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Facoltà di Medicina e Chirurgia Scuola di Specializzazione in Genetica Medica Dottorato di Ricerca in Malattie Genetiche dellEtà Centro di Riferimento.

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Presentazione sul tema: "Facoltà di Medicina e Chirurgia Scuola di Specializzazione in Genetica Medica Dottorato di Ricerca in Malattie Genetiche dellEtà Centro di Riferimento."— Transcript della presentazione:

1 Facoltà di Medicina e Chirurgia Scuola di Specializzazione in Genetica Medica Dottorato di Ricerca in Malattie Genetiche dellEtà Centro di Riferimento Regionale per la Diagnosi e Cura delle Malattie Genetiche Teresa Mattina Università degli Studi di Catania

2 Integrità del genoma Lintegrità del genoma è fondamentale per la sopravvivenza e la funzione e la riproduzione cellulare. Anche una singola mutazione può impedire o danneggiare gravemente lo sviluppo di un organismo

3 Nuove mutazioni Frequenza proporzionale alla gravità della patologia Un terzo delle DMD sono nuove mutazioni

4 La cellula possiede meccanismi intrinseci, codificati nel DNA, che le garantiscano la capacità di mantenere lintegrità del genoma riparando i danni del DNA. Integrità del genoma

5 Plasticità del genoma

6 Integrità del genoma Un sistema rigido nel mantenimento della sequenza del DNA non permette levoluzione. La sopravvivenza delle specie nel lungo periodo richiede la possibilità di adattamento a nuove condizioni fisiche e biologiche dellambiente

7 La cellula possiede meccanismi intrinseci al DNA, che le garantiscano la capacità di adattarsi ai cambiamenti ambientali. Integrità del genoma

8 Mutazioni e selezione Il DNA è soggetto fisiologicamente al verificarsi continuo di rimaneggiamenti casuali. I rimaneggiamenti del DNA vengono continuamente corretti: ciò tutela dellintegrità del genoma, ma consente levoluzione.

9 Le Mutazioni- la selezione I rimaneggiamenti del DNA che si integrano nel genoma cellulare: mutazioni comportano danno cellulare vengono selettivamente perduti nelle successive generazioni cellulari. conferiscono vantaggio cellulare vengono mantenuti nelle successive generazioni cellulari.

10 Le Mutazioni- la selezione Mutazioni che causano danno cellulare Ridotta o anomala funzione cellulare Ridotta velocità di replicazione cellulare Alterazione delle caratteristiche antigeniche Generazione di anticorpi Attivazione dei macrofagi Morte cellulare Invecchiamento tissutale

11 Le Mutazioni- la selezione Ridotta o anomala funzione cellulare Aumentata velocità di replicazione cellulare Mutazioni che conferiscono vantaggio cellulare Alterazione delle caratteristiche antigeniche Generazione di anticorpi Attivazione dei macrofagi Iperplasia Neoplasia

12 Danno sul DNA

13 Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione 1.1 Danni al genoma umano e attivazione di sistemi di riparo Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Virus Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints

14 Induzione di APOPTOSI Attivazione sistemi di riparo DNA RIPARO Arresto ai checkpoints

15 G1 S G2 M p21 ATM p16 ARF pRb p53 p21 ATM

16

17 Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione 1.1 Danni al genoma umano e attivazione di sistemi di riparo Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Virus Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints

18 Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione 1.1 Danni al genoma umano e attivazione di sistemi di riparo Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Errori di Replicazione Metabolismo Cellulare UV IR Agenti Chimici Virus Attivazione dei fattori trascrizionali Sistemi di riparo: BER, NER, MMR, HER Apoptosi Attivazione dei Checkpoints Anomalie della riparazione del DNA Esposizione ad agenti mutageni

19 DNA RIPARO

20 Difetti del DNA RIPARO Invecchiamento precoce dei tessuti a rapida proliferazione –Cute –Mucose –Linfociti Degenerazione tessuti –SNC Neoplasie

21 Difetti del DNA RIPARO S. Bloom

22 Acrosteolisi?

23 Atassia telangectasia

24 Metodi di studio Studio di crescita clonale Studio dei cromosomi Studio dei micronuclei COMET

25 Metodi di studio cromosomico Ricerca delle rotture cromosomiche/cromatidiche spontanee Ricerca delle rotture cromosomiche/cromatidiche indotte Analisi degli scambi fra cromatidi fratelli SCE Analisi citogenetica costituzionale Studio cromosomico del tessuto neoplastico

26 Metodi di studio cromosomico Ricerca delle rotture cromosomiche/cromatidiche spontanee o indotte su 100 metafasi Indice mitotico Percentuale di cellule con rotture Numero di rotture per cellula

27 Metodi di studio cromosomico Ricerca delle rotture cromosomiche/cromatidiche spontanee o indotte su 100 metafasi Conta delle rotture per cellula Numero di rotture/100

28 Conta delle rotture per cellula Percentuale di cellule con rotture

29

30

31 Tipo di danno cellulare

32 25 CGG-CGG-CGG-CGG CGG-CGG-CGG CGG-CGG- CGG-CGG-CGG

33 SCE

34 SCE

35 SCE Ciclo cellulare I divisioneII divisioneIII divisione

36 SCE

37 Tipo di danno cellulare 25

38 Metodi di studio cromosomico SCE normali SCE aumentati Rotture normali Rotture aumentate Analisi degli scambi fra cromatidi fratelli SCE

39 Metodi di studio cromosomico Analisi citogenetica costituzionale Studio cromosomico del tessuto neoplastico

40 Cariotipo standard

41 clonali Riarrangiamenti clonali

42 FISH Denaturazione Scelta della sonda Ibridazione Lettura

43 SONDE FISH Yac Yac: kb-2Mb Bac Bac: fino a 330kb di DNA Cosmidi Cosmidi: fino a 40kb di DNA Fagi Fagi: fino a 14-15kb di DNA Plasmidi Plasmidi: fino a 4-5kb di DNA

44 Painting: identificare materiale da uno specifico cromosoma Sonde per FISH

45 FISH FISH

46 M-FISH Immagini catturate separatamente per ciascun fluorocromo utilizzando filtri ottici modificati Immagini elaborate da uno specifico software

47 SKY Acquisizione delle immagini: microscopio ad epifluorescenza, immagini charge- coupled device (CCD) e spettroscopio Fourier Misurazione dellintera emissione dello spettro con una singola esposizione di tutte le immagini

48 SKY-M-FISH Sono particolarmente utili per: Evidenziare traslocazioni Identificare marker cromosomici, regioni colorate in modo omogeneo, duplicazioni cromosomiche Individuare alcuni riarrangiamenti complessi

49 Array CGH

50

51 M-CGH Array-CGH

52 Metodi di studio Studio dei micronuclei

53 Metodi di studio cromosomico COMET

54 Cellule inglobate in agarosio su vetrino Lisi delle cellule in situ Elettroforesi su vetrini Colorazione del DNA Analisi con microscopio a fluorescenza Diametro della testa circa 40 m

55 Strumentazione per lanalisi del danno al DNA mediante COMET ASSAY COMET ASSAY Microscopio a fluorescenza collegato con il computer che analizza i risultati tramite software opportuno A: Esempio di cometa B: Cellula con DNA integro A B

56

57 Studi genotossici Riparazione del DNA Analisi di apoptosi Biologia dei radicali liberi Tossicologia alimentare Biomonitoraggi Indagini cliniche Analisi del ciclo cellulare VERSIONE ALCALINA VERSIONE NEUTRA

58

59 DNA in equilibrio Predisposizione Genetica Checkpoint Enzimi del DNA riparo Metabolismo Fattori ambientali Metabolismo cellulare Agenti fisici UV, RI, Agenti chimici: ossidanti, benzene, fumo di sigaretta, caffè, farmaci Virus Carenze vitaminiche (vit. C, acido folico)

60 Genotipo Fenotipo DNA Replicazione Trascrizione Traduzione Riparo Recettori Proteine RNA

61 ROMA (ANSA ) - Sono circa l'anno i casi stimati di tumore tra gli adolescenti e i giovani adulti (tra 15 e 39 anni) in Italia, ……..………….crescono i tumori in qualche modo legati ai cattivi stili di vita, a partire dal fumo di sigaretta e la mania per l'abbronzatura. Fattori ambientali


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