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Capítulo 12
                              Cromosomas y
                            Genética Humana
                               CIBI 3001




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martes 15 de mayo de 2012
Objetivos
           Relacionarse con patrones de herencia en la
            genética humana
           Explicar la determinación de sexo en los
            seres humanos
           Comparar las distinciones entre las
            herencias que involucran genes ligados y las
            que involucran genes que se segregan
            independientemente
           Mencionar ejemplos de rasgos heredados
            recesivamente
                                                           2
martes 15 de mayo de 2012
Genes: su ubicación en el
      cromosoma
           Cromosomas homólogos
                 Presentes en pares en toda célula 2N
                 Son de igual longitud, forma, poseen los genes que
                  controlan los mismos rasgos ubicados en el mismo
                  locus
                 Excepción: los cromosomas del sexo (X, Y) no son
                  homólogos
           Gen tipo silvestre: forma mas común del gen
           Alelo mutante: forma menos común del gen, la que
            ha sufrido algún cambio o mutación


                                                                       3
martes 15 de mayo de 2012
Ligamiento o genes ligados
           Genes se hallan en el mismo cromosoma y se
            heredan en bloque. Es un evento opuesto a la
            segregación independiente en donde cada gen
            se segrega al azar
                 Sólo a través del entrecruzamiento o “crossing-over”
                  puede haber alguna modificacion de como estos
                  genes se segregan




                                                                         4
martes 15 de mayo de 2012
Determinación                  sexo        en
      humanos
           Genotípicamente el varón humano es XY
           Genotípicamente la hembra humana es XX
           Los cromosomas X, Y los son llamados
            cromosomas del sexo por que poseen
            genes que ayudan a determinar el sexo del
            individuo
           Cromosomas autosomas o autosómicos
            son el resto de los cromosomas del cuerpo
            del individuo que no son los del sexo. En los
            humanos son 22 pares

                                                            5
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Los cromosomas X, Y en el
      humano
          Los cromosomas X, Y no son homólogos
           por que:
                Físicamente               tienen      diferencias        que      los
                 distinguen
                     El X es mucho más grande que el Y
                           El cromosoma X posee alrededor de 2,062 genes, entre los
                            cuales se encuentran los asociados con características
                            sexuales femeninas y masculinas
                           El cromosoma Y es mas pequeño, posee alrededor de 330
                            genes, entre ellos aquellos relacionados con características
                            sexuales masculinas
                Para efectos prácticos, apenas tienen genes
                 en común
                                                                                           6
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Centrifugación


Obtener células y ponerlas a crecer en
presencia de colchicina. Ésta detiene
la división celular en metafase por que
evita la formación del huso mitótico




         1          2       3    4     5    6   7    8      9    10   11           Cariotipo
         12


         13         14      15   16   17   18   19   20     21   22   XX (or XY)
                                                                                               7
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Determinación Sexo Humanos
                      Ga
        Ga          fem meto      X    X
                        en s
       ma meto            ino
         sc      s            s
           u li
                no
                   s

      X                           XX   XX



      Y                           XY   XY



                                            8
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female                  male
                             (XX)                   (XY)




                            eggs                    sperm

                              X            x          Y

                              X            x          X


                                      X        X

                                  X   XX       XX

                                  Y   XY       XY
                                                            9
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Trastornos             genéticos         en
      humanos
           Trastornos       genéticos:     condiciones
            hereditarias que ocasionan problemas
            médicos
           Síndrome: conjunto reconocido de síntomas
            que caracterizan un determinado trastorno




                                                          10
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Síndrome                               autosómico
      recesivo
           El alelo responsable del síndrome es del tipo
            recesivo y se encuentra en un cromosoma
            autosómico
                 Por ejemplo: galactosemia
                      Ocurre en 1/ 100,000 nacimiento
                      No puede metabolizar lactosa  galactosa + glucosa
                      Causa acumulación lactosa lo que desencadena daño
                       en los ojos, hígado y cerebro



                                                                            11
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Síndrome                          autosómico
      dominante
           Enfermedad de Huntington
                 Causa una degeneración progresiva y no
                  reversible del Sistema Nervioso hasta causar la
                  muerte




                                                                    12
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Síndrome                              ligado               a       X
      recesivo
           Este tipo de herencia se caracteriza por:
                 Genes responsables se encuentran en el cromosoma X
                 Varones muestran el fenotipo recesivo en mayor
                  frecuencia que las mujeres, en vista que ellos sólo poseen
                  un cromosoma X
                      Ellos recibieron el cromosoma X de su madre y lo pasarán
                       sólo a sus hijas. Por lo tanto, no pasaran la característica
                       ligada a X a sus hijos varones
                 En el caso de las mujeres al ser XX, pueden ser
                  homocigóticas o heterocigóticas para ese gen
                      Mujeres reciben un cromosoma de cada progenitor y lo pasan
                       a su progenie
                      Cualquier alelo que sea recesivo en mujeres se expresara en
                       hombres
                                                                                      13
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Síndrome                  ligado                     a          X
      recesivo
               Hemofilia:
  La Reina Victoria de
                                                XH              Xh




                               G a en
  Inglaterra  (1819    –




                                 fem eto inos
                                  m e in o
                                   Ga scu
  1901) fue portadora de




                                     to s
                                     ma
                                      m l


                                       s
  la condición.       La



                                           s
  misma se caracteriza
  por problemas en la
  coagulacion sanguínea        XH               XH XH           XHXh
  Cruce: XH Xh x XY
                                                Hembra normal        Hembra
       H: alelo dominante ->
               normal          Y                XH Y            X hY
                                                                   portadora
        h: alelo recesivo ->
              hemofilia                           Macho            Macho
                                                  normal          hemofílico
                                                                               14
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Síndrome                         ligado         a       X
      recesivo
           Daltonismo:         dificultad para distinguir los colores
            rojo y verde
                 Alelos:
                   XC – Dominante – Normal

                   Xc – Recesivo – Daltonismo

                 Genotipos posibles
                   XCXC – mujer normal

                   XCXc – mujer portadora

                   Xc Xc – mujer daltónica

                   XCY – hombre normal

                   XcY – hombre daltonico


                                                                         15
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Aberraciones genéticas
           Las aberraciones cromosómicas pueden ser
            clasificadas en dos categorías principales:
                 Estructurales: la composición o arquitectura del
                  cromosoma ha cambiado de alguna forma
                 Numérica: el número de cromosomas es mayor
                  o menor al normal
           Pueden causar defectos congénitos o cáncer



                                                                     16
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Cambios estructurales
           Pueden ocurrir alteraciones físicas en estructura
            cromosomas
           Ejemplos:
                 Duplicación: secuencias de genes que se repiten
                 Inversión: una sección lineal de DNA dentro del
                  cromosoma se orienta en sentido inverso sin que se pierda
                  ningún segmento. Afecta orden y posición de genes
                 Translocación: el cromosoma o una sección de él se
                  rompe y se une con un cromosoma que no es su
                  homólogo
                 Delección: pérdida de un segmento del cromosoma,
                  generalmente son letales o provocan trastornos severos
                                                                              17
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Duplicación

                                                       Cromosoma normal



                            Segmento repetido




                            Tres repeticiones del mismo segmento




                                                                      18
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Duplicación
           Ejemplo de una condición causada por
            una duplicación genética en humanos:
                  Síndrome de la X frágil
                       Se      caracteriza por:
                               Retardación mental
                               Orejas grandes
                               Cara alargada




                                                     19
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Inversión


                            Los segmentos
                            G, H, I se invierten




                                                   20
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Translocación
                                            Cromosoma




                                            Cromosoma
                                            no homologo



                            Translocación




                                                          21
martes 15 de mayo de 2012
Translocación
           Ejemplos de síndromes en humanos que son
            causados por translocaciones:
                  Translocación del cromosoma 14 al 8 causa un
                   tipo de cáncer: el linfoma de Burkkit
                  Translocación del cromosoma 9 al 22 puede
                   causar leucemia mielogenosa crónica
                  Translocación del cromosoma 21 al 14 ó 22
                   causa Síndrome de Down



                                                                  22
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Delección



                            El segmento C se pierde




                                                      23
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Delección
               La pérdida del fragmento pede ser causada por
                radiación, acción química, ataque viral u otros
                factores
               Condición por delección: Cri-du-chat
                      Delección del brazo corto del cromosoma 5 en
                       humanos
                      El nombre proviene del sonido que emiten los infantes
                       que sufren de esta condición: maullido de un gato
                      Bajo peso al nacer
                      Microcefalia
                      Retardación mental severa
                      Letal en la infancia o niñez temprana
                                                                               24
martes 15 de mayo de 2012
Delección,            Duplicación   e
      Inversión




                                              25
martes 15 de mayo de 2012
Translocación




                            26
martes 15 de mayo de 2012
Evolución estructural de los
      cromosomas en el ser humano
           De los 23 pares de cromosomas homólogos
            presentes en el humano:
                 18 son casi idénticos con los del chimpancé y
                  gorila
                 Otros 5 pares difieren en regiones que presentan
                  inversiones o translocaciones




                                                                     27
martes 15 de mayo de 2012
No disyunción o la incorrecta separación
   de los cromosomas durante meiosis
        Errores en la meiosis durante la separación de los
         cromosomas pueden producir gametos con números
         anormales de cromosomas o con alteraciones
         mayores en la estructura de uno o más cromosomas
        Si estos gametos defectuosos son fecundados, la
         descendencia tendrá anomalías genéticas
              La mayor parte de estos cigotos no sobreviven del periodo
               de gestación
        No se conoce con exactitud por que ocurre la no
         disyunción, pero se conoce que factores como la
         edad contribuyen a que este fenómeno ocurra
        La condiciones causadas por estos errores pueden
         ser detectadas mediante la preparación de un
         cariotipo
                                                                           28
martes 15 de mayo de 2012
Síndrome Down
        Trisomía en cromosoma 21: 3 cromosomas 21
              Frecuencia de 1/800 a 1/1000 nacimientos
        Se produce un gameto con dos cromosomas 21 y al
         fecundarse con un gameto normal, se produce la
         trisomía.
        Una de las causas es por no-disyunción relacionada con la
         edad de la madre. Puede ser causada por padre, pero es
         menos frecuente
          Características fenotípicas:
            Ojos inclinados hacia arriba, arrugas en palma mano y planta
             pies y parte superior de los párpados, baja estatura, rasgos
             faciales aplanados, pobre tono muscular, problemas
             cardiacos, respiratorios y digestivos, retardación mental
             moderada
            Promedio de vida = 55 años

                                                                            29
martes 15 de mayo de 2012
Cariotipos del síndrome de
      Down




                                   30
martes 15 de mayo de 2012
Síndrome
      de Down




                            31
martes 15 de mayo de 2012
Cambios en el número de
      los cromosomas X, Y
           Síndrome Turner – XO
                 Ocurre por la formación de una gameto en donde
                  la falta el cromosoma del sexo, a causa de una
                  no - disyunción
                 Físicamente es una mujer
                 Es de corta estatura, carece ovarios funcionales,
                  no es fértil y sus características sexuales
                  secundarias están poco desarrolladas, son
                  pasivas


                                                                      32
martes 15 de mayo de 2012
Cambios en el número de
      los cromosomas X, Y
        Síndrome XXX – trisomía en el cromosoma X
              Súper hembra
              Características:
                   Apariencia normal, bien altas
                   Delgadas
                   Fértil
                   Leves dificultades del aprendizaje




                                                         33
martes 15 de mayo de 2012
Cambios en el número de
      los cromosomas X, Y
           Síndrome Klinefelter – XXY, XXXY
                 Es un hombre con mas de un (1) cromosoma X
                 Sus características más comunes:
                      Mas altos y padecen de sobrepeso
                      Efectos feminizantes y poseen escasos vellos en el
                       cuerpo
                      Bajo conteo de espermas por un hipodesarrollo en
                       próstata y testículos
                      Presentan problemas del habla y en memoria a corto
                       plazo

                                                                            34
martes 15 de mayo de 2012
Síndrome
      Klinefelter




                            35
martes 15 de mayo de 2012
Cambios en el número de
      los cromosomas X, Y
           Condición XYY
                 Llamados súper machos
                 Características más comunes:
                      Mas altos
                      Leve retraso mental
                      Fenotípicamente son normal




                                                    36
martes 15 de mayo de 2012

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Cromosomas y la herencia humana

  • 1. Capítulo 12 Cromosomas y Genética Humana CIBI 3001 1 martes 15 de mayo de 2012
  • 2. Objetivos  Relacionarse con patrones de herencia en la genética humana  Explicar la determinación de sexo en los seres humanos  Comparar las distinciones entre las herencias que involucran genes ligados y las que involucran genes que se segregan independientemente  Mencionar ejemplos de rasgos heredados recesivamente 2 martes 15 de mayo de 2012
  • 3. Genes: su ubicación en el cromosoma  Cromosomas homólogos  Presentes en pares en toda célula 2N  Son de igual longitud, forma, poseen los genes que controlan los mismos rasgos ubicados en el mismo locus  Excepción: los cromosomas del sexo (X, Y) no son homólogos  Gen tipo silvestre: forma mas común del gen  Alelo mutante: forma menos común del gen, la que ha sufrido algún cambio o mutación 3 martes 15 de mayo de 2012
  • 4. Ligamiento o genes ligados  Genes se hallan en el mismo cromosoma y se heredan en bloque. Es un evento opuesto a la segregación independiente en donde cada gen se segrega al azar  Sólo a través del entrecruzamiento o “crossing-over” puede haber alguna modificacion de como estos genes se segregan 4 martes 15 de mayo de 2012
  • 5. Determinación sexo en humanos  Genotípicamente el varón humano es XY  Genotípicamente la hembra humana es XX  Los cromosomas X, Y los son llamados cromosomas del sexo por que poseen genes que ayudan a determinar el sexo del individuo  Cromosomas autosomas o autosómicos son el resto de los cromosomas del cuerpo del individuo que no son los del sexo. En los humanos son 22 pares 5 martes 15 de mayo de 2012
  • 6. Los cromosomas X, Y en el humano  Los cromosomas X, Y no son homólogos por que:  Físicamente tienen diferencias que los distinguen  El X es mucho más grande que el Y  El cromosoma X posee alrededor de 2,062 genes, entre los cuales se encuentran los asociados con características sexuales femeninas y masculinas  El cromosoma Y es mas pequeño, posee alrededor de 330 genes, entre ellos aquellos relacionados con características sexuales masculinas  Para efectos prácticos, apenas tienen genes en común 6 martes 15 de mayo de 2012
  • 7. Centrifugación Obtener células y ponerlas a crecer en presencia de colchicina. Ésta detiene la división celular en metafase por que evita la formación del huso mitótico 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Cariotipo 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 XX (or XY) 7 martes 15 de mayo de 2012
  • 8. Determinación Sexo Humanos Ga Ga fem meto X X en s ma meto ino sc s s u li no s X XX XX Y XY XY 8 martes 15 de mayo de 2012
  • 9. female male (XX) (XY) eggs sperm X x Y X x X X X X XX XX Y XY XY 9 martes 15 de mayo de 2012
  • 10. Trastornos genéticos en humanos  Trastornos genéticos: condiciones hereditarias que ocasionan problemas médicos  Síndrome: conjunto reconocido de síntomas que caracterizan un determinado trastorno 10 martes 15 de mayo de 2012
  • 11. Síndrome autosómico recesivo  El alelo responsable del síndrome es del tipo recesivo y se encuentra en un cromosoma autosómico  Por ejemplo: galactosemia  Ocurre en 1/ 100,000 nacimiento  No puede metabolizar lactosa  galactosa + glucosa  Causa acumulación lactosa lo que desencadena daño en los ojos, hígado y cerebro 11 martes 15 de mayo de 2012
  • 12. Síndrome autosómico dominante  Enfermedad de Huntington  Causa una degeneración progresiva y no reversible del Sistema Nervioso hasta causar la muerte 12 martes 15 de mayo de 2012
  • 13. Síndrome ligado a X recesivo  Este tipo de herencia se caracteriza por:  Genes responsables se encuentran en el cromosoma X  Varones muestran el fenotipo recesivo en mayor frecuencia que las mujeres, en vista que ellos sólo poseen un cromosoma X  Ellos recibieron el cromosoma X de su madre y lo pasarán sólo a sus hijas. Por lo tanto, no pasaran la característica ligada a X a sus hijos varones  En el caso de las mujeres al ser XX, pueden ser homocigóticas o heterocigóticas para ese gen  Mujeres reciben un cromosoma de cada progenitor y lo pasan a su progenie  Cualquier alelo que sea recesivo en mujeres se expresara en hombres 13 martes 15 de mayo de 2012
  • 14. Síndrome ligado a X recesivo Hemofilia: La Reina Victoria de XH Xh G a en Inglaterra (1819 – fem eto inos m e in o Ga scu 1901) fue portadora de to s ma m l s la condición. La s misma se caracteriza por problemas en la coagulacion sanguínea XH XH XH XHXh Cruce: XH Xh x XY Hembra normal Hembra H: alelo dominante -> normal Y XH Y X hY portadora h: alelo recesivo -> hemofilia Macho Macho normal hemofílico 14 martes 15 de mayo de 2012
  • 15. Síndrome ligado a X recesivo  Daltonismo: dificultad para distinguir los colores rojo y verde  Alelos:  XC – Dominante – Normal  Xc – Recesivo – Daltonismo  Genotipos posibles  XCXC – mujer normal  XCXc – mujer portadora  Xc Xc – mujer daltónica  XCY – hombre normal  XcY – hombre daltonico 15 martes 15 de mayo de 2012
  • 16. Aberraciones genéticas  Las aberraciones cromosómicas pueden ser clasificadas en dos categorías principales:  Estructurales: la composición o arquitectura del cromosoma ha cambiado de alguna forma  Numérica: el número de cromosomas es mayor o menor al normal  Pueden causar defectos congénitos o cáncer 16 martes 15 de mayo de 2012
  • 17. Cambios estructurales  Pueden ocurrir alteraciones físicas en estructura cromosomas  Ejemplos:  Duplicación: secuencias de genes que se repiten  Inversión: una sección lineal de DNA dentro del cromosoma se orienta en sentido inverso sin que se pierda ningún segmento. Afecta orden y posición de genes  Translocación: el cromosoma o una sección de él se rompe y se une con un cromosoma que no es su homólogo  Delección: pérdida de un segmento del cromosoma, generalmente son letales o provocan trastornos severos 17 martes 15 de mayo de 2012
  • 18. Duplicación Cromosoma normal Segmento repetido Tres repeticiones del mismo segmento 18 martes 15 de mayo de 2012
  • 19. Duplicación  Ejemplo de una condición causada por una duplicación genética en humanos:  Síndrome de la X frágil  Se caracteriza por:  Retardación mental  Orejas grandes  Cara alargada 19 martes 15 de mayo de 2012
  • 20. Inversión Los segmentos G, H, I se invierten 20 martes 15 de mayo de 2012
  • 21. Translocación Cromosoma Cromosoma no homologo Translocación 21 martes 15 de mayo de 2012
  • 22. Translocación  Ejemplos de síndromes en humanos que son causados por translocaciones:  Translocación del cromosoma 14 al 8 causa un tipo de cáncer: el linfoma de Burkkit  Translocación del cromosoma 9 al 22 puede causar leucemia mielogenosa crónica  Translocación del cromosoma 21 al 14 ó 22 causa Síndrome de Down 22 martes 15 de mayo de 2012
  • 23. Delección El segmento C se pierde 23 martes 15 de mayo de 2012
  • 24. Delección  La pérdida del fragmento pede ser causada por radiación, acción química, ataque viral u otros factores  Condición por delección: Cri-du-chat  Delección del brazo corto del cromosoma 5 en humanos  El nombre proviene del sonido que emiten los infantes que sufren de esta condición: maullido de un gato  Bajo peso al nacer  Microcefalia  Retardación mental severa  Letal en la infancia o niñez temprana 24 martes 15 de mayo de 2012
  • 25. Delección, Duplicación e Inversión 25 martes 15 de mayo de 2012
  • 26. Translocación 26 martes 15 de mayo de 2012
  • 27. Evolución estructural de los cromosomas en el ser humano  De los 23 pares de cromosomas homólogos presentes en el humano:  18 son casi idénticos con los del chimpancé y gorila  Otros 5 pares difieren en regiones que presentan inversiones o translocaciones 27 martes 15 de mayo de 2012
  • 28. No disyunción o la incorrecta separación de los cromosomas durante meiosis  Errores en la meiosis durante la separación de los cromosomas pueden producir gametos con números anormales de cromosomas o con alteraciones mayores en la estructura de uno o más cromosomas  Si estos gametos defectuosos son fecundados, la descendencia tendrá anomalías genéticas  La mayor parte de estos cigotos no sobreviven del periodo de gestación  No se conoce con exactitud por que ocurre la no disyunción, pero se conoce que factores como la edad contribuyen a que este fenómeno ocurra  La condiciones causadas por estos errores pueden ser detectadas mediante la preparación de un cariotipo 28 martes 15 de mayo de 2012
  • 29. Síndrome Down  Trisomía en cromosoma 21: 3 cromosomas 21  Frecuencia de 1/800 a 1/1000 nacimientos  Se produce un gameto con dos cromosomas 21 y al fecundarse con un gameto normal, se produce la trisomía.  Una de las causas es por no-disyunción relacionada con la edad de la madre. Puede ser causada por padre, pero es menos frecuente  Características fenotípicas:  Ojos inclinados hacia arriba, arrugas en palma mano y planta pies y parte superior de los párpados, baja estatura, rasgos faciales aplanados, pobre tono muscular, problemas cardiacos, respiratorios y digestivos, retardación mental moderada  Promedio de vida = 55 años 29 martes 15 de mayo de 2012
  • 30. Cariotipos del síndrome de Down 30 martes 15 de mayo de 2012
  • 31. Síndrome de Down 31 martes 15 de mayo de 2012
  • 32. Cambios en el número de los cromosomas X, Y  Síndrome Turner – XO  Ocurre por la formación de una gameto en donde la falta el cromosoma del sexo, a causa de una no - disyunción  Físicamente es una mujer  Es de corta estatura, carece ovarios funcionales, no es fértil y sus características sexuales secundarias están poco desarrolladas, son pasivas 32 martes 15 de mayo de 2012
  • 33. Cambios en el número de los cromosomas X, Y  Síndrome XXX – trisomía en el cromosoma X  Súper hembra  Características:  Apariencia normal, bien altas  Delgadas  Fértil  Leves dificultades del aprendizaje 33 martes 15 de mayo de 2012
  • 34. Cambios en el número de los cromosomas X, Y  Síndrome Klinefelter – XXY, XXXY  Es un hombre con mas de un (1) cromosoma X  Sus características más comunes:  Mas altos y padecen de sobrepeso  Efectos feminizantes y poseen escasos vellos en el cuerpo  Bajo conteo de espermas por un hipodesarrollo en próstata y testículos  Presentan problemas del habla y en memoria a corto plazo 34 martes 15 de mayo de 2012
  • 35. Síndrome Klinefelter 35 martes 15 de mayo de 2012
  • 36. Cambios en el número de los cromosomas X, Y  Condición XYY  Llamados súper machos  Características más comunes:  Mas altos  Leve retraso mental  Fenotípicamente son normal 36 martes 15 de mayo de 2012