quantità di b-galattosidasi, cioè il gene regolatore lac i, che determina il repressore, il gene promotore lac p, che controlla l’espressione dei geni lac Z,Y,A, e il gene operatore lac o.
Tutti questi geni sono contigui sul cromosoma batterico.
Questo complesso di geni è detto operone lac ⇒ sistema integrato in cui la sintesi degli enzimi codificati dai geni strutturali dell’operone è coordinata ⇒ i geni regolatori sono controllati da uno stesso repressore.
Il gene lac i codifica per una proteina detta repressore, che si fissa sul gene operatore (o), impedendo alla RNA-polimerasi di attaccarsi al promotore (p). Non c’è quindi trascrizione dei geni Z, Y, A, ⇒ non vengono prodotti i 3 enzimi.

Il lattosio (detto induttore) riconosce il repressore e vi si associa, rendendolo incapace di riconoscere o e di fissarvisi.
Si ha quindi un’induzione per derepressione, che porta alla produzione dei 3 enzimi.
Gli alleli mutanti dell’operone lac, possono interessare vari geni, che gli appartengono: i mutanti di z (Z-) non sanno produrre la b-galattosidasi in presenza del lattosio, e sono lac-. Mutanti di Y (Y-) hanno una permeasi inattiva ⇒ il lattosio non può entrare nelle cellule ⇒ il fenotipo è lac-, malgrado la presenza di b-galattosidasi.