I cromosomi sono le strutture in cui la cromatina, presente nel nucleo della cellula, si addensa durante la divisione cellulare (meiosi o mitosi). Queste strutture permettono una suddivisione esattamente pari del materiale genetico tra le due cellule figlie.
Il cromosoma è costituito da due cromatidi identici, dal momento che sia il DNA che le proteine nucleari si sono duplicate prima della sua formazione. I due cromatidi di un cromosoma sono uniti fra loro attraverso una struttura detta centromero.
La cellula in divisione presenta un corredo tetraploide (4n) e quindi una coppia di cromosomi fratelli (non identici, cioè con lo stesso contenuto di geni che possono essere in forme alleliche diverse), costituiti ognuno da due cromatidi. Un cromosoma della coppia è di origine materna e l’altro di origine paterna e questo spiega le differenze alleliche che vi si possono riscontrare.
Ogni specie possiede un corredo cromosomico caratteristico per numero e morfologia dei componenti. Per lo studio del corredo cromosomico si utilizzano solitamente i cromosomi della metafase, più condensati e quindi meglio visibili al microscopio ottico.
Il cariotipo è l’insieme dei cromosomi di una cellula, allineati in ordine di lunghezza decrescente e in base alla loro forma.
A livello molecolare, ogni cromatidio contiene una sola molecola lineare di DNA (si definisce uninemale). A ogni divisione cellulare quel determinato segmento di DNA darà origine sempre allo stesso tipo di cromatidio e quindi di cromosoma. Le varie sequenze inoltre si dispongono sempre secondo una organizzazione precisa nel corpo del cromosoma. E’ stato quindi possibile identificare cromosomi molto simili ma non identici identificando le sequenze che in essi erano contenute.
La tecnica del bandeggio permette di identificare in maniera univoca un determinato cromosoma.
Le tecniche di bandeggio sono varie:
Bande C. I cromosomi trattati con alcali (ad esempio una soluzione di urea) si colorano nelle aree eterocromatiniche vicine al centromero. Talvolta si colorano anche aree interstiziali ricche di DNA altamente ripetitivo. Con opportune varianti è possibile colorare anche le tre frazioni di DNA satellite del cariotipo umano.
Bande Q. Si utilizza un colorante fluorescente la chinacrina o quinacrina. A livello delle bande Q si trova un DNA molto ricco di basi A-T. Un pattern di bandeggio simile si può ottenere con il DAPI. Il bandeggio inverso si ottiene con la Cromomicina A3 che si lega in maniera specifica alle sequenze C-G.
Bande G. Si trattano i cromosomi con enzimi proteolitici (tripsina) oppure con alcali o con soluzioni a elevato pH. Quindi si colorano con Giemsa. Le bande G corrispondono in larga misura con le bande Q, sono caratterizzate da una maggiore spiralizzazione della fibrilla elementare che forma il cromosoma.
Bande R. Si trattano i cromosomi con temperature elevate (87°C) e si colorano con Giemsa. Le bande che si ottengono sono complementari alle bande G.
E’ interessante notare che le bande G contengono DNA che replica tardivamente nella fase S. Queste bande mostrano un tasso molto basso di ricombinazione e una minore concentrazione di geni strutturali.
Esistono altre tecniche di bandeggio che permettono di mettere in evidenza componenti peculiari del cromosoma. Le aree cromosomiche che contengono i cistroni mediamente ripetitivi degli RNA ribosomiali, ad esempio, si mettono in evidenza utilizzando i sali di argento. Questi colorano le cosiddette bande NOR (Nucleolar Organizer). Le regioni telomeriche, invece, si mettono in evidenza dopo denaturazione termica con il colorante Giemsa (bandeggio T).
Per avere un punto di riferimento, si possono consultare schemi delle bande presenti in ciascun cromosoma umano, approvati a livello internazionale. Con le tecniche odierne si riescono ad avere più di 1000 bande.
Lo studio del cariotipo tramite bandeggio permette di determinare già a prima vista eventuali anomalie dei cromosomi, dovute, ad esempio, a duplicazioni, delezioni, traslocazioni.
Bandegio dei cromosomi umani da: http://www.web-books.com/MoBio/Free/Ch1C5.htm
