Genética Humana Cromosomas en las células cap II 1 Genomas Eucariotas DNA organizado en cromosomas en el núcleo celular. Largas moléculas de DNA lineal y completamente empaquetada. Procariotas Pequeña cadena de DNA circular o lineal no empaquetada. cap II 2 1
Ploidia C: (contenido de DNA): 3,5 x 10-12 g o 3x10 9 bp n:(nro de cromosomas): 23 Diploide- Haploide- Poliploide Línea germinal: 22 cromos autosómicos 1 sexual Células somáticas: 46, XY - 46, XX Endomitosis: Higado 4n Megacariocitos : 8-16-32 n cap II 3 Cromosomas sexuales Y: pocos genes (función sexual en el macho). X: compensación por nro. de X en machos y hembras X inactivación (no todas las regiones)» Fig. 2.6 Se inactivan todos los X menos 1» 47, XXY; 47, XXX» Hay un solo juegos de genes activos en las células. Macho: hemicigota Hembra: hemicigota funcional» Mosaico cap II 4 2
Estructura de los cromosomas Estructura cromosómica Interfase Fase mitótica Laxa y extendida (eucromatina) Altamente condensada (heterocromatina) Se distinguen distintos estadios de plegamiento Nucleosoma, fibra 10nm, fibra 30nm y cromosomas cap II 5 cap II 6 3
ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS Cromosomas 3 regiones características Centrómero Telómero Orígenes de replicación Región donde se unen las cromátidas hermanas e interactuan los microtúbulos (cinetocoro) Estructuras especializadas de DNA y proteínas que protege los extremos de los cromosomas cap II 7 Estructura de los cromosomas Centrómeros esencial para la segregación Cinetocoros (2 por cromos.) Cientos de Kb de DNA repetitivo Algunos específicos de cromosomas Telómeros cap II 8 4
cap II 9 PROTEINAS QUE SE UNEN A LOS CENTROMEROS cap II 10 5
Estructura de los cromosomas Centrómeros Telómeros: Replicación de los extremos» Fig 2.9» La región simple cadena hace un LOOP formando una triple hélice estabilizada por proteínas específicas. Mantiene la estructura integral del cromosoma Ruptura:» fusión» degradación» recombinación Participan en la organización tridimensional del núcleo. cap II 11 REPLICACION DE LOS TELOMEROS cap II 12 6
Organización del DNA» Fig. 2.7 Nucleosoma: 2 H2A-2 H2B-2H3-2H4 rodeado por 146 bp de DNA Cromatina >scaffold (proteínas acídicas- Topoisomerasa 2 (que es y cual es su función?). cap II 13 Organización del DNA Eucromatina Heterocromatina 2 clases Genes que pueden o no expresarse No hay expresión genética Constitutiva Facultativa DNA siempre inactivo (condensado) Ej.: centrómero y otras regiones Activa No condensada Inactiva Condensada (cromosoma X) cap II 14 7
Ciclo celular Ploidia C: (contenido de DNA): 3,5 x 10-12 g o 3x10 9 bp n:(nro de cromosomas): 23 cap II 15 MITOSIS DIVISION CELULAR MEIOSIS» (Fig 2.12, 2. 13, 2. 14 y 2..15) Entrecruzamiento Esencial para una correcta segregación de los cromos en la me! I cap II 16 8
Mitosis Se da dentro de la fase M del ciclo celular Se diferencian distintas etapas Profase, metafase, anafase y telofase Divisiones celulares que originan células iguales a sus progenitores Origina la totalidad de las células diploides de un organismo. Requiere previa duplicación del DNA cap II 17 Mitosis cap II 18 9
MITOSIS DIVISION CELULAR» Fig 2.10 y 2.11 MEIOSIS» (Fig 2.12, 2. 13, 2. 14 y 2..15) Entrecruzamiento Esencial para una correcta segregación de los cromos en la me! I cap II 19 DESARROLLO DE LA LINEA GERMINAL cap II 20 10
Meiosis Proceso por el cual una célula diploide da origen a cuatro células haploides Involucra dos sucesivas divisiones celulares pero con una única replicación del DNA Origina células haploides En los humanos las células haploides contienen 22 autosomas + 1 cromosoma sexual (X ó Y) cap II 21 Variabilidad Genética Distribución independiente de cromosomas Recombinación (crossover) Segregación independiente de los homólogos 2 23 = 8.3x10 6 posibilidades Los cromosómas X e Y recombinan en una región homóloga de 2.6 Mpb Aproximadamente 55 en el hombre y más de 80 en la mujer cap II 22 11
Diversidad Genética: 1) Segregación independiente de los cromosomas homólogos. cap II 23 Recombinación (profase de la meiosis 1) cap II 24 12
continuación Me! Apareamiento X-Y Solo en los extremos 2.6 Mb en el extremo del brazo corto (p) > Región pseudoautosomal» entrecruzamiento obligado» No X- o Y- linked genes» Patrón de herencia como alelos autosomales.» No hay X-inactivación. 320Kb en el extremos del brazo largo (q)» No siempre hay apareamiento ni entrecruzamiento. cap II 25 Cromosomas Bandeo cromosómico Cariotipo: 46, XY: 46, XX Cariograma. Fig. 2.17 esquema de un cromosoma Bandas >> Box 2.4 Permite ver rearreglos en escala de 1 a 10 Mb. G=Q Reg, ricas en AT replicación tardia cromatina mas condensada» Mayor nro de SARs (Scaffold-loop attachment regions menor actividad transcripcional R: regiones ricas en GC replicación temprana Mayor concentración de genes cap II 26 13
Cariograma con bandeo cromosómico G cap II 27 Anormalidades cromosómicas (numéricas y estructurales) Alteración de los cromosomas producidas por mecanismos específicos de cromosomas. Causas: Reparación incorrecta de cromosomas rotos. Recombinación errónea Segregación errónea en Mitosis o Meiosis Tipos: Constitucionales (todas las células) Originadas temprano en el desarrollo o en gametas Somáticas en ciertos tipos celulares o tejidos El individuo es un mosaico (fig 3.9) cap II 28 14
Anomalias numéricas Poliploide 1-3% de triploides fig 2.19 Aneuploide - Euploide Aneupleoide: Uno o más cromosomas extras o perdidos respecto del euploide. Trisomia: 47, XX, +21 Monosomia» 45, X: Síndrome de Turner Causas: No disyunción en Meiosis o Mitosis Lag cromosómico durante la anafase Mixoploide: Mosaicos (1 cigota) y quimeras (2 cigotas)» Fig 3.9 Consecuencias (tabla 2.4) cap II 29 Mosaicos y Quimeras cap II 30 15
Poliploidia cap II 31 Alteraciones estructurales de cromosomas Existen sistemas de reparación Existen mecanismos de control de la calidad de los cromosomas antes de entrar en la fase de división celular. Apoptosis. Cromosomas acéntricos Que les sucede? Cromosomas dicéntricos Que les sucede? Tabla 2.5 Fig 2.20. 2. 21 y 9.7 (duplicación de regiones) Isocromosomas (raros) 2p o 2q unidos intercambio de cromátidas hermanas ej. i(xq) i(21q) cap II 32 16
cap II 33 cap II 34 17
Alteraciones Alteraciones estructurales (continuación) NO BALANCEADAS BALANCEADAS no hay perdida o ganancia d e materia Puede no tener efectos pero:» interrupción de genes» separar regiones regulatorias» transponer un gen a una región heterocromática» Balance X-autosomas >> problemas por X-inactivación Traslocación robertsoniana Fusión de brazos Q de cromosomas específicos (acrocéntricos) por ruptura cercana al centrómero.» Dicéntricos estructurales pero unicéntricos funcionales. cap II 35 Alteraciones estructurales (continuación) Portadores de anormalidades estructurales balanceadas pueden tener problemas durante la Meiosis. Fig 2.22 y 2.23 Inversiones pericéntricas y paracéntricas Que sucede durante la meiosis?» Tarea para el hogar. cap II 36 18
Meiosis en un carrier de una translocación recíproca balanceada cap II 37 Meiosis en un carrier de una translocación Robertsoniana cap II 38 19
Alteraciones en el Imprinting Diploide uniparentales Duplicación de cromosomas en gametas Teratomas ováricos groseras alteraciones en el feto cap II 39 Disomia uniparental puede causar problemas cuando se trata de algunos cromosomas con imprinting Tipos: isodisomia - heterodisomia Imprinting (continuación) Ambos homólogos idénticos Presión selectiva en un embrión monosómico para ser eupliode Ambos homólogos del mismo padre Rescate de un trisómico: Perdida de una de las copias en una etapa temprana del desarrollo (célula totipotencial) Síndromes asociados al imprinting cap II Box 16.6, pag. 383 40 20