CROMOSOMAS Y DIVISION CELULAR

CROMOSOMAS Y DIVISION CELULAR

FACULTAD DE MEDICINA HUMANAESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANASEMESTRE: III 2015 A

MC. VLADIMIR CHACON ENCARNACION

GENERALIDADESEl DNA esta empaquetado en cromosomas y compuesto por largas cadenas de genes fuertemente enrollados.Los cromosomas son los factores que diferencian las especies entre si y que permiten la transmisin de informacin gentica de una generacin a la siguiente.La mitosis proporciona un medio de asegurar que cada clula hija retiene su propio complemento gentico completo.La meiosis permite que cada ovulo y cada espermatozoide maduro contenga un nico juego completo de genes parentales.Los cromosomas facilita la reproduccin y el mantenimiento de una especie.MORFOLOGIALos cromosomas estn compuestos por superespirales de DNA que se observa en un selenoide.Los cromosomas tienen una morfologa redondeada bastante irregular.Cada cromosoma esta formado por dos estructuras idnticas conocida como cromtidas o cromtidas hermanas, que son el resultado de la replicacin del DNA en la fase S.Estas cromtidas estn unidas por una constriccin primaria conocida como centrmero, los que estn formados por varios centenares de bases de DNA repetitivo y son responsables del movimiento de los cromosomas en la divisin celular.Cada centrmero divide al cromosoma en brazo corto p (petit) y brazo largo q (grande).MORFOLOGIA

MORFOLOGIALa punta de cada brazo del cromosoma se conoce como telmero, cuya funcin es el sellado de los extremos de los cromosomas y el mantenimiento de la integridad estructural. Estan compuestos por muchas repeticiones en tndem de una secuencia TTAGGG.Morfolgicamente los cromosomas se clasifican segn la posicin del centrmero:MetacntricoSubmetacntricoAcrocntricoCLASIFICACIONLos cromosomas individuales difieren no solo en la posicin del centrmero sino tambin en su longitud global y presencia o no de satlites..Otro forma de clasificarlos lo permite el bandeo de los cromosomas, que permiti el reconocimiento preciso de cada cromosoma individual y la deteccin de anomalas cromosmicas sutiles.La eucromatina se tie ligeramente y consiste en genes que se expresan en forma activa y la heterocromatina se tie de un color ms oscuro y esta compuesta en su mayora de DNA repetitivo inactivo y que no expresa.CROMOSOMAS SEXUALESEl cromosoma Y es mucho ms pequeo que el X y solo transporta unos pocos genes con importancia funcional.

METODOS DE ANLISIS DE CROMOSOMASLa forma ms sencilla es la que se realiza en linfocitos, previamente incubado y expuestos a colchicina, el que evita la formacin del huso mittico y detiene la divisin celular durante la metafase.BANDEO DE LOS CROMOSOMASBandeo G (giemsa): mtodo ms utilizadoBandeo Q (quinacrina)Bandeo R (reverso)Bandeo C (heterocromatina centromprica)Bandeo de alta resolucinANALISIS DEL CARIOTIPOConsiste en primer lugar en contar el nmero de cromosomas.Seguido por un anlisis cuidadoso del patrn de bandeo de cada cromosoma individual en clulas seleccionadas.Habitualmente el recuento se hace en 10 a 15 clulas, pero si se sospecha de mosaicismo puede hacerse en 30 o ms clulas.Hoy en da un cariotipo presentado formalmente o cariograma, muestra cada pareja de cromosomas en orden descendente, segn su tamao. CITOGENETICA MOLECULARHibridacin in situ fluorescente (FISH): Se marca la sonda de DNA con fluorocromo, que tras la hibridacin con la muestra del paciente permite visualizar la regin donde ha tenido lugar la hibridacin. Se utiliza ampliamente con fines de diagnstico clnico. Existen varios tipos de sonda:Sondas centromericasSondas de frecuencia nica especficas de un cromosoma Sondas telomricasSondas de pintado del cromosoma completoSondas obtenidas a partir de cromosomas purificados con el citmero de flujoHibridacin genmica comparativa (CGH)CGH en micromatices.

NOMENCLATURA DE LOS CROMOSOMASPor convencin cada brazo del cromosoma se divide en regiones y cada regin se subdivide en bandas, numerndolas siempre desde el centrmero hacia afuera, pe: 15q12 (bando 12 en el brazo largo del cromosoma 15), 47XY+21.MITOSIS2 etapas la INTERFASE, considerada como etapa de reposo, se lleva a cabo la actividad biosinttica ms alta del ciclo celular tanto en el ncleo como en el citoplasma (en la neurona el periodo de interfase dura toda la vida de la persona). Etapa de DIVISION CELULAR, aqu antes de que la clula se divida por mitosis sus principales componentes ya se han duplicado.La interfase comprende G1, S, G2.La duplicacin del ADN ocurre durante la interfase (periodo S o sinttico), precedido y seguido por los periodos G! y G2 (por gap).Por lo tanto cliclo celular se divide en G1, S, G2 y M (mitosis).DIVISIN CELULARMITOSISDurante G2, la clula contiene el doble (4n) de la cantidad de ADN presente en la clula diploide (2n).Despus de la mitosis las clulas entran nuevamente en el periodo G1 y tiene un contenido de ADN equivalente a 2n.El periodo G1 es el periodo ms variable del ciclo celular. Todo el ciclo dura aproximadamente 16 horas. G1 puede durar meses o aos. G1 pasa a ser G0 (cls. Nerviosas y musculoesquelticas)MITOSIS

MITOSISTodos los componentes celulares se duplican antes que la clula se divida por mitosis, aumento de numero de mitocondrias, peroxisomas, RE, AG, formacin del huso mittico (compuesto por microtbulos) regulado por los centrmeros.MITOSISProfase: Despus de la duplicacin del ADN (fse S), las cromtidas se condensan, los centrmeros se hacen claramente visibles, se les asocia placas proticas (CINETOCOROS), cromosomas se aproximan a la envoltura nuclear, reduccin y desaparicin del tamao del nuclolo, RE y AG se fragmentan en pequeas vesculas, citoesqueleto se desintegra y clula se hace esfrica y pierde sus contactos con clulas vecinas, formacin del huso mittico (surgen a partir de centrosomas, integrado por in par de centriolos).MITOSISPrometafase: Periodo muy corto durante el cual se desintegra la envoltura nuclear, algunos de los husos mitticos se unen por sus puntas a los cinetocoros y por lo tanto a travs de los centrmeros a los cromosomas, estas fibras se llaman cinetocricas, otras fibras llamadas polares y otras fibras del ster (cortas y libres).Metafase: Los cromosomas que han llegado a su mxima condensacin aparecen ordenados en el plano ecuatorial, las dos placas cinetocricas quedan orientadas hacia los polos opuestos de la clula mirando a los respectivos centrosomas.MITOSISAnafase: Particin de los centrmeros, las cromtidas o cromosomas hijos comienzan a migrar hacia los polos traccionadas por la fibras cinetocricas en forma de una V hacia el centrosoma, fibras cinetocricas se acortan y aumenta la longitud de las fibras polares, clula adquiere aspecto ovoide.Telofase: Llegada de los cromosomas hijos a los polos, desaparicin de fibras cinetocricas del huso, fibras polares exhiben una mayor longitud, cromosomas comienzan a desenrollarse (menos condensados), la cromatina esta rodeada por RE las cuales forman la envoltura nuclear con sus respectivos poros, reaparece los nuclolos.MITOSIS

MITOSIS

MITOSISLa citocinesis se inicia en la anafase, el citoplasma se constrie, las fibras del ster como las polares se reducen hasta desaparecer, solo sobreviven los tramos de fibras polares ubicados a la altura de la zona ecuatorial componen el llamado CUERPO INTERMEDIO.Este cuerpo intermedio se conforma de fibras remanentes del huso mittico.La citocinesis se produce a partir de la segunda mitad de la anafase, en la telofase el surco ecuatorial se profundiza y forma el ANILLO CONTRACTIL (haz de 20 filamento de actina circunferenciales los que se deslizan gracias a protenas miosina II). Perdida gradual a mayor contraccin.MITOSIS

MITOSISNo olvidar que los centrosomas comienzan a duplicarse durante la interfase, al final de la fase G1o en el inicio de la fase S, los dos centriolos del par sentrolar se separan y cerca de cada uno aparece un PROCENTRIOLO dispuesto en ngulo recto con respecto al centriolo, crece durante la fase S y G2 y alcanza su tamao definitivo al comienzo de la profase.

MITOSIS

MITOSISLos cinetocoros estn adosados al centrmero (constriccin primaria).El centrmero est compuesto por heterocromatina constitutiva que contiene ADN REPETITIVO SATELITE.Los cinetocoros muestran dos caras: una externa y convexa en la que se implantan 34 +/- 5 microtbulos y otra interna en contacto con la cromatina del centrmero. MITOSIS

MITOSISCuando la clula comienza la profase los microtbulos se despolimerizan y se construyen los del huso mittico, en la anafase el el huso comienza a despolimerizarse por el desplazamiento y en la telofase lo hacen las restantes fibras cinetocricas (ster y las polares). Las fuerzas mecnicas generadas por los microtbulos sobre los centrmeros gracias a dinena. En la anafase los cromosomas se mueven hacia los polos 1um/min por acortamiento de cinetocoros.Por lo tanto la fuerza motriz se localiza en el cinetocoro. MITOSISTraslado de cromosomas en la anafase tiene 2 etapas: ANAFASE A, asociado a los microtbulos cinetocricos. ANAFASE B alejamiento asociado al crecimiento de los microtbulos polares.Recordar que durante la mitosis se interrumpe la transcripcin y sntesis de protenas por cromatina muy enrollada, imposible que ARN polimerasa llegue a ADN. Sntesis comienza a recuperarse en la telofase.MEIOSISTipo especial de divisin celular de organismos que s producen sexualmente.Se da en la mayora de organismos multicelulares animales y vegetales.Se concreta por medio de gametos o clulas sexuales: espermatozoide y ovocito, los que se fusionan por fecundacin.Mediante dos divisiones celulares consecutivas las clulas sexuales se reducen a la mitad del nmero de cromosomas co generacin de 4 gametos haploides: 4 espermatozoides en el hombre y 1 ovocito y tres cuerpos polares en la mujer.Ovognesis y espermatognesis.MEIOSISDiferencia entre mitosis y meiosis:Tiene lugar en clulas sexuales.Cada replicacin de ADN es seguida por dos divisiones (meiosis I y II) y de ella resultan 4 clulas haploides que contienen la mitad del ADN.La fase S es ms larga y la G2 es corta o falta.Duracin es ms larga en el hombre tarda 24 das y en la mujer varios aos.MEIOSIS

MEIOSISLa divisin meitica comienza despus de varias divisiones mitticas de la clulas sexuales precursoras (espermatogonias y ovogonias = INICIO).Genera espermatocitos I y ovocitos I (ADN tetraploide)Al cabo de primera divisin meitica: espermatocitos II y ovocitos II (ADN es diploide).Estos ltimos se convierten en haploide despus de la segunda divisin meitica al formarse espermatozoides y ovocitos.MEIOSISLa meiosis comprende 2 divisiones celulares: meiosis I y meiosis II.Meiosis I posee PROFASE I (larga duracin), durante la cual los cromosomas homlogos se aparean y recombinan.

MEIOSIS

MEIOSISPreleptonema: Corresponde a profase temprana de la mitosis, los cromosomas son muy delgados.Leptonema: Ncleo aumenta de tamao y cromosomas se tornan visibles.Cigonema: Cromosomas homlogos se alinean entre si mediante un proceso llamado APAREAMIENTO Y SINAPSIS, mediante la formacin del COMPLEJO SINAPTONEMICO (CS).Ambos cromosomas quedan separadas por un espacio de 200 nm ocupado por el CS.El CS se halla integrado por componentes laterales y uno central.Componentes laterales estn constituidos por protenas y el centrar por filamentos que contienen ADN.MEIOSIS

MEIOSIS

MEIOSISLa cromatina se condensa, las asas se colocan cada vez ms juntas, se relaciona con las CS, las CS le brinda estabilidad y con ello facilita su recombinacin.CS es un armazn protico que se construye para que tenga lugar el alineamiento y la recombinacin de los homlogos.Paquinema: Cromosomas se acortan y se completa el apareamiento de cromosomas homlogos. Hay intercambio de segmentos entre cromtidas homlogas (CROSSING OVER).MEIOSIS

MEIOSISPaquinema es un proceso largo, aqu cada par de cromosomas apareados recibe el nombre de BIVALENTE o TETRADA (4 cromosomas).A lo largo de los bivalentes aparece sobre cada CS una sucesin de ndulos = NODULOS DE RECOMBINACION a este nivel se produce el intercambio de segmentos.Diplonema: Los cromosomas homlogos empiezan a separarse, no es completa a nivel De QUIASMAS (ptos donde ha tenido lugar el inercambio, etapa final del intercambio).Diplonema en la mujer es muy largo, donde arriban los ovocitos antes del septimo mes de vida intrauterina, permanece as hasta la pubertad.MEIOSISDurante la diacinesis la cromatina se vuelve a condensar

MEIOSISEn las restantes etapas de la divisin meitica Ios cromosomas homlogos se separan y son conducidos hasta los polos opuestos de la clula.Entre las dos divisiones meiticas existe una interfase de corta duracin en la que no hay fase S no hasy replicacin.En la divisin meitica II se separan las cromtidas hermanas.MEIOSISEn la recin nacida el nmero de ovocitos I es de alrededor de 1 milln, a los 12 ao 300000, 400 alcanzan la madurz total, entre los 12 aos y la menopausia.Dictioteno: se mantiene en meiosis I.

ANOMALIAS CROMOSOMICASANOMALIAS NUMERICAS: Prdida o ganancia de uno o mas cromosomas, aneuploidia, poliploidia, monosomia, trisoma tetrasomia.Trisomia: cromosoma extra, mayormete autosmicas Patau (13), Edwards (18), cromosoma sexual adicional solo da efectos fenotpicos leves. Posible origen por la no disyuncin meiosis I (ausencia de recombinacin en la profase), meiosis II o en las primeras divisiones mitticas iniciales del cigoto (mosaicismo). Interviene factores como edad materna, radiaciones, etc.Monosomia: Ausencia de un solo cromosoma, Turner (45X).Poliploidia: Las clulas poliploides contienen mltiplos del nmero haploide de cromosomas 69 (triploidia), 92 (tetraploidia).ANOMALIAS CROMOSOMICASANOMALIAS ESTRUCTURALES: Por rotura del cromosoma con posterior reunificacin. Pueden ser equilibradas o desequilibradas(cantidad incorrecta de material cromosmico)Traslocaciones: transferencia de material gentico de un cromosoma a otro, pueden ser reciprocas (robertsonianas). Tiene lugar en la segregacin de la meiosis I, segregacin 2:2, segregacin 3:1 (trisomia terciaria).Traslocaciones robertsonianas:Se produce por rotura de dos cromosomas acrocentricos (13, 14, 15, 21 y22)y cerca de sus centrmeros con la posterior fusin de sus brazos largos. Puede producir sndrome de Down.Deleciones: Prdida de parte de un cromosoma y se traduce en una monosomia para eses segmento del cromosoma. Perdida de mas de 2% del gen haplide = incompatible con las vida.

ANOMALIAS CROMOSOMICASInserciones: Se produce cuando se intercala un segmento de un cromosoma en otro cromosoma, puede ser equilibrado o desequilibrado.Inversiones: reconfiguracin de dos roturas que afectan a un nico cromosoma y en la que un segmento tiene una posicin invertida.se afecta al centrmero = inversin pericntrica, si afecta un brazo = paracntrica. Todas son equilibradas y rara vez causan problemas en portadores.Cromosoma en anilloIsocromosomas: afecta mas cromosoma X, 15 % de todos los Turner. ANOMALIAS CROMOSOMICASMosaicismo: Presencia en un tejido o individuo, de dos o ms lneas celulares que difieren en su constitucin gentica pero que derivan de un nico cigoto. Se produce por no disyuncin en una divisin mittica embrionaria precoz con persistencia de ms de una lnea celular. Es responsable del 1 a 2% de los casos de Sd Down.Quimerismo: Presencia en un individuo de dos o mas lneas celulares genticamente diferentes procedentes de ms de un cigoto. Quimeras disprmicos y sanquineos.