Tema 12 - Anomalías cromosómicas númericas PDF

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Tema12 – Anomalías cromosómicas numéricas 12.1.- Anomalías cromosómicas en aneuploidia El num de cr no es múltiplo exacto del num cr básico de la especie. Afecta a uno o más pares de cr. Además pueden ser puras o mosaicos. Las puras se originan por un error meiótico en un error de segregación mientras que los mosaicos son individuos en los que coexisten líneas de cels normales y cels no normales que se dan en errores mitóticos. Se pueden formar por tres posibilidades -

No disyunción Perdida anafasica Segregación amfitelica de univalentes.

La mayoría de las trisomías en humanos se dan por errores meióticos por tanto hablaremos de trisomías puras, mientras que en los errores mitóticos en casos por mosaico por tanto son mucho más inferiores. La meiosis materna es mucho más propensa a errores de segregación que no las paternas es decir, la oogenesis es muchos más propensa a error. Lo que tiene que ver con la eficiencia de los puntos de control en este y en la espermatogénesis. Tipos

Trisomías primarias – el cr extra es un cr completoTrisomías secundarias - el cr extra no es un cr entero sino que es un isocromosoma o un telocentrico. Trisomías terciarias - son situaciones en la que los dos brazos de los cr extra pertenecen a dos cr diferentes. Veremos que están íntimamente relacionadas con las translocaciones reciprocas de segregaciones 3:1. Efectos fenotípicos: Cuando hablamos de una aneuploidia son la máxima expresión de duplicaciones deficientes. El efecto en humanos, hablábamos que la presencia de más del 4% de duplicación es letal y en trisomía más del 2% indica letalidad. Cuando hablamos de letalidad hablamos de letalidad individual del individuo y que este no es viable. Pero sí que es posible que haya líneas celulares que sean trisomicas y se mantengan en cultivo.

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En la tabla se ve las frecuencias de trisomías, monosomías, poliploidias y anomalías estructurales en diferentes momentos del desarrollo embrionario humano. ESTA EXPLICANDO MÁS COSAS INUTILES DE ESTA TABLA Y VAMOS CON RETRASO, TIO TIRA PALANTE!

Este esquema pone de manifiesto la selección que se da en contra de los embriones aneuploides o poliploides para que como vemos no proliferan y mueren.

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En la imagen de arriba vemos más de los mismos datos pero en un esquema que no sirven para la asignatura right now y más si vamos mal de tiempo. Todo ello resume que los humanos no toleramos estas alteraciones y que en plantas sí que se da mayor tolerancia. Monosomías Efectos fenotípicos: son poco viables. La pérdida de un cr implica una gran pérdida de material genético y es poco viable en animales. En plantas la monosomía es muy tolerada en plantas aloploides (hibridas entre dos especies). En el caso de humanos la única monosomía viable es al del cr X (Sd de Turner).

Dinámica cromosómica mitótica. No pasa nada segregan normal. Dinámica cromosómica meiótica. En el caso de las monosomías nosotros en la primera división meiótica tenemos un situación de n-1 bivalentes teniendo todo un univalente asináptico. La exposición de esta activa el punto de control por lo tanto la situación más frecuente es que sea infértil ya que se bloquea. ¿Qué opciones tiene esta meiosis de progresar? La opción es que este univalente de alguna forma engañe la cel y esconda sus parte no homologas. Puede auto aparear con sí mismo, vemos en fotos ejemplos de ratones X0 donde se da auto apareamiento del X.

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Una mujer con Sd de Turner veremos que es infértil porque la meiosis no puede progresar aunque se han descrito casos en los que si, por lo que si se pueden producir apareamientos consigo mismo y haciendo a la mujer fértil. En el supuesto de que la meiosis tire adelante, el riesgo cromosómico asociado por lo tanto seria debido a la forma en que el univalente monosomico segregue; existen tres posibles modos de que se dé dicha segregación. Segregue de forma regula. Eso implica que en la primera div meiótica segrega de forma sintelica es decir utubulos que proceden de un solo polo celular y por lo tanto el resultado será una cel normal una cel nulisomica de este cr y después de la segunda división meiótica se generan dos gametos normales y dos gametos nulisomicos. Por tanto 50% normales y 50% nulismicos. Se pueden orientar de forma amfitelica, en vez de hacerlo de forma sintelica en la primera div meiótica y cada una de las cels hijas presentaran una sola cromatide. En la segunda división tendremos de nuevo un 50% normales y el otro 50% nulisomicos. Perdida anafasica. Una posibilidad es que este cr no se oriente durante las div meióticas. Se formaría un micronucleo y se eliminaría del sistema. La pérdida anafasica implica gametos nulisomicos lo que quiere decir que reducirá la posibilidad de gametos normales. Por lo tanto el comportamiento meiótico de las monosomias del riesgo teórico es del 50% pero dicho riesgo se ve aumentado por la pérdida anafasica. Pero no se puede cuantificar porque no hay datos.

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Trisomías Efecto fenotípico. Estamos hablando de situaciones poco viables. En animales son viables las trisomías de cr sexuales y de autosomas pequeños como la del cr 21, el cr 13, el 18 que dan diferentes Síndromes (Sd) que provocan muertes prematuras. En al resta de animales tampoco son muy toleradas estas alteraciones. En plantas son más toleradas por el hecho de que muchas plantas son híbridos ello da un índice de tolerancia mucho más elevado. Estas trisomías primarias también pueden afectar a diferentes cr como hemos visto algo.

Cariotipo del único caso de trisomía en chimpancé en el cr 22 que presentaba rasgos característicos de los individuos con Sd de Down. Es un cariotipo del año 1964 (no había bandas).

Comportamiento mitótico. No afecta.

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Comportamiento meiótico. Durante paquiteno (primera columna) estos cr presentan regiones de homología que forman un trivalente que puede formar quiasmas por todo el cr. En función del número y lugar de estos quiasmas los cr trisomicos llegan con diferentes configuraciones a la placa metafasica. Solo debemos pensar con las cohesinas y mirar que quede unido. Independientemente de cómo lleguen a la placa metafasica, al final lo que tenemos siempre son cr en la placa metafasica y dos polos celulares. Y se da una segregación 2:1. ¿Cuál es el riesgo teórico asociado a una trisomía primaria? 50% normales y el otro 50% disomicos. Este riesgo teórico se ve claramente condicionado por al univalencia. Si en una trisomía los tres cr llegan a la placa metafasica formando bivalentes y univalentes ello nos indica que se pierden ya que los univalentes no suelen orientarse bien. Ello rebaja el riesgo de alteraciones cromosómicas.

Trisomías secundarias Las hemos definido como situaciones donde el cr extra es un isocromosoma o un telocentrico. Estamos hablando de un individuo que presenta dos cr normales y un cr raro.

Comportamiento meitotico. El mensaje es el mismo que en las primarias. Tenemos 3 cr con regiones homologas que forman un trivalente que puede llegar a la placa metafásica de diferentes conformaciones. Y se da segregación 2:1 y el riesgo teórico es de nuevo el 50%.

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Trisomías terciarias Antes las hemos definidos donde los dos brazos del cr extra pertenecen a dos cr diferentes del complemento normal. Son trisomías completamente de la segregación meiótica 3:1 de translocaciones recíprocas.

Una posibilidad de segregación sería la de la izquierda. Entonces, si imaginamos que está en el espermatozoide, i este fecunda un oocito y se suma a los segmentos del embrión resultante, este presentará equivalencia de tres cr azules y dos rojos. Desde el punto de vista fenotípico habrá una alteración, que no podrá ser diferenciada esta situación de la trisomía primaria.

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Por lo tanto fijaros que no hablamos de un hecho aleatorio sino de algo recurrente. Por lo tanto los individuos que presentan esto se originan por la segregación de individuos portadores de translocaciones reciprocas. Comportamiento meiotico. Se da un pentaveltne que puede segregar de muchas formas y se pueden dar quiasmas en muchos lugares y las posibilidades de formar gametos equilibrados o normales es casi nula y el riesgo es casi del 100%.

Disomia uniparental (UDP) Tiene lugar cuando un individuo recibe dos copias de un cr o de un segmento de cr del mismo progenitor y ninguno del otro. El recuento cel es el mismo que una cel normal pero sí que es una anomalía ya que un par cr proviene del mismo progenitor. Se puede originar como error de segregación tanto en mitosis (primeros estadios de desarrollo embrionario) como meiosis (que se da durante la formación de gametos). Diferentes casos: Complementación: un gameto disomico fecunda un gameto nulisomico para el mismo cr y origina un embrión que para constitución cr que es normal pero ambas copias del mismo progenitor. Dicha complementación indica dos errores meióticos uno de cada progenitor. Diferenciamos heterodisomia (disomias uniparentales en que los dos cr son homologos) isodisomias (los dos cr son idénticos). En el caso de la complementación la heterodosisomoa el error es en meiosis I y la isodisomia es en meisosis II.

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Rescatamiento del trisomico: indica la encadenación de errores que generan un gameto disomico que se une a un gameto normal monosomico de ese cr, lo que genera un embrión trisomico. Durante los primeros estadios de desarrollo dicho zigoto padece una pérdida de uno de esos cr (segundo error, esta vez mitótico, que produce mosaicismo) que casualmente el que se pierde es el cr que era del gameto normal y así volvemos a obtener el UPD.

Rescate del monosomico: tenemos la situación similar pero en este caso tenemos también al consecución de anomalías meitoticas y mitóticas ya que un gameto nulisomic se une a uno normal monosomico que el zigoto puede padecer una no disyunción obteniendo otra vez una cel con ambas copias cr (pero da mosaicismo ya que implica tmb obtener otra cel sin nada para ese cr).

Error mitótico y rescate: se puede dar el caso en que en las primeras etapas de desarrollo embrionario de un embrión normal disomico se forma un embrión trisomico por error de segregación para uno de sus cr y luego se puede dar un segundo error que se pierde el cr no repetido y PAM! UDP. También implica mosaicismo (siempre que hay error mitótico hay mosaicismo).

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Recombinación mitótica: cuando hablamos de mecanismos de reparación del DNA hablamos de que la recombinación mitótica es un mecanismo también de reparación y que en algunos casos se ha demostrado que actúa durante la mitosis. Partimos de una cel en normalidad. Se da una recombinación mitótica y ello genera un intercambio de material. Supongamos que esta cel es proliferativa y se divide, cuando lo hace las cromatidas se pueden repartir de forma aleatoria que origina diferentes combinaciones. Una posible combinación es la primera cromatide de cada cromosomas se va a un huso y cada segunda cromatide se van al otro. Ello genera dos cels diploides que no tienen problemas de número de cr ningún problema de secuencia pero contienen segmentos que en ambos cr provienen del mismo progenitor. Ello es una UDP parcial.

¿Porque es importante el hecho de que un individuo presente UDP parciales o totales? Las consecuencias genéticas son dos: la presencia de genes regulados por imprenta genética (ya que solo se expresa el alelo que proviene del padre o de la madre, ello genera problemas de expresión de ese cr, dicho problema es tanto por falta de expresión o por sobreexpresión), el otro problema es el enmascaramiento de alelos recesivos ya que si en el UDP hay un recesivo pues se comportara solo dicho recesivo lo que provoca anomalías originadas por la expresión de este.

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12.2.- Anomalias cromosómicas en euploidias Se trata de la alteración del número completo del juego cromosómico.

Cuando hablamos de estas situaciones lógicamente en la mayoría de animales son situaciones inviables, pero en plantas es una situación mucho más tolerada y dichos estudios es muy significativo en mejora vegetal. Haploidia Es una situación en que todos los cr están solo una vez (n). Mitóticamente todos los cr segregan ok. Pero en meiosis un haploide es un monosoico para todos sus cr y sufre un comportamiento como el que hemos visto anteriormente. Eso se traduce en que si un monosomico es infértil un haploide ya ni te cuento. En mejora de plantas la hemizigosidad se aprovecha en el mundo vegetal ya que pierdes variabilidad y ello da más estabilidad. Este problema de falta de fertilidad en algunas plantas no tiene efecto ya que se reproducen vegetativamente Triploidia Esa fue su frase en clase: Coger un trisomico y todo igual. Mucho más infértil. Presenta un comportamiento meiótico idéntico al de las trisomías primarias pero en todo el juego cromosómico. Son individuos que presentan una gran infertilidad (ejemplo son las sandias sin semillas).

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Esquema que muestra que la frecuencia de gametos normales es 2/32 osea muy poco.

Tetraploides Tienen una gran ventaja porque tienen 4 cr y ello posibilita la formación de bivalentes o tetravelentes lo que puede dar una segregación regular. Por eso los tetraploides son generalmente fértiles ya que la distribución de cr puede dar que se arregle la situación aunque su fertilidad es menor. Interés en plantas implica aumento del tamaño de la planta fruto etc.

Alotetraploides Situaciones en que el que se juntan son series cr de especies diferentes. Se puede dar naturalmente en muchas plantas salvajes o de forma induida. El primer inducido lo hizo el Karpechenko en 1928 entre el rabano y la col. Junto los gametos consiguiendo un hibrido que era fértil.

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