Transcript Mutación cromosómica

Tema 13 Cambios cromosómicos
Dr. Antonio Barbadilla
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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
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Mutaciones cromosómicas
A B C D E F
•Estructurales
•Deleciones o deficiencias
A C D E F
•Duplicaciones
A B B C D E F
•Inversiones
A E D C B F
•Translocaciones
A B C D J K
•Numéricas
•Euploidías
•Monoploides (n)
•Poliploides [triploides (3n),...]
•Aneuplodías
•Nulisomías (2n-2)
•Monosomías (2n-1)
•Trisomías (2n+1) Tema 13 Cambios cromosómicos
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G H I E F
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Cromosomas politénicos de Drosophila
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Deleciones o deficiencias
•Dos tipos de deleciones
•Terminales (una rotura)
•Intersticiales (dos roturas)
A B C D E F
B C D E F
A B C D E F
A C D E F
•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
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D
A B C
E F G
A B C
E F G
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Sindrome cri-de-chat
El origen de la enfermedad está en una
deleción en el brazo corto del cromosoma 5
Microcefalia, cardiopatía, retraso mental
grave
•Deleción, 46 XX ó XY, 5p•Microcefalia, cardiopatía,
retraso mental grave
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Duplicaciones
A B B C D E F
A B C D E B F
•Dos tipos de duplicaciones
•En tándem
Familia globinas
Chrom 11
Chrom 16
Chrom 22
•Dispersa
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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
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Mutación duplicación Bar en Drosophila
Generación duplicación ojos Bar por
recombinación desigual
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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)
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Duplicaciones
•En los humanos existe una gran número de
duplicaciones segmentales (~50Kb)
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Inversiones
•Dos tipos:
•Paracéntricas (no incluyen el centrómero)
•Pericéntricas (incluyen el centrómero)
A B C D E F
A D C B
E F
A E D C B F
•Efectos
•Cambio de orden de los genes (relaciones de
ligmiento)
•Efecto de posición: variegación en el
mutante white de Drosophila)
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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
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Entrecruzamiento
en la región
invertida de un
heterocigoto para
una inversión
pericéntrica
no recombinante
desequilibrado
no recombinante
desequilibrado
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Inversión
paracéntrica
(no incluye el
centrómero)
Cromosoma no recombinante
Cromosoma dicéntrico desequilibrado
Cromosoma no recombinante
Cromosoma acéntrico desequilibrado
Entrecruzamiento en la región invertida de un
heterocigoto para una inversión paracéntrica
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Translocaciones
•Rotura de dos cromosomas no
homólogos seguido por un
intercambio de fragmento(s)
A B C D J K
G H I E F
•Recíproca
•No recíproca
•Detección: Los heterocigotos
(heterocariotipos) forman una
figura cruciforme en la meiosis
observable citológicamente
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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)
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Translocaciones robertsonianas:
unión de dos cromosomas acrocéntricos por
sus centrómeros o disociación de un
cromosoma en dos a partir del centrómero
Disociación
Fusión
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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)
Meiosis
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Gameto
n+1
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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
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Monosomía (2n-1)
Falta una copia de
un cromosoma,
suelen ser letal en
la mayoría de los
casos. Síndrome de
Turner (X0)
Síndrome
de Turner
(X0)
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Trisomía (2n+1)
Síndrome de Down
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Tema 13 de
Cambios
cromosómicos
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Incidencia del síndrome
Down
con la edad de la madre
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Causado por la
combinación
cromosómica
XXY. Varones
estériles y viables
hasta la edad
adulta
Síndrome de
Klinefelter
(XXY)
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Otras reordenaciones en humanos
Síndrome del cromosoma X frágil (~ recesivo ligado al X)
•1/1250 hombres y 1/2000 mujeres
•Causa más frecuente de retraso mental tras
síndrome Down
•Síndrome de Down familiar
•Translocación equilibrada y heredable del cromosoma
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•4% de los síndrome de Down
•Sindrome cri-de-chat
•Deleción, 46 XX ó XY, 5p•Microcefalia, cardiopatía, retraso mental grave
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Destino de cada millón
de cigotos que se
forman en humanos
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Incidencia de mutaciones en enfermedades humanas
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Mutaciones numéricas: Euploidías
•Número variable de juegos cromosómicos haploides
completos
•Nomenclatura:
•Monoploide o haploide (n)
•Diplodie 2n
•Triploide 3n
•Tetraploide 4n
Poliploides
•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
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Segregación con un número impar de cromosomas (3n)
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Segregación con un
número par de cromosomas (4n)
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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
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Equilibrio génico
•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 anueploides autosómicos
sobreviven son los del cromosoma 4 (1-2% del genoma).
que
•Efecto de la dosis génica (equilibrio génico) y de los alelos
deletéreos.
•En el caso del cromosoma X existe una compensación de dosis.
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