Le diverse Mutazioni 1/2

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



Le mutazioni

Le mutazioni sono cambiamenti di tipo strutturale o numerico sia a livello somatico che cromosomico e genico; esse possono manifestarsi in tutti gli organismi, provocando trasformazioni più o meno evidenti nel fenotipo.
Le mutazioni possono essere spontanee o indotte da agenti mutageni di natura fisica o chimica, i principali sono:
1) Radiazioni ionizzanti (raggi a, b, g e X): secondo intensità e durata possono causare mutazioni cromosomiche (traslocazioni e delezioni) e geniche (alleli mutati dannosi, attivazione di alleli letali, …), come pure somatiche (tumori, …)
2) Raggi ultravioletti (UV, spec. tipo B e C): causano fenomeni di inserzione-delezione, alterando il codice (es. sterilità e neoplasie maligne).
3) Agenti alchilanti: composti chimici con azione mutagena efficace, causano aploidizzazione e mutazioni gnomiche (es. iprite, azoiprite, e i solfonati di etile ⇒ impiego bellico).
4) Agenti alteranti della mitosi (colchicina, idrato di cloralio, …): intervengono nella mitosi provocando poliploidizzazione.
Sostitutori di N-basi (bromuracile, acido nitroso, etasolfonato di etile, NH2OH): causano sostituzioni di N-basi.

Molte sostanze d’uso quotidiano possono avere, secondo dosaggio o durata di esposizione, attività cancerogena.
Le mutazioni si distinguono in due grandi gruppi:
Mutazioni somatiche: compaiono nelle cellule somatiche (non destinate alla riproduzione gamica), sono osservabili direttamente e in genere terminano con la morte dell’individuo, non essendo trasmissibili (es.: tumori).
Mutazioni ereditarie: esse alterano il patrimonio genetico, e quindi vengono trasmesse ai discendenti nei quali si riscontrano i loro effetti, che colpiscono tutte le cellule. Ve ne sono di 3 tipi: mutazioni geniche, cromosomiche e genomiche.
La frequenza di mutazione è determinata con difficoltà, infatti non tutte le mutazioni possono essere evidenziate (es. sindrome di Down, la frequenza è in base all’età). Si noti poi che l’ambiente può modificare la frequenza mutativa.



Le mutazioni geniche

Esse colpiscono una regione limitata di un cromosoma, di solito un unico gene o una sua parte, alterandone il carattere o inattivandolo, oppure determinando la comparsa di un nuovo allele.
I geni sono relativamente stabili ⇒ mutazioni generalmente molto rare.
Non tutte le mutazioni sono dannose, ma più un organismo è complesso, maggiori sono le possibilità che una mutazione sia dannosa. Mutazioni dannose possono provocare la morte anche nei primi stadi di sviluppo.
Anomalie genetiche hanno di solito età tipiche di morte.

Esempi: Tay-Sachs ⇒ cecità e ritardo mentale, morte verso i 4 anni; Fibrosi cistica ⇒ ostruzione bronchioli, difficoltà assorbimento intestinale, morte dopo i 10 anni; Corea di Huntington ⇒ progressivo deterioramento mentale, scoordinamento muscolare, morte dopo i 40-50 anni; Schizofrenia ⇒ riduce la possibilità di avere discendenti senza influire sulla durata di vita.

1) Albinismo: dipende da un allele autosomico (⇒ non legato al sesso) recessivo raro, che agisce bloccando un enzima (tirosinasi) partecipe della biosintesi della melanina. Gli omozigoti sono totalmente depigmentati (pelle bianca, occhi blu-rossi).
Gli eterozigoti invece hanno un’abnorme trasparenza della sclera, pelle più chiara e sottile; entrambi hanno anomalie visive.

2) Talassemia o morbo di Cooley: associata a un allele autosomico recessivo t; provoca un’ampia varietà di difetti emoglobinici. È una delle malattie genetiche più comuni.
La talassemia è caratterizzata da disturbi della sintesi di una o più delle 4 catene di globina, che si associano a formare l’emoglobina.Si manifesta con vari livelli di anemia (mancanza di globuli rossi), anisocitosi (globuli rossi di forma variabile), leucocitosi (no. eccessivo di globuli bianchi), iperplasia del midollo osseo (troppo esteso e con troppi elementi nucleati).
Allo stato omozigote (tt) causa la talassemia maior, o anemia mediterranea letale, caratterizzata da pallore, pigmentazione bruna delle mani e delle palpebre, milza ingrossata, decalcificazione delle ossa, crescita fisica e mentale ritardata, crisi emolitiche ⇒ morte tra 12 e 15 anni.
Lo stato eterozigote (Tt) manifesta una leggera anemia e a volta un colorito giallognolo (anemia minor), ma non è letale.

3) Falcemia o anemia a cellule falciformi: colpisce in modo particolare popolazioni africane portatrici dell’ allele autosomico recessivo s, che alterando la struttura dell’emoglobina normale A in emoglobina S, determina la deformazione di globuli rossi (forma a mezzaluna). Omozigoti (ss) ⇒ anemia assai grave, trombosi alla milza, ai reni, …⇒ morte nell’infanzia.
Gli eterozigoti ⇒ trombosi d’altitudine, infarti alla milza, sono però resistenti ai plasmodi della malaria, poiché i globuli rossi falcemici non consentono ai parassiti di moltiplicarsi.



Le mutazioni cromosomiche

Esse modificano la struttura di uno o più cromosomi, alterandone la disposizione delle sequenze in codice, che possono subire distacchi, reinserimenti anomali o perdite.
Di solito sono conseguenza dell’azione di agenti mutageni, e possono avere gravi conseguenze sulla vitalità, sulla fertilità e sull’adattabilità dei discendenti.

Si distinguono:
Deficienza: perdita di un apice cromosomico, può condurre all’espressione fenotipica di un allele recessivo, se quello dominante appartiene al tratto cromosomico mancante (pseudodominanza).
Delezione: perdita di un tratto mediano, quasi sempre letale.
Anello: perdita di due estremità cromosomiche.
Inversione: scambio delle due estremità cromosomiche, alterazione della disposizione di singoli tratti ⇒ sterilità e complicazioni nella trasmissione dei caratteri
Delezione e duplicazione: perdita e raddoppio di un tratto mediano, per scambio di estremità
Traslocazione: scambio di tratti terminali fra non omologhi, provoca lo stesso effetto dell’inversione.