Mutaciones cromosómicas

LUCIA CALDERÓN
MUTACIONES (cromosomicas)

1. MUTACIONES (cromosómicas) NOMBRE: GLORIA LUCIA CALDERON PASACHE

2. ¿Qué es Mutación? Una mutación es un cambio bien sea de ADN o ARN que se puede transmitir o heredar. Es decir, es cualquier alteración o variación en el código genético de los cromosomas. Esta variación puede reproducirse en las células somáticas o en las células sexuales (gametos) Si las mutaciones se presentan en el ADN de los gametos, pueden transmitirse de una generación a otra. Por el contrario, si se produce en las células somáticas, no se heredará, pero puede propagarse asexualmente, lo cual sucede en las plantas (por ejemplo, las que se reproducen por estacas).

3. ¿Cómo ocurre las mutaciones? Estas pueden ocurrir de dos formas: Mutación Espontánea: Se produce de forma natural o normal en los individuos. Mutación Inducida: Se produce como consecuencia d la exposición a agentes mutagénicos químicos o físicos.

4. NIVELES DE MUTACIONES Mutación Genética Mutación Genómica Mutación Cromosómica Se refiere a mutación que afecta solo a un gen. M utación que afecta a cromosomas completos (por exceso o por defecto) o a juegos cromosómicos completos. M utación que afecta a un segmento cromosómico que incluye varios genes.

5. MUTACIONES CROMOSOMICAS: ¿Qué es una mutación cromosómica? Las mutaciones cromosómicas  ocurren de dos maneras : Pueden ser heredadas de un padre. O Adquiridas durante el desarrollo de la vida. Las mutaciones que son pasadas de padre a hijo son llamadas mutaciones hereditarias o mutaciones de la línea germinal (este nombre es porque están presentes en los espermatozoides y óvulos). Este tipo de mutación se encuentra presente a través de toda la vida de una persona, en todas las células de su cuerpo.

6. TIPOS DE MUTACIONES CROMOSÓMICAS: 1. MUTACIONES CROMOSÓMICAS NUMERICAS: Estas anomalías se denominan también mutaciones genómicas, ya que varía el número de cromosomas del genoma. Se producen por una alteración durante la meyosis que resulta la producción  de gametos con diferentes números de cromosomas hay 3 tipos de mutaciones numéricas:    Poliploidía Aneuploidía

7. POLIPLOIDIA En  genética, la  poliploidía  se define como el fenómeno por el cual se originan células,  tejidos u   organismos con tres o más juegos completos de cromosomas de la misma o distintas especies o con dos o más genomas de especies distintas. Dichas células, tejidos u organismos se denominan poliploides. Es uno de los pocos casos de  saltacionismo confirmados.

8. Tipos de Poliploidia : De acuerdo con el número de juegos de cromosomas que existen en el núcleo de la célula, pueden establecerse los siguientes grupos de poliploidía : - Triploide (3 juegos de cromosomas). - Tetraploide (4 juegos de cromosomas). - Pentaploide (5 juegos de cromosomas). - Hexaploide (6 juegos de cromosomas). - Heptaploide o septaploide (7 juegos de cromosomas). - Octaploide (8 juegos de cromosomas). - Nonaploide (9 juegos de cromosomas). - Decaploide (10 juegos de cromosomas). - Dodecaploide (12 juegos de cromosomas).

9. División de la Poliploidia : Autopoliploidía : La autopoliploidía es debido a alteraciones en la meiosis o la mitosis que producen conjuntos adicionales de cromosomas, todos procedentes de una misma especie. Ya que todos los juegos de cromosomas son procedentes de la misma especie, son homólogos y tratan de alinearse en la profase 1 de la meiosis, lo que puede producir esterilidad . Es usualmente dado en las plantas.

10. b) Alopoliploidia : La alopoliploidía resultado del cruzamiento de dos especies diferentes, es común y, al igual que la autopoliploidía , puede dar lugar a organismos híbridos viables. El resultado será híbridos estériles cuando los cromosomas no son lo suficientemente similares para formar pares durante la meiosis.

11. ANEUPLOIDIA En genética, el término  aneuploidía  hace referencia al cambio en el número cromosómico, que pueden dar lugar a  enfermedades genéticas. Un aneuploide es un individuo cuyo número de cromosomas difiere del tipo silvestre o  euploide  en parte de su dotación cromosómica, debido a un cromosoma extra o ausente, que siempre se asocia con una deficiencia en el desarrollo físico, mental o ambos. Generalmente, la dotación cromosómica aneuploide sólo difiere de la salvaje en uno o pocos cromosomas. La aneuploidía se puede observar frecuentemente en células  cancerosas.

12. Tipos de Aneuploidia : - Según el tipo de cromosomas afectados: a) Aneuploidía de los cromosomas sexuales.- Son alteraciones en el número de copias de alguno de los dos cromosomas sexuales humanos. Las aneuploidías en este caso suelen ser viables. Entre las más frecuentes destacan: Síndrome de Klinefelter (trisomía de los cromosomas sexuales: 47, XXY). Síndrome de Turner ( monosomía  de los cromosomas sexuales: 45, X). Es la única monosomía viable. Síndrome del doble Y (llamado a veces síndrome del supermacho : 47, XYY). Síndrome del triple X (llamado a veces síndrome de la superhembra : 47, XXX)

13. b) Aneuploidías autosómicas.- Son alteraciones en el número de copias de alguno de los cromosomas no sexuales. En humanos, no todas las aneuploidías numéricas son viables, y las que sí lo son producen alteraciones en el fenotipo. Entre las más frecuentes destacan: Trisomía del cromosoma 21 más conocida como Síndrome de Down (es la causa del 95% de los casos). Trisomía del cromosoma 18 más conocida como Síndrome de Edwards. Trisomía del cromosoma 13 más conocida como Síndrome de Patau . Trisomía del cromosoma 22 (letal, se han descrito casos de  mosaicismo ). Monosomía del cromosoma 21 (letal, se han descrito casos de  mosaicismo )

14. -Según el número de cromosomas ganados o perdidos : Monosomías .- es la pérdida de un solo cromosoma, (2n-1 cromosomas). Una persona monosómica tiene 45 cromosomas. En humanos, las monosomías autosómicas producen la muerte en el útero, mientras que la monosomía X0, provoca el síndrome de Turner. Los afectados son hembras estériles, de estatura baja y un repliegue membranoso entre el cuello y los hombros. Poseen el pecho con forma de escudo y pezones muy separados, así como ovarios rudimentarios y manchas marrones en las piernas. Su incidencia es de 1/5.000 en la población de la especie. Hay casos de monosomías autosómicas parciales, como el síndrome del maullido del gato, que es provocado por la  deleción  del extremo del brazo corto (p) del cromosoma 5, o el síndrome de deleción 1p36, causado por una deleción del extremo del brazo corto del  cromosoma.

15. Disomías .- Una disomía es la presencia de un par de cromosomas. En los organismo diploides como los humanos, esta es la condición normal. Para aquellos organismos haploides (como los gametos humanos), triploides o poliploides, la disomía constituye una aneuploidía . En la  disomía uniparental , la disomía hace referencia a que ambas copias del cromosoma provienen únicamente de uno de los progenitores.

16. Trisomías .- Las trisomías también son alteraciones cromosómicas, que pueden dar lugar a ciertas anormalidades o a la muerte, aunque algunos son individuos viables, pudiendo ser incluso fértiles. Cuando observamos células de individuos trisómicos durante el emparejamiento de cromosomas en la meiosis, podemos observar trivalentes (un grupo de tres cromosomas emparejados), mientras que los otros cromosomas presentan bivalentes normales. En la segregación, dos cromosomas emigrarán juntos y otro lo hará sólo con igual probabilidad para cada uno. Existen varios tipos de trisomicos dependiendo la característica: Primario: Tiene adicionalmente un cromosoma del complemento normal. En meiosis forma (n-1) bivalentes y un trivalente que nunca podrá estar en anillo. Secundario: El cromosoma extra es un isocromosoma . En meiosis forma (n-1) bivalentes y un trivalente que puede aparecer cerrado totalmente (en anillo). Terciario: Es un trisómico cuyo cromosoma extra se ha originado por translocación y sus dos brazos se corresponden a cromosomas distintos del complemento normal. En meiosis, su configuración crítica, será de (n-2) bivalentes y un pentavalente abierto cuyo cromosoma central será el cromosoma crítico.

17. - Trisomia mas frecuente en seres humanos: Síndrome de Klinefelter  (47,XXY), que produce individuos altos, con físico ligeramente feminizado, cociente intelectual algo reducido, disposición femenina del vello del pubis, atrofia testicular y desarrollo mamario. Síndrome de Down (47,XY ,+21), que es la aneuploidía más viable, con un 0,15% de individuos en la población. Es una trisomía del cromosoma 21 , que incluye retraso mental , cara ancha y achatada, estatura pequeña, ojos con pliegue epicántico y lengua grande y arrugada. Síndrome de Edwards  (47,XY,+18), que es una trisomía del cromosoma 18. Síndrome de Patau  (47,XY,+13), que es una trisomía del cromosoma 13. Trisomía 9  (47,XY,+9), que es una trisomía del cromosoma 9. Trisomía 8  (47,XY,+8). La trisomía 8 es una anomalía cromosómica que en la mayoría de los casos descritos corresponde a un mosaico. Sus características clínicas varían desde dismorfias discretas hasta malformaciones severas que, por lo general, incluyen retraso mental —leve a grave—, dismorfias faciales típicas, alteraciones esqueléticas, pliegues palmares y plantares profundos, anomalías renales y otras. Trisomía 16  (45, XY,+16), que es la trisomía más frecuente, ya que se da en el 1% de las concepciones, pero totalmente inviable, dando lugar a un aborto alrededor del tercer mes. Síndrome del triple X (47,XXX ), que presenta tres cromosomas X. Síndrome del XYY  (47,XYY).

18. Tetrasomías y pentasomías .- Tetrasomía y pentasomía hacen referencia a la presencia en una célula de cuatro o cinco copias de un cromosoma, respectivamente. Son casos extremadamente raros pero han sido documentados diversos casos en humanos que presentaban los siguientes cariotipos: XXXX (síndrome XXXX), síndrome XXYY, síndrome XXXY, XYYY, XXXXX, XXXXY, XXXYY, XYYYY, XXYYY. La tetrasomía no es la ganancia de dos cromosomas al azar, sino de dos cromosomas homólogos, de tal forma habrá cuatro copias homólogas de un cromosoma determinado.

19. 2. MUTACIONES CROMOSOMICAS ESTRUCTURALES: Afectan a la estructura de los cromosomas en forma y tamaño, en cuanto a la ordenación lineal de los genes. Uno o más cromosomas cambian su estructura propia por la adición o pérdida de material genético, por alteración de su forma o del patrón de bandas .

20. Según la variación de número de genes: DELECIONES DUPLICACIONES

21. a) DELECIONES C onsiste en la pérdida de un fragmento del cromosoma, lo que origina un desequilibrio se puede producir en el extremo de un cromosoma ( deleción terminal) o a lo largo de sus brazos corto o largo ( deleción intersticial). Una de las causas del  síndrome de Prader-Willi  es una deleción parcial del brazo largo del cromosoma 15.

22. TIPOS DE DELECIONES: Las deleciones pueden ocurrir en cualquier parte del cromosoma . Según dónde tenga lugar la pérdida del material genético, se pueden clasificar en: Deleción proximal: El segmento de ADN ausente se encuentra cerca del  centrómero . Deleción distal: La pérdida del material genético tiene lugar cerca de los  telómeros .

23. Según el número de puntos de rotura en el cromosoma: Deleción terminal: Se produce solo una rotura en el cromosoma y todo el material genético se pierde desde la misma. Deleción intersticial: Hay dos puntos de rotura en el brazo del cromosoma. El material genético entre los mismos está ausente y las partes restantes del cromosoma se fusionan, provocando un acortamiento del brazo pero con el mismo principio y fin.

24. CONSECUENCIAS DE LA DELECION: Síndrome del maullido del gato  ( deleción del brazo corto del  cromosoma  5) Síndrome de Prader-Willi  ( deleción del brazo largo del cromosoma 15) Síndrome de Angelman  ( deleción de una región del cromosoma 15) Síndrome deleción 22q13  ( deleción del extremo distal del brazo largo del cromosoma 22)

25. b) DUPLICACIONES Consisten en la presencia de una copia extra de un segmento de un cromosoma. Las duplicaciones son conocidas en ocasiones como trisomías parciales. Puede ocurrir que una persona posea dos copias extra de un fragmento de un cromosoma y entonces se dice que su genoma posee una triplicación o una tetrasomía parcial.  El  síndrome de X frágil  es debido a una duplicación parcial del extremo del brazo largo del cromosoma X.

26. Papel de las duplicaciones en la evolución: Uno de los aspectos integrantes del estudio de la evolución es especular sobre los mecanismos posibles de la variación genética. En 1970,  Susumo Ohno  publicó el polémico libro  Evolution by Gene Duplication . La tesis de Ohno se basaba en la suposición de que los productos de genes esenciales son indispensables para la supervivencia de los miembros de cualquier especie a lo largo de la evolución.

27. Según variación en disposición de los genes: INVERSIONES TRANSLOCACIONES

28. a) INVERSIONES u n segmento del cromosoma cambia su orientación dentro de este. Son provocadas por dos roturas en un mismo cromosoma y el material genético entre ambos punto de rotura gira 180º y se reinserta en el hueco que ha dejado en el cromosoma. Existen dos tipos de inversiones:  Pericéntrica , cuando el centrómero forma parte del segmento invertido. En estos casos un punto de rotura se encuentra en el brazo corto y el otro en el brazo largo. En la inversión  paracéntrica  no está envuelto en centrómero y ambos puntos de rotura se encuentran en el mismo brazo.

29. Existen 2 clases de inversiones con relación al centrómero. Y éstas son : Pericéntricas : estas inversiones también incluyen al centrómero y son fácilmente observables con el microscopio óptico puesto que ésta inversión es un cambio en la forma que tiene el cromosoma.

30. Paracéntricas : éstas no incluyen al centrómero, lo que hace que el cromosoma no cambie de forma . En la meiosis es fácil observar a una inversión ya que en paquitena los cromosomas intentan estar más apretados, lo que forma un rizo un tanto particular en el cromosoma

31. CONSECUENCIAS DE LAS INVERSIONES EN LA FORMACION DE GAMETOS: Si solo uno de los miembros de un par de cromosomas homólogos tiene un segmento invertido, en la meiosis no es posible una sinapsis lineal normal. Los individuos con un cromosoma invertido y con el homólogo no invertido se denominan heterocigotos para una inversión. El apareamiento en la meiosis entre tales cromosomas puede realizarse solo si se forma un lazo de inversión.

32. b) TRANSLOCACIONES: T ienen lugar cuando una porción de un cromosoma se transfiere a otro. Cuando un segmento se intercambia entre dos cromosomas no homólogos tiene lugar una  translocación recíproca . Se produce una reordenación del material genético, pero no hay pérdida o ganancia de información genética como en el caso de las deleciones y las duplicaciones.

33. Las translocaciones pueden ser detectadas citológicamente puesto que el heterocigoto estructural forma un cuadrivalente en la profase de la meiosis. Los cuatro cromosomas que estuvieron envueltos en esta cuadrivalencia tienden a coorientar de maneras distintas en la metafase uno. En el caso de que la segregación sea concordante, es decir que dos centrómeros se dirijan a cada polo; los centrómeros pueden coorientar en dos maneras distintas.

34. Coorientaciones Adyacentes : T odos los centrómeros contiguos de la cuadrivalencia se dirigen a un mismo polo estos pueden ser de tipo 1 (uno) cuando los cromosomas no son homólogos, y de tipo 2 (dos) cuando los cromosomas son homólogos.

35. Coorientaciones Alternas: todos los centrómeros contiguos de la cuadrivalencia se dirigen hacia polos distintos.

36. Cuando un mismo cromosoma está implicado en más de una misma translocación con varios cromosomas del complemento la configuración cigótica de este cromosoma no da una cuadrivalencia sino otro tipo de multivalencias dependiendo del número de cromosomas que estuvieron relacionados : Hexavalentes : Estas son dos translocaciones que solo tienen un solo cromosoma en común . Octavalente : Estas en cambio son tres translocaciones con dos pares de cromosomas comunes relacionados en esta translocación . Dos cuadrivalentes : estas son dos cuadrivalencias que no tienen ni un solo cromosoma en común.

37. TIPOS DE TRANSLOCACIONES: Translocación equilibrada:   se produce cuando una región cromosómica cambia de posición en el genoma, pero el número de copias de dicha región se mantiene. Las personas que tienen este tipo de translocaciones pueden o no estar afectadas (como en el caso de la  leucemia mieloide crónica ).

38. Translocación desequilibrada :   En este caso sí se produce un cambio en el número de copias. Por ejemplo, las dos copias del cromosoma 4 se mantienen intactas pero además encontramos un fragmento del cromosoma 4 en el cromosoma 14. En estos casos sí suele haber enfermedad.

39. Translocación robertsoniana :  en este tipo de translocación se forma un cromosoma con dos brazos cortos (brazo p) y otro con dos brazos largos (brazo q). El primero es tan pequeño que por norma general se termina perdiendo. Esto no suele tener mucha repercusión porque la información que codifican los brazos p de tan pequeño tamaño suele ser ADN ribosómico, el cual se codifica también en otros sitios del genoma.

40. Translocaciones en la especie humana: el síndrome de Down familiar Los estudios citogenéticos de los padres y de sus descendientes en estos casos raros explican la causa del síndrome de Down familiar. Los análisis revelan que uno de los padres tiene una  traslocación 14/21 D/G . Es decir, un padre tiene la mayor parte del cromosoma 21 del grupo G translocado al extremo del cromosoma 14 del grupo D. este individuo es normal, aun cuando el o ella tengan 45 cromosomas.

41. Ventajas evolutivas de las translocaciones: Al igual que el caso de las inversiones, las translocaciones tienen relevancia evolutiva. El caso más extremo de utilización de las translocaciones como mecanismo de evolución, se produce en el género  Oenothera , en el que los individuos son heterocigotos estructurales permanentes ya que todos los cromosomas están implicados en translocaciones múltiples .

42. - Existen otras anomalías como: ISOCROMOSOMA E s un cromosoma que ha perdido un brazo y el otro se ha duplicado, de modo que existe una monosomía parcial debido al brazo perdido, y a una trisomía parcial, debido al brazo duplicado. Ocurre cuando la división del centrómero se produce según el plano transversal en vez de vertical.

43. ORIGEN DE LA ISOCROMÍA: Se origina durante la meiosis o mitosis, cuando la división del  centrómero  se produce según el plano transversal en vez de vertical. Como consecuencia, uno de los brazos del  cromosoma  original se pierde y los brazos del isocromosoma resultante son genéticamente idénticos entre sí pero en sentido inverso; así, las cromátides son asimétricas, una formada por dos brazos largos y otra por dos brazos cortos; representa trisonomía y monosomía parcial en la misma célula.

44. Todavía no se ha podido determinar de forma precisa cómo se forman los isocromosomas , si bien se han descrito dos mecanismos : Un error de división del centrómero durante la meiosis II. Este es el mecanismo menos frecuente . Un intercambio en un brazo de un cromosoma con su homólogo o cromática hermana en la porción proximal del brazo adyacente al centrómero. Los últimos cromosomas serían dicéntricos , si bien los dos centrómeros están demasiado juntos como para distinguirlos citogenética mente. Este es el mecanismo más frecuente.

45. DISOMÍA UNIPARENTAL hace referencia a la situación en la que las dos copias de un  cromosoma provienen del mismo progenitor, en lugar de que una copia provenga de la madre y la otra copia del padre. En general, heredamos una copia de cada par de cromosomas de nuestra  madre biológica y la otra copia del par de cromosomas de nuestro padre biológico . Se divide en:

46. DISOMÍA UNIPARENTAL PATERNA DISOMÍA UNIPARENTAL MATERNA Ambas se dividen en dos tipos: | Heterodisomía .- presencia de dos cromosomas homólogos de solo uno de los progenitores. | Isodisomía .- Presencia del mismo cromosoma por duplicado.

47. Síndromes asociados con disomía uniparental ( UPD) : Síndrome de Prader-Willi (UPD15 paterno) Síndrome de Angelman (UPD15 materno) Diabetes mellitus neonatal transitoria (UPD6 paterno) Síndrome de Russell- Silver (UPD7 materno) Síndrome de Beckwith-Wiedemann (UPD11 materno) Disomia uniparental del cromosoma 14 (UPD14 )

48. CAUSAS Hay 3 posibles mecanismos que conducen a una disomía uniparental : Rescate trisómico : fenómeno consistente en la pérdida de un cromosoma por parte de un cigoto trisómico . Es el mecanismo más común que da lugar a la disomía uniparental . En este caso, se habla de una heterodisomía , pues los dos cromosomas homólogos provienen del mismo progenitor. Se produce como consecuencia de la no disyunción de la pareja de cromosomas durante la meiosis I.

49. Rescate monosómico : duplicación de un cromosoma llevada a cabo por un cigoto monosómico . Este fenómeno conlleva a lo que se define como isodisomía : presencia del mismo cromosoma por duplicado. Se produce como consecuencia de una no disyunción durante la meiosis II.

50. Complementación de los gametos: fenómeno consistente en la fertilización de un gameto con dos copias de un cromosoma con otro que carecía de esos dos cromosomas. Puede ocurrir durante la formación del  ovocito  o  célula espermática  o en el desarrollo temprano del  feto . Puede también tener lugar durante el  rescate trisómico .

51. CROMOSOMA EN ANILLO S e presenta cuando ambos brazos de un cromosoma se fusionan formando un anillo. Normalmente se forman cuando el brazo corto y largo de un mismo cromosoma tienen una deleción terminal, esto provoca que queden extremos "pegajosos" en ambos brazos que con frecuencia se fusionan originando el cromosoma en anillo. 

52. CAUSAS DEL CROMOSOMA EN ANILLO:  El material genético delecionado suele ser insignificante. Aunque son poco frecuentes, también están implicados en enfermedades. Por ejemplo, una de las causas del síndrome de Turner es la formación de una anillo en el cromosoma X.

53. CONCLUSION FINAL: U na mutación cromosomita es solamente el cambio de la estructura o del número de cromosomas. También digo que estas mutaciones pueden traer complicaciones al funcionamiento normal de un organismo dependiendo de la gravedad de la mutación que ha tenido el individuo.

54. GRACIAS