PRINCIPIOS DE GENÉTICA Y ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS

1. PRINCIPIOS DE GENÉTICA Y ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS Prof. Zuleika J. Hernández

2. CONCEPTOS GENERALES • Rasgo: es un aspecto observable o mesurable del fenotipo de un organismo. • Las características se heredan con arreglo a modalidades específicas que dependen de los tipos de alelos que los progenitores transmiten a sus descendientes. • Cada progenitor suministra a sus descendientes una copia de cada gen, de modo que éstos heredan un par de alelos de cada gen.

3. CONCEPTOS GENERALES • La combinación de alelos presente en el hijo determina si éste manifiesta o no un rasgo en particular. • Los alelos dominantes enmascaran la expresión de los alelos recesivos. • El enmascaramiento de los alelos recesivos da por resultado organismos con el mismo fenotipo pero diferente genotipo

4. CONCEPTOS GENERALES • Los genes que se localizan en un mismo cromosoma están ligados unos con otros (codificados en la misma hélice de DNA) y tienden a heredarse juntos. • A menos que los alelos se separen por recombinación cromosómica, los dos alelos se transmiten junto a los descendientes.

5. CONCEPTOS GENERALES Debido a que los machos tienen una sola copia de la mayor parte de los genes del cromosoma X, los rasgos recesivos del cromosoma X tienen mayor probabilidad de ser expresados fenotípicamente en los machos.

6. CONCEPTOS GENERALES • Debido a que cada alelo se segrega al azar durante la meiosis, las leyes de la probabilidad permiten predecir las proporciones relativas de descendientes con un rasgo en particular

7. CONCEPTOS GENERALES • Si los genes correspondientes a dos rasgos están en cromosomas diferentes, se distribuirán en el óvulo o el espermatozoide de forma independiente uno respecto al otro. • Por tanto, la cruza de dos organismos heterocigóticos en dos loci de cromosomas distintos producen descendientes con 16 genotipos diferentes. • Si los alelos son dominantes y recesivos típicos, esta progenie manifestará solo cuatro fenotipos deferentes.

8. ¿Cómo se heredan los genes que están en un mismo cromosoma? Los genes que se localizan en un mismo cromosoma están ligados unos con otros (codificados en la misma doble hélice de ADN) y tienden a heredarse juntos. A menos que los alelos se separen por recombinación cromosómica, los dos alelos se transmiten juntos a los descendientes.

9. ¿Cómo se determina el sexo y cómo se heredan los genes ligados al sexo? En muchos animales son los cromosomas sexuales, que suelen designarse como X y Y, los que determinan el sexo. El resto de los cromosomas, que son idénticos en ambos sexos, se llaman autosomas. En muchos animales las hembras tienen dos cromosomas XX , en tanto que los machos tienen un cromosoma X y uno Y.

10. ¿Cómo se determina el sexo y cómo se heredan los genes ligados al sexo? El cromosoma Y tiene un número mucho menor de genes que el cromosoma X. Debido a que los machos tienen una sola copia de la mayor parte de los genes del cromosoma X, los rasgos recesivos del cromosoma X tienen mayor probabilidad de ser expresados fenotípicamente en los machos.

11. VARIACIONES SOBRE EL TEMA MENDELIANO No toda la herencia se apega a la simple modalidad dominante-recesiva. • En la dominancia incompleta, los heterocigóticos tienen un fenotipo intermedio entre los dos fenotipos homocigóticos. • Se presenta codominancia cuando dos tipos de proteínas, cada una codificada por un alelo diferente de un locus individual, contribuyen el fenotipo. • Muchos rasgos son determinados por varios genes diferentes de distintos loci que contribuyen al fenotipo, fenómeno que se denomina herencia poligénica • Muchos genes tienen los mismos efectos en el fenotipo del organismo (pleiotropia) • El ambiente influye en la expresión fenotípica de la mayor parte de las características, si no es que de todas.

12. VARIACIONES SOBRE EL TEMA MENDELIANO No toda la herencia se apega a la simple modalidad dominante-recesiva. • En la dominancia incompleta, los heterocigóticos tienen un fenotipo intermedio entre los dos fenotipos homocigóticos. • Se presenta codominancia cuando dos tipos de proteínas, cada una codificada por un alelo diferente de un locus individual, contribuyen el fenotipo. • Muchos rasgos son determinados por varios genes diferentes

13. ¿Cómo se investigan las anomalías genéticas humanas? La genética de los seres humanos es similar a la genética de otros animales, salvo que no es factible realizar cruzas experimentales. Es necesario aplicar el análisis de árboles genealógicos y, en tiempos más recientes, las técnicas genéticas moleculares, parar establecer la modalidad de la herencia de los rasgos humanos.

14. ¿Cómo se heredan las anomalías humanas originadas por genes individuales? Muchas anomalías genéticas se heredan como rasgos recesivos, por consiguiente, sólo las personas homocigóticas recesivas manifiestan síntomas de la enfermedad. A los heterocigótos se les llama portadores, porque tienen el alelo recesivo, peor no expresan el rasgo. Muchas otras enfermedades se heredan como rasgos dominantes simples. En estos casos, sólo se necesita una copia de alelo dominante para que se manifieste los síntomas de la enfermedad.

15. ¿Cómo afectan a los seres humanos los errores en el número de cromosomas? Los errores que se producen en la meiosis dan origen a gametos con un número anormal de cromosomas sexuales tienen rasgos físicos peculiares. Típicamente, un número anormal de cromosomas provoca el aborto espontáneo en una etapa temprana del embarazo.

16. ¿Cómo afectan a los seres humanos los errores en el número de cromosomas? En algunos casos raros, el feto sobrevive hasta su nacimiento, pero siempre se presentan diversas deficiencias mentales y físicas, como en el caso de síndrome de Down . La probabilidad de que el número de cromosomas sea anormal aumenta con la edad de la de la madre y, en menor medida, con la edad del padre.

17. CARIOTIPO Un Cariotipo es un diagrama en el cual se muestran todos los cromosomas de un individuo.

18. CARIOTIPO HUMANO NORMAL El cariotipo es una prueba que se realiza para identificar anomalías cromosómicas como causa de malformaciones o de enfermedad. Por medio de esta prueba se puede no sólo contar la cantidad de cromosomas sino también detectar cambios cromosómicos estructurales, que puedan indicar cambios genéticos asociados con un aumento en el riesgo de nfermedad. El nombre alternativo es Análisis cromosómico.

19. Cómo se realiza el examen Forma en que se realiza el examen: El examen se puede realizar en una muestra de sangre, de médula ósea, de líquido amniótico o de tejido placentario. Los cromosomas contienen miles de genes que se almacenan en el ADN, el material genético básico. La muestra se deja crecer en un cultivo de tejido en el laboratorio y luego las células se seleccionan, los cromosomas se tiñen y se observan bajo el microscopio. Las células se fotografían para obtener un cariotipo que muestra la disposición de los cromosomas. Las anomalías se pueden detectar a través de la cantidad o disposición de los cromosomas.La dotación cromosómica normal de la especie humana es de 46,XX para las mujeres y de 46, XY para los varones.

20. Cómo se realiza el examen En el cariotipo humano los cromosomas se ordenan de mayor a menor. Hay cromosomas grandes, medianos y pequeños. Al ordenar los cromosomas se constituyen 7 grupos atendiendo no sólo al tamaño sino también a la forma de las parejas cromosómicas, dentro del cariotipo humano podemos encontrar cromosomas metacéntricos (tienen los dos brazos aproximadamente iguales en longitud), submetacéntricos (con un brazo más pequeño que otro) y acrocéntricos (con un brazo corto muy pequeño).

22. Concretamente en el cariotipo humano hay siete grupos de cromosomas. Dentro de cada grupo vamos a ordenar y reconocer los cromosomas con la ayuda de un idiograma. Un IDIOGRAMA es la representación esquemática del tamaño, forma y patrón de bandas de todo el complemento cromosómico, los cromosomas se sitúan alineados por el centrómero, y con el brazo largo siempre hacia abajo.

23. Los grupos que comprende el cariotipo humano son los siguientes: CROMOSOMAS GRANDES Grupo A, (cromosomas 1, 2 y 3), meta y SUBMETACÉNTRICOS Grupo B, (cromosomas 4 y 5), submetacéntricos CROMOSOMAS MEDIANOS Grupo C, (cromosomas 7, 8, 9, 10, 11, 12 y además los cromosomas X), submetacéntrico Grupo D, (cromosomas 13, 14 y 15) acrocéntricos CROMOSOMAS PEQUEÑOS Grupo E, (cromosomas 16, 17 y 18) submetacéntricos Grupo F, (cromosomas 19 y 20) metacéntricos Grupo G, (cromosomas 21 y 22) acrocéntricos

24. CARÁCTER NORMAL En las mujeres: 44 cromosomas autosómicos y 2 cromosomas sexuales (XX) donados 46 X,X). En los hombres: 44 cromosomas autosómicos y 2 cromosomas sexuales (XY) donados 46 (X,Y). CARÁCTER ANORMALLos resultados anormales pueden indicar SÍNDROME DE DOWN (trisomía 21 = 3 copias del cromosoma 21 en lugar de las 2 copias normales), TRISOMÍA 18, CROMOSOMA FILADELFIA, SÍNDROME DE KLINEFELTER, SÍNDROME DE TURNER u otras anomalías. Un ejemplo de las consecuencias de caracteres anormales son defectos múltiples al momento del nacimiento, presencia de genitales que no pertenecen completamente a ninguno de los dos sexos, etc.

25. MUTACIÓN Aparición súbita de una nueva alternativa para un gen

26. Clasificación • Cromosómica • Afecta a los cromosomas • Estructurales • Numéricas • Génica • Afecta a los genes • Células somáticas • Células germinales

27. Alteraciones Numéricas • El número de cromosomas de una especie puede variar. • Fusión céntrica: dos cromosomas no homólogos se fusionan entre sí por sus centrómeros • No disyunción en la meiosis: no se realiza la segregación normal de las cromátides homólogas, pasando ambas a una gonia y quedando la otra gonia sin esa cromátida.

28. Pueden ser de dos tipos: • Euploidías • Aneuploidías

29. Aneuploidía Son las mutaciones que afectan sólo a un número de ejemplares de un cromosoma o más, pero sin llegar a afectar al juego completo.

30. Aneuploidías • Los individuos presentan algún cromosoma de más o de menos. • Monosómico: 2n-1 • Trisómico: 2n + 1 • Tetrasómico: 2n + 2. • Faltará completamente o estará triplicado o cuadriplicado determinado cromosoma.

31. SÍNDROME DE EDWARDS Trisomía de toda o gran parte del cromosoma 18 producto de una no disyunción , siendo el resto trisomía por traslocación. Mortalidad del 95% en el primer año de vida , el rest muere después de los 5 años de vida.Las niñas presentan mayor tasa de sobrevivencia

32. TRISOMÍA 13 O SÍNDROME DE PATAU • La trisomia 13 se presenta en aproximadamente 1 de cada 5.000 nacidos vivos y es un síndrome con múltiples anomalías, muchas de las cuales no son compatibles con la vida. • De hecho, mas del 80% de los niños con trisomia 13 mueren el primer mes.

33. TRISOMÍA 13 O SÍNDROME DE PATAU • Defectos del iris (coloboma) • Anomalías del pabellón de la oreja y orejas de implantación baja • Pliegues simianos. • Dedos extra (polidactilia) • Hernias: hernia umbilical, hernia inguinal • Criptorquidia: testículo no descendido • Hipotonía • Micrognacia • Anomalías esqueléticas (extremidades)

34. TRISOMÍA 13 O SÍNDROME DE PATAU • Aproximadamente un 30% de los fetos con trisomía 13 tienen riñones poliquisticos, y un 80% cardiopatías. • Otras anomalías son la holoprosencefalia, alteraciones faciales (ciclopias, hipotelorismo, labio leporino) y polidactilia

35. TRISOMÍA 13 O SINDROME DE PATAU • La trisomia 13 se presenta en aproximadamente 1 de cada 5.000 nacidos vivos y es un síndrome con múltiples anomalías. • De hecho, mas del 80% de los niños con trisomia 13 mueren el primer mes. • La trisomia 13 esta relacionada con múltiples anomalías, incluyendo defectos del cerebro que conducen a convulsiones, apenea, sordera y anomalías oculares.

36. TRANSPOSICIÓN • La transposición es un mecanismo especial de recombinación que involucra un segmento corto de ADN que se mueve de un lugar a otro del mismo o diferente cromosoma. Dicho segmento se llama transposón o elemento genético transponible.

37. La transposición puede llevarse a cabo de dos maneras: • Vía RNA, un fragmento de RNA previamente copiado a DNA por la transcriptasa reversa, pasa a otro DNA. Los retrovirus se transponen por un intermediario de RNA. • Vía DNA, un fragmento de DNA pasa a otro DNA (es el tipo de transposición que vamos a tratar).

38. Se denomina transposón al elemento genético móvil que contiene genes para su inserción en el cromosoma y para su movilización a otras localizaciones.

39. Los elementos transponibles con repeticiones terminales directas largas o Retroposones.  Los elementos transponibles con repeticiones terminales invertidas largas. Se conocen cuatro clases de transposones: • Los transposones con repeticiones terminales invertidas cortas. • Los transposones con una estructura que sugiere que se originaron por transcripción inversa de RNA celulares poliadenilados y queincluyen varios transposones de plantas y otros organismos.

40. Mecanismo de Transposición • Existen dos maneras por las que un transposón puede • transponerse: • No replicativa (o simple), en la que el transposón salta de un lugar a otro. El DNA donante queda con un hueco y generalmente ese D • Replicativa, hay dos copias del transposón, una permanece en el donante y la otra va al receptor. Esto se lleva a cabo mediante la formación de un intermedio cointegrado. Los DNA está unidos, flanqueados por dos copias del transposón. Los transposones de la familia TnA se transponen por este mecanismo. NA incompleto se pierde, o puede ligarse quedando cerrado.

41. Transposición Mecanismo de

42. XYY O SÍNDROME DEL SUPER MACHO En el caso específico de este cariotipo, se habla de lo que es el “síndrome de el súper- macho” que es un supuesto desorden genético que altera la conducta del individuo tornándolo mas violento y agresivo

43. Características del síndrome XYY “Súper Macho” • 47 cromosomas. • Machos fértiles. • Desarrollo normal de las gónadas y tamaño testicular. • Niveles alto de testosterona. • Mas alto de lo normal. • IQ reducido aunque no en todos los casos. • Cierto grado de retraso mental. • Se dice ser personas sumamente agresivas. • Aparece en 1 de cada 1000 mujeres y hombres respectivamente.

44. Trisomía Sexual XXXoTriplo X • La condición se conoce entre médicos como el síndrome de menopausia precoz. • Estas mujeres tienen 47 cromosomas por causa de la trisomía del cromosoma X. Las mujeres son sexualmenente normales, son fértiles y sus productos son normales. Sufren de retrasos mentales. Se ha comprobado que sólo un cromosoma X de los tres es activo, por lo que es normal su función sexual, procrean y se considera como una mutación

45. Caritipo de la Trisomía sexual X

46. Síndrome de KlinefelterNombres alternativos: Síndrome 47 X-X-Y Cromosoma anormal que afecta solamente a los hombres y ocasiona hipogonadismo. El síndrome de Klinefelter es ocasionado por la existencia de un cromosoma X adicional que afecta solamente a los hombres. Al nacer, el niño presenta una apariencia normal, pero el defecto usualmente comienza a notarse cuando éste llega a la pubertad y las características sexuales secundarias no se desarrollan o lo hacen de manera tardía, y se presentan cambios en los testículos que producen esterilidad en la mayoría de los afectados. Algunos casos leves pueden pasar inadvertidos por no presentar anomalías, a excepción de la esterilidad. Un factor de riesgo lo representan las madres de edad avanzada. Lo que ocasiona el cromosoma X adicional es usualmente un evento esporádico, no heredado

47. Síndrome de KlinefelterNombres alternativos: Síndrome 47 X-X-Y • Síntomas • Pene pequeño • Testículos pequeños y firmes • Vello púbico, axilar y facial disminuido • Disfunción sexual • Tejido mamario agrandado (ginecomastia) • Estatura alta • Proporción corporal anormal (piernas largas, tronco corto) • Discapacidad para el aprendizaje • Personalidad alterada • Pliegue simiesco (un solo pliegue en la palma de la mano)

48. Síndrome de KlinefelterNombres alternativos: Síndrome 47 X-X-Y TRATAMIENTO No existe tratamiento contra la esterilidad asociada con este síndrome. Sin embargo, la terapia con testosterona mejora el desarrollo de las características sexuales secundarias. No se pueden prevenir los cambios en los testículos que conducen a la esterilidad.

49. SÍNDROME DE TURNERNOMBRES ALTERNATIVOS: SÍNDROME DE BONNEVIE-ULLRICH; DISGENESIA GONADAL; MONOSOMÍA X Trastorno presente en mujeres causado por un defecto cromosómico. Este trastorno inhibe el desarrollo sexual y causa infertilidad. El síndrome de Turner generalmente se origina en un cromosoma X ausente. Éste afecta a 1 de cada 3.000 nacimientos vivos. Usualmente es esporádico, lo que significa que no es heredado de uno de los padres. En pocos casos, uno de los padres lleva silenciosamente cromosomas reorganizados que pueden ocasionar el síndrome de Turner en una hija; esta es la única situación en la que este síndrome es heredado.

50. SÍNDROME DE TURNERNOMBRES ALTERNATIVOS: SÍNDROME DE BONNEVIE-ULLRICH; DISGENESIA GONADAL; MONOSOMÍA X • Síntomas • Baja estatura • Cuello corto • Línea de crecimiento del pelo baja, en la parte posterior • Rasgos oculares anormales (caída de los párpados) • Desarrollo óseo anormal, por ejemplo, tórax plano, amplio en forma de escudo • Desarrollo retrasado o ausente de los rasgos físicos que aparecen normalmente en la pubertad, entre los cuales se incluye mamas pequeñas y vello púbico disperso • Infertilidad • Lagrimeo disminuido • Menstruación ausente • Pliegue simiesco (un sólo pliegue en la palma) • Carencia de la humedad normal en la vagina, relaciones sexuales dolorosas