Cambios cromosómicos numéricos y estructurales Tema 13 Cambios cromosómicos numéricos y estructurales Tema 13 Cambios cromosómicos

Objetivos tema 13 Cambios cromosómicos numéricos y estructurales 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

Mutaciones cromosómicas A B C D E F 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 C D E F A B B C D E F A E D C B F A B C D J K G H I E F Tema 13 Cambios cromosómicos

Cromosomas politénicos de Drosophila Tema 13 Cambios cromosómicos

Deleciones o deficiencias 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 chat en 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 A B C D E F B C D E F A B C D E F A C D E F D A B C E F G A B C E F G Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos 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 Microcefalia, cardiopatía, retraso mental grave Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos Duplicaciones A B B C D E F A B C D E B F Dos tipos de duplicaciones En tándem Dispersa Crom 11 Crom 22 Crom 16 Familia globinas Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos 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 Tema 13 Cambios cromosómicos

Mutación duplicación Bar en Drosophila Generación duplicación ojos Bar por recombinación desigual Tema 13 Cambios cromosómicos

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 Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos Duplicaciones En los humanos existe una gran número de duplicaciones segmentales (~50Kb) Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos Inversiones A B C D E F 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 D C B E F A E D C B F Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos Inversiones Efectos (continuación) en heterocigotos (heterocariotipos) para inversiones Los cromosomas sinapsados producen 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 no recombinante desequilibrado Entrecruzamiento en la región invertida de un heterocigoto para una inversión pericéntrica Tema 13 Cambios cromosómicos

Inversión paracéntrica (no incluye el centrómero) Cromosoma no recombinante Cromosoma dicéntrico desequilibrado Cromosoma acéntrico desequilibrado Entrecruzamiento en la región invertida de un heterocigoto para una inversión paracéntrica Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos 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 Tema 13 Cambios cromosómicos

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) Tema 13 Cambios cromosómicos

Translocaciones robertsonianas unión de dos cromosomas acrocéntricos por sus centrómeros o disociación de un cromosoma en dos a partir del centrómero Disociación Fusión Tema 13 Cambios cromosómicos

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 Tema 13 Cambios cromosómicos

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 Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos Monosomía (2n-1) Falta una copia de un cromosoma, suelen ser letal en la mayoría de los casos. Caso especial asociado al X: Síndrome de Turner (X0) Síndrome de Turner (X0) Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos Síndrome de Down Trisomía (2n+1) Tema 13 Cambios cromosómicos

Incidencia del síndrome de Down con la edad de la madre Tema 13 Cambios cromosómicos

Síndrome de Klinefelter (XXY) Causado por la combinación cromosómica XXY. Varones estériles y viables hasta la edad adulta Síndrome de Klinefelter (XXY) Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos 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 X frágil: si el número copias en tándem supera 200 copias inactica un gen que le sigue Tema 13 Cambios cromosómicos

Destino de cada millón de cigotos que se forman en humanos Tema 13 Cambios cromosómicos

Incidencia de mutaciones en enfermedades humanas Tema 13 Cambios cromosómicos

Mutaciones numéricas: Euploidías 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 Poliploides Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos Emparejamientos posibles y segregación con un número impar de cromosomas (3n) Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos Emparejamientos posibles y segregación con un número par de cromosomas (4n) Tema 13 Cambios cromosómicos

Tema 13 Cambios cromosómicos 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 Tema 13 Cambios cromosómicos

Evolución del número cromosómico en plantas dicotiledóneas Tema 13 Cambios cromosómicos

Equilibrio génico en euploidias y aneuploidias Los poliploidías generan un aumento en el tamaño del organismo pero mantienen sus proporciones. Sin embargo, las aneuploidías autosómicas alteran la forma y proporciones de un modo característico. En general, las trisomías se toleran mejor que las monosomías. En Drosophila los únicos aneuploides autosómicos que sobreviven son los del cromosoma 4 (1-2% del genoma). Efecto de la dosis génica (equilibrio génico) y de los alelos deletéreos. En el caso del cromosoma X existe una compensación de dosis. Tema 13 Cambios cromosómicos