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02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 1 de 13 CITOGENÉTICA: Rama de la genética que se encarga del estudio de los fenómenos citológicos de origen genético. Es la ciencia que estudia los cromosomas y el proceso de división celular. El objeto principal es el estudio de los cromosomas. ESTUDIO DE LOS CROMOSOMAS Las fases del ciclo celular desde el punto de vista citológico pueden ser clasificado en dos momentos: Interface y Mitosis. Tanto en una, como en la otra, es posible obtener información sobre los cromosomas humanos. En la interfase, la cual comprende los estadios o fases G1, S y G2, la información se obtiene por las características de la cromatina nuclear y está relacionada, específicamente, con los cromosomas humanos X y Y. Durante las divisiones es posible conocer muchos más detalles de cada uno de los 46 cromosomas humanos. CROMOSOMAS 1. Formas de mayor empaquetamiento del ADN. 2. Cuerpos o corpúsculos constituido por ADN, proteínas histonas y proteínas no histonas. 3. Se tiñen con colorantes básicos. 4. Tiene su máxima expresión en la metafase de la división celular. 5. El humano presenta 46 cromosomas o 23 pares 6. Están constituidos por: 2 cromátidas unidas por un centrómero y por extremos denominados telómeros. cromátides: expresión citológica de la duplicación del ADN. Centrómero: constricción primaria, formado por ADN altamente repetitivo. Contiene el cinetocoro, estructura proteica en la cual se anclan los microtúbulos (MTs) del huso mitótico durante los procesos de división celular (mitosis y meiosis). El cinetocoro inicia, controla y supervisa los movimientos de los cromosomas durante la división celular. Telómeros: constituyen la parte final o sellado del cromosoma, juegan un importante papel en la carcinogénesis y el envejecimiento celular. 7. La posición del centrómero divide al cromosoma en dos regiones llamadas brazos y que son designados como cortos (p) superiores y largos (q) inferiores. 8. Cuando se someten a técnicas de laboratorio presentas regiones de bandas claras y oscuras. 9. Los satélites son estructuras redondeadas unidas al brazo corto de los cromosomas por una fina constricción secundaria llamados tallos. Clasificación de los cromosomas humanos 1. Por números: Van desde el par 1 al par 23. 2. De acuerdo con la posición del centrómero a. Metacéntricos: el centrómero está aproximadamente en el centro y ambos brazos aproximadamente tiene igual longitud (p = q). b. Submetacéntricos: el centrómero está desplazado hacia un extremo y ello da lugar a la formación de brazos cortos y largos. (p < q). c. Acrocéntrico: el centrómero se está muy desplazado hacia un extremo, siendo los brazos cortos extremadamente pequeños (p <<< q), en los extremos de los cuales pueden observarse tallos y satélites. En el ser humano hay cinco pares de cromosomas autosómicos acrocéntricos y todos presentan satélites. d. Telocéntricos: cuando el centrómero está tan desplazado hacia el extremo de los brazos cortos, que éstos no se observan. NOTA: El cromosoma Y por su estructura también es Acrocéntrico, pero no tiene satélites y en sus brazos largos presenta una zona extensa de heterocromatina constitutiva, file:///C:/Documents%20and%20Settings/Trabajo/Escritorio/genética/Topicos/topico_5.html file:///C:/Documents%20and%20Settings/Trabajo/Escritorio/genética/Topicos/topico_6.html 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 2 de 13 ESTUDIO DE LOS CROMOSOMAS EN LA INTERFACE CELULAR 1. Cromatina sexual o cuerpo Barr. 2. Cromatina Y o cuerpo Y fluorescente. 3. Métodos de citogenética molecular. CROMATINA SEXUAL La cromatina sexual depende del estado de condensación y descondensación del ADN. Hay dos formas de cromatina: Eucromatina: en un estado de condensación que permite la expresión génica. Heterocromatina: es un estado mucho más condensado que, atendiendo a sus características de activación o inactivación, se clasifica en constitutiva y facultativa. Constitutiva: siempre inactiva y que se encuentra en sitios específicos de la estructura de los cromosomas se encuentra en sitios específicos de la estructura de los cromosomas 1, 3, 16, y Y. Facultativa: puede existir en forma genéticamente activa o en forma inactiva y condensada, se encuentra en el cromosoma X TOMA DE LA MUESTRA PARA ESTUDIOS DE CROMATINA SEXUAL Limpieza y raspado de la mucosa oral. Extensión de la muestra en láminas portaobjetos. Coloración con colorantes nucleofílicos (aceto-orceína o fuscina). Extensión de láminas cubreobjetos. Observación en microscopio óptico con campo brillante. ESTUDIO DEL CROMOSOMA X o CORPÚSCULO DE BARR ESTUDIO DE LA CROMATINA Y o CUERPO Y FLUORESCENTE Existen diferencias entre las células masculinas y femeninas durante la interfase celular, pues en las células femeninas aparece una pequeña masa de cromatina que se encuentra muy cercana a la pared nuclear (cuerpo o corpúsculo de Barr) que se tiñe intensamente, esto no era más que un cromosoma que se replicaba tardíamente en relación con el resto de los cromosomas. El corpúsculo de Barr por ser un cromosoma en fase inactiva se ha determinado que su presencia es igual al número de cromosoma X menos 1. Por lo tanto: En el sexo masculino: 1X - 1 = 0 (No existe ningún corpúsculo de Barr) . En el sexo femenino: 2X - 1 = 1 (Existe un corpúsculo de Barr). Método - Se realiza el raspado de la mucosa oral, se coloca en un portaobjeto y se colorea y se obtiene: Sexo femenino: de 100 células analizadas, aproximadamente un 40% presenta corpúsculo de Barr (cromatín positivo), que se corresponde con el # de cromosomas X-1. Sexo masculino: de 100 células analizadas, no se observa ningún cuerpo de Barr. Método: Se realiza el raspado de la mucosa oral, se coloca en un portaobjeto, se colorea con colorantes fluorescentes (La coloración se hará con quinacrina o sus derivados) y se observa al microscopio con luz ultravioleta. Se tiñe la región de la heterocromatina constitutiva que caracteriza al ADN de los brazos largos del cromosoma Y. A diferencia del cuerpo Barr, el número de cuerpos Y observados en las células se corresponde con el número de cromosomas Y que presente ese individuo. Mujer: no tiene cuerpo Y porque solo tiene 2 cromosomas X (46, XX). Hombre: Tiene un cuerpo Y porque tiene 1 cromosoma Y (46, XY). Limitaciones - No permite el estudio del cariotipo. Técnicas para la obtención de cromosomas. Técnica para estudiar los cromosomas en células en metafase. 1- Prenatales: Amniocentesis y Biopsia coriónica 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 3 de 13 Ventajas de la técnica de Cromatina Sexual: 1. Rápida, económica y sencilla. 2. Puede realizarse en núcleos interfásicos. 3. No requiere de cultivo de células. 4. Permite determinar el sexo cromosómico en pacientes con genitales ambiguos en determinados síndromes cromosómicos: Síndrome de Turner (45 XX) Síndrome de Klinfetter (47 XXY) 5. Resulta también útil en otras condiciones tales como: niñas con baja talla, individuos femeninos o masculinos con historia de infertilidad o el sexo de deportistas femeninos de alto rendimiento. Limitaciones No permite el estudio del cariotipo. 2- Posnatales: Cultivo de linfocitos T, fibroblasto y médula ósea. El momento de la división celular que permite la observación de los cromosomas es la división celular (metafase), por lo que generalmente es necesario llevar a la célula a esta fase a través del cultivo en vitro. El tejido más utilizado es la sangre y de ella los linfocitos T. Se utiliza la estimulación de la fitohemaglutina (FHA), que es un agentemitógeno, o sea, estimula la mitosis y potencializa la iniciación del ciclo celular MÉTODO DE COLORACIÓN PARA ANÁLISIS CROMOSÓMICO COMÚN Existen diversos métodos de coloración de cromosomas, que tienen como objetivo común la identificación de cada pareja cromosómica teniendo en cuenta señales que permitan reconocer la estructura longitudinal de cada uno de estos. A estas técnicas se le denominan técnicas de bandas. Banda cromosómica: es una parte del cromosoma que se distingue claramente de su segmento adyacente mediante una apariencia más oscura o más clara. Dejan en toda la longitud del cromosoma un patrón de señales en forma de bandas, que tienen la característica de ser constantes para cada par cromosómico y para cada especie, ya que las bandas obtenidas parecen estar relacionadas con regiones del ADN ricas en AT(adenina-timina) y GC (guanina-citosina). NO ES UN GEN. Técnicas de Bandas: Se nombran de acuerdo con las iniciales del método empleado en las mismas y con ellas se logra el reconocimiento individual de los cromosomas o regiones dentro de la estructura de estos. Bandas G: se refieren a un patrón constante de bandas claras y oscuras, como consecuencia del tratamiento de las láminas con disoluciones de tripsina y posterior coloración con Giemsa. Este tipo de bandas es el más empleado por los laboratorios que realizan el servicio citogenético de cariotipos. Bandas Q: se basan en el empleo de colorantes fluorescentes como la quinacrina y de la acción de la luz ultravioleta sobre la metafase en observación. Muestra un patrón como el de las bandas G, siendo brillantes las bandas que son oscuras y no brillantes las bandas claras. Tienen el inconveniente técnico de necesitar microscopio de fluorescencia. Bandas R: este patrón de bandas se obtiene al someter las láminas a un proceso de calor, el cual produce un fenómeno de desnaturalización del complejo ADN-proteínas de los cromosomas. Al ser coloreadas las láminas con Giemsa, se obtiene un patrón de bandas que son el reverso del patrón obtenido en las bandas G y Q, de ahí el nombre de bandas R. Bandas C: se obtienen por otros procedimientos especiales, en los que se emplea un método de coloración que va a destacar las Zonas Heterocromáticas de cada cromosoma y permite identificar con mayor precisión, a los cromosomas de los pares 1, 9 y 16, y al cromosoma Y. Estas regiones de heterocromatina, cuando se encuentran presentes, son útiles para reconocer el origen materno o paterno de estos cromosomas Bandas de alta resolución o prometafásicos: este tipo de bandas se utiliza cuando se quiere identificar algún pequeño defecto estructural de un cromosoma. Consiste en aplicar protocolos de bandeo G, Q o R a láminas obtenidas después de tratar los cultivos con sustancias que sincronizan la mitosis, con el objetivo de lograr un gran número de células en prometafase tardía o metafases muy tempranas. Los cromosomas se alargan, y el patrón de bandas que se obtiene es lo suficientemente grande, como para identificar pequeños defectos estructurales 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 4 de 13 CARIOTIPO: Ordenamiento de los cromosomas de acuerdo al tamaño, posición del centrómero y patrón de bandas específico. GRUPO PARES CARACTERÍSTICAS A 1 al 3 Metacéntricos (1 y 3) Submetacéntrico grande (2) B 4 y 5 Submetacéntricos grandes C 6 al 12 y X Submetacéntricos grandes D 13 al 15 Acrocéntricos grandes E 16 al 18 16 Metacéntrico, 17 y 18 Submetacéntricos pequeños F 19 y 20 Metacéntricos pequeños G 21, 22 y Y 21 y 22 Acrocéntricos pequeños. Y Acrocéntricos sin satélites Nomenclatura internacional para Citogenética Humana. NOMENCLATURA SIGNIFICADO EJEMPLO p Brazo Corto 5p (brazo corto del cromosoma 5). q Brazo Largo Xq (brazo largo del cromosoma X). cen Centrómero ter Región terminal o telómero h Heterocromatina h+ (heterocromatina aumentada) + Ganancia de material genético 47,XX+21 (Fem, Trisomía 21) - Pérdida de material genético 47,XY 5p- (Masc, deleción del brazo corto del cromosoma 5) / Mosaicismo 46,XX/ 45,X (dos líneas celulares) CITOGENÉTICA MOLECULAR Con este tipo de estudio se puede lograr identificar defectos submicroscópicos del ADN y disminuir la brecha que existe entre la detección de una simple inserción o deleción de un nucleótido o de varios de estos y su observación a nivel de la citogenética convencional. TÉCNICAS DE HIBRIDACIÓN IN SITU La tecnología de “hibridación in situ” (HIS), combina las técnicas citogenéticas convencionales con las moleculares y está basada en la detección de secuencias específicas de ácidos nucleicos, en cromosomas aislados o células en interface, utilizando isótopos radiactivos para marcar las sondas, las cuales, combinadas con técnicas de autorradiografía, posibilitaron la detección de las secuencias hibridadas. MÉTODOS DE HIBRIDACIÓN IN SITU FLUORESCENTE (FISH) Método inmunocitoquímico basado en la utilización de anticuerpos anti-ADN o anti-ARN marcados con sustancias fluorescentes las cuales se detectan bajo observación utilizando el microscopio. El estudio del cariotipo se puede realizar de la obtención en divisiones celulares. Se puede realizar en diferentes tipos de tejidos como: piel, cartílago, médula ósea, sangre, células de diversos órganos, tejidos fetales y trofoblásticos que incluyen el líquido amniótico. 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 5 de 13 Este procedimiento se conoce como técnica de hibridación in situ fluorescente FISH (del inglés, fluorescent in situ hibridization), o hibridación no isotópica. APLICACIONES DE LAS TÉCNICAS DE CITOGENÉTICA MOLECULAR • Se han aplicado a los estudios de cartografía genética y de expresión génica. • Utilidad en el diagnóstico de las enfermedades genéticas: 1. Análisis de células interfásicas, lo que posibilita realizar diagnósticos prenatales rápidos de las aneuploidías más comunes. 2. Diagnóstico de alteraciones submicroscópicas como los síndromes por microdeleciones o por defectos de genes contiguos. 3. Análisis de marcadores cromosómicos de origen desconocido. Los estudios moleculares resultan de particular utilidad para precisar el origen y composición del material genético en estos casos. 4. Reordenamientos complejos en casos de células tumorales y hemopatías malignas. 5. Cuando se presentan translocaciones complejas que involucran a más de dos cromosomas, se pueden detectar con precisión, los sitios de roturas e intercambios de material genético. ____________________________________________________________________________ ABERRACIONES CROMOSOMICAS DE NUMERO. Este tipo de aberraciones cromosómicas se clasifica por el número de cromosomas involucrados y porque sean o no un múltiplo exacto del número haploide de cromosomas. Euploidías Aneuplodías Heteroploidías Poliploidías POLIPLOIDÍAS. 1. Son defectos que involucran un conjunto o juego cromosómico haploide completo en uno de los gametos y que, al ser fecundado por otro gameto haploide, originan un cariotipo con un número por encima de lo normal. 2. Se caracterizan por presentar un múltiplo exacto del número haploide de cromosomas superior a 2n. 3n (69 cromosomas) Triploidías 4n (92 cromosomas) Tetraploidías 5n (115 cromosomas) Pentaploidías Aberraciones cromosómicas desbalanceada s Involucra la totalidad de los cromosomas Son incompatibles con la vida, o sea, no son viables. LAS POLIPLOIDÍAS NO SON VIABLES EN EL HUMANO, PERO SÍ LAS MIXOPLOIDÍAS. 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 6 de 13 Las triploidías son el resultado de una anormalidad que ocasionauna falla en la meiosis (la que podría ser tanto en la ovogénesis [donde es más común] como en la espermatogénesis) Expresión fenotípica de las tetraploidías: Se ha descrito en fetos y depende del origen del gameto in maduro. Si el doble conjunto cromosómico es de origen materno, hay poco desarrollo de la placenta y el feto con nutrición deficiente, es abortado. Si el doble conjunto cromosómico es aportado por un esperma inmaduro o por fecundación de dos espermas (evento denominado dispermia), entonces se observa un gran desarrollo del trofoblasto o formación de una mola hidatiforme parcial, y poco desarrollo o ausencia de las estructuras originadas por el embrioblasto Mecanismo de las poliploidías. 1. Fallo en la primera división meiótica durante la gametogénesis (estadío precigótico). [3n] 2. Fallas en el clivaje, que tiene lugar en la primera división mitótica (estadío postcigótico). [en la 1era división mitótica del cigoto que debe dar lugar a las dos primeras células o blastómeras del cigoto, de modo que la segunda división mitótica del cigoto se inicia con 4n cromosomas manteniendo esta tetraploidía. Las tetraploidías que se han reportado son 92,XXXX o 92,XXYY] 3. La polifecundación del óvulo por varios espermatozoides. [3n] 4. Alteraciones en las divisiones celulares en células neoplásicas. ANEUPLOIDÍAS Afectan generalmente, a la segregación de solo un par cromosómico específicos, en la anafase de cualquiera de las divisiones meióticas (en la 1era, en la 2da, en ambas o también pueden ocurrir en las primeras divisiones mitóticas del cigoto) Se caracterizan por presentar un múltiplo no exacto del número haploide de cromosomas, puede ser: 2n - 1, 2n + 1. Cuando se producen en alguna de la meiosis son eventos precigóticos y cuando aparecen en el cigoto se les denominan eventos poscigóticos CAUSAS: a) No disyunción Falla en la segregación de los cromosomas homólogos que puede ocurrir en la primera o segunda división meiótica (anafase). Hacia el mismo polo van emigrar los dos cromosomas homólogos. b) Anafase retardada Durante la anafase uno de los cromosomas se retarda en ir a uno de los polos celulares y en consecuencia al terminar la telofase se pierde. Ocurre en la primera o las primeras divisiones mitóticas del cigoto. c) No disyunción postcigótica Ocurre en la primera división mitótica después de la formación del cigoto. Origina dos líneas celulares (mosaicismo), una monosómica y otra trisómica. Si la monosomía involucra a cromosomas autosómicos, éstas no son viables y desaparecen, quedando la línea celular trisómica, pero si involucra al cromosoma X, entonces se mantienen dos líneas celulares 45,X / 47,XXX. Cuando la no disyunción ocurre en la tercera división mitótica e involucra autosomas, por ejemplo al cromosoma 21, quedarán dos líneas celulares: 46,XX / 47,XX+ 21, pues las células con monosomía 21 no son viables. Si se involucra el cromosoma X, entonces se pueden observar tres líneas celulares: 45,X / 46,XX / 47,XXX. 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 7 de 13 La aneuploidía precigótica. Son aberraciones cromosómicas en las cuales el número de cromosomas difiere del número haploide (n), siendo un múltiplo no exacto de este, debido generalmente por una segregación anómala de los cromosomas durante la anafase. TRISOMÍAS (2n + 1 = 47 cromosomas) MONOSOMÍAS (2n – 1 = 45 cromosomas) La disyunción puede involucrar a cromosomas autosómicos (como las trisomías 21, 13 y 18) y a cromosomas sexuales como el de Klinefelter el cual presenta dos cromosomas X y un cromosoma Y (trisomía XXY) o el de Turner que presenta una monosomía del cromosoma X. Cuando la no disyunción ocurre en la meiosis I, el gameto disómico que resulta tiene información heterodisómica, porque en esta división celular se separan los cromosomas homólogos que tienen una información genética que procede, a su vez, de los gametos parentales En el síndrome de Down la no disyunción ocurre con mayor frecuencia en la gametogénesis de la mujer, que en la del hombre, este fenómeno va en aumento en dependencia de la edad de la mujer, preferentemente en la meiosis I. Cuando la no disyunción ocurre en la meiosis II, es el resultado de la separación de las cromátidas de un cromosoma específico, que van juntas al mismo gameto, por lo que recibe el nombre de isodisomía, ya que la información genética contenida es muy parecida o totalmente igual. NOTA: La fecundación de gametos disómicos o nulisómicos por gametos haploides normales origina las trisomías y monosomías. Las tetrasomías y pentaploidías pueden ocurrir por no disyunción en la 1er y 2da división meiótica de la misma gametogénesis, y originan gametos trisómicos o tetrasómicos, que, al ser fecundados por un gameto haploide normal, producen cigotos con tetrasomías o pentasomías por ser el resultado de la fecundación de dos gametos en los que ambos hayan sufrido el fenómeno de no disyunción, para el mismo par cromosómico. Gameto disómico Gameto nulisómico Gameto haploide monosómico Gameto trisómico 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 8 de 13 La no disyunción también puede ocurrir y afectar a más de un par cromosómico, como se demuestra en los casos reportados de trisomía 21 y trisomía XXY simultáneamente Generalmente cuando el cigoto presenta una aneuploidía por segregaciones anormales de cromosomas en cualquiera de las gametogénesis, el # cromosómica aneuploide se mantendrá en todas las células, por tanto, ese número cromosómico se mantendrá inalterable como línea celular única del individuo afectado. ANAFASE RETARDADA: Durante la anafase uno de los cromosomas se retarda en ir a uno de los polos celulares y en consecuencia al terminar la telofase se pierde. Quedando excluido de uno de los dos núcleos, de modo que de las dos células resultantes: una de estas es monosómica para el par cromosómico involucrado. Este fenómeno siempre origina una monosomía. Si ocurre en la primera o las primeras divisiones mitóticas de un cigoto, de fórmula cromosómica 46,XY y el cromosoma retardado en anafase es el Y, este mecanismo produce dos línea celulares, una 45,X y otra 46,XY. Si un cigoto con trisomía 21, pierde uno de los cromosomas 21 por un fenómeno de anafase retardada en la primera mitosis del cigoto, produce un mosaico cromosómico 46,XX o XY / 47,XX o XY, + 21. ANEUPLOIDIAS POSCIGOTICA Las aneuploidias que ocurren como causa de la no disyunción en la primera división mitótica, origina al menos teóricamente dos líneas celulares: MOSAICISMO Cuando la no disyunción ocurre en la primera división mitótica, se obtienen dos líneas celulares: una monosómica y otra trisómica. Las células con monosomías de cromosomas autosómicos son no viables por lo que desaparece esta línea celular y queda solo la trisómica. Pero si el cromosoma involucrado es el X entonces quedan dos líneas 45,X / 47,XXX Ejemplos de aneuploidias autosómicas frecuentes en humanos 47, XX + 21 47, XY + 21 47, XX + 18 47, XY + 18 47, XX + 13 47, XY + 13 TRISOMÍA 21 o SÍNDROME DOWN TRISOMÍA 13 o SÍNDROME de PATAU TRISOMÍA 18 o SINDROME de EDWARDS 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 9 de 13 Consecuencias Clínicas de las aneuploidias autosómicas: • Retraso en el desarrollo psicomotor. • Rasgos dismórficos. • Malformaciones congénitas asociadas. TRISOMÍAS Y EDAD MATERNA Existe una mayor incidencia de la mayoría de las trisomías al aumentar la edad de la madre (p.ej., el riesgo de síndrome de Down a los 35 años es ~1/400, a los 40 es ~1/100). Esto probablemente es debido a mayor frecuencia de no disyunción en las mujeres mayores. REPERCUSIÓNFENOTÍPICA La única monosomía viable es el 45,XO, el resto son no viables. Síndrome de Klinefelter • Proporciones corporales anormales (piernas largas, tronco corto, hombro igual al tamaño de la cadera) • Agrandamiento anormal de las mamas (ginecomastia) • Infertilidad • Problemas sexuales • Vello púbico, axilar y facial menor a la cantidad normal • Testículos pequeños y firmes • Estatura alta. • Anomalías genitales (hipospadia, criptorquidia). • No es común el retaso mental, en cambio cuando el número de cromosomas X aumenta, se incrementa el retaso mental. Síndrome XXX o SUPERHEMBRA. • Muchas niñas con Triple X no tienen signos o síntomas. • Suelen ser más altas. • Menos coordinación. • Pueden ser estériles. • Baja autoestima. • Sufren problemas mentales y de comportamiento. • Problemas del lenguaje y el habla que pueden causar retrasos en las habilidades sociales y de aprendizaje. • CI de 10 a 15 ptos por debajo de el de sus hermanas. • Epilepsia. Criterios para indicar un estudio cromosómico 1. Individuos con malformaciones congénitas múltiples, retraso mental, fallo de crecimiento. 2. Individuos en los que se sospechan anomalías cromosómicas. 3. Parejas con pérdidas múltiples durante la gestación. 4. Mujeres de corta estatura o amenorrea primaria. 5. Varones con infertilidad. 6. Pacientes con genitales ambiguos. 7. Pacientes con enfermedades hematológicas. Aberraciones cromosómicas desbalanceadas de cromosomas autosómicos Aberraciones cromosómicas desbalanceadas de cromosomas sexuales Patrón dismórfico Malformaciones congénitas Retraso mental Disgenesia gonadal Retraso mental por el número de cromosomas X 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 10 de 13 Identifique las siguientes aberraciones cromosómicas. Clasifíquelas y exponga un mecanismo de producción: a) 92, XXX b) 46, XX / 47XXX c) 47, XX, +21 d) 45, X / 46, XX / 47, XXX e) 46, XX / 47, XX + 21 f) 45, X / 46, XY g) 69, XXX h) 45, X i) 47, XXX + 18 - Monosomías y trisomías: fecundación de gametos nulisómicos o disómicos por gametos haploides normales. - Tetrasomías y pentasomías: producidas por la no disyunción en la primera y segunda meiosis de la misma gametogénesis, originando gametos trisómicos y tetrasómicos que son fecundados por gametos haploides normales. Motivos de indicación de un cariotipo • Problemas en el crecimiento y en el desarrollo tempranos. • Nacidos muertos y muerte neonatal. • Problemas de fertilidad. • Antecedentes familiares. • Tumores. • Embarazo con edad avanzada. CITOGENÉTICA MOLECULAR Hibridización in situ: Es una técnica que permite la detección de secuencias específicas de ácidos nucleicos (ADN o ARN), en cromosomas o núcleos interfásicos, utilizando sondas o probes marcados. Puede ser FISH (fluorescente) o RISH (radioactiva). ABERRACIONES CROMOSÓMICAS DE ESTRUCTURA Reordenamientos estructurales que se originan por ruptura cromosómica seguida de reorganización en una constitución anormal. Las rupturas se deben a la acción de agentes clastogénicos que rompen el ADN. 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 11 de 13 Clasificación de las Aberraciones cromosómicas de Estructura Deleciones. Duplicaciones. Isocromosoma. Inversiones. Translocaciones. Las ABERACIONES CROMOSÓMICAS de ESTRUCTURA, constituyen mutaciones cromosómicas y se clasifican en dependencia de las consecuencias genómicas y fenotípicas en: BALANCEADAS: No existe pérdida ni ganancia del material genético. FENOTIPO NORMAL. Ejemplos: Inversiones y Translocaciones NO BALANCEADAS: Si existe pérdida o ganancia de material genético. FENOTIPO ANORMAL. Ejemplos: Deleciones, Duplicaciones e Isocromosomas y las aberraciones numéricas. ABERRACIONES ESTRUCTURALES BALANCEADAS 1. INVERSIÓN (inv): Cuando un cromosoma sufre dos rupturas y vuelve a reconstituirse con el segmento entre las dos rupturas invertido. Paracéntrica Pericéntrica Inversión Paracéntrica: Las dos rupturas se producen en el mismo brazo, por lo que el fragmento invertido no incluye el centrómero. (46, XY, inv (7) (p11; p13)) Inversión Pericéntrica: Existe una ruptura en cada brazo, por lo que el fragmento invertido incluye el centrómero. (46, XX, inv (10) (p12; q 13)) Los individuos portadores de estos defectos, como es el caso de las translocaciones, tampoco presentan pérdidas del material genético, pero los resultados de sus gametogénesis suelen ser anormales, pues en el apareamiento de los cromosomas homólogos da lugar a un bucle de inversión 2. TRANSLOCACIÓN: Transferencia de un segmento de un cromosoma a otro. Ocurre cuando hay una ruptura de, al menos, 2 cromosomas y la reparación se produce intercambiando los fragmentos rotos de los cromosomas involucrados. Los cromosomas involucrados suelen ser no homólogos Recíproca. Robertsoniana o por fusión centromérica. Translocación Recíproca (t): Intercambio de segmentos entre cromosomas no homólogos. [46, XY, t (5q; 8q)] individuo de sexo masculino con una translocación del brazo largo del cromosoma 5 y el brazo largo del cromosoma 8. Translocación Robertsoniana o Por Fusión Centromérica (rob): Resultado de una ruptura a nivel del centrómero en dos cromosomas acrocéntricos con la posterior fusión de sus brazos largos. [45, XX, rob (14,21)] individuo de sexo femenino con una translocación Robertsoniana del cromosoma 14 al 21. Nota: las inserciones se consideran translocaciones no recíprocas. 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 12 de 13 MANIFESTACIONES FENOTÍPICAS DE LAS ABERRACIONES CROMOSÓMICAS BALANCEADAS Portador fenotípicamente sano Importancia médica: (Etapa reproductiva) Producción de gametos desbalanceados. • Infertilidad. • Abortos espontáneos a repetición del primer trimestre del embarazo. • Hijos con malformaciones múltiples. • Muerte neonatal en su descendencia. ABERRACIONES ESTRUCTURALES NO BALANCEADAS 1. DELECIÓN (del): Pérdida de un segmento de un cromosoma, originan monosomías parciales. Las deleciones pueden ser eventos o mutaciones de novo, debidas a la acción de agentes mutágenos como las radiaciones ionizantes que hacen diana en el ADN o ser el resultado de la segregación anormal de un rearreglo estructural balanceado en uno de los parentales. Se clasifican en: Terminales Intersticiales En anillo Deleción Terminal: Cuando la pérdida del segmento se produce en el extremo de un cromosoma. • [46, XY, del (5p)] Síndrome Cri du Chat o del (5p) Se lee: individuo de sexo masculino con una deleción del brazo corto del cromosoma 5 • [46,XX, del (4p)] Síndrome Wolf-Hirschhorn o (del 4p) Se lee: individuo de sexo femenino con una deleción del brazo corto del cromosoma 4 Deleción Intersticial: Cuando la pérdida del segmento se produce a lo largo de uno de los brazos de un cromosoma. Deleción en anillo (r): Cuando ocurren dos rupturas terminales en un cromosoma y sus extremos se unen en una estructura anular. • [46, XY, r (13)] individuo de sexo masculino con una deleción en anillo del cromosoma 13. 2. DUPLICACIÓN (dup): Un segmento cromosómico se encuentra repetido. Este tipo de defecto genera en el cariotipo trisomías parciales • 46, XX, dup (6p) individuo de sexo femenino con una duplicación del brazo corto del cromosoma 6 Origen de la deleción y la duplicación: Entrecruzamiento desigual entre cromosomas homólogos durante la profase de la meiosis I y también puede generar deleciones interticiales. Pueden ser también el resultado de gametos con segregaciones anormales en portadores de aberraciones estructurales balanceadas. Las deleciones de segmentos,generan monosomías parciales. Las duplicaciones de segmentos generan trisomías parciales. 3. ISOCROMOSOMA (i): Es un cromosoma en el que se ha perdido un brazo y el otro se ha duplicado. La persona que lo porta presenta una monosomía parcial y una trisomía parcial. • 46, X, i (Xq) 02- CITOGENÉTICA Y ABERRACIONES CROMOSÓMICAS RANDY MEJÍAS GONZÁLEZ Página 13 de 13 Origen del isocromosoma se produce por división anormal del centrómero en la meiosis II, es decir en vez de dividirse longitudinalmente, lo hace en sentido transversal al eje longitudinal del cromosoma a nivel del centrómero. Este defecto se ha observado en el cromosoma X, y con menor frecuencia en los brazos cortos de los cromosomas 12 y 18. Cuando el gameto femenino pota un isocromosoma del brazo largo del X, al ser fecundado por un espermatozoide que porte el cromosoma X normal, teóricamente, produce un cigoto, el cual presenta trisomía parcial del brazo largo y monosomía parcial del brazo corto. MANIFESTACIONES FENOTÍPICAS DE LAS ABERRACIONES CROMOSÓMICAS NO BALANCEADAS Autosómicas • Alteraciones anatómicas: Defectos congénitos. • Alteraciones en el crecimiento y desarrollo: Baja talla (CIUR). • Alteraciones neurológicas: Retraso mental, epilepsia, autismo, trastornos del aprendizaje o defectos conductuales. Sexuales Son específicas para cada constitución cromosómica.
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