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Citogenética Especialidad 2013 BIOLOGÍA UNSA

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  1. 1. Citogenética M.Sc. Luis Carlos Lizárraga Vargas
  2. 2. ¿Qué es la Citogenética? GENES DE COLOR DE OJOS ALBERTS B.- Molecular Biology of the Cell- 5th edition, 2008
  3. 3. Historia 1882––1956: PERIODO DE GESTACION DE LA CITOGENETICA • 1882. Walther Flemming (21 abril 1843 a 4 agosto 1905) visualizó y dibujó los cromosomas. • Fundador de la Citogenética. Ilustraciones de las células con los cromosomas y la mitosis, a partir del libro, “Sustancia celular, Nucleo y División celular” 1882
  4. 4. TRES ETAPAS EN LA HISTORIA DE LA CITOGENÉTICA
  5. 5. LA ERA PRE-BANDEO
  6. 6. • 1888. Heinrich Waldeyer introdujo el término de CROMOSOMAS Griego, formado por khroma (color) y soma (cuerpo) o sea “cuerpo coloreado”
  7. 7. • Ya desde principios del 1900 se aceptaba la idea de que el material hereditario estaba contenido en los cromosomas • hipótesis que fue confirmada por los experimentos de Theodor Boveri en erizo de mar en 1902. Echinus Sphaerechinus Theodor Boveri
  8. 8. • En 1949 MURRAY BARR demostro que es posible determinar genéticamente el sexo de un individuo dependiendo de que exista o no una masa de cromatina en la superficie interna de la membrana nuclear. CARBOL FUCSINA XY XX
  9. 9. • 1950. Tao-Chiuh Hsu descubrió “accidentalmente” la utilización de soluciones hipotónicas para dispersar los cromosomas mitóticos Medio hipotonico Medio isotonico Medio Hipertonico
  10. 10. • 1956. Tjio , estudiando células fetales del pulmón en mitosis y DESCUBRIERON QUE EL NÚMERO CORRECTO DE CROMOSOMAS EN HUMANOS ES 46 (23N).
  11. 11. Klaus Patau (1961) grupos cromosómicos A - G Jérôme Lejeune (1966)
  12. 12. AVANCES EN TÉCNICAS DE CITOGENETICA • • • • Gran avance en el desarrollo de las tecnicas de Solucion solución Hipotonica citogenética: isotonica la solución hipotónica por Tao-Chiuh Hsu , para obtener una mejor diseminación de los cromosomas y así hacer un mejor análisis, Peter Novell quien descubrió que la fitohemaglutinina (PHA -M)estimulaba la división de los glóbulos blancos el efecto de la colchicina por Levan como un agente que inhibe la citocinesis Sin embargo, lo más importante fue la introducción de las técnicas de bandeamiento por Caspersson.
  13. 13. LA ERA POST-BANDEO • Hacia fines de los años ’60 Caspersson observo que los cromosomas teñidos con ciertos colorantes del ADN como la Quinacrina presentaban un patrón de bandas específico.
  14. 14. TINCIÓN CON MOSTAZA DE QUINACRINA BANDEO Q
  15. 15. Tinción con Giemsa: Bandeo G Dra. Seabright en Inglaterra consistía en colorear los preparados luego de someterlos a una digestión con una enzima proteolítica: la tripsina. bandas G-pálidas bandas G-oscuras DNA rico en GC DNA rico en AT replicación temprana replicación tardía Muchos genes Pocos genes
  16. 16. BANDEO C tiñe específicamente regiones centroméricas Sumner 1972 Hidrólisis con HCL 0.2 N
  17. 17. El bandeo NOR (Nocleolar Organizer Regions)
  18. 18. Región del Organizador Nucleolar Giemsa Nitrato de Ag SAT SAT NOR NOR DAPI FISH SAT SAT pTa71 pTa71
  19. 19. LA ERA MOLECULAR
  20. 20. PCR
  21. 21. CROMOSOMAS
  22. 22. Elementos característicos del cromosoma (metafásico)
  23. 23. CROMÁTIDA Y CROMOSOMA replicación división S M cromosoma de las células antes de replicarse: un cromosoma con una cromátida cromosoma metafásico: un cromosoma con dos cromátidas hermanas (DNA duplicado) cromosoma de las células después de dividirse
  24. 24. Estructura y composición química de los cromosomas
  25. 25. Condensación de la cromatina Richard J. Reece , Analysis of Genes and Genomes, 2004
  26. 26. Del cromosoma al ADN Nucleosomas Fibras de cromatina Looped domains Cromosoma metafasico
  27. 27. NUCLEOSOMA elevada conservación evolutiva Richard J. Reece ,Analysis of Genes and Genomes, 2004
  28. 28. Proteínas cromosómicas no histónicas: el armazón proteico “scaffold” sulfato de dextrano y heparina Laemmli en 1977
  29. 29. CROMOSOMA p-Arm (petit) q-Arm (queue)
  30. 30. TIPOS DE CROMOSOMAS
  31. 31. 2:1 Sub
  32. 32. MORFOLOGÍA CROMOSÓMICA BRAZO CORTO CENTROMERO METACENTRICO CENTROMERO CENTRAL BRAZO LARGO CENTROMERO CENTROMERO SUBMETACENTRICO BRAZOS DESIGUALES ACROCENTRICO CENTROMERO EN POSICION SUBTERMINAL (UN BRAZO MUY CORTO)
  33. 33. CARIOTIPO
  34. 34. Caritipo: Es un arreglo sistematizado de los cromosomas de una célula y ordenada de acuerdo al tamaño, y morfología. Es característico en una especie y no “VARIA” Idiograma: Representación esquemática mediante un dibujo , que incluya las bandas e interbandas, del cariotipo de una especie.
  35. 35. ISCN 2009 An International System for Human Cytogenetic Nomenclature (ISCN) (2009) The complete citation for reference lists is: ISCN(2009):An International System for Human Cytogenetic Nomenclature, L.G. Shaffer, M.L. Slovak, L.J. Campbell (eds); S.Karger, Basel, 2009 ISCN (1985, 1991, 1995, 2005,2009)
  36. 36. ISCN • Normal male – 46,XY • Normal female – 46,XX
  37. 37. Human Chromosome Nomenclature • How do you read a Chromosome Cariotipo? • International System for Human Cytogenetic Nomenclatuer (ISCN) Centromere • Always counting outwards from centromere: -A. Chromosome/Arm ( Xp) -B. Region ( Xp1) -C. Band ( Xp11) -D. Sub-bands(Xp11.2) -E. Sub-sub-bands(Xp11.21) X-Chromosome NCBI, 2012
  38. 38. Cytogenetic maps
  39. 39. ABREVIATURAS
  40. 40. IDENTIFICACIÓN DE LOS CROMOSOMAS
  41. 41. CONSTANTES CROMOSOMICAS Caracterizan a una especie. Se evidencian fundamentalmente en metafase. 48N 48N 23N 24N 24N 48N 48N
  42. 42. número cromosómico El complemento somático diploide (2n) del ser humano es 46 formado por el aporte haploide de cada gameto (23 cr=n) (n23+n23=2n46)
  43. 43. MORFOLOGÍA CROMOSÓMICA • Presentan 2 brazos cromosómicos – Brazo corto: p – Brazo largo: q • Se clasifican de acuerdo a la posición del centrómero en: – – – – Metacéntricos Submetacéntricos Acrocéntricos Telocéntricos (no existen en el hombre)
  44. 44. LOS CROMOSOMAS SE SUBDIVIDEN EN GRUPOS: •En función de su centromero y tamaño: D
  45. 45. GRUPO A  El cromosoma 1 es el más grande del metacentrico.  El cromosoma 2 es metacéntrico  El cromosoma 3 es el más pequeño del grupo, es el más metacéntrico.
  46. 46. GRUPO B • El cromosoma 4 y el 5 son los submetacéntrico s más grandes
  47. 47. GRUPO C •Este grupo consta de 7 pares de cromosomas de tamaño mediano submetacéntricos los cuales se organizan de mayor a menor, además en este grupo se incluye el cromosoma X (uno o dos según el sexo).
  48. 48. Grupo D • Está formado por 3 pares de cromosomas acrocéntricos, medianos.
  49. 49. Grupo E • consta de 3 pares de cromosomas que son del 16-18 de tamaño pequeño que son submetacéntricos
  50. 50. GRUPO F  Son los cromosomas 19 y 20, los cuales pueden ser metacéntricos GRUPO G  Son los cromosomas 21 y 22 y a éste grupo se incluye el cromosoma Y, estos se caracterizan por que son acrocéntricos.
  51. 51. El cariotipo una vez completado sería el siguiente:
  52. 52. MÉTODOS DE ESTUDIOS CITOGENETICOS
  53. 53. MÉTODOS DE ESTUDIOS CITOGENETICOS  inclusión en parafina cortes con micrótomo, y  técnica de aplastado  cultivo celulares "in vitro".
  54. 54. Existen múltiples factores que inciden en la obtención exitosa de un cultivo:  esterilidad,  medios de cultivos apropiados y sus aditivos,  dispositivos apropiados el cultivo,  temperatura, (37°C)  pH, (neutro)  tensión del gas.(CO2) para
  55. 55. TECNICA DE CARIOTIPO BANDAS GTG
  56. 56. BANDEO G: Bandas transversales claras y oscuras Localización fija, Su nombre se debe a que la tinción se realiza con Giemsa Corresponden a: 1) genes de replicación tardía ricas en AT (oscuras) 2) Genes de replicación temprana ricas en GC (claras)
  57. 57. Criterios de clasificación • Denver 1960 -Tamaño -Posición del centrómero -Presencia o ausencia de satélites • París 1971 -Patrón específico de bandas
  58. 58. Metodología citogenética • Linfocitos de sangre periférica • Médula ósea • Líquido amniótico • Vellosidades coriales • Piel Material Método Directo: Indirecto: cultivo antes del procesamiento Procesamiento
  59. 59. Bandas Q: (Casperson y cols., 1970) Tratamiento con Quinacrina Regiones ricas en AT, cromosoma Y
  60. 60. Bandas G: (Seabright, 1971) Tratamiento con tripsina + Giemsa Regiones ricas en AT (bandas oscuras)
  61. 61. Bandas R: (Dutrillaux y Lejeune, 1971) Patrón reverso al de bandas Q y G Regiones ricas en CG (bandas oscuras)
  62. 62. Par 3 Par 16 Bandas: G R (Reverso)
  63. 63. METODOLOGIA 1000 rpm x 10 min 5 gotas de colchisina 1000 rpm x 10 min
  64. 64. 5 19 13 6 3 1 21 8 22 10 6 14 13 9 2 11 7 5 16 15 16 1 12 y 12 21 20 18 19 9 20 7 3 17 11 X 17 15 22 4 4 8 14 18 2 10
  65. 65. INDICACIONES CLÍNICA • Esta indicado cuando se sospecha o se debe descartar la presencia de una anormalidad cromosómica de estructura y de número. • En todo expresión fenotípica anormal de impresión diagnóstica desconocida. • En toda pareja infértil. • A todo producto de aborto. • A todo tumor.
  66. 66. ABORTO RECURRENTE

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