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UNIVERSIT À CATTOLICA FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA Formazione e rivelazione di aberrazioni cromosomiche.

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Presentazione sul tema: "UNIVERSIT À CATTOLICA FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA Formazione e rivelazione di aberrazioni cromosomiche."— Transcript della presentazione:

1 UNIVERSIT À CATTOLICA FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA Formazione e rivelazione di aberrazioni cromosomiche UNIVERSIT À CATTOLICA FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA Formazione e rivelazione di aberrazioni cromosomiche Alberto Panese

2 Interazione Radiazioni Ionizzanti con la Materia Eccitazioni Ionizzazioni Energia media dissipata per evento di ionizzazione 34 eV Energia necessaria per rompere un legame molecolare eV

3 Effetti Cellulari Induzione di aberrazioni cromosomiche e cromatidiche Inattivazione o morte riproduttiva (necrosi, apoptosi) Induzioni di mutazioni geniche Trasformazione oncogenica in vitro

4 DNA, Principali Bersaglio delle Radiazioni Ionizzanti Recentemente è stata rivolta particolare attenzione non solo al DNA come molecola, ma allintera struttura funzionale che lo contiene Numerose evidenze mostrano che lintera struttura possa influenzare sia la produzione di lesioni sia la loro riparazione

5 Doppia elica Struttura nucleosomica Cromosoma Struttura Cromosomica

6 Raggi γ DNA ~ 2 nm diameter Istone nucleosoma 1 MeV Particelle α 10 nm Ioni Carbonio - 3 MeV 1 MeV 0,3 MeV Protoni Fibra di Cromatina ~25 nm diametro.. 1 MeV Interazione tra Struttura della Cromatina e Struttura di Traccia Probabilità di lesioni al DNA e loro distribuzione spaziale

7 Lesioni al DNA Sulla Singola e Sulla Doppia Catena Le lesioni sulla singola catena del DNA sono normalmente riparate in modo efficace dal sistema e non sono considerate critiche nellinattivazione delle cellule Al contrario, rotture sulle due eliche complementari del DNA risultano più difficili da riparare e sono considerate quindi le lesioni critiche del DNA La mancata riparazione corretta delle doppie rotture del DNA è causa potenziale di morte cellulare o aberrazioni cromosomiche e mutazioni in generale

8 Il Ciclo Cellulare Le cicline sono proteine essenziali per la progressione della cellula attraverso le diverse fasi del ciclo cellulare La transizione da una fase allaltra avviene solo in presenza dellattività enzimatica di una determinata cdk che attiva la ciclina specifica necessaria per la transizione

9 In interfase ciascun cromosoma si è duplicato e la cellula possiede una quantit à doppia di DNA L interfase o Fase G2

10 La divisione cellulare o mitosi avviene in quattro fasi. 1.PROFASE 2.METAFASE 3.ANAFASE 4.TELOFASE La Mitosi o Fase M

11 PROFASE La membrana nucleare inizia a disfarsi e si spiralizzano METAFASE I cromosomi si dispongono al centro della cellula su un piano orizzontale Profase e Metafase

12 ANAFASE La cellula si allunga, i cromosomi si separano e si portano agli estremi della cellula dove incominciano a riformarsi i due nuclei TELOFASE Intorno ad ogni nucleo si forma la membrana, il citoplasma si suddivide attorno ai due nuclei e la cellula si divide completamente in due cellule figlie attorno alle quali si completa la membrana cellulare Anafase e Telofase

13 Metodi di rilevazione delle Aberrazioni Cromosomiche Analisi mitotica dopo colorazione standard Tecnica di collegamento Incorporazione di BrDU (bromodeoxyridine) durante il ciclo cellulare Incorporazione di BrDU durante diversi cicli

14 Analisi mitotica dopo colorazione standard Analisi mitotica dopo colorazione standard Questo metodo classico di colorazione fa apparire i cromosomi come piccoli segmenti colorati uniformemente Questi possono essere classificati in accordo con la loro dimensione e dalla posizione del centromero

15 Tecnica di Collegamento Colorando i cromosomi con un farmaco si possono distinguere bande più o meno fluorescenti (Q-Banding) (Q-Banding)

16 Tecniche Dinamiche Il metodo originale include lincorporazione di un composto chimico trovato nel DNA Attualmente viene impiegato la Bromodeoxyridina BrDU. Questa guida alla visualizzazione del difetto nella condensazione del cromosoma e allalterazione della struttura

17 Tecniche Dinamiche Incorporazione di BrDU durante il Ciclo Cellulare Se il BrDu è inserito durante la seconda metà della fase S, la distribuzione delle bande è quella dell R-Banding mentre le G-Banding rimangono scure R-Banding = Iniziale Duplicazione

18 Tecniche Dinamiche Incorporazione di BrDU durante Diversi Cicli Cellulari Se il BrDU è inserito durante due cicli cellulari i cromosomi mostrano una fluorescenza cromatidica e una scura Luminosita del cromatide ha sostituito BrDu solo su un lato della molecola del DNA Questa differenza di colorazione sulle due cromatidi sorelle dimostra scambi tra loro

19 Dicentrici Anelli Traslocazioni Delezioni Principali Aberrazioni Cromosomiche e Cromatidiche

20 Aberrazioni Cromosomiche Se due cromosomi sono rotti prima della replicazione, i frammenti possono scambiarsi e ricongiungersi Si forma così una traslocazione che dà luogo a cellule alterate dopo la replicazione Cromosomi in G1

21 Se si ricongiungono tra loro i due frammenti più corti e i due frammenti più lunghi, si forma una unione illegittima Cromosomi in G1 Aberrazioni Cromosomiche

22 Oppure, se i frammenti rotti non sono ricongiunti, essi non sono inclusi nella mitosi successiva Cromosomi in G1 Aberrazioni Cromosomiche

23 L unione illegittima, dopo la replicazione, dà luogo ad un cromosoma dicentrico e ad un frammento acentrico Cromosomi in G1 Aberrazioni Cromosomiche

24 Il cromosoma dicentrico ha due centromeri Il cromosoma acentrico è privo di centromero Le aberrazioni con cromosomi dicentrici sono letali per la cellula Cromosomi in G1 Aberrazioni Cromosomiche

25 Due rotture, una su ciascun braccio di un cromosoma, può portare alla formazione di un anello Le aberrazioni cromosomiche ad anello sono ancheesse letali per la cellula Cromosomi in G1 Aberrazioni Cromosomiche

26 Se avvengono due rotture, ciascuna su una cromatide sorella dello stesso cromosoma dopo la replicazione, le due estremità di esso possono ricongiungersi e formare una unione tra cromatidi sorelle Cromosomi in G2 Aberrazioni Cromosomiche

27 Dose Risposta per Aberrazioni Cromosomiche


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