19 Trabajo Práctico N° 2 CARIOTIPO La caracterización

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Trabajo Práctico N° 2 CARIOTIPO La caracterización cromosómica de especies o variedades se inicia con la descripción del cariotipo a través del análisis del número, el tamaño y la forma de los cromosomas que presentan (complemento cromosómico). Mediante la observación microscópica se determina el número cromosómico somático (2n) y, a través del análisis de microfotografías o dibujos de metafases con cromosomas bien definidos y separados, se establecen los cariotipos. Para ello, se analiza la morfología de los cromosomas determinando la posición del centrómero y la longitud de los brazos corto (bc) y largo (bl), así como la longitud total (lt) de cada cromosoma. A partir de estas medidas, se calcula el índice centromérico [IC = (bc / lt) × 100], según el cual los cromosomas se clasifican en cuatro tipos morfológicos: metacéntricos (m, IC = 50 ‐ 37,5, centrómero equidistante de los extremos, brazos de igual longitud), submetacéntricos (sm, IC = 37,5 – 25, centrómero muy próximo al centro), subtelocéntricos (st, IC = 25‐12,5), acrocéntricos (t, IC = 12,5 – 0, centrómero muy próximo a un extremo) y telocéntricos (T, IC = 0, centrómero terminal, no se puede hablar propiamente de constricción, ni de brazos, sólo existe un brazo). Figura 5‐ Tipos de cromosomas según su morfología. Otro aspecto a considerar para caracterizar morfológicamente a los cromosomas es la presencia y la posición de las constricciones secundarias, así como la presencia y el tipo de satélites. En general, las primeras corresponden a regiones organizadoras de los nucleolos (NORs) y los últimos a las porciones cromosómicas distales delimitadas por la constricción secundaria y el telómero de los brazos que los portan. Los cromosomas que presentan satélites se denominan cromosomas SAT. Para la confección del cariotipo los cromosomas del complemento se ordenan según su morfología (de metacéntricos a submetacéntricos, subtelocéntricos, acrocéntricos y telocéntricos) y, dentro de cada tipo, según su tamaño (de mayor a menor) ubicando los centrómeros alineados a una misma altura y los brazos cortos hacia arriba. El orden que ocupa en el cariotipo cada par de cromosomas se indica mediante un número y, mediante una letra, el tipo cromosómico al que pertenece de 19
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acuerdo a su morfología. La representación gráfica del cariotipo se denomina idiograma. La composición de un complemento cromosómico también se puede expresar mediante una fórmula cariotípica, en la que se indica el número de cada tipo morfológico de cromosomas que presenta el material analizado (ej. 16 m + 10 sm + 2 st + 2 t). En muchas especies, la identificación de los diferentes pares de homólogos del cariotipo puede resultar engorrosa debido a que presentan cromosomas con morfología muy similar. En estos casos, la aplicación de determinados tratamientos en combinación con diferentes tipos de tinción, puede revelar regiones cromosómicas con condensación o composición cromatínica diferencial (bandas), generando marcadores cromosómicos adicionales. Así, el tratamiento de los cromosomas con un álcali y la posterior tinción con Giemsa revela regiones de heterocromatina constitutiva, mientras que la impregnación argéntica (bandeo Ag‐NOR) revela las NORs activas. Además, pueden utilizarse diversos fluorocromos que tienen la capacidad de intercalarse preferentemente en regiones del ADN con una composición de bases particular. Por ejemplo, las regiones ricas en adenina y timina son reveladas con DAPI o quinacrina, mientras que las ricas en guanina y citosina lo son con CMA3 (cromomicina A3). Las bandas pueden ser de tamaño e intensidad diferentes y presentar una distribución particular sobre los cromosomas (se localizan, por lo general, en las regiones pericentroméricas y teloméricas ) de un complemento generando un patrón de bandeo característico. Estas técnicas de bandeo cromosómico han permitido, en muchos casos, la identificación inequívoca de cromosomas homólogos, la caracterización de genomas así como el seguimiento de cromosomas o bloques cromosómicos en híbridos y líneas de introgresión. La información obtenida a partir del análisis de los cariotipos permite identificar cromosomas, clasificar los cariotipos, realizar análisis comparativos entre grupos de especies más o menos relacionadas e inferir sus tendencias evolutivas. Asimismo, permite detectar las anomalías numéricas y estructurales en los complementos cromosómicos de células o individuos. Objetivos • Adquirir destreza en la confección de cariotipos. • Comprender la importancia del análisis cariotípico en los estudios taxonómicos y evolutivos. Materiales 9 Elementos de dibujo (hojas blancas, lápiz negro, goma de borrar, etc.) Actividades 1) En las siguientes microfotografías, realice el recuento de cromosomas y determine el número cromosómico somático de las diferentes especies: 20
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Figura 6– Cromosomas somáticos de Turnera sidoides. 1) subsp. carnea, 2n=.......... 2) subsp. holosericea, 2n=..........3) subsp. integrifolia, 2n=.......... 4 y 5. subsp. pinnatifida. 4) Población 1, 2n=......... 5) población 2, 2n=.........Escala = 5 μm (Extraído de Solís Neffa & Fernández 2002). 21
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Figura 7‐ Cromosomas somáticos de Lathyrus. 1) L. cabrerianus, 2n=………. 2) L. crassipes, 2n=……….. 3) L. hasslerianus, 2n=……….. 4) L. macropus, 2n=……….. 5) L. macrostathys, 2n=……….. 6) L. magellanicus var. magellanicus, 2n=……….. 7) L. magellanicus var. tucumanensis, 2n=……….. 8) L. multiceps, 2n=……….. 9) L. pubescens, 2n=……….. 10) L. nervosus, 2n=………. 11) L. tomentosus, 2n=………...Escala= 5 μm (Extraído de Seijo & Fernández 2003). 2) Realice el cariotipo de Lathyrus sp. a partir de la siguiente microfotografía de una placa metafásica: 22
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Figura 8‐ Metafase mitótica de Lathyrus sp. Escala= μm. (Extraída de …) Para confeccionar el cariotipo: a) Numere cada uno de los cromosomas. b) En cada uno de los cromosomas, con una regla milimetrada tome las medidas del brazo corto y del brazo largo. Luego calcule su longitud total y el índice centromérico: Cromosoma Brazo corto Brazo largo Longitud total Indice centromérico 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 c) Forme los pares de cromosomas teniendo en cuenta el índice centromérico y la longitud total de cada cromosoma. Para cada par cromosómico calcule los valores promedio de de las variables analizadas y complete el siguiente cuadro: 23
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Par 1 2 3 4 5 6 7 Brazo corto Brazo largo Longitud total Indice centromérico d) A partir de los valores de la tabla anterior escriba la fórmula cariotípica de Lathyrus XX y calcule los siguientes parámetros cariotípicos: ‐ Fórmula cariotípica: ‐ Longitud total del complemento: ‐ Longitud cromosómica media: ‐ Indice centromérico promedio: 3) Analice los idiogramas de la siguiente figura y escriba las fórmulas cariotípicas de las especies. Figura 9‐ Idiogramas de Turnera sidoides A) subsp. carnea, 2n=…………………... B) subsp. holosericea, 2n=…………………... C) subsp. integrifolia, 2n=…………………... D) y E). subsp. pinnatifida. D) Población 1, 2n=…………………..E) Población 2= 2n=…………………... Population from Uruguay (S57). F) subsp. sidoides, 2n=…………………... Escala=5 μm. 24
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Figura 10‐ Idiogramas de Lathyrus. 17) L. cabrerianus, 2n=………………….. 18) L. crassipes, 2n=…………………... 19) L. hasslerianus, 2n=…………………... 20) L. macropus, 2n=…………………... 21) L.macrostathys, 2n=…………………... 22) L. magellanicus var. magellanicus, 2n=…………………... 23) L. magellanicus var. tucumanensis, 2n=…………………... 24) L. multiceps, 2n=…………………... 25) L. pubescens, 2n=…………………... 26) L. nervosus, 2n=………………….. 27) L. tomentosus, 2n=…………………... 28) L. annuus, 2n=…………………... 29) L. latifolius, 2n=…………………... 30) L. odoratus, 2n=…………………... 31) L. sylvestris, 2n=…………………... 32) L. japonicus, 2n=…………………..Escala= 5 μm. Cuestionario 1) Analizando las Figuras 6 y 9 ¿Qué conclusiones puede extraer sobre Turnera? 2) Analizando las Figuras 7 y 10 ¿Qué conclusiones puede extraer sobre Lathyrus? Bibliografía Lacadena, J.R. 1996. Citogenética. 1º edición. Ed. Complutense. Madrid. Seijo, J.G. & A. Fernández. 2003. Karyotype analysis and chromosome evolution in South American species of Lathyrus (Leguminosae). Amer. J. Bot. 90(7): 980–987. Solís Neffa, V.G. & A. Fernández. 2002. Karyotypic studies in Turnera sidoides complex (Turneraceae, Leiocarpae). Amer. J. Bot. 89(4): 551–558. 25
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