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2002| 

Dr. Flavio Briones M.V. 

Genética para Médicos  Veterinarios (Apuntes)

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I LA GENETICA EN MEDICINA

A. Introducción:

En 1906 William Bateson definio genética como “la ciencia que se ocupa de la

herencia y la variación, para descubrir las leyes que gobiernan la presentación de

similitudes y diferencias en los individuos con relación a sus progenitores”. Por su

parte, la citogenética es la encargada de relacionar los hechos descritos por la

genética, con los fenómenos que ocurren dentro de la célula. En otras palabras, es la

genética aplicada al estudio de los cromosomas.

B. Aspectos Generales:

Actualmente se acepta que la genética es el campo de la biología donde se estudia el

patrimonio hereditario, los fenómenos de la variabilidad y las causas que la originan.

El genotipo es el conjunto de todos los factores hereditarios contenidos en el material

genético cromatínico contenido en el núcleo de la célula, participando en la

configuración estructural (anatómica) y funcional de un individuo y también en su

forma de reaccionar ante las diferentes situaciones ambientales, lo que se conoce

como constitución.

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El fenotipo por su parte, es la agrupación de propiedades, tanto estructurales como

funcionales, que se observan en un individuo, y es consecutivo a la interacción del

material genético y el ambiente a lo largo de la vida.

La variación entre los individuos de una población se origina principalmente por dos

razones:

- Diferencias cualitativas y cuantitativas debidas a influencias ambientales o

a circunstancias no hereditarias del desarrollo. Este tipo de causas se

denomina modificaciones y afectan solo al fenotipo.

- Diferencias cualitativas y cuantitativas determinadas por el genotipo en el

transcurso de una sucesión generacional. Se le llaman variaciones

hereditarias y son debidas a recombinación de caracteres y mutaciones.

C. Campos de Aplicación de la Genética:

La genética tiene aplicación en diferentes campos de la investigación médica y

biológica:

- Genética molecular: Estudia la estructura y las propiedades químicas de

los ácidos nucleicos y de los prótidos nucleares.

- Genética bioquímica: Investiga las síntesis bioquímicas que son

controladas genéticamente. Se denomina también bioquímica nuclear.

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- Citogenética: Es la genética aplicada a los cromosomas y su

comportamiento; acupandose además de las anomalías de estas

estructuras.

En medicina veterinaria, la genética tiene aplicación en el estudio de las

enfermedades producidas por factores genéticos o influenciados por estos

(enfermedades hereditarias o de disposición genética).

Esta genética de carácter patológico tiene diversas áreas en la medicina veterinaria:

- Genética de las alteraciones metabólicas y funcionales, como son las

enzimopatias hereditarias, disproteinemias u otras alteraciones del

metabolismo de origen molecular y las alteraciones funcionales como la

paresia espastica.

- Genética de las alteraciones del desarrollo embrionario, o sea las

alteraciones congénitas y los factores letales.

- Genética de los trastornos de la conducta, como la agresividad, los vicios,

etc.

- La farmacogenética, que estudia la variedad de respuesta a los fármacos

entre los individuos de una misma especie; por lo general en directa

relación con las variaciones de origen genético de la metabolización de

estos.

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- La inmunogenética, que incluye la genética de los grupos sanguíneos, de

las desproteinemias sanguíneas y de la reacción inmune en general, en

especial en los transplantes

La aplicación del punto de vista genético a la investigación de las causas de las

enfermedades, a contribuido al progreso de la comprensión de los procesos

patológicos. Por ello debe ser tenida en cuenta tanto por el profesional clínico como

por el medico veterinario asesor de reproducción animal, especialmente en lo que se

refiere a la erradicación de las enfermedades hereditarias de los animales domésticos.

D. Concepto de Gen:

La expresión Gen, que deriva del latín generare (procrear) y significa unidad de

procreación, era desconocida incluso por Mendel, ya que fue recién introducida en

1909 por Johansen.

Para este investigador, los genes eran unidades de calculo matematico que permitían

caracterizar los ensayos de cruzamiento y las formas de combinación y disociación de

las unidades hereditarias, desconociendo su naturaleza biológica.

Actualmente como Gen se denomina a una zona del material genético (región del

ácido desoxiribonucleico) que cuenta con funciones especificas, de los cuales se

generan, en iteracción con el medio ambiente citoplasmático, estímulos bioquímicos

que actúan sobre el desarrollo y organización de los seres vivos.

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Cada individuo, para un determinado carácter, posee una pareja de genes, uno

aportado por la madre y otro por el padre, los cuales pueden tener un efecto

completamente diferente para el desarrollo de este caracter o complejo de caracteres.

A los genes de una pareja homologa se les denomina alelos (del griego allelon =

recíprocamente). Los alelos serían, en consecuencia, formas alternativas de un

mismo carácter o de genes homólogos, que ocupan regiones correspondientes en la

cadena de ADN.

En las células eucariontes, que tienen separado el núcleo del citoplasma, el transporte

y reparto del material genético durante la división celular, mitótica o meiótica, se

efectúa a través de los cromosomas. En estas estructuras, los genes tienen un lugar

especifico dentro de un cromosoma especifico, el cual se denomina locus (plural =

loci)

Desde que se acepta que los genes están ubicados en lugares determinados de los

cromosomas o locus, tanto en genética humana como veterinaria se están realizando

estudios para determinar la ubicación de los genes de un determinado carácter, para

efectuar los mapas genéticos.

Estos mapas genéticos permitirán explicar los efectos patológicos de ciertos loci y en

zootécnia, reconocer disposiciones especiales determinantes de caracteres

productivos, favorables o no.

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La variación genética de un determinado caracter puede estar condicionado por un

solo par de genes o por un gran numero de ellos. La totalidad de genes y factores

hereditarios, localizados en el juego cromosómico, se denomina genomio, el cual

junto al material genético extracromosómico constituye el idiotipo.

Genética Médica para Médicos Veterinarios

II CITOGENÉTICA.

A. Historia:

A comienzos del siglo XX los estudios citológicos estaban mucho más desarrollados

que la genética. Los comienzos de la citología se remontan al siglo XVII, en el que

Hooke, Leeuwenhoek, Malpighi y muchos otros hicieron las primeras observaciones

de la estructura microscópica de los organismos.

En la segunda mitad del siglo XIX se tenían conocimientos bastante claros sobre el

núcleo y el citoplasma, reconociéndose ya en 1866 la importancia del núcleo como

principal factor de herencia. La división mitótica había sido ampliamente estudiada

por Flemming en 1882 e incluso Waldeyer en 1888 había descrito los cromosomas

como unidades diferenciadas, mientras que la genética recién recibe un impulso

importante a principios del siglo XX, cuando De Vries, Correns y Van Tschermak

redescubren las leyes de Mendel, publicadas en 1866, que pasaron desapercibidas

hasta esa fecha.

La citogenética surge a comienzos del presente siglo, partiendo de la hipótesis de que

las leyes de Mendel se podrían explicar por el comportamiento de los cromosomas.

La primera contribución al respecto la realizó Montgomery en 1909, quien, sin

conocer los trabajos de Mendel, observa que los cromosomas maternos y paternos se

unían en parejas por cierto tiempo y volvían a separarse al formar las células

sexuales. La ubicación de los factores mendelianos, denominados genes por

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Johansen en 1909, en los cromosomas fue puesta en evidencia por Sutton, Boveri y

McClung1 en 1902, siendo este ultimo quien formula la hipótesis del cromosoma

impar determinador del sexo, que llamo accesorio, al descubrirlo en insectos

Ortópteros. Esta hipótesis sugirió por primera vez, la relación existente entre un

cromosoma particular y un determinado carácter, interpretación precursora de lo que

vendría más tarde, cuando Morgan describe los genes ligados al sexo.

En el transcurso del siglo XX, la citogenética a tenido un desarrollo realmente

significativo. Corresponde, por lo tanto, destacar algunos de los aportes técnicos que

así lo han permitido.

Los colorantes específicos para cromosomas fueron desarrollados por Belling, con la

finalidad de facilitar su visualización.

El método de aplastamiento se generalizó a partir de las investigaciones en maíz

hechas por McClintock y su grupo. Este sistema reemplazó el de cortes en parafina y

la posterior reconstrucción de los cromosomas mediante dibujos.

Actualmente, el estudio de los cromosomas se realiza a partir de cultivos de linfocitos

provenientes de sangre periférica, método descrito por Moorhead en 1960. Los

linfocitos en cultivo son estimulados a multiplicarse mediante el uso de un antígeno,

la phytohaemaglutinina y después de 2 ó 3 días, cuando un número suficiente de

células se ha dividido, la división es detenida durante la metafase mitótica por la

1 McClung, C. E. 1902. The accessory chromosome - Sex determinant?. Biological Bulletin, 3:43-84.

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adición de colchicina, un tóxico de origen vegetal, o su análogo sintético colcemid, la

cual bloque la formación de sub unidades proteicas, comprometiendo la formación

del uso mitótico.

Las técnicas de bandeo cromosómico, descritas a partir de 1970, han permitido un

conocimiento exacto de los cromosomas, en especial de su estructura.

La citogenética (o genética celular) comienza a desarrollarse a partir de la

formulación de la teoría cromosomica de la herencia por Sutton y Boveri entre 1902 y

1903. Esta teoría puso en manifiesto la relación existente entre dos fenómenos que

hasta ese momento se consideraban aislados entre sí: la forma de transmisión de la

información genética postulada por Mendel, a través de los genes y el

comportamiento de los cromosomas durante la división celular (mitosis y meiosis) y

la fecundación.

El material genético de los eucariontes, que se encuentra en forma de cromatina

durante la interfase, está contenido en el núcleo celular. Durante la división celular,

meiótica o mitótica, éste se organiza formando los cromosomas. La citogenética se

encarga del estudio de la organización molecular y estructural del núcleo y de los

cromosomas y de establecer la relación entre estas estructuras con las funciones

génicas.

Es la encargada también de organizar los cariotipos, vale decir la descripción del

número, tamaño y morfología de los cromosomas, de animales y plantas, los tipos y

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frecuencias de los cambios cromosómicos de las poblaciones y la evolución de estos

cambios en el tiempo.

Durante la metafase de la división mitótica, los cromosomas, que por lo general son

constantes en su forma y número para todas las células somáticas de un individuo de

su especie, alcanzan su máxima condensación, por lo que se hace visible al

microscopio óptico y pueden ser individualizados y caracterizados. La descripción del

conjunto de cromosomas de un individuo y de la especie se denomina cariotipo.

El cariotipo permite la exacta identificación de las especies y la estimación del

parentesco entre especies cercanas sobre la base de las diferencias y semejanzas

cariotipicas. Además, en las especies animales de especial interés, el análisis

citogenético adquiere mayor relevancia debido a la relación existente entre

determinadas patologías y alteraciones del cariotipo.

B. Criterios de análisis citogenéticos:

Si bien el cariotipo es el método mas utilizado en citogenética; el tamaño del

genoma, cantidad de ADN en el núcleo, es otro criterio de análisis, que permite

acercarse al conocimiento de la estructura, composición y organización del genoma.

B.1. Tamaño del genoma:

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Cada especie tiene una cantidad propia y característica de ADN en su genoma, lo que

se conoce como valor (ADN) se expresa en pilogramos (Pg) o en número de pares de

bases nucleadas.

El rango de variación del tamaño del genoma entre los seres vivos es del rango de las

cinco cifras. Dentro de un mismo grupo, por ejemplo las plantas con flores, también

se presentan grandes diferencias. Entre las aves, mamíferos y reptiles, en cambio,

existe muy poca variación, junto a un contenido de ADN relativamente bajo.

La falta de concordancia entre tamaño genómico y complejidad morfológica de las

especies se conoce como paradoja del valor de C. Esto sugeriría que las diferencias

en el tamaño del genoma no estarían dadas por diferencias en el número de genes.

Especies cercanas que supuestamente poseen una complejidad genética muy similar,

pueden presentar una gran diferencia en su tamaño genómico. Esto se explicaría por

la presencia de heterocromatina constitutiva y ADN de secuencia altamente

repetitiva, ambos considerados ADN no codificador.

Estas hipótesis de ADN basura o egoísta que resta importancia al tamaño genómico,

pierde importancia si se consideran los hallazgos de correlaciones fenotípicas para el

tamaño del genoma. Estas correlaciones serían:

- El tamaño genómico se relaciona directamente con el tamaño celular y

nuclear.

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- Con la duración del ciclo celular y de las meiosis, en organismos

unicelulares.

- E inversamente con la tasa de consumo de oxigeno en reptiles, aves y

mamíferos y con la tasa de desarrollo y diferenciación celular en

angiospermas y anfibios.

Estos hechos sugieren que el tamaño del genoma es un carácter que tiene valor desde

el punto de vista adaptativo.

B.2. Cariotipos:

Cariotipo es la descripción del conjunto de cromosomas de un individuo y se basa en

tres descripciones básicas: el número, el tamaño y la morfología de los cromosomas.

B.2.1. Descriptores básicos:

B.2.1.1. El número:

El número diploide de los cromosomas (2n) presenta una gran variabilidad entre las

especies de plantas y animales hasta ahora estudiadas.

El número diploide mínimo encontrado es de 2n = 2 (un par de cromosomas) en una

especie de gusano plano parásito de los equinos (Parascaris equorum) y el mas grande

2n = 1270, en una especie de helecho (Orphioglossum reticulatum).

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En los mamíferos no placentados (marsupiales) los números más frecuentes son 2n =

14 y 2n = 28. En los mamíferos placentados, se observa una distribución tipo curva

normal, siendo lo mas frecuente 2n = 38, 42 y 48, los menores 2n = 6 y 7 para

hembras y machos de una especie de ciervo enano (Muntiacus muntjiac) y el mayor

2n = 102, encontrado en una especie de roedor sudamericano (Timpanoctomys

barrerae)

B.2.1.2. El tamaño:

El tamaño de los cromosomas varia entre 0,5 - 1 m, en varios hongos, algas y entre

30 y 36 m en algunas plantas, anfibios y saltamontes; siendo el tamaño promedio

entre 5 y 6 m. En los cariotipos de la mayoría de las especies no se presenta una

gran variedad de tamaños, sin embargo algunos organismos como las aves y los

reptiles tienen cariotipos bimodales con cromosomas de gran tamaño

(macrocromosomas) y otros muy pequeños (microcromosomas).

En la descripción se caracteriza el tamaño promedio de cada cromosoma en forma

relativa, como porcentaje de la longitud total del set haploide femenino, con la

finalidad de obviar las diferencias originadas por las diferentes condensación del

material cromosómico en las diversas células analizadas.

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En los mamíferos, la distribución del tamaño cromosómico es por lo general

simétrico, con un promedio de tamaño de 3.2% y tamaños menores de 1.6% y

mayores de 7%.

B.2.1.3. Morfología cromosómica:

La morfología de los cromosomas queda determinada por la posición del centrómero.

El centrómero, también llamado constricción primaria, es una región de menor grosor

que el resto del cromosoma, que une las dos cromatidas en el inicio de la anafase.

El centrómero divide al cromosoma en dos segmentos o brazos y se puede localizar

en cualquier posición a lo largo del cromosoma: medial, submedial, subterminal o

terminal; originando cromosomas llamados metacentricos, submetecentricos,

subtelocentricos y telocentricos, respectivamente.

El tipo morfológico del cromosoma se determina por índices que estiman la posición

del centrómero. Los índices mas frecuentemente usados son:

- Proporción entre la longitud de los brazos largos (L) y cortos (C) de un

cromosoma, denominada R.

R = L / C

- Y el índice centromérico (ic), definido como

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ic = (C / C + L) * 100

Siendo los rangos los siguientes:

R ic

Metacentricos 1 - 1.49 50 - 40.1

Submetacentricos 1.5 – 2.99 40 - 25.1

Subtelocentricos 3 - & 25 - 0.01

Telocentricos & 0

En los mamíferos la ubicación del centrómero no es al azar dentro del cromosoma,

como lo demostró el análisis de las frecuencias de los diferentes tipos de cromosomas

en los cariotipos de 723 especies, en el que se demostró que los metacentricos se

encuentran en una frecuencia de 24,9%, los submetacentricos en un 17%, los

subtelocentricos en 12.8% y los telocentricos, los mas frecuentes, en un 46%, (al azar

se hubiese esperado un 25% para cada tipo).

B.2.2. Bandas cromosómicas:

Técnicas especiales de tinción, acompañadas de pre tratamientos relativamente

simples, han permitido evidenciar la presencia de sectores de ubicación especifica

dentro de los cromosomas, denominadas bandas cromosómicas.

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Las bandas son propias e idénticas, además de repetibles para cada par de

cromosomas homólogos, siendo en consecuencia descriptores muy precisos de los

cromosomas y cariotipos.

Basicamente se distingen dos tipos de bandas cromosomicas:

- Las que se ubican solo en regiones específicas de uno o varios pares de

cromosomas poniendo en evidencia tipos especiales de cromatina subyacente

(bandas AgNOR y C).

- Las que se distribuyen a lo largo de todo el cromosoma y son el reflejo de la

organización estructural y molecular de la cromatina (banda G y R)

B.2.2.1. Bandas AgNOR:

Revelan las regiones organizadoras del nucleolo (NOR) que estuvieron genéticamente

activos durante la interfase previa a la metafase en estudio. Estas regiones se tiñen

positivamente con nitrato de plata (Ag NO3).

La plata se suma a las proteínas nucleares que permanecen asociadas a las NOR

durante todo el ciclo celular.

El número, ubicación de los nores es constante para el cariotipo de cada especie. El

número de cromosomas portadores de nores es variable, siendo escasos en algunas

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plantas como las cebollas y animales como roedores de hábitos cavadores, que poseen

solo un par de cromosomas potadores de nores. En roedores como el ratón y la rata, y

en el hombre estos sectores están dispersos en varios pares de cromosomas. En el

caso del hombre corresponde a 5 pares.

B.2.2.2. Bandas C:

Muestra la distribución de la heterocromatina constitutiva, que se caracteriza por

permanecer condensada durante la interfase y está constituida por ADN de secuencia

altamente repetida, inactivo desde el punto de vista génico.

Estas bandas se localizan mas frecuentemente en torno a los centrómeros y los

telómeros, y muy ocasionalmente a lo largo de los brazos cromosómicos.

Para observar estas bandas C se deberán tratar los cromosomas con álcalis

concentrados y luego teñirlos con Giemsa. El álcali extrae en forma diferencial el

ADN cromosómico, siendo el mas extraído por la técnica el menos condensado (60%

del ADN total), llamados sectores C.

Entre las bandas que se distribuyen a lo largo de todo el brazo del cromosoma se

pueden mencionar las bandas G y R.

B.2.2.3. Bandas G (G de Giemsa):

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Se obtienen tomando previamente los cromosomas con enzimas proteolíticas,

especialmente tripsina, y su posterior tinción con Giemsa.

B.2.2.4. Bandas R (R de reverso):

Con este método aparecen oscuras las claras del metodo G. Se logran al incubar los

cromosomas fijados con buffer a 80ºC y posterior tinción con Giemsa.

La obtención de patrones de bandas cromosómicas, en especial de las que se

diferencian los cromosomas en toda su longitud, ha impulsado enormemente el

desarrollo de la citogenética, ya que han hecho posible:

- El apareamiento correctamente los cromosomas homólogos y la

individualización de cada par cromosómico en un cariotipo.

- La identificación los cromosomas y sectores cromosómicos participantes

en alteraciones estructurales o numéricas del cariotipo.

- La detección de los principales reordenamientos y de la magnitud del

cambio cromosómico producido durante el proceso de divergencia de

especies relacionadas.

B.2.2.5. Bandas de alta resolución:

El bandeo de alta resolución se obtiene al aplicar técnicas de bandeo G o R. en

mitosis tempranas (prometafase o profase), en las que los cromosomas están

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relativamente descondensados. Por este procedimiento, se logra individualizar mayor

cantidad de bandas, aumentando por consiguiente, el número de unidades de informa-

ción: de las 320 bandas presentes en el set haploide en metafase, 550 pueden ser

distinguidas en prometafase; 1.200, en profase tardía, y 2.000, en profase temprana.

Para su individualizaci6n se ideó un sistema de nomenclatura, basado en el

reconocimiento de regiones y subregiones en cada brazo cromosómico, las que son

numeradas secuencialmente a partir del centrómero (Conferencia de Paris, 1971).

El bandeo de alto resolución ha hecho posible localizar en forma precise la región del

cromosoma comprendida en una alteración y reconocer alteraciones cromosómicas

menores, como deleciones o duplicaciones al nivel de una o dos bandas.

Actualmente, se utiliza también en combinación con técnicas de hibridización in situ

de ácidos nucleicos, para el mapeo génico del cariotipo humano. Para ello se

emplean sondas de ADN o de ARN: fragmentos de secuencias nucleotidicas

conocidas, que son marcados radiactivamente o con anticuerpos posibles de detector

posteriormente mediante reacciones enzimáticas o colorantes fluorescentes. Los

cromosomas profásicos fijados, son puestos en contacto con este ADN o ARN

marcado, en condiciones adecuadas para que se produzca la hibridización, y con

posterioridad son sometidos secuencialmente a técnicas que revelan el sitio en que la

sonda hibridizó, y Los patrones de bandas. Fotografiando el mismo conjunto de

cromosomas profásicos, después de la aplicación de cada una de estas técnicas, es

posible determinar entonces, la banda o sub-banda precisa en que se localiza una

determinada secuencia nucleotidica repetida o de copia única. La hibridización in

situ acompañada del bandeo de alto resolución, han llegado a constituir el modo más

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simple y directo de mapear fisicamente, genes o secuencias de ADN en los

cromosomas.

C. Citogenética evolutiva:

Los primeros genetistas consideraron que el número y la morfología de los

cromosomas, carecían de importancia genética y evolutiva. Así, según Morgan,

Bridges y Sturtevant (1925): Las comparaciones entre cariotipos de diferentes es-

pecies aparecerán como poco importantes, ya que no es la forma o el tamaño de Los

cromosomas lo que interesa, sine Los genes contenidos en ellos. Pero, uno de esos

mismos investigadores demostró poco tiempo después, que el efecto de un gen no

depende solamente de su naturaleza sino también de su posición en los cromosomas.

Este descubrimiento puso en evidencia, par primera vez, el significado genético de

los cambios en la morfología cromosómica y sugirió que las bases físicas de la

evolución no estaban representadas solamente por los genes, sino que también par los

cromosomas.

El número y la morfología cromosómica tienen en efecto, gran importancia genética y

evolutiva. Esto, fundamentalmente, porque en esencia expresan:

- El orden y posición de los genes.

- El número de grupos de ligamiento.

- El número de quiasmas meióticos, directamente dependientes de la

longitud cromosómica.

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- La distribución de la eucromatina y de la heterocromatina, y

- El número de centrómeros y de telómeros, potencialmente disponibles

para la formación de nuevos cromosomas.

Los mamíferos presentan gran variabilidad cariotipica, apareciendo como un grupo

animal muy sensible al establecimiento y propagación de los reordenamientos

cromosómicos. La situación usual es que aún especies muy cercanas difieran

cromosómicamente. El examen y la comparación de los cariotipos bandeados, así

como el análisis de la meiosis de los híbridos permiten explicar la variación

cromosómica observada, postulando reordenamientos cromosómicos específicos.

Los reordenamientos que habrían ocurrido con mayor frecuencia en mamíferos,

serian los cambios de tipo robertsoniano (fusiones y fisiones céntricas) y las

inversiones pericéntricas.

Los cariotipos son utilizados en taxonomia como caracteres diagnósticos. Una

diferencia entre dos individuos en términos de número, morfología o patrón de

bandas cromosómicas, no justifica necesariamente la conclusión de que éstos sean

considerados como pertenecientes a subespecies o a especies distintas. No obstante,

los estudios cariotípicos sirven para completar, reforzar y ocasionalmente corregir, las

conclusiones taxonómicas derivadas de otro tipo de estudios (morfológicos,

bioquímicos, biogeográficos, etc.).

Los cariotipos se utilizan también para establecer relaciones filogenéticas entre

especies cercanas, las que habrían derivado de una misma especie ancestral. Los

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cromosomas que presentan igual morfología y patrón de bandas en todas las especies

en estudio debieron haber estado presentes en el ancestro común a todas ellas; los

cromosomas cuya morfología y patrón de bandas son únicos de cada especie habrían

variado en el proceso de divergencia. La magnitud de estos grupos de cromosomas

iguales y únicos permite hacer proposiciones respecto de las relaciones de parentesco

entre las especies que los portan. Estas proposiciones deben ser contrastadas con las

que surjan del estudio de otros caracteres, a fin de ser confirmadas o modificadas.

La metodología de análisis utilizada en citogenética evolutiva, así como las

conclusiones y proyecciones posibles de alcanzar en este tipo de estudios, se ilustra

con los resultados del análisis citogenético realizado recientemente por Walker y

Spotomo (1992), en un grupo de roedores cricétidos sudamericanos del género

Auliscomys. La comparación de los cariotipos bandeados G, C y AgNOR de tres de

las cuatro especies vivientes de este género (A. micropus 2n = 34, A. micropus 2n =

32, A. sublimis 2n = 28 y A. bolivierlsis 2n =22), mostró que una extensiva conserva-

ción cromosómica habría acompañado la evolución de este grupo, y que los cambios

cromosómicos ocurridos más frecuentemente habrían sido fusiones tándem

centrómero - telémero y fusiones céntricas. Al identificar, además, a los cromosomas

involucrados en cada uno de estos reordenamientos, fue posible proponer una

filogenia para el grupo. Según la hipótesis, el cariotipo telocéntrico ancestral, similar

al de A. micropus 2n = 34, habría experimentado tres fusiones tándem

centrómero-telómero consecutivas, originando primero el cariotipo de A. micropus 2n

= 32, y después el de A. sublimis. Subsecuentemente tres fusiones céntricas, invo-

lucrando a todos los cromosomas producto de las fusiones tándem, habrían generado

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el cariotipo de A. boliviensis. Esta filogenia cromosómica ha mostrado concordancia

con la que se deriva de datos bioquímicos y con los modelos paleogeográficos que

explican la distribución actual de estas formas.

A modo de resumen se puede afirmar que Las grandes áreas de interés de la

Citogenética, hoy en día. son:

- La Citogenética Básica, que se ocupa de la descripción, en el ámbito de la

microscopia óptica o electrónica, de núcleos y cromosomas de las distintas

especies de animales y vegetales.

- La Citogenética Clínica, que se encarga de relacionar, en el hombre y

también en otros mamíferos, las alteraciones cromosómicas con determi-

nadas patologías.

- La Citogenética Evolutiva, que estudia los cambios nucleares y

cromosómicos a lo largo del tiempo y

- La Citogenética Molecular que se ocupa de localizar secuencias

específicas de ADN y genes en los cromosomas.

El desarrollo de estas sub disciplinas se ha producido en estrecha relación, a lo largo

del tiempo, con el descubrimiento e implementación de algunas tecnologías que han

resultado ser claves, por ejemplo:

- Los tratamientos hipotónicos que esparcen los cromosomas en metafase,

permitiendo su correcta individualización (Hsu, 1952).

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- Las técnicas de bandeo cromosómico que producen patrones de bandas

que son propios de coda par de cromosomas de un cariotipo (Caspersson y

cols., 1968) y

- Sondas de ADN de secuencias nucleotidicas conocidas, que pueden

hibridizarse in situ con cromosomas fijados (Gall y Purdue, 1969).

Introducción a la Citogenética para Médicos Veterinarios

III EL CARIOTIPO NORMAL.

A. Introducción:

La determinación exacta del cariotipo del humano y de los animales domésticos, solo

se pudo lograr gracias a los avances técnicos, principalmente a los cultivos de tejidos,

que contienen un número importante de células en división; a la colchicina, que

inhibe la formación del huso mitótico, acumulando las células en metafase y el

tratamiento hipotónico, que dispersa los cromosomas metafásicos.

Un aporte fundamental, fue el hecho por Moorhead en 1960, al describir la técnica de

cultivo de linfocitos de sangre periférica, el cual permite obtener, en un periodo

relativamente corto de tiempo (72 horas), un gran número de mitosis, reemplazando

la larga y engorrosa técnica del cultivo de fibroblastos, utilizada hasta entonces.

Esta técnica es actualmente, la mas utilizada para el estudio de los cromosomas de

los humanos y las especies animales de sangre caliente, siendo igualmente el método

de rutina de todos los laboratorios de citogenética clínica del mundo.

Se han implementado además, técnicas a partir de biopsias de medula ósea y tumores,

que permiten el análisis de células que in vivo están experimentando mitosis. Este

procedimiento, pese a ser escaso en mitosis, es de gran utilidad para estudiar los

problemas cromosómicos en los procesos cancerosos.

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También se cultivan células fetales, obtenidas de liquido amniotico mediante

amniocentesis o de vellosidades coriónicas, mediante biopsias.

B. El Cariotipo Humano:

El complemento cromosómico humano comenzó a ser estudiado a fines del siglo

XIX, sin embargo, debido a que las técnicas utilizadas eran muy rudimentarias, se

informaron numeros diploides que variaron entre 2n = 37 y 2n = 48. El número

correcto de cromosomas de las células somáticas humanas, 2n = 46, fue finalmente

determinado por Tjio y Levan en 1956, quienes utilizaron para ello, cultivos celulares

de pulmones fetales. Paralelamente, Ford y Hamerton, trabajando con cromosomas

meioticos, establecieron que el número de estos en un espermatocito en telofase I es

de n = 23. Ambos grupos de investigadores, demostraron también, que el par sexual

XX era propio de las mujeres y el XY de los varones.

En las conferencias de Londres y Denver, de 1960 y 1963 respectivamente, se acordó

un sistema tentativo de identificación y nomenclatura de los cromosomas humanos,

basándose en su morfología.

Para la identificación de los cromosomas y su posterior asignación a uno de los 7

grupos propuestos, se emplearon 2 criterios:

- La longitud de cada cromosoma, expresada como porcentaje del set

haploide total femenino y

29

- La morfología cromosomica, representada por el índice centromerico (ic)

o la relación de longitud de los brazos (R).

Como resultado, los autosomas actualmente se numeran serialmente con números

arábigos, del 1 al 22, en orden decreciente de longitud y los cromosomas sexuales

continúan siendo nominados con las letras X e Y. Los 7 grupos cromosómicos se

designan con las letras entre la A y la G, quedando el cromosoma X incluido, según

su morfología y tamaño en el grupo C y el cromosoma Y en el G.

El cromosoma 21 es una excepción a la regla de identificación según tamaño, ya que

es ligeramente mas corto que el cromosoma 22. Esto se debe a que antes de que

fueran correctamente establecidos los tamaños de los cromosomas, ya había sido

descrito la trisomía 21 como causa de la presentación del síndrome de Down.

Un carácter adicional para la identificación de algunos cromosomas es la presencia de

contricciones secundarias y satélites (telomeros abultados). En el humano son

especialmente importantes en los cromosomas subtelocentricos del grupo D (13, 14 y

15) y G (21 y 22).

Clasificación de los cromosomas Humanos:

Grupo: Pares: Descripción:

A 1 – 3 Metacéntricos grandes

30

B 4 – 5 Submetacéntricos grandes

C 6 – 12 + X Submetacéntricos medianos

D 13 – 15 Subtelocentricos grandes con NOR y satélites

E 16 – 18 Metacentricos (16) y submetacentricos (17 y 18), mas bien

pequeños

F 19 – 20 Metacentricos pequeños

G 21 – 22 + Y Subtelocentricos pequeños con NOR y satélites, exceptuando

el Y

C. Cariotipo de los animales domésticos:

El estudio de los cromosomas de las especies animales, especialmente las de interés

productivos y las mascotas, a sido casi paralelo al de los humanos, y al igual que en

nuestra especie, se ha encontrado con dificultades y errores que hasta el día de hoy

siguen siendo corregidos.

A continuación se muestra el numero de cromosomas de las especies más comunes:

Especie: Cromoso

mas:

Sexuales:

Nombre

común:

Nom. Científico: 2n: M.: T.: Hembra: Macho:

Vaca Bos taurus 60 0 29 XX (m) XY (m)

31

Cebu Bos indicus 60 XX XY

Bufalo de rio Bubalus bubalis 50 5 19 XX (a) XY (m)

Oveja Ovis aries 54 3 23 XX (a) XY (m)

Cabra Capra hircus 60 0 29 XX (a) XY (m)

Caballo Equus caballus 64 13 18 XX (m) XY (a)

Caballo

mongol

Equus prezewal. 66 XX XY

Cebra Equus cebra 32 XX XY

Asno Equus asinus 62 XX XY

Mula Equus mulus 63 XX XY

Perro Canis familiaris 78 0 38 XX (m) XY (a)

Gato Felis catus 38 16 2 XX (m) XY (m)

Cerdo Sus scrofa 38 12 6 XX (m) XY (m)

Alpaca Lama pacos 74 16 20

Llama Lama glama 74 16 20

Ratón Mus musculus 40 XX XY

Conejo Oryctolagus cun. 44 XX XY

Coballo Cavia cobaya 64 XX XY

Zorro Vulpus fulva 38 XX XY

Visón Mustela vison 30 XX XY

Loro Melopsittacus u. 58 ZW ZZ

Pavo Meleagris gallo. 82 ZW ZZ

Pato Anas platy. Dom. 80 ZW ZZ

32

Gallina Gallus gallus 78 ZW ZZ

Abeja Apis mellifera 32 (16) 2n n

D. Cariotipo de lo híbridos:

En los pocos casos en que la cruza entre individuos de diferente especie y cariotipo

incogruente es posible y exitosa; la fórmula cromosomica de los híbridos resultantes

(generación F1) es intermedia. Por ejemplo:

Caballo (2n = 64) x Asno (2n = 62) = Mula (2n = 63) o Burdégano (2n = 63)

Caballo (2n = 64) x Caballo mongol (2n = 66) = 2n = 65

La infertilidad de estos individuos, seria responsabilidad del numero y estructura de

los cromosomas. En el caso de los híbridos equinos, las mulas aparentemente

presentan una función ovárica normal, al igual que sus cuerpos luteos; pero los

oocitos de primer orden son muy escasos y los ovulos mueren durante la meiosis. En

los machos existe azooespermia, por muerte de los espermios durante la meiosis

espermatica.

El único equino híbrido comprobadamente fértil, es el resultado de la cruza entre el

caballo domestico y el caballo salvaje de Mongolia. Estos híbridos poseen células de

diferentes cariotipos: 2n = 64, 2n = 65 y 2n = 66, dos de los cuales están balanceados,

lo que permitiria la gametogénesis.

33

En el bovino, se ha obtenido cierto éxito al cruzarlo con el bisón. Esta hibridación,

cuyo resultado es el Beefalo, se realiza para reunir las características de resistencia al

frío de uno y la productividad del otro, pero no es rentable por la baja rentabilidad del

producto

Introducción a la Citogenética para Médicos Veterinarios

IV COMPORTAMIENTO DE LOS CROMOSOMAS EN

LA DIVISIÓN CELULAR.

A. Mitosis:

Los organismos multicelulares provienen de una sola célula o cigoto, y la repetida

multiplicación de ésta y de sus descendientes determina el desarrollo y cimiento de

cada individuo. El tamaño de la mayoría de los seres vivos está determinado por el

número y no por el volumen de las células individuales que lo integran.

En muchos casos la célula parece crecer hasta cierto límite antes que ocurra su

división. Este proceso se repite en las dos células hijas de modo que el volumen total

será en definitiva cuatro veces el de la célula original. El crecimiento de la célula

viviente se produce rítmicamente y en progresión geométrica, expresable en la

siguiente forma:

Mn 2Mn 4Mn 8Mn etc.

Mc 2Mc 4Mc 8Mc

donde Mc representa la masa nuclear y Mc la masa citoplasmática. Entre las dos

masas existe un estado de equilibrio óptimo denominada relación o índice

nucleoplasmático. En general toda célula tiene esencialmente dos períodos en su ciclo

celular: la interfase (en que no se produce división) y el período de división

Dr. Flavio Briones S. M.V. 36

(producción de dos células hijas). Este ciclo se repite en cada generación celular, pero

hay variaciones de tiempo en diferentes tipos de células.

Antes de que la célula se divida tiene lugar la duplicación y división de sus

componentes fundamentales, en modo especial los relacionados con la transmisión

hereditaria, es decir, los cromosomas.

De ahí que la división celular debe considerarse como la separación final de las

unidades previamente duplicadas. Este proceso es solo la fase final,

microscópicamente visible, de un cambio subyacente que ha ocurrido a nivel

molecular.

A.1. Análisis de la Mitosis:

En 1882 Flemming describió con el nombre de mitosis los distintos cambios que

experimenta el núcleo durante su división para transformar se en dos núcleos hijos.

La división nuclear, también llamada cariocinesis (Schleiger, 1878) es seguida de la

división del citoplasma o citocinesis (Whitman, 1887). Por el hecho de que las células

que constituyen el cuerpo o soma, se multiplican por mitosis, se denomina división

celular somática, por oposición a la división meiótica que tiene lugar en las células

sexuales.

37

En el proceso de división se hallan dos componentes fundamentales que constituyen

la división mitótica: el aparato cromático, formado por los cromosomas y el aparato

acromático constituido por los centros o polos y el huso.

Las distintas fases o etapas de la mitosis son parte de un ciclo que se inicia con el

final del período inter mitótico o inter fase o inter cinesis, y termina con el comienzo

de la nueva interfase. Desde el punto de vista fisiológico cabe distinguir entre núcleo

interfásico, que se encuentra entre dos ciclos mitóticos, y la interfase de las células

que han perdido la condición de dividirse.

La mitosis comprende una serie consecutiva de etapas conocidas como profase,

prometafase (premetafase), metafase, anafase y telofase. Es costumbre subdividir

cada una de estas fases para identificar con más detalle los distintos momentos del

proceso, designándolas, por ejemplo, en fase inicial o temprana, media y final.

A.1.1. Profase:

En esta etapa la célula tiende a adoptar una forma esférica y su refringencia y

viscosidad aumentan. Los cromosomas aparecen como delgados filamentos

(cromonemas) longitudinales u ovillados en la esfera nuclear. Cada cromosoma

profásico se compone de dos filamentos en espiral denominados cromátidas, que se

hallan en íntima relación en toda su longitud y que son el resultado de la replicación

que tuvo lugar en el período S. A medida que avanza la profase, las cromátidas se

Dr. Flavio Briones S. M.V. 38

acortan y aumentan de espesor. Esta condensación ocurre al parecer mediante un

proceso de espiralización y plegamiento.

Con el aumento de espesor de los cromosomas, la región del centrómero, que luego

será la constricción primaria, está más acentuada. A medida que transcurre la

profase, los cromosomas, que se hallaban distribuidos al azar en el núcleo, tienden a

acercarse al borde de la membrana nuclear, dejando un espacio libre en la cavidad

central del núcleo. Este movimiento centrifugo de los cromosomas es indicio de que

se acerca la desintegración de la membrana nuclear y con ella el fin de la profase.

Mientras tienen lugar estos procesos en el núcleo, en el citoplasma se forma el huso

acromático. La aparición del mismo está relacionada con los dos pares de centriolos;

cada par está rodeado por un aster compuesto de microtúbulos que irradian en todas

direcciones: el llamado huso central. Los centriolos se desplazan en sentido contrario

junto con los ásteres siguiendo un trayecto semi circular hacia los polos hasta situarse

en posiciones opuestas.

También puede haber otra formación del huso denominada huso metafasico, en que

los centriolos se hallan polarizados antes de que comience la división. Las mitosis

que presentan centriolos y ásteres se las designa astrales o anti astrales, y se observan

en animales y en plantas inferiores. Las mitosis que carecen de estos centros se

denominan anastrales y se encuentran en los vegetales superiores y en insectos

hemípteros. Al final del período profásico, el nucleolo se desintegra.

39

A.1.2. Prometafase:

Comienza por la desintegración de la membrana nuclear, y cuando esto acontece se

observa en el centro de la célula una zona más fluida en la que los cromosomas se

mueven en aparente desorden e inician su marcha (congresión) para ubicarse en el

ecuador de la célula y formar la placa ecuatorial de la metafase.

A.1.3 Metafase:

Alcanzada la máxima contracción y condensación, durante las cuales la longitud de

los cromosomas puede llegar a ser hasta 25 veces menor que la que tenían en la

profase temprana, estos cromosomas se disponen radialmente en el plano ecuatorial

de la célula en la periferia del huso, como si se rechazasen entre si. En las células

vegetales se distribuyen de manera irregular y ocupan toda la superficie del plano

ecuatorial del huso. Cuando hay cromosomas pequeños en el complemento, estos se

disponen generalmente en el centro y los grandes en la periferia del huso. Ordenados

los cromosomas en el huso y vistos desde los polos forman la placa ecuatorial, que es

la etapa más favorable para determinar su número, morfología y dimensiones.

El equilibrio de las fuerzas pues la metafase constituye un momento estático, se altera

por la división simultánea de los centrómeros que hasta aquí han mantenido unidas a

las cromátidas. Los centrómeros hijos y las cromátidas se separan y se inicia la

migración polar anafásica. Las fibras del uso conectadas con los cromosomas toman

Dr. Flavio Briones S. M.V. 40

el nombre de fibras cromosómicas, y las que se extienden de polo a polo, el de fibras

continuas.

A.1.4. Anafase:

A partir de este estadio, las cromátidas, ahora denominadas cromosomas hijos se

separan. Durante la anafase final ocurre un cambio en el aspecto del huso. En la zona

situada entre los dos grupos anafásicos de cromosomas, las fibras se extienden y

constituyen las fibras interzonales. Los cromosomas metacéntricos asumen forma de

V, los acrocéntricos y los telocéntricos tienen aspecto bastoniforme.

Los microtúbulos de las fibras del huso se acortan de un tercio a un quinto de su

longitud original, al mismo tiempo que las fibras continuas aumentan su longitud.

A.1.5 Telofase:

Los cromosomas hijos anafásicos continúan su migración hacia los polos hasta

confluir en sendos núcleos telofásicos. Se despiralizan los cromosomas y luego sigue

la reconstrucción nuclear en un proceso similar que en cierto sentido recapitula la

profase en sentido inverso. Aparece el carioplasma entre los cromosomas y se

reconstruye la membrana nuclear alrededor de los núcleos hijos. Reaparecen los

nucléolos en las regiones del organizador nucleolar, observándose en ciertos casos un

remanente del huso interpuesto entre los dos núcleos telofásicos. La alta viscosidad

que caracteriza a la metafase y anafase disminuye. Cesa la actividad de los centriolos

41

y los ásteres son menos visibles. Se produce simultáneamente la citocinesis, o sea la

segmentación y separación del citoplasma. En las células animales, el citoplasma se

constriñe en el ecuador y esta constricción se acentúa haciéndose más profunda a

medida que la célula se divide. En las células vegetales, por tener membranas rígidas

las fibras del huso se desvanecen desde la parte central hacia la marginal, mientras el

cuerpo intermedio o placa celular persiste entre las dos células hijas y contribuye a

formar la membrana celular. El huso tiene en este momento el aspecto de un barril y

ha sido denominado fragmoplasto. En células de animales superiores, la citocinesis

se caracteriza por un activo movimiento de la superficie celular que recibe el nombre

de burbujeo. Este movimiento puede inducirse en células en cultivo, que no se

dividen si se les agregan sustancias susceptibles de unirse a cationes bivalentes

(Ca++). Se cree que el burbujeo puede ser un reflejo de la actividad de la membrana

en su rápida expansión. Cuando se observan filmaciones de células en mitosis se

notan los movimientos ameboideos activos de las células durante la telofase, los

cuales conducen a la separación celular. Todos los componentes citoplásmicos se

distribuyen en ambas células hijas, aunque presumiblemente no se cumpla en una

forma tan equitativa como la que tiene lugar en la división del núcleo.

A.2. Mecanismos de Separación Cromosómica:

El mecanismo de división celular por el cual se hace un reparto equitativo del

material genético ya duplicado entre las dos células resultantes implica un dispositivo

que permite a cada cromátida migrar a un diferente polo una vez que ambas se

Dr. Flavio Briones S. M.V. 42

separan a nivel centromérico. Esta separación es posible mediante el huso mitótico o

acromático.

El huso visto mediante microscopía óptica aparece como un conjunto de fibras que no

se tiñen con los colorantes habituales (de ahí su nombre de acromático) y se

extienden entre ambos polos de la célula en curso de división. Se distinguen dos

tipos de fibras: continuas, que van de un polo a otro, y cromosómicas que se asocian a

los cromosomas a nivel centromórico. Cada una de estas fibras está formada por un

conjunto de microtóbulos de aproximadamente 200 A de diámetro. La estructura

observada por microscopía electrónica de uno de estos microtúbulos muestra que está

formado por unos 12 a 13 filamentos de 35 A de diámetro.

Se han aislado proteínas globulares del mismo diámetro aproximado (35 A), que

serían los componentes básicos de los microtúbulos. Estos monómeros polimerizarían

entre sí, quedando unidos por puentes S-S para dar lugar a los microtúbulos.

Esta polimerización puede ser inhibida experimentalmente; la colchicina es una de las

sustancias más conocidas que poseen esta propiedad. Su efecto es reversible y una

vez que la misma es eliminada del medio, el huso se reconstruye de inmediato.

Los monómeros o unidades elementales se sintetizarían durante todo el ciclo celular

pero só1o se ensamblarían durante el período de mitosis.

En los polos celulares se reconoce un par de estructuras características llamadas

centriolos. Los mismos se ven en todas las células animales y en las de plantas

43

inferiores. No se observan en las células de las plantas superiores en curso de

división.

Cada uno de estos centriolos está constituido por un cilindro hueco cuyo tamaño

oscila entre los 3000 y 5000 A de largo y 2000 A de diámetro; sus paredes están

formadas por nueve tripletes de microtúbulos.

Los tripletes están dispuestos en forma de arco con un ángulo de unos 30 - 40º, y se

superponen unos sobre otros dando el aspecto de una pared sólida vista con el

microscopio óptico. Cada uno de estos túbulos tiene aproximadamente un diámetro

de 200 A. Cerca de uno de sus extremos, en el interior del centriolo, se puede apreciar

una estructura que le da al corte del centriolo a ese nivel un aspecto de rueda de carro.

Rodeando al par de centriolos se encuentra un conjunto de microtubulos formando lo

que se conoce con el nombre de áster. Estos filamentos no se ponen en contacto con

el centriolo, del que están separados por una zona clara.

Las fibras del huso tampoco llegan a ponerse en contacto con los centriolos. La

duplicación de los centriolos se realiza por el desarrollo de una estructura llamada

procentriolo, ubicada en forma perpendicular al centriolo, la cual va creciendo en

forma paulatina hasta adquirir su tamaño definitivo. Aun después de alcanzar éste, el

centriolo hijo mantiene su posición a 90º y una separación de unos 600 A del

centriolo originario. En la gran mayoría de las especies este proceso ocurre durante el

período S.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 44

La relación entre el huso y los centriolos durante la división celular no es muy clara.

Durante mucho tiempo se consideró que el huso se formaba a partir de los centriolos,

pero se ha vista que si estos se eliminan experimentalmente, es posible la formación y

el funcionamiento normal del huso.

Tampoco está aclarado el mecanismo de funcionamiento del huso durante la mitosis.

Se han propuesto varias hipótesis para explicarlo, si bien en la actualidad la mayoría

de los autores favorecen la hipótesis de que el movimiento anafásico se consigue

mediante un mecanismo de ensamble - desensamble. Dicha hipótesis postula que se

establecería un equilibrio dinámico entre la polimerización de las unidades

estructurales de los microtúbulos y el desensamble de los monómeros que forman la

fibra. Por este mecanismo la proteína, hasta el momento en que comienza el

movimiento anafásico, se polimerizaria en forma más activa a nivel del kinetocoro

que se despolimerizaría en el extremo polar. A partir de aquí el equilibrio se invertiría

de tal forma que las fibras del huso asociadas a los cromosomas se acortarían

llevando al cromosoma hacia el polo. En forma simultánea las fibras polares crecerían

por polmerización, explicando así el doble movimiento que se aprecia durante la

mitosis: el acercamiento de los cromosomas a las zonas polares y el incremento de la

distancia entre estos.

Recientemente se ha detectado dentro del huso, por métodos de inmuno

fluorescencia, actina en forma amorfa a nivel de los polos y largas fibras de este tipo

de proteína contráctil que se extienden entre ambos polos. Es posible que estos datos

45

obliguen a replantear la hipótesis de trabajo sobre el mecanismo de separación

cromosómica teniendo en cuenta el papel que tenga la actina en el movimiento

anafásico.

B. Meiosis:

Todas las células somáticas derivan del primitivo cigoto, que contiene un doble

juego de cromosomas diploide 2n. Por consiguiente, los gametos (espermatozoide y

óvulo) que provienen del cigoto debieran tener también el número diploide. Esto no

sucede porque al formarse los gametos tiene lugar un tipo especial de división celular

denominada meiosis, en el cual el número diploide normal se reduce a un juego único

o haploide (n) en cada gameto. Este proceso ocurre sin excepción en el reino

animal y vegetal, en los seres de reproducción sexual, y tiene lugar en general en el

curso de la gametogénesis. En esencia, la meiosis consiste en dos divisiones

nucleares que se suceden rápidamente mientras los cromosomas se duplican una sola

vez. La meiosis no consiste en la sola reducción del número de cromosomas, sino que

también abarca la atracción, apareamiento, intercambio y ulterior separación de los

cromosomas homólogos paternos y maternos, con sus respectivos conjuntos de genes.

La comprensión del proceso de la meiosis es fundamental para interpretar el proceso

y función de la recombinación genética en la evolución cromosómica de una especie

o una población.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 46

La esencia de la meiosis consiste en la formación de cuatro núcleos, cada uno de los

cuales tiene un número simple o haploide de cromosomas. Las dos divisiones se

denominan primera y segunda división meiótica o simplemente I y II.

Las fases típicas de la mitosis no bastan para describir de manera completa los

complejos movimientos de los cromosomas durante este proceso. El momento en que

la meiosis ocurre dentro del ciclo vital de un organismo, es constante en cada especie.

En general pueden distinguirse tres tipos:

- Meiosis inicial o cigótica: Tiene lugar inmediatamente después de la

fecundación, al iniciarse las divisiones del huevo. El resultado es un

individuo adulto haploide. Es la más primitiva y se presenta en

basidiomicetos y ascomicetos (hongos), algas y esporozoarios.

- Meiosis intermediaria (por esporos): En la mayoría de los vegetales

(talófitas, briófitas y plantas vasculares), en que se cumple un ciclo de dos

generaciones alternas, la que produce esporos, el esporofito que es

diploide (2n) y otra que forma los gametos, el gametofito, con número

haploide (n).

- La meiosis terminal o gamética: Común a los metazoarios, algunos

protozoarios y en talófitas.

En este último caso, la meiosis tiene lugar durante la gametogénesis

(espermatogénesis y ovogénesis en los metazoarios). Las células germinales se

originan en algunas especies, ya en la etapa de blástula a partir de células iniciales, las

47

que, por división, dan origen a las células somáticas y germinales. Estas últimas

originan por repetidas divisiones las células primordiales cito1ógicamente

indiferenciadas, de aspecto similar a cualquier célula somática embrionaria. Una vez

constituidas las gónadas, las células germinativas primordiales se transforman, por lo

general en células goniales, que son iguales en ambos sexos, pero que luego se

diferencian en espermatogonias y ovogonias primarias. Posteriormente por división

se originan las gonias secundarias, las que después de dividirse por última vez inician

el período de crecimiento. En el testículo tales células hijas aumentan de volumen y

se transforman en espermatocitos primarios o I. El crecimiento ocurre durante toda la

profase del cito I. Al dividirse el espermatocito I (primera división meiótica),

resultan dos células o espermatocitos II, los cuales se dividen otra vez (segunda

división meiótica o II), resultando cuatro células o espermátidas que, por

diferenciación (espermiogénesis o espermateleosis), se transforman en

espermatozoides. En la hembra los estadios sucesivos son: ovogonias, ovocitos

primarios, ovocitos secundarios o II, ovótidas y óvulos, con la diferencia de que en

vez de cuatro gametos funcionales (espermatozoides), só1o hay uno, el óvulo

maduro, pues los otros tres son los cuerpos polares o polocitos no funcionales.

Si tomamos como ejemplo una planta angiosperma los productos derivados de la

meiosis (microsporos y megasporos), realizan nuevas divisiones mitóticas para

formar los gametofitos (grano de polen y saco embrionario), en los cuales se

encuentran los gametos (núcleo espermático y célula huevo). Durante la

megasporogénesis, de cuatro megasporos formados, tres degeneran y queda uno solo

que dará origen al gametofito femenino, lo mismo que en los animales, que de cuatro

Dr. Flavio Briones S. M.V. 48

células formadas sólo una, el óvulo, será funcional. En las angiospermas tiene lugar

además una doble fecundación, pues un núcleo espermático fecunda al óvulo que ha

de originar el embrión (2n), en tanto que el otro núcleo espermático (n) fecundará al

núcleo secundario o de fusión (2n) para formar el endospermo tripoloide (3n). En la

microsporogénesis, el microsporocito (célula madre del polen) se divide por meiosis

en I y II, y produce cuatro microsporos. Cada microsporo (grano de polen) realiza una

mitosis sin citocinesis dando origen a cuatro células, con dos núcleos haploides cada

una. Uno de estos núcleos se transforma en núcleo generativo y se vuelve a dividir

por mitosis, sin citocinesis, durante la formación del tubo polínico, para dar el núcleo

vegetativo. El otro núcleo, el tercero, que no se divide, constituirá el núcleo del tubo

polínico.

49

V EL MATERIAL GENÉTICO

(Bioquímica de la Herencia)

A. Introducción:

El material genético esta constituido por la cromatina, que corresponde a los

elementos del núcleo evidenciables por métodos histoquímicos. La cromatina o

sustancia cromatica, esta constituida a su vez por núcleoproteinas (nucleinas), por

protidos de cadena moleculares largas, por ácidos nucleicos y por histonas. De estos

componentes, solo los ácidos nucleicos poseen actividad genética.

Los ácidos nucleicos son macromoléculas filamentosas, compuestas por un gran

número de nucleótidos agregados en cadena. Cada nucleótido, a su vez, esta

constituido por una base del grupo de las purinas (Adenina y Guanina) o de las

pirimidinas (Citosina, Timina y Uracilo), más una pentosa (Desoxiribosa o Ribosa) y

un éster del ácido fosfórico que hace de puente, uniendo los mononucleotidos a través

de las pentosas.

El ADN se forma por la unión de dos de este tipo de cadenas, a través de puentes de

hidrogeno entre las bases. Esta unión de bases es especifica:

Adenina - Tirosina

Citosina - Guanina

Dr. Flavio Briones S. M.V. 50

La molécula de ADN es capaz de duplicarse en forma idéntica (replicación). El

procedimiento es semiconservativo y consiste en un desenroscamiento y disociación

de la cadena primitiva, por medio de una polimerasa, la desoxiribonucleasa, de lo que

resultan dos cadenas simples, a las cuales se agregan en forma selectiva los

nucleótidos correspondientes, que provienen del citoplasma. El resultado son dos

cadenas dobles idénticas a la original.

B. El Código Genético:

La actividad bioquímica que se desarrolla en torno a los ácidos nucleicos tiene por

objeto almacenar y transferir información para la síntesis de proteínas, de enzimas y

de inmunoglobulinas (anticuerpos), la cual se realiza en el citoplasma de la célula

correspondiente.

El lenguaje de este banco de información es el código genético, el cual esta inscrito

en la molécula de ADN mediante una determinada secuencia de bases.

Como las bases que intervienen en la constitución de las moléculas del ADN son

cuatro (2 púricas y 2 pirimídicas) , el código genético trabaja con cuatro valores:

- A = Adenina

- C = Citosina

- G = Guanina

- T = Tiamina o U = Uracilo

51

La unidad básica la constituye la tripleta o codón, que corresponde a una secuencia de

3 de estas bases. Para cada proteina existe una secuencia específica de tripletas.

Cada tripleta determina la agregación de uno de los 20 aminoácidos conocidos, a la

molécula proteica en síntesis; siendo la secuencia de tripletas la que determina el

orden en que se agregan estos aminoácidos. El código cuenta además, con claves o

tripletas que indican comienzo y fin de la información.

Las bases orgánicas dispuestas en tripletas permiten 64 combinaciones diferentes; de

estas combinaciones algunas poseen el mismo significado, induciendo por lo tanto, a

la agregación del mismo aminoácido.

La molécula de ADN es, en consecuencia, un código lineal cuyos símbolos o

tripletas, corresponden a los aminoácidos, a la secuencia en que deben ser agregados

y al número de ellos que son necesarios para la síntesis de una determinada proteína.

El hecho de que varias tripletas tengan el mismo significado, vale decir incorporan un

mismo aminoácido, le ha dado al código el feo apelativo de degenerado, pero el

hecho de que una tripleta sólo se asocie a un aminoácido, lo hace a su vez no

ambiguo.

Debido a esta característica, de que un mismo aminoácido tiene varias tripletas y que

las tripletas sin sentido son muy pocas (sólo 3), el código genético tiene una obvia

Dr. Flavio Briones S. M.V. 52

ventaja desde el punto de vista evolutivo, ya que la mayoría de las mutaciones que se

producen por el cambio de una base nucleótida por otra en el material genético, sólo

tiene por consecuencia el cambio de un aminoácido en la proteína codificada por el

gen mutado y muy rara vez se obtiene por mutación, una tripleta sin sentido lo que es

a menudo letal, por que la tripleta sin sentido produce la interrupción de la lectura del

mensaje y la liberación de una proteína por lo general inactiva.

Si el código genético no fuese degenerado y solo se utilizara un triplete por

aminoácido las tripletas sin sentido serían 44, lo que haría que la mayoría de las

mutaciones originaran tripletas de este tipo.

El gen puede ser considerado como una matriz molecular y el proceso de síntesis

proteica como un proceso de síntesis matricial. Esto no quiere decir que el gen se

puede identificar con uno solo de estos codones o tripletas de la molécula de ADN.

El gen corresponde a un sistema compuesto por cientos de nucleótidos, que en su

conjunto forman un segmento delimitado de la molécula de ADN.

C. Traducción del código genético:

Para que la información genética contenida en la cromatina nuclear pueda ser

aprovechada, se necesita de un mediador, función que cumple el ARN mensajero, el

cual corresponde a un negativo de la molécula de ADN, desenroscada y separada.

53

El ARN mensajero esta constituido por un solo filamento, en el cual la base timina

del ADN a sido reemplazada por la base uracilo. Este ARN es transferido al

citoplasma y fijado en los ribosomas, donde se sintetizan las proteínas a partir del

pool citoplasmático de aminoácidos.

Los aminoácidos libres en el citoplasma no pueden ser utilizados directamente en el

ribosoma, ya que deben ser previamente activados o, en otras palabras, llevados a un

nivel energético superior. Para ello, a través de un proceso enzimático que implica un

gasto energético, el aminoácido se une al eslabón terminal de un ARN, que contiene

la secuencia de bases correspondiente del aminoácido. A este ARN se le denomina de

transferencia.

El ARN de transferencia reconoce, a través de la secuencia de sus bases, el codón

reciproco del ARN mensajero, determinando la agregación del aminoácido que porta

en su extrema a la cadena proteica en síntesis.

El triplete del ARN de transferencia, es correspondiente al del ARN mensajero, por lo

que se le denomina anticodón y solo reacciona con el codón respectivo del ADN

mensajero, cuando este se encuentra sobre el ribosoma.

En resumen, los pasos de la ejecución de la información genética son dos:

- El traspaso de la información del código genético desde el ADN nuclear al

ARN mensajero, proceso que se conoce como transcripción y

Dr. Flavio Briones S. M.V. 54

- La unión del ARN mensajero a un ribosoma, donde solo uno de los

codones a la vez queda expuesto al ARN de transferencia complementario,

que porta su correspondiente aminoácido, lo que se denomina traducción.

Los procesos de transcripción y traducción son posibles gracias a la mediación de

determinados procesos enzimáticos, entre los cuales los más importantes son:

- La formación del ARN mensajero, mediado por la ARN polimeraza.

- La liberación del ARN mensajero desde el complejo polimeraza – matriz.

- Formación del complejo ribonucleoproteico de transporte y traspaso del

ARN mensajero al citoplasma.

- Integración del ARN mensajero al ribosoma y

- La biosíntesis de la proteína en la superficie del ribosoma.

Los virus que contienen ARN, especialmente los oncogénicos, pueden realizar una

transcripción inversa, ósea, sintetizar ADN a partir de una matriz de ARN, para así

poder integrar su información al genoma del huésped. Para esto cuentan con una

enzima denominada transcriptasa inversa.

D. El descubrimiento de la clave genética:

La clave para descifrar el código genético fue conocido por el mundo científico en

Agosto de 1961, como resultado de los trabajos de un joven investigador

55

norteamericano: Marshall W. Niremberg, presentados en el congreso de Moscú de

aquel año.

Niremberg comenzó trabajando en un sistema obtenido de la bacteria Escherischia

colli, que incorporaba aminoácidos a proteínas in vitro. Este método consistía

básicamente en obtener por centrifugación, enzimas aminoacetilARNsintetasas, ARN

de transferencia y factores de transferencia, los cuales eran incubados con ribosomas

unidos a ARN mensajero, aminoácidos marcados (radiactivos), iones de magnesio y

potasio, ATP, GTP; lo cual resulta en la síntesis de proteínas que contienen los

aminoácidos radiactivos.

En una segunda etapa, cambia el ARN de la bacteria por una preparación de ARN

total de levadura, obteniendo una triplicación de la síntesis proteica, demostrando

asila inespecifisidad de los ribosomas, ya que pueden traducir cualquier tipo de

mensaje. En este caso, ribosomas de Escherischia colli leen un mensaje de ARN de

levadura. Al incorporar el ARN del virus mosaico del tabaco, la estimulación de la

incorporación de aminoácidos fue 20 a 30 veces superior.

Por ultimo, Niremberg y su colaborador Matthaei, introdujeren en su sistema un ARN

artificial, carente de significado fisiológico: el ácido poliuridilico (poliU), un

polinucleótido sintetizado in vitro por medio de la enzima polinucleotidofosforilaza, a

partir del UDP. Este compuesto es un homopolimero que contiene solo una letra del

alfabeto de los ácidos nucleicos: el uracilo. El resultado fue la estimulación mas de

Dr. Flavio Briones S. M.V. 56

cien veces de la incorporación de un solo aminoácido: la fenilalanina, resultando la

proteína polifenilalanina.

Con los datos obtenidos, se podía afirmar con certeza que el mensaje UUUUUUU...

se leía fenilalanina, fenilalanina, ...

Los resultados obtenidos con este trabajo, desencadenaron una verdadera carrera para

descifrar la totalidad del código genético. Para ello, como era lógico, se incorporaron

polinucleótidos de diferente composición y luego se midieron los aminoácidos

incorporados.

Por este método, en 1963 se logró tener una aproximación a la composición del

código genético, pero no aclaraba el orden de las bases dentro de una determinada

tripleta. Esto se logro el año siguiente, al incorporar trinucleótidos, en vez de

polinucleótidos, publicándose en 1965 la totalidad del cuadro genético, que en su

simplicidad encierra la clave del idioma en que se encuentra escrito todo lo que vive y

ha vivido en nuestro planeta.

Vale la pena destacar que, el descubrimiento de que a cada aminoácido le

correspondían 3 nucleótidos en el código genético, fue realizado por Crick en 1961,

mediante técnicas que producían la perdida de una base en medio de la secuencia de

ADN.

57

Si se parte de la idea de que el mensaje genético esta escrito en tripletas continuos, la

eliminación o agregación de una base seria suficiente para alterar todo el resto del

mensaje.

E. Regulación de la actividad génica:

Es un hecho sabido, que solo un fragmento minúsculo de la información acumulada

en el material genético es activo a la vez, mientras el resto de los genes permanece

inactivo a la espera de ser activado según sea necesario. De esto se concluye la

existencia de un sistema regulador de la actividad génica.

Para la regulación de esta actividad, no vasta con que sean activos ciertos loci,

permaneciendo inactivos otros; si no que esta actividad debe ser coordinada. Por

ejemplo, para que se genere el cuerpo de un ser viviente durante el proceso de

embriogénesis, es necesario que la intensidad de la síntesis de proteínas estructurales

y enzimas sea coordinada en el tiempo y el espacio. Es decir, la actividad de un

grupo de genes debe ser conducida de tal manera, que las proteínas y enzimas

necesarias para la ejecución de una determinada función metabólica se deben

encontrar disponible en el momento oportuno, en el lugar preciso y en cantidad

optima.

Para explicar el mecanismo de coordinación de la actividad génica, se ha propuesto

un sistema sobre la base de la existencia de diversas categorías de genes.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 58

Los genes estructurales de las diversas proteínas celulares, estarían organizados en

operones, los cuales podrían tener un solo gen estructural o un grupo de ellos. Todos

los genes estructurales contenidos en un operón son regulados de una manera

controlada; este control estaría dado por el hecho de que generalmente todos los

genes estructurales se transcriben en un solo ARN mensajero.

Este operón tendría un gen operador, que determinaría si los genes estructurales se

expresan, vale decir se transcriben, proceso mediado por la ARN polimeraza, o no.

El gen operador actuaría como interruptor, que tiende a estar siempre encendido,

permitiendo la expresión del operón, pero que se apagaría por la acción de un gen a

un nivel superior de regulación: el gen regulador.

Los genes reguladores ejecutan esta función a través de una proteína, por ellos

codificada, denominada represora. Esta proteína es, en algunos casos, capas por si

sola de actuar sobre el operador especifico y cerrar el interruptor de la expresión de

los genes estructurales de dicho operón; en otros casos, los represores serian proteínas

inactivas que necesitarían de correpresores para activarse y actuar sobre el gen

operador.

59

VI LA ORGANIZACION Y COMPOSICION DE LOS

CROMOSOMAS.

A. Introducción:

a idea de que una sustancia no proteica llamada nucleína, extraída de células de pus,

fuera la base de la fertilización y de la herencia fue planteada casi en forma

simultánea al enunciado por parte de Mendel de sus leyes de la herencia. Sin

embargo, las hipótesis de F. Miescher, que la aisló por primera vez en 1868, y de O.

Hertwing (1884), que postuló su importancia en los procesos hereditarios, cayeron en

el olvido, hasta que resurgieron en la década de 1940.

B. El Acido Desoxirribonucleico (ADN):

La sustancia llamada nucleína por Miescher es una macro molécula compuesta

fundamentalmente por cuatro bases nitrogenadas: dos purinas: adenina y guanina, y

dos pirimidinas: citosina y timina. Estas bases están asociadas a una pentosa

(desoxirribosa) y a una molécula de ácido fosfórico. Cuando la base nitrogenada está

unida al carbono 1’ de la ribosa, forma lo que se conoce con el nombre de nucleósido.

Cuando, a su vez, el fosfato está unido a la ribosa por el carbono 5’, se le llama

nucleótido. Los nucleótidos entre si están unidos por los fosfatos que se unen en las

posiciones 3’ y 5’ de las ribosas por puentes fosfodiéster. Como el carbono 2 de la

desoxirribosa no presenta ningún oxigeno, la única posibilidad es que la molécula sea

un largo polímero no ramificado.

L

Dr. Flavio Briones S. M.V. 60

Si bien se conocía la composición del ADN, sólo después de las publicaciones de

Watson y Crick, en 1953, se tuvo una idea acerca de su estructura tridimensional que

explicara no sólo los hechos conocidos ya de su composición química, sino también

su función biológica.

Uno de los hechos fundamentales previamente establecidos fue el hallazgo de que las

relaciones A - T y G - C son igual a 1 en el ADN de todos los organismos estudiados,

salvo muy escasas excepciones.

Otro dato fundamental para la formulación de su hipótesis por Watson y Crick fueron

los estudios de difracción de rayos X, que demostraron una periodicidad en la

estructura de la molécula de 34 A. Posteriormente se halló otra periodicidad, esta vez

de 3.4 A.

El conocimiento de Crick de los patrones de difracción de rayos X de estructuras

helicoidales, junto con la formación de Watson como genetísta, los llevaron a

proponer una estructura doble y no triple, que era la hipótesis de trabajo favorecida

por los investigadores en aquel momento. La hipótesis propuesta era de una doble

hélice, en cuyo interior se hallaban las bases nitrogenadas, asociadas entre sí por

uniones de hidrógeno de tal forma que su estructura fuera regular. La periodicidad de

difracción de rayos X de 3.4 A se explicaría entonces por la separación entre las bases

en la molécula y la de 34 A representaría la distancia entre dos vueltas de la doble

hélice. La molécula tendría 20 A de diámetro, y las cadenas de fosfato - azúcar se ha-

61

llarían en la parte exterior separadas por 11A aproximadamente a través del centro de

la hélice. Las dos cadenas están separadas en forma simétrica y dejan espacios

levemente diferentes alternadamente, lo que produce un surco mayor y otro menor

que corren a lo largo de la molécula. Las bases nitrogenadas se disponen en el centro

en forma plana y perpendicular al eje de la molécula.

Cada vuelta complete de la doble hélice contiene 10 nucleótidos (ocupa 34 A a lo

largo del eje de la molécula).

Las bases nitrogenadas se aparean entre purinas y pirimidinas tal como antes se

menciono; el apareamiento de purinas y pirimidinas entre si no ocurre normalmente

porque traería como consecuencia una distorsión de la forma de la molécula (las

purinas son más pequeñas que las pirimidinas) y su consecuente distorsión de la

unión entre ellas.

El número de uniones de hidrógeno es mayor entre guanina y citosina (tres) que entre

adenina y timina (dos), lo que determine una secuencia complementaria de bases en

las dos cadenas, corriendo estas dos cadenas en dirección opuesta.

La misma estructura del ADN determina la forma de su duplicación, como se verá

mas adelante.

C. Las Proteínas:

Dr. Flavio Briones S. M.V. 62

Mediante estudios bioquímicos se ha demostrado que el ADN sé encuentra asociado

con proteínas en los núcleos de los organismos superiores. En seres procarióticos,

como las bacterias, el ADN sé encuentra libre, con su carga iónica al parecer

neutralizada por iones metálicos, tales como los de sodio. En los eucariontes, el ADN

sé encuentra asociado principalmente a proteínas básicas, llamadas histonas.

También se puede aislar cierta cantidad de proteínas ácidas de los complejos

nucleoproteicos.

D. Histonas:

La razón ADN/histonas en la mayoría de los núcleos de los organismos superiores es

l : l. las proteínas de este tipo se caracterizan por ser ricas en arginina y lisina, carecen

de triptófano y son pequeñas, pues su peso oscila entre 21.000 y ll.300 daltones. La

acidez de los ácidos nucleicos se explica por el hidroxilo fosfórico que todavía puede

ser disociado. En los cromosomas de los eucariontes dichos radicales están unidos a

los grupos amino de las histonas que presentan aminoácidos básicos, tales como

arginina o lisina.

En general las histonas están compuestas por no más de 100 aminoácidos. De acuerdo

con su contenido en lisina y arginina se pueden dividir en:

- Ricas en lisina

- Moderadamente ricas en lisina, y

- Ricas en arginina.

63

Las proteínas de este tipo son muy homogéneas; si se comparan fracciones

provenientes de diferentes organismos, sólo se encuentran pequeñas variaciones en el

grupo que es rico en lisina.

Todas las histonas contienen aproximadamente un 25% de aminoácidos básicos, un

13% de aminoácidos ácidos y un 20% de hidrófobos.

E1 grupo F1 (ricas en lisina) son las de mayor tamaño y su peso molecular es de

21.000 aproximadamente.

Los datos obtenidos de las diferentes histonas por el análisis secuencial de

aminoácidos muestran que hay en ellas una tendencia general a presentar en grupos

los aminoácidos de tipo similar. Esta característica tendría que ver con su función en

la cromatina. Los estudios secuenciales realizados en fracciones similares

provenientes de distintas especies muestran una notable estabilidad de estas proteínas

a lo largo de la evolución. En muchos casos, las mismas son idénticas; en otros, sólo

presentan algunos aminoácidos diferentes. La tasa de evolución que se calculó para la

F2a1 es de 0.06 mutaciones por cada 100 residuos cada 100 millones de años, lo que

es muchísimo mas estable que cualquier otra proteína conocida hasta el momento. La

conclusión que se puede sacar es: cualquier mutación de esta histona es prácticamente

letal. Esta misma estabilidad sugiere que su papel principal es estructural y no

regulador génico, como se postuló primeramente. E1 grupo rico en lisina (F1) puede

ser fraccionado en cuatro partes que tienen una composición en aminoácidos y un

Dr. Flavio Briones S. M.V. 64

peso molecular muy parecidos. Tal vez se trate de un grupo de histonas de estructura

similar, en las cuales hay micro heterogeneidad. En este grupo, al igual que se

observa en las otras fracciones, las regiones terminales podrán estar asociadas al

ADN.

Estudios han señalado que las histonas se encuentran agrupadas en la cromatina. Es

posible que las histonas F2al, F3, F2b, F2a2 estén asociadas formando tetrámeros. La

forma en que estas cuatro histonas están agrupadas no está todavía exactamente

establecida. La histona F1, por su parte, no se asocia y se presenta como un

monómero.

E. Proteínas no histónicas:

Todas las otras proteínas no histónicas aisladas de la cromatina se agrupan bajo la

sigla P.N.H. Durante cierto tiempo se las llamó acídicas en contraposición a las

histónicas, que son básicas, pero pronto se hallaron formando parte de este grupo

proteínas que, si bien eran básicas, no eran histonas. Por esta razón, se emplea hoy el

término genérico de P. N. H. para este grupo heterogéneo de proteínas. E1 porcentaje

de P. N. H. que se encuentra en la cromatina es variable y puede llegar en ciertos

tejidos al 40%. La cantidad que se extrae varia de acuerdo con el método utilizado en

su extracción, pero la razón proteínas histónicas/proteínas no histónicas oscila entre

1/3 y 2/3.

65

E1 número de proteínas no histónicas identificado es mucho mayor que el de las

histonas. De acuerdo con los diferentes métodos de aislamiento empleados su

número oscila entre 20 y 115. E1 peso molecular de las proteínas no histónicas es

mayor que el de las histonas y el mismo oscila entre 10.000 y 1.000.000 daltones. De

todas las fracciones aisladas sólo 15 ó 20 se hallan en cantidades importantes, repre-

sentando entre un 50 a un 70% del total.

Dentro de los grupos mayores de proteínas no histónicas se diferencian cuatro clases:

a) proteínas acídicas con un P. M. de 43.000 daltones; b) proteínas con punto

isoeléctrico entre 5 y 7 y un P. M. que oscila entre 43.000 y 81.000 daltones; c)

proteínas pequeñas con un P. M. entre 10 y 20.000 daltones, neutras o levemente

básicas; y d) grupo de proteínas pequeñas (entre 20.000 y 28.000 daltones) con un

punto isoléctrico neutro o acídico con alto contenido en lisina. Llama la atención el

grupo D, cuya estructura recuerda a la de las histonas en la distribución irregular de

los grupos con carga iónica. Asimismo se unen al ADN sin disminuir su capacidad

de transcripción. Las P. N. H. presentan una variación limitada en cantidad y calidad

en los diferentes tejidos. Dentro de ellas se han individualizado numerosas enzimas

relacionadas con la duplicación y transcripción del ADN.

La mayoría de las P. N. H. identificadas al presente son comunes a todos los tejidos,

lo que hace suponer que las mismas tienen un papal estructural. Se ha postulado que

las P. N. H. (por lo menos algunas) están relacionadas con la determinación

especifica de la transcripción de la información cifrada en el ADN. La demostración

de esta hipótesis está limitada en la actualidad por el hecho de que las técnicas de

Dr. Flavio Briones S. M.V. 66

identificación disponibles en estos momentos no son lo bastante refinadas para

detector proteínas presentes en un porcentaje inferior al 1%; y las proteínas

reguladoras de genes específicos - de ser correcta la hipótesis - se hallan en

cantidades seguramente por debajo de dicha cifra.

F. Composición y estructura de la cromatina:

Si se observe al microscopio óptico la estructura de los núcleos interfásicos, estos se

caracterizan por un contenido fibroso que a veces tiene la forma de grumos. A este

material se lo denominó cromatina porque se tiñe intensamente cuando se emplean

colorantes básicos en la tinción celular. En el interior del núcleo interfásico, la

cromatina tiene la apariencia de masas de fibrillas de unos 100 A de diámetro, más o

menos dispersas, cuando se observan con el microscopio electrónico. En ciertas

zonas del núcleo, la cromatina está dispuesta en forma más densa y compacta, a estas

regiones se las ha denominado cromocentros. Es posible también observar material

del tipo granelar o fibrilar diferente de la cromatina, al que se le denomina material

extracromosómico. A1 menos parte de este material se ha identificado como com-

plejos ribonucleoprotéicos. La cromatina está compuesta de ADN, de proteínas

histónicas, de proteínas no histónicas y de ARN. La cantidad de cada uno es

aproximadamente 1/3 de ADN, una cantidad algo mayor de histonas, algo menos de

1/3 de proteínas no histónicas, y el resto de ARN. La cantidad de proteínas no

histónicas y de ARN parece aumentar durante la división mitótica. Estos cambios tal

vez estén relacionados con el proceso de condensación de la cromatina durante la

metafase.

67

Experimentos hechos con enzimas que actúan directamente sobre el ADN, han

demostrado que el ADN en la cromatina se halla protegido, posiblemente por las

histonas, y es mucho menos accesible a la acción de la ADNasa. Así mismo, la

capacidad de servir de molde en la síntesis del ARN es reducida, por lo que la falta de

accesibilidad del ADN va acompañada de inactividad funcional.

La estructura de la cromatina depende fundamentalmente de interacciones iónicas; sin

embargo, contribuyen a su estabilidad fuerzas del tipo hidrófobo.

Las histonas aisladas de la cromatina se agrupan en forma de oligómeros, como se

dijo en párrafos anteriores; estos estudios parecen respaldar la hipótesis de que la

estructura de la cromatina se basa en una unidad formada por dos de cada uno de 10B

cuatro tipos importantes de histonas (F2al, F3, F2a2, F2b), y cerca de 200 pares de

bases de ADN.

Las fibras de cromatina estarían formadas por cadenas de estas unidades. Cuando se

reconstruye experimentalmente la cromatina a partir de sus elementos, se advierte que

sólo es necesario añedir al ADN las fracciones F2al, F3, F2a2 y F2b para obtener una

estructura regular denominada nucleosoma o corpúsculo nu. Cada nucleosoma

tendría aproximadamente 100 a 130 A de diámetro y su estructura consistiría, según

Kornberg (1974), en una doble hélice de ADN cubierta por histonas. Dicha cubierta

sería discontinua, como las cuentas de un rosario, formada por la asociación de dos

tetrámeros (grupos de cuatro) de histonas por cada 200 pares de bases de ADN en

Dr. Flavio Briones S. M.V. 68

forma de espirales superarrollados. La histona F1 estaría unida al ADN en los lugares

que quedan entre cada cuenta (su relación es de 0.5 de molécula por cada 200 pares

de bases).

G. La fibra de cromatina:

La estructura previamente descrita parece estar de acuerdo con lo que se observa en

los preparados hechos para el microscopio electrónico, en los cuales se ve la

cromatina bajo la apariencia de un collar donde cada una de las cuentas o corpúsculos

tiene un diámetro de unos 100 A.

Los resultados obtenidos mediante el microscopio electrónico varían de acuerdo con

las técnicas utilizadas en el estudio de la cromatina, ya sea en cortes finos o en

material aislado. La mayoría de las observaciones de cortes finos acusan un diámetro

de fibra cromática de unos 100 A. Los resultados obtenidos en estudios de material

aislado, ya sea cromatina o en cromosomas metafásicos, son más dispares, y los

diámetros de las fibras son mucho mayores, pues oscilan entre los 200 y 300 A. Esta

diferencia puede explicarse por un superenrollamiento de la fibra. En otras palabras,

el ADN superenrollado en la fibra de l00 A de diámetro es a su vez superenrollado

hasta llegar a un diámetro de 300 A.

E1 grado de compactación que presenta el ADN en la fibra varía de acuerdo con el

estado fisiológico del núcleo; éste aumenta a medida que la célula pasa de interfase a

metafase y la fibra aumenta de diámetro. Los resultados de estudios realizados en

69

cromosomas humanos muestran que, en ciertos lugares, las fibras de 200 – 300 A

parecen desdoblarse en unidades menores, de aproximadamente 100 A, que acaso

correspondan al superenrollamiento de primer orden que presenta el ADN. Para

llegar a la estructura fibrilar de 300 A se asociarían proteínas. La fibra de menor

diámetro presenta una densidad al microscopio electrónico mayor que la observada en

la estructura de mayor sección. A1 ser el ADN más electrón - denso que las

proteínas, la asociación de estas últimas aumentarla el diámetro de la fibra

disminuyendo su densidad. Estas proteínas podrían asimismo contribuir a mantener

la estructura tridimensional propia de la fibra de la cromatina.

Durante el proceso de división celular, en especial luego de la disolución de la

membrana nuclear, se asocia al cromosoma material nuclear no específico. Este

material también contribuiría al espesor de la fibra de cromatina descrita en los

cromosomas metafásicos aislados.

H. Estructura de los cromosomas:

Durante un prolongado lapso, lo sabido acerca de la estructura cromosómica estuvo

limitado a causa de la metodología de estudio empleada. En 1880 Boranetzky, al

estudiar células madres de polen de especies de Tradescantia observó que los

cromosomas estaban formados por un filamento espiralado. Este filamento fue

posteriormente denominado cromonema por Wilson (1896). Se han descrito

tratamientos mediante los cuales se pone de mayor relieve dicha estructura. E1 uso

de estas técnicas permitió evidenciar que el cromonema sigue un ciclo de

Dr. Flavio Briones S. M.V. 70

espiralización tanto durante la mitosis como la meiosis. A medida que se acortan los

cromosomas, disminuye el número de vueltas y aumenta el diámetro de aquellos.

Después de la anafase, el proceso se invierte volviendo el cromonema a tener el

espiral remanente hasta el próximo ciclo de división. Estudios mediante técnicas más

recientes han demostrado que los cromosomas tienen una estructura y organización

que va mucho más allá que el cromonema descrito por la microscopia óptica. Así,

estudiando por medios radioautográficos material procedente de cromosomas se ha

vista que en el hámster hay fibras de hasta 1800 A de longitud. Confirmando estos

resultados, el estudio de tejidos humanos ha revelado segmentos de aproximadamente

2 cm de longitud. Esta longitud podría corresponder a una sola molécula contenida

en uno de los cromosomas pequeños de la especie humana.

Informes complementarios obtenidos del estudio de las propiedades viscoelásticas del

ADN extraído de cromosomas de Drosophila permiten suponer que cada uno de los

cromosomas de esta mosca contiene una solo molécula de ADN

Las primeras hipótesis postuladas acerca de la estructura cromosómica suponen que

la cadena de ADN estaba fragmentada dentro del cromosoma y que los fragmentos se

hallaban unidos por proteínas. Estas uniones permitan explicar el destorneamiento

que tiene que hacer la molécula para duplicarse. En la actualidad se conocen algunas

proteínas que podrían destornear el ADN sin necesidad de soluciones de continuidad

en la molécula de ADN. Con posterioridad se presentaron modelos cromosómicos

basados en una columna vertebral de origen proteico a la cual estaban unidas

lateralmente moléculas de ADN. Esta estructura permitiría la fragmentación de la fi-

71

bra cromosómica por enzimas proteolíticas. Pero, esto no ocurre, y la fragmentación

de la misma sólo se consigue mediante el empleo de la ADNasa.

Estudios recientes de microscopia electrónica muestran el cromosoma metafásico

constituido por fibras de aproximadamente 300 A de diámetro dobladas y enrolladas.

Este aspecto puede ser el resultado tanto del empaquetamiento de una sola fibra como

de varias, ya que en general no se observan extremos libres. Si se tiene en cuenta los

estudios de viscoelasticidad citados antes, cada cromosoma probablemente esté

compuesto por una fibra única o a lo más por pocas fibras independientes.

E1 cromosoma estaría pues constituido por sólo esa fibra enrollada sin ningún otro

componente. A nivel centromérico, el número de fibras que pasan de un brazo a otro

sería menor, lo que explicaría el aspecto de constricción primaria que presenta esta

región cromosómica. La zona centromérica, donde se insertan los microtúbulos del

huso celular o kinetocoro, se visualiza en cortes fines de cromosomas de mamíferos

hechos para microscopía electrónica como dos discos o places de unos 2.000 a 2.500

A de diámetro. Dichos discos estarían formados por una estructura densa de unos

300 - 400 A de espesor que es levemente convexa en su cara externa. Por fuera se

encuentra otra zona de material granular o fibrilar llamada corona. Los discos estén

separados de la cromatina por una región menos dense de unos 200 A de espesor.

Las fibras del huso atraviesan a veces el disco y llegan hasta las fibras de cromatina.

Si bien esta estructura del kinetocoro es muy común en los mamíferos, no se la

encuentra en especies de ortópteros ni en vegetales. Los microtúbulos se insertan

directamente en la masa de cromatina de la zona centromérica.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 72

A nivel telomérico el número de fibras de cromatina aumenta; una posible

explicación de este hecho seria el pasaje doble de las fibras que forman un bucle,

puesto que a dicho nivel no es posible hallar extremos de fibras.

Las constricciones secundarias sólo presentan como característica una disminución

del número de fibras de cromatina que se encuentran a ese nivel. Estudios de

secciones transversales de cromosomas humanos sugieren que, en la mayoría de las

regiones cromosómicas, se cuentan de 60 a 70 fibras, con excepción de los

centrómeros, en donde el promedio baja a 40, y de los telomeros, en donde el número

se eleva a 100.

A nivel centromérico hay algunas fibras que pasan de una cromátida a la otra; se ha

supuesto que eso las mantenga unidas. DuPraw (1970) sugirió que esas fibras no

están replicadas, a diferencia del resto del ADN; la replicación de las mismas a

posteriori permitiría la separación de las cromátidas. Este mismo autor propone

asimismo que el plegamiento de la fibra a lo largo del cromosoma es a la vez longitu-

dinal y transversal. Este doble plegamiento explica los resultados que a veces se

observan en los estudios de la replicación cromosómica mediante precursores

radiactivos.

I. Eucromatina y heterocromatina:

73

Dentro del núcleo interfásico se pueden observar masas o gránulos de material

cromatínico que se mantiene condensado; Heitz (1928) fue el primero que destacó

este hecho y atribuyó a esta estructura una función genética.

Normalmente el material nuclear se condense a lo largo del ciclo celular; de un estado

fibrilar, que forma una malla en la interfase, se condensa a medida que avanza el ciclo

para adoptar la forma que tienen los cromosomas metafásicos. Posteriormente a la

telofase dicho material vuelve gradualmente al estado anterior. A este material

nuclear se le llama eucromatina. En contraste con este comportamiento, ciertas

regiones de la cromatina mantienen su condensación a lo largo de todo el ciclo

celular. Estas regiones, denominadas heterocromatina, están en diferente fase

(alociclia) en lo que respecta a condensación y tinción de la eucromatina, ya que,

según las etapas que se considere, son relativamente más o menos condensadas y con

mayor o menor afinidad a la tinción que la eucromatina (heteropicnosis positiva y

negativa).

Las regiones heterocromáticas en interfase, se pueden unir y formar agregados de

mayor tamaño que se conocen con el nombre de cromocentros. Estudios de

microscopia electrónica muestran en estas zonas una estructura similar a la que se

describe en la eucromatina pero con una mayor densidad electrónica. Esto supone

que la estructura de una y otra región es muy similar, si bien diferente en cuanto a su

grado de compactación.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 74

Estos datos fueron confirmados por los resultados de la separación de la cromatina

interfasica por media de centrifugación. Según ellos la fracción de heterocromatina

está formada por gránulos de cromatina apretadamente dispuestos; por su parte, la

eucromatina presenta su característica estructura fibrilar.

Con frecuencia la heterocromatina se halla distribuida en grandes bloques en los

cromosomas, pero en ciertas ocasiones la región puede ser muy pequeña y

confundirse con un cromómero de cromatina (engrosamientos en forma de cuentas de

collar que presentan los cromosomas durante la profase), como ocurre en la petunia,

planta de la familia de las solanáceas. La heterocromatina posee otras propiedades

que ayudan a definirla.

Desde el punto de vista genético, estas regiones son generalmente inertes, es decir, no

contienen ningún gen demostrable por los métodos convencionales o los contienen en

un número muy reducido. E1 apareamiento cromosómico de las zonas

heterocromáticas durante la meiosis sólo ocurre en las etapas iniciales, muy pronto se

separan y se repelen. Asimismo no se ha constatado durante la misma la ocurrencia

de quiasmas en regiones heterocromáticas. Otra de sus características es la

inactividad en la transcripción de ARN, como lo han demostrado los estudios

radioautográficos de los núcleos interfásicos. Lima de Faria (1969) demostró

asimismo que las regiones heterocromáticas replican su ADN de preferencia en la

última parte del periodo S.

La heterocromatina puede dividirse en dos tipos: constitutiva y facultativa.

75

Se habla de heterocromatina constitutiva cuando se trata de material cromatínico que

se halla localizado en ambos miembros del par de homólogos. En la mayoría de los

casos está localizada en la región centromérica o pericentromérica de los

cromosomas. Se la puede encontrar también, aunque con menos frecuencia, en las

regiones teloméricas. Ocasionalmente se localiza en los brazos de los cromosomas,

Purdue y Gall (1970), y Jones (1970), demostraron la existencia en las regiones de

heterocromatina constitutiva de un tipo particular de ADN, llamado satélite. Los

experimentos originalmente hechos con ADN satélite de ratón fueron rápidamente

confirmados en otros materiales.

A partir de técnicas de tinción derivadas de las técnicas de hibridación de ácidos

nucleicos in situ, se encontró que es posible demostrar la localización de estas

regiones sin necesidad de recurrir al ADN o al ARN radiactivos. Las zonas positivas

demostradas por estas técnicas, conocidas por el nombre de bandeo C, coinciden en

gran numero de especies con la distribución del ADN altamente repetitivo (que

generalmente se evidencia como satélite mediante la ultracentrifugación analítica).

Sin embargo, se han encontrado especies, como un ortóptero acridido, que presenta

material positivo para bandeo C ampliamente distribuido en forma concomitante con

la ausencia de ADN altamente repetido, hechos que parecen demostrar que no hay

total concordancia en los resultados obtenidos con ambas técnicas.

La condensación de la heterocromatina constitutiva se puede modificar

experimentalmente, pero tanto su descondensación por medio de soluciones

Dr. Flavio Briones S. M.V. 76

hipotónicas, como su condensación por medio de la acción de la colchicina se logra

con gran dificultad. Esto permite afirmar que si bien la heterocromatina está

compuesta por un tipo particular de ADN, en la mayoría de los casos su estructura

está determinada fundamentalmente por su compactación y por el ADN. Dicha

compactación podría lograrse por la asociación del ADN a un tipo particular de

proteínas.

La heterocromatina facultativa resultaría de la inactivación selectiva de un solo

miembro del par cromosómico. E1 ejemplo más característico de este tipo de

heterocromatina lo constituye la inactivación de uno de los cromosomas X que se

observe en las hembras de los mamíferos. Al comienzo del desarrollo embriológico

ambos cromosomas sexuales son activos, pero en determinado momento de la

embriogénesis uno de los dos cromosomas se inactiva al azar y mantiene dicho estado

a partir de ese momento. Ese cromosoma se mantiene condensado durante la in-

terfase y su visualización como masa de heterocromatina es lo que se conoce con el

nombre de corpúsculo sexual o de Barr, en honor a su descubridor. Asimismo,

replica tardíamente el período S y al parecer no transcribe en la mayoría de

situaciones su información genética.

J. Fracciones repetidas del ADN:

Mediante el empleo de gradientes de densidad en cloruro de cesio neutro y

ultracentrifugación, se ha estudiado el ADN de diferentes especies. Se han

determinado ciertas propiedades físicas, como su densidad de flotación, que es

77

característica de cada especie. Usando esta metodología se ha podido aislar en

algunas especies estudiadas una fracción principal (con su correspondiente densidad

de flotación) y una o más fracciones menores con diferentes densidades. Estas

fracciones, que pueden ser más livianas o más pesadas que el promedio, se les conoce

con el nombre de ADN satélite. En ciertos casos el empleo de iones metálicos, como

Ag+ o Hg++, que presentan mayor afinidad por ciertos tipos de ADN, permite

separar estas fracciones, aumentando artificialmente su densidad.

Estudios posteriores de la velocidad de reasociación del ADN satélite mostraron que

ésta se realiza mucho más rápidamente que en la fracción principal.

En este tipo de investigaciones, la velocidad de reasociación de fragmentos de ADN

de pequeña longitud previamente disociados va a ser proporcional al número de

fragmentos con secuencias complementarias, puesto que la reasociación ocurre por

colisiones entre las moléculas presentes en una disolución a temperatura constante.

A1 ser mayor dicha velocidad, surge de inmediato la idea de que tales fracciones pre-

sentan secuencias repetidas un gran número de veces. Para estimar la redundancia, es

decir la cantidad de secuencias repetidas, Britten y Kohne establecieron la variable

Cot (Co = concentración inicial de moles de nucleótido por litro y t = tiempo de

reasociación en segundos).

En los organismos superiores, en especial mamíferos, el porcentaje de redundancia

oscila entre un 30 y un 40% del total del genomio. Dentro de ese porcentaje se

encuentran fracciones que se caracterizan por presentar secuencias de unos 100

Dr. Flavio Briones S. M.V. 78

nucleótidos de longitud repetidos hasta 1.000.000 o más veces. Se les conoce con el

nombre de fracciones altamente repetidas. Un segundo tipo, medianamente

redundante, presentan familias de secuencias repetidas entre 100 y 1.000.000 veces

cada una. Las fracciones altamente repetidas son en general más ricas en un par de

bases que los otros tipos de ADN. En los casos en que predominan las bases A-T son

más livianos que la fracción principal, y en los casos en que son ricas en G-C, ocurre

lo contrario. Algunos ADNs altamente repetidos, como sucede en el caso del

conejillo de indias, pueden presentar secuencias derivadas de una unidad básica de

sólo seis pares de bases de longitud.

Este tipo especial de ADN no parece ser transcripto a ARN, y su función no se

conoce aún con exactitud, siendo aparentemente estructural, en especial en la región

centromérica.

Todos los tipos de ADN repetidos no se aíslan necesariamente como fracciones

satélites en gradientes de densidad; sus secuencias y su redundancia tienen que ser

tales que su densidad de flotación sea diferente del promedio principal.

K. Bandas C, G y Q:

Como ya se vio, las técnicas de bandeo C permitieron localizar regiones de

heterocromatina constitutiva. Este material se encuentra sobre todo en regiones

centroméricas y pericentroméricas, pero también se le puede hallar en los telómeros y

79

por excepción en zonas intersticiales de los brazos cromosómicos. Sólo en casos

excepcionales, su distribución es más amplia.

Un tipo totalmente diferente de bandeo, conocido con el nombre de bandas G. fue

descrito poco después (l97l). Este tipo difiere del anterior en que aparecen bandas

transversales claras y oscuras a lo largo de todos los cromosomas. La localización de

las mismas es fija y permite identificar cada uno de los cromosomas y los diferentes

pares.

Los métodos de obtención del bandeo G son variados y pueden agruparse en: a)

métodos salinos, en los que básicamente se obtiene el bandeo mediante la incubación

en soluciones salinas; estas técnicas son en cierta medida similares a las empleadas en

el bandeo C; b) métodos enzimáticos, en los que se usan enzimas proteoliticas, como

la tripsina o la pronasa, que tendrían efectos propiamente proteolíticos o, como en el

caso de la tripsina, también un efecto quelante; c) técnicas varias, en las que se

incluyen aquellos métodos que emplean sustancias como urea, permanganato de

potasio, etc.

E1 nombre genérico de este tipo de bandeo se debe a que, en todas ellas, se usa como

colorante para poner en evidencia las bandas, la tinción descrita por Giemsa.

Se ha descrito también un tipo de bandeo llamado R (del frances revers) que se

caracteriza por presentar un patrón de bandeamiento inverso al obtenido con las

Dr. Flavio Briones S. M.V. 80

técnicas de bandeo G. es decir que las bandas claras obtenidas por el método de

bandas R corresponden a las bandas oscuras de los métodos de bandeamiento G.

Cassperson, Zoch y Johansson (1970), mediante el empleo del fluorocromo

quinacrina (posteriormente también usaron la mostaza de quinacrina) obtuvieron un

bandeamiento transversal de los cromosomas cuando las preparaciones habian sido

sumergidas en una solución de cualquiera de estas sustancias y después se

examinaban bajo luz ultravioleta en un microscopio de fluorescencia. La alternancia

de las bandas flucrescentes y no fluorescentes coinciden a grandes rasgos en su

localización con las bandas G. Hay ciertas regiones cromosómicas que son muy

fluorescentes, como el segmento distal del cromosoma Y en el hombre, que no se

tiñen con las técnicas de bandeo G. Dentro de esa región, que también reacciona

positivamente con las técnicas para bandas C, se ha detectado una secuencia de

gruesas bandas positivas y delgadas bandas negativas, cuyo número puede variar de

acuerdo con los individuos. Se considera esta variación como un polimorfismo nor-

mal de la especie humana (región con características variables que no tiene aparente

traducción en ninguna otra alteración del fenotipo).

Las regiones que en general se tiñen fuertemente por las técnicas para bandas C son

negativas cuando se realizan los bandeamientos G y Q. Una de las más claras

excepciones es el ya referido segmento distal del cromosoma Y del hombre. En

algunas especies, que presentan sus cromosomas sexuales constituidos en su mayor

parte por heterocromatina, estas regiones son también positivas tanto para el

bandeamiento C como para el Q.

81

Los estudios cromosómicos mediante este tipo de técnicas han hecho importantes

contribuciones al conocimiento de la estructura cromosómica, asi como han permitido

una correcta identificación de cada uno de los cromosomas del cariótipo. Con una

identificación precisa, se han podido detector alteraciones cromosómicas tales como

pequeñas deficiencias, inversiones y translocaciones que de otra forma pasaban

inadvertidas por ester implicados trozos cromosómicos muy pequeños o por ocurrir

dichas alteraciones en pares cromosómicos muy dificiles de identificar por otros

métodos. Como es fácil de suponer, estas técnicas han mejorado en forma muy

evidente los estudios de la patologia cromosómica humana y animal y han afinado sus

diagnósticos. Asimismo han facilitado los estudios sobre evolución al permitir la

correcta identificación de las semejanzas y diferencias entre los cariótipos de las es-

pecies que se comparan.

La relación entre heterocromatina constitutiva y bandas C es clara y se basa en dates

funcionales y estructurales. No puede decirse lo mismo de las bandas G y Q. aunque

algunos autores han sostenido que las bandas oscuras corresponden a heterocromatina

constitutiva intercalar.

La heterocromatina facultativa no se puede distinguir por ninguna de estas técnicas; si

se toman por ejemplo los cromosomas sexuales de los mamíferos, ambos

cromosomas se colorean en forma similar.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 82

Tanto en primates como en el hombre, cuando se usan fluorocromos, como la

quinacrina o la mostaza de quinacrina, en núcleos interfasicos, se reconoce una masa

de intensa fluorescencia que se ha llamado corpusculo F que corresponde al segmento

distal del Y.

E1 mecanismo de obtención de las bandas no está aclarado. En el caso de las bandas

Q, se sabe que tratamientos con ADNasa hacen desaparecer el bandeo, y esto se

interpreta como la prueba de la interacción de los fluorocromos con el ADN. Las

pruebas de que se dispone en la actualidad parecen indicar que el mecanismo de

bandeo está, en el case de las bandas Q, más que nada controlado por la posibilidad

de reaccionar que tendrían estas sustancias con el ADN, de acuerdo con el grado de

revestimiento o interacción proteica que tengan, más que por una secuencia

determinada de bases de ese mismo ADN.

Los patrones de bandeo obtenidos por las tecnicas para bandas G podrian ser el

resultado de la interacción entre el ADN y las proteínas cromosómicas. Pruebas de

laboratorio han demostrado que la mayoría de las técnicas de bandeo G extraen

proteínas cromosómicas y estas regiones no reaccionan con el colorante.

En primera instancia se pensó que un mecanismo de desnaturalización y

renaturalización del ADN seria la base de la producción de las bandas C. Pero

estudios posteriores han demostrado que la renaturalización del ADN, tanto el

altamente repetido como el no repetido, se hace en un período muy breve, lo que no

está de acuerdo con las largas incubaciones que se hacen en la generalidad de estas

83

técnicas. En forma paralela se ha vista que la técnica de bandeo C tiene como

consecuencia una extracción de haste un 50% del ADN cromosamico. De preferencia

se extrae el ADN localizado en los brazos cromosómicos, por lo que cabe suponer

que la heterocromatina localizada en las regiones centromérica mantiene una

estructura más compacta y resistente a los tratamientos, poniéndose de esa forma de

manifiesto.

L. Duplicación de los cromosomas:

La duplicación y posterior separación del material genético se observa durante las

etapas del ciclo mitótico, como la aparición, condensación y posterior separación de

los cromosomas. En el momento que se los reconoce como tales, ya han ocurrido, en

el cromosoma interfásico, las etapas fundamentales: la duplicación del ADN y de las

proteínas histónicas, ambos componentes fundamentales de la cromatina, que luego

se condensa para formar estructuras reconocibles como cromosomas. Es por esta

razón que se considera de gran importancia tener una visión somera de lo que ocurre

a nivel molecular.

Las observaciones citalógicas han dividido en dos etapas la vida celular: la interfase y

la mitosis. Durante el periodo de interfase solo se reconoce en el núcleo una red de

filamentos de cromatina con pocas características diferenciables.

En contraste con esta aparente inactividad, durante el período de interfase ocurren la

replicación del ADN, así como la transcripción a ARN. A1 contrario, durante la

Dr. Flavio Briones S. M.V. 84

etapa de mitosis se suspenden prácticamente todos los procesos sintéticos. El periodo

de interfase se puede dividir en etapas de acuerdo con el momento en que ocurre la

síntesis del ADN. La célula, una vez finalizada la mitosis, entra en el periodo G1, y

durante esta etapa la cantidad de material genético (ADN) es igual a 2C (C es el

contenido de ADN que posee un núcleo haploide), es decir que contiene una cantidad

de material que corresponde a una célula diploide. Al comenzar la síntesis del ADN

la célula entra en la etapa S, durante la cual la cantidad de ADN se duplica, es decir,

su contenido es de 4C, o sea equivalente a dos conjuntos de información diploide. A1

finalizar la misma, la célula pasa a la etapa de G2, que termina al comenzar la

división celular. Las letras de G1 y G2 (del inglés ''gap'') designan respectivamente

los dos periodos de aparente calma que preceden y siguen a la etapa de síntesis.

La duración de estos periodos varia de tejido a tejido y depende de las condiciones

fisiológicas de las células. El periodo G1 puede ser tan corto que casi no se aprecie o

tan largo que dure años, como ocurre en el tejido nervioso. Pero, en general, en las

células de organismos eucariotes, su duración es de aproximadamente 12 horas. A

diferencia de esta variabilidad, la duración de los periodos S y G2 es bastante

uniforme para un tipo dado de células. La duración del periodo S es de unas 6 a 8

horas, y la del periodo G2, oscila entre 3 y 4.

Se describe un tercer periodo G, llamado G0, en aquellas células diferenciadas cuyo

ciclo de división ha cesado permanentemente. A1 no existir claras diferencias entre

G0 y G1, se discute si éste no seria un caso especial de G1. Una vez comenzado el

periodo S, el ciclo no se detiene hasta que se completa. Lo que permanece aún en el

85

terreno hipotético es qué determina el comienzo del ciclo. E1 causante del comienzo

de la sintesis pudiera ser una proteina, como indican los experimentos con

bloqueadores de la sintesis proteica. Por su parte, el comienzo del periodo M o

mitosis parece provocado por una sustancia que se acumularia durante G2: la mitosis

tal vez comience al llegar aquélla a un nivel critico.

Durante el periodo S no sólo se sintetiza ADN, sine también proteínas de tipo

histónico.

M. Replicacion del ADN:

La replicación del ADN se realiza en forma semiconservativa; el ADN contenido en

cada cromosoma va a dar origen, a partir de su doble cadena, a otras dos nuevas

cadenas dobles. Cada una de éstas está formada por una cadena original y por su

molécula complementaria recién sintetizadas. Cada cadena así formada va a ser parte

de un cromosoma hijo.

La replicación no ocurre todo a lo largo de la cadena de ADN en forma sucesiva, sino

que hay muchos sitios a lo largo de la cadena en que es simultánea. La nueva cadena

crece en una solo dirección del terminal 5’ al 3’; las cadenas recién sintetizadas

comienzan con una secuencia de ARN, que luego se elimina, y ambos extremos

quedan unidos en forma covalente.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 86

La mayoría de lo sabido hasta hay sobre la duplicación del ADN se obtuvo de

experimentos con procariotes, en especial con fagos. Si bien no hay datos detallados

sobre eucariotes, la presencia de algunas enzimas similares a las encontradas en

células procarióticas hacen suponer que en ambas están en juego procesos similares.

La prueba de que la síntesis del ADN es semiconservativa fue elegantemente

obtenida por Meselson y Stahl (1958) cultivando bacterias, por varias generaciones,

en medios de cultivo que contenían un isótopo pesado del nitrógeno (N-15);

posteriormente, los cultivos fueron transferidos a medios con nitrógeno normal

(N-14). La presencia de N-15 en el ADN bacteriano aumenta la densidad de flotación

de éste al centrifugarlo en un gradiente de cloruro de cesio. Los resultados mostraron

que las muestras obtenidas después del cambio de media al tiempo correspondiente a

un ciclo de duplicación presentaban un valor de flotación intermedio entre la

densidad normal y la obtenida después del cultivo en media con N-15. En muestras

obtenidas posteriormente se obtuvieron dos valores de densidad: uno bajo

correspondiente al ADN con N-14, y otro intermedio similar al obtenido

anteriormente. los resultados sustentan totalmente la hipótesis semiconservativa,

puesto que el valor intermedio se obtiene por la formación de moléculas con una

cadena pesada (con N-15) y una liviana (con N-14). En una segunda generación se

vuelven a separar las dos cadenas, y como era previsible se forman dos tipos: uno

híbrido similar al anterior y otro con las dos cadenas livianas. La replicación del

ADN siempre comienza en los mismos sitios a lo largo de los cromosomas por lo

que, en un mismo momento dada durante el ciclo de replicación, es la misma parte

del genomio la que se está replicando. Diversos experimentos en bacterias han

87

demostrado que, a partir de una horquilla de replicación, punto de crecimiento de las

cadenas, la síntesis ocurre en ambas direcciones.

En mamíferos, mediante el uso de radioautografia, se ha vista que dos puntos de

replicación van progresando en forma bidireccional desde su respectivo origen, de tal

forma que se encuentran en un punto terminal común, formando entonces un gran

bucle de ADN replicado; estas unidades de replicación tienen una longitud entre 15 y

90 u.

La velocidad de replicación es muy variable, teniendo, de acuerdo con estudios de

células de eucariotes, un promedio aproximado de 0.5 por minuto. La velocidad de

duplicación del ADN de una bacteria, como la E. colli, es mucho mayor (unas 14 u

por minuto). La diferencia entre ambas podría deberse al mayor compactamiento del

ADN dentro de la fibra de cromatina en los eucariotes.

La iniciación de la síntesis del ADN está controlada por un proceso bioquímico; si

ella entra en la fase S no se detiene en la inmensa mayoría de los casos hasta que la

célula alcanza nuevamente la fase G1. De acuerdo con numerosos experimentos

realizados es necesario una síntesis de proteínas, cosa que ocurre al fin del periodo

G1, para que el ADN de las células comience su replicación. Esta síntesis ocurre 2 a

3 horas antes de la fase S.

E1 estudio de la síntesis del ADN en células de mamíferos ha demostrado que la

misma no es continua, sino que el contenido celular de ADN aumenta por saltos. E1

Dr. Flavio Briones S. M.V. 88

porcentaje de ADN duplicado en la parte inicial, media y final del período varia de

acuerdo con el tipo de células estudiado, aunque siempre persiste un porcentaje bajo

en la etapa inicial.

La estructura del ADN, una doble hélice, plantea el problema de su desenrrollamiento

como paso previo a su duplicación, por lo menos en la horquilla de replicación. En la

actualidad se han aislado en procariotes proteínas de un tipo particular que al parecer

se asocian al ADN de tal manera que despiralizan regiones del ADN antes de que éste

comience a duplicarse.

La síntesis de las nuevas cadenas de ADN se produce en las horquillas de replicación

una vez que se ha despiralizado y se han separado ambas cadenas madres. Se ha vista

que la síntesis de las cadenas complementarias sólo ocurre en la dirección 5’ – 3’.

Esto plantea el problema de cómo las cadenas hijas no se sintetizan con una

continuidad de ensamblaje. Una de las cadenas hijas podría ser sintetizada en forma

continua, pero la complementaria (comienza en 3’ – 5’) tiene necesariamente que ser

sintetizada en forma discontinua.

Hoy en ida se supone que ambas cadenas hijas son sintetizadas en fragmentos

(también llamados fragmentos de Okazaki por ser este autor el primero en

describirlos). Estos fragmentos se unen con prontitud en forma covalente por la

acción de una enzima (ligasa). No se ha identificado hasta ahora ninguna enzima

(polimerasa) que sintetice nuevas cadenas de ADN si no hay un -OH en posición 3’

terminal. En la actualidad se supone que una pequeña cadena de ARN tiene la

89

función de iniciar la síntesis del ADN. Durante el proceso se sintetiza un pequeño

polinucleótido de ARN sobre el punto de iniciación de la cadena despiralizada del

ADN; a continuación se sintetiza el fragmento correspondiente a esa unidad de

replicación. Una vez terminada la síntesis de varios de estos fragmentos, los

iniciadores del ARN son eliminados y se rellena el hueco resultante por un

mecanismo similar a los empleados en la reparación del ADN, y posteriormente se

unen ambos fragmentos en forma covalente.

Parte de las enzimas implicadas en estos procesos han sido identificadas. En el

momento actual se conocen tres polimerasas, I, II y III. También se conoce parte de

su acción; todas ellas permiten sintetizar cadenas complementarias de ADN in vitro si

se cuenta con un polinucleótido que actúe como iniciador. Sin embargo, su acción in

vivo no es bien conocida, de tal forma que al parecer sólo la polimerasa III tiene un

papal preponderante en la duplicación del ADN. Las otras enzimas aisladas tal vez

tengan fundamentalmente otras funciones, como, por ejemplo, la de eliminar el

iniciador de ARN y reemplazarlo por ADN, función atribuida a la polimerasa I.

M. Síntesis de histonas y proteínas no histónicas:

La síntesis de las histonas está estrechamente ligada a la del ADN y se produce como

ésta durante el periodo S. Diversos autores han demostrado por métodos

histoquimicos que la relación ADN - histonas es constante a todo lo largo del ciclo

celular. Por lo tanto una y otra síntesis tienen que ser simultáneas; el cromosoma

Dr. Flavio Briones S. M.V. 90

como tal se replica en su totalidad durante el periodo S. Estos supuestos fueron

después confirmados mediante técnicas de incorporación de isótopos radiactivos.

Si bien la síntesis de las histonas se supone fundamentalmente limitada al periodo S,

durante todo el ciclo celular habría un intercambio entre las histonas que forman parte

de los cromosomas y las reservas celulares de las mismas, lo que indica que la

estructura proteica de los cromosomas no está rígidamente determinada, y se podría

modificar entre dos periodos S.

Sin embargo la síntesis de las proteínas no histónicas no coincide en forma muy

apreciable con el periodo de síntesis (S). La misma tal vez se produzca sin mayores

variaciones a todo lo largo del ciclo celular. Las proteínas no histónicas no se

asociarían al ADN inmediatamente después de su síntesis (como lo hacen las

histónicas), sino que lo harían en forma gradual.

Introducción a la Citogenética para Médicos Veterinarios

VII HERENCIA: BASES DE LA GENÉTICA

MENDELIANA.

A. Introducción:

a continuidad y la variación de las características de los seres vivos son los temas

centrales de la genética. Desde muy antiguo se ha observado que hay características

de un individuo que reaparecen en su descendencia, paralelamente al hecho de que

hay diferencia entre un organismo y su progenie.

Continuidad y variación, aspectos aparentemente contradictorios, son

complementarios en la herencia de un material genético, que por lo general es estable

pero en ocasiones cambia.

El estudio de la herencia se transforma en la ciencia llamada genética a partir de los

trabajos de Gregorio Mendel, los que incluso hoy son un excelente ejemplo de

investigación científica y muestran como nace una nueva ciencia.

Antes de Mendel existían muchas ideas erróneas y confusas relacionadas a la

herencia, como ejemplo se pueden citar:

- El material genético es fácilmente modificado por el medio ambiente y las

actividades del cuerpo, siendo, en consecuencia, inestable.

L

Dr. Flavio Briones S. M.V. 92

- Las contribuciones de ambos padres se mezclan y se fusionan en los hijos

(Hipocrates)

- El aporte paterno es cuntitativa y cualitativamente diferente al materno

(Aristoteles, Linneo)

- Un único padre transmite el material genético

B. Gregorio Mendel:

Johan Mendel nació el 20 de julio de 1822, en la aldea de Heizendorf, al norte de

Moravia, siendo sus padres modestos labradores.

En aquella época el imperio Austriaco facilitará el ingreso a los monasterios a las

personas de bajos recursos, de allí que Mendel ingresa como novicio en 1843 y se

ordena sacerdote agustino en 1847, tomando un nuevo nombre: Gregorio.

Simultaneamente toma estudios superiores para ejercer como profesor. En 1851 es

enviado a la universidad de Viena, destacándose en botánica y física, pero no en

biología. En las pruebas finales para obtener el título de maestro, su examinador

encuentra que le falta perspicacia y el requisito de claridad en el conocimiento y lo

reprueba.

Mendel regresa en 1853 a su monasterio y se interesa muy profundamente en el

problema de la hibridación, con el fin de obtener nuevas variedades y eventualmente

nuevas especies.

93

El 8 de febrero de 1865, ante los cuarenta miembros de la Sociedad de Historia

Natural de Brunn, el padre Gregorio Mendel expuso su trabajo con híbridos,

obtenidos al cruzar varios tipos de arvejas en un jardín del monasterio agustino

durante el transcurso de 8 años.

En primer lugar da las razones para trabajar con un material tan humilde: las arvejas.

Estas son fáciles de cultivar, existían mas de 34 variedades distintas en las cercanías

de su monasterio y poseían flores con pistilo protegido y estambres fáciles de cortar,

lo que facilitaba la fecundación artificial. Su trabajo se concentra en el análisis de

uno, dos o tres pares de carácter contrastantes y en analizar los descendientes de estos

híbridos.

Su conclusión fue que los caracteres se separan en la generación siguiente, en

proporciones matemáticas bastante repetibles y regulares. La segunda parte del

trabajo se presenta en marzo del mismo año pero la exposición es seguida con

dificultad, especialmente la idea de un organismo reducido a unos pocos caracteres

separados y que en conjunto compondrían la imagen del individuo completo, tal

como muchas piedras pequeñas componen un mosaico.

El trabajo completo, Experimentos y observaciones sobre las hibridaciones de

vegetales, fue publicado en la revista de la sociedad el año siguiente, permaneciendo

ignorado durante los próximos 35 años.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 94

Mendel estudió también el origen de los ciclones y el cruzamiento entre variedades de

abejas para obtener mejor miel. En los últimos 5 años de su vida sostuvo una fuerte

discusión con el ministro del interior del gobierno de los Habsburgos, en relación al

impuesto sobre el diesmo de los feligreses. Gregorio Mendel muere de nefritis

crónica hipertensiva el 6 de Enero de 1884, en el monasterio del cual fue abad.

C. Genética Mendelina:

Dos son los principios que constituyen la base del proceso de transmisión de los

factores mendeliano. Estos principios se refieren a la segregación de los factores que

determinan una característica, que en los individuos sexuados forman pares y serán

conocidos mas tarde como genes, para luego reunirse en la descendencia.

Uno de los cruzamientos realizados por Mendel, fue el de arvejas (Pisun sativun) de

semillas amarillas con otra variedad de semillas verdes.

La descendencia de este cruzamiento o primera generación filial (F1), resultó ser

completamente de semillas amarillas, pero cuando dos plantas de la F1 se cruzaron

entre sí la segunda generación (F2) fue de semillas amarillas y verdes en proporción

de 3:1 respectivamente.

El carácter verde no apareció en la primera generación, pero sí en la segunda, lo que

demuestra que el factor o gen que determina el color no se modificó ni perdió; solo

95

no se expresó en la F1 porque fue enmascarado por el factor causante de color

amarillo. Mendel llamo dominante al amarillo y recesivo al verde.

Para explicar estos resultados, se puede designar como A al factor o gen del color

amarillo y a al del color verde. Las plantas padres (P1), comprobadamente puros

tendrán en consecuencia la composición AA y aa.

Las plantas de la primera generación (F1) son todas híbridas y su composición

genotípica es Aa. Al segregarse este genotipo, el gen A será llevado por un gameto y

el a por otro. Como cada individuo produce dos gametos en la F2 existirán 4 posibles

combinaciones.

Estos genes distribuidos al azar, determinaron estadisticamente una F2 compuesta por

un AA, 2 Aa y un aa, osea una proporción fenotípica de 3:1 (6022 semillas amarillas y

2001 verdes).

Mendel no sabia que los híbridos en la F1 producían dos tipos de gametos, lo supo al

estudiar la F2, donde observó que había un dominante puro AA, dos híbridos Aa y un

recesivo puro aa.

Una verificación crucial de este hecho la tubo al cruzar un híbrido amarillo de

la F1 con el recesivo verde de la F2; obteniendo una generación de plantas híbridas

amarillas (Aa) y recesivas verdes (aa) en proporción 1:1; esto significa que el híbrido

F1 tenía dos clases de gametos y el recesivo solo una.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 96

Cuando un individuo posee dos genes diferentes para una misma característica se le

designa como heterocigoto; en cambio si estos genes son iguales, el individuo será

homocigoto ya sea dominante (AA) o recesivo (aa).

El experimento antes expuesto se refiere a la herencia de un par de alelos. Mendel

hizo varios cruzamientos en que consideró dos o más pares de alelos: cruzó arvejas

amarillas y lisas con otras de semilla verde y rugosa obteniendo en la F1 híbridas

amarillas lisas, que al ser cruzadas entre si generaron una F2 compuesta por 16

combinaciones, de acuerdo a los 4 tipos de gametos, que se unen al azar, repartidos

en la siguiente proporción de fenotipos:

- 9 amarillas lisas

- 3 amarillas rugosas

- 3 verdes lisas

- 1 verde rugosa

-

De acuerdo con el numero de pares de genes que entran en juego en el hibrido, se

obtienen las siguientes combinaciones:

Pares de

genes:

Nº de

gametos:

Proporción

de fenotipos:

Nº de

genotipos:

1 2 3:1 4

2 4 (3:1)2 16

4 16 (3:1)4 256

97

n n2 (3:1)n n4

En resumen, Mendel postuló que los dos miembros de una pareja de genes, se

distribuyen separadamente entre los gametos (se segregan), de forma que la mitad de

los gametos llevan un miembro de la pareja y la otra mitad lleva el otro miembro de

la pareja génica (primera ley de Mendel) y lo que es de gran importancia, que la

segregación de una pareja de genes, durante la formación de los gametos, se produce

de manera independiente de las otras parejas génicas. (segunda ley de Mendel).

D. Herencia Cromosómica:

El paralelismo que existe entre el comportamiento de la herencia de los factores

Mendelianos y el comportamiento de los cromosomas en la célula , en especial de la

célula gamética, fue establecido por Sutton en 1902 - 1903, al estudiar los

cromosomas de un saltamonte del genero Brachystala.

El concluyó que los genes se encontraban en los cromosomas, continuando así la idea

de Mendel de investigar las propiedades de los gametos, al observar lo que ocurría en

los cromosomas durante la meiosis.

Sutton observó que los espermatogonios tempranos tenían 23 cromosomas, uno de los

cuales era accesorio. Al medir los otros 22, se dio cuenta que no había 22 tamaños

diferentes, sino sólo 11 (8 grandes y 3 pequeños). Esto mismo ocurría en las células

somáticas de las hembras.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 98

Al entrar en meiosis, se formaban 8 cromosomas bivalentes grandes y 3 pequeños.

Al final de la segunda meiosis, cada espermatocito tenía, además del accesorio, 8

cromosomas grandes y tres pequeños. Este agrupamiento también ocurría en la

meiosis femenina. Sutton concluye de estos hechos que los cromosomas son

individualmente persistentes, en el sentido que cada uno tiene una relación genética

con solo uno de la generación previa y en consecuencia debe aceptarse que cada uno

posee las mismas características que en su elemento parental. Además observa que

cada elemento de la serie cromosómica del espermio tiene un equivalente

morfológico en el ovulo, de lo que deriva que ambos cubren el mismo campo del

desarrollo. Finalmente concluye que la asociación de los cromosomas maternos y

paternos en pares y su subsecuente separación durante la división reduccional puede

constituir las bases físicas de la ley de la herencia mendeliana (Sutton, 1902).

En un trabajo posterior Sutton observó que durante la división celular reductiva, la

parte paterna y materna de los cromosomas se distribuían completamente al azar en

las células hijas. Es decir que cualquier par de cromosomas puede,

independientemente, ubicarse con cromátidas paternas o maternas hacia los polos, sin

tener en cuenta la posición de otros pares, siendo en consecuencia posible un gran

número de combinaciones diferentes en los gametos de un individuo adulto.

El gran número de posibles combinaciones de cromosomas maternos y paternos en

los gametos, lleva a Sutton finalmente a relacionar la teoría cromosómica con los

hechos conocidos de la herencia descritos por Mendel, quien había demostrado que

99

los caracteres heredaban independientemente unos de otros y presentaban una gran

cantidad de posibles combinaciones en la segunda generación.

Sutton, junto con Boveri, determinó además que cada cromosoma era

cualitativamente diferente a los otros, relacionandose en consecuencia con diferentes

factores o genes, y que cada cromosoma era el portador de numerosos genes, ya que

no era lógico pensar que cada uno de ellos sólo entregaba la información para un solo

caracter.

E. Herencia Extracromosómica:

Si bien se acepta que la herencia de los caracteres es controlada por genes que se

encuentran en los cromosomas que se transmiten a la descendencia de acuerdo con las

leyes de Mendel, ya en 1909 se encontró que debían existir otros mecanismos de

transmisión de caracteres, además del modelo cromosómico.

Efectivamente, en ese año fue descrito el primer ejemplo de herencia no Mendeliano,

por Correns y Baur, en relación a la distribución de pigmentos verdes (cromoplastos)

en la Mirabilis jalapa. Desde ese entonces se han descrito cientos de otros casos que

no pueden ser explicados por los principios Mendelianos.

E.1. Métodos para establecer la Herencia Extracromosómica:

Dr. Flavio Briones S. M.V. 100

Varios son los métodos que permiten detectar la herencia extracromosómica de una

característica; a continuación se mencionan las principales:

- Cruzamientos recíprocos que originan proporciones diferentes a las

esperadas (incluyendo la herencia ligada al sexo).

- Progenies con proporciones segregacionales distintas a las Mendelianas.

- Presencia de genes en organelos citoplasmaticas que solo segregan en la

división mitótica.

- Indiferencia a la sustitución del núcleo.

Para que una estructura sea considerada portadora debe cumplir con los siguientes

requisitos:

- Ser una estructura extracromosomica.

- Determinar uno o varios caracteres.

- Poseer ADN o ARN.

- Ser capaz de dividirse.

- Transmitirse a las células hijas.

E.2. Clasificación de los Factores Extracromosomales:

E.2.1 Herencia extracromosomica determinada por estructuras que no

son esenciales, que pueden estar ausentes en el organismo, tales como

plasmidos, episomas y elementos transponibles:

101

Los plásmidos son replicones, vale decir, moléculas de ADN que se originan por

replicación y son capaces de autoreplicarse; corresponden a ADN de doble hebra,

circulares, sobre enrollados y mucho más pequeños que el cromosoma bacteriano. Su

información no es esencial para la vida celular. Hay plásmidos bacterianos que

determinan la resistencia a un antibiótico específico, a la luz ultravioleta y a los

metales pesados

La importancia de los plásmidos es que otorgan propiedades específicas a las células

que lo portan.

Los episomas son plásmidos que se integran al cromosoma principal en la célula

huésped, pudiendo existir también en forma libre en el citoplasma. Entre la

información transmitida por este tipo de plásmidos, la más importante es el factor F

(factor sexual), que origina en las células de Escherichia coli caracteres fenotípicos

como el Pilli sexual, que capacita a traspasar ADN de la bacteria portadora a una

receptora; sensibilidad a fagos específicos de bacterias masculinas (F+) y resistencia a

infección por fagos de células femeninas (F-); inmunidad a la infección con factores F

adicionales y la capacidad de convertirse en célula Hfr ( recombinación de alta

frecuencia), cuando el plásmido se inserta en el cromosoma.

Los factores de resistencia (plásmidos R) corresponden a plásmidos bacterianos

transferidos por conjugación, que llevan genes de resistencia a los antibióticos. Estos

factores R, descubiertos en Japón entre 1955 y 1957 (en Shigella), codifican enzimas

que inactivan los antibióticos que entran en las células.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 102

Los factores R pueden inducir la formación de Pilli sexual y portar una gran cantidad

de genes de resistencia, los que pueden ser transferidos incluso a bacterias de otras

especies. La flora saprófita intestinal compuesta entre otros por E. coli y Proteus,

poseen plásmidos R que les ayudan a sobrevivir en los ambientes con altas dosis de

antibióticos ingeridas por el huésped, los cuales pueden transmitir a bacterias

patógenas como Salmonella, Shigella o Haemophylus influenciae tipo B (responsable

de la meningitis), por lo que estos microorganismos adquieren resistencia el mismo

espectro de antibióticos. Esta transferencia de factores puede ocurrir también en las

alcantarillas y ríos contaminados.

Los plásmidos col aportan a las bactérias que los portan, la capacidad de sintetizar

una proteína llamada colicina, junto con la inmunidad a esta proteína que posee

acción bactericida.

Las secuencias de inserción o elementos transponibles, son segmentos de material

genético capaces de replicarse y luego insertarse en otro cromosoma, modificando o

no la expresión de los genes de este último. Se han descrito casos en los cuales la

transposición puede originar variaciones antigénicas en tripanosomas y cambio de

sexo en levaduras.

E.2.2 Herencia extracromosomica determinada por estructuras no

esenciales, generalmente adquiridas por infección con partículas kappa:

103

La partícula kappa es información genética de carácter infeccioso, semejante a las

rickettsias que necesitan la presencia de genes cromosómicos dominantes.

E.2.3. Herencia extracromosomica determinada por información contenida en

estructuras esenciales como los cloroplastos, mitocondrias, gránulos basales

de cilios y flagelos:

El ADN mitocondrial es circular y posee un largo variable, que en los vertebrados es

de 4.7 a 5.9 um. Este ADN se replica en forma semiconservativa y sincrónica similar

en algunas bacterias.

Una característica interesante del ADN mitocondrial es su código genético, que

difiere en alguna tripleta del ADN nuclear. Por ejemplo UGG en este último se lee

como triptofano, pero en el mitocondrial se traduce como fin de lectura.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 104

VIII TRASTORNOS CAUSADOS POR UN SOLO GEN.

A. Introducción:

105

IX ALTERACIONES DEL COMPLEMENTO

CROMOSOMICO

A pesar de la idea preconcebida y admitida de que el material cromosómico debe ser

inviolable para asegurar la supervivencia de la especie; sorprendentemente, no son

raras las anormalidades cromosómicas en el mundo animal.

Es frecuente la observación de la gran variedad de lesiones de los cromosomas a nivel

de gametos o cigotos. Sin embargo la enorme mayoría de ellos muere, sobreviviendo

sólo aquellos con anormalidades muy leves.

No obstante este proceso depurador algunas aberraciones cromosómicas persisten y

tienen un efecto notorio sobre el fenotipo del gameto. Varias de estas anomalías

cromosómicas originan importantes síndromes en el hombre y también en los

animales.

Teóricamente, en consideración a su número, los cromosomas autosomales deberían

alterarse con mayor frecuencia que los cromosomas sexuales, sin embargo en la

realidad no es así. En el hombre son mucho más frecuentes las alteraciones clínicas

relacionadas con anormalidades de los cromosomas sexuales. La explicación puede

ser que las alteraciones de los autosomas son generalmente no viables, produciendo

la muerte del cigoto.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 106

Las lesiones de los autosomas tienen consecuencias mucho más serias en el

individuo, que un defecto similar en los cromosomas sexuales.

El complemento cromosómico normal puede variar por modificaciones en la

estructura de los cromosomas o en el numero de ellos, las pruebas se conocen como

alteraciones cromosómicas estructurales y los segundos alteraciones

cromosómicas numéricas del cariotipo.

A. Alteraciones estructurales:

Las alteraciones estructurales en animales domésticos fueron observadas por primera

vez por Knudsen, en 1954, al estudiar toros con problemas de fertilidad. En estos

animales durante la meiosis espermatogénica, determinados cromosomas de las

células de los túbulos no se separaban en la forma correcta, conduciendo a

heterocigosis de inversión y translocación. (presentes en sólo uno de los cromosomas

homólogos). Knudsen encontró en estos animales espermios con un segmento

cromosómico demás (duplicación), con uno de menos (deficiencia) o con segmento

cromosómico invertido (inversión). Todos estos espermios son capaces de fecundar,

pero el producto de la fecundación no es viable, a consecuencia del defecto

cromosómico, mueren durante las primeras estapas de la embriogénesis, y teniendo

como consecuencia un infertilidad por muerte embrionaria.

Los cambios estructurales de los cromosomas pueden ser agrupados en dos grandes

categorías:

107

- Cromatidicas: cuando afectan a una de las dos cromatidas y

- Cromosomicas: cuando afectan a ambas cromatidas de un mismo punto.

Los principales modelos para explicar las alteraciones cromosómicas estructurales

coinciden en tres puntos:

- El ADN en la molécula blanco principal.

- Es necesario que se produzca una fractura de la cadena, ya sea en la

original o bien en la cadena naciente durante la replicación del ADN.

- La existencia de algunos tipos de recombinación entre cadenas de ADN de

cromosomas diferentes o de diferentes regiones del mismo cromosoma

durante el proceso de reparación. Segun esto, las anomalias de tipo

estructural se generan por falta o mala reparación de un daño presente en

el ADN. Este daño o lesión puede ser definido como cualquier

modificación en la estructura o en la secuencia de bases constituyentes.

A.1. Alteraciones del ADN:

A.1.1. Alteraciones espontaneas:

Las alteraciones del ADN que se originan durante su metabolismo, son consideradas

como alteraciones espontaneas. La principal fuente de origen en estas alteraciones

Dr. Flavio Briones S. M.V. 108

son fallas en el apariamiento de las bases durante la replicación y la reparación o

recombinación del ADN.

La fidelidad del proceso de replicación depende de la acción combinada de varios

factores y entre ellos la correcta activación de la ADN polimerasa, la presencia de

proteínas de acción específica, la proporción relativa de desoxiribonucleotidos

trifosfatos y la presencia de iones Magnesio.

El daño espontáneo también se puede generar por desaminación en bases, el

reemplazo en bases análogas y la perdida de bases por depurinizacion o

depirimidizacion.

A.1.2. Alteración inducida:

El daño inducido del ADN, es producido por diferentes agentes químicos y físicos.

A.1.2.1. Agentes químicos:

Los agentes químicos capaces en dañar el ADN son numerosos; siendo los mas

conocidos los agentes alquilantes, intercalantes, hidrocarburos policiclicos y aminos

aromáticos. La mayoría de estos agentes son citotoxicos, mutagenicos o

carcinogenos.

109

Los agentes alquilantes son compuestos electrofilos que interactuan con las moléculas

orgánicas de directa proporción con el número de grupos activos que estos posean.

Los sitios más reactivos del ADN son el N3 de la adenina y el O6 y N7 de la guanina,

la cual tiene por consecuencia la introducción en el ADN de grupos metilos, etilos o

de otras moléculas más complejas. Ejemplos de agentes alquilantes son la mostaza

nitrogenada y el dimetilnitrosamida.

Los agentes intercalantes, como la mitomicina C y psonaleno activados, producen

uniones cruzadas dentro de una cadena o entre las dos cadenas complementarias.

Estas uniones impiden la separación de las cadenas durante la replicación y la

transcripción, lo que afecta la proliferación celular, debido a los cuales se les utiliza

en la transmisión del cáncer.

A.1.2.2. Agentes físicos:

Entre los agentes físicos que producen alteraciones de ADN, los mas conocidos son

las radiaciones ionizantes y la luz ultravioleta (260nm)

A.1.2.2.1. Radiaciones ionizantes:

Las radiaciones ionizantes alteran el ADN en forma directa, como resultado de la

interacción de la radiación con el ADN, o bien en forma indirecta, a través de la

reacción del ADN con moléculas o grupos reactivos formados por la radiación. Entre

estos últimos, los principales son los formados por la radiolisis del agua, como el

Dr. Flavio Briones S. M.V. 110

peróxido de hidrogeno, átomos de hidrogeno, electrones hidratados y radicales

hidroxilos.

Entre las radiaciones electromagnéticas ionizables la principal y más conocidas son

los rayos X y los cuales son producidos, por lo general, mediante aparatos

electrónicos. Su penetración y energía dependen de la cantidad de energía eléctrica

utilizado para su generación. Al pasar a través de los tejidos liberan electrones de alta

energía.

Otras radiaciones electromagnéticas son los rayos gamma, que son emitidos por los

núcleos atómicos y tienen un comportamiento similar a los rayos X.

Entre las partículas están las Alfa y las Beta, constituidas las primeras por dos

protones y dos neutrones, y las segundas por neutrones. Estas partículas,

especialmente las alfa son de baja penetración.

Por último están los neutrones, que son partículas sin carga eléctrica, y son liberadas

del núcleo de los átomos durante la desintegración de las sustancias radiactivas.

Las unidades de medida de las radiaciones son numerosas, siendo las mas utilizadas

son las Roentgen, que es la cantidad de radiación (rayos X o gamma) que producen 2

x 10 pares de iones por cc. de aire o bien 1.8 x 10 pares de iones por gramo de

tejido vivo irradiado.

111

El efecto mutagénico de las radiaciones fue descubierto por Müller en 1927, en la

Drosophila. La magnitud de daño cromosomica en directamente proporcional a la

cantidad de radiaciones; no existiendo un umbral de radiación por debajo del cual no

se producen mutaciones.

Este límite existe respecto a la producción de alteraciones somáticas o fisiológicas,

pero no respecto a sus efectos sobre el material hereditario.

Los efectos de las radiaciones ionizantes sobre las células son múltiples, pudiendo

causar incluso la muerte celular. La dosis en nativa.

Uno de los efectos más notorios es la inhibición de las mitosis en las células que

comienzan su división o se encuentran en la profase temprana. En el momento de la

irradiación. Este efecto se ha observado también con la luz ultravioleta y algunos

agentes mutagénicos químicos.

Las alteraciones más frecuentes producidas por las radiaciones, son sin lugar a dudas,

los cambios estructurales de los cromosomas consecutivos a una o más fracturas en

ellos.

Las alteraciones provocadas pueden ser simples fracturas, deficiencias, inversiones o

traslocaciones.

A.1.2.2. Agentes biológicos:

Dr. Flavio Briones S. M.V. 112

Los principales agentes biológicos causantes de alteraciones del material hereditario

son los virus. Los cambios que se producen en las células infectadas, se caracterizan

por alteraciones morfológicas, crecimiento anormal, perdida de la inhibición por

contacto, aceleración del ritmo de crecimiento (incluso en forma indefinida en

cultivos). Se ha observado también la capacidad de producir alteraciones en los

cromosomas siendo en muchos casos, este último es el único efecto visible.

Entre los efectos descritos se encuentran, las fracturas de los cromosomas o las

cromátidas, pulverizaciones cromosómicas y alteraciones en el numero de los

mismos. Entre los virus cuyo efecto alterador del material genético y bien conocido,

se encuentra el del herpes simple y el de la rubéola.

A.2. Mecanismo de reparación del ADN:

La mayoría del daño del ADN es eliminado por complejos mecanismos de reparación

que operan a lo largo del ciclo celular. La falta o falla de estos métodos de reparación

del daño es el origen de las mutaciones, aberraciones cromosómicas e incluso la

muerte celular.

En líneas generales, la célula ante la presencia de un daño del ADN, puede responder:

- Eliminando el sector dañado para luego reconstituir la estructura original

del ADN o

113

- Aparearse con tolerancia al daño, cuando es posible que el metabolismo

del ADN continúe.

A.2.1. Eliminación del sector dañado:

Los mecanismos de reparación, con eliminación o escisión del daño son básicamente

cuatro.

A.2.1.1. Fotorreactivación:

En la eliminación de un trozo dañado por un proceso en el cual en el cual inducido

por la luz UV, se forma un dimero de tiamina. Esto es reconocido por la enzima

fotoliasa, uniéndose a él, formando un cromoforo. Este cromoforo puede absorber la

luz visible; con lo cual cataliza la ruptura del enlace generado entre las dos tiaminas,

sin romper el enlace fosfodiester.

A.2.1.2. Reposición de bases puricas:

En este proceso las enzimas ADN glicosidasas catalizan la remoción de bases

incorrectas o alteradas, para que luego las enzimas AP insertasa las repongan

correctamente.

A.2.1.3. La fractura de los enlaces fosfodiester:

Dr. Flavio Briones S. M.V. 114

Producidas por la acción de radiaciones ionizantes son respuestas a través de la

enzima polinucleotido ligasa.

A.2.1.4. Escisión:

Es el mecanismo de reparación mas frecuente. Básicamente consiste en que una vez

reconocido el daño, se realiza una incisión, por acción de una endonucleasa. La

lesión, junto a algunos nucleótidos adyacentes, es eliminada por una enzima

exonucleasa. El segmento eliminado es restituido utilizándola cadena complementaria

como molde y por acción de la enzima ADN polimerasa. Por ultimo, el segmento

reparado es unido al resto de la cadena por la enzima ADN ligasa.

A.2.2. Reparación con adaptación al daño:

Los mecanismos de reparación con adaptación al daño corresponden a los post

replicativos, y son la replicación saltándose el daño y la síntesis a través del daño.

La existencia de las lesiones durante la replicación pueden originar que;

- La replicaron se bloquee.

- La replicaron continua: saltándose el sector de la lesión o bien

- La replicaron se realiza a través de la lesión.

115

La opción elegida depende de la naturaleza de la lesión y de la polaridad de la cadena

que la contenga.

Con relación a la segunda opción; en bacterias se ha obtenido evidencias que

demuestran que estas poseen un sistema de reparación saltándose el lugar dañado de

la cadena de ADN molde; esto determinó una discontinuidad (GAP) en la nueva

cadena, el cual es rellenado a través de un proceso de recombinación con la cadena

molde intacta.

De esta forma, pese a la existencia de lesiones, la replicaron del ADN continua.

A.3. Mecanismo de origen de los cambios cromosómicos estructurales:

Los agentes lesiónales del ADN producen diversos tipos de aberraciones

cromosómicas estructurales y actúan en diferentes etapas del ciclo celular. Desde este

punto de vista, estos agentes son divididos en dos grandes grupos: Periodo S

dependientes y periodo S independientes, entendiéndose por periodo S la etapa del

ciclo celular en que hay síntesis de ADN. La mayor parte de los agentes químicos,

son S dependientes, siendo las aberraciones por ellos producidas del tipo

cromatídicos (afecta a una de las cromátidas). Para que una lesión producida por este

tipo de agente se exprese como aberración, se necesita que medie un período S.

Si la lesión es inducida durante el período G1 (periodo en que no hay duplicación del

ADN) o S, afectando a una zona del ADN que aun no se replica; esta lesión se

Dr. Flavio Briones S. M.V. 116

manifiesta como aberración cromatídica en la metafase correspondiente al mismo

ciclo. A su vez si la lesión es inducida durante la profase, G2 o S y afecta a una

región ya replicada del ADN, la observación solo se podrá detectar en la metafase del

ciclo siguiente.

Las radiaciones ionizantes son agentes S independientes, ya que pueden inducir

fracturas de cadena y daños de pares del ADN, en todas las fases del ciclo celular.

Las lesiones inducidas por estos agentes durante la profase pueden dar lugar a la

formación de aberraciones de tipo sub cromosomica (una cadena de la molécula de

ADN), de tipo cromatídico si la lesión es inducida en el cromosoma replicado durante

S o G2 o cromosomica (ambas cromátidas) cuando el daño se produce antes de que el

cromosoma se haya replicado. A diferencia de los agentes S dependientes, los agentes

S independientes son capaces de producir rupturas de las dos cadenas, siendo los más

eficientes en la producción de alteraciones estructurales.

Esto ha llevado a afirmar que la fractura de doble cadena es la lesión básica en la

formación de alteraciones cromosómicas. La fractura de doble cadena puede

producirse por acción directa del agente (por ejemplo rayos X) o a partir de un GAP o

fractura de cadena simple no reparado que sufre la acción de las enzimas

endonucleasas.

A.4. Principales cambios estructurales:

117

Cuando se produce una fractura cromosomica los segmentos pueden soldarse o

reconstituirse del mismo modo que estaban antes o de una manera distinta. Si la

ruptura esta en el mismo cromosoma se denomina homosomal y cuando ocurre en

cromosomas diferentes se denomina heterosomal.

Los principales cambios estructurales microscópicos en los cromosomas son:

A.4.1. Deficiencia o Supresión:

Es la falta de un segmento, ya sea interticial o terminal. Este segmento se puede

perder o bien constituir un nuevo cromosoma. Una deficiencia no puede recuperarse y

dependiendo de la extensión, puede ser letal. Si afecta a solo uno de los cromosomas

de un par, se expresan los genes del normal.

A.4.2. Duplicación:

Corresponde a la presencia de un cromosoma de una porción extra. Puede originarse

de diversas formas y menos letal de la deficiencia. Una posible causa es la fusión con

un segmento libre.

A.4.3. Inversión:

Se produce cuando el orden lineal de un segmento cromosomica se invierte en 180º

luego de producirse dos fracturas en el cromosoma original. Es uno de los

Dr. Flavio Briones S. M.V. 118

reordenamientos mas frecuentes en el curso de la evolución. Cuando el segmento

invertido incluye el centrómero se denomina inversión pericentrica, y cuando este se

encuentra fuera del segmento invertido se denomina semi paracentrica.

A.4.4. Translocación:

Es un intercambio de segmentos entre cromosomas no homólogos (Translocación

reciproca) o de la transferencia de un segmento cromosomica a un lugar distinto del

mismo cromosoma o de otro cromosoma (Translocación simple)

A.4.5. Fusiones y fisiones céntricas:

Corresponden a alteraciones estructurales que modifican el numero de cromosomas

A4.5.1. Fusiones:

Son traslocaciones de brazos casi enteros de cromosomas telo o acrocentricos con

fracturas muy cerca o en el mismo centrómero, lo que origina un cromosoma

metacentrico y un pequeño fragmento que tiende a ser eliminado, de esta forma se

incorpora un nuevo cromosoma. Al mismo tiempo se disminuye el numero de

cromosomas del cariotipo de una especie. Este proceso ha tenido lugar en la

evolución de insectos reptiles, aves y mamíferos.

A.4.5.2. Fisiones (disociaciones):

119

Consiste en el reemplazo de acrocentricos por un cromosoma metacentrico, ya sea

por simple fusión del centrómero del metacentrico para originar dos telo o

subtelocentricos.

B. Principales cambios estructurales descritos en los animales domesticos:

Una forma de alteración estructural muy frecuente en bovinos es la unión de dos

cromosomas telocéntricos a nivel del centrómero (fusión), con lo cual se forma un

nuevo cromosoma submetacéntrico o metacéntrico, completamente diferente al resto.

Este tipo de alteración fue descrita por primera vez en la láucha por Robertsoon en

1916, por lo cual se le denomina translocación Robertsoniana.

Se han descrito numerosos translocaciones de este tipo en el bovino, siendo la más

frecuente la Robertsoniana; esta fusión fue descrita en Suecia en 1954 por Gustavson

y Rockborn, y consiste en la unión de cromosoma 1 y 29. Su frecuencia en el ganado

sueco Overo Colorado se calcula en un 13% de portadores heterocigotos y 0,5% de

homocigotos entre los toros de inseminación artificial.

La translocación 1/29 del ganado sueco es una alteración cromosómica no balanceada

y tiene como consecuencia una baja de la fertilidad en las hijas de heterocigotos,

debido a un aumento de la tasa de mortalidad embrionaria. Estos animales

fenotípicamente son normales.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 120

Esta translocación ha sido descrita también en Inglaterra, en los familiares y

descendencia de un reproductor British Friesian, heterocigoto para la alteración.

En Checoslovaquia la translocación en forma heterocigota ha sido hallada en 5

reproductores y en el 50% de su progenie. En estos casos, sin embargo, no se

demostró una baja de la fertilidad.

En el bovino se han descrito varios otros cromosomas de translocaciones

Robertsonianas, como la 14/20 y recíproco; todos ellos relacionados con baja de la

fertilidad.

En el cerdo se han reportado más de 29 tipos de translocaciones, comprobándose que

los portadores heterocigotos de estas anomalías son los causantes de las mayores

pérdidas productivas. Afirmándose que entre el 42-50% de los berracos con baja

fertilidad, que alcanzan en algunos estudios un porcentaje de 4 a 5%, presentan algún

tipo de estas alteraciones cromosómicas. La disminución del tamaño de la camada,

de hembras fecundadas por estos reproductores, varió entre un 40 y un 60%.

Si bien en la mayoría de las especies, las translocaciones por lo general no se

expresan fenotípicamente, en el canino este tipo de alteraciones se asocia a síndromes

tales como la condrodisplacia, fisuras faciales y cardíacas, microftalmia y

convulsiones epileptiformes.

121

Entre las anomalías estructurales tienen importancia las deficiencias , denominadas

también monosomías parciales, sin embargo, han sido descritas raramente en

medicina veterinaria. En humanos la deficiencia más conocida, es la que afecta al

brazo corto del cromosoma 4 ó 5, conocido como grito de gato.

Los niños afectados por esta anomalía presentan microcefalia, hipertelorismo

(aumento en la distancia entre los ángulos internos de los ojos), órbitas profundas y

nacimiento de la nariz más ancho, pliegue mongólico (epicanto) y micrognatia. El

desarrollo físico y mental en estos niños se encuentra muy alterado. El signo

característico de esta enfermedad consiste en la manera de llorar, especialmente

durante el primer mes de vida y que recuerda al grito de un gatito que se encuentra

con problemas.

En ovinos se ha comprobado deficiencias de un brazo de un cromosoma telocéntrico

en la mitad de sus células. Todos los individuos con esta alteración mostraban

braquignatia más o menos pronunciada o una prognatia inferior.

B.1. Enfermedades malignas y leucemias:

Las células tumorales frecuentemente cursan con alteraciones del cariotipo entre las

que se incluyen las funciones a nivel del centrómero (translocaciones Robertsonianas)

y translocaciones recíprocas o no, junto con cariogramas desbalanceados además se

observan monosomías, trisomías y polisomías. Estos trastornos han sido estudiados

en perro especialmente en tumores mamarios. Un caso especial lo constituye el

Dr. Flavio Briones S. M.V. 122

tumor venereo transmisible del perro (TVT), donde las células tumorales poseen un

cariotipo completamente distinto al del perro, pero constante en su composición. Se

postula que este cariotipo diferente a la especie de la cual supuestamente deriva, se

debería a varias translocaciones Robertsonianas, lo que determinó una disminución

del número de cromosomas y la presencia de varios cromosomas metacéntricos (el

perro, salvo los cromosomas sexuales, posee sólo cromosomas telocéntricos).

Entre las muy numerosas translocaciones descritas en humanos, de especial

importancia es la observada en la leucemia mieloide crónica, denominado cromosoma

Filadelfia, cuya presencia es casi patognomónica de dicha enfermedad, (se observa en

el 85% de los casos).

Esta translocación es del tipo recíproco y afecta a los cromosomas 9 y 22, siendo

mayor el segmento que pasa del brazo largo del 22 al 9 que viceversa.

A nivel molecular, el evento importante de este arreglo es el traslado y fusión del

oncogen C-ABL desde 9q34 a la zona de quiebre en 22q11, a esta zona se le

denomina bcr (break cruster region) porque frecuentemente se encuentra involucrada

en rearreglos. Producto de la translocación se forma un nuevo gen anormal que

contiene información de ambos (BCR-ABL) y que codifica un polipéptido implicado

directamente en la etiología de la leucemia mieloide crónico.

En casos de linfosarcoma bovino (linfoma maligno) se han encontrado numerosas

alteraciones cromosómicas, siendo las más frecuentes las fusiones Robertsonianas,

123

junto a hiperdiploidías y cambios muy complejos de los cromosomas, en que las

translocaciones, la más frecuente fue la 23/29, entre las trisomías, la más observada

fue de los cromosomas 5, 7 y X y también se encontrarán monosomías X.

Las translocaciones Robertsonianas también son frecuentes de encontrar en los casos

de linfosarcoma Canino.

El Linfoma Maligno de los gatos se acompaña de una gran cantidad de anomalías

cromosómicas en las células afectadas. Las más importantes son 4:

- Pérdida en un cromosoma del grupo E, que resulta en un número 2n = 37

- Pérdida en un cromosoma del grupo D, con igual resultado que el caso

anterior.

- Aparición de un nuevo cromosoma telocéntrico clasificable en el grupo F,

aumentando el número 2n = 39.

- Presencia de cromosomas adicionales clasificables en los grupos C, D, E y

F, resultando los números 2n en 40, 41 o más.

Estas severas alteraciones en las células malignas pueden ser el efecto de la infección

por el virus del Linfoma, sin embargo este virus no puede ser considerado como el

único agente causal de las anormalidades observadas.

C. Alteraciones numéricas:

Dr. Flavio Briones S. M.V. 124

Las anomalías de tipo numérico se producen como consecuencia de errores de la

segregación de los cromosomas durante la división celular. Ellas pueden involucrar a

uno o mas cromosomas (Aneuploidias, Hiperdiploidias) o a uno o mas conjuntos

cromosómicos (n) completos. (Poliploidias).

C.1. Aneuploidias:

Corresponde a la modificación del complemento cromosomica debido a la ganancia o

perdida de uno o mas cromosomas. Se dividen en:

C.1.1. Nulisomias (2n-2):

Son individuos que se caracterizan por carecer de un solo par de cromosomas

homólogos.

C.1.2. Monosomias (2n - 1):

Por lo general se produce cuando un gameto irregular (n-1) se une con uno normal.

Por lo general son individuos poco vigorosos y con fertilidad disminuida.

C.1.3. Trisomias: (2n + 1):

Se originan cuando un cromosoma pasa junto con su homologo al mismo polo

durante la división meiótica, por una falla en la separación. (No-disyunción). Los

125

gametos ahí formados, al unirse con uno normal daban origen a individuos

trisomicos.

C.1.4. Polisomias:

Es cuando un cromosoma esta modificado tres o mas veces.

C.2. Poliploidias:

Corresponde a variaciones del numero del conjunto cromosomica completo (n). Entre

ellos se han descrito triploidias (3n) y tetraploidias (4n). Entre las causas que las

originan se pueden mencionar:

- Ausencia de citocinesis después de la duplicación de los cromosomas y

- Formación de un cigoto con gametos portadores de uno o mas conjuntos

haploides.

D. Principales alteraciones numéricas descritas:

Entre las alteraciones numéricas que afectan a los autosomas, la más conocida es la

causante del Síndrome de Down o Mongolismo, que afecta al ser humano y fue

descrito en 1866 y asociado a alteraciones cromosómicas en 1958. Los niños

afectados presentan retardo mental y otras características físicas que definen el

síndrome. Las células de los pacientes con el problema, son por lo general

Dr. Flavio Briones S. M.V. 126

aneuploides (aumento del número de cromosomas en número impar), siendo el

cromosoma extra el número 21 (Trisomía del Cromosoma 21). En algunos casos el

número de cromosomas es normal, pero con translocaciones que afectan al

cromosoma 21.

Desde mucho antes se sabía que la edad de la madre era un factor de mucha

importancia en la incidencia de la enfermedad (promedio 34,4 años), por el contrario,

no se logró demostrar influencia de la edad del padre.

En medicina veterinaria, se ha comunicado la trisomía de un cromosoma autosómico

telocéntrico pequeño en una hembra chimpancé, cuyos padres, de 21 años el macho y

14 años la hembra, eran completamente normales. La madre había tenido un parto

prematuro, 24 meses antes.

En el momento de nacer, el chimpancé presentó un peso en el límite más bajo de la

normalidad. Creció en forma significativamente lenta y presentaba numerosas

alteraciones congénitas: sindactilia bilateral parcial, epicanto prominente,

hiperflexibilidad de las articulaciones y cuello corto con pliegues excesivos de la piel.

Presentaba también alteraciones neurológicas, incluyendo hipotonía muscular

marcada, respuesta anormal a la suspensión y a la reacción e inactividad generalizada.

Cada una de las características observadas en este chimpancé trisómico son similares

a los registrados en los niños con Síndrome de Down. Esto indicaría una relación de

homología entre el pequeño cromosoma telocéntrico del chimpancé y del hombre.

127

Otras trisomías de importancia entre las más de 18 escritas para el hombre son la 17 -

18 (trisomía E o Síndrome de Edwards) que se asocia a cráneo deformado, cuerpo

corto y posible retardo mental y defectos cardíacos, y la trisomía 13 - 15 (trisomía D

o Síndrome de Patau) que cursa con malfomaciones múltiples como labio leporino y

paladar hendido.

En el bovino, se ha descrito la trisomía del cromosoma 18 o Síndrome Letal de

Braquignatia, que se caracteriza, además de la braquignatia inferior, con un retardo en

el desarrollo, ascitis, hidrocefalia, defectos cardíacos y artrogriposis. El efecto letal

se presenta en el momento del alumbramiento, observándose sólo una supervivencia

de 6 semanas, de un ternero que además presentaba enanismo.

Otro síndrome trisómico comprobado en varias oportunidades en el bovino, es el del

cromosoma 23, que causa hipoplasias hipofisiarias y enanismo en los terneros, en el

cerdo se ha descrito la trisomía del cromosoma 8 como causa de criptorquidea.

En la especie humana las anomalías cromosómicas numéricas son causa frecuente de

abortos espontáneos (alrededor del 30%), entre ellas las trisomías autosomales son las

más frecuentes, representando el 48% del total, siendo la más destacada la trisomía

del cromosoma 16. Se estima que cada 200 nacidos vivos se produce una

anormalidad cromosómica. En los bovinos, estudios muy parciales, reportan la

presencia de trisomías, monosomías y quimeras; estimándose que las alteraciones

cromosómicas son las causa del 2% de los abortos en esta especie.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 128

E. Mosaicismo:

Puede referirse a los genes o a todos los cromosomas y significa que existe mas de

una población de células en un organismo, diferenciándose la una de la otra por sus

genes o cromosomas.

Las causas del mosaicismo cromosomica deben buscarse en errores, como la no

dispersión, en ciertas células del embrión, lo que originaria dos poblaciones celulares.

Se denomina quimerismo, al mosaicismo causado por intercambio de células con

otro individuo, generalmente entre mellizos, ya que durante la vida fetal las células

germinales pueden circular, originando el cuadro.

F. Inestabilidad cromosomica y predisposicion a neoplasias:

En medicina humana se describen una serie de síndromes que se caracterizan por la

presencia de una alta frecuencia de fracturas cromosómicas, reordenamientos y una

tendencia al desarrollo en neoplasias. Entre ellas las más conocidas son la anemia de

Falcon, ataxia telangiectasia y el Síndrome de Bloom; que pese a exhibir

características clínicas diferentes, todas tienen en común las características antes

descritas.

129

El posible mecanismo en esta fragilidad cromosómica, que muchas veces se presentó

coincidentemente con la zona límite entre banda G y R, aún no está dilucionado, sin

embargo se postula que puede estar relacionado con alteraciones de los mecanismos

de detoxificación de los radicales activos, conocidos agentes clastogénicos, que al

lesionar el ADN generan fracturas cromosómicas. También se mencionan fallas en

los mecanismos de reparación del ADN.

En el felino, recién en 1995 se iniciaron estudios en busqueda de posibles zonas de

fragilidad, determinándose la existencia de varias de ellas.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 130

X CITOGENÉTICA DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES

A. Introducción:

ntiguamente y durante mucho tiempo se pensó que el sexo era determinado por

factores ambientales, esta creencia comenzó a cambiar en 1902, cuando Mc Clung

postuló que en la determinación sexual intervenían factores cromosómicos, es decir,

genéticos.

B. Los cromosomas sexuales:

El descubrimiento citológico de los cromosomas sexuales fue realizado por E.B.

Wilson y N. Stevens en 1905, en insectos del género Protenor. Las hembras en esta

especie presentaban un número diploide 2n = 14 y los machos 2n = 13. En el

cariotipo del macho se identificaron 6 pares homólogos (parejas de cromosomas) y un

cromosoma que quedaba sin aparearse; al cual se le denomina accesorio.

Al estudiar la gametogénesis se encontró que las hembras producían óvulos con 7

cromosomas, mientras que los machos daban origen a 2 tipos de espermatozoides:

unos con 7 cromosomas y otros con 6.

El cromosoma accesorio del macho fue denominado cromosoma X; existiendo en la

hembra, en consecuencia, 2 cromosomas X. Se estableció así la correlación entre este

A

131

cromosoma X y el sexo del individuo: las hembras serían 14,XX y los machos

13,X0.

En estudios posteriores, en otras especies, se encontró que el cromosoma X de los

machos se aparea durante la meiosis con un cromosoma, por lo general de morfología

muy distinta al cual se denominó cromosoma Y. El par sexual XY se encuentra en la

drosophila, en algunos peces, en los anfibios, los lagartos y en todos los mamíferos

incluídos los humanos.

En las mariposas, aves, serpientes, algunos anfibios y peces es la hembra quién

presenta diferencias morfológicas entre sus cromosomas sexuales (heteromórficos).

En este caso a los cromosomas sexuales de las hembras se les denomina ZW y a los

del macho ZZ.

En las abejas, el macho o zángano se origina de huevos no fecundados (haploide), en

tanto que las obreras son diploides, por los tanto, la determinación sexual está dada

por el número en juegos cromosómicos presentes.

Como ya se mencionó, en los insectos ortopteros, los machos poseen sólo un

cromosoma sexual (X0); encontrándose los factores masculinizantes en los

autosomas. En las hembras, estos factores masculinizantes son contrarestados por la

presencia de un segundo cromosoma X. En la drosophila el sistema de determinación

sexual es semejante con la variante de que existe el cromosoma Y, el que sin

Dr. Flavio Briones S. M.V. 132

embargo, está relacionado con la fertilidad. Este cromosoma Y determina la

presencia de dos tipos de machos: infértiles (X0) y fértiles (XY).

A los individuos que son homocigotos con respecto a los cromosomas sexuales se les

denomina homogaméticos, ya que sólo producen un tipo de célula reproductiva

(gametos). Por el contrario, el sexo heterogamético producirá células con ambos

tipos de cromosomas sexuales. El sexo en la desendencia, en consecuencia será

determinado por el tipo de gameto que aporte el individuo heterogamético.

C. Los cromosomas X e Y en los mamíferos:

El cromosoma X es un cromosoma de tamaño mediano que en la especie humana

corresponde al 5% del cariotipo haploide, y es por lo general submetacéntrico. El

cromosoma Y es de menor tamaño, e igualmente submetacéntrico.

En los machos, durante la meiosis, sólo se aparean en forma estable, la parte distal de

ambos brazos cortos (Xp, Yp). En esta región, denominada pseudo autosoma,

ocurren frecuentes crossing-over durante la meiosis. En esta región del cromosoma

X se han identificado los genes que codifican antígenos de superficie y los grupos

sanguíneos (Xg), presumiéndose que sus alelos se encuentran en el cromosoma Y.

Los cromosomas sexuales o gonosomas, difieren morfológicamente y en su

constitución genética. En el cromosoma X se han localizado una gran cantidad de

loci, la mayoría no relacionados con la determinación del sexo. En el cromosoma Y,

133

en cambio son pocos los genes identificados, participando la mayoría en la

determinación sexual y en gametogénesis.

En los humanos, el cromosoma Y puede ser polimórfico para el brazo largo; es decir

que la longitud de este brazo varía entre los diferentes individuos de una población.

Esta diferencia está dada principalmente por diferencias en la cantidad de

heterocromatina constitutiva.

D. Corpusculos de Barr (inactivacion del cromosoma X):

La presencia de dos cromosomas en las hembras de los mamíferos induciría a pensar

que la expresión de los genes contenidas en este cromosoma sería el doble que en los

machos, lo que en la práctica no se cumple. Esto es la consecuencia del fenómeno

conocido como compensación de dosis. En los mamíferos esta compensación de

dosis está relacionada con la condensación y compactación de la cromatina de uno de

los cromosomas X en el sexo femenino.

M. L. Barr y E. G. Bertram, en 1949 describieron en el núcleo interfásico de las

células de las hembras felinas, la presencia de un corpúsculo de cromatina asociado a

la capa interna de la pared nuclear. Este corpúsculo que posteriormente se encontró

en todas las hembras de mamíferos; puede encontrarse en el 20 al 96% de las células

femeninas, dependiendo de la tinción, y no se observó en las células masculinas ni

como es lógico de pensar en las gónadas de la hembra. Posteriores estudios

Dr. Flavio Briones S. M.V. 134

demostraron que este corpúsculo correspondió a uno de los cromosomas X, y se le

denominó Corpúsculo de Barr o Cromatina sexual.

El número de cuerpos de Barr en un núcleo depende del número de cromosomas X

presente; siendo este número igual al número de cromosomas X-1, ya que siempre

uno de ellos permanece eucromático. La identificación del corpúsculo de Barr es un

método simple, que permite detectar posibles anomalías en el número de cromosomas

X.

El porcentaje de células que contienen el corpúsculo de Barr, varía también de

acuerdo con el tejido estudiado. Por ejemplo en frotis de epitelio bucal en mujeres

normales, el porcentaje varía entre 36 y 76%. En las células de los machos, que son

mayoritariamente negativos, pueden haber hasta un 5% de células que presentan una

cromatina semejante al Corpúsculo de Barr.

La hipótesis de inactivación génica de cromosomas X, postulada por Mary Lyon en

1961, explica el fenómeno de compensación de dosis y presencia de los corpúsculos

de Barr en las células hembras; según esta hipótesis:

- En las células somáticas de las hembras de mamíferos, sólo uno de los

cromosomas X es el activo, el otro permanece condensado e inactivo y

aparece durante la interfase como el corpúsculo de Barr.

135

- La inactivación ocurre tempranamente durante la vida embrionaria (3 a 7

días después de la fecundación de la especie humana y al azar), pudiendo

ser inactivado en algunas células de origen materno y en otras el paterno.

Como consecuencia de la inactivación del cromosoma X, se produce:

- Compensación de la dosis génica de los machos y las hembras (aunque se

ha observado que algunos segmentos de cromosomas X inactivos

permanecen activos y transcriben).

- Variabilidad en la expresión génica en las hembras heterocigotas, ya que

la inactivación se produce al azar.

- Mosaicismo: Todas las hembras son portadoras de mosaicos celulares, ya

que poseen células con diferentes cromosomas X inactivados, y como

consecuencia con diferentes genes asociados inactivos.

E. Determinación del sexo:

El sexo es un fenotipo complejo, que involucra caracteres morfológicos, fisiológicos

y conductuales.

Los mecanismos de su determinación genética se desconocen aún para un gran

número de especies, pero se da por supuesto que interviene un gran número de genes

y el medio ambiente.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 136

Muchas plantas e invertebrados son hermafroditas, vale decir que el sexo masculino y

femenino se encuentran en el mismo individuo y en ocasiones pueden, incluso

autofecundarse. En la determinación del sexo de estas especies, son fundamentales

los mecanismos de regulación de la expresión génica, ya que el organismo posee la

información completa de los dos sexos.

En muchas especies, la determinación del sexo está asociada a la presencia de

cromosomas sexuales, conociendo sistemas XX/X0, XX/XY y ZZ/ZW. Muchos

otros no muestran cromosomas sexuales identificables por métodos citológicos.

La diversidad de mecanismos de determinación del sexo es muy grande; a

continuación se revisan los más conocidos en animales de sexo separado.

En insectos himenópteros, como las abejas, hormigas y avispas, la determinación del

sexo se basa en un sistema de haploidía - diploidía. Las hembras se desarrollan a

partir de óvulos fecundados y pueden ser fértiles o infértiles, dependiendo de su

alimentación durante el estado de larva.

Los óvulos no fecundados originan a los machos, los que en consecuencia, son

haploides y generan gametos por mitosis, a diferencia de las hembras que por ser

diploides producen gametos por meiosis.

En la Drosophila melanogaster existe un sistema cromosómico XX/XY. En esta

especie el sexo está determinado por la proporción de cromosomas X y autosomas:

137

las hembras son 2X/2A y los machos 1X/2A. En otras palabras si el índice X/A = 1

el sexo es hembra, en cambio si X/A = 0.5 corresponde a un macho.

Valores intermedios (2X / 3A = 0.67) originan intersexos, mayores que 1 son

hembras y menores que 0.5 machos. En esta especie, que si bien posee cromosoma

Y, este no participa en la determinación del sexo. Es así como individuos X0 son

machos fenotípicamente, pero estériles. Esto sugiere que en el cromosoma Y se

localizan genes responsables del proceso de espermatogénesis.

En los últimos años se han realizado importantes avances en el conocimiento de los

mecanismos mediante los cuales la relación X/A se traduce en un determinado

fenotipo sexual en la D. Melanogaster. A continuación se describen en forma

resumida algunas hipótesis sobre los genes involucrados en el inicio de la

diferenciación sexual en la D. melanogaster.

Los estudios mediante análisis genético, mutaciones y sus interacciones, han

demostrado que en la diferenciación sexual de la D. melanogaster interviene un

conjunto de genes reguladores que actúan en cascada. El índice sexual X/A es la base

para poner en marcha esta cascada de genes que son funcionalmente activos en la

hembra, pero inactivos en el macho. El locus Sxl (sexletal) ubicado en el cromosoma

X, ocupa una posición clave en la determinación del desarrollo hacia macho o hacia

hembra. La actividad de este gen parece estar regulada par el número de cromosomas

X y de autosomas presentes en una célula. En la comunicación del índice sexual a

Sxl, intervienen por lo menos otros dos loci (sis-a; sis-b), ubicados en el cromosoma

Dr. Flavio Briones S. M.V. 138

X. Se ha sugerido que el producto de algunos de estos genes serían proteínas

similares a las llamadas factores de iniciación de la transcripción. Estas son

proteínas que se unen al ADN en la región promotora de un gen y permiten el

funcionamiento de la ARN polimerasa en eucariontes. Se cree que genes

autosómicos también regulan la actividad de Sxl.

Los estudios moleculares muestran que Sxl se transcribe en ambos sexos, pero es

funcionalmente active sólo en las hembras. El estado activo lo adquiere mediante el

procesamiento pos transcripcional de su ARN mensajero. Es así como el corte y

sellado (splicing) de este ARN mensajero difiere para cada sexo, y finalmente sólo en

la hembra el ARN mensajero procesado se traduce en una proteína funcional. Esta

proteína, a su vez, parece activar otro gen, y participar en el procesamiento de su

respectivo ARN mensajero. En el macho, el procesamiento del ARN mensajero del

locus Sxl origina una proteína diferente, y como resultado los restantes genes de la

cadena permanecen inactivos. La genética de la diferenciación sexual en la D.

melanogaster abre interesantes perspectivas para comprender cómo los genes guían el

desarrollo de un organismo.

En los mamíferos la determinación del sexo es un proceso que se puede dividir en tres

etapas:

- Establecimiento de sexo genético, al unirse el espermatozoide con el óvulo

- Diferenciación de la gónada primitiva (cresta germinal) en

correspondencia con el sexo genético.

139

- Desarrollo del sexo somático o caracteres sexuales secundarios, de

acuerdo al sexo gonadal.

El evento primordial de este proceso es la diferenciación del testículo, ya que los

caracteres sexuales secundarios son el resultado directo de la acción de las hormonas;

las cuales son secretadas por las células de la gónada.

Según Ohno (1971), las bases genéticas de la determinación y diferenciación sexual

en los mamíferos son simples: un gen o conjunto de gen ubicados en el cromosoma

Y son los encargados de determinar que la gónada embrionaria indiferenciada se

desarrolla en testículo. Por lo tanto el testículo sólo se desarrolla en presencia del

cromosoma Y, y el ovario en su ausencia.

La influencia del cromosoma Y sobre la gónada embrionaria comienza cuando las

células germinales primordiales provenientes del saco vitelino, han finalizado su

migración hacia la cresta gonadal ubicada en la superficie del riñón embrionario. La

organización del testículo se produce por una interacción directa entre las células

germinales y las somáticas de la cresta gonadal, lo que conduce a una diferenciación

de las células de Sertoli y las de Leydig, estos últimos encargados de producir la

testosterona.

El reconocimiento entre las células germinales primordiales y las células somáticas de

la cresta gonadal, previo a la interacción señalada, se debería a un antígeno de histo -

Dr. Flavio Briones S. M.V. 140

compatibilidad codificado por un gen o genes ubicados en el cromosoma Y, por lo

que se denomina H-Y.

Joss, en 1961, mediante una serie de experimentos en rata consistente en remover el

testículo embrionario en individuos genéticamente machos, demostró que estos a

pesar de su constitución cromosómica desarrollan conductos y glándulas accesorias

de hembras, mientras que los embriones hembras expuestos a la acción de la

testosterona, desarrollaban características de machos. Estos resultado llevaron a que

Ohno, en 1976 concluyera que el sexo primordial es el de hembra y el macho sería

una hembra modificada por la testosterona.

La importancia de la información contenida en el cromosoma Y para la

determinación del sexo, ha quedado demostrado con los estudios hechos en dos

síndromes de la especie humana: los varones 46/XX y las mujeres 46/XY.

Los pacientes 46/XX tienen un cariotipo similar al de una mujer normal, pero su

fenotipo es masculino y son estériles. Un número importante de estos individuos

presentan un pequeño segmento de cromosoma, Y en uno de sus cromosomas X,

causado probablemente por un entrecruzamiento entre los cromosomas X e Y durante

la meiosis del padre.

En el caso del Síndrome 46/XY de la mujer, las gónadas del paciente sufren una

degeneración temprana (disgenecia gonadal pura) y en el adulto las gónadas son

básicamente tejido fibroso con una escasa cantidad de estroma ovárico. La causa de

141

la presentación de algunos de estos individuos sería la deleción de un segmento del

brazo corto del cromosoma Y.

F. Herencia ligada al sexo:

El primer estudio de un rasgo ligado a un cromosoma lo realizó Thomas H. Morgan

en 1910. Sus resultados contribuyeron a demostrar la Teoría Cromosómica de la

Herencia. En una cepa de D. melanogaster en que las moscas eran de ojos rojos (cepa

silvestre), apareció espontáneamente un macho de ojos blancos (matante). El cruza-

miento entre el macho de ojos blancos con hembras de ojos rojos originó una F1 100

% de ojos rojos, un resultado esperado si rojo es dominante y blanco es recesivo. Al

cruzar la F1 entre si, se obtuvo una F2 con las siguientes caracteristicas: todas las

hembras y el 50 % de los machos presentaron ojos rojos, y reapareció el color blanco

en un 50 % de los machos.

El cruzamiento recíproco, machos de ojos rojos con hembras de ojos blancos,

produjo una F1 en que todos los machos eran de ojos blancos y todas las hembras

eran de ojos rojos. Al crazar la F1, se obtuvo una F2 en que Las moscas de ojos rojos

y las de ojos blancos estaban en igual proporción (1:1) en cada sexo. Las diferencias

obtenidas entre esos dos cruzarnientos reciprocos indican que, genéticamente, los

padres no contribuyen de igual manera a la descendencia.

Los resultados muestran también que el color de ojos en D. melanogaster sigue la he-

rencia del cromosoma X. La interpretación dada por Morgan fue que el gen para el

Dr. Flavio Briones S. M.V. 142

color de ojos (rojo = w+, blanco = w) se encuentra ubicado en el cromosoma X, y que

aun siendo recesivo se expresa en el macho, porque el cromosoma Y no tiene el alelo

normal que impida la expresión del gen mutado. El fenotipo del macho estará de er-

minado par el único gen alelo (w+ o w) presente en el cromosoma X. Trabajos

posteriores demostraron que esta hipótesis era correcta. Más adelante, se

descubrieron otros genes ubicados en el cromosoma X en la D. melanogaster y en

muchas otras especies, todos los cuales seguian el patrón de herencia del cromosama

X.

Los genes ligados al sexo son aquellos que se heredan siguiendo el modelo de

herencia del cromosoma X y pueden ser dominantes o recesivos. Los caracteres

ligados al sexo son aquellos que están controlados por genes ligados al sexo.

Una caracteristica de la herencia ligada al sexo es que los loci presentes en el

cromosoma X de un macho se transmiten sólo a sus hijas, nunca a sus hijos. Este

modo de herencia se observa en todas las especies en que el sexo heterogamético es el

macho (XX/XY). En especies en que el sexo heterogamético es la hembra (ZZ/ZW),

la hembra transmite a sus hijos, nunca a sus hijas, los genes ligados al sexo. El macho

transmite a hijos e hijas los genes ubicados en sus cromosomas sexuales.

Un carácter determinado por un gen recesivo ligado al cromosoma X es más

frecuente en machos que en hembras en una población, cuando el sexo hete-

rogamético es el masculino. Lo inverse es cierto cuando el sexo heterogamético es el

femenino.

143

G. Herencia ligada al sexo en el hombre:

La herencia de los genes ligados al cromosoma X en la especie humana es similar a lo

descrito para D. melanogaster. Por diferentes métodos se han identificado alrededor

de 200 loci en el cromosoma X del hombre.

Uno de los ejemplos más conocidos de caracteres recesivos ligados al sexo en el

hombre es el daltonismo o ceguera para los colores rojo - verde. En la población

chilena el 4,34 % de los varones es daltónico. Dos loci ligados al X son los

responsables de este carácter. Uno de ellos causa ceguera para el color verde (el más

frecuente), y otro para el color rojo. Cada gen afecta Los respectivos pigmentos en la

retina. Su modo de herencia se demostró en 1911 y coda uno de estos genes ha side

aislado y secuenciado molecularmente.

Otro ejemplo de herencia ligada al sexo en el hombre es la hemofilia A, o deficiencia

del factor VIII de la coagulación de la sangre (proteina antihemofilica). La frecuencia

de este fenotipo es de 1/10.000 varones, y en las mujeres es de 1 en diez millones

aproximadamente. Un ejemplo de la herencia de este carácter se observe en la ge-

nealogia de la Reina Victoria de Inglaterra. La reina Victoria era heterocigota para

este gen (portadora), y entre sus descendientes, 11 de 30 varones, en cuatro

generaciones, fueron hemofilicos.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 144

Genes recesivos ligados al X con efecto letal, pueden producir una distorsión en la

proporcion de sexos en la descendencia. Un ejemplo es el gen para la distrofia

muscular de Duchenne. Los niños que reciben el gen de su madre heterocigota,

mueren generalmente antes de la edad reproductiva (10 - 12 años, o antes),

produciéndose una proporción de sexos distinta a 1:1 en la adolescencia. En 1986

este gen fue aislado y se determinó su producto génico, la distrofina, una proteina

cuya ausencia produce la enfermedad.

H. Herencia influida por el sexo y herencia limitada al sexo:

Hay genes autosómicos cuya expresión fenotipica depende del sexo del individuo.

Por ejemplo, la calvicie del varón es causada par un gen autosómico dominante; par

lo tanto, se expresa en los heterocigotos; para que se exprese en la mujer debe ester en

condición homocigota. La herencia de estos rasgos se conoce como influenciada por

el sexo.

La herencia de genes autosómicos o ligados al cromosoma X que sólo se expresan en

uno de los sexos, se denomina herencia limitada al sexo. Un ejemplo son los

caracteres sexuales secundarios. Muchos de los genes para el desarrollo de estos

caracteres son autosórnicos y se encuentran en ambos sexos pero sólo se expresan en

uno de ellos.

Introducción a la Citogenética para Médicos Veterinarios

XI SINDROMES CAUSADOS POR ALTERACIONES DE

LOS CROMOSOMAS SEXUALES

A. Introduccion:

Mientras que las alteraciones de los autosomas por lo general conducen a defectos

graves y son por ello, en la mayoría de los casos, incompatibles con la vida; las

aberraciones de los cromosomas sexuales son posibles de encontrar en individuos

cuyo vitalidad no se encuentra afectada o solamente disminuída. Esta desigualdad de

tolerancia a las alteraciones de los cromosomas autosomales, y sexuales, está en

relación directa con el contenido e importancia fisiológica de los genes portados por

los dos grupos de cromosomas.

En enero de 1959 fue descrita por primera vez una alteración de los cromosomas

sexuales, por Jacob y Strong en la especie humana; especificamente en el Síndrome

de Klinefelter. Desde entonces se ha comprobado que las alteraciones de los

cromosomas sexuales no son tan raras como se pensaba y que su frecuencia en la

población iguala e incluso supera las alteraciones autosomales.

Las alteraciones de los cromosomas sexuales se originan principalmente por

fenómenos de no disyunción de los gonosomas durante la meiosis, de los gametos

maternos o paternos. Este tipo de problema determina la aparición de trisomías o

monosomías de estos cromosomas.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 146

Además de estas alteraciones numéricas se incluyen dentro de las patologías de la

sexualidad de origen genético a las quimeras, el mosaicismo y la intersexualidad.

Aberraciones cromosómicas en seres humanos CROMOSOMA SINDROME FRECUENCIA AL NACIMIENTO Autosomas Trisomía 21 Down 1/700 Trisomía 13 Patau 1/15.000 Trisomía 18 Edwards 1/7.500 Heterocromosoma X XO Turner 1/5.000 XXX Triplo-X 1/700 Heterocomosoma Y XYY XYY 1/1.000 XXY Klinefelter 1/500 XXYY Klinefelter 1/500 XXXY Klinefelter 1/500

B. Alteraciones numéricas de los cromosomas sexuales:

B.1. Sindrome de Klinefelter (XXY):

El Síndrome de Klinefelter fue descrito en especie humana en 1942. En 1959, se

demostró claramente su relación con una trisomía de los cromosomas sexuales

(XXY); poco tiempo después la alteración se encontró en los animales domésticos, si

147

bien con diferencia en su presentación, pero concordando con el cuadro esencial:

hipoplasia testicular.

En el humano este síndrome, consecutivo a hipogonadismo, se manifiesta en la

pubertad y se caracteriza por:

- Crecimiento de tipo eunuco

- Ginecomastia

- Hipoplasia testicular con displasia de los túbulos espermáticos

- Azoospermia u oligoespermia

- Hiperplasia de las células de Leydig

- Lívido y potencia sexual disminuida

- Vellosidad pubiana de tipo feminoide.

Los exámenes de laboratorio muestran que estos pacientes presentan una baja

excreción urinaria de 17 - cetoesteroides y alta excreción de gonadotrofinas.

En las especies domésticas, el síndrome XXY ha sido descrito en el gato, en el perro,

en el cerdo, relacionado con intersexualidad, en cabras, ovejas, equinos y vacunos;

siempre relacionado con hipogonadismo e infertilidad total o parcial.

El síndrome de hipogonadismo bovino, fue descrito por primera vez en 1969, en dos

ejemplares machos de la raza Fleckvich. Fenotípicamente ambos animales eran muy

diferentes: uno presentaba un atraso muy marcado de su desarrollo y el otro un típico

Dr. Flavio Briones S. M.V. 148

crecimiento de castrado (enucoide), ambos portaban testículos claramente

hipoplásicos, con aplasia de las vesículas seminales y de la ampolla de henle.

La conducta sexual del primero de ellos, no se encontraba sustancialmente afectada,

no así en el otro, cuyo lívido estaba muy disminuido, presentaba salto retardado y

erección incompleta; eyaculando solo en raras ocasiones.

El examen microscópico del semen de este último caso presento un recuento de

espermios de apenas 5.000 por mm3.

Citogenéticamente, el primer toro presentó en el 100% de las células sanguíneas

(linfocito).

2n = 61/XXY y mosaicismo 2n = 60/XXXY y 2n = 61/XXY de las células de la

médula esternal. El otro toro presentó el complemento 2n = 61/XXY en el 100% de

las células analizadas.

Al igual que en humanos en el toro de características eunucoides, se encontró un

aumento considerable de las gonadotrofinas séricas, en relación a toros normales, y

los animales castrados. Esto concuerda con el hecho de que al no haber feed back

negativo por parte de los andrógenos testiculares sobre los mecanismos de secreción

de la ICTH (hormona estimulante de las células intersticiales), se produce una

desinhibición de la liberación de esta.

149

Las razones de porque se presentan estas alteraciones como consecuencia de un

segundo cromosoma X, que según la teoría de Lyon debería estar genéticamente

inactivo, aún no ha sido aclarado. La explicación estaría en la inactivación sólo

parcial, que ocurre en el humano. En muchos casos y en especies como el porcino, la

configuración XXY por lo general se asocia con intersexualidad, por lo que será

tratado más adelante.

B.2 Felinos machos “tortuga”:

En los gatos domésticos, el color anaranjado y su alternativo, el negro está

determinado por genes localizados en el cromosoma X, correspondiendo por lo tanto

a un carácter ligado al sexo.

El gen anaranjado (0) es codominante de su alelo para el negro (0+), lo que determina

que ambos caracteres se presenten en los individuos heterocigotos, estos colores

podrán diluirse al crema o al azul, dependiendo de la presencia o no de otros genes,

pero el genotipo 0/0+ es siempre detectable en el fenotipo. Estos heterocigotos son

conocidos popularmente como tortugas o concha de tortuga.

Existen gatos en que el anaranjado y el negro está mezclado con el blanco, debido a la

presencia de un gen dominante, pero el carácter pintado. Estos son conocidos como

calico o tricolor.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 150

Por las características antes descritas, codominancia y ubicación en el cromosoma X,

los colores anaranjado y negro sólo debieran presentarse en las hembras, sin embargo

hay excepciones en que se encuentran en machos.

Estos machos tortuga son mayoritariamente infértiles, aunque se han descrito

excepciones.

En 1961 Thurline y Norby demostraron que la células sanguíneas de dos machos

tortuga poseían un cromosoma adicional. Posteriormente se determinó que este

cromosoma correspondía al X, siendo su complemento 2n = 39/XXY. En estos gatos

se han descrito además mosaicismo XX/XY/XXY y XX/XY. La mayoría de estos

animales presentan hipoplasia testicular y esterilidad.

En examenes de células de la mucosa bucal, se ha encontrado alrededor de un 15% de

positividad a cromatina de Barr.

B.3 Sindrome triple X (XXX):

La presencia de mujeres portadoras de tres o más cromosomas X, llamadas super

hembras, se presenta con una frecuencia de 1/10.000 en la población femenina de

Estados Unidos. Fenotípicamente las individuos super hembra, son mujeres con

madurez, ovulación, fertilidad y realización sexual normal, pero con cualidades

mentales disminuídas, en directa proporción con el número de cromosomas X

presentes.

151

Estudios han mostrado que la presentación de trisomía X, está asociada con padres

viejos a diferencia de la trisomía del cromosoma 21, que se asocia con la edad de la

madre.

Esta alteración ha sido descrita en el bovino, equino y en búfalos de río. En los

bovinos, el primer caso de trisomía X conocido, fue observado por Hebel en una

vaquilla fenotípicamente normal y fértil, hijo de toro portador de la trisomía XXY

mencionada anteriormente. Los otros casos reportados en esta especie presentaron

diferentes grados de infertilidad e incluso esterilidad. El aspecto fenotípico de las

hembras afectadas, en las especies estudiadas, igual que la fertilidad, es muy variable.

B.4 Sindrome YY en el hombre:

El síndrome XYY es asociado frecuentemente con un aumento de la agresividad. El

primer caso de individuos XYY, al mismo tiempo fue el más espectacular,

correspondió al del francotirador Speck de Chicago (1966). Desde entonces, esta

trisomía se ha detectado en numerosos criminales, pero en estudios realizados en

poblaciones penales (frecuencia de 3 a 8%). Investigaciones más completas

efectuadas recientemente, no han corroborado esta asociación (XYY = agresividad).

Fenotípicamente los hombres XYY son de elevada estatura (sobre 1.80 mt.), alto

coeficiente intelectual y conducta conflictiva (agresiva). Esta conducta, sin embargo,

Dr. Flavio Briones S. M.V. 152

no implica acción criminal con violencia, en todos los casos, siendo lo mas observado

un aumento de la irritabilidad.

A consecuencia de la aberración cromosómica, el hombre XYY, presenta un

desarrollo físico y síquico apartado de la norma, el sentirse diferente y el ser diferente

lo transforman ya precozmente en marginal. El cromosoma Y supernumerario es por

lo tanto responsable de que el individuo portador se desarrolle en forma diferente a

los demás, pero en ningún caso es el cromosoma de los asesinos, que condiciona la

acción delictual con violencia.

En los animales domésticos aún no se ha descrito la constitución XYY, por lo cual se

sospecha que tenga efecto letal sobre el embrión.

B.5 Sindrome de Turner (X0)

Este síndrome, único caso de monosomía gonosomal conocido, fue descrito

clínicamente por Turner en 1938, siendo su principal sintomatología el pterigion del

cuello, infantilismo disociado (los órganos que se desarrollan por influencia de los

estrógenos, como son glándula mamaria, labio vulvar menor, útero y vagina son

infantiles; mientras que los que se desarrollan por influencia de los andrógenos como

son los labios mayores y la vellosidad axilar y pubiana, se encuentran desarrollados),

enanismo o crecimiento menor proporcionado y cúbito valgo.

153

Se calcula que el 98% de los cigotos X0 muere precozmente o conducen a aborto,

desarrollándose y naciendo viable sólo el 2% restante. La frecuencia de este

síndrome en el humano es de 1:25.000 nacimientos.

En los animales, se ha descrito el síndrome en cerdos, los cuales presentaban

características típicas de intersexo (pene rudimentario y genitales externos de

hembra), en caprinos, un caso de macho con ginecomastía y gran polimorfismo del

cromosoma Y, el cual estaba ausente en algunas células, en ovinos, una hembras con

mosaicismo XX/X0, problemas de fertilidad y fenotípicamente anormal, en caninos

una hembra de 9 años con historial de proestro prolongado: humedad vaginal y

descarga hemorrágica preestral intermitente y atracción a los machos, y en el búfalo

de río hembra, fenotípicamente normal, pero esteril por hipoplasia genital.

C. Quimerismo XX/XY en el bovino (Freemartinismo):

El freemartinismo fue descrito por primera vez 1779 por Hunter; sin embargo el

término Freemartin sólo empezó a utilizarse un siglo más tarde. El origen del

término, desafortunadamente, se ha perdido. free es posible que derive de farrow,

que significa esterilidad o incapacidad de producir camadas, y martin puede referirse

al día de san martín (11 de noviembre), el cual se dedicaba al sacrificio del ganado,

especialmente los infértiles y hembras no preñadas para acumular carne para el

invierno del hemisferio norte.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 154

Actualmente se define a un bovino freemartin como una hembra, nacida melliza de

un ternero macho, en la cual el desarrollo de los órganos reproductivos de hembra se

ha suprimido y los órganos reproductivos de macho se han desarrollado en un grado

variable, como resultado del intercambio de sangre con su hermano macho, durante

su gestación.

En el mellizo macho, la diferenciación del tracto reproductivo es más temprano que

en la melliza hembra, dependiendo el grado de supreción del desarrollo de los

genitales hembra, de que tan temprano en el desarrollo fetal se anastomosaron los

vasos sanguíneos de las membranas fetales de los mellizos (vasos coriónicos).

La anastomosis de los vasos de la coroide, permite la transferencia de células y

productos metabólicos y la acción de hormonas y sustancias virilizantes, provenientes

de los testículos del organismo macho, sobre el conducto de Muller en la hembra.

Sin importar el grado de anormalidad de los órganos reproductivos, las hembras

freemartin son siempre estériles.

Anualmente en Estados Unidos nacen alrededor de 200.000 parejas de mellizos

bovinos, el 93 al 95% corresponden a mellizos dicigóticos, pudiendo esperarse que

alrededor de la mitad de estos son mellizos machos - hembra.

Un estudio realizado en 727 muestras de sangre de hembras mellizas de machos,

durante los años 1978 y 1992, demostró que el 82,5% de estas hembras eran

155

freemartin, y 17,5% restante no. Esto no concuerda con la clásica cifra del 92% de

posibilidades de freemartinismo, con gestaciones dobles heterosexuales, demostrando

a su vez la importancia del examen citogenético.

Desde el punto de vista anatomo - patológico se observa una hipoplasia o aplasia del

útero y de la parte craneal de la vagina. La parte caudal y el vestíbulo no se afectan

debido a que no se desarrollan del blastema Mulleriano, si no que del seno progenital.

El clítoris se encuentra a menudo hiperplásico.

En las gónadas se produce una masculinización más o menos marcada del aparato

genital determinado genéticamente como de hembra. Este proceso continúa después

del nacimiento y hasta la pubertad. Las gónadas por lo general ovotestes, pueden

incluso descender, ubicándose en el subcutáneo en la región del anillo inguinal

externo o junto a las mamas.

El fenotipo físico y síquico de los individuos freemartin corresponde al del individuo

castrado, con ausencia de lívido.

Histopatológicamente los ovotestes de los freemartin muestran completa ausencia de

espermiogénesis, ya que el desarrollo del tejido testicular se detuvo en un estado

primario de su desarrollo, con tubulos inactivos, incluídos en un estroma denso. El

aspecto histológico corresponde al del testículo criptorquídeo.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 156

El diagnóstico citogenético de este trastorno, se realiza al encontrar en los linfocitos

de un individuo cariotipos 60/XX y 60/XY, en proporción variable.

La posibilidad cierta de que la gestación doble heterosexual en el bovino conduzca a

la producción de hembras freemartin, ha sido determinante para la selección en contra

de la disposición a gestaciones múltiples en el bovino. Sin embargo, se debe

considerar que si bien estas hembras son estériles, son aptas para la engorda.

El diagnóstico clínico temprano del freemartinismo se efectúa a través de la medición

de la longuitud vaginal. En las hembras normales de menos de un mes de edad, la

vagina mide entre 13 – 15 cm., en las freemartin, por lo general es de sólo 5 - 6 cm.

Esta prueba cuenta con un 80% de confiabilidad.

157

XII Intersexualidad:

A. Introducción:

Intersexo o hermafrodita es, según definición clásica, un individuo que presenta

características fenotípicas de ambos sexos. Actualmente se ha ampliado el concepto

abarcando los cuadros de “freemartinismo”, síndrome de Turner, de Klinefelter y el

de Meta hembra.

Según Bigger y Mcffely, intersexo es una variación del feno y genotipo sexual que

hace difícil o imposible el diagnóstico exacto del sexo y representa una alteración de

la diferenciación sexual.

El estudio de las alteraciones de la diferenciación sexual representa un tema de interés

constante para el biólogo, el genetista y el patólogo. A pesar de los avances que se

han logrado en este campo, el fenómeno sigue presentando numerosas interrogantes y

el origen de la intersexualidad no se encuentra aclarado en su totalidad.

Los intersexos son frecuentes en el cerdo, aunque no en el mismo grado que en la

especie caprina. Freundenberg informó de una frecuencia de 0,2% en Alemania,

Breeuwana encuentró en Holanda un 0,4% de intersexualidad y Gluhovachi y

Bistreceanu, en Rumania reportaron una incidencia de 1,4%. En Chile se han

realizado tres trabajos a nivel de matadero y dan frecuencias de 0,8% (Morral, 1977),

0,11% (Arévalo, 1979) y 0,10% (Briones, 1980).

Dr. Flavio Briones S. M.V. 158

B. Causas de presentación de la intersexualidad.

Una característica importante de la intersexualidad en la especie porcina, es que la

gran mayoría de los casos estudiados presentan sexo genético de hembra (XX) lo que

implica un desarrollo testicular en ausencia del cromosoma Y. sólo hipótesis han sido

descritas para explicar este fenómeno.

Casos de machos con complemento cromosómico de hembra han sido estudiados en

la especie humana. Estos individuos son portadores del antígeno H - Y, y por lo

tanto, portadores del gen que lo codifica. Varias explicaciones se la han dado a este

hecho: Ferguson-Smith menciona la posibilidad de intercambio de material genético

del cromosoma Y al cromosoma X durante la meiosis. Otra explicación sería la

traslocación del cromosoma Y a un cromosoma autosomal, o la adquisición de la

función de determinante testicular por un gen autosomal dominante.

La posibilidad de que los hermafroditas porcinos con sexo cromosómico de hembra

sean casos semejantes a los anteriormente descritos en humanos, no corresponde, ya

que estos individuos no son fenotipicamente intersexo, sino que presentan las

características normales del sexo masculino.

La predisposición genética, como posible causa, ha sido postulada por varios autores,

basándose en el hecho de que la frecuencia de los intersexos es mayor en ciertos

rebaños.

159

Gerneke cita el caso de una granja en Sud Africa en la que de 80 cerdos 22 eran

intersexos; Cantwell observo que en las camadas en que aparecían intersexos, de 209

cerditos eran hermafroditas 26, y Fond en manadas aisladas, informa de hasta un 20%

de intersexualidad.

En Chile, Briones en 1980 observó que los casos de intersexualidad porcina por él

detectados, se concentraban en solo 6 de los mas de 40 criaderos incluidos en el

estudio. Poco menos de la mitad de estos intersexos (7 de 16) pertenecian a un solo

criadero.

Bäckström y Henriscom consideran que la predisposición hereditaria es la más

probable causa de esta malformación, pero excluyen la herencia recesiva monógena

por el hecho de que la frecuencia de presentación en camadas de padres productores d

intersexos es menor a 0,25, frecuencia que obviamente se esperaría según la teoría de

la herencia monógena recesiva.

La posibilidad de que el cerdo posea un sistema de diferenciación sexual semejante a

la Drosophila melanogaster, es discutida por Gerneke: En este insecto los genes

determinantes del macho se ubican en los cromosomas autosomales, mientras que los

de la hembra, en el cromosoma X. La función del cromosoma Y sólo está relacionada

con la fertilidad. Con respecto al humano, Sohval declara que los determinantes del

sexo hembra están localizados en su mayoría, si no enteramente, en el cromosoma X,

Dr. Flavio Briones S. M.V. 160

mientras que los determinantes del macho están situados en el cromosoma Y y en los

autosomas.

Aunque se ha afirmado que el cromosoma Y humano contiene genes que controlan el

desarrollo de estructuras testiculares, tales estructuras, aparentemente, pueden

desarrollarse en ausencia de este cromosoma. En el cerdo este concepto se puede

asegurar por el hecho de que se han descrito complementos cromosómicos de hembra

en cultivos de tejido testicular de cerdos intersexos. Casos Similares de desarrollo

testicular se han observado en humanos, pero no se ha dado cuenta de ningún caso de

fertilidad en machos en ausencia de cromosoma Y.

En el estudio realizado por Briones en 1980, el 76.9% de los intersexos porcinos

presentó un complemento cromosomico de hembra, representando las alteraciones

gonosómicas, principalmente quimeras XX/XY (15.3%) y XX/XY/XXY (7.9%),

casos aislados.

En el caso de los cerdos intersexos genéticamente hembra, conclusión se debe tener

en cuenta la posibilidad de desarrollo testicular en ausencia de cromosoma Y como

consecuéncia de determinantes macho autosomales. Sin embargo, parece ser esencial

el cromosoma Y para que se desarrolle la fertilidad.

La causa de presentación de intersexos con quimerismo XX/XY pareciera ser más

simple, siendo la principal teoría la anastomosis de las membranas fetales. La

influencia del feto macho sobre el feto hembra en estos casos, no es sólo transmisión

161

de hormonas y células sanguíneas sino que también células germinales que migran

hacia la cresta gonadal del feto hembra.

Basrur y Kanagawa examinaron 3 cerdos intersexos, de los cuales dos presentaban

un complemento cromosómico de hembra normal (XX) en linfocitos sanguíneos y

tejido testicular. El tercero presentaba quimerismo gonosómico en linfocitos, tejido

testicular y renal, lo que corresponde a un caso de quimera de cuerpo interno. La

teoría antes descrita podría ser la causa de presentación de este caso, pero es más

lógico pensar en una fusión de blastocistos de sexo diferente o en una fecundación

múltiple. La fusión de blastocistos como causa de malformaciones ha sido descrita en

cerdos por McFeely.

Autores como Bäckström y Henricson y Winter y Pfeffer, sugieren que todos los

intersexos porcinos pueden ser quimeras gonosómicas (XX/XY) en las cuales la línea

celular XY se encuentra en muy baja proporción con respecto a la línea celular XX lo

que impide su fácil reconocimiento al estudio de cariotipo.

C. Intersexualidad en el cerdo.

C.1. Diagnóstico Clínico.

La característica clínica principal de los hermafroditas porcinos es la hipertrofia del

clítoris, fácil de poner en evidencia al examen vaginal. Este examen se hace aveces

Dr. Flavio Briones S. M.V. 162

innecesario, debido a que el clítoris ha adoptado un tamaño francamente peniforme y

puede ser observado a simple examen visual.

Testículos descendidos y alojados en el subcutáneo, también pueden ser encontrados

en hermafroditas testiculares. La literatura describe, además, lívido de carácter

masculino y típico olor a verraco, frecuente en intersexos de edad avanzada.

C.2. Fertilidad.

La gran mayoría de los intersexos son estériles, no obstante se ha informado de casos

de preñez en cerdos hermafroditas. En todos los casos los ovarios son aparentemente

normales con presencia de cuerpos luteos. El tejido testicular no presentaba

espermatogénesis, por lo que se excluye la posibilidad de autofecundación. La

probabilidad de producir gestaciones en hermafroditas mediante inseminación

artificial, ha sido descrita por O'Really.

C.3. Aspectos citogéneticos de la intersexualidad en la especie porcina.

Se han realizado numerosos trabajos que analizan la intersexualidad en el cerdo desde

el punto de vista del sexo cromosómico y cromatínico (cromatina de Barr).

El más típico ejemplo de intersexualidad cromosómica está representado por el

síndrome de Klinefelter, descritos por primera vez en humanos y que se caracteriza

163

por un fenotipo masculino, atrofia testicular y ginecomastía. Citogenéticamente son

positivos a cromatina de Barr y presentan un complemento cromosómico XXY.

En los animales domésticos se han observado cuadros semejantes que cursan con

hipoplasia testicular, intersexualidad anatómica y alteración gonosómica, como el que

se presenta en los gatos machos tricolores y “concha de tortuga” de pelaje naranja,

negro y blanco. Los genes determinantes de los colores negros y naranja se

encuentran ligados al cromosoma X, por lo que sólo las hembras pueden ser

tricolores. Se ha observado que los machos que presentan esta alteración cursan con

hipoplasia testicular y un cariotipo de 2n=39XXY. En mucosa bucal se encontró un

15% de células positivas a cromatina de Barr. También se han descrito en estos gatos

diversos tipos de mosaisismo y cromatina de Barr variable entre tejidos y dentro de

un mismo tejido. Entre estos cariotipos tenemos: 2n=38XX/XY, 38XX/XY/39XXY,

38XX/57XXY y 38XX/57XYY.

En el porcino el cariotipo XXY ha sido descrito en hermafroditas testiculares. Sin

embargo, esta polisomía no siempre está asociada a anomalías de los genitales.

Harvey describe el caso de una quimera (2n= 39XXY/40XXXY) que fue un

individuo macho castrado que además presentaba un linfosarcoma, cuyo análisis

citogenético reveló la presencia de un 97% de células con complemento cromosómico

de 39XXY y un 2,8% con 40XXXY, encontrándose cromatina sexual en un 75%de

células nerviosas. Del total de células el 6%presentaba dos cuerpos de Barr. El tracto

genital no presentaba anomalías al examen microscópico.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 164

Alteraciones similares al síndrome de Klinefelter han sido descritas además en

bovino, equino y caprino.

Otro síndrome contemplado en el grupo de intersexualidad cromosómica, se describe

en la especie humana con el nombre de síndrome de Turner - Ullrich y consiste en

una forma especial de intersexualidad que tiene como base la monosomía gonosomal

XO. Los genitales presentes son de hembra. La sintomatología, a grandes rasgos,

consiste en infantilismo de los órganos que se desarrollan bajo la influencia de los

estrógenos, como por ejemplo, las glándulas mamarias, el útero, la vagina y los labios

vulvares menores; y en un desarrollo de aquellos órganos influenciados por los

andrógenos, como son: los labios vulvares mayores y la vellosidad pubiana y axilar.

Además, hay un menor crecimiento corporal y disgenesia o agenesia de las gónadas.

En los animales domésticos el síndrome XO ha sido observado en el equino y el

cerdo. Nes describe 4 casos de cerdos Landrace que tenían un cariotipo de 2n=37XO.

De ellos, 1 presentaba alteraciones de intersexualidad, como pene rudamentario y

genitales internos de hembras, en tanto que los 3 restantes presentaban hipoplasia

genital con ovarios afuncionales.

Los cerdos que cursaban con esta anomalía gonosomal, además, presentaban las

piernas arqueadas, de menor longitud y tendencia a cojera.

Finalmente, tenemos entre los cuadros de intersexualidad cromosomal, el síndrome

de la meta hembra (XXX y el síndrome YY (XYY y XXYY). Ambos síndromes se

165

describen en el porcinos solamente a nivel embrionario, por lo que se les considera

como posibles causas de muerte en las primeras etapas de la gestación.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 166

XIII BIOLOGÍA MOLECULAR:

A. Introducción:

Biología molecular es el termino general que engloba la manipulacion de los acidos

nucleicos, ADN y ARN, en el laboratorio. Junto con aportar poderosas herramientas

de investigación, la biología molecular esta siendo aplicada en producción de

vacunas, metodos de diagnóstico, en la producción de proteínas para uso terapéutico

y en la terapia génica. Es dificil de imaginarce areas de la salud y producción animal,

que en el futuro proximo no sean sean afectados por estas tecnologías.

Desarrollo de la ingeniería genética AÑO DESCUBRIMIENTO 1960s - 1970s Aislamiento de enzimas de restricción y su uso para el análisis de

DNA 1972-73 Técnicas de clonamiento de DNA son desarrolladas por H. Boyer, S.

Cohen, P. Berg y otros en USA. En 1973 se clona el primer gen procarionte.

1974 Expresión en bacteria de un gen heterólogo 1975-77 Métodos de secuenciación de DNA son desarrollados por F. Sanger

et al. en Inglaterra y por A. Maxam - W. Gilbert en E.E.U.U. En 1977 se obtiene la primera secuencia de un genoma completo, se trata del fago F X174 que tiene 5375 bases.

1978 Clonamiento de genes sintetizados químicamente en bacterias (somatostatina e insulina humana).

1980 La corte Suprema en EE.UU. reglamenta que los microorganismos pueden patentarse.

1982 La Insulina (Eli Lilly's Humulin) es el primer producto de la

167

ingeniería genética que es introducido al mercado en EE.UU. e Inglaterra

1981/2 Producción de los primeros animales transgénicos (ratones). 1983 Producción de las primeras plantas transgénicas. 1985 Producción de otros animales transgénicos (conejos, cerdos y

ovejas). 1986 Introducción experimental y controlada de organismos modificados

genéticamente al medio ambiente. 1989 La Oficina de Patentes de EE.UU. anuncia que otorgará patentes a

plantas y animales modificados genéticamente. El primer animal transgénico patentado es "oncomouse" de DuPont's

1990-92 Producción de maíz y trigo transgénicos. 1992 Se establecen regulaciones en EE.UU. y en la Comunidad Europea

para organismos modificados genéticamente. 1992 Primera secuencia completa de un cromosoma (Cromosoma III de

levadura). 1994 Introducción al mercado de EE.UU. del primer tomate modificado

genéticamente.

A contuación se revisarán resumidamente, los más importantes aspectos de este

campo, en muy rápida expanción.

B. Las enzimas de restricción:

En 1970 se descubrio que ciertas bacterias producian enzimas, capaces de degradar

acidos nucleicos ajenos a la bacteria introducidos en ellas. Estas enzimas juegan un

importante rol en el fenomeno conocido como “restricción del hospedero”, mediante

el cual la bacteria se proteje a si misma de los virus, cortando el ADN viral en

segmentos.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 168

Actualmente se conocen cientos de estas enzimas de restricción, para las cuales se ha

establecido una nomenclatura que consiste en: La primera letra del género de la

bacteria, seguido de las dos primeras letras de la especie, seguido de letras

indicadoras de la cadena, orden de descubrimiento, etc. Por ejemplo, la enzima

BanHI es obtenida del (B)acillus (an)ayloliquefaciens, de la cadena H, siendo la

primer (I) enzima que se obtiene de esta cadena.

Las enzimas de restricción se asocian a una secuencia específica de bases,

denominada “secuencia de reconocimiento”, cortando cada enzima el ADN en un

específico “sitio de anclaje”, que generalmente se ubica dentro de la secuencia de

reconocimiento. En la mayoria de los casos, la secuencia de reconocimiento

corresponde a palindromes, vale decir que su secuencia de bases es identica en ambas

direcciones.

Ej.: 5´… G-G-A-T-C-C … 3´

3´… C-C-T-A-G-G … 5´

Cuando una enzima de restriccón se une al ADN, este es “anclado” en varias

posiciones por la enzima; de lo que resulta un ADN “digerido” en varios fragmentos

de diferentes tamaños y pesos. Atravez de la electroforesis es posible conocer el

número de fragmentos en que fue dividido el ADN, y en base a ello el número de

sitios de anclaje. El orden de los fragmentos se determina mediante la digestión del

ADN por diferentes enzimas o mezclas de enzimas. Con esta información se

determina el llamado “Mapa de restricción”.

169

C. ADN recombinado y ADN clonado:

Uno de los procesos básicos de gran importancia en la biología molecular, es la

producción de un ilimitado número de copias de un particular segmento de ADN.

Esta producción masiva de segmentos de ADN es un prerequisito necesario para la

determinación de bases de un segmento, lo que provee la clave de su función. Esta

copia se puede realizar por dos técnicas: la llamada clonación de genes o ADN

clonado y la reacción en cadena por polimerasa (PCR en ingles), la cual se tratara en

detalle mas adelante.

El ADN clonado se obtiene por la unión del ADN a clonar, llamado ADN foraneo o

insertado, a un vector que es capaz de replicarse dentro de un anfitrion. El primer

requicito para este proceso, es que el ADN insertado y el vector tengan segmentos

terminales compatibles (lo que se logra con el uso de una adecuada enzima de

restricción). Cuando se mezcla el ADN insertado con el vector, mediante la acción

de una enzima ADN ligasa, el segmento terminal del ADN insertado se asocia al

segmento terminal del ADN vector, proceso llamado “empalme” o “ligazón”. La

molécula de ADN resultante corresponde a un ADN recombinado. El termino

“recombinado” se aplica, en consecuencia, al resultado de la ligazón de dos

segmentos de ADN de diferente origen.

Una fuente de vectores son los plasmidios, poseedores de un Adn circular. Los

plasmidios se encuentran en células bacterianas anfitrionas, en forma independiente

Dr. Flavio Briones S. M.V. 170

del cromosoma bacteriano principal. Los plasmidios son de gran utilidad para la

clonación de segmentos de ADN relativamente pequeños.

Otra popular fuente de vectores, es el bacteriofago lambda (fago ), cuya secuencia

central de ADN puede ser reemplazada en casi un 50%, sin que disminuya la

capacidad del fago de infectar bacterias, de insertar en estas su ADN recombinado, de

unir ambos extremos del ADN recombinado y de replicarse dentro de la bacteria.

Fragmentos mas largos de ADN pueden clonarse en lavaduras; mas especificamente a

trabez de un cromosoma artificial de levadura, que consiste en insertar a la parte

esencial del cromosoma de la levadura, los dos finales, llamados telomeros, un

centromero y el sitio donde comienza la replicación, llamado “origen de replicación”.

Ademas de su uso en sequenciación y otros procesos moleculares; esta técnica se

utiliza para construir las llamadas “bibliotecas de genes”, que resultan de la digestión

de todo el ADN de una célula de una especia determinada.

Estas bibliotecas de genes permiten crear un ordenado conjunto de clones

superpuestos, que juntos corresponden a una región de un cromosoma, a un

cromosoma completo o, incluso, a todo el genoma de un individuo.

D. ADN complementario.

171

Existen virus cuyo genoma corresponde completamente a ADN. Debido a que a que

el ADN no es capaz de replicarse, la única posibilidad que tienen estos virus de

multiplicarse, es la de realizar una “ transcripción inversa”, vale decir, transcribir

ARN en ADN, y que este ADN se replique y actúe como modelo para la síntesis de

más ADN. La enzima que portan estos virus, capaz de realizar esta operación, se

denomina transcriptasa inversa; la cual es extremadamente útil para la biología

molecular, porque, además de otras acciones, es capaz de aislar rápidamente la

región que contiene del código de un gen.

Los tejidos que producen polipeptidos, contienen cantidades relativamente altas de

ARN mensajero (ARNm) maduro que codifica dicho polipeptido. Si ese ARNm es

extraído del tejido, y agregado a una mezcla de nucleótidos y de la enzima

transcriptada inversa, se obtendrá una fibra complementaria de ADN (llamado ADN

complementario, ADN copia o ADNc). Si se agregan más nucleótidos y la enzima

ADN polimeraza, la hebra simple de ADNc se replicara en una doble hebra de ADNc

correspondiente a los genes que estaban activos en el tejido, al momento de extraer el

ARNm.

E. ADN secuenciado

Uno de los mayores logros en biología molecular, ha sido el desarrollo de métodos de

secuenciación rápida de fragmentos de ADN, que ha llegado a ser el paso inicial

imprescindible en los estudios con segmentos de ADN; utilizándose cada día más con

fines diagnósticos.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 172

Existen dos métodos de secuenciación de genes: El método de Sanger, dideoxido o

de terminación de cadena y el método químico o de Maxam - Gilbert, que es el mas

utilizado actualmente.

Ambos métodos involucra la creación de una serie de segmentos simples etiquetados,

de largo variable, que comienzan por el fin del segmento del ADN a secuenciar, ellos

son separados de acuerdo a su tamaño, creando un “escala” de bandas etiquetadas,

donde cada banda corresponde a la presencia de una base.

Una vez que las bandas han sido visualizadas, por cualquiera de los dos sistemas, la

secuencia de bases puede ser leída directamente en la escalera de bandas.

El proceso completo de la secuenciación, es actualmente automática, y el acumulo de

información esta en constante aumento. Se han establecidos Bancos de Datos, como

el Gen Bank en Estados Unidos y la Biblioteca de información EMBL en Europa,

con el exclusivo fin de almacenar está información. Se debe recordar que el genoma

de los mamíferos contiene aproximadamente 3 x 109 pares de bases (3.000 MB).

El desarrollo de poderosos programas de computación, que buscan y analizan

secuencias, a permitido un rápido desarrollo en este campo, ya se conocen las

secuencias de bases completas de algunos microorganismos y del cromosoma único

de la levadura común.

173

El proyecto del genoma humano, se desarrolla actualmente a través de una

colaboración masiva de grupos de trabajo; pero no hay proyectos en plantas, y en los

animales domésticos las investigaciones se limitan a ciertos genes de interés o

aparente importancia. En razón del alto grado de semejanza entre los genomas de los

mamíferos, el conocer completamente el de una de las especies, los humanos, reduce

el interés de obtener la secuencia completo de las otros mamíferos. Los

descubrimientos que surjan en la investigación del genoma humano, serán

directamente aplicables de los animales domésticos.

F. Reacción en cadena de la polimerasa (PCR):

Una de las herramientas más poderosas de la biología molecular, es la reacción en

cadena de la polimerasa (PCR), desarrollada en 1985 por Kary Mullis y

colaboradores. Se utiliza extensivamente en investigación y también en diagnostico y

en detección de ciertos genes, en animales domésticos. En el futuro se utilizara en

muchas áreas de la medicina veterinaria práctica y en los programas de prueba de

reproductores.

El ADN modelo que se utiliza en la PCR, puede ser genómico o un fragmento de

ADN de cualquier origen. La técnica de PCR produce alrededor de un millón de

copias, de un pequeño segmento del ADN modelo, cantidad más que suficiente para

realizar secuenciaciones u otros análisis. El requerimiento básico de la técnica, es

conocer la secuencia del segmento, o por ultimo la secuencia de cada final del

segmento que se desea amplificar.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 174

Utilizando la información de estas secuencias, se sintetizan dos cadenas de

nucléotidos, de 20 bases cada uno (llamadas oligonucléotidos u oligos). Por ser el rol

de estos oligonucléotidos el de “cargar” la sintesis de nuevas cadenas de ADN, se les

llama “cargadores”.

En forma muy resumida, la técnica consiste en juntar en un tubo el ADN modelo, los

“cargadores”, una cantidad adecuada de desoxynucléotidos y algunas ADN

poluimerasas termoestables; luego continua una serie de ciclos de diferente duración

y temperatura (70 y 95°C) denominadas ciclos de amplificación, para lo cual se

utilizan maquinas denominadas “cicladores termales”, que permiten un exacto control

del tiempo y la temperatura en cada paso del proceso. En teoría se producirán entre

230 y 235 veces el número original de copias del segmento, equivalentes a un billón y

35 billones de segmentos idénticos (llamados “productos PCR”).

Los productos PCR se pueden obtener del ADN de organismos vivos, de productos

animales como la carne y los huevos, de objetos arqueológicos, y las muestras tan

pequeñas como un espérmio o un simple folículo piloso. Productos PCR se pueden

obtener de la leche, por que esta contiene células somáticas.

La tecnología molecular, a través de esta técnica y otras como el analisis de

Southerns, la restricción al polimorfismo de los largos de segmento y otras, detecta

cambios en el material genético, tan pequeños como los que involucran una sola base.

G. Diagnostico en Medicina Veterinaria

175

Las técnicas antes descritas, han revolucionado el diagnóstico en medicina

veterinaria. Pruebas diagnosticas largas e inexactas han sido reemplazadas por otros

basados en ADN, más rápidas y sensibles. La mayoría de estos test utilizan la

técnica de la PCR; las muestras pueden provenir de animales vivos (biopsias, sangre,

semen, etc.), de productos animales (huevos, leche, carne), de tejidos provenientes de

necropsias o de agua sospechosa de estar contaminado. Mediante la elección

adecuada de “cargadores” y/o “sondas” (base del analisis de Southerns), los test

pueden identificar la presencia de un tipo particular de muestra, cadena, serogrupo de

virus, retrovirus, bacteria, hongo, protozoo, gusanos planos o redondos. Pueden ser

utilizadas para distinguir entre carnes de diferentes especies animales.

H. Mapeo Genico

Cada especie de mamíferos contiene entre 50.000 y 100.000 genes. La identificación

de cada uno de estos genes, para conocer su función y los alcances de su variación, y

un conocimiento altamente anhelado. Un primer paso importante en esta línea de

investigación, es la creación del mapa genético de cada especie. Existen dos formas

complementarias de presentar un mapa genético. La primera es por un “mapa de

vínculos” que consiste en una lista de genes vinculados, en orden lineal, de acuerdo a

la fracción recombinante entre ellos. El segundo es el “mapa físico”, que indica la

localización de cada gen dentro del cromosoma.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 176

Ambas formas de mapas genéticos existen desde hace varios años, de forma muy

incompleta, para numerosas especies domesticas y en una forma considerablemente

mas substancial para pollos.

Uno de los aspectos muy interesantes que ha surgido de la creación de mapas

genéticos, es la marcada conservación de grupos de loci, a través de una gama

ampliamente diferente de especies. Por ejemplo, mucho de los genes localizados en el

cromosoma 12 del humano, se encuentran en el cromosoma 12 del bovino y el 5 del

felino. El cromosoma X muestra un alto grado de conservación. En efecto, si un gen

esta vinculado al cromosoma X en una especie de mamífero, es casi 100% seguro que

esté vinculado al X en todas las otras especies de mamíferos.

Este alto grado en conservación, ha estimulado considerablemente el interés en el

“mapeo génico comparativo” o comparación del mapeo genico entre especies.

Además del interés de este tipo de estudios, en el área de la evolución, el mapeo

comparativo de genes tiene una sustancial importancia práctica: el alto grado de

conservación de los segmentos cromosómicos a través de las especies, implica que

una región bien mapeada en una especie, puede proveer información muy útil, acerca

de la localización de los mismos genes en los otros especies. El mapeo comparativo

promete aportar información sobre loci patológicos en los animales domésticos,

basándose en información obtenida en ratones y humanos.

I. Producción de polipéptidos a través de ADN clonado.

177

Cuando un ADN foráneo es clonado en una bacteria u otro organismo, el fin ultimo

es producir copias ilimitadas de este ADN foráneo. Si el ADN foráneo corresponde

a un gen, es posible avanzar otro paso, al lograr que este ADN produzca el

correspondiente polipéptido en el hospedero. Para lograrlo, es necesario incorporar el

promotor adecuado y posiblemente alguna región de control. Existe una importante

diferencia entre los procariontes y los eucariontes, en relación al control, debido a la

ausencia de genes iniciadores en el primero de ellos. Al no tener genes iniciadores,

los procariontes no tienen necesidad de los complicados mecanismos de iniciación,

requeridos por los eucariontes para convertir el ARNm primario en ARN maduro. En

razón de esto, los genes aislados de eucariontes, pueden ser transcritos y traducidos

en los procariontes.

En la práctica, esto se logra asegurándose que el ADN foráneo es solo una secuencia

de codificación, e insertándolo inmediatamente después de una secuencia líder y

promotora en el ADN vector. Esto “engaña” al hospedero, haciendolo creer que el

ADN foráneo es parte de su propio ADN. En algunos casos es más que fácil insertar

el ADN foraneo en el medio de un gen vector, con el resultado de la producción de un

polipéptido híbrido, del cual el polipéptido foráneo puede ser obtenido a través de

adecuados tratamientos químicos. Los vectores que permiten la transcripción y

traducción de genes foráneos, se denominan “vectores de expresión” y las librerías

que contienen dichos vectores, “librerías de expresión”.

Numerosos polipéptido en procariontes y eucariontes están siendo producidos en

forma masiva, por el método antes mencionado, para lo que ha utilizado como

Dr. Flavio Briones S. M.V. 178

hospedero, una amplia gama de microorganismos (procariontes o eucariontes) y

líneas celulares de mamíferos. Como ejemplo se pueden mencionar las vacunas

recombinadas, proteínas terapéuticas como la insulina, interferón, inmunoglobulinas,

hormona del crecimiento y la mayoría de las enzimas utilizadas en biología

molecular. Además, esta tecnología no esta limitada a los genes existentes; con ella

se puede diseñar y producir nuevos polipéptidos para propositos específicos o

variaciones de polipéptidos existentes.

Del uso de microorganismos para producir polipéptidos foráneos en un laboratorio,

hay solo un pequeño paso (al menos en teoría), a que este microorganismo produzca

el polipéptido cuando se le necesita, dentro del organismo animal. Esto ha dado vida

al concepto de “vacunas recombinantes vivas”, que consiste en un virus o bacteria

inofensivo (el vector de la vacuna), al cual se le han reemplazado algunos de sus

genes, por los genes funcionales para el polipéptido de protección (de la pared) de

algún germen patógeno o parásito. La vacuna vector sería inoculado al animal y

automáticamente fabricaría el polipéptido dentro del animal. El mismo principio se

puede utilizar para el control de plagas de insectos. Por ejemplo si un virus que

infecta en forma natural a los insectos, se le inserta el gen que codifica la esterasa de

la hormona juvenil de los insectos, al infectar el virus recombinado al insecto, la

esterasa inactiva la hormona juvenil, produciendo una reducción substancial de la

nutrición de la larva, que es la más dañina de las plagas de insectos.

J. Transgénesis

179

El hecho de que sea posible insertar genes de una especie, por ejemplo el cerdo, en el

ADN de un microorganismo o línea celular implica, en razón de la universalidad del

código genético que el mismo polipéptido puede ser producido por cualquiera célula

hospedera. Si esto se puede lograr con microorganismos y líneas celulares, en teoría

es posible también, insertando un gen foraneo, en el ADN de un animal vivo. El

nombre dado a este proceso es transgénesis.

El primer paso de la transgénesis, es combinar el gen clonado con un apropiado

promotor, denominando al producto “gen constructor”. El segundo paso consiste en

introducir al “constructor” en uno o mas cromosomas de un animal. Actualmente,

por microinjección, se insertan muchas copias del “constructor” en el pronúcleo

macho o hembra de un óvulo recientemente fertilizado. Despues de la

microinjección, el óvulo es transferido a una hembra preparada, que gasta el

embrión hasta el parto.

En una proporción muy pequeña (menos del 1% en las especies domesticas), el

genoma del animal resultante contiene una o más copias del constructor. A estos

animales se les denomina transgénicos y al constructor insertado transgene.

Alrededor de la mitad de los animales transgénicos expresan el transgene, pero casi

todos ellos pasan el transgene a su descendencia en forma normal.

El primer animal transgénico fue un ratón producido en 1980. La primera aplicación

de esta tecnología en animales de iteres productivo, se realizo en 1985, cuando se

inserto en el genoma de cerdos y ovejas, los genes de la hormona del crecimiento

Dr. Flavio Briones S. M.V. 180

humana. Desde esa experiencia, muchos transgenes han sido utilizados, de especies

tan diversas como bacterias y humanos y el rango de especies transgenicas

domesticas a crecido, incluyendose a los peces, pollos, cabras y bovinos.

El método de la microinjección tiene varias desventajas; por ejemplo, no se puede

determinar donde se insertó el transgen y no hay control sobre el número de copias

insertadas. Actualmente existen métodos mas precisos para la creación de animales

transgénicos; en los ratones, por ejemplo, se convierten en transgénicas células

embrionarias totipotenciales, las cuales pueden ser evaluadas, en relación a la

expreción de su trangen. Solo las células que probadamente expresan la información

insertada son transferidas al ratón receptor.

Por un proceso llamado “remplazo de gen marcado”, es posible remplazar un gen

normal de una célula embrionaria totipotencial, por el mismo gen que ha sido mutado

de una forma específica. Mediante una adecuada cruza del ratón transgénico, es

posible establecer una línea de ratones transgénicos homozigotos para la mutación

específica.

181

XII Glosario de biologia celular y genetica

1. Acéntrico: Cromosoma sin centrómero.

2. Acrocéntrico: Designación (no recomendada) para cromosoma subtelocéntrico

3. Alelo: (Johannsen 1909) una de las formas diferentes del "mismo" gen originado

por mutuación del DNA, y capaz de segregar como una unidad Mendeliana.

4. Alociclia: (distinto ciclo) (Darlington 1941) distinta condensación de la

cromatina, usualmente con heteropicnosis.

5. Alofénico: (distinto fenotipo) (Mintz 1962) individuo mosaico de fenotipos

alternativos, formado por fusión de embriones con distintos genotipos.

6. Alozima: Una de las varias formas de una enzima codificada por diferentes

alelos de un locus.

7. Alkilante: Agente sustancia química que puede unir grupos alkilos (ej. grupos

etil y metil) a otra molécula; muchos mutágenos lo son.

8. Ambiguedad del Código: Un triplete de nucléotidos codifica a más de un

aminoácido.

9. Aminoacido: Unidad monomérica de los polipéptidos y polímeros proteicos;

constituido por ácido carboxilico con uno o más grupos amino.

10. Aminoacil Transferasa: Dos proteínas solubles que transfieren aminoácidos

desde el TRNA al polipéptido naciente del ribosoma.

11. Amitosis: (sin mitosis) (Fleming 1882) división nuclear sin cromosomas ni

huso visibles.

12. Amplificación Génetica: (Brown y Davis 1968) producción de múltiples copias

de un cierto gen. Ej. amplificación de rDNA en oocitos de anfibios; también se

Dr. Flavio Briones S. M.V. 182

postula a, en la producción de cromosomas "double-minute" (DM) y de HSR

("regiones teñidas homogeneamente").

13. Anafase: (Strasburger 1884) etapa de la división celular en que los cromosomas

migran a los polos.

14. Análisis segregacional: Conjunto de técnicas estadísticas en que a partir de los

datos de numerosas genealogías, se establece si la proporción de descendientes

portadores de una característica concuerda con los valores esperados de acuerdo

al modelo postulado.

15. Anemia falciforme: Mal causado por la fabricación de hemoglobina defectuosa

por parte de un gen con la consecuencia GGT CAC CTC, el gen es llamado s, y

su alelo normal S, que tiene una secuencia GGT CTC CTC.

16. Aneuploidía: (Tackholm 1922) ausencia o presencia extra de un cromosoma del

complemento, incluye nulisomía (2n - 2), monosomía (2n - 1), trisomía (2n + 1) y

tetrasomía (2n + 2).

17. Anfidiploide: Alopoliploide; un poliploide formado por la unión de dos

conjuntos cromosómicos separados y su duplicación subsecuente.

18. Angstrom: Unidad de medida ultraestructural, 1 Aº - 1x 10 E-7 mm = 0,1 nm.

19. Anisogenico: (no el mismo gen) (moore 1989), células o individuos con distinto

genotipo, Ej. las células resultantes de la meiosis.

20. Anticodon: Secuencia trinucleotídica en el tRNA que reconoce un codon del

mRNA en el ribosoma, de manera que el péptido llevado por aquel se inserte en el

polipéptido.

21. Antimitótico: Sustancia que conduce a la detención de la mitosis.

22. Apareamiento Cromosomico: Asociación de cromosomas homólogos gen a

183

gen. Puede ser meiótica (por sinapsis en profase), o somática.

23. Asináptico: (sin/unión) (Beadle 1931) falta de apareamiento cromosómico

parcial o total.

24. Aster: (Fol 1877) figura estrellada que rodea el centrosoma durante la división.

25. Autopoliploide: Poliploide formado por duplicación de un genoma.

26. Autosoma: (mismo cuerpo) cromósoma no sexual.

27. Balance: ´Hipótesis del . sostiene que la mayoria de los loci son polimórficos en

la población.

28. Banda: (Painter 1989) grupo de cromómeros de tamaño y posición definidas.

Contiene entre 3.000 y 100.000 pares de bases.

29. Bandas Ag- As NOR: Bandas específicas que tiñen regiones NOR en los

cromósomas (en general usan soluciones concentradas de Ag con un pre-

tratamiento con NaOH.

30. Bandas C: Técnica de tinción cromósomatica diferencial que muestra la

heterocromatina constitutiva como bandas teñidas intensamente.

31. Bandas G: Bandas discretas de ubicación específica que se obtienen al teñir con

glemsa (u otros colorantes) cromósomas pre-tratados (con tripsina).

32. Bandas Q: Bandas flourescentes, similares a las bandas G, que se obtienen con

mostaza de Quinacrina.

33. Bandas R: (bandas reversas) complementarias a las bandas Q y G.

34. Barr, cuerpo de: Corpúsculo nuclear que representa el cromósoma X, inactivo.

35. Bases Análogas: Purinas y primidinas que difieren levemente de las normales, y

que pueden actuar como mutágenos.

36. Carácter: (rasgo) (Bateson 1907) cuálquier carácteristica observable del

Dr. Flavio Briones S. M.V. 184

fenotipo.

37. Carácter Umbral: ("Threshold") (Dempster y Lerner 1950) carácter cuya

distribución segregacional es fenotípicamente discontinua pero cuya herencia es

multigénica como la de los carácteres cuantitativos, son llamados también

carácteres "semi-continuos".

38. Cario - idiograma: (Spotorno et al 1978) representación gráfica de todos los

cromosomas de un carjotipo en términos de su tamaño y morfología con fines

descriptivos y comparativos..

39. Cariograma: (Chiarugl 1933) la suma total de todos los cromosomas de una

célula en términos de su morfología.

40. Cariotipo: (Levitsky 1924) el conjunto de cromosomas de una célula, individuo

o especie ordenado en términos de su morfología y tamaño, usualmente en

metafase.

41. cDNA DNA: Complementario a un mRNA producido por DNA polimerasa.

42. Centríolo: (Boveri 1895) organelo cílíndrico con pared compuesta de 27

microtúbelos en tripletes que se duplican en S, se dividen en profase celular y

sirven como inserción del ensamblaje de microtúbelos de cilios y fragelos.

43. Centrosoma: (centrósfera) (Boveri 1888) zona del citoplasma que rodea a los

centriolos y que carece de ribosomas y otros organoides, del que nacen los rayos

del áster.

44. Ciclo celular: Ciclo de virus de una célula. Etapas: G1-S-G2- mitosis.

45. Cistrón: (Benzer 1957) segmento de DNA o RNA que códifica un producto

específico sea una proteína (mRNA) o ciertos RNA (rRNA); tRNA). Unidad

genética funcional.

185

46. Citogenética: Rama de la genética que estudia los fenómenos citológicos que

constituyen la base material de la herencia.

47. Citogenética humana, Nomenclatura: Sistema de simbolos y abreviaturas

acordado en 1978.

48. Citokinesis: (Whutman 1887) separación de kas células hijas después de la

división nuclear.

49. Clastógenos: (Separación/agente) (Shaw 1970) agentes capaces de inducir

mutaciones cromosómaticas.

50. Cion: (Weber 1903) población de células u organismos derivados por mitosis de

una sola célula o de un solo organismo.

51. Cionamiento nuclear: Transferencia quirúrgica de nucleos a huevos enucleados

y no fertilizados.

52. Codigo Genético: Principios de coordinación y correspondencia entre la

información genética del DNA la transcripción el mRNA y la polipeptido final.

El c.g. orienta las moléculas adaptadoras (tRNA) en las posiciones correctas

durante la sintesis de proteinas.

53. Codominante: Par de alelos en que ambos se expresan fenotipicamente.

54. Codon: (Crick 1963) triplete de nucleótidos que codifica para un cierto

aminoácido (de los 20 naturales) o que indica comienzo o término del mensaje

(tres señales).

55. Codon Iniciador: Codon en el mRNA que dirige la iniciación de la sintesis del

polipéptido estimulando el enlace del tRNA iniciador.

56. Coeficiente de Endocruza: (inbreeding) (Wright 1929) la probabilidad de que

dos genes alelos en un locus sean idénticos por ascendencia (c. de e. de un

Dr. Flavio Briones S. M.V. 186

individuo). En poblaciones es la probabilidad de que dos genes de un individuo

tomado al azar sean idénticos por ascendencia.

57. Colchicina: Alcaloide antimitótico derivado de un insecto; la que impide el

ensamblaje de los microtúbulos del huso, deteniendo así a las células en metafase.

58. Congénito: Rasgo o carácter reconocible al nacimiento.

59. Consanguinidad: Producido por casamiento entre parientes.

60. Cresta Germinal: Precursor de las gónadas primordiales en los mamiferos, que

se desarrollan como engrosamientos del epitelio mesodérmico alineado en el

celoma primitivo.

61. "Cri-du- chat", Sindrome (= maullido de gato) anormalidad en pacientes por

deleción de una parte del cromosoma 5.

62. Cromatida: (McClung 1900) uno de los dos filamentos del cromosoma

duplicado visible en profase. Se separan en anafase mitótica y meiosis II, donde

son llamados cromosomas hijos contienen una sola hebra de DNA doble.

63. Cromátida hermana: Cromátida derivada por duplicación de un cromosoma, y

por lo tanto genéticamente idéntica.

64. Cromatina: (Fleming 1882) material cromosómico complejo macromolecular

compuesto por DNA RNA, proteínas básicas (histonas) y no-histonas usualmente

formando nucleosomas.

65. Cromátina Sexual: (Barr y Bertram 1949) cuerpo nuclear plano -convexo,

esférico o piramidal. Feulgen positivo de replicación tardía (0,8 x 1,1 um de

tamaño), comunmente situado en la periferia, adosado a la membrana nuclear,

representa un cromosoma X inactivado de heterocromatina facultativa , El

número de cromosomas X menos 1 (que es el x activo, generalmente presente en

187

las hembras.

66. Cromocentro: (Baccarini 1908) acúmulo heteropicnótico de heterocromatina en

interfase.

67. Cromomero: (color + parte) (fol 1891) segmento cromosomatico o banda que se

tiñe, presente en los cromosomas y que corresponde a uno o varios genes.

68. Cromonema: (color + hilo) (Wilson 1896) hilo de cromatina ocacionalmente

visible al M.O.

69. Cromosoma: (color + cuerpo) (Waldeyer 1888) cuerpo de cromatina divisional

que se colorea intensamente, compuesto por dos cromatidas y un centromero.

70. Cromosoma B: (= supernumerario, accesorio) (Randolph 1928) , difieren de los

normales en efectividad genética, morfología, constancia y conducta en la

divisido celular.

71. Cromosoma Estampado: ("imprinting") (Crouse 1960), proceso por el cual uno

de los dos cromosomas homólogos es alterado, es decir determinado a funcionar

en forma diferente a su homólogo en un estado posterior del desarrollo.

72. Cromosoma hijo: Cromatida resultante de la separación anafasica.

73. Cromosoma plumulado: (Ruchert 1892) tipo especial de cromosoma

diploténico en los ovocitos primarios de varias especies y en los espermatocitos

de drosophila presentan asas de tamaño variable, proyectadas en pares desde

ciertos cromomeros de un gran eje. Estas asas son lugares de transcripción.

74. Cromosoma X: (Henking 1891) cromosoma o grupo de cromosomas en

eucariontes con sexos separados que esta representado diferencialmente en los

dos sexos, y que juega un rol activo en la determinación del sexo. En muchas

especies tiene un segmento hemólogo con el cromosoma y, por lo que se aparean

Dr. Flavio Briones S. M.V. 188

parcialmente en meiosis. (la genealogía muestra la distribución de los afectados

por daltonismo).

75. Cromosoma Y: (Wilson 1909) en organismos en que el macho es

heterogamético y con difenciación sexual dipoloide, es el cromosoma limitado a

un sexo. Contiene usualmente los genes macho-determinantes.

76. "Crossing over": = entrecruzamiento.

77. Cruzamiento: El apareamiento deliberado de dos individuos para el ánalisis

genético.

78. Cruzamiento Retrógado: = retrocruza

79. Cultivo Celular: Crecimiento celular "in Vitro" en medios nutritivos. El c. de

células obtenidas directamente de un organismo.

80. Cultivo de tejidos: Crecimiento y mantención de células in vitro.

81. Daltonismo: Ceguera para colores rojo y verde causada por un gen recesivo

ligado al cromosoma y tiene una frecuencia de 8% en caucasoides.

82. Deleción: (= deficiencia) (Painter y Muller 1929) pérdida de un sector del

material genético.

83. Deletereo: Mutaciones que disminuyen la adecuación de sus portadores.

84. Determinación Sexual: Factores de la diferenciación sexual, incluyendo los

ambientales (ej. algunas tortugas), los genómicos (gens particulares, o balance de

genes) o los cromosomicos (cromosomas sexuales de los maníferos).

85. Dicentrico: (dos centros) (darlington 1937) cromosoma que posee dos

centromeros, y eventualmente tomará un puente en anafase.

86. Dicigotico: (dos huevos mellizos producidos por dos ovulos distintos,

fertilizados por distintos espermios, son geneticamente tan similares como

189

cualquier par de hermanos incluso pueden ser de distinto sexo.

87. Dictionema: Estado que interrumpe la profase meiótica en los oocitos de los

maniferos.

88. Dimorfismo: (dos formas) presencia de dos formas en una población o

presencia de dos tipos de flores en una misma planta.

89. Diploide: (dos formas) con dos conjuntos cromósomicos homólogos (uno

paterno y otro materno).

90. Diplonema: (doble hilo) (= diploteno) penúltima fase de la profase meiótica, en

que los bivalentes se separan excepto en los quiasmas.

91. Disección genética: Uso de la recombinación y mutación para juntar los varios

componentes de una cierta función biológica.

92. Disjunción: Separación de cromosomas hijos en anafase.

93. Division Celular: Reproducción y distribución de los componentes de una

célula, incluye mitosis y meiosis.

94. DNA: ácido desoxiribonucleico; material genético compuesto por bases

nitrogenadas (adenina, timina, citosina y guanina) unidas covalentemente a una

cadena de residuos tostato y desoxiribosa repetidos, usualmente el polimero

adopta una configuración de doble hélice.

95. DNA, Estructuras: alternativas. En condiciones de más humedad la

configuración más común es llamada DNA B, Si se extrae agua, se acorta su fibra

(distancia entre par de bases es 2.7 A)º, en vez de los 3,4 habituales), cuando la

molécula se enrolla a la izquierda se obtiene el DNA z, el que se encuentra

frecuentemente en sitios ricos en G-C, con funciones de control.

96. DNA ligasa: (Gellert 1967) serie de enzimas que catalizan el cierre de quiebres

Dr. Flavio Briones S. M.V. 190

(muescas) de hebra unica del DNA de hebra doble, durante la replicación, la

recombinación y la reparación.

97. DNA Polimerasas: serie de enzimas que catalizan la formación de DNA a partir

de los correspondientes nucleósidos usando un templado de DNA o RNA.

98. DNA Polimerasa I: enzima que agrega monómeros al extremo 3¨-OH de otro

monómero o polímero de DNA.

99. DNA Polimerasa III: enzima principal que cataliza la sintesis de polimeros de

DNA a partir de precursores, usando cadenas simples de DNA como templados.

100. DNA Repetitivo: Secuencias repetidas de necleótidos de longitud variable en

el genoma eucarionte (cientos, miles o millones de veces).

101. DNA unica secuencia, única de nucleótidos en el genoma. Con pocas

excepciones, representa primariamente los genes estructurales que codifican para

polipéptidos.

102. Dominante: (del señor) (mendel 1865) carácter que se manifiesta cualquiera

sea la combinación genética, y que se expresa en todas las generaciones. En la G,

completa, el heterocigoto (aa) es tenotípicamente igual al homocigoto (AA). En

la especie humana son dominantes autosómicos los genes para corea de

hungtington, hipercolesterolemia, telenglectasia, hemorragica, sindrome de

Marían, porfiria intermitente, osteogénesis imperfecta tardía, distrofia miotónica y

neurofibromatosis.

103. Dominancia Condicionada: Depende del medio ambiente.

104. Dominio cromosómico: Región de un cromósoma que incluye los

componentes de una o más unidades de transcripción, y sus secuencias

adyacentes, y que sufre cambios estructurales durante la transcripción.

191

105. Dosis Génica: El número de copias de un gen particular presentes en el

genoma.

106. Dosis , compensación: Inactivación de los cromosomas X en mamíferos, de

manera que ninguna célula tenga funcionando más de uno, también la regulación

en algunos loci autosómicos de manera que los homozigotos dominantes no

produzcan el doble del producto del heterocigoto.

107. Down, sindrome de (Down 1866) (= mongolismo, = trisomía 21) individuos

47,XY 21 + 6 47, XX 21 + , con retraso mental, estatura corta, hipotonía

muscular, braquicefalia, cuello corto, manos cortas y anchas con quinto dedo

incurvado, y menor sobrevida.

108. Duplicación: (Bridges 1919), mutuación cromosómica en que un sector

cromósomico esta repetido.esta repetido.

109. Embrión: Organismo juvenil resultante del huevo fertelizado.

110. Endofenotipo: (Lewis y John 1963) componentes del fenotipo no

relacionados directamente con el ambiente y la sobrevivencia del individuo, en

contraste con el exofenotipo.

111. Endopoliploidía: Aumento en el número de conjuntos cromósomicos

causado por replicación sin división.

112. Enfermedad Genetica: Cualquier enfermedad producida básicamente o en

última instancia por un "error congénito del metabolismo" ("Enfermedades

moleculares").

113. Enfermedad Molecular: (Pauling et al 1949) enfermedad en que un defecto

en una enzima produce un bloqueo metabólico con consecuencias patológicas.

114. Enlace hidrógeno: Interacción química débil entre un H (unido

Dr. Flavio Briones S. M.V. 192

covalentemente a un 0 o un N) y un átomo electronegativo vecino de 0 o N

feovalentemente unido a un residuo).

115. Entrecruzamiento: (Morgan y Cattell 1912), intercambio físico de

cromosomas homólogos o de DNA, en que dos cromosomas se rompen ,en puntos

idénticos se sueldan intercambiados y un segmento pasa al otro homólogo, lo que

constituye recombinación de genes ligados, exteriormente esto se ve en la profase

meiótica como un quiasma.

116. Enzima: (en fermentación) proteína que acelera o controla las reacciones

químicas de los seres vivos sin ser usada en la reacción. Además de la parte

proteica (apoenzima) que otorga especificidad, participa una parte no proteica

(co-enzima). Las e. constitutivas son sintetizadas en cantidades fijas en contraste

con las e. inducibles. Catalizan hidrólisis (rompen un enlace agregando

elementos del agua y preparán en dos moléculas), oxidación y redúcción

(transfieren electrones o hidrógenos), transferencia de grupos de átomos,

isomerización y condensación (unir dos moléculas).

117. Episoma: (sobre cuerpo) (Thompson 1931) plásmido bacteriano que puede

existir libre en el citoplasma o como parte integral del cromosoma del ´huésped.

118. Epistasis: (Bateson 1907), tìpo de interacción génica en que este gen

interfiere con la expresión fenotípica de otro gen no alélico (llamado hipostático).

ej. La e. dominante resulta en una F2 modificada a 12 (9A.B. + 3 A.bb): 3 aaB.:

1 aabb. La e. recesiva resulta en 9 A..B.: 3 A.bb : 4 (3a...). (ver figura en

INTERACCION).

119. Equilibrio Génico: (Hardy 1908) constancia de las frecuencias génicas y

genotípicas en generaciones sucesivas, en ausencia de mutación, selección y

193

migración , (Diagonal de la figura concentra los puntos de equilibrio de

frecuencias génicas (p y g) y las correspondientes frecuencias genotípicas (p2,

2pq, q2). (la figura muestra un modelo geómetrico del e.g., en que las frecuencias

génicas en los gametos o y o dan los cuadrados achurados que representan las

frecuencias genotípicas de los zigotos resultantes. Si p= 6 necesariamente p2 =

36 en ausencia de los factores señalados, el punto de equilibrio está marcado con

un circulo. Para otros valores de p y g, los valores de equilibrio caen solo en la

diagonal marcada.).

120. Errores Congénitos de Metabolismo: (Garrod 1902), enfermedades

bioquímicas genéticamente determinadas en las cuales el defecto de una enzima

especifica produce un bloqueo metabólico.

121. Eucarionte: (= eucariote) (Chatton 1925) organismos cuyas células tienen

un núcleo típico con membrana nuclear cromosomas y división celular,

Contrasta con "procarionte", (Ver Fig. en Dominios).

122. Eucromatina: (verdadera cromatina) (Heitz 1928) cromatina que muestra

condensación y tinción usales, y que constituye la parte genéticamente activa, en

contraste con la heterocromatina.

123. Exonucleasa: enzima que degrada al DNA comenzando desde el extremo

libre.

124. Expresión génica diferencial: Transcripción y traducción de algunos genes

simultáneamente, mientras otros permanecen inactivos en la misma célula,

produciendo diferentes fenotipos en células por un mismo genotipo.

125. F1 la primera generación filial (hijos)

126. F2, F3, etc. las generaciones que siguen.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 194

127. Fabry, enfermedad de causada por un gen dominante ligado al cromosoma X

que produce dificiencia de la alfa galactosidasa A, con neuropatías y lesiones

musculares.

128. Factor F: (= factor de fertibilidad) episoma bacteriano que otorga al

individuo la capacidad de donar material genético.

129. Factor de Resistencia: (Iseki y Sakai 1953) elementos extra-cromósomicos o

plásmidos que confieren a sus portadores resistencia a uno o más antibióticos.

130. Fenocopia: (mostrar /còpía) (Goldschmidt 1935) modificación fenotipica no

hereditaria causada por condiciones ambientales especiales, que simula un

fenotipo similar causado por una mutación génica.

131. Fenotipo: (mostrar forma) (Johannsen 1909), las propiedades observables

(estructurales y funcionales) de un organismo producidas por la interacción de sus

potencialidades genéticas (su genotipo ) y el ambiente en que se desarrolla.

132. Fisión Céntrica: (disociación) mutación cromosómica, por la que un

cromosoma metacéntrico origina dos telocéntricos.

133. Frecuencia Genica: Proporción de un alelo con respecto a los otros alelos en

una población. O, la probabilidad esperada de encontrar este gen cuando se toma

cualquier gen al azar de esa población.

134. Frencuencia Genotipica: Proporción o frecuencia de un cierto genotipo

entre los individuos de una población. El gráfico (al frente) muestra las

relaciones algebraicas entre f. génicas y genotipicas en poblaciones en equilibrio.

135. Fusión Céntrica: (Robertson 1916) mutación cromosómica en que dos

cromosomas telocéntricos se fusionán en un metacéntrico.

136. Fusión Cromosómica: (Seller y Haniel 1921) unión de dos o más

195

cromosomas para formar un cromosoma. Pueden ser fusiones céntricas o en

tandem.

137. Fusión en Tandem: (White 1957) cambio intercromosómico estructural que

une dos cromosomas por sus telómeros o telómerocentrómero, con pérdida o

inactivación de un centrómero.

138. Gen: (nacido) (Johanson1909) factor de herencia mendeliana, discreto y que

segrega. El concepto original de Johannsen contenía la idea de "algo en el gameto

que determinaba alguna característica del adulto". En bilogía molecular es

también la secuencia particular de nucleótidos en el DNA que representa una

unidad funcional hereditaria. Los llamados genes extracromosómicos" (o

extranucleares) muestran herencia no mendeliana.

139. Gen Estructural: (Jacob y Monod 1959) gen que determina la estructura

primaria de un polipéptido.

140. Gen Mayor: (Mather 1941) gen que tiene efectos fenotipicos notables en

contraste con los "genes menores" o "Poligenes", con efectos individuales

menores.

141. Gen Modificador: (Bridges 1919) gen que modifica por interacción la

expresión fenotípica de genes en otros loci. Pueden ser intensificadores o

inhibidores.

142. Gen Regulador: (Jacob y Monod 1961) En general, cualquier gen que regula

o circunscribe la actividad de otros genes. En particular, un gen que codifica para

una proteína (represora) que funciona sola (sistemas inducibles) o en combinación

con un co-represor (sistema represible) para regular la transcripción de los genes

estructurales en un operón por unión al operador.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 196

143. Genes Multiples: Dos o más genes no alélicos con efectos similares o

complementarios acumulativos en un único carácter.

144. Genética: Ciencia que estudia la herencia y la variación de los seres vivos.

145. Genoma: (Winkler 1920) en ecuariontes, el conjunto cromosómico básico de

un organismo, por lo tanto, la suma total de sus genes. En procariontes, el

conjunto total de genes

146. Genotipo: (raza/forma) (Johannsen 1909) la suma total de información

genética contenida en los cromosómas en contraste con el fenotipo del organismo.

El g. no determina un fenotipo único sino un espectro de fenotipos (norma de

reacción), más específicamente, la constitución genética de alelos en los loci en

observación.

147. Ginandromorío: (hembra/macho/forma) (Goldschmidt 1915), individuo de

una especie dioica que es un mosaico sexual, típicamente macho en ciertos

sectores del cuerpo y hembra en otros, como resultado de la presencia de

cromosómas de ambos sexos en distintas partes del cuerpo.

148. Grupos Sanguineos: Presencia de determinados antígenos naturales en la

sangre. Por ej. el sistema ABO, en que participan tres genes el alelo i (que

determina ausencia de antígenos A y B, el alelo I A y el alelo I B.

149. Haploide: (Singular) (Strasburger 1905) células o individuos con un único

genoma o cromosoma.

150. Helicasa: enzima de replicación de: DNA con actividad ATPásica que se

mueve por delante de la horquilla de replicación y rompe los enlaces H de las

bases apareadas.

151. Helice: Configuración natural de muchos ´polímeros (ej. DNA) caracterizada

197

por una estructura espiral con un patrón repetido por rotación y traslado

152. Hemicigoto: (media yema) genes presentes una sola vez en el genotipo, y no

en la forma de alelos en pares.

153. Herencia: Transmisión de información genética desde los ancestros y padres

a la descendencia.

154. Herencia Citoplásmica: Herencia de cárácteres cuyos determinantes no

están localizados en los cromosomas (herencia extracromosómica).

155. Herencia Materna: (= h. no mendeliana, = h citoplásmatica) herencia

controlada por determinantes hereditarios extracromosómicos.

156. Hermafrodita: (de Hermes / Afrodita) individuos que presentan tejidos y

gametos maduros de ambos sexos.

157. Heterocariotipo: (= HTK) cariotipo que es heterocigoto para una mutación,

en contraste con un "homocariotipo" (HDK).

158. Heterocigosidad estructural: heterocigoto para un cambio cromosómico

estructural.

159. Heterocigoto: (intro / yema) (Bateson ySaunders 1902) individuos alelos

diferentes en uno o más loci cromosómicos. Ej. Aa.

160. Heterocromatina: (Heitz 1928) cromatina caracterizada por un estado de

condensación distinta a la de la eucromatina, con DNA altamente repetido de

replicación tardía inactividad transcripcional, sobreplicación en cromosomas

politénicos y susceptibilidad a cambios estructurales.

161. Heterocromatina facultativa: Regiones de los cromosómas con replicación

tardía y alociclia, que es reversible. Ej. uno de los cromosómas X en la hembra de

los mamíferos.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 198

162. Heterocromatina paracentromérica: (Luyks 1974) regiones

heterocromáticas alrededor del centrómero conteniendo DNA satélite altamente

repetido.

163. Heterogamético: (otro / matrimonio) (Wilson 1910) uno de los sexos que

durante la meiosis da origen a dos tipos de gametos (determinantes de macho y

hembra), en contraste con el sexo homogamético.

164. Heteromórfico: (otra forma) (Carothers 1917) cromosómas "homólogos"

que difieren en tamaño o forma.

165. Heteropicnótico: (otra tinción) (Guthers 1907) cromosómas o regiones

cromosómicas que presentan distinto grado de condensación y tinción.

166. Hibridización Celular: (fusión celular) (Barski 1960), unión de células

somática en cultivo con formación de hibridos celulares . Es usualmente inducida

con virus. Hay pérdida de cromosomas en el tiempo.

167. Hibridización in Situ: (h, en el lugar) técnica citólogica para localizar un

DNA en el cromosóma, por medio de ácidos nucleicos marcados que son

complementarios, y observando la marca autor adiográfica sobre los cromosómas

de un preparado.

168. Hibrido: descendiente de un cruce entre dos organismos geneticamente

diferentes. También un heferocigoto.

169. Hiperploide: Aneuploide que contiene un pequeño número de cromosomas

extra.

170. Hipoploide: Aneuploide con pocos cromosómas faltantes.

171. Histona: (Kosse) (1884) proteínas básicas asociadas al DNA de los

cromosómas que están caracterizadas por un alto contenido de arginina o lisina, y

199

que forman parte de los nucleosomas.

172. Histocompatibilidad, antigenos: Antígenos que determinan la aceptación o

rechazo de transplantes.

173. HL - A: ("human Leucocyte Locus A") conjunto de genes muy ligados del

cromosoma 6 humano que determinan antigenos de la superficie celular y del

complemento. Sus antigenos son extremadamente polimórficos.

174. Hn RNA: (Scharrer y Darnell 1962) fracción de RNA metabólicamente

inestable (tiempo de vida 5 a 15 minutos), heterogeneo, de alto peso ,molécular

(10 5 a 2 x 10 7 dalton), sintetizado en el núcleo, representando el 3% del RNA

total, e incluyendo precursores del mRNA y otros.

175. Holándrico: (todo hombre) (Enriques 1922), tipo de herencia controlada por

genes completamente ligados al cromosoma Y.

176. Homeólogo: (Huskins 1932) cromósomas parcialmente homólogos.

177. Homocigoto: (misma yema) condición en que los dos genes del mismo locus

(alelos) son iguales . Ej. AA. aa.

178. Homologo: (similitud) en general, de estructura similar en el mismo

organismo , o en otro diferente, debido a origenes similares (Owen 1840). En

genética idénticos con respecto a sus loci y a su estructura visible.

179. Horquilla de replicación: Una región del DNA con forma de Y que

representa el punto de replicación.

180. Hunter: Sindrome de enfermedad hereditaria recesiva ligada al cromósoma

X. Altera el metábolismo de los mucopolisacáridos, que se acumulan en los

tejidos 0conectivos por falta de la iduronosulfato sulfátasa.

181. Hurler: Sindrome de enfermedad autosomica recesiva en que la enzima

Dr. Flavio Briones S. M.V. 200

glucosa-6- fosfato deshidrogenasa esta ausente, acumulándose los polisacáridos,

produce serias malformaciones del esqueleto (incluyendo enanismo, sordera y

opacidad en la cornea.

182. Idiograma: (Navashin 1922) representación diagramática de los cromosomas

de un cariotipo con fines de comparación.

183. Inestabilidad Cromosómica, sindrome grupo de enfermedades poco

frecuentes (Anemia de fanconi, sindróme de Bloom), asociadas con un marcado

aumento de aberraciones cromosómicas en cultivo.

184. Ingeneria Genética: Manipulación mediante la cual se produce y establece

una nueva combinación de propiedades genéticas. Puede ser célular (Ej.

hibridización célular) o molecular, por manipulación directa del DNA. Los

propios genetistas han prohibido dos tipos de experimentos: la construcción de

nuevos organismos con combinaciones no naturales de genes para toxinas o

antibiótico- resistentes y la introducción de genes de virus tumorales.

185. Interacción Génica: Interacción entre genes alelos o no alelos produciendo

determinados carácteres. La principal l.g. entre alelos es la dominancia. Las

interacciones entre dos loci no alélicos produce variaciones en las proporciones

mendelianas.

186. Intercalar: segmentos cromosómicos no localizados terminalmente.

187. Intercambio: (Belling 1925) = translocaciones reciprocas.

188. Intercambio de cromátidas hermanas: (Taylor 1958), semiconservativa en

eucariontes que consiste en el intercambio de segmentos entre las cromátidas

hermanas de un cromosóma.

189. Interfase: (lundegardh 1912) etapa del ciclo célular en el que ocurre sintesis

201

y metabolismo sin evidencia visible de división célular.

190. Intersexo: (Goldschmidt 1915) individuos cuyos organos reproductivos o

caracteres sexuales son en parte de un sexo y en parte del otro sin mostrar partes

genéticamente diferentes (ginandromorios).

191. Inversión: (Sturtevant 1926) cambio crómosómico en que un segmento se

rompe en dos partes y su soldadura se produce el ordén de los genes al revés. Ej.

abcdej - abcdej.

192. Isocromosoma: (igual/color/cuerpo) (Darlington 1940) cromosóma cuyos

brazos son iguales y homólogos (genéticamente idénticos).

193. Isopicnótico: (igual tinción) cromosómas o sectores cromosómicos que se

tiñen igual que la mayoria de kis cromosómas.

194. Klinefelter, sindrome de individuos 47, XXY de sexo masculino con

testiculos pequeños, infertilidad, ginecomastía, y escasos andrógenos, a veces con

retardo mental suave y algún comportamiento antisocial.

195. Letal: que produce la muerte.

196. Ley de Hardy- Weinberg: (Hardy 1908, Weinberg 1908) formulación

matemática (de forma binomial) que describe las relaciones entre las frecuencias

genicas y genotipicas en una población, y el equilibrio que se produce en un

aservo genético estático. En una población grande con apareamiento al azar,

tanto las constantes de generación en generación. También es llamada ley del

equilibrio génetico. Formalmente es una deducción (teorema) de los principios

mandelianos.

197. Ligamiento: (morgan1910) asociación de genes en un mismo cromosóma

aumentando la probabilidad de que se van a heredar juntos en el futuro. El

Dr. Flavio Briones S. M.V. 202

número de de grupos de I. es igual al número de cromosómas. Ocacionalmente

el I. se rompe irecombinación genétical cuando los homólogos intercambian

partes correspondientes por entrecruzamiento.

198. Ligasa; enzimas que unen enlaces fosfodiéster en polinucleótidos, y cierran

los quiebres en hebras simples de DNA.

199. Línea Célular: Población de células de origén común en el desarrollo, o

aquellas obtenidas a partir de un cultivo primario.

200. Ligados Genes: son genes (dos pares de alejos) que muestran una

recombinación menor al 50%, que es la cantidad normal para genes de grupos.

201. Locus: (lugar) (plural LOCI) (Morgan et al 1915) la posición de un gen en un

cromosóma.

202. Lyón, hipotesis de proposición desmostrada de que uno de los dos

cromosómas X de las hembras euterias se inactiva tempranamente en el

desarrollo. Es un proceso al azar, en que cada célula tiene originalmente la

misma probabilidad de inactivar uno u otro cromosóma X. pero una vez ocurrida,

en las células derivadas se mantiene ese cromosóma inactivado . Por tanto, cada

hembra es un mosaico genético.

203. Mapa Genético: Representación lineal de las sustancias que separan a los

genes no alélicos en un grupo de ligamiento , basándose en la frecuencia de

recombinación de los correspondientes genes. Las distancias se expresan en

unidades mapa o Morgan.

204. Marcador Genético: Alelo usado para marcar el pasaje de un individuo,

téjido, célula, nucleo, cromosóma o gen.

205. Maternal, herencia un tipo de herencia uniparental en la que toda la progenie

203

tiene el genotipo y fenotipo de la madre.

206. Matrilineal: herencia mediada por determinantes extracromosómicos que

son transmitidos solo por la línea femenina.

207. Meiosis: (hacer pequeño) (Farner y Moor 1905) dos divisiones sucesivas

(meiosis I y meiosis II) del núcleo que preceden a la formación de gametos o de

meiosporas, con apareamiento de los cromosómas homólogos (sinapsis formando

bivalentes, y quiasmas), una sola replicación y distribución a cuatro células

haploides. (ver figura). La profase de la m. 1 es muy larga y se divide en las

etapas de leptoteno (L), zigoteno (Z), paquiteno (P), Diploteno (D) y Diacinesis

(d).

208. Mendeliana, Proporción: Proporción de tenotipos en la progente que

reflejan la operación de las leyes de mendel.

209. Mendelismo: (Punnet1905) herencia particulada de genes cromosónicos de

acuerdo a la teoría cromosómica de la herencia.

210. Metacéntrico: forma de los cromosómas en que el centromero ocupa una

posición medial.

211. Metafase: Fase de la mitosis caracterizada por la máxima condensación de

los cromosómas, y su alineamiento en el ecuador de la célula.

212. Metilación del DNA: Unión de grupos metilo a algunas bases por Ej. 2 a 7%

de la C está en forma de 5-metil citosina. La metilación parece ser típica de los

genes inactivos.

213. Mitosis: (Flemming 1882) división nuclear isogénica (que produce dos

nucleos genéticamente idénticos). Es un proceso al que sigue usualmente una

citokinesis (ver fig. 3), modo en estadística, la clase con la mayor frecuencia.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 204

214. Modificador: gen un gen que afecta la expresión genotípica de otro gen.

215. Monosómico: (Blakeslee 1921) célula , tejido o individuo aneuploide (2n-1)

en que falta un cromosóma dentro de un complemento diplode normal. Un caso

de monosomia normal es el sistema de determinación sexual XX- XO.

216. Morula: Estado del desarrollo embrionario en el cual el cigoto se ha

transformado en un cúmulo macizo de células.

217. Mosaicismo: Presencia dentro de un individuo (llamado "Mosaico") líneas

célulares distintas, que difieren respecto de sus genes. Usualmente se producen

por mutación somática.

218. mRNA (= RNA mensajero) (Brenner et al 1961) familia de RNA de tamaños

heterogéneos (= RNA informativo, RNA templado, RNA inestable) sintetizado

durante la transcripción del DNA y que después de ser procesado sirve como

templado para la sintesis de proteínas.

219. mtDNA: (Nass y Nass 1962) DNA circular de doble cadena presente en la

mitocondria, de 15000 pares de bases: Aunque es diez veces más pequeño que el

genoma de la célula libre más pequeño, contiene información para rRNA, tRNA,

y proteinas propias de la mitocondria.

220. Mutación: (cambio) (de Vries 1901) cambio hereditario estable del material

genético, no causado por segregación o recombinación . Es transmitida a los

descendientes y se produce espontáneamente o por inducción. En general sus

efectos son dañinos para la célula.

221. Mutación Cromosómica: (= aberración cromosómica) cambio estructural

con ganancia , pérdida o localización de alguna porción cromosómica, llamado

intracambio" si a dos. (duplicación, translocación, inversión).

205

222. Mutación Genética: Cualquier cambio heredable dentro de los limites de un

gen (= mutación intragénica, mutación de punto). Resulta en la formación de un

alelo. La secuencia original puede experimentar adiciones de bases, y

sustituciones (transiciones y transversiones).

223. Mutágeno: (cambio/ engendrar) agente físico o químico que aumenta la tasa

de mutación. Ej. radiaciones, rayos UV, análogos de bases y agentes alkilantes.

224. Mutantes: individuo resultante de una mutación . Se compara con la

condición llamada "Silvestre" mutón la ´más pequeña parte de un gen que pueda

ser involucrada en una mutación, hoy se sabe que es un par de nucleótidos.

225. n, 2n, 3n,... (Blakeslee 1921) abreviaturas para haploide, diploide, triploide,

etc. El número significa, el número de conjuntos cromosómicos.

226. No disyunción: (Bridges 1913) distribución irregular o falla de las

cromátidas hijas o cromosómas en su migración a los polos.

227. No histonas: proteínas asociadas al DNA (que no son historias): incluyen

enzimas, moléculas represoras o activadoras, y otras tejido específicas.

228. No homólogos: cromosomas o porciones cromosómicas que contienen

genes disimilares y que raramente aparean en miosis, y si lo hacen no forman

entrecruzamientos y quiasmas.

229. Nor, organizador de nucléolo constricción secundaria en uno o varios

cromosómas que contiene rDNA, Estos genes son altamente redundantes , con

100, 500 o más copias por set haploide . En ciertas células existe amplificación

de esta región.

230. Nucleasa, enzima que degrada el DNA rompiendo sus enlaces fosfodiester.

231. Nucleoide: (núcleo hijo) (Piekarski 1937) región o sector bacteriano que

Dr. Flavio Briones S. M.V. 206

contiene el DNA hereditario por extensión, sector con DNA en mitocondrias o

cloroplastos.

232. Nucléolo: (Bowman 1840) organelo intranuclear eucarionte que contiene

rDNA, precursores del tRNA y enzimas asociadas a la sintesis de rRNA. Su

forma y tamaño varian entre células y organismos.

233. Nucleoprotamina: Complejo de protaminas básicas y DNA presente en

algunas células. Ej. en los espermios.

234. Nucleoproteínas: Complejos de ácidos nucleicos y ciertos tipos específicos

de proteínas.

235. Nucleosido: Componentes de ácidos nucleicos que tiene una base unida a una

ribosa o desoxiribosa.

236. Nucleosoma: (Dudet at al 1975) (= cuerpo nu) unidad contenida en la

cromatina, que consiste en un DNA duplex (156 a 260 pb) doblemente enrollado

alrededor de un octámero hecho de pares de histonas.

237. Nucleotido: unidad monomérica de los polinucleótidos o ácidos nucleicos.

Es un ester fosfato del glicósido N de una base nitrogenada, Está compuesto por

una base (púrica o pirimídica), una pentosa y un grupo fosfato.

238. Nulisómico: Célula, tejido o individuo que carece de un par completo de

cromosómas (n- 1, o n-2). normalmente, esta condición es letal.

239. Número Básico: número cromosómico monoploide monoploide (x) en una

serie de poliploides.

240. Número fundamental: (NF) (Matthey 1949) número total de brazos

cromosómicos principales (o mayores) de una especie (incluye los sexuales).

241. Oncogene: (cáncer / engendrar) un gen que puede iniciar y mantener el

207

estado tumural en un organismo o un estado transformado en una célula y que

normalmente se encuentra en virus oncogénicos, y también en células normales

(aqui se designan como genes c- onc, o proto- oncogenes).

242. Oncogénico: virus o agentes que causan cáncer en animales.

243. Operador: (Jacob et al 1960) una secuencia de nucleótidos que no

transcriben, que es capaz de interactuar con una proteína represora específica y así

controlar la transcripción de uno o más genes estructurales adyecentes.

244. Operón: (Jacob et al 1960) acúmulo de genes que contiene un promotor, un

operador, y uno o más genes estructurales que funcionan coordinadamente en la

expresión génica bacteriana, el gen regulador para el operón LAC produce mRNA

(etapa 1 en la fig´.) este mRNA se une al ribosoma y produce la proteína

reguladora, (etapa II). Si no hay lactosa, la proteína reguladora se combina con el

operador y detiene el paso de la RNA polimerasa a lo largo del DNA (etapa II)

arriba; no se expresan los otros genes). Si hay lactosa presenta en el medio, la

proteína reguladora es inactivada (etapa III abajo), la RNA polimerasa se mueve

y se fabrica mRNA a partir de genes z e y (IV). El mRNA de gen z, con los

ribosomas , fabrican la galactosidasa (V), que actuara sobre la lactosa.

245. Paquinema: (Winiwarter 1900) estado de la profase de la meiosis I cuando

los cromosómas homólogos están en completa sinapsis, el complejo

sinaptonémico está formado, y ocurre el entrecruzamiento.

246. Par de Bases: Dos bases nitrogenadas que se aparean en el DNA o en el

RNA.

247. PCR, reacción en cadena polimerasa método de secuenciación de DNA por

cionación de secuencias únicas de DNA in vitro, por medio de la amplificación

Dr. Flavio Briones S. M.V. 208

enzimática de un segmento del DNA blanco flanqueado por moldes de

oligonucledtidos. Estos moldes permiten la acción de una DNA polimerasa que

copía el segmento. Cada nueva copía sirve como nuevo templado. Técnica más

barata y rápida que la basada en enzimas de restricción.

248. Pedigree: Lista de ancestros o registros genealógico (vease genealogía).

249. Peptidil Transferasa, enzima que cataliza la formación de enlaces peptídicos

durante la traducción.

250. Pericéntrico: alrededor del centrómero.

251. Periodo G (de) inglés "gap" = espacio (Howard y Pelo 1953) período de la

interfase célular donde no hay duplicación de DNA. Ej. Gi es el período entre la

mitosis anterior y el comienzo del período S. G2 es aquél entre S y mitosis.

252. Período S etapa del ciclo célular en que hay sintesis de DNA.

253. Pilos. (Plural pili) tubo de conjugación

254. Pirimidinas: Uno de los compuestos nitrogenados que forma parte de las

bases citosina, timina y uricilo en los ácidos nucleicos. Tienen un solo anillo.

255. Plasmiso: (laderberg 1952) originalmente un elemento genético (DNA) no

cromosómico; hoy cualquier elemento genético adicional al genoma normal de la

bacteria y que puede propagarse en forma independiente o integrada (por

inserción) al cromosoma del hospedero.

256. Plásmido F: (episoma F;factor sexual) unidad geneticamente discreta de

DNA duplex circular (94.300 pb) en bacterias . Determina la capacidad de recibir

material en conjugación (F -), o de donar el factor sexual F (F + ). (ver Fig.)

257. Polidactilia: (muchos dedos) presencia de dedos adicionales en pies y/o

menos. Es una condición hereditaria autosomica dominante.

209

258. Polimerasas: enzimas que catalizan, el ensamblaje de polinucleótidos en un

molde de DNA o RNA

259. Polinucleótidos: secuencia linear de nucleótidos, en que la posición 3 del

ázucar enlaza a travez de un grupo fosfato o la posición 5 del ázucar del

nucleótido adyacente.

260. Polipeptido: (muchas digestiones) polimero de aminoácidos unidos por

enlaces peptídicos (enlaces covalentes en que el grupo alfa- amino de un

aminoácido está unido al grupo alfa- carboxilo del siguiente, con eliminación de

agua).

261. Poliploide: (Strasburger 1910) que tiene muchos conjuntos cromosómicos

completos, en vez de los dos usuales (diploidía).

262. Portador: individuo heterocigoto para un gen recesivo . Tal persona es

normal, pero puede tener hijos afectados si se casa con otro heterocigoto.

263. pre rRNA= RNA pre mensajero; transcripto primario de un gen de RNA

ribósomico, que es procesado a un rRNA maduro antes de su incorporación en la

subunidad ribosómica en el nucleólo.

264. Procarionte: (antes/núcleo) (Chatton 1925) grado primitivo de organización

de los organismos vivos, cuyas células carecen de la estructura ecuarionte; es

decir no poseen núcleo con membrana, ni huso mitótico, ni ciclos de

condensación del cromosóma.

265. Profase: primer estado de la división célular antes del alineamiento en el

ecuador de la célula.

266. Ribosoma: (Roberts 1958) complejo, organelo célular en pro y ecuariontes,

constituído por 60 proteínas y 3 (en ecuariontes), o 4 (en ecuariontes) tipos de

Dr. Flavio Briones S. M.V. 210

rRNA; los monómeros son de 70 y 80 S, respectivamente, tienen una estructura

de dos distintas subunidades; en ecuariontes 30 S y 50 S, y en ecuariontes , 40 S y

en S, En ecuariontes están asociados a membranas del RER. Los ribosomas

mitocondriales son los más pequeños conocidos, con subunidades 45 S y 35 S.

267. RNA: (ácido ribonucleico) polinucleótido constituído por un esqueleto de

fosfato y ázucar al que se unen las bases nitrogenadas. Esta cadena simple puede

formar estructuras secundarias y asas por medio de apareamiento local de bases.

Hay dos clases principales: RNA genético en algunos virus y bacteriofagos (en

forma de hebra simple o doble), y las diversas clases de RNA no genético, como

el rRNA (80% del total), tRNA (10 a 15%) y mRNA (5 a 10%).

268. Robertsoniano, cambio cambios cromosómicos producidos por fusión o

fisión céntrica.

269. Rotura cromosómica: Discontinuidad en el cromosóma producida por error

de copía o por acción de mutágenos. Conducen a la formación de segmentos

acéntricos.

270. rRNA: (kurland 1960) RNA que forma 50 a 65% de la masa de los

fibosomas. El rRNA de la subunidad ribosomica 30S es 16S; el de SoS es 235 y

5S (procariontes). En eucariontes, el de la subunidad 40S es 18S, y el de la 60S

es 285 (animales) 25-265 (plantas protistas y Fungi), además de los 5..85 y 5S.

(La figura muestra la estructura secundaria del rRNA 165 de tetrahymena, líneas

punteadas separan los dominios, líneas gruesas . Los sectores de RNA altamente

conservados; parentesis delgados numerados muestran sectores altamente

variables en longitud en eucariontes).

271. Segregación: (Bateson y Saunders 1902) separación del par de alelos y su

211

distribución a células diferentes, generalmente en meiosis pero a veces en mitosis

(como consecuencia de entrecruzamiento mitótico). Directamente observado solo

en los heterocigotos. Citológicamente, la separación de cromosomas

genéticamente la producción de dos fenotipos separados , Ley de Mendel (de la

Segregación). los miembros de un par de alelos se separan uno de otro.

272. Sexo: Caracteristicas contrastantes y complementar las que tienen machos y

hembras.

273. Sinapsis: (unión) contacto en el apareamiento cromosomico miótico.

274. Sincito: (juntos/célula) (llevan 1942) célula poliploide o multinucleada.

275. Sindrome: Características específicas que se presentan generalmente

asociadas en ciertas enfermedades, particularmente las hereditarias.

276. Sintesis Proteica: Síntesis de una cadena polipeptídica en el ribosoma, a

partir de un molde de mRNA, con participación de tRNA específicos para cada

aminoácido

277. snRNA ("small nuclear RNA") moléculas que se postula que se aparean con

secuencias de consenso entre bordes exon- intron del pre-mRNA y dan origen a

estructuras secundarias que facilitan la salida de intrones y el corte de exones

durante el procesamiento post-transcripcional (maduración del mRNA). La fig.

muestra (arriba) la secuencia primaria comparada en levadura (1), porotos (p),

diptero (d) y mamífero (m), después (a la izquierda) la configuración total, y

finalmente (a la derecha) el dominio 5' terminal del snRNA U6.

278. Submetácentrico: Forma de cromósoma cuyo centrómero está en posición

submediana, haciendo un brazo ligeramente más largo que el otro.

279. Supergen: (Darlington y Mather 1949), grupo de genes ligados

Dr. Flavio Briones S. M.V. 212

mecánicamente unidos en un cromósoma y que se heredan usualmente, como

unidad; permanecen intactos a la recombinación.

280. Telocéntrico: (fin/centro) (Darlington 1939) cromósomas con centrómero en

posición terminal.

281. Telofase: Estado final de la división celular, cuando comienza a

reorganizarse el nucleo.

282. Telomero: (fin/parte) (Moller 1940) extremo unipolar del cromósoma

eucarionte.

283. Teoria Cromósomica: (Sutton1903) teoría que sostiene que los cromósomas

son los portadores del material genético y la base material de la herencia nuclear.

Está basada en la regularidad de la distribución y recombinación cromósomica y

su paralelo con la conducta de los genes.

284. Terapia Génica: Aspecto de la ingenería genética que incluye la corrección

de enfermedades genéticas modificando el material genético o agregando el que

faltare. Ej. la diabetes es causada por la falta del gen para la insulina; la t.g.

consiste en incorporar dicho gen al genoma. Esto ha sido logrado solamente en

bacterías.

285. Teratógeno: (Malformación /engendrar) agente que produce o aumenta la

incidencia de malformaciones congenitas en una población. Ej. virus, radiación,

ciertas drogas.

286. Teratología: Estudio de las causas y el desarrollo de malformaciones

congenitas.

287. Tetrada: (Nemac 1910) las cuatro cromátidas de cualquier bivalente en la

Meiosis.

213

288. Traducción: Genética mensaje contenido en la secuencia nucleotidica del

mRNA es traducción a una secuencia especifica de aminoácidos, dirigiendo el

orden de incorporación de los aminoácidos en polipéptido naciente durante la

sintesis proteica.

289. Transcripción: Genética síntesis de RNA (mRNA, tRNA, rRNA, SS, RNA)

a partir de un molde de DNA, está mediada por una transcriptasa, incluye la

selección y reconocimiento de sitios de iniciación, copía de la hebra de DNA,

reconocimiento de señales de término, y la separación del RNA. (ver fig.).

290. Transcriptasa reversa: (Baltimore 1970) enzima que cataliza la sintesis de

DNA a partir de RNA.

291. Transducción: (a travez de/ llevar) (Zinker y Lederberg 1952) transferencia

de genes de una célula a otra por medio de un vector viral.

292. Translocación: (a través de/ lugar) cambio cromosómico, otro sector del

cariotipo. En la fig. se muestra el origen del cromosóma Philadelphia humano,

que esta asociado a la leucemia mieloide, (para la nomenciatura y simbología de

alteraciones cromosómicas, ver Citogenética, Nomenciatura)

293. Transmición Independiente, Ley de la (Mendel 1866) Los miembros de

diferentes pares de alelos se transmiten independientemente uno de otro cuando se

forman las células germinales (= II LEY DE MEDEL o PRINCIPIO DE LA

combinación independientemente).

294. Transponible, elemento genético, término general para cualquier unidad

genética que puede insertarse en un cromosoma, salir y relocalizarse, incluye

secuencias de inserción, transposones, algunos fagos, y elementos controladores.

295. Triplete: Los tres pares de nucleótidos que componen un codón.

Dr. Flavio Briones S. M.V. 214

296. Trisomia: (Blakeslee 1921) células, tejidos o individuos con un cromosóma

extra en un cariotipo en general normal, es decir con tres cromosomas homólogos

en vez de los usuales dos. Ej. trisomia 21 = 47, XY 21 + (llamada sindrome de

Down).

297. tRNA: (Hoagland et al 1957) molécula que transporta un aminoácido a un

codon específico del mRNA durante la traducción.

298. Turner, sindrome de condición clínica en la mujer con 45, XO, las que

presentan estatura corta (que resiste el tratamiento hormonal), infantilismo

genital, ausencia de menstruacion, mamas infantiles, con anomalias variables en

riñon, esqueleto cardio-vasculares y ectodérmicas.

299. Valor C: (Swift 1950) cantidad característica de DNA en el génoma de una

especie, medida en picogramos, Daltón, o pares de bases.

300. Valor C, paradoja del: falta de correlación entre el tamaño del génoma y la

complejidad morfólogica o evolutiva de las especies.

301. zDNA: configuración helicoide de giro a la izquierda del DNA duplex, en

contraste con la usual, de giro a la derecha.

302. Zigonema: (= zigoteno ) (Gregoire 1907) etapa de la profase meiótica I en

que los cromosomas comienzan a aparearse.