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1Dr. Antonio Barbadilla

1Tema 13 Cambios cromosómicos

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


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Deberán quedar bien claros los siguientes puntos:

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

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

•Cambios en el número de cromosomas: •Aneuploidías •Euploidías

Tema 13 Cambios cromosómicos



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Mutaciones cromosómicas

•Estructurales•Deleciones o deficiencias

•Duplicaciones

•Inversiones

•Translocaciones

•Numéricas•Euploidías

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

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

A B C D E F

A B C D J K G H I E F

A E D C B F

A B B C D E F

A C D E F




Tema 13 Cambios cromosómicos4

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

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

• Detección:• Citológica: bucles (loops) en cromosomas heterocigotos• Genética:

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

Deleciones o deficiencias

A B C D E F

A C D E F

B C D E F

D

A B C E F G

A B C E F G

A B C D E F



Sindrome cri-de-chat

• Deleción, 46 XX ó XY, 5p-• Microcefalia, cardiopatía, discapacidad intelectual (retraso mental) grave

El origen de la enfermedad está en una deleción en el

brazo corto del cromosoma 5

Incidencia: 1:20.000/1:50.000 recién nacidos

Microcefalia, cardiopatía, retraso mental grave




Duplicaciones

•Dos tipos de duplicaciones

•En tándem

•Dispersa

A B B C D E F

A B C D E B F

6

Crom 11 Crom 22Crom 16

Familia globinas




Duplicaciones

•Efectos fenotípicos•Deletéreas. Su intensidad depende del tamaño

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

•Detección citológica: bucles (loops) en cromosomas heterocigotos

C

A B C E F G

A B C E F G




8Cromosomas politénicos de Drosophila


Glándulas salivales y otros tejidos larvarios los cromosomas sufren rondas repetidas de duplicaciones pero sin separarse (endomitosis)



Tema 13 Cambios cromosómicos 9

Generación duplicación ojos Bar por recombinación desigual

Mutación duplicación Bar en Drosophila




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

Hemoglobina ancestral




Duplicaciones

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




Inversiones

•Dos tipos:•Paracéntricas (no incluyen el centrómero)

•Pericéntricas (incluyen el centrómero)

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

A B C D E F

A E D C B F

A D C B E F




Inversiones

•Los cromosomas sinapsadosproducen bucles de inversión observables citológicamente

•Inhibición parcial del entrecruzamiento

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

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

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

no recombinante

desequilibrado

desequilibrado

no recombinante

Efectos (continuación) en heterocigotos (heterocariotipos) para inversiones




Cromosoma no recombinante

Cromosoma dicéntrico desequilibrado

Cromosoma acéntrico desequilibrado

Cromosoma no recombinante

Inversión paracéntrica

(no incluye el centrómero)

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



15Cromosomas politénicos de Drosophila





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

• Recíproca

• No recíproca

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

A B C D J K G H I E F




Segregación en heterocigotos para

translocaciones

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




Translocaciones robertsonianasCaso espaciales de translocación

unión de dos cromosomas acrocéntricos por sus centrómeros o

disociación de un cromosoma en dos a partir del centrómero

Fusión

Disociación




Mutaciones numéricas: Aneuploidías• Uno o más cromosomas son ganados o perdidos

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

• Suele ser letal en animales y deletérea en plantas• Resulta de la no disyunción o retraso cromosómico durante la anafase de la meiosis I• La no disyunción también se da durante la mitosis, produciendo mosaicismo (p.e. ginandromorfos en Drosophila) Gameto n + 1

Meiosis

Ginandromorfo

Gameto n - 1




Aneuploidías en humanos

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

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

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

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

• Trisomías cromosomas sexuales

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




Falta una copia de un cromosoma, suelen ser letal en la mayoría de los casos.

Caso especial asociado al X: Síndrome de Turner (X0) Incidencia: 1 de cada 2.500 mujeres nacidas vivas

Síndrome de Turner (X0)

Monosomía (2n-1)




22

Síndrome de Down

Trisomía (2n+1)

Trisomía (2n+1)




Incidencia del síndrome de Down con la edad de la madre




Causado por la combinación

cromosómica XXY. Varones estériles y

viables hasta la edad adulta

Incidencia: 1 de cada 1,000 varones nacidos

vivos

Síndrome de Klinefelter

(XXY)

Trisomía cromosomas sexuales




Otras reordenaciones en humanos

• Síndrome del cromosoma X frágil (~ recesivo ligado al X)• 1/1250 hombres y 1/2000 mujeres• Causa más frecuente de discapacidad intelectual (retraso mental) tras síndrome Down

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

• Síndrome cri-de-chat• Deleción, 46 XX ó XY, 5p-• Microcefalia, cardiopatía, discapacidad intelectual grave




Destino de cada millón de cigotos que se forman en

humanos

15%85%

7,5 %




Incidencia de mutaciones en enfermedades humanas




•Número variable de juegos cromosómicos haploides completos •Nomenclatura:

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

•Poliploidía: anfibios, reptiles, plantas

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

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

Mutaciones numéricas: Euploidías

Poliploides




•Número variable de juegos cromosómicos haploides completos •Nomenclatura:

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

•Poliploidía: anfibios, reptiles, plantas

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

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

Mutaciones numéricas: Euploidías

Poliploides



Tema 13 Cambios cromosómicos 30https://sustainable-secure-food-blog.com/2019/05/07/polyploidy-or-how-do-we-get-seedless-fruit/




Emparejamientos posibles y segregación con un número impar de cromosomas (3n)

Posiblesemparejamientos

Trivalente

Bivalente

+

Univalente




Emparejamientos posibles y segregación con un número par de cromosomas (4n)

Posiblesemparejamientos

Un cuadrivalente

Univalente

Trivalente

+

Dos bivalentes




La poliploidía es común en plantas:

• No mecanismos cromosómicos de determinación del sexo

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

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



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Evolución del número cromosómico en plantas dicotiledóneas





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

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

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

• En Drosophila los únicos aneuploides autosómicos que sobrevivenson los del cromosoma 4 (1-2% del genoma).

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

• En el caso del cromosoma X existe una compensación de dosisque no existe en aneuploidías autosómicas.

Equilibrio génico en euploidias y aneuploidias




• Anormalidades cromosómicas en humanos y otros desórdenes genéticos

• Lee este artículo sobre recientes descubrimientos genómicos del síndrome de Down y contesta a la pregunta ¿los genes afectados por el síndrome de Down se encuentran el cromosoma 21?

Lecturas y ejercicios


https://learn.genetics.utah.edu/content/disorders/

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/04/16/actualidad/1397672928_968096.html

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