M.Sc. Luis Carlos Lizárraga Vargas

Citogenética

¿Qué es la Citogenética?

ALBERTS B.- Molecular Biology of the Cell- 5th edition, 2008

GENES DE COLOR DE

OJOS

Historia 1882––1956: PERIODO DE GESTACION DE LA CITOGENETICA

• 1882. Walther Flemming (21 abril 1843 a 4 agosto 1905)

visualizó y dibujó los cromosomas.

• Fundador de la Citogenética.

Ilustraciones de las células con los

cromosomas y la mitosis, a partir del libro,

“Sustancia celular, Nucleo y División

celular” 1882

TRES ETAPAS EN LA HISTORIA

DE LA

CITOGENÉTICA

LA ERA PRE-BANDEO

• 1888. Heinrich Waldeyer introdujo el

término de CROMOSOMAS

Griego, formado por khroma (color) y

soma (cuerpo) o sea “cuerpo coloreado”

• Ya desde principios del 1900 se aceptaba la idea de que

el material hereditario estaba contenido en los

cromosomas

• hipótesis que fue confirmada por los experimentos de

Theodor Boveri en erizo de mar en 1902.

Echinus Sphaerechinus

Theodor Boveri

• En 1949 MURRAY BARR demostro que es posible determinar

genéticamente el sexo de un individuo dependiendo de que

exista o no una masa de cromatina en la superficie interna de

la membrana nuclear.

XY

XX

CARBOL FUCSINA

• 1950. Tao-Chiuh Hsu descubrió “accidentalmente” la

utilización de soluciones hipotónicas para dispersar

los cromosomas mitóticos

Medio hipotonico

Medio isotonico

Medio Hipertonico

• 1956. Tjio , estudiando células fetales

del pulmón en mitosis y

DESCUBRIERON QUE EL NÚMERO

CORRECTO DE CROMOSOMAS EN

HUMANOS ES 46 (23N).

Jérôme Lejeune (1966)

grupos

cromosómicos

A - G

Klaus Patau

(1961)

AVANCES EN TÉCNICAS DE

CITOGENETICA Gran avance en el desarrollo de las tecnicas de

citogenética:

• la solución hipotónica por Tao-Chiuh Hsu , para

obtener una mejor diseminación de los cromosomas y

así hacer un mejor análisis,

• Peter Novell quien descubrió que la fitohemaglutinina

(PHA -M)estimulaba la división de los glóbulos blancos

• el efecto de la colchicina por Levan como un agente

que inhibe la citocinesis

• Sin embargo, lo más importante fue la introducción de

las técnicas de bandeamiento por Caspersson.

Solucion isotonica solución Hipotonica

LA ERA POST-BANDEO

• Hacia fines de los años ’60 Caspersson

observo que los cromosomas teñidos con

ciertos colorantes del ADN como la Quinacrina

presentaban un patrón de bandas específico.

TINCIÓN CON MOSTAZA DE QUINACRINA

BANDEO Q

Tinción con Giemsa: Bandeo G

Dra. Seabright en Inglaterra

consistía en colorear los

preparados luego de someterlos a

una digestión con una enzima

proteolítica: la tripsina.

bandas G-pálidas bandas G-oscuras

DNA rico en GC DNA rico en AT

replicación

temprana replicación tardía

Muchos genes Pocos genes

BANDEO C tiñe específicamente regiones centroméricas

Sumner 1972 Hidrólisis con HCL 0.2 N

El bandeo NOR (Nocleolar Organizer Regions)

Región del Organizador Nucleolar

SAT

SAT

NOR

NOR

Giemsa Nitrato de Ag

DAPI FISH

SAT

SAT pTa71

pTa71

LA ERA MOLECULAR

PCR

CROMOSOMAS

Elementos característicos del cromosoma (metafásico)

cromosoma metafásico:

un cromosoma con dos

cromátidas hermanas

(DNA duplicado)

cromosoma

de las células

después de

dividirse

cromosoma de las células

antes de replicarse:

un cromosoma con

una cromátida

replicación división

S M

CROMÁTIDA Y CROMOSOMA

Estructura y composición

química de los cromosomas

Richard J. Reece ,

Analysis of Genes and Genomes, 2004

Condensación

de la cromatina

Del

cromosoma

al ADN

Cromosoma metafasico

Nucleosomas

Fibras de cromatina

Looped domains

NUCLEOSOMA

Richard J. Reece ,Analysis of

Genes and Genomes, 2004

elevada conservación evolutiva

Proteínas cromosómicas no histónicas:

el armazón proteico “scaffold”

Laemmli en 1977

sulfato de dextrano y heparina

CROMOSOMA

p-Arm (petit)

q-Arm (queue)

TIPOS DE CROMOSOMAS

2:1

Sub

CENTROMERO

BRAZO LARGO

BRAZO CORTO METACENTRICO

CENTROMERO

CENTRAL

CENTROMERO

SUBMETACENTRICO

BRAZOS DESIGUALES

CENTROMERO

ACROCENTRICO

CENTROMERO EN

POSICION SUBTERMINAL

(UN BRAZO MUY CORTO)

MORFOLOGÍA CROMOSÓMICA

CARIOTIPO

Caritipo: Es un arreglo

sistematizado de los

cromosomas de una célula y

ordenada de acuerdo al

tamaño, y morfología.

Es característico en una especie

y no “VARIA”

Idiograma: Representación

esquemática mediante un

dibujo , que incluya las bandas

e interbandas, del cariotipo de

una especie.

ISCN 2009

An International System for Human Cytogenetic Nomenclature (ISCN)

(2009) The complete citation for reference lists is: ISCN(2009):An International System for Human Cytogenetic

Nomenclature, L.G. Shaffer, M.L. Slovak, L.J. Campbell (eds); S.Karger, Basel, 2009

ISCN (1985, 1991, 1995, 2005,2009)

ISCN

• Normal male

– 46,XY

• Normal female

– 46,XX

Human Chromosome

Nomenclature

• How do you read a Chromosome Cariotipo?

• International System for Human Cytogenetic Nomenclatuer (ISCN)

• Always counting outwards from centromere:

-A. Chromosome/Arm ( Xp)

-B. Region ( Xp1)

-C. Band ( Xp11)

-D. Sub-bands(Xp11.2)

-E. Sub-sub-bands(Xp11.21)

Centromere

X-Chromosome NCBI, 2012

Cytogenetic maps

ABREVIATURAS

IDENTIFICACIÓN DE LOS CROMOSOMAS

Caracterizan a una especie.

Se evidencian fundamentalmente

en metafase.

CONSTANTES CROMOSOMICAS

24N 24N

23N 48N 48N

48N 48N

número cromosómico

El complemento somático diploide

(2n) del ser humano es 46 formado

por el aporte haploide de cada

gameto

(23 cr=n) (n23+n23=2n46)

MORFOLOGÍA CROMOSÓMICA

• Presentan 2 brazos cromosómicos

– Brazo corto: p

– Brazo largo: q

• Se clasifican de acuerdo a la

posición del centrómero en:

– Metacéntricos

– Submetacéntricos

– Acrocéntricos

– Telocéntricos (no existen en el hombre)

LOS CROMOSOMAS SE SUBDIVIDEN EN

GRUPOS: •En función de su centromero y tamaño:

D

GRUPO A

El cromosoma 1 es el más grande del metacentrico.

El cromosoma 2 es metacéntrico

El cromosoma 3 es el más pequeño del grupo, es el más metacéntrico.

GRUPO B

• El cromosoma 4 y

el 5 son los

submetacéntrico

s más grandes

GRUPO C

•Este grupo consta de 7 pares de cromosomas de tamaño mediano submetacéntricos los cuales se organizan de mayor a menor, además en este grupo se incluye el cromosoma X (uno o dos según el sexo).

Grupo D

• Está formado por 3 pares de cromosomas

acrocéntricos, medianos.

Grupo E

• consta de 3 pares

de cromosomas

que son del 16-18

de tamaño

pequeño que son

submetacéntricos

GRUPO F

Son los cromosomas 19 y 20, los cuales pueden ser metacéntricos

GRUPO G

Son los cromosomas 21 y 22 y a éste grupo se incluye el cromosoma Y, estos se caracterizan por que son acrocéntricos.

El cariotipo una vez completado sería

el siguiente:

MÉTODOS DE ESTUDIOS CITOGENETICOS

inclusión en parafina y

cortes con micrótomo,

técnica de aplastado

cultivo celulares "in vitro".

MÉTODOS DE ESTUDIOS CITOGENETICOS

esterilidad,

medios de cultivos apropiados

y sus aditivos,

dispositivos apropiados para

el cultivo,

temperatura, (37°C)

pH, (neutro)

tensión del gas.(CO2)

Existen múltiples factores que inciden en

la obtención exitosa de un cultivo:

TECNICA DE

CARIOTIPO

BANDAS GTG

Bandas transversales claras y oscuras

Localización fija,

Su nombre se debe a que la tinción se

realiza con Giemsa

Corresponden a:

1) genes de replicación tardía ricas en AT

(oscuras)

2) Genes de replicación temprana ricas

en GC (claras)

BANDEO G:

Criterios de clasificación

• Denver 1960 -Tamaño

-Posición del centrómero

-Presencia o ausencia de satélites

• París 1971

-Patrón específico

de bandas

Material

Método

Procesamiento

Metodología citogenética

• Linfocitos de sangre

periférica

• Médula ósea

• Líquido amniótico

• Vellosidades coriales

• Piel

Directo:

Indirecto: cultivo antes del

procesamiento

Bandas Q: (Casperson y cols., 1970)

Tratamiento con Quinacrina

Regiones ricas en AT, cromosoma Y

Bandas G: (Seabright, 1971)

Tratamiento con tripsina + Giemsa

Regiones ricas en AT (bandas oscuras)

Bandas R: (Dutrillaux y Lejeune, 1971)

Patrón reverso al de bandas Q y G

Regiones ricas en CG (bandas oscuras)

Bandas: G R (Reverso)

Par 3

Par 16

METODOLOGIA

1000 rpm x

10 min

1000 rpm x

10 min

5 gotas de

colchisina

1

1

2

2

3

3

4 4

5

5

6

6

7

7

9

9

10

10

11

11

12

12

8

8 14

14

16 16

17 17

18

18

19

19

20

20

21

21

22

22

X

y

13

13

15

15

INDICACIONES CLÍNICA

• Esta indicado cuando se sospecha o se debe descartar la presencia de una anormalidad cromosómica de estructura y de número.

• En todo expresión fenotípica anormal de impresión diagnóstica desconocida.

• En toda pareja infértil.

• A todo producto de aborto.

• A todo tumor.

ABORTO RECURRENTE