principios de citogenética clínica
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Rosa María Trejo Durán
PRINCIPIOS DE CITOGENÉTICA
CLÍNICA
Introducción a la citogenética
Anomalías cromosómicas
Estudio de los cromosomas en la meiosis humana
Trastornos mendelianos con efectos citogenéticos
Análisis citogenético del cáncer
INTRODUCCIÓN A LA CITOGENÉTICA
Cromosomas, estructura y herencia, aplicado a la genética
médica.
INTRODUCCIÓN A LA CITOGENÉTICA
• Más de 100 síndromes identificables
• Cerca de 1% nac. Vivos en 2% de mujeres mayores de 35
• ½ de abortos espontáneos de 1er trimestre
INTRODUCCIÓN A LA CITOGENÉTICA
• Análisis cromosómico sistemático– Células sanguíneas, serie blanca (T)
– Obtener muestra
– Impedir coagulación
– Cultivar
– Detener en metafase
– Sol. Hipotónica y liberación
– Fijación y tinción
INDICACIONES CLÍNICAS PARA EL ANÁLISIS CROMOSÓMICO
SANGRE
Rápido, corta duración
PIEL
Biopsia, fibroblastos
SANGRE L. BLANCA
Linfoblastoides, inmortales
CELS. FETALES
No necesitan cultivo
MÉDULA ÓSEA
↑División, ↓resolución
IDENTIFICACIÓN DE CROMOSOMAS
• Los 24 tipos por técnicas de tinción• Bandas Giemsa (bandas G) • Bandas Q
– Mostaza de quinacrina– Microscopía de fluorescencia– Q oscuras y brillantes (G oscuras)– Detecta heteromorfismos (cantidad o tipo)
• Bandas R– Tratamiento especial antes de la tinción– Inversas a G y Q
IDENTIFICACIÓN DE CROMOSOMAS
• Sistema uniforme de clasificación de cromosomas, con cualquier técnica
• Distribución de bandas claras y oscuras
• En c/brazo del centrómero al telómero
IDENTIFICACIÓN DE CROMOSOMAS
• X posición del centrómero
• Metacéntricos
• Submetracéntricos
• Acrocéntricos – 13,14,15,21,22 → cromatina, satélites
(ARNr)
• Telocéntricos
IDENTIFICACIÓN DE CROMOSOMAS
• TÉCNICAS ESPECIALES• Bandas C
– Región centromérica y heterocromatina constitutiva 1q,9q,16q y ady. Al centrómero y parte distal de Yq
• Bandas de alta resolución (prometafásicas)– G o R en etapas mitóticas precoces– En anomalías estructurales– 550/850 (-450) bandas o más en serie haploide
• SITIOS FRÁGILES
HIBRIDACIÓN IN SITU CON FLUORESCENCIA
• Presencia o ausencia de una secuencia
• Evaluar número, organización de un cromosoma o región
• Sondas específicas de ADN para reordenamientos o aneuploidías
• Sondas de ADN repetitivo– ADN satélite, elementos repetitivos,
número de copias
HIBRIDACIÓN IN SITU CON FLUORESCENCIA
ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS
• Numéricas/estructurales
• Aneuploidíadéficit de desarrollo
• Translocaciones recíprocas no fenotipo
ANOMALÍAS CROMOSÓMICAS
ANOMALÍAS EN EL NÚMERO DE CROMOSOMAS
• Heteroploide– haploide
– aneuploide
Células somáticas normales diploide
(2n)
Tetraploides
Fallo en div. Del cigoto
92,XXXX o 92,XXYY
Triploide (3n)
Dispermia
Fallas en la meiosis
Expresíon según fuente
ANEUPLOIDÍA
• Trisomía– 3 representantes de un cromosoma– Si es en todo el cromosoma suele ser incompatible
con la vida– Trisomía 27 (cariotipo 47,XX o XY,+21)
• Monosomía– Sólo un representante del par– Suelen ser letales, excepto en XTurner
• No disyunción (generalmente en meiosisI)
ANEUPLOIDÍA
ANEUPLOIDÍA
• Un par con pocas recombinaciones o demasiado cercanas al centrómero/telómero puede ser más susceptible a no disyunción, que un par con número y lugares de recombinación más comunes.
ANEUPLOIDÍA
• Separación prematura de las cromátides hermanas en meiosis I, y no en meiosisII– Pueden segregarse por azar a un óvulo o a un
corpúsculo polar gameto desequilibrado.
• Portadores de un representante extra de más de un cromosoma
• Mosaicismo
• FISH multicolor
• 13,18,21, X e Y
ANOMALÍAS ESTRUCTURALES DE LOS CROMOSOMAS
ANOMALÍAS DE LA ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS
• Por roturas cromosómicas seguidas de reconstitución en una combinación anómala.
• 1/375 nacidos vivos
• El intercambio espontáneo es poco frec.
• Agentes externos (clastógenos)
• Todas las células o mosaico
ANOMALÍAS DE LA ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS
• Reordenaciones equilibradas
• Reordenaciones desequilibradas
• Estables/inestables
Cromosoma estable.-reordenado debe contener elementos estructurales normales (centrómero funcional y 2 telómeros)
REORDENAMIENTOS DESEQUILIBRADOS
• Por deleciones, duplicaciones o ambas
• Desarrollo anormal
• Cambios submicroscópicos en los telómeros (pequeñas del, dup y t) ►►►retraso mental idiopático
Análisis citogenético
dirigido de regiones teloméricas por
FISH
DELECIONES
• Pérdida de un segmento cromosómico que produce desequilibrio
• Portador es monosómico para esa informaciónhaploinsuficiencia
• Consecuencias clínicas– Tamaño del segmento– Número – Función de los genes– 1/7000 nacidos vivos
DELECIONES
Terminal Intersticial
• por una rotura y pérdida de un segmento acéntrico.• Por entrecruzamiento desigual entre homólogos o por
cromátides harmanas mal alineados• por segregación anormal de una t o una inv equilibrada
Alta resolución al menos 2000-3000kb
FISH detecta deleciones citogenéticamente indetectables
DUPLICACIONES
• Por entrecruzamiento desigual
• Por segregación anormal en meiosis de un portador de una translocación o una inversión.
• Anomalías fenotípicas
Desequilibrios trisomías parciales
CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO• Marcadores.- muy peq. No identificados
• En forma de mosaico
• Cromosomas supernumerarios o cromosomas extra estructuralmente raros (ESAC)
• Patrón de bandas ambiguo– FISH con varias sondas
• Heterocromatina centromérica– FISH satelitales (pintado) o cariotipificación de
espectro
i (18p)
Hibridación In situ con
Fluorescencia mediante
sondas para ADN del
centrómero del
cromosoma 18
CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO• + gdes. Material de uno o ambos
brazosdesequilibrio
• Frec. Prenatal de novo 1/2500
• Riesgo de anomalía fetal muy poco-100%
• Marcadores bisatelitales en el cromosoma 15 derivados de X
CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO• Subclase de marcadores
• Carece de ADN centromérico
• Peq. Fragmentos de brazos con activ. Centromérica neocentrómeros
CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO• Anillo.- cuando un cromosoma sufre 2
roturas y los extremos se unen en una estructura anular.
• Con centrómeromitóticamente estables– Cromátides hermanas enredadas
– Rotura y fusión
CROMOSOMAS MARCADORES Y EN ANILLO
ISOCROMOSOMAS
• Pérdida de un brazo y el otro duplicación especular
• Monosomía parcial
a) Error de división del centrómero en meiosis II
b) Intercambio entre brazos de homólogos en la porción proximaldicéntricos + común Xi(Xq) en mujeres con S.
Turner, tmb en autosomas:18 i(18p) y 12 i(12p), tumores sólidos y cáncer hematológico.
i (18p)
Hibridación In situ con
Fluorescencia mediante
sondas para ADN del
centrómero del
cromosoma 18
CROMOSOMAS DICÉNTRICOS
• 2 segmentos cada uno con un centrómero , se fusionan extremo con extremo y se pierden sus fragmentos acéntricos
Mitóticamente estables si un centrómeros se inactiva o si coordinan sus mov. Hacia uno
de los polos durante la anafase. Seudodicéntricos
Sexuales y acrocéntricos
REORDENAMIENTOS EQUILIBRADOS
• En general no fenotípicos, pues está todo el material organizado de manera diferente
• Riesgo para la siguiente generación– Los portadores pueden producir gametos
desequilibrados e ↑ riesgo de descendencia anormal con cariotipos desequilibrados
– 1-20% según el tipo
• Riesgo de romper un gen mutación– Enfermedades lig X t equilibrada X;autosoma:DMD
INVERSIONES
• Hay dos roturas y reconstitución con el segmento entre las dos roturas, invertido.
• Paracéntrica– Mismo brazo
– No modifica la rel entre los brazos, identificables con bandeo, FISH o sondas de locus
• Pericéntricas– Una en c/brazo
– Puede cambiar long de brazos
•No fenotípicas en portadores, pues es equilibrado
•↑riesgo de gametos anormales y descendientes con desequilibrio
INVERSIONES
• Se forma un bucle en el apareamiento de meiosis I que pueden o no suprimirse.
• Dependiendo de la localización: (Equilibrados/Desequilibrados)
INVERSIONES
– Paracéntrica desequilibrados son típicamente acéntricos o dicéntricos y con descendencia no viable. Riesgo de hijo con cariotipo anormal vivo ↓
– Pericéntrica puede originar gametos desequilibrados con dup o ausencia de segmentos de cromosomas (los distales a la inv). Riesgo para hijos con cariotipo anormal 5-10%; c/u tiene su riesgo
INVERSIONES
• inv (3) (p25q21) Newfoundland, EE.UU-Canadá– Portadores normales– dup del segmento distal a 3q21 y del en
segmento distal a 3p25
• inv (8)(p23.1q22.1) hispanos en SE de EE.UU– Anomalías cardíacas y retraso mental– Hay del distal a 8q22.1 y del en distal a 8p23.1
• inv(9)(p11q12) 1% de quienes se les hace cariotipo– No efectos deléteros en portadores ni
asociada a aborto espontáneo o descendencia desequilibrado variante normal
TRANSLOCACIONES
• Intercambio de segmentos entre dos cromosomas, generalmente no homólogos
• t recíprocas.- rotura de no homólogos con intercambio recíproco de los segmentos desprendidos– Sólo 2 cromosomas implicados – 1/600 recién nacidos,generalmente
inocuas, ↑en individuos con retraso mental
TRANSLOCACIONES
• Alto riesgo de gametos desequilibrados y progenie anormal
• Diagnóstico prenatal o cariotipo paterno
• + en parejas con abortos, varones infértiles
TRANSLOCACIONES
• Como los cromosomas portadores se aparean en meiosis, se forma un cuatrivalente y se segregan de 3 maneras:– Segregación alternante
• Segregación meiótica usual• Produce gametos normales o con los recíprocos
– *Segregación adyacente-1• Los centrómeros homólogos van a dif cel hija
– *Segregación adyacente-2 (rara)• Los centrómeros homólogos van a la misma cel hija
* desequilibradas
TRANSLOCACIONES
• 2:2 2 cromosomas a c/lado
• Pueden producirse segregación 3:1 – produce gametos con 22 y gametos con 24
cromosomas (monosomía y trisomía)
– Dependiendo de los cromosomas y de la longitud de los segmentos implicados, en el 5-20% de espermatozoides portadores de translocaciones equilibradas
TRANSLOCACIONES
Usual dif hija misma hija 22 y 24
TRANSLOCACIONES ROBERTSONIANAS
• 2 cromosomas acrocéntricos (13,14,15,21,22), fusionándose cerca de sus regiones centroméricas y pierden los brazos cortos
• Resulta un cariotipo de 45 cromosomas con el translocado, que sólo tiene los brazos largos
TRANSLOCACIONES ROBERTSONIANAS
• Genes para ARN ribosómico, su pérdida no es deletérea
• Pueden ser monocéntricas o seudodicéntricas, según el punto de rotura
INSERCIONES
¡Gracias por su atención!