1Dr. Antonio Barbadilla
1Tema 13 Cambios cromosómicos
2Dr. Antonio Barbadilla
2
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
3Dr. Antonio Barbadilla
3
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 cromosómicos
4Dr. Antonio Barbadilla
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
5Dr. Antonio Barbadilla
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
5Tema 13 Cambios cromosómicos
6Dr. Antonio Barbadilla
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
Tema 13 Cambios cromosómicos
7Dr. Antonio Barbadilla
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
7Tema 13 Cambios cromosómicos
8Dr. Antonio Barbadilla
8Cromosomas politénicos de Drosophila
Tema 13 Cambios cromosómicos
Glándulas salivales y otros tejidos larvarios los cromosomas sufren rondas repetidas de duplicaciones pero sin separarse (endomitosis)
9Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 9
Generación duplicación ojos Bar por recombinación desigual
Mutación duplicación Bar en Drosophila
10Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 10
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
11Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 11
Duplicaciones
•En los humanos existe una gran número de duplicaciones segmentales (~50Kb)
12Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 12
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
13Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 13
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
14Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 14
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
15Dr. Antonio Barbadilla
15Cromosomas politénicos de Drosophila
Tema 13 Cambios cromosómicos
16Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 16
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
17Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 17
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)
18Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 18
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
19Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 19
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
20Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 20
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
21Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 21
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)
22Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos
22
Síndrome de Down
Trisomía (2n+1)
Trisomía (2n+1)
23Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 23
Incidencia del síndrome de Down con la edad de la madre
24Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 24
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
25Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 25
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
26Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 26
Destino de cada millón de cigotos que se forman en
humanos
15%85%
7,5 %
27Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 27
Incidencia de mutaciones en enfermedades humanas
28Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 28
•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
29Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 29
•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
30Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 30https://sustainable-secure-food-blog.com/2019/05/07/polyploidy-or-how-do-we-get-seedless-fruit/
31Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 31
Emparejamientos posibles y segregación con un número impar de cromosomas (3n)
Posiblesemparejamientos
Trivalente
Bivalente
+
Univalente
32Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 32
Emparejamientos posibles y segregación con un número par de cromosomas (4n)
Posiblesemparejamientos
Un cuadrivalente
Univalente
Trivalente
+
Dos bivalentes
33Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 33
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
34Dr. Antonio Barbadilla
34
Evolución del número cromosómico en plantas dicotiledóneas
Tema 13 Cambios cromosómicos
35Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 35
• 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
36Dr. Antonio Barbadilla
Tema 13 Cambios cromosómicos 36
• 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
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