Faits:
A. Le 22 décembre 2010, la Cour d'assises du canton de Genève a reconnu X._ coupable de meurtre, de viols, contraintes sexuelles et actes d'ordre sexuel avec une enfant, d'interruptions de grossesses, de lésions corporelles simples et aggravées, de séquestration et enlèvement aggravés, de menaces, de violation du devoir d'assistance et d'éducation. Elle l'a condamné à une peine privative de liberté de seize ans, sous imputation de la détention préventive de cinq ans, quatre mois et huit jours et a prononcé son internement en application de l'art. 64 al. 1 CP. Sur le plan civil, différentes indemnités pour tort moral et de dépens ont été allouées aux lésés, les droits civils de ces derniers étant réservés pour le surplus.
Les faits à la base de cette condamnation sont en résumé les suivants :
A.a Au cours du mois de février 1999, E._, de nationalité péruvienne, a soudainement disparu, alors qu'elle séjournait illégalement à Genève depuis 1993 sous une fausse identité. Elle était venue dans cette ville à la demande de X._, parent éloigné, afin qu'elle aide l'épouse de ce dernier, A._, à s'occuper de son ménage et de ses enfants. E._ et X._ sont devenus amants. Les époux Ax._ ont divorcé en 1995. X._ a épousé F._ qui avait été sa maîtresse avant qu'il ne rencontre E._. Cette dernière s'est trouvée enceinte en 1997 et a été chassée du domicile de A._ par celle-ci. Les ex-époux Ax._ ont toujours continué de se fréquenter et ont même eu encore deux enfants postérieurement à leur divorce.
Le jury a considéré que X._ avait tué E._ le 6 février 1999 dans le plus grand des deux dépôts dont il disposait dans le sous-sol d'un immeuble à Genève et avait fait disparaître le corps. Le drame s'est produit le jour d'une fête de famille destinée à célébrer le premier anniversaire de D._, leur fille commune. E._ a disparu après être allée chercher, en compagnie de X._, le gâteau d'anniversaire commandé. Le jury a acquis sa conviction sur la base de différents témoignages, admettant qu'aucun élément ne permettait d'accréditer la thèse selon laquelle E._ serait partie de son plein gré, abandonnant sa fille qu'elle allaitait encore et que la seule hypothèse possible était qu'elle était morte et que sa mort avait été causée par un tiers. X._ est la dernière personne à l'avoir vue en vie. Son comportement a été très étrange et auto-incriminant dans les semaines et mois qui ont suivi la disparition de E._ et ses déclarations ont été contradictoires. Il a dit que E._ avait été tuée et que cet événement s'était déroulé dans le dépôt xxx. En revanche, il n'a pas été possible de déterminer si E._ avait été tuée par une arme à feu ou d'une autre façon. Seul le meurtre a été retenu, l'assassinat a été écarté.
A.b De la fin avril 2003 à l'été 2005, X._ a entretenu par la contrainte des relations sexuelles complètes ainsi que d'autres actes de nature sexuelle (sodomie) avec C._, née en 1989.
X._ avait une liaison avec B._, qu'il avait fait également venir du Pérou pour aider son ex-femme A._, la maintenant, comme E._, dans une situation de dépendance matérielle et affective. Il exerçait sur B._ des menaces, contraintes et violences permanentes. Il l'a forcée à faire venir sa fille C._ du Honduras en décembre 2002 et l'a amenée au domicile de son épouse F._ où il s'était installé. Cette jeune fille se trouvait à la merci de X._ du fait que sa mère avait regagné le Honduras au cours du mois d'avril 2003.
Sur la base de l'appréciation des déclarations de la jeune fille, le jury a retenu que X._ avait entretenu, à de très nombreuses reprises, des relations sexuelles complètes et d'autres actes d'ordre sexuel (sodomie) avec elle. Tous ces actes ont été imposés à cette adolescente par la violence physique ou par la contrainte psychologique découlant de l'emprise exercée sur elle par X._. La jeune fille est tombée enceinte deux fois des ?uvres de ce dernier. Celui-ci a toujours soutenu qu'elle s'était inséminée elle-même au moyen d'un mouchoir imbibé de sperme. X._ a été condamné pour viols, contraintes sexuelles et actes d'ordre sexuel avec un enfant.
A.c X._ a aussi été condamné pour lésions corporelles simples aggravées au préjudice de C._. Il s'est livré à des violences sur cette adolescente, dont il avait fait son objet sexuel. Il l'a rouée de coups, lui a infligé des bains glacés, l'a battue si fort qu'elle se voyait mourir, soit en lui serrant le cou, soit en lui cognant la tête contre le volant de sa voiture et en la frappant avec les poings.
A.d De janvier à février 2004, à la suite de l'examen médical ayant révélé que l'adolescente était enceinte et de la visite d'un médecin et d'une infirmière à son domicile, X._ a obligé C._ à s'installer et à demeurer, jour et nuit, dans les locaux qu'il louait dans le sous-sol de l'immeuble où il l'a enfermée à clef. La jeune fille était terrorisée et a passé son temps à somnoler. X._ lui apportait régulièrement nourriture et médicaments et mettait à disposition pour ses besoins corporels des seaux qu'il changeait ensuite. Il l'a contrainte, en la menaçant de mort, ainsi que sa famille, à écrire et à dire qu'elle l'aimait, qu'elle réclamait des rapports sexuels et qu'elle voulait des enfants de lui. Les déclarations de la jeune fille ont été jugées crédibles et X._ a été reconnu coupable de séquestration aggravée au sens des art. 183 et 184 CP.
A.e Profitant de l'état de complète dépendance de C._, X._ l'a contrainte à séjourner de la mi-mai à la mi-août 2005 dans l'appartement de son épouse F._, puis dans le logement provisoire dont il avait la disposition. Il a menacé l'adolescente de la tuer si elle quittait les lieux. Celle-ci a tenté une fois de s'enfuir sans succès. Elle a été libérée par la police. X._ a été déclaré coupable de séquestration aggravée.
A.f En raison des faits décrits ci-dessus, X._ a également été reconnu coupable de violation de son devoir d'assistance au sens de l'art. 219 al. 1 CP. Il se faisait passer pour le père de C._, qu'il avait par ailleurs reconnue au Honduras, et celle-ci lui avait été confiée par sa mère en son absence.
A.g Au cours de la troisième semaine de juillet 2004, X._ a imposé sous la menace de mort et la contrainte des relations sexuelles complètes à B._, revenue à Genève, dans les locaux qu'il sous-louait au sous-sol de l'immeuble sis à Genève. Se fondant sur les déclarations crédibles de B._, X._ a été condamné pour viol.
A.h X._ a causé à deux reprises en 2001 et 2003, par des violences, une interruption de grossesse au sens de l'art. 118 al. 2 CP à B._.
A.i Entre janvier 2004 et août 2005, X._ a menacé B._, lui disant qu'il la tuerait elle et toute sa famille ou qu'il pourrait lui arriver le même sort qu'à E._, ce qui a eu pour effet de la terroriser. Il a proféré des menaces similaires à l'encontre de A._. Il avait pour but de les empêcher de réagir à ses agressions sexuelles et de les faire taire.
A.j Le 7 août 2005, X._ a donné trois coups de poing à A._ en la frappant au visage, à un bras, au plexus, lui occasionnant une plaie à la lèvre supérieure et des hématomes et a été reconnu coupable de lésions corporelles simples au sens de l'art. 123 ch. 1 CP.
A.k X._ a été examiné par trois experts. Les trois ont considéré qu'il présentait un trouble mixte de la personnalité avec traits narcissiques paranoïaques et dyssociaux. Selon deux des experts, suivis par le jury, sa responsabilité est pleine et entière.
B. Par arrêt du 2 septembre 2011, la Cour de cassation du canton de Genève a rejeté le pourvoi de X._ dans la mesure de sa recevabilité.
C. Contre ce dernier arrêt, X._ forme un recours en matière pénale devant le Tribunal fédéral. Il conclut préalablement à la suspension de la procédure et au renvoi du dossier à l'autorité cantonale pour qu'elle complète l'instruction, principalement à l'annulation de l'arrêt attaqué et à son acquittement, subsidiairement au renvoi de la cause à l'autorité cantonale pour nouvelle décision. Il invoque son droit à un procès équitable (art. 32 al. 2 Cst ; 6 CEDH), l'interdiction du déni de justice formel, son droit d'être entendu (art. 29 al. 2 Cst.) et le principe d'immutabilité (art. 29 al. 2 et 32 al. 2 Cst., 6 CEDH), l'interdiction de l'arbitraire (art. 9 Cst.) et la présomption d'innocence (art. 6 § 2 CEDH et 32 al. 1 Cst), une mauvaise application de l'art. 111 CP et du principe de la non-rétroactivité des peines (art. 7 § 1 CEDH). Il sollicite également l'octroi de l'assistance judiciaire.
Considérant en droit:
1. 1.1 Aux termes de l'art. 106 al. 2 LTF, le Tribunal fédéral n'examine la violation de droits fondamentaux que si ce grief a été invoqué et motivé par le recourant. L'acte de recours doit donc, sous peine d'irrecevabilité, contenir un exposé succinct des droits constitutionnels ou des principes juridiques violés et préciser en quoi consiste la violation (ATF 136 I 229 consid. 4.1 p. 235; 135 III 670 consid. 1.5 p. 674, 232 consid. 1.2 p. 234). Le Tribunal fédéral n'a pas à vérifier de lui-même si l'acte entrepris est en tous points conforme au droit et à l'équité. Il n'examine que les griefs d'ordre constitutionnel invoqués et suffisamment motivés dans le mémoire de recours. Le recourant ne saurait se contenter de soulever de vagues griefs ou de renvoyer aux actes cantonaux (ATF 136 II 304 consid. 2.5 p. 314; 133 II 249 consid. 1.4 p. 254; 133 III 393 consid. 6 p. 397).
1.2 Le Tribunal fédéral statue sur la base des faits retenus par l'autorité précédente (cf. art. 105 al. 1 LTF), dont il ne peut s'écarter que s'ils ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF (cf. art. 105 al. 2 et 97 al. 1 LTF), ce qu'il incombe au recourant d'alléguer et de démontrer, à peine d'irrecevabilité (cf. art. 106 al. 2 LTF; ATF 133 II 249 consid. 1.4.3 p. 254/255; 133 III 350 consid. 1.3 p. 351/352, 393 consid. 7.1 p. 398). On peut renvoyer, sur la notion d'arbitraire, aux principes maintes fois exposés par le Tribunal fédéral (voir par ex: ATF 137 I 1 consid. 2.4 p. 5; 136 III 552 consid. 4.2 p. 560 ; 135 V 2 consid. 1.3 p. 4/5; 134 I 140 consid. 5.4 p. 148; 133 I 149 consid. 3.1 p. 153 et les arrêts cités). En matière d'appréciation des preuves et d'établissement des faits, il y a arbitraire lorsque l'autorité ne prend pas en compte, sans aucune raison sérieuse, un élément de preuve propre à modifier la décision, lorsqu'elle se trompe manifestement sur son sens et sa portée, ou encore lorsque, en se fondant sur les éléments recueillis, elle en tire des constatations insoutenables (ATF 137 I 58 consid. 4.1.2 p. 62 ; 134 V 53 consid. 4.3 p. 62 ; 129 I 8 consid. 2.1 p. 9).
Le grief d'arbitraire doit être invoqué et motivé de manière précise (art. 106 al. 2 LTF). Le recourant doit exposer, de manière détaillée et pièces à l'appui, que les faits retenus l'ont été d'une manière absolument inadmissible, et non seulement discutable ou critiquable. Il ne saurait se borner à plaider à nouveau sa cause, contester les faits retenus ou rediscuter la manière dont ils ont été établis comme s'il s'adressait à une juridiction d'appel (ATF 133 IV 286). Le Tribunal fédéral n'entre pas en matière sur les critiques de nature appellatoire (ATF 133 III 393 consid. 6 p. 397). Il appartient au recourant de démontrer le caractère arbitraire par une argumentation répondant aux exigences de l'art. 106 al. 2 LTF (ATF 137 I 58 consid. 4.1.2 et les réf. citées).
2. 2.1 Le 21 février 2011, par courrier adressé au Ministère public, Y._, l'une des parties civiles, a fait valoir qu'un certain « zzz » lui avait dit qu'il avait vu X._, accompagné de G._ et d'un tiers sortir des sacs de poubelle noirs des locaux de l'accusé, et avait été repoussé par l'un d'eux lorsqu'il s'en était approché. La partie civile était persuadée que le corps de sa fille était dans les sacs et espérait trouver encore ce corps.
Le 4 avril 2011, le Ministère public a considéré que de nombreuses recherches pour localiser le corps de E._ avaient déjà été entreprises et qu'il ne s'agissait que de l'une des innombrables rumeurs ayant circulé au sujet de la disparition de la victime. Quoi qu'il en soit, il faudrait en déduire que le corps de la victime aurait été brûlé dans l'usine yyy, à l'exemple des ordures ménagères et qu'il ne serait pas possible d'en retrouver une trace quelconque.
Lors de l'audience de plaidoiries le 13 mai 2011 devant la Cour de cassation, X._ a demandé que l'instruction de son pourvoi en cassation soit suspendue. La Cour de cassation cantonale a considéré que la lettre de la partie civile n'était pas un fait nouveau dont elle pouvait connaître et que, par conséquent, il n'y avait pas matière à suspension.
2.2 Dans une argumentation appellatoire, le recourant soutient que la cour cantonale s'est livrée à une interprétation arbitraire des normes se rapportant à la suspension, consacrant dans un même temps une violation de la présomption d'innocence. Sur ce dernier point, son grief n'est pas motivé et est donc irrecevable. Sur la question de la suspension contestée, l'autorité précédente a fait application du droit cantonal. Il appartenait donc au recourant de démontrer par une motivation topique que l'interprétation, respectivement l'application des normes cantonales était arbitraire, ce qu'il ne fait pas. Au demeurant, le fait contenu dans la lettre de la partie civile et qualifié de nouveau par l'autorité cantonale n'est pas, comme le soutient le recourant, que le frère de A._ aurait tué E._, mais que le corps de la victime aurait pu se trouver dans des sacs poubelle et pourrait encore être découvert, ce qui rend la motivation du recourant inopérante. Son grief n'a dès lors pas à être examiné.
3. Le recourant fait valoir qu'en violation de son droit à un procès équitable (art. 6 CEDH et 32 al. 2 Cst.), de son droit à être entendu (art. 29 al. 2 Cst.) et de l'article 282 aCPP/GE, les débats n'ont pas été suspendus de manière suffisante pour permettre le repos des parties, de la Cour d'assises et des jurés et que ces derniers ne pouvaient pas bénéficier de leur pleine capacité de concentration et d'attention.
3.1 Aux termes de l'art. 6 par. 1 CEDH, toute personne a droit à ce que sa cause soit entendue équitablement, publiquement et dans un délai raisonnable, par un tribunal indépendant et impartial, établi par la loi, qui décidera, soit des contestations sur ses droits et obligations de caractère civil, soit du bien-fondé de toute accusation en matière pénale dirigée contre elle. L'art. 6 par. 1 CEDH garantit en particulier le droit à un procès équitable. De ce point de vue, il importe que les juges et jurés bénéficient de leurs pleines capacités de concentration et d'attention pour suivre les débats et rendre un jugement éclairé (cf. arrêt de la Cour européenne des droits de l'homme, Makhfi c/ France du 19 octobre 2004, ch. 40). Dans cette dernière affaire, la Cour européenne a examiné le grief tiré d'une violation des droits de la défense par un avocat contraint par le tribunal de plaider vers 5h00 du matin, après une durée cumulée des débats de 15h45. Le tribunal n'avait pas admis l'opposition de l'avocat qui, ne se sentant plus capable d'accomplir sa mission, avait invoqué vers 1h00 du matin une violation des droits de la défense et sollicité la suspension de l'audience et sa reprise à 9h00. La Cour a admis que la procédure suivie par le tribunal était incompatible avec les exigences d'un procès équitable et notamment le respect des droits de la défense (cf. arrêt 6P.135/2004 du Tribunal fédéral du 25 novembre 2004, consid. 2.1).
Le recourant ne prétend pas et ne démontre pas que l'ancienne disposition cantonale de procédure pénale (art. 282 aCPP/GE : Les débats ne peuvent être suspendus que pendant les intervalles nécessaires pour le repos des juges, des jurés et des parties) qu'il invoque lui accorderait plus de droits que l'art. 6 CEDH ou l'art. 32 al. 2 Cst., de telle sorte que son grief doit être examiné à la lumière de ces dernières dispositions.
3.2 Selon les constatations cantonales, dont le recourant n'a pas démontré l'arbitraire d'une manière conforme aux exigences de l'art. 106 al. 2 LTF (cf. ATF 133 IV 286 consid. 1.4 p. 287) et qui lient le Tribunal fédéral, les débats ont duré du lundi 13 décembre 2010 au mercredi 22 décembre 2010 et le seul jour où la Cour d'assises n'a pas siégé a été le dimanche 19 décembre 2010. Jusqu'au samedi 18 décembre, les débats, consacrés à l'audition des parties civiles, des témoins et des experts, se sont terminés aux alentours de minuit les deux premiers jours, puis à 21h30 le 15 décembre et à 22h30 les jeudi 16 et vendredi 17 décembre. Les audiences ont commencé chaque jour à 9h00 et les débats ont été régulièrement suspendus deux heures lors de la pause de midi, ainsi qu'en soirée, le recourant pouvant s'entretenir avec ses deux avocats (arrêt attaqué, p. 26, ch. 3.3. in initio).
L'audience du 18 décembre, consacrée à l'interrogatoire du recourant, a duré de 10 à 18h00. Le lundi 20 décembre, les parties ont plaidé et l'audience a été suspendue à 20h30. Le mardi 21 décembre, les parties ont été libérées toute la journée pendant les délibérations du jury sur la culpabilité, et elles ont plaidé sur la peine en fin de soirée jusqu'à minuit.
Il est fréquent qu'une procédure judiciaire exige des membres de l'autorité chargée de statuer une attention soutenue sur un laps de temps qui peut être étendu. Même s'il est composé de laïcs, un jury n'ignore pas cette situation. A Genève, le serment que prêtent les jurés mentionne expressément qu'ils promettent l'attention la plus consciencieuse aux débats qui vont s'ouvrir devant eux (cf. art. 274 al. 1 aCPP/GE). Ils ont la possibilité de demander une suspension des débats, ce que l'un d'entre eux a d'ailleurs fait le premier jour, obtenant une brève interruption.
Le recourant a déposé deux demandes d'ajournement des débats, soit le premier jour, le 13 décembre 2010 à 21h45, requête qui a été rejetée, le jury ayant souhaité continuer les débats et le mardi 14 décembre 2010 à 23h34, demande également refusée, la Présidente souhaitant entendre encore un témoin. L'audience s'est terminée peu après, à minuit dix, ce jour-là. Le recourant n'a plus formulé d'autres requêtes d'ajournement par la suite. Les parties et le jury ont bénéficié d'un jour de pause avant les plaidoiries. Après ces dernières, les parties ont eu un jour de pause et ont dû plaider la peine en soirée. Le recourant, tout comme le jury, ne s'est pas opposé à ce que la peine soit plaidée après que le verdict de culpabilité eut été prononcé. Le jury a délibéré le lendemain sur la peine. Le recourant ne s'est jamais plaint de ne pas avoir eu le temps nécessaire pour préparer sa défense ou que le jury serait trop fatigué pour écouter les plaidoiries sur la peine après avoir délibéré sur la culpabilité. Il se limite à soutenir que la durée des débats quotidiens n'est pas compatible avec l'art. 6 CEDH. Pour le démontrer, il se réfère au remplacement de deux jurés. Ce remplacement n'a pas été ignoré par la cour cantonale, mais, s'il est vrai qu'un des jurés a dû quitter les lieux, victime d'un malaise ou qu'un second juré a dû être remplacé pour des motifs de santé, ces événements se sont produits les 1e et 3ème jours de débats et il ne ressort pas des faits constatés que c'est en raison de la longueur de ces derniers. Ces jurés n'ayant pas participé à la suite de la procédure ni à la décision, on ne peut donc tirer aucune conclusion de leur absence en rapport avec une éventuelle violation du droit à un procès équitable.
Le recourant soutient encore que c'est en raison d'un timing serré d'audience qu'un transport sur place lui a été refusé le mercredi 15 décembre 2010. Un tel argument tombe à faux dans la mesure où il ressort clairement de l'arrêt attaqué (p. 20), ainsi que de la première décision (arrêt de la cour d'assises p. 39-40), que c'est pour d'autres motifs qu'il a été renoncé à se rendre sur place, quand bien même il est également fait référence à des considérations d'horaire et de planification d'audience.
Enfin, au vu de ce qui précède, rien ne permet concrètement d'admettre que le déroulement des débats dans cette affaire, qui a exigé de longues auditions (cinq parties civiles, quarante-quatre personnes dont six inspecteurs de police et trois experts psychiatres, et le recourant) et qui a été astreignant, n'a pas répondu aux exigences d'un procès équitable. Quant à l'attitude du recourant, qui certes s'est plaint en début de débats, mais n'a plus formulé de critiques par la suite et a attendu sa condamnation pour en former, elle apparaît plutôt contraire à la bonne foi, comme relevé dans l'arrêt cantonal. Le grief est ainsi infondé.
4. Selon le recourant, le refus de procéder au visionnement de la vidéo de l'audition de C._ effectuée le 15 août 2005 violerait son droit d'être entendu, son droit à un procès équitable et le principe d'immédiateté.
4.1 Garanti à l'art. 29 al. 2 Cst., le droit d'être entendu comprend notamment le droit pour l'intéressé de prendre connaissance du dossier, d'offrir des preuves pertinentes, d'obtenir qu'il soit donné suite à ses offres de preuves pertinentes, de participer à l'administration des preuves essentielles ou à tout le moins de s'exprimer sur son résultat lorsque cela est de nature à influer sur la décision à rendre (ATF 135 II 286 consid. 5.1 p. 293; 129 II 497 consid. 2.2 p. 504 s.; 126 I 15 consid. 2a/aa p. 16 et les arrêts cités). Toutefois, le droit d'être entendu ne peut être exercé que sur les éléments qui sont déterminants pour décider de l'issue du litige. Il est ainsi possible de renoncer à l'administration de certaines preuves offertes, lorsque le fait dont les parties veulent rapporter l'authenticité n'est pas important pour la solution du cas, lorsque les preuves résultent déjà de constatations versées au dossier ou lorsque le juge parvient à la conclusion qu'elles ne sont pas décisives pour la solution du litige ou qu'elles ne pourraient l'amener à modifier son opinion. Ce refus d'instruire ne viole le droit d'être entendu des parties que si l'appréciation anticipée de la pertinence du moyen de preuve offert, à laquelle le juge a ainsi procédé, est entachée d'arbitraire (ATF 136 I 229 consid. 5.3 p. 236; 131 I 153 consid. 3 p. 157; 125 I 127 consid. 6c/cc in fine p. 135; 124 I 208 consid. 4a p. 211).
Ni la constitution, ni la CEDH n'exigent une procédure entièrement immédiate devant le tribunal de première instance. Si l'art. 6 § 3 CEDH donne bien au prévenu le droit d'interroger ou de faire interroger les témoins à charge, on ne saurait en inférer, pas plus selon la jurisprudence du Tribunal fédéral que celle de la Cour européenne des droits de l'homme, que le procès doit être conduit selon le principe de l'immédiateté de l'administration des preuves et que les témoins entendus pendant l'enquête doivent être réentendus aux débats (ATF 116 Ia 289 consid. 3a p. 291; 113 Ia 412 consid. 3c p. 422; HAEFLIGER/SCHÜRMANN, Die Europaïsche Menschen-rechtskonvention und die Schweiz, Berne 1999, p. 239 ss ; PIQUEREZ/MACALUSO, Procédure pénale suisse, 2011, 3e éd., n.632). Au contraire, il est loisible aux tribunaux de fonder leurs jugements sur des preuves qui ont été administrées durant l'enquête.
4.2 C._ a été entendue non seulement par vidéo, mais à plusieurs reprises. Il y avait des divergences entre ses premières déclarations et les suivantes. Ces divergences étaient connues des parties, qui ont pu interroger la victime sur celles-ci, notamment aux débats, où cette dernière a été longuement entendue. Dans cette mesure, le visionnement de la vidéo n'était pas, selon l'arrêt attaqué, essentiel. De plus, l'attention du jury a été clairement attirée sur ces divergences et sur le fait qu'il avait accès à l'entier du dossier en vue des délibérations, y compris à la vidéo (art. 303 aCPP GE).
Le recourant oppose sa propre appréciation à celle des juges cantonaux, affirmant que l'enregistrement vidéo est une preuve essentielle et que le jury n'aurait pas pris connaissance de cette preuve, sans démontrer en quoi le rejet de sa requête d'administration de preuve aux débats serait arbitraire. Son grief ne peut dès lors être examiné (art. 106 al. 2 LTF). Au demeurant, au vu de ce qui précède et compte tenu du fait que la victime a été entendue aux débats, y compris sur les contradictions entre sa première version et les subséquentes, on ne discerne pas en quoi le droit d'être entendu du recourant et encore moins son droit à un procès équitable ou le principe d'immédiateté auraient été violés.
5. Le recourant estime que le jury s'est écarté du texte de la question qui lui était soumise à propos du meurtre, en ne retenant pas le mode opératoire figurant dans les réquisitions (coup de feu) et en laissant ce dernier point imprécis, ce qui violerait son droit d'être entendu.
Comme le relève l'arrêt attaqué et contrairement à ce que prétend le recourant, le jury ne s'est pas écarté du cadre des débats. Son examen a porté sur le point de savoir si E._ avait été tuée par le recourant. Son appréciation des preuves l'a conduit, en l'absence de cadavre, à ne pas pouvoir déterminer le mode opératoire du meurtre. Ce mode opératoire avait été décrit par A._. Or, le jury a estimé qu'il ne pouvait pas se fier à la déposition de cette dernière sur ce point. Il a dès lors laissé ouverte la question du mode opératoire et a exclu, de ce fait, l'aggravante de l'assassinat. On ne voit pas en quoi cette appréciation des preuves, qui est favorable au recourant, porterait atteinte à ses droits constitutionnels, respectivement à son droit d'être entendu et ce dernier ne le démontre pas. Il se contente d'affirmer qu'il n'a pas pu faire valoir ses moyens de preuve sur cette question, sans indiquer lesquels, ni leur but. Son grief n'a pas non plus à être examiné plus avant.
6. 6.1 Le recourant invoque une violation de l'art. 111 CP. Il conteste pouvoir être condamné pour meurtre. L'élément constitutif de la mort d'une personne ne serait pas réalisé, dès lors que le cadavre de la victime n'a pas été trouvé.
Les premiers juges sont arrivés à la conclusion, à la suite d'une appréciation des preuves, que E._ était morte, quand bien même son corps n'a jamais pu être retrouvé malgré de nombreuses recherches (cf. notamment motivation du verdict de culpabilité p. 6). La cour de céans est liée par ce fait, faute pour le recourant d'en démontrer l'arbitraire conformément aux exigences de l'art. 106 al. 2 LTF. Dans ces conditions, la mort de E._ est établie et l'élément constitutif objectif prévu à l'art. 111 CP réalisé. En l'admettant, l'arrêt attaqué ne viole pas le droit fédéral.
6.2 Le recourant voit un déni de justice formel et une violation de l'art. 111 CP dans le fait que l'arrêt attaqué n'aurait pas examiné son grief relatif à l'absence de toute intention de meurtre.
Il ressort des faits constatés par les instances précédentes et auxquels la cour de céans est liée que le recourant a agi avec conscience et volonté. Cette appréciation est basée sur l'ensemble du dossier, notamment sur la personnalité du recourant, à savoir l'extrême violence dont il a fait preuve vis-à-vis d'une autre personne au moins et les menaces d'homicide qu'il a proférées à l'encontre de ses victimes.
Le recourant le conteste, invoquant l'arbitraire et une violation du principe in dubio pro reo découlant de la présomption d'innocence (p. 30 de son recours), ce qui revient au même s'agissant de l'appréciation des preuves. Il se contente pour l'essentiel de reprocher à l'arrêt attaqué de ne rien dire sur ses mobiles et de s'appuyer sur des éléments extérieurs au meurtre de E._ pour définir son intention.
Cependant, en cas de mort de la victime et surtout en l'absence de son corps et de témoignage direct, il n'est en rien insoutenable pour l'autorité de jugement de fonder son intime conviction sur d'autres éléments du dossier pour déterminer la conscience et la volonté de l'auteur. Le recourant ne démontre pas, au surplus, conformément aux exigences de l'art. 106 al. 2 LTF, que ces éléments auraient été appréciés d'une manière arbitraire, de telle sorte que son grief ne peut qu'être rejeté dans la mesure où il est recevable.
La conscience et la volonté du recourant étant des faits établis, l'arrêt attaqué ne consacre aucun déni de justice formel, ni violation du droit fédéral, en admettant que l'élément subjectif de l'infraction de meurtre était réalisé.
6.3 Le recourant considère que l'appréciation des preuves qui a conduit le jury a le reconnaître coupable du meurtre de E._ viole la présomption d'innocence et l'interdiction de l'arbitraire. Tels que rédigés, ces deux griefs sont identiques.
Le reproche lui a été adressé en instance cantonale d'avoir insuffisamment motivé son grief, ce qui rendait fortement douteuse sa recevabilité. Le recourant conteste que l'argumentation présentée devant la cour cantonale était appellatoire et soutient qu'en l'admettant et en refusant d'analyser différents arguments pertinents, la cour cantonale aurait violé son droit d'être entendu (p. 34 ss du recours).
On ne discerne cependant aucune motivation dans le mémoire en relation avec une éventuelle violation du droit d'être entendu. S'il entendait reprocher à la cour cantonale de ne pas être entrée en matière sur son grief, le recourant aurait dû se plaindre d'un déni de justice formel. Encore une fois, on peut douter de la recevabilité du recours. Au demeurant, il ne peut pas y avoir de déni de justice formel si l'autorité cantonale refuse d'entrer en matière sur certains griefs pour des raisons de procédure, à moins d'une application arbitraire du droit de procédure. Le recourant n'invoque cependant aucune interprétation ou application insoutenable du droit de procédure cantonal déterminant au cas particulier. Il ne procède à aucune démonstration d'arbitraire du droit cantonal, se limitant à reprendre son grief tel que formulé en instance cantonale. Cette motivation, clairement insuffisante, ne permet pas l'examen du grief, qui est irrecevable.
6.4 S'agissant de l'appréciation des preuves ayant conduit à sa condamnation pour le meurtre de E._, le recourant soutient que les témoignages recueillis n'établissent pas sa culpabilité, qu'aucun mobile n'a été établi, ce qui aurait dû conduire à une circonspection dans l'examen de sa culpabilité, et enfin que sa condamnation ne peut pas s'appuyer sur les déclarations de A._, en raison du rôle trouble joué par cette dernière.
Il se limite cependant à contester le raisonnement des juges cantonaux, sans aucunement en démontrer l'arbitraire. Il se borne à nier que les témoignages retenus soient pertinents, à affirmer qu'il était nécessaire d'établir son mobile au stade de la déclaration de culpabilité, à reprendre son mémoire cantonal s'agissant de l'appréciation du témoignage de A._ et à opposer sa propre appréciation à celle du jury et à celle des juges cantonaux. Son recours ne répond pas aux exigences de motivation de l'art. 106 al. 2 LTF et est irrecevable. Au demeurant, il ressort clairement de l'arrêt attaqué que le jury s'est fondé sur un ensemble de circonstances pour condamner le recourant, qu'il a considéré que le mobile de ce dernier reposait sur sa volonté de toute puissance qui impliquait l'annihilation de la personnalité de ses victimes sur le plan psychique et physique et que le témoignage de A._ a été écarté (arrêt attaqué p. 6 à 10, 33-34). Les éléments soulevés par le recourant sont donc inopérants pour démontrer un quelconque arbitraire dans l'appréciation des preuves.
6.5 Le recourant soutient que la cour cantonale aurait fait preuve d'arbitraire en n'examinant pas les éléments de preuve qui lui étaient soumis et qui conduisaient à taxer d'insoutenable le refus par les premiers juges d'étudier l'hypothèse de l'implication du frère de A._, G._, dans le meurtre de E._.
A nouveau, le recourant ne s'en prend pas à l'arrêt attaqué qui, sur ce point, dit clairement que les éléments invoqués par le recourant ne sont pas de nature à remettre en question les constatations faites par le jury. Il ne donne aucune précision au sujet d'un témoignage qui mettrait formellement en cause G._ et ses allégués ne comportent aucune démonstration permettant d'aboutir à la conclusion que le verdict de meurtre retenu contre lui serait arbitraire. Il se limite à reprendre les éléments figurant dans son pourvoi cantonal, ce qui est irrecevable (ATF 134 II 244 consid. 2).
7. Le recourant soutient que c'est par une appréciation arbitraire des preuves que les déclarations de C._ ont été considérées comme crédibles et que le verdict qui repose sur ces seules déclarations serait insoutenable.
7.1 L'arrêt cantonal relève que les allégués du recourant en procédure cantonale sont purement appellatoires et que ce dernier ne mentionne pas les éléments qui auraient dû conduire à qualifier d'arbitraire l'appréciation du jury.
Le recourant se limite à le contester devant la cour de céans, sans démontrer en quoi l'appréciation de la cour cantonale procéderait d'une application insoutenable de dispositions cantonales ou serait arbitraire, ce qui est irrecevable.
7.2 L'arrêt cantonal relève que le jury, sans a priori, s'est d'abord livré à un examen global de la situation des trois victimes du recourant encore en vie pour parvenir à la conclusion que leurs dires étaient crédibles, en relevant les similitudes existant entre les traumatismes subis, la personnalité du recourant décrite par les experts et le comportement de celui-ci à leur endroit, même si ces déclarations n'étaient pas dénuées de contradictions sur certains points. Les agissements dont C._ a fait l'objet se sont étendus sur une longue période et elle a été gravement traumatisée. Dans ces conditions, ses divergences ou variations sont compréhensibles et renforcent encore sa crédibilité. Il en est de même des déclarations des autres victimes. Enfin, le recourant a admis avoir entretenu des relations sexuelles complètes avec C._ de 2003 à 2005, ce qui appuie le bien-fondé de l'appréciation des déclarations de la victime.
Le recourant qui se plaint d'arbitraire dans l'appréciation des preuves, se limite pour l'essentiel à reprendre les éléments figurant dans son pourvoi cantonal (recours p. 41 à 44), ce qui n'est pas admissible (ATF 134 II 244 consid. 2.3). Au surplus, il conteste le raisonnement suivi dans l'arrêt cantonal, y opposant le sien, sans jamais en démontrer le caractère insoutenable d'une manière conforme aux exigences de l'art. 106 al. 2 LTF. Son grief est irrecevable.
8. Le recourant soutient que c'est par une appréciation arbitraire des preuves que les déclarations de B._ et de A._ ont été jugées crédibles. Il se limite à reprendre (recours p. 45 à 52) les éléments figurant dans son pourvoi cantonal (pourvoi cantonal p. 48 à 53 et 55 à 56), sans s'en prendre au raisonnement de l'arrêt attaqué, ce qui est irrecevable (ATF 134 II 244 consid. 2.3).
9. Le recourant reproche aux premiers juges d'avoir violé le principe de la non-rétroactivité des peines (art. 7 §1 CEDH et 2 CP), en prononçant un internement au sens de l'art. 64 CP.
9.1 L'interdiction de la rétroactivité vaut également en matière d'internement (ATF 134 IV 121 consid. 3.3.3 p. 129). Il convient donc de vérifier si les conditions d'un internement au sens de l'art. 43 ch. 1 al. 2 aCP sont réalisées, étant entendu que le nouveau droit s'applique non seulement quand il est plus favorable que l'ancien, mais également quand aucun des deux droits n'est plus favorable; dans ce cas, il faut partir de l'idée que le nouveau droit représente pour le condamné une amélioration de l'ancien (ATF 134 IV 121 consid. 3.4.4 p. 131).
9.2 Au cas particulier, l'arrêt attaqué est arrivé à la conclusion que l'internement du recourant répondait aussi bien aux exigences de l'art. 43 aCP que de l'art. 64 CP, de telle sorte que la décision des premiers juges ne violait pas le droit fédéral, ni le principe de l'interdiction de la rétroactivité.
9.3 Seule la décision de dernière instance cantonale peut faire l'objet d'un recours (art. 80 al. 1 LTF). Dans la mesure où le recourant dit que le raisonnement des premiers juges est contraire à l'art. 7 § 1 CEDH, son grief n'est pas recevable. Seul peut être examiné le raisonnement suivi par l'arrêt attaqué.
9.4 Le recourant reproche à l'autorité cantonale de s'être livrée à sa propre appréciation des faits et des expertises. Il n'invoque cependant aucune violation de ses droits fondamentaux, si ce n'est l'interdiction de la rétroactivité, qui n'est d'aucune utilité sur cette question. Cette absence de motivation (art. 106 al. 2 LTF) conduit à l'irrecevabilité de ce grief.
9.5 Enfin, le recourant conteste que son état mental réponde aussi aux exigences de l'art. 43 aCP. Selon lui, deux experts sur trois ont écarté l'application de l'art. 43 aCP et le dernier expert a préconisé un internement au sens de l'art. 64 CP, de telle sorte que les juges cantonaux ne pouvaient pas, d'une part, s'écarter des expertises pour prononcer l'internement et, d'autre part, prononcer une telle mesure sur la base des troubles diagnostiqués.
9.5.1 Savoir quel est l'état psychique du délinquant et de quels troubles il est atteint relève de l'établissement des faits. En revanche, savoir si les troubles retenus sont ou non constitutifs d'une anomalie mentale suffisante pour appliquer l'art. 43 aCP est une question de droit.
Le juge n'a certes pas à substituer son appréciation à celle de l'expert. Il ne peut s'écarter du résultat d'une expertise judiciaire sans motifs déterminants, soit lorsqu'aucune circonstance bien établie n'ébranle sérieusement la crédibilité du rapport (ATF 122 V 157 consid. 1c p. 160; 119 Ib 254 consid. 8a p. 274). Le Tribunal fédéral n'examine ces questions d'appréciation des preuves que sous l'angle restreint de l'art. 105 al. 2 LTF, soit essentiellement celui de l'arbitraire (cf. ci-dessus consid. 1.2).
9.5.2 Le recourant prétend que l'arrêt attaqué s'écarte des expertises, sans invoquer ni démontrer aucun arbitraire conformément aux exigences de l'art. 106 al. 2 LTF, de telle sorte que son grief n'est pas recevable. Au demeurant, le recourant a été examiné par trois experts. Les trois experts ont été longuement entendus aux débats et sont tous d'accord sur le principe d'un internement (p. 55 de l'audience des débats de la Cour d'assises) en tenant compte de l'inculpation pour meurtre, que deux d'entre eux n'avaient pas pris en considération. Ils ont admis que le recourant ne souffrait pas de maladie mentale, mais d'un trouble grave de la personnalité (cf. not. p. 47, 55 audience Cour d'assises), que le recourant n'en a aucune conscience, que tout traitement est voué à l'échec et que le risque de récidive est élevé. L'arrêt cantonal ne s'écarte ainsi pas de leurs constatations.
9.5.3 D'un point de vue médical, la notion d'anomalie mentale englobe tous les états psychiques s'écartant de la norme médicale, tels que les faiblesses d'esprit, les psychopathies, les développements mentaux incomplets, les névroses et les maladies mentales chroniques. Il s'agit, par conséquent, d'une notion extrêmement large, qui ne peut être reprise comme telle pour la définition de l'anomalie au sens de l'art. 43 aCP. Dès lors, seules certaines formes relativement lourdes d'anomalie mentale au sens médical peuvent être qualifiées d'anomalie mentale au sens juridique. L'art. 43 aCP suppose une maladie mentale relativement importante, laquelle doit par ailleurs avoir été causale de l'acte (cf. arrêt 6B_789/2007 du 11 mars 2008 consid. 2.2.1, 6S.376/2002 du 2 novembre 2002; 6S.228/2000 du 10 juin 2000 consid. 3c; arrêt 6S.768/1999 du 29 janvier 2000 consid. 1a).
9.5.4 Dans le cas d'espèce, il ressort des faits constatés, desquels le recourant n'est pas admis à s'écarter, faute d'en avoir démontrer l'arbitraire, que le recourant ne souffre pas de maladie mentale, mais d'un trouble grave de la personnalité avec traits narcissiques, paranoïaques et dyssociaux, qui permet de le qualifier de psychopathe d'après les tests effectués (cf. not. arrêt de la Cour d'assises p. 47, 56). Les actes punissables commis par le recourant sont bien en relation avec son état mental. Le recourant, ainsi que cela ressort également de l'Unité pénitentiaire de Champ-Dollon, est totalement anosognosique. Il n'a aucune conscience de son trouble de la personnalité, n'est pas susceptible d'être traité et présente un risque élevé de récidive.
Ainsi, même si le recourant ne souffre pas de maladie mentale à proprement parler, ce qui n'est pas une condition d'application de l'art. 43 aCP, les troubles de la personnalité établis par expertise peuvent être considérés comme suffisamment graves pour réaliser les conditions de cette dernière disposition, tout comme celles de l'art. 64 CP, que le recourant ne conteste d'ailleurs pas.
9.6 Au vu de ce qui précède, l'internement prononcé sur la base de l'art. 64 CP réalisant aussi les conditions de l'art. 43 aCP, c'est à juste titre que l'arrêt attaqué à nié toute violation du principe de non-rétroactivité et le grief du recourant ne peut qu'être rejeté.
10. Le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable. Vu l'issue de la procédure et l'absence de chances de succès du recours, la requête d'assistance judiciaire doit être rejetée et le recourant doit être condamnée au paiement des frais de la cause (art. 66 al. 1 LTF), qui seront fixés en tenant compte de sa situation financière. Il n'est pas alloué d'indemnité de dépens aux intimés qui ne sont pas intervenus dans la procédure.
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2. La requête d'assistance judiciaire est rejetée.
3. Les frais judiciaires, arrêtés à 1'600 fr., sont mis à la charge du recourant.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Cour de cassation du canton de Genève.
Lausanne, le 24 février 2012
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Mathys
La Greffière: Kistler Vianin