Tema 12 (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Genètica
Año del apunte 2014
Páginas 14
Fecha de subida 02/11/2014
Descargas 10
Subido por

Vista previa del texto

12. MUTACIONS CROMOSOMIQUES Numèriquès i èstructurals – MUTACIONS CROMOSÒMIQUES MUTACIONS ESTRUCTURALS Hi ha una deleció o deficiència quan un dels fragments del cromosoma es perd. Una duplicació ocorre quan una regió del cromosoma apareix dues vegades en el cromosoma. Una inversió és el canvi d’ordre de regions dins d’un mateix cromosoma.
Una translocació és l’intercanvi (pot o no ser recíproc) de regions entre diferents cromosomes.
MUTACIONS NUMÈRIQUES Euploïdies (alteració per tots els cromosomes) – afecten al número de cromosomes.
Tenim monoploïdia quan en el descendent només hi ha un cromosoma per cada caràcter (només té una representació). Si són poliploïdies és el cas contrari (passa de n a 3n, 4n...).
Aneuploïdies – afecten un cromosoma en concret. Tenim nulisomies si només en un cromosoma es perd la parella homòloga. Tenim monosomia quan tens una còpia i trisomia si tens més d’una còpia.
Gràcies als cromosomes gegants de les glàndules salivals de Drosophila s’han pogut descobrir moltes alteracions cromosòmiques.
MUTACIONS ESTRUCTURALS CONSEQÜÈNCIES GENÈTIQUES – Delecions Hi ha dos tipus de delecions: terminals quan hi ha una sola ruptura o intersticials si hi ha dues ruptures. Els efectes fenotípics d’una deleció normalment són letals (es produeixen avortaments espontanis en la majoria dels casos). Algunes vegades (en heterozigots) es pot viure si es perd una regió petita en un sol cromosoma encara que amb fenotips aberrants, ja que l’altre cromosoma homòleg segueix tenint la informació perduda.
Un exemple d’això seria el síndrome Cri du Chat (deleció en el braç curt del cromosoma 5). Provoca microcefàlia, cardiopatia i retràs mental greu. Està provocat per una deleció, 46 XX ó XY, 5p-. Un altre exemple és el fenotip Notch en Drosophila.
Es detecta veient el fenotip. Una forma d’observar-ho és amb l’observació citològica dels cromosomes heterozigots, en l’emparellament dels quals observaríem un bucle o loop.
També ho observem via observació genètica; si creuem un heterozigot per una deleció mai observarem recombinants. A més, no hi ha reversió en les mutacions generades per la deleció. Un altre aspecte genètic que ho demostra és que hi ha pseudodominància en els heterozigots – hi ha dominància d’un al·lel recessiu.
CONSEQÜÈNCIES GENÈTIQUES – Duplicacions Trobem dos tipus de duplicacions: en tàndem (dins del mateix cromosoma) o bé disperses (en diferents cromosomes).
L’exemple paradigmàtic de les duplicacions és el gen de la globina – es duplica per dispersió en uns altres cromosomes i després per tàndem.
Si l’original era el 16, es duplica en el 11 i el 22; en el 11 es dupliquen en tàndem donant lloc a diferents β-globines, en el 16 es dupliquen en tàndem donant lloc a diferents α-globines i en el 22 s’origina la mioglobina).
En l’evolució, la duplicació de seqüències gèniques exerceix un paper primordial en l’evolució de les famílies gèniques (com l’exemple ja citat de les globines).
Els efectes fenotípics d’una duplicació solen ser més deletèries que letals (és més greu tenir una deleció que una duplicació per una mateixa regió). La seva intensitat depèn de la mida de la duplicació. Per exemple, la mutació de Bar en Drosophila resulta d’una duplicació de 6 bandes politècniques del cromosoma X.
Fenotip ultrabar – cromosoma amb una triple còpia.
Aquestes duplicacions s’originen per varis mecanismes. Per exemple, una recombinació desigual, on els talls per la recombinació no es produeixen en els llocs idèntics a cada cromosoma (per exemple, com es veu en la imatge següent, la duplicació en ulls Bar està originada per recombinació desigual).
La detecció citològica també es fa per bucles o loops en cromosomes heterozigots.
En els humans existeix un gran número de duplicacions segmentals (≈50Kb).
CONSEQÜÈNCIES GENÈTIQUES – Inversions Tenim dos tipus: paracèntrica si afecten un braç però no afecta el centròmer, i pericèntrica si afecta al braç incloent el centròmer.
Paracèntrica Pericèntrica Els seus efectes fenotípics són el canvi d’ordre dels gens (menys letals que les delecions i duplicacions) i hi ha diversos efectes possibles. Les relacions de lligament canvien i els efectes de posició també canvien – si hi ha un efecte regional de seqüències reguladores, alteres la regulació del gen.
Un típic efecte de posició és la variegació en el mutant white de Drosophila: tenim una inversió i el gen white passa a estar molt a prop del centròmer, en una regió molt adjacent a on seria inactiva o s’expressa molt poc – llavors els individus homozigots per aquesta inversió tindran un fenotip variegat (en mosaic, vermell-blanc – el gen està complet i funcional però està en una regió heterocromàtica, la qual inactiva pràcticament tots els gens ja que les regions properes al centròmer són heterocromàtiques i no s’expressen molt, per tant si hi ha una inversió i es col·loquen gens a prop del centròmer no s’expressaran).
Altres efectes fenotípics en heterozigots (heterocariotips) per inversions.
- Els cromosomes sinapsats (alineats en la meiosi) produeixen bucles d’inversió observables citològicament – quan s’emparellen els cromosomes, hi ha una regió invertida en un d’ells. Quan s’alineen per homologia, l’única manera d’emparellar-se amb l’homòleg és formar un bucle, ja que en formar el bucle les regions homòlogues es troben.
¡! Per diferenciar bucles de delecions, insercions o inversions, s’ha de tenir en compte el gruix del cromosoma. En les inversions, en no haver cap guany ni cap pèrdua de material genètic, no hi ha variància del gruix del cromosoma. ¡! - Si hi ha entrecreuament i un dels cromosomes té una inversió, aconseguim un cromosoma amb una part repetida, mentre que l’altra part es perdrà. Tenim un individu heterozigot per una inversió i es dóna un entrecreuament – els cromosomes resultants de l’entrecreuament estaran parcialment duplicats i parcialment delecionats. Obtenim el que anomenem cromosomes desequilibrats. Les dues cromàtides que no participen en la recombinació queden igual (l’original no invertida i l’original invertida). Però aquelles que sí que s’han vist implicades en la recombinació, han perdut/guanyat informació.
Això vol dir que si som heterozigots per una inversió i tenim entrecreuaments, produirem gàmetes estèrils ja que hi haurà una zona molt duplicada i una nul·la. Això no dóna descendència viable – els gàmetes recombinants seran estèrils.
- Si es donen entrecreuaments en la regió invertida d’un heterozigot per una inversió paracèntrica (no inclouen el centròmer), es poden crear cromosomes dicèntrics i acèntrics (amb dos o cap centròmer).
CONSEQÜÈNCIES GENÈTIQUES – Translocacions Ruptura de dos cromosomes no homòlegs seguit per un intercanvi de fragment(s). Pot ser recíproc (entre dos cromosomes) o no recíproc.
Detecció citològica – quan s’alineen les regions on hi ha hagut un intercanvi en la meiosi es formen estructures híbrides formant figures cruciformes observables citològicament.
Efectes fenotípics – s’uneixen dos cromosomes diferents, per tant tindrem 4 cromosomes interactuant en la meiosi simultàniament (dos parells d’homòlegs) ja que tots busquen l’homologia desesperadament.
Trobem diferents maneres de segregació en heterozigots per les translocacions.
- Segregació alternant – en la segregació dels 4 cromosomes, es recuperen els cromosomes si el gàmeta s’uneix amb un gàmeta alternant.
o Primer amb el quart o Segon amb el tercer - - Segregació adjacent 1 – uns se’n van a un pol i els altres dos a l’altre pol. En aquesta segregació obtindrem un gàmeta incomplet.
o Primer amb el tercer o Segon amb el quart Segregació adjacent 2 – uns se’n van a un pol i els altres dos a l’altre pol. En aquesta segregació obtindrem un gàmeta incomplet.
o Primer amb el segon o Tercer amb el quart És a dir, durant la meiosi I en absència d’entrecreuament, si donem la mateixa probabilitat a totes les segregacions, la disjunció pot produir gàmetes 100% equilibrats (segregació alternant) o 50% desequilibrats (segregació adjacent 1 i 2) – 1/3 donaran gàmetes normals i 2/3 generaran gàmetes incomplets.
TRANSLOCACIONS ROBERTSIONANES Translocacions extremes – fusions de dos cromosomes telocèntrics pel seu centròmer per formar un supercromosoma metacèntric o submetacèntric. També pot passar el contrari – un cromosoma metacèntric que es trenca pel centròmer i dóna lloc a dos cromosomes telocèntrics (CROMOSOMA 2 EN SIMIS!).
MUTACIONS NUMÈRIQUES ANEUPLOÏDIES Un o més cromosomes són guanyats o perduts. Ho anomenem en funció de la dotació: - Monosòmica: 2n - 1 Nul·lisòmica: 2n -2 Trisòmica: 2n + 1 Tetrasòmica: 2n + 2 Acostumen a ser letals en animals i deletèries en plantes, ja que els animals tenen un desenvolupament gènic molt sensible en quant a dosis gèniques. Resulten de la no disjunció o retràs cromosòmic durant l’anafase 1. La no disjunció també es dóna durant la mitosi, produint mosaïcisme (per exemple els ginandromorfs en Drosophila).
EN HUMANS - Monosomia en el cromosoma X – Síndrome de Turner; 45, X Trisomia 21 – Síndrome de Down; 47, XX o XY, +21 Trisòmica 18 – Síndrome d’Edward; 47, XX o XY, +18 Trisomia 13 – Síndrome de Patau; 47, XX o XY, +13 Trisomia cromosomes sexuals o Cariotip XYY, 47, XYY o Síndrome de Klinefelter, 47, XXY o Femella triple-X, 47, XXX Per què hi ha més aneuploïdies en els cromosomes sexuals? Es produeix la compensació de la dosi (corpuscle de Barr) – per això es pot viure amb un sol X. Si hi haguessin alteracions en, per exemple, el cromosoma 1, seria letal i moriríem. Però es donen en els cromosomes que són més petits i en els sexuals perquè tenim l’altre X.
La falta d’una còpia d’un cromosoma acostuma a ser letal en la majoria de casos (síndrome de Turner – excepció).
EXEMPLE 1 – Síndrome de Turner (X0) Monosomia (2n-1). Falta una còpia d’un cromosoma. Acostuma a ser letal en la majoria dels casos.
EXEMPLE 2 – Síndrome de Down Trisomia (2n+1) Incidència del síndrome de Down amb l’edat de la mare EXEMPLE 3 – Síndrome de Klinefelter Causat per la combinació cromosòmica XXY. Dóna lloc a homes estèrils i viables fins l’edat adulta.
Altres reordenacions en humans: - - Síndrome del cromosoma X fràgil (~ recessiu lligat al X)  tendència a trencarse el cromosoma X en seccions repetitives. Afecta 1/1250 homes i 1/2000 dones. És la causa més freqüent de retràs mental després de síndrome Down.
Síndrome de Down familiar – translocació equilibrada i heretable del cromosoma 21 (responsables del 4% dels síndrome de Down) Síndrome cri-de-chat – deleció, 46 XX o XY, 5p-. Provoca microcefàlia, cardiopatia, retard mental greu.
Es calcula que un 15% dels zigots fecundants acaben en avortaments espontanis per mutacions.
Esquema del destí de cada milió de zigots que es formen en humans: Incidència de mutacions en malalties humanes: EUPLOÏDIES Número variable de jocs cromosòmics haploides complets.
Nomenclatura: - Monoploide o haploide (n) Diploide (2n) Triploide (3n) i tetraploide (4n) – poliploides (amfibis, rèptils, plantes) La monoploïdia dóna lloc a meiosis aberrants (esterilitat) i s’expressen els al·lels deleteris recessius.
La poliploïdia, quan sorgeix, produeix gàmetes desequilibrats en meiosi, sobretot en jocs imparells (3n, 5n...). Donen lloc a fruits majors sense llavors (per exemple síndries mega gegants sense llavors). És un factor important en l’origen de noves espècies de plantes.
Segregació amb un número imparell de cromosomes (3n) Segregació amb un número imparell de cromosomes (4n).
La poliploïdia és comuna en plantes: - No mecanismes cromosòmics de determinació del sexe En reproduir-se vegetativament poden evitar els problemes meiòtics per més temps La seva forma de fertilització (per vent o insectes) augmenta la probabilitat de creuaments híbrids Evolució del número cromosòmic en plantes dicotiledònies: EQUILIBRI GÈNIC - Les poliploïdies generen un augment en la grandària de l'organisme però mantenen les seves proporcions.
No obstant això, les aneuploïdies autosòmiques alteren la forma i proporcions d'una manera característica.
En general, les trisomies es toleren millor que les monosomies.
En Drosophila els únics aneuploides autosòmics que sobreviuen són els del cromosoma 4 (1-2% del genoma).
Efecte de la dosi gènica (equilibri gènic) i dels al·lels deleteris.
En el cas del cromosoma X existeix una compensació de dosi.
En plantes veiem alteracions més importants per aneuploïdies que per poliploïdies – les trisomies es toleren millor.
...