Anomalía cromosómica

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Una anomalía cromosómica, anomalía cromosómica, aberración cromosómica, mutación cromosómica o trastorno cromosómico es una porción faltante, adicional o irregular del ADN cromosómico. Pueden presentarse en forma de anomalías numéricas, donde hay un número atípico de cromosomas, o como anomalías estructurales, donde uno o más cromosomas individuales están alterados. El término mutación cromosómica se utilizaba anteriormente en sentido estricto para referirse a un cambio en un segmento cromosómico que afecta a más de un gen. Las anomalías cromosómicas suelen presentarse cuando hay un error en la división celular después de la meiosis o la mitosis. Las anomalías cromosómicas se pueden detectar o confirmar comparando el cariotipo de un individuo, o el conjunto completo de cromosomas, con un cariotipo típico de la especie mediante pruebas genéticas.

A veces, las anomalías cromosómicas aparecen en las primeras etapas de un embrión, un espermatozoide o un bebé. La edad de la madre es uno de los muchos factores ambientales que pueden provocar anomalías genéticas. Las implicaciones de las anomalías cromosómicas dependen del problema específico y pueden tener ramificaciones muy diferentes. Algunos ejemplos son el síndrome de Down y el síndrome de Turner.

Anormalidad numérica

Un karyotipo de un individuo con trisomía 21, mostrando tres copias del cromosoma 21.

Una cantidad anormal de cromosomas se conoce como aneuploidía y ocurre cuando a un individuo le falta un cromosoma de un par (lo que da como resultado una monosomía) o tiene más de dos cromosomas de un par (trisomía, tetrasomía, etc.). La aneuploidía puede ser completa, cuando falta o se agrega un cromosoma completo, o parcial, cuando solo falta o se agrega una parte de un cromosoma. La aneuploidía puede ocurrir con cromosomas sexuales o autosomas.

En lugar de tener monosomía, o sólo una copia, la mayoría de las personas aneuploides tienen trisomía, o tres copias de un cromosoma. Un ejemplo de trisomía en humanos es el síndrome de Down, que es un trastorno del desarrollo causado por una copia adicional del cromosoma 21; por lo tanto, el trastorno también se llama trisomía 21.

Un ejemplo de monosomía en humanos es el síndrome de Turner, en el que el individuo nace con un solo cromosoma sexual, el X.

Sperm aneuploidy

La exposición de los varones a determinados riesgos relacionados con el estilo de vida, el medio ambiente o el trabajo puede aumentar el riesgo de aneuploidía en los espermatozoides. En particular, el riesgo de aneuploidía aumenta con el tabaquismo y la exposición ocupacional al benceno, los insecticidas y los compuestos perfluorados. El aumento de la aneuploidía suele estar asociado con un mayor daño del ADN en los espermatozoides.

Anormalidades estructurales

Las tres principales mutaciones monocromosas: eliminación (1), duplicación (2) e inversión (3).
Las dos principales mutaciones de dos cromosomas: inserción (1) y translocación (2).

Cuando se altera la estructura del cromosoma, esto puede tomar varias formas:

  • Eliminaciones: Falta una parte del cromosoma o se ha eliminado. Los trastornos conocidos en los seres humanos incluyen el síndrome de Wolf-Hirschhorn, que es causado por la eliminación parcial del brazo corto del cromosoma 4; y el síndrome de Jacobsen, también llamado el trastorno de eliminación terminal 11q.
  • Duplicaciones: Una parte del cromosoma se ha duplicado, dando lugar a material genético extra. Los trastornos humanos conocidos incluyen la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth tipo 1A, que puede ser causada por la duplicación de la proteína de mielina periférica de codificación de genes 22 (PMP22) en el cromosoma 17.
  • Inversiones: Una porción del cromosoma se ha descompuesto, se ha vuelto al revés, y se ha reaccionado, por lo tanto el material genético se invierte.
  • Inserciones: Una porción de un cromosoma se ha eliminado de su lugar normal e insertado en otro cromosoma.
  • Translocaciones: Una parte de un cromosoma se ha transferido a otro cromosoma. Hay dos tipos principales de translocaciones:
    • Translocación recíproca: Se han intercambiado segmentos de dos cromosomas diferentes.
    • Translocación de Robertsonian: Un cromosoma entero se ha unido a otro en el centromere - en humanos, estos sólo ocurren con los cromosomas 13, 14, 15, 21, y 22.
  • Anillos: Una parte de un cromosoma se ha roto y formado un círculo o anillo. Esto sucede con o sin la pérdida de material genético.
  • Isochromosome: Formado por la copia de imagen espejo de un segmento cromosoma incluyendo el centromere.

Los síndromes de inestabilidad cromosómica son un grupo de trastornos que se caracterizan por la inestabilidad y la rotura de los cromosomas y que suelen provocar una mayor tendencia a desarrollar ciertos tipos de neoplasias malignas.

Herencia

La mayoría de las anomalías cromosómicas se producen como un accidente en el óvulo o el espermatozoide, y por lo tanto la anomalía está presente en todas las células del cuerpo. Sin embargo, algunas anomalías pueden ocurrir después de la concepción, lo que da lugar al mosaicismo (donde algunas células tienen la anomalía y otras no). Las anomalías cromosómicas pueden heredarse de un padre o ser "de novo". Por eso, a menudo se realizan estudios cromosómicos en los padres cuando se descubre que un niño tiene una anomalía. Si los padres no poseen la anomalía, no se heredó inicialmente; sin embargo, puede transmitirse a las generaciones posteriores.

Anormalidades cromosómicas requeridas

La mayoría de los cánceres, si no todos, pueden causar anomalías cromosómicas, ya sea con la formación de genes híbridos y proteínas de fusión, desregulación de genes y sobreexpresión de proteínas, o pérdida de genes supresores de tumores (consulte la "Base de datos Mitelman" y el Atlas de genética y citogenética en oncología y hematología). Además, ciertas anomalías cromosómicas constantes pueden convertir células normales en células leucémicas, como la translocación de un gen, lo que da como resultado su expresión inapropiada.

Daño al ADN durante la espermatogénesis

Durante las divisiones celulares mitóticas y meióticas de la gametogénesis de los mamíferos, la reparación del ADN es eficaz para eliminar los daños en el ADN. Sin embargo, en la espermatogénesis, la capacidad de reparar los daños en el ADN disminuye sustancialmente en la última parte del proceso, ya que las espermátidas haploides experimentan una remodelación importante de la cromatina nuclear y se convierten en núcleos espermáticos altamente compactos. Como analizaron Marchetti et al., las últimas semanas del desarrollo del esperma antes de la fertilización son muy susceptibles a la acumulación de daños en el ADN del esperma. Dichos daños en el ADN del esperma pueden transmitirse sin reparar al óvulo, donde están sujetos a ser eliminados por la maquinaria de reparación materna. Sin embargo, los errores en la reparación del ADN materno de los daños en el ADN del esperma pueden dar lugar a cigotos con aberraciones estructurales cromosómicas.

El melfalán es un agente alquilante bifuncional que se utiliza con frecuencia en quimioterapia. Los daños entre cadenas de ADN meióticas causados por el melfalán pueden escapar a la reparación paterna y causar aberraciones cromosómicas en el cigoto por una reparación incorrecta de la madre. Por lo tanto, la reparación del ADN tanto antes como después de la fertilización parece ser importante para evitar anomalías cromosómicas y asegurar la integridad del genoma del embrión.

Detección

Dependiendo de la información que se quiera obtener se necesitan diferentes técnicas y muestras.

  • Para el diagnóstico prenatal de un feto, la amniocentesis, el muestreo del villus coral o las células fetales circulantes se recogerían y analizarían para detectar posibles anomalías cromosómicas.
  • Para el diagnóstico preimplantacional de un embrión, se realizaría una biopsia de blastocisto.
  • Para un diagnóstico de linfoma o leucemia, la técnica utilizada sería una biopsia de médula ósea.

Nomenclature

  • Three chromosomal abnormalities with ISCN nomenclature, with increasing complexity: (A) A tumour karyotype in a male with loss of the Y chromosome, (B) Prader–Willi Syndrome i.e. deletion in the 15q11-q12 region and (C) an arbitrary karyotype that involves a variety of autosomal and allosomal abnormalities.[23]
    Tres anomalías cromosómicas con nomenclatura ISCN, con creciente complejidad: (A) Un karyotipo tumoral en un macho con pérdida del cromosoma Y, (B) Síndrome de Prader-Willi i.e. eliminación en la región 15q11-q12 y (C) un karyotipo arbitrario que implica una variedad de anomalías autosómicas y alosomales.
  • Human karyotype with annotated bands and sub-bands as used for the nomenclature of chromosome abnormalities. It shows dark and white regions as seen on G banding. Each row is vertically aligned at centromere level. It shows 22 homologous autosomal chromosome pairs, both the female (XX) and male (XY) versions of the two sex chromosomes, as well as the mitochondrial genome (at bottom left).
    Karyotipo humano con bandas anotadas y sub-bandas utilizados para la nomenclatura de anomalías cromosómicas. Muestra regiones oscuras y blancas como se ve en la banda G. Cada fila está alineada verticalmente en el nivel centromere. Muestra 22 pares homologosos de cromosoma autosómico, tanto las versiones femeninas (XX) como masculinas (XY) de los dos cromosomas sexuales, así como el genoma mitocondrial (en la parte inferior izquierda).

El Sistema Internacional de Nomenclatura Citogenómica Humana (ISCN) es un estándar internacional para la nomenclatura de los cromosomas humanos, que incluye nombres de bandas, símbolos y términos abreviados utilizados en la descripción de los cromosomas humanos y las anomalías cromosómicas. Las abreviaturas incluyen un signo menos (-) para las deleciones cromosómicas y del para las deleciones de partes de un cromosoma.

Véase también

  • Aneuploidy
  • segregación cromosómica
  • Trastorno genético
    • Lista de trastornos genéticos
  • Terapia genética
  • No disjunción
  • Complicaciones obstétricas

Referencias

  1. ^ "Anormalidades cromosómicas", Comprensión de la genética: Guía de Nueva York para los pacientes y profesionales de la salud, Alianza Genética, 2009-07-08, recuperado 2023-09-27
  2. ^ NHGRI. 2006. Anormalidades cromosómicas Archivado 2006-09-25 en la máquina Wayback
  3. ^ Rieger, R., Michaelis, A., Green, M.M. (1968). "Mutación". Un glosario de genética y citogenética: Clásico y molecular. Nueva York: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-07668-3.
  4. ^ Chen H (2006). Atlas de diagnóstico genético y asesoramiento. Totowa, N.J: Humana Prensa. ISBN 978-1-58829-681-8.
  5. ^ a b Gardner, R. J. M. (2012). Anormalidades cromosómicas y asesoramiento genético. Sutherland, Grant R., Shaffer, Lisa G. (4a edición). Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-974915-7. OCLC 769344040
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    - "Este es un artículo de acceso abierto distribuido en los términos de la Licencia Creative Commons (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)"
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  • Chromosome+disorders at the U.S. National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
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