Tema 13 Cambios cromosómicos numéricos y estructurales

1. Tema 13 Cambios cromosómicos numéricos y estructurales Tema 13 Cambios cromosómicos

2. 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

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

4. Cromosomas politénicos de Drosophila Tema 13 Cambios cromosómicos

5. Deleciones o deficiencias A B C D E F A B C D E F D E F G A B C A B C E F G • 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 B C D E F A C D E F Tema 13 Cambios cromosómicos

6. Sindrome cri-de-chat • Deleción, 46 XX ó XY, 5p- • Microcefalia, cardiopatía, 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

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

8. Duplicaciones C E F G A B C A B C E F G • 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 Tema 13 Cambios cromosómicos

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

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

12. Inversiones A B C D E F A D C B E F A E D C B 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) Tema 13 Cambios cromosómicos

13. Inversiones no recombinante desequilibrado no recombinante desequilibrado 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 Entrecruzamiento en la región invertida de un heterocigoto para una inversión pericéntrica Tema 13 Cambios cromosómicos

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

15. Translocaciones A B C D J K G H I E F • 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 Tema 13 Cambios cromosómicos

16. 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

17. 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

18. 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 Tema 13 Cambios cromosómicos Meiosis

19. 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

20. 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) Tema 13 Cambios cromosómicos

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

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

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

24. 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 21 • 4% de los síndrome de Down • Sindrome cri-de-chat • Deleción, 46 XX ó XY, 5p- • Microcefalia, cardiopatía, retraso mental grave Tema 13 Cambios cromosómicos

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

26. Incidencia de mutaciones en enfermedades humanas Tema 13 Cambios cromosómicos

27. 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 Tema 13 Cambios cromosómicos

28. Segregación con un número impar de cromosomas (3n) Tema 13 Cambios cromosómicos

29. Segregación con un número par de cromosomas (4n) Tema 13 Cambios cromosómicos

30. 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

31. Evolución del número cromosómico en plantas dicotiledóneas Tema 13 Cambios cromosómicos

32. 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 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