Cromosomas Humanos y Cariotipos

Presentación del tema: "Cromosomas Humanos y Cariotipos"— Transcripción de la presentación:

1 Cromosomas Humanos y Cariotipos
Laboratorio 3 Genética JA Cardé Genetics Brooker 4e Chapter 8

2 Objetivos Al terminar este ejercicio los estudiantes podrán:
Describir la estrategia utilizada para la preparación de cariotipos. Mencionar ejemplos de formulas cariotípicas y su interpretación. Discutir las características principales utilizadas en la clasificación de los cromosomas humanos Montar juegos cromosómicos preparando el cariotipo a partir de fotografías suministradas. Analizar los juegos de cromosomas y determinar si hay algún desórden.

3 INTRODUCIÓN Variación genética implica diferencias entre miembros de una especie o entre especies diferentes. Variaciones alélicas: debido a mutaciones en genes particulares Mutaciones cromosomicas: cambios sustanciales en el número o la estructura cromosomal Por lo general afectan mas de un gen Conocidas tambien como aberraciones cromosomales

4 Porque es importante el estudio de estas variaciones cromosómicas?
1. Pueden provocar daños mayores en el fenotipo del organismo. 2. Pueden provocar daños mayores en el fenotipo de la progenie de algún organismo 3. Se consideran una fuerza importante en la evolución de especies.

5 Lab Citogenética Campo de estudio de la genética que involucra el examen microscópico de los cromosomas citogeneticista – típicamente examina la composición cromosomal de una célula o un organismo particular Permite detectar individuos con estructura o numero anormal de cromosomas Provee método para distinguir entre especies. Ver Figura 8.1a

6 Lab Citogenética Citogeneticistas usan tres aspectos principales para identificar y clasificar los cromosomas: 1. tamaño 2. localización de los centromeros 3. patrón de bandas Todos estos aspectos son estudiados en un cariotipo Figure 8.1c Como se hacen? (Ver Figura 3.2)

7 Cariotipos-Procedimiento

8 Procedimiento 5 ml de sangre o fluido amniótico
Coagulación, Centrifugación Remover células blancas Cultivarlas en medio que las estimula a mitosis Arrestarlas en Metafase Distribuirlas en una laminilla Fotografiarlas Analizarlas

9 Localización de los Centromeros
Lab Localización de los Centromeros Short arm; For the French, petite Long arm Brazo PetiteP Brazo LargoQ Figure 8.1

10 Citogenética Para identificación detallada los cromosomas son teñidos con tintes que generan un patrón de bandas característico: Ejemplo: bandas G Se exponen los cromosomas con tinte Giemsa Algunas regiones ligan el tinte con mayor afinidad Bandas oscuras Otras regiones ligan el tinte con menos afinidad Bandas claras En humanos Se ven hasta 300 G bandas en metafase Hasta 2,000 G bandas en profase

11 Clasificación de Cromosomas para Cariotipos

12 Clasificación de Cromosomas para Cariotipos
Grupo A: cromosomas 1-3, grandes con centromeros mediales Grupo B: cromosomas 4-5 grandes con centromeros submedialesGrupo C: cromosomas 6-12, tamaño mediano, con centromeros submediales Grupo D: cromosomas 13-15, tamaño mediano, con centromeros acrocentricos Grupo E: cromosomas cortos con centromeros mediales o submediales Grupo F: cromosomas cortos, con centromeros mediales Grupo G: cromosomas bien cortos con centromeros acrocentricos. Cromosoma X: similar al grupo C. Cromosoma Y: is similar al grupo G Chromosomes are arranged into seven groups based on size and centromere location. The centromeres can be found in the middle of the chromosome (median), near one end (acrocentric), or in between these first two (submedian

13 Citogenética El patrón de banda es util en varias formas:
1. Distingue cromosomas individuales uno del otro. 2. Detecta cambois en la estructura del cromosoma 3. Revela relaciones evolutivas entre cromosomas de especies cercanas

14 Lab La estructura del cromosoma puede ser alterada por mutaciones (Fig 8-2) Dos formas principales en los que se puede alterar la estructura de los cromosomas 1. Cambiando la cantidad total de información genética en el cromosoma Deficiencias/Deleciones Duplicaciones 2. El material genética permanece igual pero ocurre algún rearreglo Inversiones Traslocaciones

15 Deficiencia (o deleción) Duplicación
Lab Deficiencia (o deleción) Pérdida del algún segmento cromosómico Duplicación Repetición de un segmento cromosómico al compararlo con uno cromosoma normal parental Inverción Cambio en la dirección del material genetico en un cromosoma Traslocación Un segmento de un cromosoma se une a otro cromosoma diferente Simples De un cromosoma a otro Reciprocas En ambas vías Ver Figura 8-2

16 Figure 8.2 Lab - q2 - q2-q3 - q2-q3 q2-q4 del 1 al 21
Deletion/ Human chromosome 1 - q2 - q2-q3 - q2-q3 Human chromosome 21 q2-q4 del 1 al 21 q2-4 del 21 por el q1-q2 del 21 Figure 8.2

17 Deficiencias/Deleción
Lab Deficiencias/Deleción Cuando un cromosoma se rompe y se pierde un fragmento: terminal vs intersticial Figure 8.3

18 Deficiencias / Deleciones
Lab Deficiencias / Deleciones Sus consecuencias fenotípicas dependen de: 1. El temaño de la deleción 2. El material perdido Eran genes vitales para el organismo? Deleciones con efectos fenotípicos son usualmente detrimentales Ejemplo, síndrome de cri-du-chat en humanos Por deleción del brazo corto del cromosoma 5 Figura 8.4

19 Deleciones se detectan por:
Citología (ie. Microscopia) Detecta deleciones grandes Molecular – hibridizaciones, PCR Genetica Si en una poblacion mutante no se logra producir la mutacion de regreso al tipo salvaje, indica que la mutacion se debe a algo q se perdió Tambien puede revelarse por pseudodominancia Deleción de una copia del gen El alelo en el otro cromosoma es expresado Hipotesis: Si el perdido era dominante, entonces el recesivo es el fenotipo

20 Lab Duplicaciones Like deletions, the phenotypic consequences of duplications tend to be correlated to size Duplications are more likely to have phenotypic effects if they involve a large piece of the chromosome However, duplications tend to have less harmful effects than deletions of comparable size. Why? In humans, relatively few well-defined syndromes are caused by small chromosomal duplications

21 Inversiones Un segmento ha sido colocado en la orientación opuesta
Centromere lies within inverted region Centromere lies outside inverted region Figure 8.11

22 La cantidad de información genética es la misma
PLT la mayoria de ellas no causan consecuencias fenotipicas, En casos raros, cuando afectan el fenotipo Efecto de punto de rompimiento Si el rompimiento es en un gen vital Efecto de Posición Un gen es ubicado en alguna posición que altera su expresión Un 2% de la población humana lleva inversiones detectables con microscopia de luz La mayoría son fenotípicamente normal Aunque algunos pocos pueden producir progenie con anormalidades genéticas

23 Traslocaciones Las recíprocas resultan en un rearreglo del material genético, no en un cambio de la cantidad total PLT se conocen como traslocaciones balanceadas Las recíprocas como las inversiones, no tienen consecuencias fenotípicas En pocos casos resultan en efectos de posición

24 Variaciones en el Número de Cromosomas
Euploide: un set cromosomal completo, específico para una especie dada El numero de cromosomas puede variar de dos maneras principales: Poliploidía Aumento en el numero de sets completos presentes mas alla del número euploide Ocurre ocasionalmente en animales y frecuentemente en plantas Aneuploidía Un numero anormal de cromosomas particulares en un set Poco común

25 Aneuploidía El fenotipo de eucariotas es influenciado por miles de genes distintos La expresión de estos genes esta intrincadamente coordinado para que el fenotipo sea normal Aneuploidía por lo general causa fenotipos anormales Lleva a un desbalance en las cantidades de productos de los genes (dosis de genes) La cantidad de un producto de un gen es proporcional al numero de copias del gen

26 Aneuploidía Numeros cromosomicos alterados ocurre frecuente durante gametogénesis 5-10% de los embriones lo tienen Mas aún , ~ 50% de los abortos espontáneos se deben a esto En algunos casos, una anormalidad en el numero de cromosomas produce progenie que sobreviven Tabla 8.1

27 Tabla 8-1: Aneuploidías en humanos
Condición Frecuencia Sindrome Rasgos Autosomales Trisomia 13 1/15000 Patau Trisomia 18 1/6000 Edward Trisomia 21 1/800 Down Sexuales XXY 1/1000 mal Klinefelter XYY Jacobs XXX 1/1500 fem Triple X XO 1/5000 fem Turner

28 Trisomías 12, 18, 21 sobreviven Involucran cromosomas relativamente pequeños Padres viejos son mas propensos a producir progenie anormal Ejemplo: Down (Trisomía 21) Incidencia aumenta con la edad se los padres, especialmente madres

29 Aneuploidía naturales involucrando cromosomas sexuales
Inactivacion de la X : cuerpos de Barr Un cromosoma de cada celula es inactivado permanentemente al azar, se condensa en cuerpo de Barr. Porque esta inactivación al azar de la X? Aneuploidias involucrando cromosomas sexuales generalmente producen efectos menos severos que los de cromosomas autosomales Esto se explica con los cuerpos de Barr: X inactivadas: Todos los cromosomas X adicionales son convertidos en Barr. Los efectos fenotipos observados en tabla 8.1 1. Por expresion de genes en X temprano en el desarrollo 2. Desbalance en la expresión de genes pseudoautosomales

30 Sindrome de Down es causado por un fallo en la segregacion correcta del cromosoma 21
Esta no-disyuncion ocurre mayormente durante meiosis 1 de en el ovocito La correlación entre la edad maternal y el síndrome de Down puede deberse a la edad de los ovocitos Ovocitos primarios en humanos son producidos antes del nacimiento, PLT se queda en profase 1 hasta ser ovulados, 12 años mas tarde Mientras la mujer envejece, cada ovocito primario ha estado en profase uno cada vez por mas tiempo Este aumento en el tiempo puede contribuir a que la frecuencia de no disyunción cromosomal aumente

31 Euploidía (número normal de cromosomas)
Diploide en la mayoría de las especies Por lo general cambios en euploidia no son tolerados Poliploidía es letal en animales generalmente Algunas variaciones en euploidia en la naturaleza Abejas hembras son diploides Machos (drones) son monoploides Contienen un solo set de cromosomas Raros vertebrados poliploides: Figura Anfibios

32 Euploidía Algunos animales, en algunos tejidos presentan variaciones normales en su ploidia Animales diploides pueden producir tejidos que son poliploides endopoliploidía Hepatocitos pueden se tri, tetra u octaploides Cromosomas politenicos: en insectos, ejemplo inusual de variación

33 Euploidía En plantas es común la poliploidía; tener varios sets de cromosomas 30-35% helechos y plantas con flores son poliploides Muchas frutas y granos alimenticios son poliploides Refer to Figure 8.22a Algunas veces lineas poliploides de plantas presentan unas caracteristica agricolas especiales Grandes y robustos Figura 8.20a y b

34 Procedimiento Obtener un set de cromosomas
Parear cada cromosoma con su pareja homóloga enumerando cada par. Trate de ser consistente. El número 1 es el mas grande, su pareja debe ser del mismo tamaño, con el mismo patrón de bandas y la misma localización para el centrómero Determine la anormalidad en el cariotipo, usando la Clave para Analisis Cromosomico, pueden ser pequeñas, sea cuidadoso y consistente Investigue sobre su anormalidad, busque una foto real de un cariotipo con el desórden Busque ejemplos de los 5 tipos de anormalidades cromosómicas

35 Reporte de laboratorio
Define en tus propias palabras que significa citogenética Explica brevemente la anormalidad cromosómica en algun cariotipo analizado por usted: cual es la anormalidad el número total de cromosomas el cromosoma específico involucrado la razón para el género De acuerdo a lo que usted sabe de meiosis, como explica la anormalidad? Compare los desórdenes y diga cual usted cree es el de efectos mas negativos? Y el de menos? Porque cree que solo hay un ejemplo con monosomía? Los cariotipos se usan como herramientas prenatales. Es garantía de un bebe libre de desordenes genéticos si su configuracion cromosómica aparece normal? Explica.

36 Clave Simple para Análisis Cromosómico
1A 46 cromosomas en el cariotipo  Ir a aseveracion 3 1B No hay 46 cromosomas en el cariotipo  ir a aseveracion 2 2A 47 cromosomas en el cariotiopo (3 de algun cromosoma) Trisomia 2B Un cromosoma ausente en algun par Monosomía 3A Todos los cromosomas estan pareados con su homologo sin piezas obvias de mas ni de menos ,……………… Individuo Normal 3B Alguno del par de homologos no son del mismo tamaño. aseveracion 4 4A Hay fragmentos añadidos a algun cromosoma  traslocación 4B Hay fragmentos ausentes en algun cromosoma  Deleción

37 Simbolos A-G grupo 1-22 numero de autosomales X;Y, sexuales
/; mosaicismo en somaticas d; deleción dup; duplicación i; isocromosomas, brazos identicos inv; inversión p-q; brazos corto y largo s; satelite t; traslocacion + o -; antes de numero indica adicion o perdida de un cromosoma; despues de un número duplicación o delección de fragmento

38 Formulas 46, XX, 46, XY – 46 cromosomas, 2 X hembra normal, X y Y varon normal 45, X – 45 cromosomas, hembra, una X (Turner) 47, XXY – 47 cromosomas, hembra, dos X, una Y (Klinefelter) 47, XYY – 47 cromosomas, varon, una X, dos Y, (Sindrome XYY) 47, XY, +21 – 47 cromosomas, varon, una X y una Y, 21 adicional (Down) 46, XX, 5p cromosomas, hembra, dos X, deleccion p en 5 (Cri du chat)

39 Prácticas de Cariotipos

40 Referencias