Cariotipos y alteraciones cromosómicas
En una policlínica, a una pareja que espera un bebé le ofrecen un estudio de las células del bebé. El resultado llega en una hoja con una fórmula rara: «47,XX,+21». ¿Qué dice esa fórmula y cómo se llega a ella? Al final de la página vas a poder leerla vos solo.
El cariotipo: el «retrato» de los cromosomas
Los cromosomas se ven al microscopio solo cuando la célula está en división (metafase), porque ahí están muy condensados. Se toma una muestra (por ejemplo, sangre), se cultivan las células, se frena la división en metafase, se tiñe y se fotografía.
Después, los cromosomas de la foto se recortan y se ordenan por tamaño, posición del centrómero y patrón de bandas, formando parejas de homólogos. Ese ordenamiento es el cariotipo.
Una célula somática humana normal tiene $2n = 46$ cromosomas, que forman 23 pares. Una gameta tiene $n = 23$.
Para qué sirve: detecta alteraciones en el número de cromosomas o en su estructura. Se usa, por ejemplo, en el diagnóstico prenatal y cuando se estudia el origen de un síndrome.
Definí con tus palabras qué es un cariotipo y explicá para qué se utiliza en medicina. Indicá además cuántos cromosomas tiene una célula somática humana normal y cuántos…
Definí con tus palabras qué es un cariotipo y explicá para qué se utiliza en medicina. Indicá además cuántos cromosomas tiene una célula somática humana normal y cuántos pares forman.
Autosomas y cromosomas sexuales
De los 23 pares, los pares 1 a 22 son autosomas: llevan información de los caracteres del cuerpo y son iguales en mujeres y varones. El par 23 son los cromosomas sexuales, que determinan el sexo biológico.
| Cromosomas sexuales | Cariotipo normal | |
|---|---|---|
| Mujer | XX | 46,XX |
| Varón | XY | 46,XY |
En el cariotipo, el cromosoma Y es mucho más pequeño que el X. En la mujer el par sexual es un par de homólogos verdaderos; en el varón X e Y solo son homólogos en una pequeña región.
En un cariotipo humano los cromosomas se ordenan en 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales. Indicá qué combinación de cromosomas sexuales corresponde a…
En un cariotipo humano los cromosomas se ordenan en 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales. Indicá qué combinación de cromosomas sexuales corresponde a una mujer y cuál a un varón, y explicá qué diferencia hay entre un autosoma y un cromosoma sexual.
Monosomías y trisomías
A veces un cariotipo no tiene 46 cromosomas. Si un par no tiene exactamente dos cromosomas, hay una aneuploidía:
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Monosomía: hay un solo cromosoma de un par ($2n - 1$ = 45).
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Trisomía: hay tres cromosomas de un par ($2n + 1$ = 47).
La clave es mirar el par, no solo el total. Una célula con 46 cromosomas puede ser normal (46,XX) o no, según cómo estén repartidos; pero si el total es 45 o 47, ya sabés que hay una alteración.
Clasificá cada situación como monosomía, trisomía o cariotipo normal, justificando brevemente: a) una célula con 45 cromosomas, a la que le falta un cromosoma del par 21…
Clasificá cada situación como monosomía, trisomía o cariotipo normal, justificando brevemente:
- a) una célula con 45 cromosomas, a la que le falta un cromosoma del par 21 de la cual no hay otro;
- b) una célula con 47 cromosomas, con tres cromosomas 21;
- c) una célula con 46 cromosomas, con dos cromosomas X.
Leer la notación del cariotipo
Los laboratorios escriben el cariotipo con una fórmula: primero el número total de cromosomas, después los cromosomas sexuales y, si hay una alteración, un signo + o − con el cromosoma implicado.
| Fórmula | Se lee | Síndrome |
|---|---|---|
| 46,XX | mujer normal | — |
| 46,XY | varón normal | — |
| 47,XY,+21 | varón con un 21 extra | síndrome de Down (trisomía 21) |
| 47,XX,+18 | mujer con un 18 extra | síndrome de Edwards (trisomía 18) |
| 45,X | un solo X, sin segundo sexual | síndrome de Turner (monosomía) |
| 47,XXY | varón con un X extra | síndrome de Klinefelter (trisomía sexual) |
Observá que en 45,X y 47,XXY la alteración está en los cromosomas sexuales, así que no se agrega «+» ni «−»: se lee directamente la composición sexual. Las personas con estos síndromes tienen características variadas y, con apoyos y atención adecuados, desarrollan su vida de forma plena. Por eso hablamos de «personas con síndrome de Down» y no de «enfermos» o «afectados».
Un laboratorio informa el siguiente cariotipo de una persona: 47,XY,+21. a) Interpretá cada parte de la notación (número total, cromosomas sexuales y alteración). b)…
Un laboratorio informa el siguiente cariotipo de una persona: 47,XY,+21.
- a) Interpretá cada parte de la notación (número total, cromosomas sexuales y alteración).
- b) Indicá de qué síndrome se trata y si la persona es mujer o varón.
- c) Explicá si la alteración afecta a un autosoma o a un cromosoma sexual.
Se analizan tres cariotipos humanos: | Persona | Cariotipo | |---|---| | A | 45,X | | B | 47,XXY | | C | 47,XX,+18 | Para cada una, indicá el nombre del síndrome…
Se analizan tres cariotipos humanos:
| Persona | Cariotipo |
|---|---|
| A | 45,X |
| B | 47,XXY |
| C | 47,XX,+18 |
Para cada una, indicá el nombre del síndrome asociado, si se trata de una monosomía o una trisomía, y si afecta autosomas o cromosomas sexuales.
El origen: la no disyunción
¿Cómo aparece un cromosoma de más o de menos? Por un error en la meiosis llamado no disyunción: dos cromosomas (o cromátidas) que deberían separarse se quedan juntos y van a la misma célula hija.
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No disyunción en meiosis I: los dos homólogos no se separan. Las cuatro gametas son: dos con $n + 1$ (llevan ambos homólogos) y dos con $n - 1$ (no llevan ninguno). Ninguna es normal.
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No disyunción en meiosis II: las dos cromátidas hermanas no se separan. Resultan: una gameta $n + 1$, una $n - 1$ y dos normales ($n$).
Si una gameta $n + 1$ (24 cromosomas) se une con una gameta normal (23), el cigoto tiene 47: una trisomía. Si se une una gameta $n - 1$ (22), el cigoto tiene 45: una monosomía.
Una gameta con 24 cromosomas se une con una gameta normal. a) ¿Cuántos cromosomas tendrá el cigoto resultante? b) ¿Qué tipo de alteración numérica se produce? c) Explicá…
Una gameta con 24 cromosomas se une con una gameta normal.
- a) ¿Cuántos cromosomas tendrá el cigoto resultante?
- b) ¿Qué tipo de alteración numérica se produce?
- c) Explicá qué error ocurrido en la meiosis de la célula que originó esa gameta pudo generar este resultado, y nombrá los dos tipos de error posibles.
Comparás la no disyunción en la meiosis I con la no disyunción en la meiosis II para un par de cromosomas homólogos. a) Describí qué ocurre en cada caso y cuáles son las…
Comparás la no disyunción en la meiosis I con la no disyunción en la meiosis II para un par de cromosomas homólogos.
- a) Describí qué ocurre en cada caso y cuáles son las cuatro gametas resultantes en cada uno (indicá cuántas tienen un cromosoma de más, cuántas uno de menos y cuántas son normales).
- b) Explicá si en alguno de los dos casos pueden obtenerse gametas normales y por qué.
- c) Indicá qué consecuencia tiene cada tipo de gameta anormal si participa en la fecundación con una gameta normal.
¿Por qué unas alteraciones sí llegan a nacer y otras no?
No todas las aneuploidías son igual de compatibles con la vida:
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Las monosomías de autosomas casi nunca llegan a nacimiento: faltar una copia de cientos de genes rompe el equilibrio del desarrollo desde muy temprano.
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Algunas trisomías sí, sobre todo las de cromosomas pequeños y con pocos genes, como el 21. Un cromosoma de más altera la «dosis» de genes, pero suele ser menos grave que no tener ninguna copia de un par entero.
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Los cromosomas sexuales toleran mejor los cambios de número. En las mujeres, uno de los dos X se inactiva en cada célula, de modo que la dosis de genes del X se compensa. Por eso 45,X o 47,XXY permiten la supervivencia. El cromosoma Y, además, es pequeño y lleva pocos genes.
También se observa que la frecuencia del síndrome de Down aumenta con la edad de la madre. Una explicación: los ovocitos empiezan la meiosis antes del nacimiento y quedan detenidos durante años, hasta la ovulación. Con el paso del tiempo, los mecanismos que mantienen unidos y separan los homólogos se deterioran y aumenta la probabilidad de no disyunción.
Camila lee que la frecuencia del síndrome de Down aumenta con la edad de la madre, mientras que el síndrome de Turner (45,X) no muestra una relación tan clara. Además,…
Camila lee que la frecuencia del síndrome de Down aumenta con la edad de la madre, mientras que el síndrome de Turner (45,X) no muestra una relación tan clara. Además, la mayoría de las monosomías de autosomas no llegan a nacimiento, pero la trisomía 21 sí.
- a) Proponé una explicación para la relación entre edad materna y no disyunción, considerando que la meiosis femenina se detiene durante años.
- b) Argumentá por qué una monosomía de autosoma suele ser menos compatible con la vida que algunas trisomías.
- c) Explicá por qué una persona con 45,X puede sobrevivir, mientras que una monosomía del cromosoma 1 no.
Volvé al principio: «47,XX,+21» significa 47 cromosomas, cromosomas sexuales XX (mujer) y un cromosoma 21 de más: una niña con síndrome de Down, por trisomía del par 21.
Resumen
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Un cariotipo ordena en pares los cromosomas de una célula en metafase; el humano normal es 46,XX o 46,XY (22 pares de autosomas + 1 par sexual).
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Monosomía: un cromosoma de un par ($2n - 1$). Trisomía: tres ($2n + 1$).
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Notación: total, sexuales y
+/−del cromosoma: 47,XY,+21 (Down), 47,XX,+18 (Edwards), 45,X (Turner), 47,XXY (Klinefelter). -
La no disyunción en meiosis I o II origina gametas $n + 1$ y $n - 1$; en meiosis I no hay gametas normales, en meiosis II sí hay dos.
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Las monosomías de autosomas rara vez son viables; las trisomías de cromosomas pequeños y las alteraciones sexuales, sí.