Antropología Biológica IIITemas Integrados

Prof. Adjunto Dr. Claudio Bravi

Tema 7Ciclo celular. Cromosomas.

Mitosis y Meiosis. Mutaciones

G1

S

G2

M

Ciclo celular

G = gap o intervaloS = síntesis o duplicación de ADN

M = Mitosis

G1 + S + G2 = Interfase

G1

S

G2

M

Ciclo celular

G = gap o intervaloS = síntesis o duplicación de ADN

M = Mitosis

G1 + S + G2 = Interfase

G1

SG2

M

Ciclo celular

Genoma = un complemento haploide de la información genética de una especie

Genoma Homo sapiens- 3.000 x 106 pares de bases ≈ 1 m ADN lineal- 22 autosomas + par sexual XY

Diámetro celular = 10 micrómetros (1 x 10-5 m)

Cromosoma 1 = 247 Megabases ≈ 9 cmCromosoma 21 = 47 Megabases ≈ 2 cm

Diámetro doble hélice de ADN = 2 nm (2 x 10-9 m)

Si el cromosoma 1 midiera 1 mm de diámetro,

su longitud proporcional sería de 20.000 km

2 nm2 nanómetros

Diámetro celular = 10 micrómetros (1 x 10-5 m)

Cromosoma 1 = 247 Megabases ≈ 9 cmCromosoma 21 = 47 Megabases ≈ 2 cm

Diámetro doble hélice de ADN = 2 nm (2 x 10-9 m)

Si el cromosoma 1 midiera 1 mm de diámetro, su longitud proporcional sería de 20.000 km

2 nanómetros

Organización estructural de los cromosomas eucarióticos

Cromatina (ADN + proteínas) Interfase

Cromosoma Mitosis/Meiosis

plegado ycompactación

Organización estructural de los cromosomas eucarióticos

El ADN se asocia con las proteínas histonas para formar la cromatina .

Las histonas son ricas en aminoácidos con carga positiva y forman asociaciones estables con el ADN, que tiene carga negativa.

Hay 5 tipos principales de histonas: H1, H2A, H2B, H3 y H4.

Dos unidades de cada una de las histonas H2A, H2B, H3 y H4 se asocian formando un octámero de forma discoidal, alrededor del cual se enrolla un segmento de 147 pares de bases de ADN (casi dos vueltas) formando un núcleosoma .

Los núcleosomas están separados entre sí por el “linker”, otro segmento de ADNde unos 60 pb, dando a la cromatina el aspecto de un collar de cuentas.

cromatina

1er nivel de compactación“collar de cuentas” de 10 nm

Organización estructural de los cromosomas eucarióticos

La histona H1 asegura el anclaje del ADN al octámero

2do nivel de compactaciónsolenoide de 30 nm

La cromatina se enrolla en espiral, acomodando

6 núcleosomas porvuelta.

Las histonas H1 quedan ubicadas hacia el

centro (no mostradas aquí).

3er nivel de compactaciónla fibra de 30 nm forma rulos que se unen a un armazón de proteínas no-histonas

armazón de proteínas no-histonas

La arquitectura de los sucesivos niveles de compactación no es bien comprendida, pero incluye aún

mayor compactación del armazón protéico

no-histónico

brazo corto

brazo largo

cromátida

centrómero

telómeroCromosomametafásico

• Un cromosoma metafásico son dos moléculas de ADN lineales idénticas (=cromátidas) unidas por el centrómero.

• El centrómero une ambas cromátidas hermanas, y separa los brazos de cada una.

Tipos de Cromatina

En la interfase es posible distinguir microscópica y funcionalmente dos tipos de cromatina:• la eucromatina posee bajo nivel de compactación y es

transcripcionalmente activa;• la heterocromatina permanece con alto grado de

compactación y no se transcribe.– La heterocromatina constitutiva está formada por regiones de

ADN de secuencia muy repetida (centrómeros, telómeros, etc.), y son constantes en todas las células de una determinada especie.

– La heterocromatina facultativa son regiones de alta condensación que puede variar según la etapa del desarrollo, el tipo celular o tejido del organismo (ej. corpúsculo de Barr)

Conjunto cromosómico de una especie

Cada especie tiene un conjunto cromosómico característico.conjunto cromosómico = número + morfología + estructura

MorfologíaTamaño grandes / medianos / pequeños

Posición del centrómero1- Metacéntricos y sub-metacéntricos2- Acrocéntricos3- Telocéntricos

1 2 3

Conjunto cromosómico de una especie

conjunto cromosómico = número + morfolgía + estructura

EstructuraEl empleo de técnicas de tinción específicas pone en evidencia la ultraestructura de los cromosomas

A partir de las tres constantes cromosómicas se establece el cariotipo (ordenamiento sistemático de los cromosomas) de una especie.

Los cromosomas se ordenan de a pares, de mayor a menor tamaño y de acuerdo a la posición del centrómero.

Conjunto cromosómico de una especie

Homo sapiensLas gametas son haploidesn = 23; 22 autosomas + 1 cromosoma sexual

Las células somáticas son diploides2n = 46; 44 autosomas + par sexual

Mitosis vs. Meiosis

Mutaciones

Mutaciones de pequeña escala.Variaciones en la secuencia del ADN que involucran uno o unos pocos nucleótidos.

Mutaciones de gran escala o cromosómicasCambios en el número o estructura de los

cromosomas. Son observables al microscopio.

Mutaciones de pequeña escala

SustitucionesSustituciones : cambio de una base nitrogenada por otra en una determinada posición. Son provocadas por agentes químicos o bien son errores en la replicación

InsercionesInserciones de uno o más nucleótidos

DelecionesDeleciones de uno o más nucleótidos

Tanto inserciones como deleciones son frecuentes como errores de replicación en secuencias repetidas en tándem

Mutaciones de pequeña escala

Sustituciones: cambio de una base nitrogenada por otra en una determinada posición. Son provocadas por agentes químicos o errores en la replicación

A G

C T

Púricas

Pirimídicas

A G

C T

Púricas

Pirimídicas

Transiciones Transversiones

Mutaciones de pequeña escala

LasLas sustitucionessustituciones que ocurren en una secuencia codificante de proteínas pueden clasificarse según e l efecto que provoque el codón modificado:

mutaciones silenciosas : sin cambio de aminoácido;mutaciones con sentido : cambia el aminoácido;mutaciones sin sentido : se introduce un codón STOP

InsercionesInserciones y delecionesdeleciones en una secuencia codificante de proteínas pueden provocar el corrimiento del marco de lectura .

Mutaciones de gran escala o cromosómicas

Cambios en el número o estructura de los cromosomas.

1- Cambios cromosómicos numéricos

2- Cambios cromosómicos estructurales

Mutaciones de gran escala o cromosómicas

Cambios en el número o estructura de los cromosomas.

1- Cambios cromosómicos numéricosCambios euploides : variación del número normal de conjuntos haploides. Ej.: triploides (3n=69), tetraploides (4n=92)

Cambios aneuploides : ganacia o pérdida de algún/os cromosoma/s

monosomía 2n=45trisomía 2n=47

Mutaciones de gran escala o cromosómicas

Cambios en el número o estructura de los cromosomas.

2- Cambios cromosómicos estructuralesa - Delecionesb – Duplicacionesc - Inversionesd - Translocaciones: intercambios de segmentos entre

cromosomas no homólogos

deleción duplicación inversión

traslocación