Tema 10 - Alteracions del cariotip (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 2º curso
Asignatura Citogenètica
Año del apunte 2014
Páginas 25
Fecha de subida 26/12/2014
Descargas 27
Subido por

Vista previa del texto

CITOGENÈTICA PARCIAL 2 BLOC VI: Anomalies genètiques i epigenètiques TEMA 10 – Alteracions del cariotip CONSTÀNCIA I INESTABILITAT DEL CARIOTIP 17/11/14 Les espècies presenten un cariotip constant en relació a tal i tal. Però també és variable en determinades situacions – els cromosomes, ocasionalment, es comporten com a unitats de trencament o de fragmentació.
Exemples de variacions sistemàtiques (formen part del sistema, es veu in vivo): - Cromosomes B Cromosomes sexuals Polimorfismes cromosòmics Exemples de variacions accidentals (qualsevol modificació en el nombre o en l’estructura dels cromosomes): - - VARIANTS – canvis cromosòmics en equilibri (ni pèrdua ni guany de DNA) resultants de lesions cromosòmiques primàries. És a dir, com a conseqüència d’una lesió en el DNA, hi ha una reorganització.
ANOMALIES – canvis cromosòmics que produeixen anomalies fenotípiques (repercuteix en el fenotip – porta implícita una pèrdua o guany de DNA), resultants de lesions secundàries (exceptuant les deficiències i les duplicacions originades per lesions primàries). És a dir, sorgiran com l’herència d’una lesió que s’ha produït anteriorment.
Exemples de fluctuacions – resultat de la tècnica que utilitzar per observar una anomalia cromosòmica (no són situacions in vivo).
VARIANTS I ANOMALIES CROMOSÒMIQUES ESTRUCTURALS Com es generen aquestes variants? SEMPRE partim de trencament/s de doble cadena. Quan diem que qualsevol trencament és potencialment un agent inductor d’una reorganització cromosòmica estructural, veiem que les cèl·lules estan exposades a una gran quantitat de trencaments. Això ha derivat en què les cèl·lules eucariotes han desenvolupat un mecanisme de resposta al dany per tal de reparar la majoria d’aquests trencaments de doble cadena que permeten: 1. Identificar-los 2. Informar a través de molècules transductores de senyal 3. Oferir una resposta. Aquesta resposta es fa a través de molècules efectores que poden actuar a 4 nivells diferents: 26 CITOGENÈTICA - PARCIAL 2 Si els trencaments afecten a múltiples regions generalment no es poden reparar i s’indueix una apoptosi (mort cel·lular programada).
Generalment es dona un bloqueig del cicle cel·lular.
Aquest bloqueig té dues finalitats – una és incrementar la transcripció gènica d’enzims i molècules que participaran en la reparació del DNA.
Reparació del DNA.
Les fonts d’origen dels trencaments són els següents: 27 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 RESPOSTA CEL·LULAR ALS TRENCAMENTS DE DOBLE CADENA Trobem tres nivells d’anàlisi en les respostes cel·lulars als trencaments DSB.
19/11/14 1. Sensors del dany 2. Transformació de la informació del sensor en una resposta cel·lular (transducció) 3. Resposta cel·lular (efectors) en 4 nivells: a. Reparació b. Cicle cel·lular c. Transcripció d. Apoptosi SISTEMA SENSOR El complex que detecta els DSB s’anomena complex MRN i està format per 3 proteïnes: - Mre11 (exonucleasa 5’3’, exposa extrems 3’ protuberants) Rad50 Nbs1 De quina manera detecta el dany? Aquestes 3 proteïnes es troben formant un complex. En el moment en que es dona un DSB, la molècula que detecta els extrems trencats és Rad50 (2 dominis globulars), i s’uneix als 2 extrems trencats. Un cop s’ha donat la unió, Mre11 (es troba unit a Rad50) elimina nucleòtids cap als dos costats. Aquesta acció exonucleasa implica un canvi conformacional de la 3a molècula, Nbs1. Nbs1 està unida al complex a dímers ATM, una proteïna cinasa (fosforila) i ATM es troba inactiva en forma dimèrica.
Però quan Nbs1 canvia conformacionalment, activa ATM i per una autofosforilació i això fa que es dissociïn les molècules d’ATM i formen monòmers fosforilats.
Per tant, els sensors el que fan és detectar el dany a través de l’acció coordinada de les 3 molècules i un cop detectat es transmet aquest missatge a una molècula missatgera com és ATM.
28 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 SISTEMA DE TRANSDUCCIÓ Els elements transductors són elements cinases PIKKs anomenats ATR, ATM i DNA-PKcs que el que fan és transmetre la informació a la cèl·lula que hi ha una regió trencada en el DNA.
El cicle cel·lular es regula a través de cinases dependents de ciclines – ATM actua sobre diferents substrats, un dels quals són les ciclines i les cinases dependents de ciclines de manera que ATM activat bloqueja el cicle cel·lular per donar temps a les cèl·lules a reparar-se.
Si el dany és massiu, es produeix una gran quantitat d’ATM i això produeix na activació sobtada de p53 que dirigeix la cèl·lula a una apoptosi.
Una de les dianes d’ATM un cop activada és la histona H2AX que és una variant de la histona H2A que tenia funció de reparació del DNA i recombinació.
Aquestes variants estan carregades a diferents intervals periòdics al llarg del cromosoma. Pe tant, si es dóna un DSB en una regió determinada, probablement al voltant de la regió encara que no exactament allà hi haurà algun nucleosoma que presentarà H2AX i la cèl·lula ho detectarà.
Per tant ATM busca al voltant de la regió aquestes variants i fosforila la serina número 139 que transforma la H2AX en una molècula gammaH2AX. Un cop es dóna això, hi ha una amplificació de la marca. Com? MDC1 reconeix aquestes histones fosforilades i quan entra al sistema reconeixent-ho, arrossega molècules d’ATM actives de manera que ATM arrossegada va fosforilant i amplificant el senyal. D’aquesta manera ATM portada per MDC1 fa que totes les histones H2AX ubicades al voltant es fosforilen.
29 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 Al final per tant aquesta regió on s’ha donat el dany queda marcada. Però no s’acaba aquí – entra una altra molècula anomenada RNF8 que és una proteïna que afegeix ubiqüitines a les histones (ubiquitin ligasa). Aquí no és una marca de destrucció sinó d’identificació.
Aquestes ubiqüitines són el senyal perquè s’uneixin unes noves molècules: un a és BRCA1 i l’altra és RAD18 que són proteïnes que actuen en la reparació del DNA.
SISTEMA EFECTOR Els efectors són molècules fosforilades per PIKKs.
MECANISMES DE REPARACIÓ DE DSB Per tant, a partir d’aquest punt comencen els mecanismes de reparació de trencaments de doble cadena. Les cèl·lules eucariotes disposen de múltiples mecanismes de reparació.
Els mecanismes de reparació es classifiquen en vies de reparació homòlogues (depenen de seqüències de DNA complementàries que s’usen com a motlle) i vies de reparació no homòlogues (copien la presència de seqüències o regions no complementàries).
VIES DE REPARACIÓ HOMÒLOGUES Dins d’aquestes, tenim 3 tipus. El primer s’anomena aparellament de cadena associat a síntesi i és semblant al mecanisme de la recombinació meiòtica.
Partim d’un trencament de doble cadena. Mre11 es carrega els nucleòtids en 5’3’ i allibera 2 extrems 3’ OH protuberants. Aquí es dóna la marca de la regió pel complex molecular tope de bèstia de la foto d’aquí dalt. Llavors s’activa la via de reparació – hi ha una invasió de la cadena complementària (un dels extrems 3’OH protuberants envaeix la cadena complementària i fa una recerca d’homologia catalitzada per una proteïna de la família de les Rad; un cop trobada la homologia, s’uneixen per complementarietat de bases i es desplaça una de les monocadenes copiant els nucleòtids del motlle). Un cop s’ha donat la síntesi de DNA (se sintetitza un fragment més llarg que la regió que s’ha trencat) es dóna una separació de les seqüències que s’havien entrecreuat i s’uneixen els extrems. Això només es pot donar a G2 (hi ha d’haver DNA complementari, cromàtides germanes o homòlogues).
30 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 El segon s’anomena aparellament de cadena senzilla.
Ens basem en una situació bastant freqüent en humans com és la presència de regions duplicades al llarg del genoma (petites regions d’entre 10kb). Donat un DSB, Mre11 exposa els extrems 3’OH i a partir d’aquí s’inicia la cascada d’esdeveniments per marcar la regió com a regió susceptible a ser reparada. Però si el trencament de DNA es dóna entre dues regions duplicades properes, aquestes dues regions duplicades poden quedar dins dels extrems protuberants. Si això es dóna, en lloc de donar-se la primera via de reparació es fa que els dos extrems s’uneixin entre ells per complementarietat de bases i els segments de DNA sobrants s’eliminen. Això pot donar errors que poden condicionar el fenotip.
El tercer es el model de Holliday. La única diferència amb el procés explicat a meiosi és que el DSB es dóna de forma espontània, Spo11 no indueix els trencaments.
31 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 VIES DE REPARACIÓ NO HOMÒLOGUES No és necessària la presència de seqüències complementàries de DNA. També s’anomenen com reunions no homòlogues d’extrems o NHEJ.
En què es basa? Tenim un trencament de doble cadena, hi ha un reconeixement del trencament (canvia una mica el model sensor), i una cascades d’esdeveniments que condueixen al a unificació dels dos extrems sense la necessitat d’un reconeixement d’homologia.
Web.mit.edu/engelward-lab/animations/NHEJ.html Les proteïnes DNA-PKcs (família cinases) que es troben unides a través de la proteïna Q s’autofosforilen al voltant de la regió trencada. Un cop fosforilades (marca de dany), venen DNA lligases que processen els extrems perquè siguin cohesius i els uneixen.
32 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 MECANISMES DE FORMACIÓ DE VARIANTS I ANOMALIES Llavors, què ha de fallar perquè a partir d’un DSB no es restitueixi la situació inicial? Les variants i anomalies cromosòmiques es generen perquè: 1. Les vies de reparació no funcionen.
2. Recombinació homòloga no al·lèlica o NAHR (situació particular de primats i humans). El genoma humà presenta moltes duplicacions segmentàries – seqüències de DNA repetides de mides compreses entre 1kb i 500Kb posicionats en una o més localitzacions del genoma.
El 5% del genoma humà són LCR (low copy repeats, són un % significatiu).
La seva distribució no és homogènia entre cromosomes. La proporció més baixa la trobem en el cromosoma 3 (1,7%), en el 22 tenim un 11,9% i en l’Y un 50,4%.
Aquests LCRs poden ser simples (duplicacions d’un únic gen) o complexes (repeticions de múltiples gens i de pseudogens amb diferents orientacions).
Poden ser intra o intercromosòmics. Són regions susceptibles a trencaments.
Són regions susceptibles a DSB: les regions palindròmiques (palíndroms), el DNA minisatèl·lit, transposons, els Hot Spots, etc.
Per tant els NAHR són una font important d’anomalies.
20/11/14 Podem trobar NAHR intercromàtides: La regió groga es complementària tant amb la groga com amb la verda de l’altre cromosoma. La regió vermella correspon a un gen.
Per tant les seqüències que es poden usar són vàries en el genoma; en funció del substrat que utilitzem el resultat final pot ser diferent.
Trobem diferents situacions: 1a situació – Si aquesta situació NAHR es dóna en una via de reparació que implica una doble unió Holliday (intercanvi de seqüències), el resultat final serien alteracions cromosòmiques. Si el duplicó afectat fos el groc i utilitzés com a motlle el verd de l’homòleg i es repara amb el model Holliday, al final del procés obtindríem 4 cromàtides; les 2 externes no haurien participat en l’intercanvi però en les 2 internes hi hauria un intercanvi de material i es generarien cromàtides que només presentarien una regió duplicada que seria un híbrid entre les seqüències verdes i grogues – 33 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 deleció de material. Al mateix temps tenim una altra cromàtide recombinant amb una duplicació de material (augmenta el nombre de duplicons).
Si entre les dues regions duplicades hi ha un gen (en aquest cas, en color vermell), en els productes generats també patirà duplicacions i delecions.
És a dir, la variabilitat dels NAHR no acostumen a afectar els fenotips però els gens implicats que es reorganitzen sí – anomalies cromosòmiques.
No es generen perquè la via de reparació funcioni malament, sinó perquè el fet de tenir regions duplicades incrementa les possibilitats de reparació.
2a situació – buscant homologia, fa que el cromosoma es doblegui. En lloc d’u8sar la homòloga per reparar, usa la germana (les vies de reparació no estan dirigides a només utilitzar una de les dues). Llavors es generaran duplicacions i delecions 3a situació – duplicons intercromosòmics. Els cromosomes no són homòlegs però les regions sí. Pot reparar amb el LCR que està en el cromosoma negre i en el blau. Reparant-ho amb el model Holliday, obtenim dues cromàtides amb un intercanvi recíproc de material com a conseqüència d’un fenomen de recombinació entre dos cromosomes no homòlegs.
Més exemples: formació de dicèntrics i d’inversions.
34 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 Podem trobar NAHR intracromàtides: 1a situació – trencament, recerca d’homologia i la pot trobar a la cromàtide germana, a l’homòleg però també a la pròpia cromàtide (duplicó verd que hi ha sota). Es forma un loop i per tant usant com a motlle el seu propi cromàtide obtenim una cromàtide que no participa i una que es converteix en una cromàtide amb una deleció i un tros acèntric.
Més exemples: formació de dicèntrics i d’inversions.
Tot plegat posa de manifest que les variants i anomalies cromosòmiques es generen principalment a partir del fenomen NAHR (font de variació molt significativa en primats – processos d’especiació de primats superiors s’expliquen per la presència d’aquests processos de reorganitzacions a partir de canvis cromosòmics).
ELECCIÓ DE LA VIA DE REPARACIÓ - - Fases G0/G1 – SSA i NHEJ són les úniques vies de reparació que poden actuar aquí.
Però gairebé sempre impliquen pèrdua de nucleòtids (delecions) que poden afectar o no el fenotip de l’individu en funció de quines són les regions que es perden – són propenses a error. Per tant aquestes formes de reparació són una font de variació si les DSB es donen en fases G0/G1.
Fases S/G2 – totes les molècules tenen molècules complementàries en G,2 i en S depèn del temps de replicació. Aquí generalment es pot escollir entre vies de reparació homòloga i no homòloga.
La primera etapa és la dels sensors (molècules de MRN que detecten el dany). Aquesta manera de detectar el trencament actua sobretot quan la via de reparació que s’ha de desenvolupar és la via de reparació homòloga (VRH). Quan el que actua i repara el trencament és la via de reparació no homòloga (VRNH), els sensors són les proteïnes KU (KU70 i KU80). A partir d’aquí, en la VRH i en la VRNH ATM fosforila H2AX i altres proteïnes es posicionen en aquest complex que marca la regió de trencament. BRCA1 s’associa i actua en VRH mentre que 53BP1 és la proteïna que s’uneix al punt de trencament en VRNH. En resum, que qui determina la via és la proteïna que s’uneix, ja que és el primer pas diferencial.
Les dues vies es van informant i es dóna una situació de retroinfromació – si comença una via informa a l’altra que s’aturi.
35 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 Per tant, tot depèn de la càrrega molecular que es dóna al voltant del punt de trencament.
L’elecció de la via de reparació depèn del microambient al voltant del DSB: En la transició G1-S, quan queda poc o ja tenim molècules homòlogues, es dóna un augment de síntesi de molècules que actuaran en la recombinació com ara BRCA1. Per tant quan ens apropem a G2, la quantitat de BRCA1 serà més alta i serà la via que predominarà.
36 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 LESIONS DE CROMOSOMES I DE CROMÀTIDES Manifestació citològica dels trencaments de doble cadena. Una lesió mínima en un cromosoma o una cromàtide s’anomena gap o trencament La reparació anormal por ser completa o incompleta. El trencament pot ser: - Intracromosòmic o intercromosòmic Intrabraç o interbraç Intercromàtide o intracromàtide Ho separem en fases de cicle cel·lular.
LESIONS DE CROMOSOMES O PRE-REPLICATIVES (G1) El trencament es produeix abans de la fase S.
UNA LESIÓ 1. Cada cromosoma té una cromàtide (1 centròmer). Es dóna un trencament. No es repara a g1. Quan està a G2/profase tenim el cromosoma i el fragment. En la placa metafàsica, cada cromàtide viatjarà a un pol oposat però el fragment acèntric es perdrà. El resultat final en termes de constitució cromosòmica és una deleció terminal.
En una deleció terminal no hi ha telòmer – extrem obert susceptible a ser degradat! Per tant perquè sigui estable o es forma un pseudotelòmer o són delecions intersticials.
2. Cada cromosoma té una cromàtide (1 centròmer). Es dóna un trencament. No es repara a G1. Quan està a G2/profase tenim el cromosoma i el fragment i s’uneixen per complementarietat els extrems – extrems cohesius. A la placa metafàsica també tindrem un acèntric però en l’altre, les cromàtides estan unides per l’extrem, per tant el resultat final en termes de constitució cromosòmica és un cromosoma dicèntric degut a un pont anafàsic (una cromàtide tibada cap els dos extrems). Es resol a través d’un trencament.
37 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 DUES LESIONS INTRACROMOSÒMIQUES 1. Unió d’extrems. A G2-profase tenim un cromosoma circular i un monocèntric que ha perdut un segment. A la placa metafàsica el monocèntric s’orienta correctament i tindrem dues cromàtides portadores de delecions intersticials. D’altra banda tindrem un anell acèntric que es perdrà. Per tant dues lesions que afecten el mateix braç del mateix cromosoma generen a través d’aquesta via delecions intersticials i anells acèntrics.
2. S’uneixen extrems diferents – es forma un bucle. En la placa metafàsica s’orienta bé però cada una de les cromàtides presenta una inversió. Això genera una inversió paracèntrica.
3. Si les dues lesions afecten el mateix cromosoma i braços diferents, la reparació es pot produir per una unió dels extrems de forma creuada. El cromosoma s’orientarà correctament en metafase i segregarà correctament, però presentaria una inversió pericèntrica.
4. La reparació també pot produir la unió d’ambdós extrems propers al centròmer i la unió dels extrems llunyans a aquest, per lo que quedaria un anell cèntric i un segment acèntric que es perdria. Per això segregarien únicament els anells un a cada pol després d’haver-se donat la replicació.
38 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 DUES LESIONS INTERCROMOSÒMIQUES 1. Unió amb intercanvi recíproc de material. Si això es dóna a G1, a G2-profase arriben dos cromosomes monocèntrics que s’orientaran correctament i segregaran correctament. Els resultats en quant a dotació genètica és una translocació recíproca.
2. Es pot donar, en la reparació, la unió d’ambdós extrems ab la ruptura que contenen el centròmer, i obtenim un cromosoma dicèntric i un fragment acèntric. En la segregació tenim dues possibilitats (en ambdues el fragment acèntric es perdrà): a. Si els dos centròmers estan propers l’un respecte de l’altre, el dicèntric separarà cada cromàtide germana a un pol diferent.
b. Si els dos centròmers estan allunyats l’un respecte de l’altre, en una mateixa cromàtide trobarem un centròmer a un pol i un altre a l’altre pol.
Tot depèn de com es reorganitzin els segments partint de la mateixa situació.
39 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 LESIONS DE CROMÀTIDES O POST-REPLICATIVES (G2) El trencament es produeix després de la fase S. Es més probable que es restitueixi una situació inicial ja que hi ha seqüències homòlogues amb les quals es pot reparar.
UNA LESIÓ 1. Després del trencament, si no es repara, el fragment cromosòmic s’orientarà i l’acèntric es perdrà. Una cèl·lula filla tindrà una cromàtide normal i l’altre haurà heretat la deleció terminal.
DUES LESIONS INTRACROMOSÒMIQUES 1. Unió d’extrems que no toca. Obtindrem cromàtides asimètriques. La cèl·lula que hereti la cromàtide curta presentarà una deleció, mentre que la cèl·lula que hereti la llarga presentarà una duplicació.
2. Tancament dels extrems. Durant l’anafase l’acèntric es perd i el cromosoma que presenta dos centròmers donarà un cromosoma dicèntrics o trencaments o bloqueig del cicle cel·lular.
3. Dos trencaments que afecten dos braços diferents. Una reparació anormal seria la unió creuada d’extrems. Origina un cromosoma que segregarà correctament però hi haurà una cèl·lula que heretarà la cromàtide normal i una cèl·lula que heretarà una inversió pericèntrica (canvi d’orientació d’un segment que inclou el centròmer). A més implica un canvi de la morfologia cromosòmica (passem de metacèntric a submetacèntric).
40 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 4. Dos trencaments que afecten dos braços diferents. Els dos extrems propers al centròmer s’uneixen i els dos extrems distals al centròmer s’uneixen. Obtenim un cromosoma mig lineal mig anell s’orientarà bé, l’acèntric es perdrà. Una cèl·lula heretarà la cromàtide lineal i una heretarà l’anell cèntric (deleció).
DUES LESIONS INTERCROMOSÒMIQUES Dues lesions que afecten a cromosomes diferents. Poden produir un intercanvi recíproc de material. Hi haurà dos cromosomes intermediaris a la placa metafàsica formant unes estructures anomenades quadris radials. Les diferents morfologies que poden adoptar (es classifiquen en funció de la simetria dels eixos): 1. Aquestes estructures quadriradials es formaran degut que les cohesines mantenen les cromàtides germanes unides, per tant es mantindran junts en metafase encara que no siguin cromosomes homòlegs. En anafase es produirà una segregació normal dels cromosomes quan actuï la separasa. Els productes de la segregació donaran com a resultat translocacions reciproques.
2. També poden unir-se els dos extrems dels dos segments amb centròmer i els dos extrems del segments acèntrics. Això també formarà estructures quadrirradials a la placa metafàsica. El fragment acèntric en la segregació es perdrà. Hi haurà una cromàtide dicèntrica i dues cromàtides monocèntriques. Pot haver un cas en el qual la 41 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 cromàtide dicèntrica es dirigeixi cap un pol, ja que ambdós centròmers estan molt a a prop i només hi ha un de funcional, i les monocèntriques es dirigeixin a l’altre pol.
També pot donar-se la possibilitat que les cromàtides monocèntriques s’orientin correctament mentre que la bicèntrica es comporti com a tal produint ruptures. Tot això formarà cromosomes dicèntrics i fragments acèntrics.
TIPUS DE VARIANTS I ANOMALIES CROMOSÒMIQUES ESTRUCTURALS Es classifiquen en funció de la seva capacitat de segregar correctament durant anafase. Les estables són aquelles que s’orienten correctament, i tenim: - Translocacions recíproques – variant estructural en que dos cromosomes no homòlegs intercanvien un segment cromosòmic.
- Translocacions Robertsonianes – fusió cèntrica; variant estructural en la que dos cromosomes acrocèntrics perden els braços p i els braços q es fusionen.
42 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 - Inversions – variant estructural que consisteix en el canvi de sentit d’un segment cromosòmic dins el propi cromosoma.
- Insercions – variant estructural que consisteix en la translocació d’un segment cromosòmic d’un cromosoma a un altre (tipus de translocació intercalar no recíproca).
- Deficiències – anomalia estructural que consisteix en la pèrdua d’un segment cromosòmic.
- Duplicacions – anomalia estructural que consisteix en la repetició d’un segment cromosòmic.
Parlem de reorganitzacions cromosòmiques en heterozigosi ja que un individu portarà dos cromosomes implicats normals més dos portadors de la reorganització.
43 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 Les inestables són aquelles que durant les anafases no s’orienten correctament, i tenim: - Cromosomes en anell - anomalia o variant cromosòmica que s’origina per trencament del cromosoma en dues posicions i posterior reunificació formant un anell. Poden ser cèntrics (inclouen el centròmer) o acèntrics (no inclouen el centròmer).
- Fragments acèntrics – no tenen opció d’orientar-se en la placa metafàsica.
Cromàtides dicèntriques – es generen ponts anafàsics en cas de biorientació que condiciona la segregació cromosòmic.
Cromosomes dicèntriques – es generen ponts anafàsics en cas de biorientació que condiciona la segregació cromosòmica.
- o Cicle de trencament-fusió-pont (BFB) VARIANTS I ANOMALIDIES MOROSÒMIQUES NUMÈRIQUES AGENTS INDUCTORS - Recombinació meiòtica aberrant a meiosi I – canvis en el nombre i localització de quiasmes. Una funció de la meiosi és l’increment de la variabilitat genètica. Si els cromosomes no recombinen correctament, s’originen anomalies cromosòmiques numèriques. El canvi en el numero de quiasmes es veu incrementat per diversos factors. Entre ells en humans destaquen l’edat materna.
44 CITOGENÈTICA - PARCIAL 2 Disfuncions de la maquinària cel·lular implicada en la segregació cromosòmica. Si en alguna etapa hi ha disfuncions, la segregació dels cromosomes no es produeix correctament. De forma genèrica, disfuncions en general són una font d’anomalies cromosòmiques.
a) Els punts de control no han actuat correctament.
b) Pèrdua de cohesivitat c) Els microtúbuls s’han d’orientar d’una forma concreta amb el cinetocor. Si són aberrants es condiciona la segregació.
d) Presència de cromosomes supernumeraris – enlloc de formar-se un fus bipolar se’n forma un de multipolar.
45 CITOGENÈTICA MECANISMES DE FORMACIÓ PARCIAL 2 26/11/14 NO DISJUNCIÓ Un sistema en el qual els cromosomes sencers no segreguen correctament. Es pot produir tant a meiosi I, meiosi II com a mitosi.
Quan es produeix en la mitosi, tenim un cromosoma les dues cromàtides del qual cosegreguen al mateix pol cel·lular perquè no s’alinea correctament. El resultat final són cèl·lules que presenten un cromosoma de més (cèl·lules trisòmiques en un sistema diploide) i cèl·lules amb un cromosoma de menys (cèl·lules monosòmiques).
Quan es produeix en la meiosi I, els 2 cromosomes homòlegs cosegreguen al mateix pol cel·lular. Això genera cèl·lules en segona divisió meiòtica amb 2 cromosomes enlloc de un i el seu component complementari, cèl·lules sense cap cromosoma. Si completem el procés meiòtic, una la cèl·lula tindrà n+1 cromosomes (haploides amb cromosoma extra) mentre que una generarà dos gàmetes amb n-1 cromosomes. Tots els productes són aneuploides, 50% per disomia (excés de cromosomes) i 50% per nul·lisomia (manca de cromosomes).
Quan es produeix en la meiosi II, suposant que la I s’ha donat de forma normal i tenim cada homòleg a un pol cel·lular. En una de les dues cèl·lules es dóna el procés semblant a la no disjunció en mitosi. Tindrem com a productes finals una cèl·lula amb n+1 i una amb n-1 i dues cèl·lules haploides n normals. Per tant si analitzem una meiosi on s’ha donat un sol error en la segona divisió tindrem un 50% de gàmetes normals, un 25% disòmic i un 25% nul·lisòmic.
46 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 PÈRUDA ANAFÀSICA Fenomen en que un cromosoma o un conjunt de cromosomes, durant l’anafase, no s’orienta correctament i es perd. Aquests cromosomes queden envoltat d’embolcall nuclear formant un micronucli i són digerits a través dels sistemes d’eliminació cel·lular. Per tant la pèrdua anafàsica origina sempre pèrdues, sempre estem davant de monosomies, nulisomies, etc.
L’origen d’aquesta situació és fruit d’una mutació que fa que no desenvolupin un cinetocor correcte, etc.
Pot tenir lloc en qualsevol divisió cel·lular tot i que les conseqüències seran diferents si es dóna en meiosi que en mitosi.
SEPARACIÓ PREMATURA DE CROMÀTIDES GERMANES Arran d’una sèrie d’observacions amb síndrome de Down, s’ha vist que aquest és el mecanisme que origina més trisomies.
És una anomalia de segregació que es produeix preferentment en la meiosi I, sobretot en cas que en la metafase I hi hagi univalents. Per tant partim de dues premisses: - - Presència d’univalents a metafase I – parlem d’una anomalia meiòtica en cas que durant la metafase I s’observin univalents, cromosomes que no han aparellat correctament amb el seu homòleg i arriben individualment a la placa metafàsica.
Segregació amfitèlica a metafase I – els cromosomes per tal d’orientar-se en la placa metafàsica no poden fer-ho en forma sintèlica ja que no estan aparellats i per tant se separen amfitèlica com en la metafase II o mitòtica.
47 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 Aquesta segregació prematura genera al final del procés meiòtic un 50% de gàmetes normals, un 25% de disomies i un 25% de nul·lisomies. Per tant es generen gàmetes portadors d’anomalies cromosòmiques. La majoria d’individus amb la síndrome de Down no s’originen per no disjuncions clàssiques – quan s’analitza a través de marcadors moleculars del DNA en quin moment s’han donat les anomalies no s’observen no disjuncions a meiosi I o II, s’observa que els cromosomes han segregat incorrectament a través d’aquest model.
48 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 CLASSIFICACIÓ D’ANOMALIES CROMOSÒMIQUES NUMÈRIQUES Anomalies en euploïdies – alteració del nombre de cromosomes amb el resultat d’un múltiple exacte del nombre cromosòmic bàsic de l’espècie. Tens un guany complet o una pèrdua completa del complement cromosòmic.
- Haploïdia = n Diploïdia = 2n Triploïdia = 3n Anomalies en aneuploïdies – alteració del nombre de cromosomes amb el resultat d’un múltiple no exacte del nombre cromosòmic bàsic de l’espècie.
- Nulisomia = 2n-2, n-1 Monosomia = 2n-1 Disomia = n+1 Trisomia = 2n + 1 SISTEMA DE NOMENCLATURA CITOGENÈTICA – Normes ISCN Sistema internacional de nomenclatura citogenètica perquè tothom es utilitzi la mateixa codificació per referir-se a les anomalies cromosòmiques. En color vermell estan els que mínimament s’han de conèixer per interpretar una fórmula cromosòmica a nivell bàsic.
Se simplifica molt la descripció del cariotip.
49 CITOGENÈTICA PARCIAL 2 ALGUNS EXEMPLES: - - - 46,XX – Dona amb un cariotip normal / 46,XY - Home amb un cariotip normal. Amb aquesta descripció indiquem la dotació cromosòmica complerta (46) i els cromosomes sexuals (dos X o un X i un Y).
46,XX,del(14)(q23). Dona amb 46 cromosomes, que presenta una deleció de la regió 2 banda 3 del braç llarg del cromosoma 14.
46,XY,dup(1)(q22q25). Home amb 46 cromosomes que presenta una duplicació de la regió 2 del braç llarg del cromosoma 1 des de la banda 2 a la banda 5.
46,XX,r(7)(p22q36). Dona amb 46 cromosomes, que presenta un cromosoma 7 en anell. Aquest cromosoma s’ha format per la fusió del braç curt regió 2 banda 2 (p22) amb el braç llarg regió 3 banda 6 (q36), formant-se un cercle o anell.
47,XY,+21. Home amb 47 cromosomes. El cromosoma de més correspon al cromosoma 21. (Síndrome de Down).
50 ...