Sequenze Ripetute in Tandem
Le sequenze ripetute in tandem sono sequenze di DNA caratterizzate da un’unità ripetitiva (monomero) replicata n volte consecutivamente in un determinato locus cromosomico. Vengono classificate in base alla dimensione dell’unità ripetitiva e all’estensione del blocco ripetuto.
1. DNA Satellite
Rappresenta la componente principale dell’eterocromatina costitutiva (strutturale) ed è localizzato prevalentemente a livello centromerico. Si organizza in blocchi lunghissimi di dimensioni dell’ordine delle megabasi (Mb).
- Scoperta e Proprietà Fisiche: Fu scoperto tramite centrifugazione del DNA in gradiente di densità (CsCl). La maggior parte del DNA genomico sedimenta in una banda principale, ma il DNA satellite, essendo molto ricco in basi Adenina e Timina (A-T), risulta fisicamente più leggero e sedimenta separatamente formando delle bande secondarie (“satelliti”).
- Suddivisione Strutturale:
- DNA- Alfoide: Unità di ripetizione di 171 bp. È localizzato in tutti i centromeri ed è organizzato in strutture HOR (High Order Repetition) specifiche per ciascun cromosoma.
- DNA- (Famiglia Sau3A): Unità di ripetizione di 68 bp. Circonda le regioni organizzatrici del nucleolo nei cromosomi acrocentrici.
- DNA Satellite 1, 2 e 3: I satelliti 2 e 3 hanno unità di ripetizione molto corte ed un’organizzazione altamente polimorfa tra i diversi individui (es. il cromosoma 9 è ricco di DNA satellite 3, mentre il cromosoma 16 presenta prevalentemente DNA satellite 2).
2. DNA Minisatellite
Blocchi di sequenze ripetute con unità di base che variano da 9 a 64 nucleotidi, ripetute in tandem in loci specifici (vedi Minisatelliti per la trattazione come marcatore genetico).
- Famiglie Telomeriche: Costituiscono le estremità fisiche dei cromosomi (telomeri), formate dalla ripetizione in tandem della sequenza
TTAGGG. - Famiglie Ipervariabili o VNTR (Variable Number Tandem Repeat):
- Sono blocchi di minisatelliti altamente polimorfici situati in regioni euchromatiche.
- Condividono una sequenza nucleotidica centrale comune definita core.
- DNA Fingerprinting: Data l’elevata variabilità individuale nel numero di ripetizioni, i VNTR sono stati utilizzati storicamente per la medicina legale e i test di paternità tramite Southern Blotting. Padre e figlio condividono in media il 50% delle bande, mentre i gemelli omozigoti mostrano pattern identici. Oggi questa metodologia è stata superata dall’analisi dei microsatelliti via PCR (vedi Genetica Forense).
3. DNA Microsatellite (o STR - Short Tandem Repeat)
Piccoli blocchi costituiti da unità ripetitive brevissime, da 1 a 6 nucleotidi, per una lunghezza complessiva del blocco che non supera le 200 coppie di basi (vedi Microsatelliti per la trattazione come marcatore). Sono distribuiti uniformemente lungo tutto il genoma.
- Applicazioni Forensi: A causa dell’elevato tasso di mutazione per scivolamento della polimerasi, ciascun locus microsatellitare presenta un elevato numero di varianti alleliche (polimorfismi di lunghezza). L’analisi di un pannello di microsatelliti amplificati via PCR consente l’identificazione univoca degli individui in medicina legale (vedi Genetica Forense).
- Rilevanza Clinica: Le ripetizioni di triplette (es. CAG o CGG) situate all’interno o in prossimità di geni codificanti possono subire espansione mutazionale (mutazioni dinamiche), causando gravi patologie neurodegenerative o neurosviluppo (es. corea di Huntington, sindrome del cromosoma X fragile).
🔗 Collegamenti
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- Minisatelliti — 📋 fa parte di
- Microsatelliti — 📋 fa parte di
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- Telomero — 🔗 stesso meccanismo / stessa via
- Cromosomi Acrocentrici e Regioni Organizzatrici del Nucleolo — 🔗 stesso meccanismo / stessa via