UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

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1 P r á c t i c a UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS Y EL MEDIO AMBIENTE CURSO DE GENETICA ANALISIS DE CARIOTIPO HUMANO (Para entregar el mismo día) (Tiempo 6 Horas) 1. INTRODUCCION: El descubrimiento del número cromosómico humano (46 cromosomas) en el año 1965 por Tjio y Levan, marca el comienzo de la citogenética humana moderna. El material hereditario se encuentra formado por genes, que son secuencias de ADN que transcriben a una cadena polipeptídica funcional. El ADN se encuentra en el núcleo celular en forma dispersa y junto con ciertas proteínas constituye la cromatina (2,37 nm). Durante la división celular el ADN se organiza en estructuras más complejas hasta formar los cromosomas. El primer nivel de organización del ADN consiste en subunidades a manera de cuentas de un collar, llamadas Nucleosomas, en los cuales la fibra de cromatina dará dos vueltas alrededor de un "núcleo" formado por un octámero de histonas empaquetando al ADN en una proporción de más o menos 7 veces, constituyéndose una fibra de 10 nm de diámetro. Un segundo nivel de organización es el Solenoide en el que los nucleosomas se reenrollan sobre si mismos, condensando la longitud del ADN en 40 veces más. El arreglo interno del solenoide consiste de una fibra de cromatina enrollada en forma de hélice conteniendo 6 nucleosomas por vuelta, que tiene 30 nm de diámetro. Esta fibra parece ser la unidad fundamental para que la cromatina se organice en cromosomas. La fibra de 30 nm durante la condensación de los cromosomas forma empaquetamientos en forma de "loops" o lazos unidos a un "scaffold" o eje central, que constituye una matriz de proteínas no histónicas, el ADN en este nivel se compacta veces al final de la interfase (700 nm) y veces en el cromosoma metafásico (2.000 nm). Los lazos contienen de 60 a 100 Kb cada uno y están empacados a modo de hélices superpuestas sujetas a un eje central o andamio. Entre las proteínas no histónicas del andamio se destaca la Sci (Topoisomerasa II). La Topoisomerasa II constituye el 70 % del eje central formando los

2 complejos de anclaje de los lazos de ADN. Su función es la de enrollar y desenrollar las cadenas de ADN para permitir la separación de las cromátides hermanas durante la anafase. Su ubicación estratégicamente en la base de los dominios permite que desde aquí actúe en la segregación y condensación cromosómica. (Figura 1). Figura 1. Condensación del material genético (DNA). Se ha especulado que los lazos son, en efecto, unidades funcionales de la replicación y transcripción del ADN. Probablemente los cromosomas mitóticos son el resultado de la condensación o agrupamiento de los lazos o loops de la cromatina interfásica. Llegándose a producir el nivel de compactación del cromosoma mitótico de 5 a 10 veces más sobre la cromatina en interfase. Los cromosomas humanos de acuerdo a la posición del centrómero se clasifican en: metacéntricos cuando sus brazos son equidistantes con respecto al centrómero y por lo tanto sus cromátides son de la misma longitud, acrocéntricos cuando el centrómero se localiza en la región subterminal formando brazos muy pequeños generalmente con satélites, subme acéntricos cuando la localización del centrómero tiende hacia uno de los extremos, por lo que los brazos de las cromátides son desiguales y telocéntricos cuando el centrómero se ubica en la

3 región terminal del cromosoma, por lo tanto no existen brazos p, este tipo de cromosoma no está presente en el cariotipo humano (Figura 2). Figura 2: clasificación de los cromosomas por la posición del centrómero En 1960, en la convención de Denver, se unificó la nomenclatura de los cromosomas reconociéndose 2 grupos: Autosomas (cromosomas somáticos) y Gonosomas (cromosomas sexuales). Los autosomas se numeran del 1 al 22 ordenados por tamaño decreciente y, dentro del mismo tamaño, por la posición del centrómero. Los cromosomas de tamaño semejante se reúnen en grupos que se designan por letras (de la A a la G). A los cromosomas sexuales X e Y se les incluye en los grupos C y G respectivamente

4 Figura 3. Cariotipo normal Humano Mediante la observación de los cromosomas mitóticos al microscopio de luz, se puede apreciar que estos adoptan, bajo ciertas condiciones, una clara conformaciónhelicoidal, a pesar de que al microscopio electrónico presenten una apariencia más desordenada. A través del proceso de condensación del material hereditario, se pasa de una fibra de ADN con una longitud de aproximadamente 174 cms, a los cromosomas con una longitud de 2 a 8 Fmicras. i glos cromosomas están formados por dos cromátides unidas en el centrómero u(constricción primaria), regiones terminales o telómeros y en ocasiones pueden rpresentar satélites, separados del cromosoma por una constricción secundaria. ael centrómero divide al cromosoma en dos brazos; uno corto o p y uno largo o q. 3 El complemento cromosómico de cada célula se denomina cariotipo. Este término se utiliza para describir la constitución cromosómica de una especie. La identificación morfológica de los cromosomas está basada en los tamaños relativos de los mismos y de sus brazos. Un idiograma es la representación esquemática de la morfología cromosómica que se usa como diagnóstico para la comparación de los cariotipos de diferentes especies y variedades. El idiograma está basado en las medidas de los cromosomas en varias células. Los cromosomas 1, 3, 16, 19 y 20 son típicamente metacéntricos; el cromosoma 2 está en el límite entre metacéntrico y submetacéntrico; los cromosomas B representan el tipo submetacéntrico grande. Los cromosomas de los grupos C y E ( a excepción del 16) son típicamente submetacéntricos medianos y pequeños respectivamente. Los cromosomas D y G son acrocéntricos grandes y pequeños, y usualmente presentan satélites en los brazos cortos. El cromosoma X es submetacéntrico y al Y se le considera acrocéntrico sin satélites. Desde 1970 se han desarrollado nuevas técnicas que permiten identificar a cada par de cromosomas por su patrón característico de bandas transversales, que se ponen de manifiesto con métodos de tinción especiales. Las técnicas de bandeamiento cromosómico consisten en exponer a los cromosomas a diferentes substancias y colorantes para desnaturalizar porciones de proteínas del esqueleto cromosómico (histonas y no histonas) o evidenciar secuencias de ADN con mayor o menor cantidad de enlaces bi o trivalentes entre las bases nitrogenadas constitutivas de ADN (guanina, citosina, adenina o timina). 2. Materiales - Fotocopias de metafases humanas y cariotipos humanos elaborados. - Hojas de papel bond. - Pegante, tijeras y regla.

5 3. Procedimiento Antes de iniciar esta actividad el tutor encargado de realizar la práctica dará una ambientación y breve explicación sobre el tema y dará las indicaciones necesarias a los estudiantes sobre la metodología y trabajo a desarrollar 1. Estudie las metafases de cada una de las fotografías (1 8) y cuente el número de cromosomas (enumérelos de acuerdo a las bandas y al tamaño, recortelos, organícelos por grupos de acuerdo al tamaño, coloración de las bandas y ubicación centromérica y péguelos en las hojas papel bond, tenga en cuenta la figura 3 de la guía y la información suministrada en la introducción y por textos de genética por ej. La genética médica de Thompson u otros libros de genética médica). (PARA GUIARSE TENGA EN CUENTA LOS CARIOTIPOS YA CONSTRUIDOS). 2. Una vez elaborado el cada uno de los cariotipos (debe ser uno por cada hoja de papel bond), escriba luego de hacer el respectivo análisis citogenético apoyado de la literatura la siguiente información: a. Sexo del cual proviene el cariotipo analizado b. Fórmula cromosómica de cada uno de ellos c. Haga una breve descripción en caso de ser anormal de la patología o diagnóstico clínico respectivo. 3. Con las otras fotografías (9 A 12) en las cuales se da el cariotipo (cariograma) completamente formado, suministre la misma información del punto anterior. Conclusiones Cuestionario 1. Explique qué es el índice centromérico, cómo se calcula y cuál es su utilidad. 2. Investigue acerca de cinco alteraciones o aberraciones cromosómicas en animales hable brevemente de ellas y busque el respectivo cariotipo (peguelos en hojas bond). 3. Cuál es la diferencia entre cariotipo y cariograma?. 4. Que importancia tiene o le ve usted el estudio de la genética en la medicinba veterinaria. Argumente.? 5. Supongamos un cromosoma cuya secuencia génica es (el punto representa el centrómero). Si un individuo es portador de una inversión del fragmento comprendido entre 3 y 7 (ambos inclusive). Diga: Qué tipo de

6 inversión es y qué gametos se originarán si durante la meiosis tiene lugar un sobrecruzamiento entre los genes 4 y 5. Bibliografia ISCN An International System for Human Cytogenetica Nomenclature Cytogenet Cell Genet, S. Karger Medical and Scientific Publisher, Basel, Switzerland. Lacadena, J.R Genética. A.G.E. S.A; Madrid, España. Lewin, B Genes. Editorial Reverté, S.A. Barcelona, España. Thompson, M.W; McInnes, R.R; Willard, H.F Genetics in Medicine. W.B. Saunders Company, Philadelphia, U.S.A. Strachan, T.; Read, A Human Molecular Genetics. Bios Scientific Publishers Limited, UK. Nota: El informe debe llevar todos los requerimientos de presentación: título, objetivos, introducción, justificación, marco teórico, resultados, conclusiones, cuestionario y bibliografía y debe ser presentado en grupos de trabajo.

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10 COPIA 1 Cortesía Janet camacho Garzón. Bióloga MsC COPIA 2 Cortesía Janet camacho Garzón. Bióloga MsC

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