Análisis de Técnicas de Análisis Cromosómico, Ciclo Celular y Alteraciones

Análisis de Técnicas de Análisis Cromosómico

Obtención de Extensiones Cromosómicas

Antes tenemos que tener bien claras las fases del ciclo celular, para entender conceptos que aparecen en los siguientes apartados.

M - Interfase: periodo del ciclo comprendido entre dos mitosis G.

La célula duplica su tamaño M S Duplicación del ADN y de proteínas asociadas G2 G, G G2 Organización para la división celular: síntesis de proteínas necesarias para la mitosis S Go Estado de reposo, donde la célula puede pasar de días a años: · Hepatocitos: 1 o 2 divisiones por año · Células nerviosas y musculares maduras no se dividen (siempre GO) I M Mitosis (división celular)

Antes tenemos que tener bien claras las fases del ciclo celular, para entender conceptos que aparecerán en los siguientes apartados.

Profase Condensación cromosomas Formación huso mitótico Desaparición nucleolo G1 + S + G2 Interfase

Prometafase Rotura membrana nuclear Cromosomas completamente condensados Nucleolo T Citoplasma se separa en 2 células hijas Citocinesis

Metafase Cromosomas alineados en la placa metafásica

Telofase Anafase Huso mitótico desaparece Membrana nuclear reaparece Cromosomas se empiezan a descondensar Los microtúbulos del huso mitótico tiran de los cromosomas separando las dos cromatides hermanas

FORMAT INSTITUT D'ENSENYAMENT SUPERIORCentrifugar "Sacrificio celular" Incubación (30-90min, 37ºC)

Proceso de Preparación de Extensiones Cromosómicas

DÍA 1 Incubación (choque hipotónico) Cultivo celular Obtención de células en (pro)metafase Células con cromosomas separados entre sí (Con mitógeno) Incubación (72h, 37ºC) Eliminar sobrenadante KCI 0,075M (promueve que entre líquido) Solución fijadora (Carnoy) -Lisa hematíes X3 Lavados -Desnaturaliza prots -Fija cromosomas -Limpia Recuperar pellet (dejando algo de sobrenadante) Por calor Con H202

DÍA 3 Observación en el microscopio Tinción extensiones con Wright o Giemsa Envejecimiento de las muestras Extensión celular en portaobjetos (para observar bandas cromosómicas) Dejar caer 1-2 gotas a cierta altura para romper membrana plasmática

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Consideraciones en la Preparación de Extensiones Cromosómicas

Cosas importantes a tener en cuenta durante la preparación de extensiones cromosomicas · Tiempo de incubación con el antimitótico (colchicina) Prometafase Metafase 1Tiempo: 1 condensación cromosómica, resolución, î nº metafases Tiempo: condensación cromosómica, I resolución, \nº metafases Bandeo de alta resolución (muestran + bandas) 1 · Tiempo de incubación con la solución hipotónica (KCI) 1Tiempo: 1 expansión de las metafases, V solapamiento Tiempo: Vexpansión de las metafases, 1 solapamiento Colchicina (antimitótico) DÍA 2

Cariotipos Reales y Cromosomas

Cariotipos reales vistos en el microscopio Cariotipo realizado a partir de una muestra de sangre

1 2 3 5 7 8 9 10 11 12 CASA 13 14 15 16 17 18 GODMAT 19 20 21 22 x Y

Los Cromosomas y la Información Genética

LOS CROMOSOMAS CROMOSOMA: unidad de almacenamiento de la información genética. Todas las células humanas son diploides (2n), contienen 46 cromosomas. · 22 pares autosómicos. · 1 par de cromosomas sexuales: XX (mujer), XY (hombre). Excepciones: · Células germinales (espermatozoides y ovocitos) son haploides (n), contienen 23 cromosomas. . Los eritrocitos y las plaquetas no tienen núcleo.

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 XY 17 18 19 20 21 22 × ×

INFORMACIÓN GENÉTICAEl genoma humano completo, que contiene toda la información genética para el desarrollo y funcionamiento de un ser humano, está distribuido en en los 46 cromosomas que hemos mencionado. La información genética es el ADN, que contiene los genes. ADN es una secuencia de nucleótidos (o bases). Hay 4 tipos de nucleótidos: - Adenina (A) - Timina (T) - Citosina ( C ) - Guanina (G) Bases nitrogenadas: 3' 5' - Adenina - Timina Guanina - ₹ Citosina Surco mayor Par de bases Esqueleto azúcar-fosfato Surco menor 3' 5' *La ADENINA de una hélice siempre se emparejará con una TIMINA de la otra hélice; y la CITOSINA de una hélice, con una GUANINA de la otra.

El GENOMA HUMANO COMPLETO, que contiene toda la información genética para el desarrollo y el funcionamiento de un ser humano, está distribuido en los 46 cromosomas mencionados. La información genética es el ADN que contiene los genes *.

• * LOCUS: localización de un gen específico en un cromosoma.
• * ALELO: cada una de las versiones de un gen un locus concreto.

Para cada gen heredamos 2 alelos. El del padre y el de la madre.

B B B b b b b B Homozygous BB Bb bB Homozygous bb Heterozygous

Estructura de los Cromosomas

ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMASEstructura de los cromosomas Metacéntricos 8 Brazo corto (brazo p) Centromeros Según la posición se clasifican en Submetacentricos 8 Acrocéntricos *sólo tienen info para ARNr Telocéntricos No hay ninguno telocentrico en humanos

Grupos de Cromosomas en el Cariotipo

GRUPOS DE CROMOSOMAS EN EL CARIOTIPO: los cromosomas autosómicos se dividen en 7 grupos.

• A B 8 2 3 4 5 C 88 88 6 7 8 9 10 11 12 D- E F 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 x A: cromosomas 1,2,3 (muy grandes) B: cr. 4,5 (grandes) C: cr. 6,7,8,9,10,11,12,X (medianos) D: cr. 13,14,15 (medianos) E: cr. 16,17,18 (pequeños) F: cr. 19,20 (pequeños) G: cr. 21,22, Y(pequeños) G Y FORMA'T Brazo largo (brazo q)

Compactación del ADN

2nm La cromatina en su nivel más simple es una estructura de DNA de doble hélice Doble hélice de DNA 1 A G T C H2B H3 La molécula de ADN se compacta gracias a proteínas (histonas), formando cromatina, que se sigue condensando durante la mitosis formando cromosomas (visibles en las metafases) H2A H4 Las histonas formas complejos de DNA, llamados nucleosomas 2 El nucleosoma consiste de 8 histonas Un cromatosoma es formado por un nucleosoma y la histona H1 Histona H1 La fibra de 30 nm forma bucles con una longitud de 300 nm en promedio 4 K 11 nm M La fibra de 30 nm se forma con la compactación de los nucleosomas 30 nm 1400 nm ¿Sabéis cuanto mide el ADN desenrollado? Cromosoma en metafase FORMA'T INSTITUT D'ENSENYAMENT SUPERIOR

Técnicas de Bandeo Cromosómico

Estas técnicas permiten estudiar cada cromosoma individualmente en función de su patrón de bandas.

1. El primer método usado fue el de Bandas Q: quinacrina se une a las zonas ricas en pares de bases A-T y da fluorescencia.

BANDEO Q: Tinción con mostaza quinacrina o acridina. Se observan bandas brillantes de diferente intensidad en el microscopio de luz fluorescente. Las bandas más brillantes corresponden a G + en el bandeo G.

1. El más actualizado actualmente en citogenética es el de Bandas G: tripsina rompe puentes A-T y el Giemsa penetra.

BANDEO G: tratamiento tripsina y posterior tinción con Giemsa, se observan bandas claras y oscuras.

• Bandas oscuras (G+): ricas en dobles puentes Adenina-Timina.
• Bandas claras (G-): ricas en triples puentes Guanina-Citosina. Aquí están la mayoría de genes.

Tras la tinción con Giemsa, cada cromosoma tendrá un patrón de bandas característico. La resolución se relaciona con la cantidad de bandas que veamos. Más bandas igual Más resolución.

Cromatosoma 250 nm 700 nm El diámetro del núcleo celular es de 0,01mm

Patrones de Bandas y Nomenclatura Citogenética

Patrones de bandas de los cromosomas humanos

DOID 1 2 3 4 5 1 D 6 7 8 9 10 11 12 34 13 14 15 16 17 18 DI 19 20 21 22 x Y

NOMENCLATURA CITOGENÉTICA: · p: brazo corto. · pter: terminal de brazo corto. · cen: centrómero. · h+: heterocromatina aumentada. · del: deleción. · dup: duplicación. · ins: inserción. · mat: origen materno. · q: brazo largo. · qter: terminal de brazo largo. · h: heterocromatina. · h -: heterocromatina disminuida. · t: translocación. · inv: inversión. · der: derivado cromosómico. · pat: origen paterno.

7q31.2 Subbanda Banda Región › Brazo Cromosoma - APERZE

Automatización del Análisis Citogenético

AUTOMATIZACIÓN DEL ANÁLISIS CITOGENÉTICO El aumento de la demanda de análisis citogenético ha requerido un proceso de automatización.

• Los sistemas automatizados ordenan metafases para obtener el cariotipo completo ordenado.
• Hay softwares que permiten buscar metafases específicas.

1. Captura de imágenes de metafases de alta resolución con un microscopio automatizado equipado con cámara muy sensible.
2. Separación de cromosomas (segmentación).
3. Medición y clasificación de cromosomas según tamaño, formas y bandas.
4. Identificación de anomalías cromosómicas.
5. Revisión de cariotipo y realización del informe.

Alteraciones Cromosómicas

ALTERACIONES CROMOSÓMICAS Ocurren cuando hay un fallo en la division celular y hay una serie de factores que 1 prob. de estos fallos

Causas y Detección de Alteraciones Cromosómicas

Mitosis Meiosis Célula madre 2n Célula madre 2n · Edad materna (>40 años) T riesgo de embriones con anomalías 325€ Ja . Factores ambientales Replicación Replicación C C División celular 주 ) División celular 1 1 División celular 2 células hijas 2n 4 células hijas n

Ocurren cuando hay un fallo en la división celular y hay una serie de factores que aumentan la probabilidad de estos fallos. Si las alteraciones son superiores a 3-5Mb(1Mb=1.000.000pb), se pueden usar técnicas de bandeo para detectar alteraciones cromosómicas. Si las alteraciones son más pequeñas (ej. microdeleciones o microduplicaciones), hay que usar técnicas con más resolución como FISH o array-CGH.

Clasificación de las Alteraciones Cromosómicas

Numericas Afectan a la cantidad de cromosomas Nomenclatura: Cantidad de cromosomas Chr sexuales , - Chr perdido Clasificación de las alteraciones cromosómicas Estructurales Afectan a la estructura de los cromosomas. Nomenclatura: Tipo de alteración Nº del chr y brazo alterados de novo heredadas FORMA'T Cromosomas marcadores o extramicrocromosomas .0 10 o Triploidía Euploidía Tetraploidía Numéricas + Monosomía + Aneuploidía + Trisomía: autosómica o sexual Robertsoniana Translocación Recíproca Equilibradas > Inserción Pericentrica Inversión Paracentrica +Duplicación Deleción Desequilibradas + Cromosomas en anillo Cromosomas dicentricos ·Isocromosomas Cromosomas marcadores o extramicrocromosomas FORMA'T

Alteraciones Cromosómicas Numéricas

ALTERACIONES CROMOSÓMICAS NUMÉRICAS EUPLOIDÍA: cuando tenemos un número de cromosomas que es el múltiplo exacto del número haploide (n). Desencadenan anomalías graves (incompatibles con la vida)

N 8 9 10 11 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Y x 69,XXX Clasificación de las alteraciones cromosomicas +Estructurales de novo heredadas + Chr añadido

Tipos de Euploidía

Triploidía (3n). En humanos, n=23. así que 3n es 3x23= 69. Causas más frecuentes Diginia materna (error ovocitos) Diandria (error espermatozoides) Dispermia n n n n n n 2n 2n n n (20 24% 10% 66% Tetraploidía (4n) en humanos, n=23, a sí que 4n es 4×23= 92.

4 mar .. 10 ORMA'T TUT D'ENSENYAMENT SUPERIOR

Aneuploidía y No Disyunción Meiótica

ANEUPLOIDÍA: cuando tenemos un número de cromosomas que NO es múltiplo exacto del número haploide (n). CAUSAS MÁS FRECUENTES: NO DISYUNCIÓN MEIÓTICA. a) Segregación Normal cromosoma X b) No Disyunción en Meiosis I c) No Disyunción en Meiosis II Célula diploide Inicio Meiosis = Primera división meiótica No Disyunción ň Segunda división meiótica No Disyunción x X x X xx Xx O O xx O x x - per 1.4 14 21 22 DNA duplication but no cell division (endomitosis) Causas más frecuentes