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EMBRIOLOGÍA HUMANA Y GENÉTICA BÁSICA

“CROMOSOMAS HUMANOS: CARIOTIPO”

ESTUDIANTE:

CALIXTO ASTO KEILA

CÓDIGO:

2015152601

SECCIÓN:

05B

AÑO:

SEGUNDO / I SEMESTRE

Chiclayo - Perú

INTRODUCCIÓN

Los cromosomas son las estructuras en que se organiza la cromatina nuclear y que tienen una expresión dinámica en las distintas fases del ciclo celular. En la mitosis estas estructuras comienzan un proceso de compactación que alcanza su máximo nivel en la metafase. Los cromosomas se tiñen fácilmente cuando están condensados y pueden ser individualizados con el microscopio óptico. Cada cromosoma contiene una molécula de ADN lineal asociado a distintas proteínas y el contenido de genes es variable aunque está en relación con su tamaño. Por eso, cualquier alteración en el número o la estructura de los cromosomas puede ser causa de enfermedades. Para la detección de estas alteraciones se desarrollaron numerosas técnicas y todas ellas requieren de un observador entrenado que las interprete. La citogenética es la rama de la biología que se encarga del estudio de los cromosomas y sus anomalías. Los humanos tenemos un número total de 46 cromosomas y este número varía según las especies. Los 46 cromosomas están constituidos por 23 pares de homólogos y cada miembro del par proviene de un progenitor. El cariotipo es la constitución cromosómica de un individuo y es un estudio de rutina en genética médica. Los cariotipos se pueden informar presentando todos los pares cromosómicos ordenados de acuerdo a su tamaño, que en un principio eran recortados de la fotografía de una metafase, y ahora se pueden hacer con analizadores automáticos. De los 23 pares, el par de cromosomas sexuales se señala por separado para indicar el sexo del individuo. Para citar el cariotipo de un individuo se indica primero el número total de cromosomas y seguidamente los componentes del par sexual precedido de una coma. Así, el cariotipo normal de un varón se escribe 46,XY y el de una mujer 46,XX. Las anomalías cromosómicas son una causa más importante de abortos espontáneos, retardo mental y malformaciones.

COMPENTENCIAS

1. Observará cómo se presentan los cromosomas coloreados mediante método convencional y bandeo GTG en cada una de las fotografías y/o fotocopias y contará el número total de cromosomas. 2. Identificará la morfología de cada uno de los cromosomas según el tamaño y la posición del centrómero (metacéntrico [centrómero en el centro del cromosoma], submetacéntrico [centrómero no ubicado en el centro, por lo que se observa un brazo ligeramente más corto] y acrocéntrico [centrómero cerca de un telómero]). 3. Clasificará y analizará cada uno de los cromosomas por grupos según Convención de Denver. 4. Confeccionará el cariograma de cada fotografía. 5. Aplicará los conocimientos teóricos y Evaluará el tipo de alteración cromosómica que se presente en cada fotografía. 6. Juzga y relaciona el cariotipo con las alteraciones fenotípicas del síndrome.

MATERIALES de scotch Prácticas Fotografías y/o fotocopias cariogramas. Vinifan Lápiz de o cera mica, “Markin” tamaño (para A-4de (transparente). pintar vidrio) Tijera. Cinta ode clips Guía Cuatro hojas papel bond blanco A-4 y/o plumón indeleble 

 Guía dey/o Prácticas Guía de Fotografías Vinifan oPrácticas mica, tamaño fotocopias A-4de (transparente). cariogramas. Tijera. Lápiz de cera “Markin” (para pintar vidrio) Cinta Cuatro scotch hojas ode clips papel bond blanco A-4. y/o plumón indeleble  Fotografías y/o fotocopias de cariogramas.  Vinifan o mica, tamaño A-4 (transparente).  Lápiz de cera “Markin” (para pintar vidrio) y/o plumón indeleble  Tijera.  Cinta scotch o clips  Cuatro hojas de papel bond blanco A-4

PROCEDIMIENTO Con las fotografías y/o fotocopias confeccionar los cariogramas correspondientes de cada una de ellas. Según las siguientes pautas: 1. Realizar el recuento de los cromosomas de cada una de las metafases señaladas. 2. Colocar una hoja de vinifán sobre una fotografía y calcar o copiar con lápiz “MARKIN” cada uno de los cromosomas reconociendo sus elementos. 3. Transportar la copia sobre una hoja de papel bond blanco, en la que se anotarán los nombres de los cromosomas con letras. 4. RECONOCER E IDENTIFICAR los elementos: brazos “p” o brazo corto, brazo “q” o brazo largo, centrómero o constricción primaria, satélite, tallo o talo. 5. RECORTAR los cromosomas de cada una de las fotocopias. 6. FORMAR los pares homólogos y colocarlos en orden decreciente de tamaño. CUESTIONARIO

I. Define brevemente y grafique lo siguiente. 

Quinetochoro- kinetochoro. Es un disco localizado en la parte externa de cromosomas, en los centrómeros, compuesto por unas proteínas donde anclan los microtúbulos del huso mitótico, durante los procesos de división celular (meiosis mitosis). El cinetocoro es una estructura proteica que permite que cada cromátida se mueva por separado y se distribuya adecuadamente a los nuevos núcleos. El desplazamiento de una cromátida hacia el centrosoma se hace por despolimerización de los microtúbulos en el sitio unión con el cinetocoro, que prácticamente se iría deteniendo del extremo del túbulo que es cada vez más corto por la despolimerización progresiva en ese polo.

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Cromosoma: Del griego chroma, color, y soma, cuerpo o elemento. Es cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular en la mitosis y la meiosis, cada uno de los cuales se divide longitudinalmente, dando origen a dos cadenas gemelas (iguales). Su número es constante para una especie determinada; en Homo sapiens sapiens (el ser humano) se tienen 46. De ellos 44 son autosómicos y 2 son sexuales o gonosomas.

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Satélite. Algunos cromosomas eucarióticos, además de la constricción primaria o centrómero, poseen constricciones secundarias, la más importante es la Región Organizadora del Nucleolo (abreviadamente NOR), dicha zona contiene la información para producir el ARN-ribosómico y aparece menos teñida que el resto del cromosoma. Los cromosomas con NOR en muchos casos tienen después de la región NOR, entre está y el telómero un segmento más o menos grande que se denomina Satélite o Trabante.

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Cariograma. Se conoce como mapa citogenético o cariograma a la apariencia visual de un cromosoma cuando se tiñe y se examina bajo un microscopio. Unas regiones que se distinguen visualmente y se llaman bandas claras y oscuras (bandas G) son especialmente importantes, porque le dan a cada cromosoma una apariencia diferente y específica para cada par cromosómico. Esta característica permite estudiar los cromosomas de una persona en un examen clínico llamado cariotipo, el cual permite observar alteraciones cromosómicas.

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Idiograma. Es la representación esquemática del tamaño, forma y patrón de bandas de todo el complemento cromosómico, los cromosomas se sitúan alineados por el centrómero, y con el brazo largo siempre hacia abajo.

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Complemento cromosómico. Conjunto de cromosomas que representa el genoma de una especie, formado por un miembro de cada uno de los pares de cromosomas homólogos característicos de las células somáticas de una especie diploide.

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Índice Centromérico. Indica la relación que existe entre la longitud del brazo corto y la longitud total del cromosoma.

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Cromosoma acrocéntrico. Es aquel aquel cromosoma en el que el centrómero se encuentra más cercano a uno de los telómeros, dando como resultado un brazo muy corto (p) y el otro largo (q). De los 23 pares de cromosomas humanos el cromosoma 13, el 14, el 15, el 21 y el 22 son acrocéntricos y actúan como organizadores nucleolares.

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Mitosis. Es el proceso de división celular por el cual se conserva la información genética contenida en sus cromosomas, que pasa de esta manera a las sucesivas células a que la mitosis va a dar origen. La mitosis es igualmente un verdadero proceso de multiplicación celular que participa en el desarrollo, el crecimiento y la regeneración del organismo. El proceso tiene lugar por medio de una serie de operaciones sucesivas que se desarrollan de una manera continua, y que para facilitar su estudio han sido separadas en varias etapas.

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Bandas G. Bandas horizontales observadas en los cromosomas tras la tinción de Giemsa.

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Cromátides. Es una de las unidades longitudinales de un cromosoma duplicado, unida a su cromátida hermana por el centrómero. El conjunto de dos cromátidas generan un cromosoma. Cada cromátida lleva varios alelos, es decir cada una de las características de su progenitor. La cromátida es visible en la metafase de la mitosis y representa a pre-cromosomas hijos. En la anafase de la mitosis, las cromátides se separan y se convierten en cromosomas hijos. Son idénticas llevan la misma información, ya que se han formado una a partir de la otra.

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Cromómeros. Son acúmulos de material cromatínico que se disponen dentro de los brazos del cromosoma o cromátides a la manera de las cuentas de un collar, contienen la información biológica visible (fenotipo) y la recesiva (genotipo). Los cromómeros son elementos que forman la ultraestructura de los cromosomas.

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Tallo. : Une los satélites en los cromosomas acrocéntricos humanos excepto el Y.

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Cariotipo. Es el ordenamiento de los cromosomas de una célula metafísica de acuerdo a su tamaño y morfología. El cariotipo es característico de cada especie y, el ser humano tiene 46 cromosomas o 23 pares de cromosomas, organizados en 22 pares autonómicos y un par sexual. (Hombre XY, Mujer XX). El brazo corto de cada cromosoma se llama p, y el brazo largo, q. Cada brazo ha sido dividido en zonas y cada zona, a su vez, en bandas e incluso las bandas en subbandas, gracias a las técnicas de marcado. Cariotipo de un linfocito de un humano mujer. No obstante puede darse el caso, en humanos, de que existan otros patrones en los cariotipos, a lo cual se le conoce como aberración cromosómica. Mediante el cariotipado se pueden analizar anomalías numéricas y estructurales, cosa que sería muy difícil de observar mediante genética mendeliana.

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Constricción secundaria. Son constantes en su posición y tamaño, resultan útiles para identificar un cromosoma en particular. Los organizadores nucleolares son ciertas construcciones secundarias en ls que los genes codifican a los ARNr. En el hombre, los organizadores nucleolares se hallan en los cromosomas 13, 14, 15, 21, 22; todos ellos son acrocéntricos y tienen un pequeño cuerpo redondeado (satélite) separado del resto del cromosoma por la construcción secundaria.

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Genoma. Es todo el material genético contenido en las células e un organismo en particular. Por lo general, al hablar de genoma en los seres eucarióticos nos referimos solo ADN contenido en el núcleo, organizado en cromosomas. Pero no debemos olvidar que también la mitocondria contiene genes.

El término fue acuñado en 1920 por Hans Winkler, como un acrónimo de las palabras “gene” y “chromosome”. En caso de los seres humanos, el genoma nuclear tiene 6000 millones de pares de bases, lo que incluye dos copias muy similares del genoma haploide de 3000 millones de pares bases. El término diploide indica que un organismo tiene dos copias del genoma en sus células, debido a la presencia de pares de cromosomas homólogos. El genoma no analiza la diversidad genética o el polimorfismo de los genes de una especie, Por ejemplo, en el genoma humano la secuencia en principio podría ser determinada con sólo la mitad del ADN de una célula de un individuo. Para conocer una variación particular o en enfermedades se requiere la comparación entre individuos. 

Cromosomas telocéntricos. Un cromosoma telocéntrico es un cromosoma que solo presenta brazo largo porque el centrómero está localizado en el extremo del mismo.

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Metafase. Esta es la segunda fase de la mitosis, durante esta fase, las cromátides hermanas, las cuales se encuentran conectadas cada polo de la célula por los microtúbulos unidos a los centrómeros, comienzan a moverse continuamente, hasta migra a la zona media de la célula o plano ecuatorial, en la forman una estructura llamada placa ecuatorial.

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Meiosis. En biología, meiosis (proviene del latín “hacer mas pequeño”) es una de las formas de reproducción celular. Es un proceso divisional celular , en el cuál una célula diploide (2n), experimentará dos divisiones celulares sucesivas, con la capacidad de generar cuatro células haploide (n). Este proceso se lleva a cabo en dos divisiones nucleares y citoplasmáticas, llamadas, primera y segunda división meiótica o simplemente Meiosis I y Meiosis II. Ambas comprenden Profase, Metafase, Anafase y Telofase. Durante la meiosis I los miembros de cada par homólogo de cromosomas se unen primero y luego se separan y se distribuyen en diferentes núcleos. En la Meiosis II, las cromátidas hermanas que forman cada cromosoma se separan y se distribuyen en los núcleos de las células hijas. Entre estas dos etapas sucesivas no existe la etapa S (duplicación del ADN). La meiosis no es un proceso perfecto, a veces los errores en la meiosis son responsables de las principales anomalías cromosómicas. La meiosis consigue mantener constante el número de cromosomas de las células de la especie para mantener la información genética.

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Bandas Q. Bandas cromosómicas generadas por tinción con el fluorocromo quinacrina.

II.

Según el modelo del cariotipo normal, arme los cariogramas correspondientes a cada una de las fotocopias de las metafases señaladas. Diagnostica el complemento o fórmula cromosómica en cada caso. Menciona los síndromes correspondientes a cada uno de ellos.

III.

Realiza el resumen de los caracteres fenotípicos de los síndromes diagnosticados.

1. SINDROME DE PATAU: La trisomía 13, también conocida como el síndrome de Patau, es un trastorno genético en el cual una persona tiene tres copias de material genético del cromosoma 13, en lugar de las dos copias normales. En raras ocasiones, el material extra puede estar adherido a otro cromosoma (translocación).  Anomalías en el sistema nervioso - Retraso mental - Dilatación de la bifurcación ventricular - Alargamiento del surco posterior - Aumento de tamaño del riñón  Anomalías cardíacas - Comunicación interventricular - Displasia valvular - Tetralogía de Fallot  Anomalías de miembros - Polidactilia - Pie valgo  Anomalías en abdomen - Onfalocele - Extrofia vesical  Hipotonía muscular

2. SINDROME DE DOWN: El síndrome de Down (SD) es un trastorno genético causado por la presencia de una copia extra del cromosoma 21 (o una parte del mismo), en vez de los dos habituales, por ello se denomina también trisomía del par 21. Se caracteriza por la presencia de un grado variable de discapacidad cognitiva y unos rasgos físicos peculiares que le dan un aspecto reconocible. Las principales características son:        

Cabeza aplanada en la parte posterior, Inclinación de los párpados, Pliegas pequeñas de la piel en el canto interna de los ojos, Puente nasal achatada, Oídos levemente más pequeños, Boca pequeña, Tono disminuido del músculo, Ligamentos flojos,

 Manos y pies pequeños.  retraso mental y discapacidad intelectual  estatura baja  a veces, ausencia de lóbulo auricular  la lengua sobresale de la boca por lo que tienden a tener la boca entreabierta  pliegues de epicanto en la esquina interna del ojo  cuello corto  nariz pequeña y chata  orejas pequeñas  iris con manchas de Brushfield, que son unas manchas blanquecinas que se encuentran colocadas de forma concéntrica en el iris del ojo  dedos cortos, hipoplasia en la falange media del quinto dedo  acortamiento de los huesos largos  envejecimiento prematuro

IV.

Explique el fundamento y para qué se usan métodos de marca como: Bandas C, G, R, Q, NOR, ICH.

Los cromosomas presentan una estructura no uniforme, es por ello que los métodos de marca permiten la identificación de regiones cromosómicas que se diferencian por su composición de bases del ADN o por las proteínas que lo empaquetan. La importancia de los marcadores radica en que permiten caracterizar a cada cromosoma de diversas especies, a excepción de los vertebrados inferiores. Además permite localizar con certeza los puntos de fractura observados en la mayoría de reordenamientos estructurales y establecer los cromosomas involucrados en dichas afecciones; es así que se ha podido esclarecer el origen de un gran número de enfermedades hereditarias, diferenciar y caracterizar citogenéticamente un elevado número de nuevos síndromes de malformación y retardo mental congénitos.  Las bandas C Es el método convencional para analizar las regiones heterocromáticas, tratando a los cromosomas con hidróxido de sodio, incubación en una solución salina y tinción por el Giemsa. Se denominan bandas C debido a que estos segmentos heterocromáticos se encuentran principalmente en las regiones centroméricas 1. Además, se los puede hallar en las regiones teloméricas en muchos organismos.  Las bandas G Es un método de marcación que se logra con un tratamiento controlado con tripsina antes de la coloración con Giemsa y produce bandas claras y oscuras en los cromosomas. Las bandas oscuras contienen ADN rico en bases A-T que presentan ADN de replicación tardía y pocos genes constitutivos; además sus proteínas se diferencian de las bandas

claras que contienen ADN rico en G-C que se replica tempranamente y tienen muchos genes constitutivos.  Las bandas R Las bandas R son relativamente ricas en guanina y citosina, replican su ADN en la primera mitad del período de síntesis y durante la mitosis se condensan tardíamente 1.En este método de marcación se incuban la preparaciones cromosómicas en solución tampón a temperaturas elevadas o a un pH adecuado e inmediatamente se tiñen con Giemsa.  Las bandas Q Tinción con mostaza de quinacrina o acridina. Se examina con microscopio de luz fluorescente y se ven bandas brillantes en distintas intensidades. Las bandas más brillantes se corresponden con las G+. Estas técnicas pueden ser aplicadas tanto en cromosomas de plantas como en las de los animales.  Las bandas NOR Permite identificar cromatina con secuencias medianamente repetidas de ADNr, asociada a las regiones NOR del cromosoma. El número total y localización de las regiones NOR es variable, además de su importancia funcional tiene valor cariotípico. Con este tipo de técnicas se puede llegar a realizar un diagnóstico citogenético a cerca de una enfermedad cromosómica.  Las bandas ICH La técnica de bandeo cromosómico por el método de marcación del Intercambio de Cromátides Hermanas se realiza mediante la autoradiografía utilizando sustancias como bromo-desoxiuridina que sustituye a la timina.El intercambio entre los segmentos de las cromátides hermanas. Aumentan cuando se exponen a mutágenos o en algunas enfermedades 4.

BIBLIOGRAFÍA  Armendares Salvador. CITOGENETICA HUMANA.  De Robertis  Emery Alan. GENETICA MÉDICA. Edición en español: Marbán Libros, S.L. capitulo 3 pp. 2934  Gonzáles Santander  Egozcue J, y colaboradores. GENETICA MÉDICA.  Grouchy J, y colaboradores. ATLAS DE ENFERMEDADES CROMOSOMICAS.  Solari A. GENETICA HUMANA. Fundamentos y aplicaciones en Medicina.  Thompson & Thompson. GENETICA EN MEDICINA.  Lisker, Armendares INTRODUCCION A LA GENETICA HUMANA.