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
•Duplicaciones
•Inversiones
•Translocaciones
A C D E F
A B B C D E F
A E D C B F
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
•Dos tipos de duplicaciones
A B C D E B F
•En tándem
Crom 11
Familia globinas
Crom 16
Crom 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
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Generación duplicación ojos Bar por
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recombinación desigual
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,
Gameto
n+1
produciendo mosaicismo (p.e. ginandromorfos en
Drosophila)
Meiosis
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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
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 21
•4% de los síndrome de Down
•Síndrome 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 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.
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