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Mecanismos de
generación de la
diversidad genética
Mutaciones y Mutantes
Genética = estudio de la transmisión de los
genes (transmisión de los diferentes alelos)
¿Cómo se originan esas diferencias?
Mutación:
generación de nuevas variantes alélicas
Recombinación: combinación de variantes alélicas
preexistentes originando una nueva
Otros:
secuencias móviles, retrovirus,
mecanismos endógenos, etc
MUTACIONES
•
Cambio azaroso y heredable a nivel de secuencia de DNA de un organismo
•
Puede involucrar desde una sola base hasta alteraciones cromosómicas
•
Ocurren en cualquier célula en organismos multicelulares
• mutaciones somáticas vs germinales
•
Ocurren a frecuencias constantes, dependiendo del sistema
• tipo celular, background genético, tipo de gen, región del gen
•
Puede incrementarse la frecuencia mediante el uso de mutágenos
•
Importancia clave en el entendimiento de las bases de los procesos biológicos,
en los mapeos físicos de genomas y en el “mejoramiento” de especies.
Cuantificación de Mutaciones
La tasa de mutación es la probabilidad de ocurrencia de una mutación
particular en función del tiempo (e.g., número de mutaciones por
gen por generación).
La frecuencia de mutación es el número de veces que ocurre una
mutación particular en proporción al número total de células o al
número total de individuos en la población (e.g., número de
mutaciones por 100.000 organismos).
Estos valores pueden variar por causas ambientales y/o genéticas
(activación de trasposones, genes de reparación, etc.)
Detección de Mutaciones
Métodos simples
Observación de fenotipo (Ploidía dificulta el análisis)
color de ojos o forma de alas en Drosophila
pigmentación de colonia en hongos o bacterias
morfología de playas de lisis en bacteriofagos, etc.
Auxotrofías o mutantes condicionales (Tº) se rastrean
por replica plating
Fenotipos extremos (vida – muerte)
METODOS MOLECULARES
Métodos de enriquecimientos de mutantes.
Agentes selectivos (selección positiva o negativa)
Técnica de enriquecimiento por penicilina (bacterias)
Técnicas genéticas de detección de mutantes letales
(Drosophila)
Mutantes condicionales
Screening y selección de mutantes
Se dispone de una cepa de Bacillus subtilis que es auxótrofa para los aminoácidos alanina (A), histidina (H) y triptofano (W).
Después de tratar la cepa con un mutágeno (5-bromouracilo) durante 24 hs, usted plaquea 500 ul del cultivo en distintas placas
de medio mínimo suplementadas con los aminoácidos que se indican (usted inocula 500 ul de cultivo por cada placa) y, luego
de crecer las bacterias durante una noche a 37º obtiene los siguientes resultados.
1)Placa A-, H+, W+
2)Placa A+, H-, W+
3)Placa A+, H+, W4)Placa A-, H+, W5)Placa A+, H+, W+ (siembra 500 ul de una dilución 10-8 del cultivo original)
6)Placa A+, H+, W+ (siembra 500 ul de una dilución 10-9 del cultivo original)
1
4
2
3
5
6
a) Calcule las frecuencias de mutación para cada gen. ¿Qué dato adicional necesita para calcularlas y cómo lo obtendría?
b) Hipotetice las bases moleculares de las distintas frecuencias observadas.
c) Explique porqué no hay colonias en la placa 4.
MUTACIONES
Por alteración espontánea de ciertos nucleótidos
que lleva a un apareamiento equivocado
(Tautomerismo, desaminación, depurinación, daño oxidativo, etc.)
Espontáneas
Errores en la replicación: inserciones, deleciones
Ocurren con alta frecuencia pero existen mecanismos de corrección
Trasposones
Mutágenos químicos y físicos
Inducidas
Mutágenos biológicos: trasposones, virus
Mutagénesis dirigida
Tipos de mutaciones espontáneas
• Cadena vieja
– Tautomerización (isomerización de bases)
– Desaminación
– Despurinización
Fenómeno relativamente frecuente por el que se remueve la purina (A o G) del DNA
por rotura del enlace entre la purina y la deoxyribosa. Si no se repara antes del
próximo round de replicación, resulta en la inserción de una base cualquiera .
• Cadena nueva
– Mecanismos de síntesis
– Mecanismos de reparación de baja fidelidad
1) Tautomerismo: Normal and wobble base pairing in DNA
C- - - G
T- - - A
forma imino
forma enol
C- - - A
T- - - G
Transiciones
A- - - G
T- - - C
Transversiones (menos estables)
Production of a mutation as a result of a mismatch caused by wobble base pairing
2) Deamination of cytosine to uracil (a); deamination of 5-methylcytosine to thymine
5% de las citosinas están metiladas
C---G
MeC - - -G
reparación
C
C - - -G
U
A - - -T
MeC
T- - -A
MeCG
Hot Spots
TA
CpG – Cytosine phosphate Guanine
islands o DMR
• Regiones de 500-1000 bp ricas en CG (no Alu)
• Presentes en regiones promotoras y 5’ UTR de ciertos genes
• Metilación correlaciona con silenciamiento (en mamíferos,
ocurre la inversa en Caenorhabditis)
• ¡La 5-metilcitosina puede deaminarse espontáneamente y
formar una timina! (CG→TG)
• Subrepresentadas en el genoma total
Tipos de mutaciones espontáneas
• Cadena vieja
– Tautomerización (isomerización de bases)
– Desaminación
– Despurinización
Fenómeno relativamente frecuente por el que se remueve la purina (A o G) del DNA
por rotura del enlace entre la purina y la deoxyribosa. Si no se repara antes del
próximo round de replicación, resulta en la inserción de una base cualquiera .
• Cadena nueva
– Mecanismos de síntesis
– Mecanismos de reparación de baja fidelidad
(sistema SOS en bacterias, NHEJ en mamíferos, etc.)
Spontaneous generation of addition and deletion mutants by DNA looping-out errors
during replication
Generalmente dan cambios de fase de traducción
Identification of the wrong strand: DNA methylation in bacteria
El “marcado” de DNA con grupos metilos parece
ser una adquisición evolutiva capaz de proveer
información más allá de la secuencia (epigenética)
Discrimina DNA recientemente replicado de hebra
original (procariotes, A)
Discrimina DNA propio de ajeno (“inmunidad” en
procariotes, A)
Silenciamiento de genes, regiones genómicas o
cromosomas enteros (mamíferos, plantas e
Insectos, C)
Discrimina entre alelos parentales (mamíferos,
plantas e insectos, C)
Protección frente a transposiciones (C)
MUTACIONES INDUCIDAS
•Mutágenos químicos y físicos
•Mutágenos biológicos: trasposones, virus
•Mutagénesis dirigida
Mutágenos son muy usados en investigación genética para incrementar la variabilidad:
SE REQUIERE DE UN BUEN METODO DE RASTREO (SCREENING) DE MUTANTES
Tipos de Mutágenos
• Radiaciones
– Ionizantes (x ej, rayos X)
9
9
9
9
Penetrantes
Rompen uniones covalentes en DNA
Causa principal de aberraciones cromosómicas
Efecto acumulativo
– No ionizantes (x ej, UV)
9 Penetrancia limitada
9 Inducen cambios fotoquímicos en DNA (T^T),
que afectan replicación
Mutágenos químicos
Se clasifican de acuerdo a su mecanismo de acción:
1) Análogos de base: dependen de la replicación
para insertarse. Semejan bases nitrogenadas
y son reconocidas por DNA polimerasas.
Ej: 5 bromouracilo (5BU), 2-AP (2 amino purina)
No todos los análogos de base son mutágenos
(AZT es un análogo estable).
2) Agentes modificadores de bases: inducen mutaciones en cualquier fase del ciclo celular
Agentes deaminantes: x ej, HNO2
Agentes hidroxilantes: x ej, hidroxilamina (NH2OH)
Agentes alquilantes: x ej, etilmetilsulfónico (EMS, MMS, nitrosoguanidina)
Agentes ionizantes: x ej, aflatoxina B1, 8-oxo-dG
3) Agentes intercalatantes: moléculas pequeñas hidrofóbicas, durante la replicación causan
la inserción de una base extra (al azar) en la cadena nueva o una deleción puntual si se
incorporan durante la replicación
4) Otros: Especies reactivas de hidrógeno, Sales metálicas, Ésteres de ácido fosfórico
Mutagenic effects of the base analog 5-bromouracil (5BU)
Agentes modificadores de bases
Agentes modificadores de bases
Intercalating mutations (naranja de acridina, proflavina)
Mutágeno
Tipo
Mutación inducida
Hidroxilamina
Agente hidroxilante
Transversión (AT -> GC)
Acido Nitroso
Agente deaminante
Transversión
EMS
Agente alquilante
Transversión (AT -> GC)
MMS
Agente alquilante
Transversión (GC -> AT)
Proflavina
Agente intercalante
frameshift
Naranja de acridina
Agente intercalante
frameshift
5BU
Análogo de base
Transversión (AT -> GC)
2-AP
Análogo de base
Transversión (GC -> AT)
Aflatoxina B1
Agente ionizante
Transversión (GC -> AT)
Benzopirenos
Agente ionizante
Transversión
Rayos UV
Radiación no ionizante
Dimeros de T
Rayos X
Radiación ionizante
Rupturas DNA
The Ames test for assaying the potential mutagenicity (-> cancer?) of chemicals
Enzimas hepáticas
Distintos tipos de auxótrofos para his
Sin cápsula (permeabilidad)
Sistema de reparación nulo
Test simple, barato y cuantitativo para screenear potenciales carcinógenos.
Mide la frecuencia de reversión de cepas mutantes de Salmonella typhimurium
Dos hombres, empleados durante varios años en la planta nuclear de Atucha,
se convierten en padres de un varón hemofílico y una niña enana acondroplásica,
respectivamente. En ambos casos, se trata del primer caso reportado de ese tipo de
enfermedad en el árbol genealógico de ambos padres. Ambos deciden demandar a
su empleador (CONEA), responsabilizándolo por las malformaciones genéticas de
sus hijos. Teniendo en cuenta que la hemofilia es una enfermedad recesiva ligada al
cromosoma 12 y que la acondroplasia es una enfermedad dominante ligada al
cromosoma 21, ¿cómo cree Ud. que se resolverá el juicio? Justifique.
Mutaciones génicas
Tipos de mutaciones puntuales
Las mutaciones en regiones codificantes se definen de acuerdo a su efecto sobre el producto
final. Los efectos pueden variar desde nulos a severos (non-sense, sitios de splicing, etc.)
A nonsense mutation and its effect on translation
Types of base-pair substitution mutations
Alelos mutantes
Alelo nulo: aquel que
lleva a la ausencia del
producto génico normal
(ej
m6)
o
a
la
desaparición fenotípica de
la función normal (ej m2).
Los alelos nuevos formados por mutación pueden resultar en la pérdida total o parcial de la
función, o de la ganancia de más función o incluso adquisición de una nueva función a nivel
proteico
Distribución de mutaciones
exones
3`UTR
5`UTR
intrones
¿Sesgo?
¿Por frecuencia de
ocurrencia o por selección?
El mutágeno etilmetano sulfonato (EMS), que se utiliza en mejoramiento vegetal,
induce transiciones G-C→A-T. La aflatoxina B1, micotoxina que frecuentemente
contamina alimentos, induce transversiones G-C→T-A. Diga si cada mutágeno es
capaz de revertir codones STOP ámbar (UAG) y ocre (UAA).
R: La aflatoxina podría convertir el codón UAG en UAU (Tyr) mientras que el EMS lo
transformaría en UAA (STOP). Ninguno de los dos podría revertir un codón STOP ocre.
Reversiones
Una revertante es una cepa en la que se restauró el fenotipo silvestre que se había perdido.
Secuencia que al traducir da el mismo fenotipo
Revertante de un mismo sitio
Se vuelve a la secuencia original: revertante verdade
Mutación en el mismo gen: corrigen el marco
de lectura.
Mutación en otro gen que restaura el fenotipo
silvestre produciendo la misma proteína.
Ej. : mutación en genes de tRNA. Supresora informacion
Revertantes
También pueden
ocurrir naturalmente
o ser provocadas
Revertantes de segundo sitio o
mutaciones supresoras
Supresoras por sobrexpresión
Supresoras por interacción
Mutación que produce una vía metabólica
alternativa que permite el mismo fenotipo. Supresora
por bypass
Revertantes
1. Mutaciones reversoras ocurren en el mismo sitio que la mutación original:
Cambian el genotipo desde un tipo mutante a uno wild type o muy parecido al wild
type
i. Una reversión al aa wt es una reversión real.
ii. Una reversión a algún otro aa relacionado es una reversión parcial si
restaura funcionalidad proteica
2. Mutaciones supresoras ocurren en sitios diferentes que la mutación original mutation.
a. Supresoras intragénicas:
i. Un nucleótido distinto es alterado, recuperando la función proteica.
b. Supresoras intergénicas:
i. En general funcionan afectando la traducción del mRNA.
ii. En general se da en tRNAs, de forma tal que en vez de producir terminación
traduccional insertan un residuo.
iv. Debido a que los tRNAs son redundantes, la actividad del tRNA original no
se pierde.
v. La reversión de la funcionalidad proteica puede ser total o parcial.
vi. Mutación supresora actúa sobre muchos genes, pero esto no es tan
dramatico porque muchos genes tienen múltiples codones STOP en tandem
de naturaleza distinta (e.g., UAGUGA).
Mechanism of action of an intergenic nonsense suppressor mutation that
results from mutation of a tRNA gene
Mutaciones genómicas
Mutaciones cromosómicas
ƒ Mutaciones génicas: cambios que ocurren dentro de un gen, obteniéndose
distintas formas alélicas para un mismo gen. Las mutaciones génicas nunca
son observadas microscópicamente.
ƒ Mutaciones o aberraciones cromosómicas: cualquier cambio en la
estructura o el número de cromosomas, que generalmente afectan a varios
genes.
Las aberraciones cromosómicas pueden ser detectadas por
examinación microscópica o análisis genético.
-Cambios numéricos: están relacionados con cambios en el número de moléculas de
DNA de la célula, siendo el cambio en el número la base de sus efectos genéticos
(desbalance de expresión). No ocurren cambios estructurales en ninguna molécula de
DNA.
- Cambios en la estructura cromósómica: resultan en un re-arreglo de secuencias
dentro de una o más moléculas de DNA.
Cariotipo
La constitución cromosómica de una célula está descripta por el
cariotipo, que establece el número total de cromosomas y la
constitución de los cromosomas sexuales.
Estudios
citogenéticos
permiten
identificar
mutaciones
cromosómicas a partir de la comparación con la topografía normal
de los cromosomas.
Rasgos cromosómicos característicos:
-Número de cromosomas: es altamente variable entre las distintas
especies.
-Tamaño del cromosoma: En humanos hay una rango de variación de
entre 3 y 4 veces entre el cromosoma más grande (cr. 1) y el mas pequeño
(cr. 21).
-Posición del centrómero (cen): zona estrecha conocida como
constricción primaria, que determina la relación entre las longitudes de los
brazos cromosómicos. Por convención se llaman brazo corto (p) y largo (q)
de un cromosoma En base a la posición del centrómero los cromosomas
Rasgos cromosómicos característicos (cont):
- Posición de los organizadores nucleolares: son constricciones secundarias de los
cromosomas que contienen los genes que codifican al ARN ribosómico. Generalmente
los nucleólos se localizan cerca de ellos.
-Distribución de la heterocromatina: regiones que se tiñen más intensamente, y se
debe al grado de compactación (y actividad transcripcional) del DNA en el cromosoma.
Heterocromatina constitutiva: es un rasgo permanente de una posición concreta del
cromosoma, y es hereditario. Es siempre inactiva y condensada.
Heterocromatina facultativa: puede existir en forma genéticamente activa
(descondensada) o inactiva y condensada (caso del Cr X en mamíferos). Puede estar
presente o ausente en una posición determinada del cromosoma.
-Distribución de bandas: existen diversos métodos de tinción para identificar con más
detalle las distintas zonas del cromosoma. Las posiciones y tamaños de las bandas son
constantes y específicos de cada cromosoma.
Tipos de tinciones:
-Bandeo G: los cromosomas son sujetos a una digestión controlada con tripsina y luego
son teñidos con Giemsa, un colorante que une DNA. Tiñe zonas de cromatina más
compactada.
- Bandeo Q: los cromosomas son teñidos con un colorante fluorescente que une
preferentemente regiones ricas en AT y luego visto a UV. Ej Quinacrina, DAPI o Hoechst
33258. Tiñe los mismos segmentos cromosómicos que Giemsa.
- Bandeo R: esencialmente es la reversa del patrón de Giemsa. Los cromosomas son
desnaturalizados por calor previo a su tinción con Giemsa. El calor desnaturaliza
regiones ricas en AT. El mismo patrón puede ser obtenido con colorantes que unan
regiones ricas en GC (cromomicina A3, mitracina).
- Bandeo T: identifica un subset de bandas R que están especialmente concentradas en
los telómeros. Las bandas T son las bandas R más intensamente teñidas.
- Bandeo C: se utiliza para demostrar la localización de la heterocromatina constitutiva,
principalmente en los centrómeros.
Tinción de Giemsa
Bandeo G de cromosomas de una mujer (44A
XX).
SKY (spectral karyotiping)
Cambios estructurales
En general ocurren por recombinaciones meióticas desiguales o por trasp
Los extremos “rotos” de los cromosomas son muy reactivos
Existen dos tipos de rearreglos cromosómicos:
ƒ Rearreglos no-balanceados: hay cambios en el dosage génico del
segmento cromosómico. Ocurre cuando hay deleciones o duplicaciones.
Deleción
Duplicación
ƒ Rearreglos balanceados: hay cambios en el orden de los genes en los
cromosomas sin remoción ni duplicación del material genético. Ocurre en las
inversiones y translocaciones recíprocas.
Inversiones
Translocaciones
Deleción: rearreglo en el cual existe la pérdida de brazo de cromosoma y la
yuxtaposición de los dos segmentos flanqueantes.
Imp! En general, debido a que las regiones homólogas tienen gran tendencia a
aparearse durante la meiosis, los diploides con una serie cromosómica normal y
otra portadora de un reorganización producen estructuras de apareamientos
particulares.
Configuración de loop en una deleción heterocigótica
La configuración de loop en
el apareo meiótico de una
deleción permite identificar la
región comprendida en la
misma.
Pseudodominancia: expresión de un gen recesivo cuando está presente en una sola dosis
(ej, debido a una deleción). Se utilizó como criterio adicional para los mapas genéticos
originales en Drosophila.
Las deleciones pueden ser reconocidas por los loops de deleción, la pseudodominancia y
la falta de reversibilidad. La letalidad de las deleciones heterocigotas pueden explicarse
por desbalance génico y expresión de alelos recesivos letales. La homocigosis para una
deleción suele ser letal.
Mejor criterio: los cromosomas con una deleción nunca revierten al fenotipo anterior, a
diferencia de las mutantes génicas.
En animales, machos heterocigotas para una deleción producen igual número de gametas
delecionadas que wild type, no así las hembras.
Duplicación: rearreglo en el cual se presenta una repetición de un segmento
de un brazo de cromosoma.
Las duplicaciones y las deleciones pueden ser productos recíprocos de un mismo
suceso si es que estas ocurren entre cromosomas homólogos.
Deleción
a
a b c
b
c
e f
d
a
ab
b
de
f
d
c
c
d e
f
e f
d
a
b
e f
a c
b c
d
e
f
Duplicación
Los segmentos duplicados adyacentes pueden estar:
En tándem: a bc bc d
Invertidos: a bc cb d
En cada caso, la configuración que se produce durante el apareamiento es
distinto.
Las duplicaciones son alteraciones cromosómicas muy importantes porque aportan
material genético adicional potencialmente capaz de evolucionar hacia nuevas
funciones.
Inversiones: rearreglos en los cuales un segmento interno de un cromosoma ha sido
fracturado dos veces, girado 180º y vuelto a unir.
Trasposones o zonas repetitivas favorecen la generación de deleciones o
inversiones por recombinación meiótica desigual.
ƒ Las inversiones pueden ser paracéntricas o pericéntricas, según incluyan o no el
centrómero
Entrecruzamiento
simple en una
inversión paracéntrica
Entrecruzamiento simple en una inversión
pericéntrica
Las inversiones pericéntricas también pueden
ser detectadas microscópicamente
Las inversiones heterocigóticas son
fácilmente
identificables
por
la
formación de los loops de inversión,
baja FR, y fertilidad reducida debido a
los
productos
meióticos
desbalanceados
o
deletéreos.
Individuos
con
inversiones
generalmente son normales, salvo que
las fracturas se originen dentro de los
genes (produciendo fusiones). En tal
caso, la mutación puede verse
reflejada fenotípicamente.
Translocaciones recíprocas: rearreglo en el cual dos cromosomas no homólogos son
fracturados una vez, creando fragmentos acéntricos, que luego intercambian sus lugares.
La translocación recíproca también da productos meióticos inviables, produciendo
semiesterilidad en el 50% de los casos.
Consecuencias de las mutaciones genómicas
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Comunmente irreversibles
Cambios en el cariotipo
Es muy difícil o imposible mantenerlas en homocigosis
Las deleciones suelen resultar deletéreas debido a desequilibrios
génicos y a manifestación de alelos recesivos (pseudo-dominancia)
Las duplicaciones generan desequilibrios génicos pero son también
propulsoras de la evolución de genomas
Se afecta la tasa de recombinación homóloga durante la meiosis debido
a la creación de zonas no homólogas. Esto también se manifiesta en
estructuras meióticas extrañas
Se puede afectar la fertilidad, debido a que dan productos meióticos
desequilibrados que pueden no ser viables.
Se producen nuevas esquemas de ligamiento de genes
Se puede alterar la expresión de genes en su nuevo “entorno”
Con el propósito de mejorar el rendimiento del maíz, usted somete a un lote de semillas a un
tratamiento con rayos gamma. Al analizar las plantas adultas, no encuentra ninguna que rinda
más de lo esperado pero sí una que al realizarle el cruzamiento prueba muestra una
segregación de los marcadores ABC muy particular. Los resultados de los cruzamientos prueba
de la planta wt y de la irradiada son los siguientes:
Wt
ABC
abc
aBc
AbC
ABc
abC
Abc
aBC
irradiada
333
335
115
116
40
41
9
10
208
210
38
37
163
166
88
85
a) Calcule todas las frecuencias de recombinación en ambos casos y determine el mapa
genético para estos marcadores en la planta wt.
b) Explique lo que podría haber ocurrido en el genoma de la planta irradiada y proponga un
experimento simple para demostrarlo.
R: En el caso de las plantas originales, el rearreglo es BAC con distancias de A-B: 25 cM,
A-C: 10 cM y B-C: 35 cM (31 calculado por frecuencias de recombinación). En el caso de las
plantas irradiadas, el rearreglo es CBA con distancias de A-B: 24.9 cM, A-C: 50.1 cM (no ligadas)
y B-C: 40.6 cM. Esto implica que podría haber ocurrido una inversión cromosómica por fuera de
los genes B-A de forma tal de invertir su polaridad con respecto al marcador C. Una forma de
verificarlo sería por citogenética, evidenciando la figura meiótica rara asociada a bandeo.
Cambios numéricos
Nº monoploide (x): número de cromosomas que constituye una dotación
cromosómica básica.
Euploides: organismos que contienen múltiplos del número monoploide.
Poliploides: euploides con set de cromosomas mayor a 2. Ej triploides (3x),
tetraploides (4x), etc
Monoploide
1x
Euploides
2x , diploide
(Poliploides)
3x, triploide
4x, tetraploide
Nº haploide (n): número de cromosomas que hay en las gametas.
En la mayoría de los animales y algunas plantas el número haploide y el
monoploide coincide. Ej, humano 2x = 46, x = 23. En las gametas n = 23. x =
n = 23
El trigo es hexaploide: 6x = 42, x = 7. En las gametas existen 21 cromosomas:
n = 21; 2n = 42.
Designación
Constitución
Número
de cromosomas
n
ABC
3
Diploide
2n
AABBCC
6
Triploide
3n
AAABBBCCC
9
Tetraploide
4n
AAAABBBBCCCC
12
2n - 1
ABBCC
5
AABCC
5
AABBC
5
AAABBCC
7
AABBBCC
7
AABBCCC
7
Nombre
Monoploide
Euploides
Aneuploides
Monosómico
Trisómico
2n +1
Constitución cromosómica de un organismo normalmente diploide con tres
cromosomas (denominados A, B, y C) en el set básico. n = x
Euploidías anormales
Cariotipo triploide
El apareamiento de tres cromosomas
homólogos de un triploide durante la meiosis
puede formar un trivalente o un bivalente más
un
univalente.
Generalmente
estos
organismos son estériles porque producen
gametas aneuploides
El apareamiento de 4 cr. homólogos
durante la meiosis de un tetraploide
puede resultar en 3 tipos de
estructuras: dos bivalentes o un
cuadrivalente (generando gametas
funcionales) o un trivalente + un
univalente (generando gametas nofuncionales).
•Los organismos con series cromosómicas múltiples (poliploides) suelen ser más
grandes de lo normal, pero anomalías en el apareamiento meiótico de los
cromosomas en estos organismos suele causar esterilidad (ej triploides). El
número par de dotaciones cromosómicas es más probable que resulte fértil.
•Se puede inducir la poliploidia x agregado de colchicina o drogas que afecten el
citoesqueleto y la reduccion de la ploidia x crecimiento de gametas o cruces
interespecificos
Aneuploidias
Un aneuploide es un organismo cuyo número cromosómico difiere del wild type
en parte del set cromosómico. Generalmente, las variantes que han ganado o
perdido un cromosoma se originan por no-disyunción (segregación
cromosómica anormal en la meiosis), asociados a fallas en el citoesqueleto.
Los organismos aneuploides son casi siempre estériles y manifiestan
anormalidades atribuibles al desequilibrio génico, el cual interfiere con el
funcionamiento normal del genoma. Son más frecuentes en organismos
poliploides (por compensación).
Mutaciones que inhiben crossing-over favorecen la no-disyunción.
2n + 1 trisómico
2n – 1 monosómico
2n -1 -1 nulisómico (pérdida de ambos cromosomas homólogos)
Esquema del origen de la aneuploidía
No
disyunción
No-disyunción en células somáticas
Cariotipo de mujer con trisomía 21
Incidencia de la trisomía en función de la
edad de la madre
Destino de un millón de
cigotos implantados
Consecuencias de cambios en la ploidía
•
•
•
•
•
•
Comunmente irreversibles
Cambios en el cariotipo
Poliploidias correlacionan con organismos más grandes y rendidores en
los que no se afectan ni las proporciones ni las simetrías (no así las
aneupolidias)
Muchas aplicaciones biotecnológicas
Poliploidias naturales muy prevalentes en plantas, anfibios y reptiles
Aneuploidias son muy raras y se debe al desbalance de expresión