analisis de cariotipo humano

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS,
PECUARIAS Y EL MEDIO AMBIENTE
CURSO DE GENETICA 201105
ANALISIS DE CARIOTIPO HUMANO
(Para entregar el mismo día)
(Tiempo 6 Horas)
1. INTRODUCCION:
El descubrimiento del número cromosómico humano (46 cromosomas) en el año
1965 por Tjio y Levan, marca el comienzo de la citogenética humana moderna.
El material hereditario se encuentra formado por genes, que son secuencias de
ADN que transcriben a una cadena polipeptídica funcional. El ADN se encuentra
en el núcleo celular en forma dispersa y junto con ciertas proteínas constituye la
cromatina (2,37 nm). Durante la división celular el ADN se organiza en
estructuras más complejas hasta formar los cromosomas. El primer nivel de
organización del ADN consiste en subunidades a manera de cuentas de un
collar, llamadas Nucleosomas, en los cuales la fibra de cromatina dará dos
vueltas alrededor de un "núcleo" formado por un octámero de histonas
empaquetando al ADN en una proporción de más o menos 7 veces,
constituyéndose una fibra de 10 nm de diámetro. Un segundo nivel de
organización es el Solenoide en el que los nucleosomas se reenrollan sobre si
mismos, condensando la longitud del ADN en 40 veces más. El arreglo interno
del solenoide consiste de una fibra de cromatina enrollada en forma de hélice
conteniendo 6 nucleosomas por vuelta, que tiene 30 nm de diámetro. Esta fibra
parece ser la unidad fundamental para que la cromatina se organice en
cromosomas. La fibra de 30 nm durante la condensación de los cromosomas
forma empaquetamientos en forma de "loops" o lazos unidos a un "scaffold" o
eje central, que constituye una matriz de proteínas no histónicas, el ADN en este
nivel se compacta 1.000 veces al final de la interfase (700 nm) y 10.000 veces
en el cromosoma metafásico (2.000 nm). Los lazos contienen de 60 a 100 Kb
cada uno y están empacados a modo de hélices superpuestas sujetas a un eje
central o andamio.
Entre las proteínas no histónicas del andamio se destaca la Sci (Topoisomerasa
II). La Topoisomerasa II constituye el 70 % del eje central formando los
complejos de anclaje de los lazos de ADN. Su función es la de enrollar y
desenrollar las cadenas de ADN para permitir la separación de las cromátides
hermanas durante la anafase. Su ubicación estratégicamente en la base de los
dominios permite que desde aquí actúe en la segregación y condensación
cromosómica. (Figura 1).
Figura 1. Condensación del material genético (DNA).
Se ha especulado que los lazos son, en efecto, unidades funcionales de la
replicación y transcripción del ADN. Probablemente los cromosomas mitóticos
son el resultado de la condensación o agrupamiento de los lazos o loops de la
cromatina interfásica. Llegándose a producir el nivel de compactación del
cromosoma mitótico de 5 a 10 veces más sobre la cromatina en interfase.
Los cromosomas humanos de acuerdo a la posición del centrómero se clasifican
en: metacéntricos cuando sus brazos son equidistantes con respecto al
centrómero y por lo tanto sus cromátides son de la misma longitud, acrocéntricos
cuando el centrómero se localiza en la región subterminal formando brazos muy
pequeños generalmente con satélites, subme´acéntricos cuando la localización
del centrómero tiende hacia uno de los extremos, por lo que los brazos de las
cromátides son desiguales y telocéntricos cuando el centrómero se ubica en la
región terminal del cromosoma, por lo tanto no existen brazos p, este tipo de
cromosoma no está presente en el cariotipo humano (Figura 2).
Figura 2: clasificación de los cromosomas por la posición del centrómero
En 1960, en la convención de Denver, se unificó la nomenclatura de los
cromosomas reconociéndose 2 grupos: Autosomas (cromosomas somáticos) y
Gonosomas (cromosomas sexuales). Los autosomas se numeran del 1 al 22
ordenados por tamaño decreciente y, dentro del mismo tamaño, por la posición
del centrómero. Los cromosomas de tamaño semejante se reúnen en grupos
que se designan por letras (de la A a la G). A los cromosomas sexuales X e Y se
les incluye en los grupos C y G respectivamente
Figura 3. Cariotipo normal Humano
Mediante la observación de los cromosomas mitóticos al microscopio de luz, se
puede apreciar que estos adoptan, bajo ciertas condiciones, una clara
conformaciónhelicoidal, a pesar de que al microscopio electrónico presenten
una apariencia más desordenada. A través del proceso de condensación del
material hereditario, se pasa de una fibra de ADN con una longitud de
aproximadamente 174 cms, a los cromosomas con una longitud de 2 a 8
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micras.
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gLos cromosomas están formados por dos cromátides unidas en el centrómero
u(constricción primaria), regiones terminales o telómeros y en ocasiones pueden
rpresentar satélites, separados del cromosoma por una constricción secundaria.
aEl centrómero divide al cromosoma en dos brazos; uno corto o p y uno largo o
q.
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El complemento cromosómico de cada célula se denomina cariotipo. Este
término se utiliza para describir la constitución cromosómica de una especie.
La identificación morfológica de los cromosomas está basada en los tamaños
relativos de los mismos y de sus brazos. Un idiograma es la representación
esquemática de la morfología cromosómica que se usa como diagnóstico para
la comparación de los cariotipos de diferentes especies y variedades. El
idiograma está basado en las medidas de los cromosomas en varias células.
Los cromosomas 1, 3, 16, 19 y 20 son típicamente metacéntricos; el
cromosoma 2 está en el límite entre metacéntrico y submetacéntrico; los
cromosomas B representan el tipo submetacéntrico grande. Los cromosomas
de los grupos C y E ( a excepción del 16) son típicamente submetacéntricos
medianos y pequeños respectivamente. Los cromosomas D y G son
acrocéntricos grandes y pequeños, y usualmente presentan satélites en los
brazos cortos. El cromosoma X es submetacéntrico y al Y se le considera
acrocéntrico sin satélites.
Desde 1970 se han desarrollado nuevas técnicas que permiten identificar a
cada par de cromosomas por su patrón característico de bandas transversales,
que se ponen de manifiesto con métodos de tinción especiales. Las técnicas de
bandeamiento cromosómico consisten en exponer a los cromosomas a
diferentes substancias y colorantes para desnaturalizar porciones de proteínas
del esqueleto cromosómico (histonas y no histonas) o evidenciar secuencias de
ADN con mayor o menor cantidad de enlaces bi o trivalentes entre las bases
nitrogenadas constitutivas de ADN (guanina, citosina, adenina o timina).
2. Materiales
- Fotocopias de metafases humanas y cariotipos humanos elaborados.
- Hojas de papel bond.
- Pegante, tijeras y regla.
3. Procedimiento
Antes de iniciar esta actividad el tutor encargado de realizar la práctica dará
una ambientación y breve explicación sobre el tema y dará las indicaciones
necesarias a los estudiantes sobre la metodología y trabajo a desarrollar
1. Estudie las metafases de cada una de las fotografías (1 – 8) y cuente el
número de cromosomas (enumérelos de acuerdo a las bandas y al tamaño,
recortelos, organícelos por grupos de acuerdo al tamaño, coloración de las
bandas y ubicación centromérica y péguelos en las hojas papel bond, tenga en
cuenta la figura 3 de la guía y la información suministrada en la introducción y
por textos de genética por ej. La genética médica de Thompson u otros libros
de genética médica). (PARA GUIARSE TENGA EN CUENTA LOS
CARIOTIPOS YA CONSTRUIDOS).
2. Una vez elaborado el cada uno de los cariotipos (debe ser uno por cada hoja
de papel bond), escriba “luego de hacer el respectivo análisis citogenético
apoyado de la literatura” la siguiente información:
a. Sexo del cual proviene el cariotipo analizado
b. Fórmula cromosómica de cada uno de ellos
c. Haga una breve descripción en caso de ser anormal de la patología o
diagnóstico clínico respectivo.
3. Con las otras fotografías (9 A 12) en las cuales se da el cariotipo
(cariograma) completamente formado, suministre la misma información del
punto anterior.
Conclusiones
Cuestionario
1. Explique qué es el índice centromérico, cómo se calcula y cuál es su utilidad.
2. Investigue acerca de cinco alteraciones o aberraciones cromosómicas en
animales hable brevemente de ellas y busque el respectivo cariotipo (peguelos
en hojas bond).
3. Cuál es la diferencia entre cariotipo y cariograma?.
4. Que importancia tiene o le ve usted el estudio de la genética en la medicinba
veterinaria. Argumente.?
5. Supongamos un cromosoma cuya secuencia génica es 123.456789 (el punto
representa el centrómero). Si un individuo es portador de una inversión del
fragmento comprendido entre 3 y 7 (ambos inclusive). Diga: ¿Qué tipo de
inversión es y qué gametos se originarán si durante la meiosis tiene lugar un
sobrecruzamiento entre los genes 4 y 5.
Bibliografia
ISCN. 1985. An International System for Human Cytogenetica Nomenclature
Cytogenet Cell Genet, S. Karger Medical and Scientific Publisher, Basel,
Switzerland.
Lacadena, J.R. 1981. Genética. A.G.E. S.A; Madrid, España.
Lewin, B. 1989. Genes. Editorial Reverté, S.A. Barcelona, España.
Thompson, M.W; McInnes, R.R; Willard, H.F. 1991 Genetics in Medicine. W.B.
Saunders Company, Philadelphia, U.S.A.
Strachan, T.; Read, A. 1996 Human Molecular Genetics. Bios Scientific
Publishers Limited, UK.
Nota: El informe debe llevar todos los requerimientos de
presentación: título, objetivos, introducción, justificación,
marco teórico, resultados, conclusiones, cuestionario y
bibliografía y debe ser presentado en grupos de trabajo.
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Cortesía Janet camacho Garzón. Bióloga MsC
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