tema 13 cambios cromosómicos 1 -...

1 Dr. Antonio Barbadilla

1 Tema 13 Cambios cromosómicos

http://biologia.uab.es/dgm/cv/barbadilla prados.asp


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Deberán quedar bien claros los siguientes puntos:

•Las consecuencias genéticas, citológicas y evolutivas de las mutaciones cromosómicas

•Los cambios estructurales: deleciones, duplicaciones, inversiones y translocaciones

•Cambios en el número de cromosomas:

•Aneuploidías •Euploidías

Tema 13 Cambios cromosómicos



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Mutaciones cromosómicas

•Estructurales •Deleciones o deficiencias

•Duplicaciones

•Inversiones

•Translocaciones

•Numéricas

•Euploidías •Monoploides (n) •Poliploides [triploides (3n),...]

•Aneuplodías •Nulisomías (2n-2) •Monosomías (2n-1) •Trisomías (2n+1)

A B C D E F

A B C D J K G H I E F

A E D C B F

A B B C D E F

A C D E F




4 Cromosomas politénicos de Drosophila




Tema 13 Cambios cromosómicos 5

•Dos tipos de deleciones •Terminales (una rotura) •Intersticiales (dos roturas)

•Efectos fenotípicos

•Generan letalidad (abortos) •A veces en heterocigotos dan fenotipos aberrantes (fenotipo Notch en Drosophila o síndrome cri de chat en humanos)

•Detección: •citológica: bucles (loops) en cromosomas heterocigotos •genética:

•ausencia de recombinantes en heterocigotos •No reversión en las mutaciones generadas por la deleción •Pseudodominancia en heterocigotos

Deleciones o deficiencias

A B C D E F

A C D E F

B C D E F

D

A B C E F G

A B C E F G

A B C D E F



Sindrome cri-de-chat

•Deleción, 46 XX ó XY, 5p- •Microcefalia, cardiopatía, retraso mental grave

El origen de la enfermedad está en una

deleción en el brazo corto del cromosoma 5

Microcefalia, cardiopatía, retraso mental

grave




Duplicaciones

•Dos tipos de duplicaciones •En tándem

•Dispersa

A B B C D E F

A B C D E B F

7

Crom 11 Crom 22 Crom 16

Familia globinas




Duplicaciones

•Efectos fenotípicos •Deletéreas. Su intensidad depende del tamaño

•Mutación Bar en Drosophila resulta de una duplicación de 6 bandas politénicas del cromosoma X

•Detección citológica: bucles (loops) en cromosomas heterocigotos

C

A B C E F G

A B C E F G





Generación duplicación ojos Bar por recombinación desigual

Mutación duplicación Bar en Drosophila




Duplicaciones

•Papel en evolución: la duplicación de secuencias génicas desempeña un papel principal en la evolución de familias génicas (Ejemplo la familia de las globinas)




Duplicaciones

•En los humanos existe una gran número de duplicaciones segmentales (~50Kb)




Inversiones •Dos tipos:

•Paracéntricas (no incluyen el centrómero)

•Pericéntricas (incluyen el centrómero)

•Efectos •Cambio de orden de los genes (relaciones de ligmiento) •Efecto de posición: variegación en el mutante white de Drosophila)

A B C D E F

A E D C B F

A D C B E F




Inversiones

•Los cromosomas sinapsados producen bucles de inversión observables citológicamente

•Inhibición parcial del entrecruzamiento

•El entrecruzamiento en la región invertida genera gametos desequilibrados (con duplicaciones o deficiencias) que conducen a semiesterilidad

•En inversiones paracéntricas el entrecruzamiento produce fragmentos cromosómicos acéntricos y dicéntricos

Entrecruzamiento en la región invertida de un heterocigoto para una inversión pericéntrica

no recombinante

desequilibrado

desequilibrado

no recombinante

Efectos (continuación) en heterocigotos (heterocariotipos) para inversiones




Cromosoma no recombinante

Cromosoma dicéntrico desequilibrado

Cromosoma acéntrico desequilibrado

Cromosoma no recombinante

Inversión paracéntrica

(no incluye el centrómero)

Entrecruzamiento en la región invertida de un heterocigoto para una inversión paracéntrica




Translocaciones

•Rotura de dos cromosomas no homólogos seguido por un intercambio de fragmento(s)

•Recíproca •No recíproca

•Detección: Los heterocigotos (heterocariotipos) forman una figura cruciforme en la meiosis observable citológicamente

A B C D J K G H I E F




Segregación en heterocigotos para

translocaciones

La disyunción durante la meiosis I (y en ausencia de entrecruzamiento) puede producir gametos 100% equilibrados (segregación alternante) o 50% desequilibrados (segregación adyacente 1 y 2)




Translocaciones robertsonianas

unión de dos cromosomas acrocéntricos por sus centrómeros o disociación de un cromosoma en dos a partir del centrómero

Fusión

Disociación




Mutaciones numéricas: Aneuploidías

•Uno o más cromosomas son ganados o perdidos •Nomenclatura:

•Monosómica 2n - 1 •Nulisómica 2n - 2 •Trisómica 2n + 1 •Tetrasómica 2n + 2

•Suele ser letal en animales y deletérea en plantas •Resulta de la no disyunción o retraso cromosómico durante la anafase de la meiosis I •La no disyunción también se da durante la mitosis, produciendo mosaicismo (p.e. ginandromorfos en Drosophila)

Gameto n + 1

Meiosis




Aneuploidías en humanos

•Monosomía cromosoma X: Síndrome de Turner, 45, X

•Trisomía 21 (síndrome de Down) 47, XX o XY, +21

•Trisomía 18 (síndrome de Edward) 47, XX o XY, +18

•Trisomía 13 (síndrome de Patau) 47, XX o XY, +13

•Trisomías cromosomas sexuales •Cariotipo XYY, 47, XYY •Síndrome de Klinefelter, 47, XXY •Hembra triple-X, 47, XXX




Síndrome de Turner (X0)

Monosomía (2n-1)

Falta una copia de un cromosoma, suelen ser letal en la mayoría de los casos. Síndrome de Turner (X0)




Síndrome de Down

Trisomía (2n+1)



Tema 13 Cambios cromosómicos 22 Incidencia del síndrome de Down con la edad de la madre




Síndrome de Klinefelter

(XXY)

Causado por la

combinación

cromosómica

XXY. Varones

estériles y viables

hasta la edad

adulta




Otras reordenaciones en humanos Síndrome del cromosoma X frágil (~ recesivo ligado al X)

•1/1250 hombres y 1/2000 mujeres •Causa más frecuente de retraso mental tras síndrome Down

•Síndrome de Down familiar

•Translocación equilibrada y heredable del cromosoma 21 •4% de los síndrome de Down

•Síndrome cri-de-chat

•Deleción, 46 XX ó XY, 5p- •Microcefalia, cardiopatía, retraso mental grave




Destino de cada millón de cigotos que se forman en

humanos




Incidencia de mutaciones en enfermedades humanas




•Número variable de juegos cromosómicos haploides completos •Nomenclatura:

•Monoploide o haploide (n) •Diplodie 2n •Triploide 3n •Tetraploide 4n

•Poliploidía: anfibios, reptiles, plantas

•La monoploidía da lugar a meiosis aberrantes (esterilidad) y se expresan los alelos deletéreos recesivos

•La poliploidía cuando surge produce gametos desequilibrados en meiosis, sobretodo en juegos impares (3n, 5n,...). Dan lugar a frutos mayores sin semillas (sandías sin pepitas). Es un factor importante en el origen de nuevas especies de plantas

Mutaciones numéricas: Euploidías

Poliploides




Segregación con un número impar de cromosomas (3n)



Tema 13 Cambios cromosómicos 29 Segregación con un número par de cromosomas (4n)




La poliploidía es común en plantas:

•No mecanismos cromosómicos de determinación del sexo

•Al reproducirse vegetativamente pueden evitar los problemas meióticos por más tiempo

•Su forma de fertilización (por viento o insectos) aumenta la probabilidad de cruces híbridos



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Evolución del número cromosómico en plantas dicotiledóneas





•Los poliploidías generan un aumento en el tamaño del organismo pero mantienen sus proporciones.

•Sin embargo, las aneuploidías autosómicas alteran la forma y proporciones de un modo característico.

•En general, las trisomías se toleran mejor que las monosomías.

•En Drosophila los únicos anueploides autosómicos que sobreviven son los del cromosoma 4 (1-2% del genoma).

•Efecto de la dosis génica (equilibrio génico) y de los alelos deletéreos.

•En el caso del cromosoma X existe una compensación de dosis.

Equilibrio génico


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