M.Sc. Luis Carlos Lizárraga Vargas Citogenética
Jun 11, 2015
M.Sc. Luis Carlos Lizárraga Vargas
Citogenética
¿Qué es la Citogenética?
ALBERTS B.- Molecular Biology of the Cell- 5th edition, 2008
GENES DE COLOR DE
OJOS
Historia 1882––1956: PERIODO DE GESTACION DE LA CITOGENETICA
• 1882. Walther Flemming (21 abril 1843 a 4 agosto 1905)
visualizó y dibujó los cromosomas.
• Fundador de la Citogenética.
Ilustraciones de las células con los
cromosomas y la mitosis, a partir del libro,
“Sustancia celular, Nucleo y División
celular” 1882
TRES ETAPAS EN LA HISTORIA
DE LA
CITOGENÉTICA
LA ERA PRE-BANDEO
• 1888. Heinrich Waldeyer introdujo el
término de CROMOSOMAS
Griego, formado por khroma (color) y
soma (cuerpo) o sea “cuerpo coloreado”
• Ya desde principios del 1900 se aceptaba la idea de que
el material hereditario estaba contenido en los
cromosomas
• hipótesis que fue confirmada por los experimentos de
Theodor Boveri en erizo de mar en 1902.
Echinus Sphaerechinus
Theodor Boveri
• En 1949 MURRAY BARR demostro que es posible determinar
genéticamente el sexo de un individuo dependiendo de que
exista o no una masa de cromatina en la superficie interna de
la membrana nuclear.
XY
XX
CARBOL FUCSINA
• 1950. Tao-Chiuh Hsu descubrió “accidentalmente” la
utilización de soluciones hipotónicas para dispersar
los cromosomas mitóticos
Medio hipotonico
Medio isotonico
Medio Hipertonico
• 1956. Tjio , estudiando células fetales
del pulmón en mitosis y
DESCUBRIERON QUE EL NÚMERO
CORRECTO DE CROMOSOMAS EN
HUMANOS ES 46 (23N).
Jérôme Lejeune (1966)
grupos
cromosómicos
A - G
Klaus Patau
(1961)
AVANCES EN TÉCNICAS DE
CITOGENETICA Gran avance en el desarrollo de las tecnicas de
citogenética:
• la solución hipotónica por Tao-Chiuh Hsu , para
obtener una mejor diseminación de los cromosomas y
así hacer un mejor análisis,
• Peter Novell quien descubrió que la fitohemaglutinina
(PHA -M)estimulaba la división de los glóbulos blancos
• el efecto de la colchicina por Levan como un agente
que inhibe la citocinesis
• Sin embargo, lo más importante fue la introducción de
las técnicas de bandeamiento por Caspersson.
Solucion isotonica solución Hipotonica
LA ERA POST-BANDEO
• Hacia fines de los años ’60 Caspersson
observo que los cromosomas teñidos con
ciertos colorantes del ADN como la Quinacrina
presentaban un patrón de bandas específico.
TINCIÓN CON MOSTAZA DE QUINACRINA
BANDEO Q
Tinción con Giemsa: Bandeo G
Dra. Seabright en Inglaterra
consistía en colorear los
preparados luego de someterlos a
una digestión con una enzima
proteolítica: la tripsina.
bandas G-pálidas bandas G-oscuras
DNA rico en GC DNA rico en AT
replicación
temprana replicación tardía
Muchos genes Pocos genes
BANDEO C tiñe específicamente regiones centroméricas
Sumner 1972 Hidrólisis con HCL 0.2 N
El bandeo NOR (Nocleolar Organizer Regions)
Región del Organizador Nucleolar
SAT
SAT
NOR
NOR
Giemsa Nitrato de Ag
DAPI FISH
SAT
SAT pTa71
pTa71
LA ERA MOLECULAR
PCR
CROMOSOMAS
Elementos característicos del cromosoma (metafásico)
cromosoma metafásico:
un cromosoma con dos
cromátidas hermanas
(DNA duplicado)
cromosoma
de las células
después de
dividirse
cromosoma de las células
antes de replicarse:
un cromosoma con
una cromátida
replicación división
S M
CROMÁTIDA Y CROMOSOMA
Estructura y composición
química de los cromosomas
Richard J. Reece ,
Analysis of Genes and Genomes, 2004
Condensación
de la cromatina
Del
cromosoma
al ADN
Cromosoma metafasico
Nucleosomas
Fibras de cromatina
Looped domains
NUCLEOSOMA
Richard J. Reece ,Analysis of
Genes and Genomes, 2004
elevada conservación evolutiva
Proteínas cromosómicas no histónicas:
el armazón proteico “scaffold”
Laemmli en 1977
sulfato de dextrano y heparina
CROMOSOMA
p-Arm (petit)
q-Arm (queue)
TIPOS DE CROMOSOMAS
2:1
Sub
CENTROMERO
BRAZO LARGO
BRAZO CORTO METACENTRICO
CENTROMERO
CENTRAL
CENTROMERO
SUBMETACENTRICO
BRAZOS DESIGUALES
CENTROMERO
ACROCENTRICO
CENTROMERO EN
POSICION SUBTERMINAL
(UN BRAZO MUY CORTO)
MORFOLOGÍA CROMOSÓMICA
CARIOTIPO
Caritipo: Es un arreglo
sistematizado de los
cromosomas de una célula y
ordenada de acuerdo al
tamaño, y morfología.
Es característico en una especie
y no “VARIA”
Idiograma: Representación
esquemática mediante un
dibujo , que incluya las bandas
e interbandas, del cariotipo de
una especie.
ISCN 2009
An International System for Human Cytogenetic Nomenclature (ISCN)
(2009) The complete citation for reference lists is: ISCN(2009):An International System for Human Cytogenetic
Nomenclature, L.G. Shaffer, M.L. Slovak, L.J. Campbell (eds); S.Karger, Basel, 2009
ISCN (1985, 1991, 1995, 2005,2009)
ISCN
• Normal male
– 46,XY
• Normal female
– 46,XX
Human Chromosome
Nomenclature
• How do you read a Chromosome Cariotipo?
• International System for Human Cytogenetic Nomenclatuer (ISCN)
• Always counting outwards from centromere:
-A. Chromosome/Arm ( Xp)
-B. Region ( Xp1)
-C. Band ( Xp11)
-D. Sub-bands(Xp11.2)
-E. Sub-sub-bands(Xp11.21)
Centromere
X-Chromosome NCBI, 2012
Cytogenetic maps
ABREVIATURAS
IDENTIFICACIÓN DE LOS CROMOSOMAS
Caracterizan a una especie.
Se evidencian fundamentalmente
en metafase.
CONSTANTES CROMOSOMICAS
24N 24N
23N 48N 48N
48N 48N
número cromosómico
El complemento somático diploide
(2n) del ser humano es 46 formado
por el aporte haploide de cada
gameto
(23 cr=n) (n23+n23=2n46)
MORFOLOGÍA CROMOSÓMICA
• Presentan 2 brazos cromosómicos
– Brazo corto: p
– Brazo largo: q
• Se clasifican de acuerdo a la
posición del centrómero en:
– Metacéntricos
– Submetacéntricos
– Acrocéntricos
– Telocéntricos (no existen en el hombre)
LOS CROMOSOMAS SE SUBDIVIDEN EN
GRUPOS: •En función de su centromero y tamaño:
D
GRUPO A
El cromosoma 1 es el más grande del metacentrico.
El cromosoma 2 es metacéntrico
El cromosoma 3 es el más pequeño del grupo, es el más metacéntrico.
GRUPO B
• El cromosoma 4 y
el 5 son los
submetacéntrico
s más grandes
GRUPO C
•Este grupo consta de 7 pares de cromosomas de tamaño mediano submetacéntricos los cuales se organizan de mayor a menor, además en este grupo se incluye el cromosoma X (uno o dos según el sexo).
Grupo D
• Está formado por 3 pares de cromosomas
acrocéntricos, medianos.
Grupo E
• consta de 3 pares
de cromosomas
que son del 16-18
de tamaño
pequeño que son
submetacéntricos
GRUPO F
Son los cromosomas 19 y 20, los cuales pueden ser metacéntricos
GRUPO G
Son los cromosomas 21 y 22 y a éste grupo se incluye el cromosoma Y, estos se caracterizan por que son acrocéntricos.
El cariotipo una vez completado sería
el siguiente:
MÉTODOS DE ESTUDIOS CITOGENETICOS
inclusión en parafina y
cortes con micrótomo,
técnica de aplastado
cultivo celulares "in vitro".
MÉTODOS DE ESTUDIOS CITOGENETICOS
esterilidad,
medios de cultivos apropiados
y sus aditivos,
dispositivos apropiados para
el cultivo,
temperatura, (37°C)
pH, (neutro)
tensión del gas.(CO2)
Existen múltiples factores que inciden en
la obtención exitosa de un cultivo:
TECNICA DE
CARIOTIPO
BANDAS GTG
Bandas transversales claras y oscuras
Localización fija,
Su nombre se debe a que la tinción se
realiza con Giemsa
Corresponden a:
1) genes de replicación tardía ricas en AT
(oscuras)
2) Genes de replicación temprana ricas
en GC (claras)
BANDEO G:
Criterios de clasificación
• Denver 1960 -Tamaño
-Posición del centrómero
-Presencia o ausencia de satélites
• París 1971
-Patrón específico
de bandas
Material
Método
Procesamiento
Metodología citogenética
• Linfocitos de sangre
periférica
• Médula ósea
• Líquido amniótico
• Vellosidades coriales
• Piel
Directo:
Indirecto: cultivo antes del
procesamiento
Bandas Q: (Casperson y cols., 1970)
Tratamiento con Quinacrina
Regiones ricas en AT, cromosoma Y
Bandas G: (Seabright, 1971)
Tratamiento con tripsina + Giemsa
Regiones ricas en AT (bandas oscuras)
Bandas R: (Dutrillaux y Lejeune, 1971)
Patrón reverso al de bandas Q y G
Regiones ricas en CG (bandas oscuras)
Bandas: G R (Reverso)
Par 3
Par 16
METODOLOGIA
1000 rpm x
10 min
1000 rpm x
10 min
5 gotas de
colchisina
1
1
2
2
3
3
4 4
5
5
6
6
7
7
9
9
10
10
11
11
12
12
8
8 14
14
16 16
17 17
18
18
19
19
20
20
21
21
22
22
X
y
13
13
15
15
INDICACIONES CLÍNICA
• Esta indicado cuando se sospecha o se debe descartar la presencia de una anormalidad cromosómica de estructura y de número.
• En todo expresión fenotípica anormal de impresión diagnóstica desconocida.
• En toda pareja infértil.
• A todo producto de aborto.
• A todo tumor.
ABORTO RECURRENTE