1

cap II 1

Genética Humana

Cromosomasen lascélulas

cap II 2

Genomas

Eucariotas

Procariotas

• DNA organizado encromosomas en el núcleo celular.

Largas moléculas de DNAlineal y completamenteempaquetada.

Pequeña cadena de DNAcircular – o lineal –noempaquetada.

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cap II 3

• Diploide- Haploide- Poliploide• Línea germinal:

– 22 cromos autosómicos– 1 sexual

• Células somáticas: 46, XY - 46, XX• Endomitosis:

• Higado 4n• Megacariocitos : 8-16-32 n

• Ploidia– C: (contenido de DNA):

• 3,5 x 10-12 g o 3x109 bp

– n:(nro de cromosomas): 23

cap II 4

Cromosomas sexuales

• Y: pocos genes (función sexual en el macho).• X: compensación por nro. de X en machos y

hembras– X inactivación (no todas las regiones)

» Fig. 2.6• Se inactivan todos los X menos 1

» 47, XXY; 47, XXX» Hay un solo juegos de genes activos en las células.

– Macho: hemicigota– Hembra: hemicigota funcional

» Mosaico

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cap II 5

Estructura de los cromosomas

Estructuracromosómica

Interfase

Fasemitótica

Laxa y extendida(eucromatina)

Altamente condensada(heterocromatina)

Se distinguen distintosestadios de plegamiento

Nucleosoma, fibra 10nm, fibra 30nm y cromosomas

cap II 6

4

cap II 7

Cromosomas 3 regionescaracterísticas

Centrómero Telómero Orígenes dereplicación

Región dondese unen lascromátidashermanas e

interactuan losmicrotúbulos(cinetocoro)

Estructurasespecializadas

de DNA yproteínas queprotege los

extremos de loscromosomas

ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS

cap II 8

Estructura de los cromosomas

• Centrómeros– esencial para la segregación– Cinetocoros (2 por cromos.)– Cientos de Kb de DNA repetitivo– Algunos específicos de cromosomas

• Telómeros

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cap II 9

cap II 10

PROTEINAS QUE SE UNEN A LOS CENTROMEROS

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cap II 11

Estructura de los cromosomas

• Centrómeros

• Telómeros:– Replicación de los extremos

» Fig 2.9» La región simple cadena hace un LOOP formando una triple hélice

estabilizada por proteínas específicas.

– Mantiene la estructura integral del cromosoma– Ruptura:

» fusión» degradación» recombinación

– Participan en la organización tridimensional del núcleo.

cap II 12

REPLICACIONDE LOS

TELOMEROS

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cap II 13

• Organización del DNA» Fig. 2.7

– Nucleosoma:• 2 H2A-2 H2B-2H3-2H4• rodeado por 146 bp de DNA

– Cromatina >scaffold (proteínas acídicas-Topoisomerasa 2 (que es y cual es sufunción?).

cap II 14

Eucromatina

Heterocromatina

Genes que pueden o noexpresarse

No hay expresión genética

2 clases

Constitutiva Facultativa

DNA siempreinactivo

(condensado)

Ej.: centrómeroy otras regiones

Activa Inactiva

No condensadaCondensada

(cromosoma X)

Organizacióndel DNA

8

cap II 15

• Ploidia– C: (contenido de

DNA):• 3,5 x 10-12 g o 3x109 bp

– n:(nro decromosomas): 23

Ciclo celular

cap II 16

• MITOSIS

• MEIOSIS» (Fig 2.12, 2. 13, 2. 14 y 2..15)

– Entrecruzamiento• Esencial para una correcta segregación de los

cromos en la me! I

DIVISION CELULAR

9

cap II 17

Se da dentro de la fase Mdel ciclo celular

Origina la totalidad delas células diploides de

un organismo.

Divisiones celulares queoriginan células iguales a

sus progenitores

Se diferenciandistintas etapas

Profase, metafase, anafase y telofase

Requiere previaduplicación del

DNA

Mitosis

cap II 18

Mitosis

10

cap II 19

• MITOSIS» Fig 2.10 y 2.11

• MEIOSIS» (Fig 2.12, 2. 13, 2. 14 y 2..15)

– Entrecruzamiento• Esencial para una correcta segregación de los

cromos en la me! I

DIVISION CELULAR

cap II 20

DESARROLLO DE LA LINEA GERMINAL

11

cap II 21

MeiosisOrigina células

haploides

En los humanos lascélulas haploides

contienen 22autosomas + 1

cromosoma sexual

(X ó Y)Involucra dos

sucesivas divisionescelulares pero con

una únicareplicación del DNA

Proceso por elcual una célula

diploide daorigen a cuatro

célulashaploides

cap II 22

Variabilidad Genética

Recombinación(crossover)

Distribución independientede cromosomas

Los cromosómas X eY recombinan en unaregión homóloga de

2.6 Mpb

Aproximadamente55 en el hombre ymás de 80 en la

mujer

Segregaciónindependiente

de loshomólogos

2 23 = 8.3x106

posibilidades

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cap II 23

Diversidad Genética: 1) Segregaciónindependiente de los cromosomashomólogos.

cap II 24

Recombinación (profase de la meiosis 1)

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cap II 25

continuación Me!

– Apareamiento X-Y• Solo en los extremos

– 2.6 Mb en el extremo del brazo corto (p) > Regiónpseudoautosomal

» entrecruzamiento obligado» No X- o Y- linked genes» Patrón de herencia como alelos autosomales.» No hay X-inactivación.

– 320Kb en el extremos del brazo largo (q)» No siempre hay apareamiento ni

entrecruzamiento.

cap II 26

Cromosomas• Bandeo cromosómico

– Cariotipo: 46, XY: 46, XX– Cariograma. Fig. 2.17

– esquema de un cromosoma– Bandas >> Box 2.4

• Permite ver rearreglos en escala de 1 a 10 Mb.• G=Q

– Reg, ricas en AT– replicación tardia– cromatina mas condensada

» Mayor nro de SARs (Scaffold-loop attachment regions– menor actividad transcripcional

• R:– regiones ricas en GC– replicación temprana– Mayor concentración de genes

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cap II 27

Cariograma con bandeocromosómico G

cap II 28

Anormalidades cromosómicas(numéricas y estructurales)

– Alteración de los cromosomas producidas pormecanismos específicos de cromosomas.

• Causas:– Reparación incorrecta de cromosomas rotos.– Recombinación errónea– Segregación errónea en Mitosis o Meiosis

• Tipos:– Constitucionales (todas las células)

• Originadas temprano en el desarrollo o en gametas

– Somáticas en ciertos tipos celulares o tejidos• El individuo es un mosaico (fig 3.9)

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cap II 29

• Poliploide• 1-3% de triploides• fig 2.19

• Aneuploide - Euploide– Aneupleoide: Uno o más cromosomas extras o perdidos respecto

del euploide.• Trisomia: 47, XX, +21• Monosomia

» 45, X: Síndrome de Turner

– Causas:• No disyunción en Meiosis o Mitosis• “Lag” cromosómico durante la anafase

• Mixoploide:– Mosaicos (1 cigota) y quimeras (2 cigotas)

» Fig 3.9

• Consecuencias (tabla 2.4)

Anomalias numéricas

cap II 30

Mosaicos y Quimeras

16

cap II 31

Poliploidia

cap II 32

Alteraciones estructurales de cromosomas– Existen sistemas de reparación– Existen mecanismos de control de la calidad de los

cromosomas antes de entrar en la fase de divisióncelular.

– Apoptosis.

– Cromosomas acéntricos– Que les sucede?

– Cromosomas dicéntricos– Que les sucede?

– Tabla 2.5– Fig 2.20. 2. 21 y 9.7 (duplicación de regiones)

– Isocromosomas (raros)• 2p o 2q unidos• intercambio de cromátidas hermanas

– ej. i(Xq) i(21q)

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cap II 33

cap II 34

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cap II 35

Alteraciones estructurales (continuación)• Alteraciones

– NO BALANCEADAS– BALANCEADAS

– no hay perdida o ganancia d e materia– Puede no tener efectos pero:

» interrupción de genes» separar regiones regulatorias» transponer un gen a una región heterocromática» Balance X-autosomas >> problemas por X-inactivación

•Traslocación robertsoniana– Fusión de brazos Q de cromosomas específicos (acrocéntricos)

por ruptura cercana al centrómero.» Dicéntricos estructurales pero unicéntricos funcionales.

cap II 36

Alteraciones estructurales (continuación)

– Portadores de anormalidades estructuralesbalanceadas pueden tener problemas durante laMeiosis.

– Fig 2.22 y 2.23

– Inversiones pericéntricas y paracéntricas– Que sucede durante la meiosis?

» Tarea para el hogar.

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cap II 37

Meiosis en un carrierde una translocación recíproca balanceada

cap II 38

Meiosis en un carrier de una translocaciónRobertsoniana

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cap II 39

Alteraciones en el Imprinting

– Diploide uniparentales• Duplicación de cromosomas en gametas

– Teratomas ováricos– groseras alteraciones en el feto

cap II 40

Imprinting (continuación)

– Disomia uniparental• puede causar problemas cuando se trata de algunos

cromosomas con imprinting• Tipos:

– isodisomia - heterodisomia

Ambos homólogos idénticos Ambos homólogos del mismo padre

Rescate de un trisómico:Perdida de una de las copias enuna etapa temprana deldesarrollo (célula totipotencial)

Presión selectiva en un embriónmonosómico para ser eupliode

Síndromes asociados al “imprinting”Box 16.6, pag. 383