Dra. Natalia Corbalan
Unidad Nº7: Alteraciones de los cromosomas Unidad Nº7: Alteraciones de los cromosomas Contenidos: Alteraciones estructurales de los cromosomas: deleciones, duplicaciones, inversiones, translocaciones, fusiones y fisiones. Cromosomas politénicos. Alteraciones numéricas: euploidías y aneuploidías. Poliploidía en vegetales y animales. Aplicaciones a la mejora. Citogenética humana: principales alteraciones estructurales y numéricas de los cromosomas en el hombre.
Cualquier alteración en el número y/o en la morfología de los cromosomas constituye una alteración cromosómica
Se pueden detectar mediante examen microscópico y/o mediante análisis genéticos. Las anomalías cromosómicas se clasifican en:
VARIACIONES ESTRUCTURALES
Se definen como cualquier cambio en la disposición de los genes o fragmentos cromosómicos
VARIACIONES NUMÉRICAS
Las variaciones respecto al número de cromosomas de la especie, un cambio en el número de cromosomas del individuo analizado
TIPOS DE VARIACIONES ESTRUCTURALES:
Para establecer una clasificación de las anomalías estructurales se atiende normalmente a la combinación de dos criterios diferentes:
Sin pérdida o ganancia de material genético
Existencia de pérdida o ganancia de material genético
DELECIONES INVERSIONES DUPLICACIONES TRANSLOCACIÓNES TRANSLOCACIÓNES
DELECIONES: variaciones estructurales que suponen pérdida de material cromosómico y afectan a un cromosoma. En las roturas y reparaciones de los cromosomas, pueden perderse parte de los mismos .Si la parte perdida es muy grande, la situación es incompatible con la vida. Los fenotipos dependen del cromosoma y de la región afectada
2 TIPOS DELECIONES
INTERSTICIAL TERMINAL
Radicianos con rayos X o ɤ provoca ruturas cromosómicas
Efecto de la deleción depende de su tamaño. Una deleción pequeña dentro de un gen ( delecion intragénica) lo inactiva y tiene el mismo efecto que otras mutaciones en ese gen.
En esta unidad nos centraremos en las deleciones que implican la pérdida de dos a varios miles de genes. Si mediante cruzamiento se lleva la deleción al estado de homocigosis ( ambos homólogos tienen la daleción) el efecto es letal.
Esta letalidad puede explicarse por dos razones: 1‐ Desequilibrio génico: los genomas se han ajustado a lo largo de la evolución y requieren un equilibrio específico de genes. 2‐ Expresión de alelos recesivos deletereos: en el genoma existen alelos recesivos portadores de mutaciones letales o deletereas que no se expresan por que están enmascarados por el alelos silvestre. La deleción puede povocar la pérdida de este alelo silvestre lo que permitiría la expresión del alelo letal.
Sin embargo algunas deleciones más pequeñas resultan viables cuando se combinan con un homologo normal. En estos casos la deleción se puede identificar mediante análisis citigénetico.
Las deleciones relativamente pequeñas en humanos tienen consecuencias fenotípicas adversas, incluso en heterocigosis, provocando distintos síndromes. Un ej es el síndrome de maullido de gato
Ej. Deleción de una pequeña región cromosoma X en Drosophila. Cuando uno de los homólogos es portador de la deleción la mosca presenta un fenotipo característico que se manifiesta por una muesca en el ala. Esta delecion es LETAL en homocigosis
DUPLICACIONES: Las variaciones estructurales que implican ganancia de material cromatínico por multiplicación de un segmento cromosómico son las DUPLICACIONES. CLASIFICACIÓN .
EN TÁNDEM
DESPLAZADAS
Una duplicación EN TÁNDEM es aquélla en la que el segmento repetido se coloca adyacente con el segmento del que se originó. Dentro de ellas hay dos tipos EN TÁNDEM DIRECTO en las que el segmento duplicado conserva el mismo orden de los genes que el segmento original, EN TÁNDEM INVERSO cuando en el segmento duplicado los genes presentan en su orden una imagen especular del segmento original.
En cuanto a las duplicaciones desplazadas la región duplicada NO SE UBICA ADYACENTE sino que muestra un desplazamiento como su nombre lo indica. Existen dos tipos fundamentales DESPLAZADA HOMOBRAQUIAL: La duplicación, separada del segmento original, está en el mismo brazo que éste.
DESPLAZADA HETEROBRAQUIAL: La duplicación, separada del segmento original, está en el otro brazo cromosómico.
En la práctica se han encontrado algunos tipos de duplicaciones que resultan difícilmente clasificables en los tipos anteriores. En primer lugar están las que duplican un segmento que incluye al centrómero, son las DUPLICACIONES CENTROMÉRICAS y las hay en tándem y desplazadas. En algunos de estos casos no es fácil hablar de directas o inversas, ni de homobraquiales o heterobraquiales.
En los heterocigotos para la duplicación también aparecen estructuras particular cuando se produce el apareamiento durante la meiosis. La estructura que se forma depende del tipo de duplicación
Otros casos de duplicaciones no pueden incluirse dentro de las anomalías que afectan a un solo cromosoma; son los casos en que el segmento duplicado se encuentra localizado en otro cromosoma diferente (no homólogo) del segmento original. Estas duplicaciones son denominadas: DUPLICACIONES INTERCROMOSÓMICAS
EFECTOS GENÉTICOS DE LAS DUPLICACIONES:
Así como las deleciones producen efectos drásticos y en muchos casos deletéreos para los portadores, las duplicaciones pasan más desapercibidas, se soportan mucho mejor en todos los organismos, son más estables y tienen más posibilidades a nivel evolutivo. Divergencia funcional de los genes duplicados La región extra generada durante la duplicación puede sufrir mutaciones, ya que al haber otras copias silvestre del gen las funciones básicas no se verán afectadas. La mutación de la región extra proporcionan una oportunidad para la divergencia funcional de los genes duplicados, lo cual puede resultar ventajoso para la evolución génica.
EFECTOS GENÉTICOS DE LAS DUPLICACIONES: Como ocurre con algunas deleciones, las duplicaciones de ciertas regiones pueden producir fenotipos concretos y comportase como mutaciones. Ej. En Drosophila una duplicación en tandem de una región cromosómica (16 A) produce el fenotipo Bar , que se caracteriza por un ojo rasgado en lugar del ovalado normal.
TRANSLOCACIÓN: Desplazamiento de un segmento cromosómico a otra posición en el genoma.
Translocaciones recíprocas: En las que el cambio de segmentos romosómicos es mutuo entre dos cromosomas que pueden ser homólogos (intercambio fraternal) o no homólogos (intercambio externo).
Translocaciones NO recíprocas:un segmento cromosómico se desplaza a otro cromosoma Robertsonianas ó fusión céntrica: mezcla de translocación y deleción. Tiene lugar cuando se fusionan los centrómeros y se pierden los brazos cortos en cromosomas acrocéntricos.
Las translocaciones pueden afectar drásticamente el tamaño de un cromosoma así como también la posición del centrómero Como consecuencia de una translocación recíproca se observa en un heterocigoto la formación de una estructura cruciforme particular durante el apareamiento de durante la meiosis
VARIACIONES ESTRUCTURALES EN LAS QUE SE ALTERA EL ORDEN O DISPOSICIÓN DE LOS GENES EN LOS CROMOSOMAS. INVERSIONES: Se producen como consecuencia de dos roturas dentro del mismo cromosoma: el fragmento roto se reinserta al cromosoma, pero habiendo girado 180º. El cromosoma tiene la misma forma que el original pero el orden en que se encuentra la información genética ha cambiado. PERICÉNTRICA: incluye al centrómero. Puede cambiar la morfología de los brazos
PARACÉNTRICA: no incluye al centrómero. No cambia la morfología de los brazos
Se han encontrado inversiones cromosómicas en algunas enfermedades raras como algunos desordénes del comportamiento debida a una alteración del cromosoma 4 , casos de infertilidad muy parecidos al síndrome de Klinefelter con inversión en el cromosoma X, entre otras.
VARIACIONES NUMÉRICAS
Se afecta una dotación completa de cromosomas (set haploide) y los organismos que poseen múltiplos del set haploide se denominan euploides.
En otros casos los cambios sólo afectan a uno o a unos pocos pares cromosómicos. En este caso se dice que los organismos son aneuploides tanto porque les sobra algún o algunos cromosomas (hiperdiploides, 2n+x) como porque les falta (hipodiploides, 2n‐x).
ANEUPLOIDÍAS 1) LAS MONOSOMÍAS (2n‐1): por lo gral. Letales en el hombre. En la especie humana, la única viable es la monosomía para el cromosoma X y da lugar a un síndrome genético llamado síndrome de Turner.
Las mujeres con síndrome de Turner tienen ciertos rasgos fenotípicos característicos (talla baja, cuello corto, gónadas rudimentarias, ausencia de menstruación) y son estériles. La frecuencia del síndrome de Turner es de 1 a 2% del total de las concepciones humanas, aunque la mayoría de los embriones se pierde como aborto espontáneo.
ANEUPLOIDÍAS 2) LAS TRISOMÍAS (2n+1) son, en general, más viables que las monosomías. En la especie humana hay varios ejemplos. TRISOMÍAS AUTOSÓMICAS La trisomía para el cromosoma 21 que da lugar al síndrome de Down.
Del cromosoma 13, que origina el síndrome de Patau.
La trisnomía del cromosoma 18, que da lugar al síndrome de Edwards
Los niños afectados con estas patologías tienen múltiples malformaciones congénitas y, en general, no sobreviven más allá del año de edad.
TRISOMÍAS DE CROMOSOMAS SEXUALES
El síndrome triple X ocurre en 1 de cada 1.000 mujeres vivas y estas mujeres son fenotípicamente normales. El síndrome de Klinefelter ocurre en 1 de cada 1.000 recién nacidos varones y, en general, se detecta en la pubertad debido a los rasgos fenotípicos característicos: talla alta, brazos y piernas muy largas, valores de testosterona bajos, escaso vello, caderas anchas y distribución de la grasa corporal parecida a la de las mujeres.
El principal mecanismo por el cual se originan las células aneuploides es la no disyunción, que constituye un error en la segregación cromosómica y puede ocurrir tanto en meiosis como en mitosis.
