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T.19 y 20. Mutaciones cromosómicas
Objetivos
- Conocer las distintas mutaciones cromosómicas, su origen, efectos
e importancia evolutiva
- Mostrar ejemplos de estas mutaciones con interés clínico,
agronómico, etc., así como su interés social, económico, etc.
Tema 19. Mutaciones cromosómicas estructurales.
Deleciones, Duplicaciones, Inversiones y Translocaciones.
Tema 20. Mutaciones cromosómicas numéricas.
Haploidía, Poliploidía y Aneuploidia.
Variación en el nº cromosómico (euploidía) ↓
Variación en la estructura cromosómica →
T.19 y 20. Mutaciones cromosómicas
- Concepto
- Tipos
- Efectos e importancia
Mutaciones cromosómicas estructurales:
Diferencia entre mutación cromosómica a) en perspectiva evolutiva (mutaciones ancestrales) b) individual (reciente)
Duplicaciones
Tipos:
Detección
- Citológica: bucles meióticos en el heterozigótico
- Bandeados cromosómicos, FISH, “Chromosome Painting”, “Spectral Karyotyping” (SKY)
Concepto e importancia
- Genética: efecto de dosis
“Spectral Karyotyping” (SKY) sobre líneas celulares normales y transformadas (tumorales) de ratón, mostrando múltiples reordenaciones cromosómicas (duplicaciones, translocaciones, etc.)
Duplicaciones
Origen:
- Translocaciones.
- Errores en replicación (bucles “replication slippage”).
- Entrecruzamiento desigual:
Concepto de:
- Isozima
- Alozima
- Loci ortólogos
- Loci parálogos
- Pseudogen
Ver T.17 (diapo 13) ↓
Importancia de las duplicaciones
- Genética
- Clínica (síndrome de ojo de gato; enfermedad de Charcot-Marie-Tooth, etc.)
- Evolutiva
El ejemplo de las globinas
Ohno, S. 1970. Evolution by gene duplication. Springer Verlag.
La hemoglobina
Origen de las talasemias:
Hay más globinas en humanos:
- Neuroglobina,
- Citoglobina,
- Androglobina,
- Globinas Y, X, E, a menudo con función aún poco clara
Inversión pericéntrica en heterozigosis
Deleción
Inversiones, deleciones y duplicaciones, producen bucles de apareamiento en meiosis en heterozigosis
Inversiones
Entrecruzamiento dentro del bucle de la inversión
Inversiones - II Heterozigoto para inversión paracéntrica
Productos meióticos resultantes
Si ocurren varios entrecruzamientos dentro de una inversión paracéntrica en heterozigosis, se pueden producir gametos con muy diversas anomalías En el ejemplo, productos de un doble entrecruzamiento entre distintas cromátidas (filamentos) (^11)
Entrecruzamiento dentrodel bucle de la inversión
Inversiones - IV
Inversiones imbricadas
Ejemplo de evolución por inversiones sucesivas
Detección:
- Citológica: tetravalentes en meiosis
- Genética: semiesterilidad
- Grupos de ligamiento alterados (cartografiado)
- Problemas de dosis en los descendientes
- Efecto de posición
Translocaciones
Tipos: - Simples (transposición)
Efectos: - Cambian el tamaño y la forma de los cromosomas
- Los heterozigotos estériles o casi estériles
Importancia:
- Evolutiva
- Clínica
- Lucha biológica
Fusiones de brazo
+ completo
Detección porFISH de una translocaciónrecíproca 15 x 14 encromosomas de ratón: loscromosomas 15 derivadoscarecerán de la regióntranslocada al cromosoma 14,y presentarán un segmentodel 14
Translocación recíproca 14x
Translocaciones – III
14 14’ 21 21’^ 14 14T 21T 21^14 14T 21T^21 Célula germinal
Meiosis
gametos
14 14’21 21’ Individuonormal
gametos 14 21
14 21
14 21T
14T 21
14T 21T
14 14’ 21 21’
14 14’ 21 21T
14 14T 21 21’
14 14T (^) 21 21T
Descendientes Normal
Trisomía 21 (Down) Normal contranslocación equilibrada
Célula germinal
5 5’^ 11 11’
Translocación simple 5p x 11 5 5D
11T
11
Meiosis
gametos
Trisomía 14 Deleción 21^ +
Descendientes 5, 11 Normal 5, 11T Trisomía 5 5D, 11 Deleción 5p (Maullidode gato)
5D, 11T Translocación+deleción (equilibrada)
Otras translocaciones con interés clínico:
- 15 x 21
- 13 x 21
- 9 x 22
- 8 x 14
- 4 x 11
- Etc.
Down Leucemia mieloide crónica (crs. Filadelfia) Linfoma de Burkitt Leucemia mieloide aguda
Origen de ciertos síndromes Individuo con latranslocación recíproca en heterozigosis(en todas sus células)
Mutaciones cromosómicas estructurales: sitios frágiles
- Regiones cromosómicas menos condensadas (“gaps”) en individuos determinados (más de 130 descritas en humanos).
- En cultivos celulares, determinadas condiciones inducen roturas cromosómicas en estos “sitios frágiles”. - Raros - Intermedios - Comunes
- Se originan por
- Errores en replicación (“replication slippage”)
- Patógenos, enfermedades (anemia por deficiencia en Folato)
- Genotóxicos (fármacos), agentes mutagénicos, etc.
http://www.scielo.cl/fbpe/img/amv/v39n1/figura11.gif
http://www2.uah.es/genetica_juangonzalez/GeneticaHumana/Temario/Tema7/Im agenes-7/cromosomaXfragil.jpg
Ver T.17 (diapo 13) ↓
Mutaciones cromosómicas estructurales y evolución
Otros ejemplos:
- Peromiscus
- Muntiacus muntjak
Algunos efectos de las alteraciones genéticas en humanos
En España (1976-1999): ≈ 400.000 nacimientos/año
Con defectos congénitos
- Cardiopatías
- Down
- Malformaciones músculo esqueléticas
- Genito-urinario
- Sist. Nervioso central
- Espina bífida
- Labio leporino
- Carencia de miembros o dedos
Frecuencia de malformaciones en España: 3 – 7% (media/baja) Aborto terapéutico
1’8%
- 85-90% defectos de ppppppporigen genético
- 10-15%: teratógenos
