Cromosomas

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Biologa Vania Mallqui Brito

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Cromosomas

  1. 1. CROMOSOMASMg. Vania Mallqui Brito
  2. 2. Generalidades: Son portadores de la mayor parte del material genético ycondicionan la organización de la vida y las característicashereditarias de cada especie.Los experimentos de Mendel pusieron de manifiesto quemuchos de los caracteres del guisante dependen de dos factores,(genes), de los que cada individuo recibe un ejemplar procedentedel padre y otro de la madre.Época Mendel, se consiguió ver los cromosomas al microscopiomediante tinciones especiales, mostrando ciertas propiedades:
  3. 3. Todos los individuos de una misma especie tienen el mismo númerode cromosomasLos cromosomas se duplican durante la división celular, una vezcompletada, recuperan el estado original.Los cromosomas de una célula difieren en tamaño y forma, de cadatipo se encuentran dos ejemplares, 2N (diploidía)Durante la formación de células sexuales el número de cromosomasbaja a N.Existen los cromosomas X e Y que condicionan el sexo.Cromosomas se observan al microscopio durante la metafase, elDNA se ha duplicado y la cromatina está muy condensada, formandolas cromátidas (2 hebras de DNA unidas por un solo centrómero).A partir de las fotografías obtenidas en esta fase, se crea elcariotipo, agrupando los cromosomas por parejas
  4. 4. En ratón existen 20 pares de cromosomas y en la moscaDrosophila melanogaster 4 pares.Durante la metafase, las dos hebras del DNA ya duplicado seencuentran unidas por el centrómero y el cinetócoro.Centrómero, constituído por DNA, esférico, fija fibras husomitóticoCinetócoro es una proteína.Telómero, brazos cromosomas ADN empaquetadoCromátidas, DNA simple o replicada y unidas porcentrómero
  5. 5. Según la posición del centrómero: metacéntrico submetacéntrico acrocéntrico (satélite) telocéntrico (no existe especie humana)
  6. 6. El centrómero divide cromosoma en dos brazos: un brazo corto (brazo q) brazo largo (brazo p).Por convención, en los diagramas, el brazo q se coloca en la partesuperior.Algunas técnicas de tinción hacen que los cromosomas aparezcan conbandas oscuras y claras que se alternan en cada uno de los brazossiguiendo un patrón específico y repetible para cada cromosoma. La numeración de bandas sigue una convención aceptada por losgenetistas y comienza para cada brazo a partir del centrómero.Las últimas bandas reciben el sufijo ter (21ter), la posición de cadauno de los genes puede ser definida “proyecto genoma humano”
  7. 7. FC
  8. 8. Partes de un cromosoma mitótico
  9. 9. CARIOTIPO HUMANO
  10. 10. Cromosomas grandesGrupo A, (cromosomas 1, 2 y 3), meta y submetacéntricosGrupo B, (cromosomas 4 y 5), submetacéntricosCromosomas medianosGrupo C, (cromosomas 7, 8, 9, 10, 11, 12 y cromosoma X, submetacéntricosGrupo D, (cromosomas 13, 14 y 15) acrocéntricosCromosomas pequeñosGrupo E, (cromosomas 16, 17 y 18) submetacéntricosGrupo F, (cromosomas 19 y 20) metacéntricosGrupo G, (cromosomas 21 y 22) acrocéntricos Por acuerdo los cromosomas sexuales X e Y se separan de sus grupos correspondientes y se ponen juntos aparte al final del cariotipo.
  11. 11. Para identificar anormalidadesCARIOTIPO HUMANO morfológicas y numéricas más importantes se realiza en centros genéticos médicos. El resultado es demostración gráfica del complemento cromosómico -o dotación cromosómica- conocida como cariotipo. El proceso de división celular se interrumpe en la metafase, añadiendo colchicina, droga que evita siguientes pasos de la mitosis, interfiere con los microtúbulos del huso. A partir del cariotipo pueden detectarse ciertas anormalidades, como la aparición de un cromosoma o de un segmento cromosómico supernumerario.
  12. 12. EUCARIOTASExisten dos tipos de cromatina que difieren en su grado decondensación, la heterocromatina y la eucromatina.Heterocromatina: cromatina densamente empaquetada,cambia poco el grado de condensación a través del ciclocelular. Aquí el material genético es transcripcionalmenteinactivo.Eucromatina: cromatina poco condensada (se encuentrarelativamente dispersa en el núcleo, aquí el material genéticoes transcripcionalmente activo. El nivel de condensación de laeucromatina varía a través del ciclo celular
  13. 13. En la interfase las células tienen dos clases de heterocromatina:*Constitutiva: región de la cromatina que no se expresa. Incluyesecuencias cortas repetidas (DNA satélite) y puede tener un papelestructural en el cromosoma. Se localiza en lugares característicos,por ejemplo, en centrómeros y telómeros.*Facultativa: toma la forma de cromosomas enteros que soninactivos en una línea celular, aunque pueden ser expresados en otra.El cromosoma X de mamíferos, por ejemplo, el cual es enteramenteinactivo en las hembras lo que compensa el que haya dos en lahembra y uno en el macho. El cromosoma inactivo es perpetuado enestado heterocromático y el activo forma parte de la eucromatina.
  14. 14. Niveles de compactación de la cromatina1. Nucleosoma2. Solenoide (filamento 30 nm)3. Cromosoma metafásico
  15. 15. El nucleosoma Primer nivel de organización de la cromatina-Evidencias experimentales como difracción derayos X, ME, tratamiento enzimáticos, etc.Permitieron concluir que existe una entidad quese repite a lo largo de las fibras de cromatina.-Nucleosoma formado por dos copias dehistonas H2A, H2B, H3 y H4 las cuales formanun octámero alrededor del cual se asocianaproximadamente 200 bp de DNA.-Función H1 difiere del resto no se encuentraformando parte del núcleo de histonas, se ubicaen el exterior de la partícula.
  16. 16. -Digestión de la cromatina con la nucleasa micrococal, enzima cortados hebras de DNA, da lugar a nucleosomas individuales unidos a laH1, cromatosomas.-Si cromatosomas se someten nuevamente a digestión parte delDNA es cortado y se libera la H1, quedando una estructura llamadanúcleo del nucleosoma formado por una cadena de DNA deaproximadamente 146 bp que rodean al núcleo de histonas.
  17. 17. - Se puede dividir el DNA del nucleosoma en dos tipos:-DNA nuclear (core DNA):consta 146 bp, relativamenteresistente a la digestión connucleasas.- DNA de enlace (linker DNA):comprende el resto del DNA,longitud varía de 8 hasta 114 bpsegún el tejido y la especie,aunque por lo general es deaproximadamente 55 bp. Essusceptible a la digestión connucleasas.
  18. 18. En el ensamblaje del nucleosoma participan otras proteínas que seunen a las histonas que conforman el octámero:*Nucleoplasmina (N1) * Topoisomerasa I*Proteína ácidaLa proteína ácida se une H2A y H2B y la N1 se une a H3 e H4.Actúan como chaperonas moleculares controlando la unión delDNA a las histonas.Al ser ácidas reducen la densidad de carga positiva de las histonas(proteínas básicas) y por tanto la posibilidad de formación de otrocomplejo inespecífico que resulte de la afinidad DNA-histonas.*Topoisomerasa I proporciona al DNA el grado desuperenrrollamiento adecuado.
  19. 19. Los nucleosomas pueden ensamblarse in vitro sin tener en cuentaninguna secuencia pero in vivo no ocurre así.Ensamblado el nucleosoma se organizan en la llamada fibra de10 nmLa fibra de 10 nm es una cadena continua de nucleosomas dondelas caras de los discos están en contacto unas con otras.Esta estructura es obtenida a baja fuerza iónica y no requiere de lahistona H1.
  20. 20. Filamento de 30 nm, segundo nivel de organización de la cromatina.Una elevada fuerza iónica e H1, la fibra de 10 nm se puedeenrollar en un solenoide que gira a la izquierda ycontiene seis nucleosomas por vuelta organizadosradialmente, con un paso de rosca de 110 A (diámetro denucleosoma), formando fibra de 30 nm. Los nucleosomasinteractúan a través de la molécula H1, la cual estabiliza laestructura solenoidal.
  21. 21. Tercer nivel de organización de la cromatina .-Cuando en los cromosomas metafásicos desprovistos de histonas, seobserva un esqueleto central de proteínas fibrosas rodeado de unextenso halo de DNA.-Se observa DNA forma bucles o lazos que entran y salen delesqueleto prácticamente por el mismo punto.-Sugieren que las fibras de cromatina se encuentran dispuestasradialmente formando fibras de 30 nm.
  22. 22. Niveles decompactación de la cromatina
  23. 23. Modificaciones de las histonas controlan el estado de la cromatinaCambios locales en la cromatina que afecten la expresión de ungen específico, regiones tan largas como un cromosoma completopueden estar afectadas.Los cambios están dados por modificaciones en la cola N-terminalde las histonas (H3 y H4).Pueden ser modificadas por introducción de grupos acetilos,metilos y fosfatos los cuales disminuyen la carga de la proteína.Cambiar las características del nucleosoma o crear sitios de uniónde proteínas no histonas que provocan un cambio en las propiedadesde la cromatina.La metilación esta relacionada con la cromatina inactiva y laacetilación con la cromatina activa sin embargo esta regla no esgeneral ya que se han encontrado regiones metiladas en la cromatinaactiva.
  24. 24. DelecionesIndividuo es portador de deleción cuando le falta unsegmento cromosómico.La deleción en homocigosis suele ser letal para elindividuo portador, si se presenta en heterocigosis, elefecto será más o menos deletéreo.En individuos con determinación sexual XX-XY oXX-X0, las deleciones del cromosoma X son letales enlos machos; en las hembras dependiendo del sistema decompensación de dosis génica, puede producir algunosefectos fenotípicos en el individuo heterocigótico.
  25. 25. En humanos nacidos vivos, la deleción más frecuente yestudiada, es la conocida como síndrome de "Grito de gato",deficiencia del brazo corto del cromosoma 5, que produce unretraso mental y finalmente la muerte del individuo.En meiosis la configuración crítica para detectar una deleción esver un bivalente heteromorfo, o bien observar una falta deapareamiento (bucle o lazo en el cromosoma no delecionado) en unsegmento intersticial.Dada la letalidad y el desequilibrio orgánico y cromosómico queproducen las deleciones, la selección natural tiende a eliminarlas ypor ello la importancia evolutiva de las deleciones esprácticamente nula.
  26. 26. DuplicacionesCuando un segmento cromosómico se replicamás de una vez por error en la duplicación delADNLas duplicaciones no suelen ser deletéreas, es unafuente de nuevo material genético y base paranuevos cambios evolutivos.Muchas de las familias génicas con un origenevolutivo común, o las familias multigénicaspueden tener su origen en las duplicaciones.Si el segmento afectado es de gran tamaño, sepuede detectar en meiosis con los mismos criteriosque en las deleciones (bivalente heteromorfo ozona intersticial desapareada en el cromosoma conla duplicación).
  27. 27. Las duplicaciones no suelen tener una manifestación fenotípicaobservable, solo análisis citogenéticos y moleculares.Mutación Bar en Drosophila melanogaster, los mutantes poseen ojoscon menos facetas y forma más estrecha que los normales.La importancia evolutiva, los individuos portadores tienen doscopias de un mismo gen.En un individuo normal una mutación de ese gen puede tener efectosdeletéreos, pero si hay dos copias y se produce una mutación en unade ellas, individuos podrá seguir manifestando un fenotipo"aparentemente normal" y la selección natural no actuaría en sucontra. Mediante este proceso se pueden ir originando nuevas copiasde un mismo gen y producirse variantes y alternativas no alélicas auna secuencia de ADN.Este es origen de las familias multigénicas (Histonas, rRNAs, etc.) yde las familias génicas con un origen evolutivo común (Ej,haptoglobinas).
  28. 28. TranslocacionesSon la transferencia de un fragmento de cromosoma a otrocromosoma no homólogo. Muy frecuentemente, las translocacionesson recíprocas (imterambio mutuo, pasando un fragmento delcromosoma A al B y viceversa). p.e. linfoma de Burkitt, un oncogen denominado myc-c que se encuentra el crosoma 8 pasa al cromosoma 14 quedando bajo la influencia de una zona de este cromosoma que regula la expresión de las cadenas pesadas de los anticuerpos. El resultado final es una expresión incrementada del myc- c y el paso de la célula a la malignidad
  29. 29. InversiónConsiste dos roturas en un cromosoma. El área entre las roturas seinvierte gira, y se reinserta, las roturas quedan unidas al resto delcromosoma.Si el área invertida incluye el centrómero se llama inversiónpericéntrica. Si no, se llama inversión paracéntrica.
  30. 30. -Cuando un padre tiene una inversión hay un incremento delriesgo para la descendencia con una incorrecta cantidad dematerial genético.-Esto puede conducir a tener niños con defectos denacimiento y/o anormal desarrollo o un incremento del riesgode aborto.-El posible resultado de un embarazo para un individuo conuna inversión es bastante complicado y depende de lo grandeque sea la inversión, dónde esté, y qué tipo de inversión estápresente, parecéntrica o pericentrica.

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