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Qué es la Citogenética?
• Una parte de la Genética
que se encarga del estudio
de los cromosomas
humanos.
• Finalidad de identificar las
alteraciones cromosómicas
numéricas y estructurales.
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EUCR!"#$%"& Cromatina laxa, menos
condensada que vuelve al
estado disperso.
'E#ERCR!"#$%"& El 10% del material
cromosómico en la mayoría
de las células permanece en
forma condensada durante la
interfase. Esta cromatina condensada
se oserva se oserva en la
periferia del n!cleo.
'. C%(#$#U#$)"& "ermanece en estado condensado
en todas las células y en todo
momento* por lo tanto representa el
#$ permanentemente silencioso. El #$ consta principalmente de
secuencias altamente repetitivas y al
parecer est& desprovisto de 'enes
que codifican proteínas.
'. F"CU+#"#$)"& Es una cromatina específicamente
inactivada durante ciertas fases de la
vida de un or'anismo. (nactivación del cromosoma ).
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Cromatina %uclear
• +a 'eterocromatina Facultati,a
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El "-% en loscromosomas
metafsicos de/e
acortarse unas 01.111
,eces por un sistema
empaquetamiento
muy eficiente.
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rgani2ación !olecular de los Cromosomas 'umanos
%ucleosoma& El menor nivel
de or'ani*ación de los
Cromosomas.El empaquetamiento ordenado
del #$ eucariota depende de
+istonas.
# principios de 1-0 se
descurió que el tratamiento
de la cromatina con ucleasasdaan lu'ar a fra'mentos de
00 p de lon'itud.
1-/ o'er 2orner', de la
3niv. +arvard, su'irió que el
#$ y las 4istonas se or'ani5
*aan en unidades repetitivasllamadas nucleosomas.
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rgani2ación !olecular de los Cromosomas 'umanos
• E+ %UC+E(!" es lasuunidad fundamental de $# e
4istonas en los cromosomas en
interfase, o cromatina.• 3n nucleosoma presenta alrededor
de 1/6 p de $# enroscados dos
veces alrededor de un oct&mero de
4istonas.
• El oct&mero de 4istonas forma uncilindro de 11 nm de di&metro y 6
nm de altura.
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rgani2ación !olecular de los Cromosomas 'umanos
. 7as 4istonas son proteínas con
una alta proporción de car'a positiva 8lisina y ar'inina9, lo
que les permite unirse con
firme*a a las car'as ne'ativas de
la dole cadena del $#.
. $esde el punto de vista evolutivola conservación de las 4istonas es
muy si'nificativa.
. +ay una relación espacial en
particular estrec4a entre el $# y
las 4istonas en las re'iones ricas en
#:; de los surcos menores. #llí, la
dole 4élice del $# se dola con
m&s facilidad.
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rgani2ación !olecular de los Cromosomas 'umanos
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rgani2ación !olecular de los Cromosomas 'umanos
+as partes ms hidrofó/icas*
partes no cargadas de las
histonas* ocupan el centro del
nucleosoma y por lo tanto
promue,en su agregación en
un n3cleo apretado.
+a interacción entre histonas
y "-% es principalmente
estructural y relati,amente
independiente de la secuencia
de nucleótidos.
.
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rgani2ación !olecular de los Cromosomas 'umanos
7as microfoto'rafías electró5
nicas demuestran que la
cromatina nuclear presentanumerosos
de unos ?0 nm de di&metro
que representan a las @iras
de ?0 nm.
7a estructura del filamento
de ?0 nm incrementa la rela5
ción de empaquetamiento del
#$ unas 6 veces m&s.
!odelo de (olenoide explica
la forma de ple'arse la fira
de 10 nm para formar la fira
de cromatina de ?0 nm
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rgani2ación !olecular de los Cromosomas 'umanos
El siguiente ni,el de
empaquetamiento es el!odelo propuesto por
!arsdem y +aémmli.
curre cuando los filamentos de
cromatina de 41nm se organi2an enuna serie de asas amplias
superenrrolladas. (e estima que cada asa contiene
entre 01 a 051 6/ de "-%.
+as asas de "-% pueden actuarpara di,idir el genoma en
7dominios8 que contengan un solo
gen o un peque9o con:unto de
genes enla2ados e;presados por un
mecanismo regulador com3n
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Cromosomas Eucarióticos 7a fira de ?0 nm constituida por los nucleosomas empaquetados se
plie'a formando ucles sore un arma*ón de prote.
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Cromosomas Eucarióticos
7a fira de cromatina sufre un
enrollamiento 4elicoidal para
formar la estructura que se
oserva en metafase la
cromtida =11 nm>
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. Los cromosomas se ven como estructuras separadas sólo durante la mitosis. En la interfase no pueden diferenciarse dentro de la cromatina. En los cromosomas metafásicos el empaquetamiento
del DNA es alrededor de 10,000 veces más denso que en la interfase
C '
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Cromosomas 'umanos
E+E!E%#( @"($C( -E+ CR!(!"
0. Centrómeros
A. #elómeros
4. rigenes de Replicación
.5 El centrómero y los #elómeros contienen -%" con secuencias
repetiti,as* conser,adas e,oluti,aB
mente porque son importantes
para la esta/ilidad del cromosoma.
.B En las /andas G claras el -%"
forma /ucles en los que se u/ican
los genes codificadores de
prote
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Cromosomas 'umanos
. Un modelo tridimensional deun segmento de un cromosoma
en interfase muestra que en la
región del centrómero la
heterocromatina constituti,a
=/anda C> est plegada con gran
firme2a.
. En las /andas G clara la
eucromatina est empaquetada
en forma relati,amente la;a* y enlas oscuras* de alguna forma est
plegada con ms fuer2a.
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Cromosomas 'umanos
El $# de los ;E7ABEA
presenta secuencias en t&ndem
ricas en D
(nverterados F;;#DDD?F
7evaduras F;D;DDD?F
"roto*oos F;;DDDD?F.
7os extremos salientes de las
4eras D son importantes para
la protección de los telómeros
mediante la formación de un
ucle de $# de cadena dole
8d!plex9
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Cromosomas 'umanos
.
#E+!ER(Estructuras especiali*adas que
forman los extremos de los
cromosomas eucariotas El #$ telomérico son re'iones no
codificantes epetidos 8;;#DDD9n en tandem
5102 en células som&ticas
5 02 en células placenta
7a lon'itud de las repeticiones est&
relacionada con el enveGecimiento y
da=o celular. 3n ;elómero normal, no solo es
estale, sino que ese extremo
al arma*ón nuclear.
C '
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Cromosomas 'umanos
E(#RUC#UR" -E +(
#E+!ER(&Una de las cadenas de "-% tiene una
e;tensión mayor que la otra en 0Ap/ (e producen uniones tipo 'oogsteen
formando un /ucle cerrado. +a cadena so/ree;tendida es rica en G
y ,a en dirección 5B 4 hacia el e;tremo
del #elómero =forma el e;tremo 4 del
"-% cromosómico>
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FU%C$% -E +( #E+!ER(0. !antenimiento de la esta/ilidad cromosómica formando estructuras
que e,itan la fusión de cromosomas o la actuación de mecanismosdegradati,os* e,itando as< la muerte celular y la pérdida de genesimportantes para la ,ida de la célula.
A. (u importancia en la mitosis. +a longitud de los telómeros es uno delos parmetros que determinan el n3mero de di,isiones de una célulay por tanto la duración de su ,ida.
4. (ir,en como un relo: mitótico.
D. (u importancia en la meiosis ya que facilitan el reconocimiento decromosomas homólogos. $nter,ienen en el apareamiento de loscromosomas homólogos y el entrecru2amiento durante la profase en la!eiosis $.
5. +a acti,ación o desacti,ación de la telomerasa influye en el desarrolloy el en,e:ecimiento de los te:idos de un organismo.
. +a telomerasa :uega un importante papel en alteraciones fisiológicascomo el desarrollo de carcinogénesis o la infección por el )$'.
Cromosomas 'umanos
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Cromosomas 'umanos
#E+!ER"("
En*ima rionucleícacompleGa mayor ?00 2d.
uunidades uunidad catalítica o ;ert
8;elomerase reverse
transcriptase9. 3na molécula de # o ;erc
8;elomerase # component9de alrededor de 00
nucleótidos, poseen secuencias
8##3CCC9 compleementaria al
#$ extremo del ;elómero.
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Cromosomas 'umanos
FU%C$% -E +( #E+!ER(
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7as secuencias del telómero presentan
alrededor de 0 a 100 repeticiones ricas
en D 8unos 29, que est&n muyconservadas entre las diferentes especies.
7os telómeros y la telomerasa son factorescentrales en la iolo'ía del c&ncer, en las
células madre, en el enveGecimiento y en la
disqueratosis con'énita. 7a relación inicial
entre la telomerasa y el c&ncer se estaleció
cuando se oservó que en la mayoría de los
tumores 4umanos se sore5expresaa la
en*ima, cosa que no ocurría en los teGidos
sanos y en los cultivos de células normales.
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#elómerosCentrómero
p
q
C '
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Cromosomas 'umanos
CE%#R!ER
Constricción rimaria
El "-% alfoide es elprincipal componente detodos los centromeros de loscromosomas humanos
"-% alfoide& Repeticionesen tandem de 00 p/.
7Ca:a de CE%B@8&secuencia de 0 p/ que se
une espec
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Cromosomas 'umanos
7os centrómeros 4umanos son secuencias ricas en repeticiones de $#,
conocido como alfa satélite, las cuales est&n asados en monómeros de 1-1
p or'ani*ados en t&ndem, con una lon'itud variale de 0, H B.
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http://smb//commons.wikimedia.org/wiki/File:Centromere_humans.png
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R#E$%"( CE%#R!ER$C"(
El #$ en la re'ión centromérica est& asociaddo con proteínas
específicas. Estas proteínas 4an podido estudiarse 'racias a los #cs contra
ellas en enfermos con Esclerodermia tipo , lo'randose aislar y
purificar al menos 6 proteínas centroméricas o
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7a re'ión centromérica
comprende El centrómero propiamente
dic4o o constricción primaria, y
que esta asociada íntimamente a
las crom&tides 4ermanas I y 7os Cinetocoros que son
elementos cupuliformes que se
oservan en la mitosis y en los
cuales se insertan los
microt!ulos.
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Cromosomas 'umanos
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Cromosomas 'umanos
C$%E#CR
"ct3a como sitio de
fi:ación del cromosoma a
los microt3/ulos del huso
mitótico.
(itio donde residen algunas
prote
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@unción de los cinetocoros#trapar 3nión de los extremos de los microt!ulos a los cromosomas, 'eneran
fuer*a para mover a los cromosomas a lo lar'o de los microt!ulos y
re'ulan la separación de los cromosomas y su translocación a los polos.
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@3C(A
C(E;ACAA
#nclaGe a los microt!ulosdel 4uso aneuploídiaJerificación de esos anclaGes$etección y corrección de
errores c4ecKpoint de mitosis
Deneración de fuer*asmotores moleculares
#nclaGe de los cromosomas a los
microt!ulos del 4uso mitótico
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C#";3# $E B(CA;3L37A 8B;s9
7os microt!ulos que locali*an un cinetocoro se estaili*an, mientrasque aquellos que no lo encuentran se despolimeri*a r&pidamente. Como los cromosomas presentan cinetocoros asociados, cuando uno
de ellos se en'anc4a a los B;s 'enerado por uno de los polos celulares, el
cinetocoro de la cromatide 4ermana queda expuesta 4acia el otro polo
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)erificación de los ancla:es al huso
Esquema de las diferentes confi'uraciones de anclaGe de los
cromosomas al 4uso mitótico.
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ORIGENES DE REPLICACION (OR)
• Sólo 1/10 parte son
usados para constituir losReplicones o unidades dereplicación del ADN.
• Genoma Humano (46 Xs)hay alrededor de 20,000replicones con unalongitud promedio de 150Kb de ADN cada uno, y conuna velocidad de lahorquilla de replicación dealrededor de 1 Kb porminuto.
• Los replicones sólo actúandurante el momentopreciso del ciclo celular
(inicio de fase S).• Las bandas R se replicanantes que las bandas G yéstas antes que las bandasC.
• Todo segmento de ADNestable de un organismo
debe poseer un OR.
A en levaduras
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Elementos característicos del cromosoma 8metaf&sico9
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rgani2ación !olecular de los Cromosomas 'umanos