TEMA 13. CANVIS CROMOSÒMICS NUMÈRICS I ESTRUCTURALS (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Genètica
Año del apunte 2014
Páginas 12
Fecha de subida 22/10/2014
Descargas 21
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 13: CANVIS CROMOSÒMICS NUMÈRICS I ESTRUCTURALS Un cromosoma en la seva posició normal té diferents regions (A, B, C, D, F...). Hi ha una deleció o una deficiència quan hi ha una pèrdua o deficiència genètica, la pèrdua d’una part de cromosoma.
Una duplicació es dóna quan una regió cromosòmica es repeteix dos cops en un cromosoma.
Les inversions cromosòmiques són el canvi d’ordre de regions cromosòmiques, obtenint-se un nou ordre. La translocació és l’intercanvi de posició en el cromosoma de dues regions cromosòmiques.
Les mutacions numèriques en els cromosomes poden ser euploïdies (canvis del nombre de cromosomes). Aquestes poden ser una monoploïdia (genotip n) o poliploïdies (3n, 4n...). Són aneuploïdies si només canvien el nombre de cromosomes en un cromosoma, llavors parlem de nulisomies, monosomies, trisomies...
Els cromosomes politècnics de Drosophila han estat de gran utilitat per estudiar mutacions d’aquest tipus en cromosomes, ja que són cromosomes gegants molt fàcils de visualitzar.
DELECIONS O DEFICIÈNCIES - Es perd un extrem: es diu que és una deleció terminal.
Es perd una regió interna: es diu que és una deleció intersticial.
A efectes fenotípics, les delecions generen letalitat (normalment no arriben a néixer). A vegades, pot ser que la deleció només es doni en un dels dos cromosomes de la parella d’homòlegs, i llavors que no sigui letal (sempre que sigui una deleció petita). En aquest cas, però, estaríem parlant de fenotips aberrants (fenotip Nocht en Drosophila o síndrome cri de chat en humans).
Aquest síndrome es troba en el cromosoma 5, en el braç curt és on hi ha la deleció. Provoca microcefàlia, cardiopatia, retard mental greu...
Les delecions es detecten amb: - - Citologia: es veuen bucles (loops) en heterozigots, si s’aparellen cromosomes homòlegs i un té una deleció i un no.
Genèticament: si tenim un heterozigot per una deleció, veiem que no es produeixen mai recombinants, perquè no és heterozigot per certs gens. A més, no hi ha reversió en les mutacions causades per la deleció, i hi ha pseudodominància d’un al·lel recessiu, a falta d’un al·lel dominant que el tapi.
DUPLICACIONS Quan es duplica una regió just al costat de la original es diu que és una duplicació en tàndem.
És dispersa si la duplicació no es dóna al costat de la regió original.
En tàndem: Dispersa: Les duplicacions va ser el que va originar els diferents tipus de globines de la família de les globines. Al principi només hi havia un gen que codificava per una única proteïna, ara hi ha moltes diferents gràcies a aquestes duplicacions.
Una duplicació dispersa va fer que el gen de la globina aparegués en un nou cromosoma. En aquest nou cromosoma, també es va duplicar per tàndem. Cada gen va mutar de maneres diferents, de manera que al final hi ha haver molts gens en cromosomes diferents codificant per globines una mica diferents les unes de les altres.
Què és millor? Tenir una deleció heterozigòtica o una duplicació? Tenir una còpia d’una regió o tres? Per exemple, en l’espècie humana els efectes solen ser més greus amb una deleció que amb una duplicació, ja que no hi ha forma de compensar una mutació en aquella regió. Amb una duplicació, hi ha problemes de dosis de producte gènic però no solen ser letals.
Ex: mutació Bar en Drosophila. És una duplicació de sis bandes politècniques del cromosoma X.
Com es produeixen les duplicacions? Per recombinació desigual. Un dels cromosomes homòlegs es queda amb les dos còpies d’un gen, i l’altre sense cap.
Una duplicació es pot detectar citològicament. Es veu un bucle, però no es pot saber si és una deleció o un bucle.
El paper de les duplicacions en l’evolució té un paper principal pel que fa a l’evolució de famílies gèniques (com en l’exemple de les globines).
En els humans existeix una gran quantitat de duplicacions segmentals, tant en tàndem com disperses.
INVERSIONS És un canvi en l’ordre de les regions en un cromosoma. Hi ha una distinció fonamental: - Paracèntrica: la inversió no s’ha emportat el centròmer perquè s’ha donat més ennlà.
Pericèntrica: la inversió s’ha donat entre les dues bandes del centròmer i per tant aquest es veu arrossegat.
Mapes genètics contradictoris amb la realitat són una prova d’una inversió en un cromosoma.
Els efectes fenotípics que té és que canvien les relacions de lligament entre els gens. També hi ha un efecte de posició: si el gen del color vermell de l’ull de Drosophila queda al costat d’una zona d’heterocromatina, s’expressa molt poc, de manera que s’observa en gran part com un mutant white.
Si un cromosoma normal i un amb una regió invertida s’alineen, hi ha un problema, perquè es van alineant per homologia, i quan arriben a la zona invertida, la única forma per alinear-se de forma homòloga és formar un bucle. Aquests bucles es poden observar citològicament.
En una inversió no es guanya ni es perd material genètica, no s’observa cap engruiximent ni parts més primes, simplement s’observa un bucle.
Si hi ha un entrecreuament en la regió invertida, i aquesta és pericèntrica, es forma un cromosoma desequilibrat perquè amb la recombinació s’ha duplicat una informació i se n’ha perdut un altre. Això passa perquè la recombinació fa emportar-se una part de cromosoma que no està invertida.
Els cromosomes que pateixen una d’aquestes recombinacions, queden com cromosomes desequilibrats: han perdut una part i en tenen una altra duplicada. Les cromàtides que no s’han vist implicades en la recombinació no tenen cap problema. Els gàmetes recombinants que portin els cromosomes desequilibrats seran estèrils, letals, no poden crear un nou ésser. Els gàmetes que vinguin d’uns cromosomes amb inversió però tenen les cromàtides que no han sortit afectades, sí que són viables.
Amb les inversions paracèntriques, si hi ha una recombinació, un cromosoma s’emporta dos centròmers. Un altre cromosoma no en té cap. A més, aquests també tenen informació duplicada i altra perduda.
TRANSLOCACIONS És la ruptura de dos cromosomes no homòlegs seguida per un intercanvi de fragments.
Així surten cromosomes híbrids, que no són com cap dels originals.
Quan aquests cromosomes fan la meiosi, les parelles homòlogues tenen una part que no poden alinear.
Aquesta part busca l’altre cromosoma amb el que sí que es pot alinear. Quan el troba, un mateix cromosoma híbrid queda unit a dos cromosomes, per alinear les dues parts, que provenen de cromosomes diferents  forma de creu.
L’estructura en forma de creu d’aquests cromosomes és detectable citològicament en la metafase, observant per microscopi. Així és com es detecten les translocacions.
Hi ha quatre tipus de segregació durant la meiosi I d’aquesta estructura de creu: Quan hi ha una estructura en forma de creu, només la segregació alternant dóna cromosomes complets i viables, que faran que els gàmetes siguin viables. Només un terç dels gàmetes resultants seran completament normals. Això sempre parlant de que anteriorment hi ha hagut una translocació.
Les translocacions robertsonianes són la unió de dos cromosomes acrocèntrics pels seus centròmers, formant així un cromosoma metacèntric. Així desapareix un cromosoma (el cromosoma 2 humà es considera que va aparèixer així provinent de dos cromosomes de primats). També es pot donar la dissociació d’un cromosoma.
Aquestes translocacions són una de les causes de l’evolució. De fet, s’ha observat que aquests processos de fusió i dissociació de cromosomes són molt freqüents en l’evolució dels mamífers.
MUTACIONS NUMÈRIQUES: ANEUPLOÏDIES Un o més cromosomes són guanyats o perduts. La nomenclatura és: - Monosòmica: 2n – 1 Nulisòmica: 2n – 2 Trisòmica: 2n + 1 Tetrasòmica: 2n + 2 Solen ser letals en animals i deletèries en plantes (afecta més en animals perquè el seu desenvolupament és més complex). Es produeixen per la no disjunció o el retard cromosòmic durant l’anafase de la meiosi I, per la qual cosa els cromosomes homòlegs no migren correctament als seus corresponents nuclis. La no disjunció també es dóna durant la mitosi, produint així mosaïcisme (per exemple els individus ginandromorfs en Drosophila).
En humans, les aneuploïdies més famoses són: - Monosomia cromosoma X: síndrome de Turner. 45, X.
Trisomia 21: síndrome de Down: 47, XX o XY, +21.
Trisomia 18: síndrome de Edward: 47, XX o XY, +18.
Trisomia 13: síndrome de Patau: 47, XXo XY, +13.
Trisomies en cromosomes sexuals:  Cariotip XYY: 47, XYY.
 Síndrome de Klinefelter: 47, XXY.
 Femella triple: 47, XXX.
Normalment una trisomia o una monosomia de qualsevol cromosoma és letal. Però la majoria de síndromes del cromosoma X acostumen donant lloc a individus vius, tot i que amb problemes, perquè de fet normalment ja es viu només amb un cromosoma X (els homes, o les dones tenen l’altre inactivat). Els problemes sorgeixen per al compensació de dosis.
Els síndromes en els cromosomes 21, 18 o 13 es poden donar perquè aquests cromosomes són petits.
Monosomia 2n – 1 Falta una còpia d’un cromosoma. Sol ser letal en la majoria dels casos, i només es desenvolupa l’individu en el cas del cromosoma X. Llavors es pateix síndrome de Turner.
Síndrome de Down (trisomia 21) El 21 és el cromosoma més petit de la nostra espècie, per això aquesta mutació és viable. S’ha observat que les probabilitats de tenir un fill amb síndrome de Down augmenten amb l’edat. Els oogonis, tot i no ovular, van envellint, i quan facin la meiosi pot ser que hi hagi problemes en el repartiment cromosòmic.
Síndrome de Kinefelter Causada per la combinació cromosòmica XXY. Els mascles són estèrils i viables fins l’edat adulta.
Altres reordenacions cromosòmiques en humans - - - Síndrome del cromosoma X fràgil: és recessiu lligat al cromosoma X. En aquest cromosoma hi ha un DNA que té tendència a trencar-se. Es dóna en 1/1250 homes i 1/2000 dones. És la causa de retard mental més freqüent després del síndrome de Down.
Síndrome de Down familiar: hi ha una translocació equilibrada i heretable del cromosoma 21. Un dels dos cromosomes 21 es troba translocat a un altre cromosoma.
El fill rebrà dos cromosomes 21 més la tercera que arrossega l’altre cromosoma. És el 4% dels casos d’aquest síndrome.
Síndrome cri-de-chat: és una deleció en el cromosoma 5. Provoca microcefàlia, cardiopatia i retard mental greu.
INCIDÈNCIA DE LES MUTACIONS EN LA POBLACIÓ En resum, la quantitat de mutacions que es donen son moltíssimes. De cada milió de zigots humans, 150.000 són avortats espontàniament per mutacions (15%). La meitat d’aquests, uns 75.000, tenen anomalies cromosòmiques, de les quals 39.000 són trisomies.
MUTACIONS NUMÈRIQUES: EUPLOÏDIES Hi ha un nombre variable de jocs cromosòmics complets. Nomenclatura: - Monoploide o haploide (n).
Diploide (2n).
Triploide (3n) Poliploide: 4 o més jocs.
La poliploïdia es troba en rèptils, amfibis, plantes...
La monoploïdia dóna lloc a meiosis aberrants, que produeixen organismes estèrils i en els que s’expressen els gens recessius.
La poliploïdia produeix gàmetes desequilibrats en la meiosi, sobretot quan es tracte d’un nombre senar de jocs (3n, 5n...). Donen lloc a fruits grans sense llavors. És un factor important en l’aparició de noves espècies.
Segregació d’un nombre imparell de cromosomes: Segregació d’un nombre parell de cromosomes: La poliploïdia és una cosa comuna en plantes perquè: - - No hi ha mecanismes cromosòmics de determinació del sexe.
En reproduir-se vegetativament, poden evitar els problemes meiòtics durant més temps. Un poliploide a la meiosi genera gàmetes estèrils, però si es para la meiosi, després per mitosi es pot continuar dividint.
La seva forma de fertilització (per vent o per insectes) augmenta la probabilitat d’entrecreuaments híbrids.
La dotació cromosòmica de les plantes sol ser parell perquè si un joc cromosòmic es duplica, sigui parell o senar, sempre donarà un joc parell.
EQUILIBRI GENÈTIC - - Les poliploïdies generen un augment de la mida de l’organisme, però mantenen les proporcions. Encara que sembli una mutació aberrant, això es compensa en les plantes perquè és tot el genoma el que es duplica.
Les aneuploïdies autosòmiques alteren la forma i les proporcions d’una manera característica.
Les trisomies es toleren millor que les monosomies.
En Drosophila, els únics aneuploides que sobreviuen són els del cromosoma 4 (ja que aquest només té entre l’1 i el 2% del genoma, és molt petit).
S’ha de tenir en compte l’efecte de la dosis gènica (equilibri gènic) i dels al·lels deleteris.
En el cas del cromosoma X, s’ha de tenir en compte sobretot la compensació de la dosis.
...