I cromosomi sono strutture all’interno delle cellule che contengono i geni di una persona.
Un gene è un segmento di acido deossiribonucleico (DNA) contenente il codice di una specifica proteina che agisce in uno o più tipi di cellule dell’organismo (per un approfondimento sulla genetica vedere see page Geni e cromosomi).
Ogni cellula umana normale, ad eccezione di spermatozoi e ovuli, comprende 23 coppie di cromosomi, per un totale di 46. Spermatozoi e ovuli hanno la metà dei cromosomi, per un totale di 23. Ogni cromosoma contiene da centinaia a migliaia di geni.
I cromosomi sessuali costituiscono una di queste 23 coppie di cromosomi. I 2 cromosomi sessuali sono X e Y. Le donne tipicamente possiedono due cromosomi X (XX) mentre i maschi di solito hanno un cromosoma X e un cromosoma Y (XY).
Struttura del DNA
Il DNA è il materiale genetico cellulare, contenuto nei cromosomi dentro il nucleo cellulare e i mitocondri. Fatta eccezione per alcune cellule (per esempio, spermatozoi e cellule uovo e globuli rossi), il nucleo cellulare contiene 23 paia di cromosomi. Un cromosoma contiene molti geni. Un gene è un segmento di DNA che fornisce il codice per costruire una molecola di RNA o di una proteina. La molecola del DNA è una lunga spirale a doppia elica che ricorda una scala a chiocciola. In esso, due filamenti, composti da zucchero (desossiribosio) e molecole di fosfato, sono collegati da coppie di quattro molecole chiamate basi, che formano i gradini della scala. Nei passi, l'adenina è associata alla timina e la guanina è associata alla citosina. Ogni coppia di basi è tenuta insieme da un legame idrogeno. Un gene è costituito da una sequenza di basi. Sequenze di tre basi codificano per un aminoacido (gli aminoacidi sono i blocchi costitutivi delle proteine) o altre informazioni. |
Anomalie dei cromosomi
(Vedere anche Anomalie cromosomiche.)
Le anomalie cromosomiche possono riguardare qualsiasi cromosoma, compresi i cromosomi sessuali. Le anomalie cromosomiche riguardano
il numero di cromosomi
la struttura dei cromosomi
Le anomalie cromosomiche più grandi possono essere visibili al microscopio, con un test denominato analisi cromosomica o cariotipizzazione. Le anomalie cromosomiche minori possono essere identificate utilizzando test genetici specializzati che esaminano i cromosomi di una persona per individuare parti supplementari o mancanti. I test comprendono l’analisi con microarray cromosomico (chromosomal microarray analysis, CMA) e l’ibridazione fluorescente in situ (fluorescent in situ hybridization, FISH). (Vedere anche Tecnologie di sequenziamento di ultima generazione.)
Le anomalie numeriche si verificano quando un soggetto possiede una o più copie supplementari di un cromosoma (per esempio, in caso di una copia extra si parla di trisomia, se sono due copie si parla di tetrasomia) oppure gli manca un cromosoma (monosomia). La trisomia può colpire uno qualsiasi dei 23 cromosomi, ma i casi più comuni sono la trisomia 21 (sindrome di Down), la trisomia 13 e la trisomia 18, che colpiscono sia i ragazzi sia le ragazze. Queste anomalie sono visibili al microscopio mediante la cariotipizzazione.
Il rischio di concepire un feto con un cromosoma supplementare o un cromosoma mancante aumenta con l’età della gestante ( see table Qual è il rischio di generare un figlio con anomalia cromosomica*?). Ciò non vale per gli uomini. Per gli uomini, infatti, il rischio di concepire feti con anomalie cromosomiche aumenta solo di poco con l’età.
Le anomalie strutturali si presentano quando parte di un cromosoma risulta anomala. Talvolta un cromosoma, per intero o in parte, si unisce in modo errato con un altro (traslocazione). In altri casi, parti di cromosomi risultano mancanti (delezione, see heading on page Panoramica delle sindromi da delezione cromosomica) o duplicate.
Alcune anomalie cromosomiche causano la morte dell’embrione o del feto prima della nascita. Altre causano problemi quali deficit intellettivo, statura ridotta, convulsioni, problemi cardiaci o palatoschisi.
Anomalie genetiche
Cambiamenti di una o più coppie di basi del DNA in un gene (vedere la figura Struttura del DNA creano una variante del gene che può influenzarne il funzionamento. Tali mutazioni non influiscono sulla struttura dei cromosomi, pertanto non si possono osservare durante l’analisi del cariotipo o in altri esami cromosomici, sono necessari test genetici più specifici. Alcune varianti di un gene non causano problemi e altre ne causano in misura minore o di lieve entità. Altre ancora provocano disturbi gravi, quali anemia falciforme, fibrosi cistica e distrofia muscolare. La scienza medica sta portando alla luce sempre più cause genetiche specifiche alla base delle patologie infantili,
Non è chiaro come si verifichi la maggior parte delle varianti, ma si ritiene che la maggioranza si sviluppi spontaneamente. Alcune sostanze o agenti presenti nell’ambiente sono in grado di danneggiare e provocare varianti nei geni. Tali sostanze sono dette mutagene. I mutageni, come le radiazioni, la luce ultravioletta e alcuni farmaci e sostanze chimiche, possono causare alcuni tipi di tumore e difetti congeniti.
Una mutazione dei geni nello sperma o negli ovuli può essere trasmessa dai genitori ai figli. Le varianti di geni in altre cellule possono provocare malattie che non vengono trasmesse alla prole (perché non interessano sperma o ovuli). Due copie di un gene anomalo possono provocare gravi patologie, quali fibrosi cistica o malattia di Tay-Sachs. Talvolta possono insorgere disturbi anche quando è presente una sola copia di un gene anomalo.
Analisi per anomalie cromosomiche e genetiche
I cromosomi e i geni possono essere esaminati analizzando un campione di sangue, nonché cellule provenienti da altre parti del corpo, come per esempio un tampone prelevato all'interno della guancia. Inoltre, i medici possono utilizzare cellule prelevate mediante l’amniocentesi o la villocentesi per individuare alcune anomalie cromosomiche o genetiche nel feto. In caso di anomalia, possono essere eseguiti altri esami per rilevare specifici difetti congeniti. Recentemente è stato messo a punto un test di screening nel quale l’analisi di un campione di sangue della gestante consente di determinare se il feto presenti un rischio più alto di sviluppare alcune malattie genetiche. Il test si basa sul fatto che il sangue della madre contiene una piccolissima quantità di DNA del feto. Questo esame è detto screening prenatale non invasivo (NIPS) o analisi del DNA fetale libero circolante. Il NIPS consente di individuare un rischio maggiore di trisomia 21 (sindrome di Down), trisomia 13 o trisomia 18 e alcuni altri disturbi cromosomici, ma non ha valore diagnostico. Se viene rilevato un rischio maggiore di anomalie cromosomiche, i medici di solito raccomandano altri esami.
Prevenzione
Sebbene le anomalie cromosomiche e geniche non possano essere corrette, talvolta è possibile prevenire alcuni difetti congeniti (ad esempio assumendo folato [acido folico] per prevenire difetti del tubo neurale o sottoponendo i genitori a screening per stabilire lo stato di portatore di determinate anomalie genetiche). Anche un embrione concepito mediante fecondazione in vitro (in provetta) (FIV) può essere testato per anomalie genetiche prima di essere trasferito nell’utero della madre (vedere Diagnosi genetica pre-impianto).