Parcial III de Biologia-29-37

Vista previa del material en texto

Citogenética
Es el campo de la genética que comprende el estudio de los cromosomas. Este estudio es realizado con
técnicas de bandeo cromosómico y otras técnicas moleculares que permiten analizar la estructura y número
de cromosomas de una célula. Se refiere principalmente al análisis de la estructura, función y
comportamiento del ADN que se condensa durante la división celular y forma los cromosomas.
Ontogénesis
Estudio del desarrollo y evolución conductual y cognitiva del individuo a lo largo de su vida, frente a la
filogenia, que se ocupa de los mismos aspectos, pero desde el punto de vista del cambio histórico de una
sociedad.
Ciclos vitales
Comenzamos como cigotos 2n=46, que luego se multiplica por mitosis hasta convertirse en adultos (2n=46).
Sin embargo algunas células se diferencian como células germinativas, que crecen y se dividen por meiosis,
formando células haploides (n=23). Luego, para cerrar y perpetuar el cilo, dos individuos de sexo diferente se
reproducen, mezclando su ADN y generando un cigoto.
Las células tmb tienen su propio ciclo vital
1) Primero se encuentran en G1, donde pueden o no volver a G0. Manteniendo un dotación
cromosómica 2n y una dotación de ADN 2C (brazos del ADN)
2) Cuando entra en fase S, se replica el ADN, por lo que la célula ahora es 4C, pero sigue siendo 2n
3) Pasa G2, una pequeña parte del ADN termina de replicarse
4) Finalmente se da la división celular que restaura la composición celular normal, dando dos células
hijas iguales. O bien, dando 4 células haploides, al darse dos divisiones continuas
Líneas Celulares
Células somáticas → No aportará su información genética a los gametos
Células germinales → Hay células 2n, que terminarán por formar gametos (n)
Determinacion del sexo
● En la región no homóloga del brazo corto de Y, se encuentra el gen SRY que codifica un gen de
transcripción capaz de activar la cascada de genes, que comienza a expresarse en el embrión y se
mantiene durante la vida
● SRY induce o estimula
○ Epitelio celómico de la cresta gonadal → Diferenciación de células de Sertoli
○ En gónada indiferenciada → Diferenciación testicular y producción de testosterona
○ Encéfalo masculino → Síntesis de dopamina y catecolaminas, el metabolismo y quizá rasgos
del comportamiento normal. Organización (prenatal) y activación (adulto) de hormonas,
testosterona y estrógenos, que producen la masculinización y desfeminización
● La ausencia de SRY induce el desarrollo ovárico, tanto en mujeres XY como XX
● 10% de los varón XX lo son por translocación de SRY a un X o a un autosoma
Inactivación del X
● Es un proceso multiepigenético estrechamente ligado al desarrollo embrionario, que involucra el
silenciamiento transcripcional de uno de los dos cromosomas X en las células de hembras mamíferas.
● Hay un corpúsculo en el núcleo interfásico de las células femeninas
● La cromatina X es un cromosoma X inactivado. La inactivación afecta a todos los cromosomas X que
tenga una célula, menos a 1.
● La inactivación se produce temprano en el desarrollo embrionario, es aleatoria y se transmite
clonalmente
● Un individuo con dos cromosomas XX, desde la segunda semana del desarrollo embrionario, tendrá
células con el X materno o paterno y que tales patrones de inactivación se mantendrán en todas las
células que se deriven de las originalmente inactivadas
● La inactivación es parcial, estable y reversible (se reactiva a las 4 semana de la vida prenatal)
● Conclusiones
○ La inactivación de un X reduce el exceso de transcriptos ligado la x que la mujer normal tiene
en comparación al hombre, dando una condensación de dosis
○ Mosaicismo, la mujer normal es un mosaico funcional para todos los productos de genes
ligados al X, para todos los genes a los que es heterocigota. Es una alteración genética en la
que, en un individuo, existen dos o más líneas celulares con diferente genotipo originadas a
partir de un mismo cigoto. Para ilustrar este fenómeno se suele recurrir al ejemplo de las
mujeres, dado que al tener uno de sus cromosomas X inactivados pueden ser consideradas
como mosaicos. Este fenómeno de inactivación ocurre en la embriogénesis temprana
(alrededor del décimo día de desarrollo) y, a partir de ese momento, todas las células
heredan el patrón de cromosoma X inactivado.
● Proceso
○ Implica el recuento, selección, iniciación, extensión y mantenimiento
○ Al menos en la etapa de iniciación, depende de genes en Xq13.2 que codifican ARN largos no
codificantes. El XIST se encargaría, pero recién desde la segunda semana
○ El mantenimiento implicaría hipometilación de H3 y H4, di o tri metilación de variantes
históricas e incorporación o exclusión de las mismas y de ciertas proteínas no histónicas en la
cromatina X
Cromosoma
Conceptos
● Es un organoide nuclear clave en el funcionamiento y la reproducción celular (citología)
● Grupo de ligamiento dinámico y estable que incluye a los genes (genetica)
● Molécula de ADN asociada a proteínas, que es sometida a diversos procesos (biología molecular)
Centrómero
● Permite la correcta distribución monofásica
● Consta de un cinetocoro, ADN repetitivo en tándem y H3 centrómerica en coevolución con las
secuencias
● Hay secuencias alfoides3 que podrían funcionar en centrómeros desfuncionalizados y fuera del
centrómero
● Hay neo centrómeros sin secuencias alfoides, por lo que no esta claro para que sirven
Cinetocoro
● Permite la unión de los husos mitóticos y el centrómero
● La heterocromatina centromérica se ocupa del apareamiento, soporte y corregir errores en el
acoplamiento
● La placa interna interviene en el montaje y determinación del tamaño del cinetocoro
● La interzona contendía receptores de tensión e interactúa con el ciclo del control del ciclo celular
3 Sondas centroméricas de repetición son generadas a partir de secuencias repetitivas encontradas a la mitad de cada
cromosoma. Los investigadores usan estas sondas para determinar si un individuo tiene o no el número correcto de
cromosomas.
● placa externa → Acoplamiento microtubular, regulación de su dinámica, relación con el control del
ciclo celular
Telómeros
● Estabilizan los extremos cromosómicos, si hay alteraciones aca pueden causar os er signos de
enfermedades
● Presentan 10-20 kilobases de repetición TTAGGG en tándem, acortamiento cíclico y extremo 3’
sobresaliente
● Son regenerables por telomerasa, transcriptasa especial que se expresa a niveles adecuados en
células embrionarias y estaminales adultas, hematopoyéticas intestinales, cutáneas y en el epitelio
germinativo, y anormalmente en el cáncer
● Su acortamiento monogénico o multifactorial se asocia a cuadros vinculados al envejecimiento
celular (enfermedad coronaria y alzheimer)
● Su alargamiento implica mayor riesgo de cáncer, y disminuyen las de acortamiento
● Los cromosomas X e Y presentan regiones pseudoautosómicas en los telómeros de sus brazos
cortos (RPA1) y largos (RPA2) cuyos genes pueden recombinarse normalmente durante profase I.
○ La ausencia de RPA1 = infertilidad masculina
○ Los genes en RPA varian entre especies
Sitios frágiles
● Puntos de empaquetamiento previsional deficiente de la cromatina
● Su aparición se pueden inducir esporádica o familiarmente, con mayoir o menor frecuencia, y
generan inestabilidad cromosómica con eficiencia variable
Cromosomas Humanos
Morfología
● Metacéntricos → 1, 3, 19 y 20
● Submetacéntricos (brazo q es más largo) → 2, 4, 4, 6, 7, 89, 10, 11, 12, 17, 18
● Acrocéntricos → 13, 14, 15, 16, 21 y 22
● Telocéntricos → No existen en la especie humana
Heteromorfismos
● Variantes de la disposición de la heterocromatina centromérica (1, 3, 9, 16)
● Variantes de tamaño de la heterochromatin centroamérica (4)
● Variantes de la longitud de la constricción secundaria (13, 14, 15, 16, 21 y 22)
● Variantes en la longitud de la heterocromatina distal del cromosoma Y
Idiograma
Los cromosomas mantienen su individualidad incluso en el núcleo interfásico aunque no lo podamos
distinguir. Cada cromosoma tiene su espacio propio separado de los demás,para permitir la maquinaria de
descripción. Los más chicos y ricos en general están en el interior y los más grandes y pobres en genes en la
periferia.
Pero las mejores imágenes son las de metafase, por eso se usan. Después de tener la foto, se agarra cada
cromosoma y se organiza en un cariotipo, con los brazos largos para abajo y en orden (mayor a menor).
Existe un esquema de cómo es cada cromosoma para guiarse cual cromosoma es cual (ideograma)
El ideograma humano normal tiene 24 cromosomas (22 autosomas, 1 X y 1Y). El idiograma es la plantilla, para
pode armar el cariotipo. Se ven los bracitos con sus determinados espacios de heterocromatina por
convención:
● El brazo largo es q y el corto es p.
● Cada brazo esta dividido 1-4 porciones del centro a la punta
● Cada región tiene 1-9 bandas
● Cada banda puede tener sub sub sub bandas.
Para referirse a ellas se las describe de izquierda a derecha
1) Número de cromosoma
2) El brazo p o 1
3) Region 1-4
4) Número de banda 1-9
5) Número de sub banda y sub sub banda
Nomenclatura
● ace: acéntrico
● add: adición de origen desconocido
● der: derivado
● dic: dicéntrico
● dup: duplicación
● fra: sitio frágil
● ins: translocación simple o inserción
● inv: inversión
● +, -: ganancia o pérdida de un cromosoma o fragmento
● i: isocromosoma
● r: anillo
● t: translocación
● /: mosaicismo
Estudios citogenéticos
En interfase
● Cromáticas X e Y
○ X → Permite evaluar su número y tamaño, aparece en la coloración como más intenso, si hay
uno solo es que la célula tiene XX
● Hibridación in situ con sondas fluorescentes (FISH)
En profase-metafase
● Carotipeado con o sin bandeo → Hay que contar 11 metafases normales, 100 si son anormales
○ Metacéntricos → 1,3 16 y 20
○ Submetacéntricos → 4 y 5 (menor índice centromérico) y el resto
○ Acrocéntricos → 13, 14, 15, 21, 22 e Y
● Hibridación genómica comparativa
● FISH
○ Con sondas monolocus (hibridación in situ fluorescente)
○ Pintura cromosómica con sonda Única
○ Cariotipeado espectral
● Bandeo multicolor
FISH (sky)
Se emplea sobre todo para la detección de aneuploidías o grandes deleciones, duplicaciones o
translocaciones cuando las muestras son difíciles de crecer o son escasas, es el caso de las células fetales o
tumorales. No es posible distinguir entre un cariotipo normal y un cariotipo que presente una translocación
equilibrada.
Se utiliza para ver trisomías
● Viables → 13, 18, 21, X e Y
● No viables → 9, 14, 15, 16, 22
Bandeo
Dependiendo del bandeo, los cromosomas reflejan la heterogeneidad longitudinal del organoide
● Q (brillantes) → tinción con quinacrina. Ricas en adenina tinina y secuencias repetitivas L1 y no tanto
en genes, corresponden a la heterocromatina constitutiva
● G (oscuras) → tinción con Giemsa, tras pretratamiento del cromosoma con tripsina. Corresponden a
las Q brillantes. La cromatina Y es más brillante que el resto
● R → Ricas en guanina, citosina en secuencias repetitivas alu y genes, se obtiene con tinción con
naranja de acridina o gemas modificado. Corresponden a las zonas claras entre las zonas claras Q y
G (más abundantes hacia los subtelomeros), útil para definir los extremos de los cromosomas
● T → Varias técnicas, resaltan las regiones teloméricas
● C → Se obtienen con la previa extracción de ADN y proteínas y tinción con Giemsa. Resaltan las
regiones centroméricas (heterocromatina constitutiva)
● Nor → Marcan las constricciones secundarias, de los cromosomas 13,14,15, 21 y 22
Q G T R C Nor
Hibridación genómica comparativa
Es un método de citogenética molecular para analizar las variaciones en el número de copias (CNV) en
relación con el nivel de ploidía del ADN de una muestra en comparación con una muestra de referencia, esto
sin la necesidad de realizar un cultivo celular. Esta técnica sólo puede detectar anormalidades cromosómicas
no balanceadas, es decir, que afectan el número de copias. Sin embargo, el CGH permite la exploración de
los 46 cromosomas humanos en una sola prueba y la detección de deleciones y duplicaciones, en escala
microscópica lo que puede conducir a la identificación de genes candidatos para estudiarlos más a fondo
mediante otras técnicas citológicas. Dependiendo de la intensidad del color con el que se tiña el cromosoma
vamos a detectar si tiene copias de más o de menos
● X → Es más claro
● Y → Es más oscuro
● Autosómicos → Son un color medio, si aparecen más oscuros es xq hay trisomía
Hibridación in situ con sondas fluorescentes (FISH)
Marcaje de cromosomas mediante la cual estos son hibridados con sondas que emiten fluorescencia y
permiten la visualización, distinción y estudio de los cromosomas de núcleos en metafase o interfase, así
como de las anomalías que puedan presentar. Esta técnica permite la rápida determinación de aneuploidías,
microdeleciones, duplicaciones, inversiones, así como la adjudicación de un marcador genético a un
cromosoma (cartografía genética). Se realiza una tinción de ADN no específica con DAPI y se verá la
fluorescencia bajo el microscopio. Se usan sondas para uno o más blancos simultáneamente. Los
cromosomas que son usualmente analizados por FISH son los 13, 18, 21, X e Y
Sondas centroméricas → Consisten en secuencias de ADN repetitivas encontradas alrededor del
centrómero de un cromosoma específico. Utilizado para el diagnóstico de trisomías 13, 18, 21, X e Y (el feto
puede nacer). Los cromosomas aparecen como manchas de colores, por lo que necesitamos saber el código
de color. Hay una más picante que funciona igual solo que detecta más cromosomas, 9, 14, 15, 16, 22, (no
permiten que el afectado nazca)
Sondas de secuencia única específicas de un cromosoma (monolocus)→ Son específicas de un locus
único en concreto. Se usan para proporcionar un diagnóstico prenatal rápido de algunas anomalías
cromosómicas numéricas habituales.
Pintura cromosómica con sonda única → Sondas para FISH preparada a partir de cromosomas aislados,
pueden servir para detectar fragmentos de origen incierto, previo su coloración adecuada, se mezcla con
bandeo. Sirve para ver en muestras de ADN pedacitos nada que ver, que coinciden con alguna parte de
algún cromosoma identificado
Pintura cromosómica con múltiples sondas → Permite ver reordenamientos inter cromosómicos.
Además de DAPI se utilizan sondas específicas para ciertos cromosomas
Cariotipeado Espectral
Utiliza 24 sondas constituidas por ADN fragmentado de un cromosoma humano completo. Para marcarlas
diferencialmente no usa 24 tinturas, sino 24 mezclas distintas de 6 fluorocromos. El ojo humano no distingue
en las mezclas, por lo que se usa un microscopio especial y un sistema informático específico que las pinta
para que las podamos diferenciar. No detecta anomalías intracromosomicas: adiciones, deleciones, ni
reordenamientos intracromosómicos. Esta indicado para detectar alteraciones numéricas y reordenamientos
intercromososmicos. La identificación puede lograrse incluso si esta presente solo uno de los cromosomas
derivados de reordenamiento
Bandeo Multicolor
Es posible bandear cromosomas individuales o la dotación cromosómica completa, mediante el uso de
diferentes sondas, para poder detectar reordenamientos intracromosómicos. Las sondas necesarias para
lograr cariotipos con muchos colores y muy específicos son:
● Sondas preparadas a partir de cromosomas de gibón (cariotipo muy reordenado con respecto al
humano)
● Sondas obtenidas de cada cromosoma mediante microdisección
● Sondas consistentes en grandes fragmentos clonados de ADN humano, seleccionado porque juntos
forman un cariotipo humano completo marcados diferencialmente para que revelen un número
adecuado de bandas en cada cromosoma
Anomalías Cromosómicas Humanas
Clasificación
● Numéricas → Alterar en número del genoma
○ Poliploidías → Se agregan pares de cromosomas, en todos los pares, como las triploidias
Pueden deberse a polispermia, retención del cuerpo polar 2 o gameto diploide
○ Aneuploidías → Agregan o disminuyen un solo cromosomaen pares específicos,
monosomías y trisomías. Se deben a la no disyunción tanto en meiosis I (2 gametos
desequilibrados) o meiosis II (2 sanos 2 enfermos)
■ Gonosomas desequilibrados → Aumento o disminución de los cromosomas sexuales
● Estructurales → Se deben a fractura o recombinación anormal y sus consecuencias
○ Intracromosomicas
■ Anillos: El extremo de los brazos de uno de los cromosomas se une con el extremo
de otro brazo. Cuando se forma el anillo, el extremo del brazo largo y el extremo del
brazo corto del cromosoma no se encuentran presentes. Los cromosomas se unen
para formar un anillo.
■ Deleciones: Tipo de mutación genética en la cual se pierde material genético, desde
un solo par de nucleótidos de ADN hasta todo un fragmento de cromosoma, pueden
ocurrir en cualquier parte del cromosoma
■ Duplicaciones: Parte de un cromosoma está duplicada, o que está presente en 2
copias.
■ Inversiones: Cambio estructural por el cual un segmento cromosómico cambia de
sentido dentro del propio cromosoma y, por lo tanto, la ordenación de loci en él
contenidos con relación a una secuencia considerada como típica. Si el centrómero
está incluido en el segmento invertido, entonces la inversión se denomina
pericéntrica. Si el centrómero no forma parte del segmento cromosómico
reordenado, la inversión se denomina paracéntrica.
■ Isocromosomas: Cromosoma en el que se ha perdido un brazo y el otro se ha
duplicado de forma especular. O sea, se separaron mal, en vez de quedar brazo largo
y corto quedan corto y corto y largo y largo
■ Filadelfia: Se forma cuando el cromosoma 9 y el cromosoma 22 se dividen e
intercambian porciones. Esto produce un cromosoma 22 anormal pequeño y una
combinación nueva de instrucciones para tus células que puede desarrollar la
leucemia mielógena crónica.
○ Intercromosomicas → Translocaciones
■ Simple → Se trasloca una parte de un cromosoma a otro, pero el cortado no recibe
nada
■ Recíprocas → Una translocación recíproca ocurre cuando dos cromosomas
diferentes intercambian segmentos entre sí
■ Robertsoniana → Un cromosoma completo se adhiere a otro, se da entre
cromosomas acrocéntricos, generalmente el 14 y 21
Ejemplos y Nomenclatura
● Tri, Tetra y Pentasomia X → Aumento del número de los cromosomas X → Seria
46,XXX/XXXX/XXXX
● Triploidias → Hay 3 pares de cromosomas, o sea es 3n → 69,XXX (no es viable)
○ La única forma de que sea viable es la línea anormal coexiste con una vía normal,
constituyendo un mosaico en cuyo caso se debe a un accidende postcigotico →
46,XXX/69,XXX
○ Monosomías → La única es la del par sexual que conserva el X, el síndrome de Turner →
45,X
○ Trisomía gonosómica → 3 cromosomas sexuales
○ Un solo cromosoma X, dos Y → 47,XYY
○ 3 cromosomas X → 47,XXX
● Trisomía del 21 → Muy frecuente, se puede dar en mujeres (47,XX,+21) y en varones (47,XY,+21)
● Deleciones intersticiales → Faltan 1 pedazo (un segmento, 2 locis), que no es telómeros, de un
cromosoma y se debe normar cual es la parte que falta → 46,XY,del(7)(q11.23q21.2)
● Deleciones terminales → Falta 1 pedazo del telómero, solo se nombra 1 loci → 46,XX,del(5)(p14)
● Cromosoma en anillo → Faltan los telómeros y se forma el anillo → 46,XX,r(14)(p11.2q32.3). Primero
el proximal y depsues el distal
● Inversión paracéntrica → Reorientación de una región, se da vuelta. Se nombra las cosas que se
dieron vuelta → 46,XY,inv(10)(p11.23q26.3). Primero el proximal y depsues el distal
● Inversión pericéntrica → Reorientación de una región que incluye al centrómero. Se nombran las
cosas que se dieron vuelta → 46,XY,inv(2)(p11q13). Primero el brazo corto y luego el del brazo largo
● Isocromosoma → Tienen mal puestos los brazos y se nombra → 46,X,i(Xq)
● Translocación simple/inserción → Una parte se corta (2 loci) y se pega en otro cromosoma (1 loci), el
primero afecta a un solo cromosoma (la parte que se corta es intra) y el segundo a otro
(intercromosomico). 46,XX o XY,ins(1;5)(q32;q11q22)
○ Los cromosomas afectados se nombran pereiro el X, luego el Y y recién los autosomas (de
menor a mayor)
○ El sitio de corte se enuncia en el mismo orden que se usó para nombrar los cromosomas
○ Cromosomas y sitios se separan con ;
○ Respecto del loci, primero el proximal y luego el distal
● Translocación recíproca igual → Implica intercambio de materia donde los espacios son más o menos
iguales. Para nombrarlos se siguen las mismas reglas que en la translocación simple. Ejemplo →
46,XY,t(2;15)(p11.2;q11.2)
● Translocación recíproca desigual → Implica intercambio de materia donde los espacios son
diferentes en relación a tamaño → 46,XY,t(5;8)(q31.1;p23.1)
● Translocación robertsoniana → Dos cromosomas acrocéntricos intercambian partes, de forma que el
cromosoma que queda, queda formado por los dos brazos largos de cada uno. O sea, chau satélite,
aparece un cromosoma metacéntrico donde debería haber uno acrocéntrico. Perder los satélites no
hace mucho cambio a nivel fenotípico, pero si aumenta la probabilidad de tener hijos enfermos. Se
nombra → 46,XY,+13,dic(13;14)(p 11.2;p11.2)
¿Cómo abordar el diagnóstico del material genético de un paciente?