El documento describe los cromosomas, que son portadores del material genético y determinan las características hereditarias de cada especie. Explica que los cromosomas se pueden ver al microscopio durante la metafase y contienen ADN empaquetado en cromátidas unidas por un centrómero. También describe las partes de los cromosomas como los telómeros, centrómeros y cinetócoros, y explica cómo los cromosomas se organizan en el cariotipo humano.

1. CROMOSOMAS
Mg. Vania Mallqui Brito

2. Generalidades:
 Son portadores de la mayor parte del material genético y
condicionan la organización de la vida y las características
hereditarias de cada especie.
Los experimentos de Mendel pusieron de manifiesto que
muchos de los caracteres del guisante dependen de dos factores,
(genes), de los que cada individuo recibe un ejemplar procedente
del padre y otro de la madre.
Época Mendel, se consiguió ver los cromosomas al microscopio
mediante tinciones especiales, mostrando ciertas propiedades:

3. Todos los individuos de una misma especie tienen el mismo número
de cromosomas
Los cromosomas se duplican durante la división celular, una vez
completada, recuperan el estado original.
Los cromosomas de una célula difieren en tamaño y forma, de cada
tipo se encuentran dos ejemplares, 2N (diploidía)
Durante la formación de células sexuales el número de cromosomas
baja a N.
Existen los cromosomas X e Y que condicionan el sexo.
Cromosomas se observan al microscopio durante la metafase, el
DNA se ha duplicado y la cromatina está muy condensada, formando
las cromátidas (2 hebras de DNA unidas por un solo centrómero).
A partir de las fotografías obtenidas en esta fase, se crea el
cariotipo, agrupando los cromosomas por parejas

4. En ratón existen 20 pares de cromosomas y en la mosca
Drosophila melanogaster 4 pares.
Durante la metafase, las dos hebras del DNA ya duplicado se
encuentran unidas por el centrómero y el cinetócoro.
Centrómero, constituído por DNA, esférico, fija fibras huso
mitótico
Cinetócoro es una proteína.
Telómero, brazos cromosomas ADN empaquetado
Cromátidas, DNA simple o replicada y unidas por
centrómero

5. Según la posición del centrómero:
metacéntrico
submetacéntrico
acrocéntrico (satélite)
telocéntrico (no existe especie humana)

6. El centrómero divide cromosoma en dos brazos:
un brazo corto (brazo q)
brazo largo (brazo p).
Por convención, en los diagramas, el brazo q se coloca en la parte
superior.
Algunas técnicas de tinción hacen que los cromosomas aparezcan con
bandas oscuras y claras que se alternan en cada uno de los brazos
siguiendo un patrón específico y repetible para cada cromosoma.
 La numeración de bandas sigue una convención aceptada por los
genetistas y comienza para cada brazo a partir del centrómero.
Las últimas bandas reciben el sufijo ter (21ter), la posición de cada
uno de los genes puede ser definida “proyecto genoma humano”

7. F
C

8. Partes de un cromosoma mitótico

9. CARIOTIPO HUMANO

10. Cromosomas grandes
Grupo A, (cromosomas 1, 2 y 3), meta y submetacéntricos
Grupo B, (cromosomas 4 y 5), submetacéntricos
Cromosomas medianos
Grupo C, (cromosomas 7, 8, 9, 10, 11, 12 y cromosoma X,
submetacéntricos
Grupo D, (cromosomas 13, 14 y 15) acrocéntricos
Cromosomas pequeños
Grupo E, (cromosomas 16, 17 y 18) submetacéntricos
Grupo F, (cromosomas 19 y 20) metacéntricos
Grupo G, (cromosomas 21 y 22) acrocéntricos
Por acuerdo los cromosomas sexuales X e Y se separan de sus
grupos correspondientes y se ponen juntos aparte al final del
cariotipo.

11. Para identificar anormalidades
CARIOTIPO HUMANO morfológicas y numéricas más
importantes se realiza en centros
genéticos médicos.
El resultado es demostración gráfica
del complemento cromosómico -o
dotación cromosómica- conocida
como cariotipo.
El proceso de división celular se
interrumpe en la metafase, añadiendo
colchicina, droga que evita siguientes
pasos de la mitosis, interfiere con los
microtúbulos del huso.
A partir del cariotipo pueden
detectarse ciertas anormalidades,
como la aparición de un cromosoma o
de un segmento cromosómico
supernumerario.

12. EUCARIOTAS
Existen dos tipos de cromatina que difieren en su grado de
condensación, la heterocromatina y la eucromatina.
Heterocromatina: cromatina densamente empaquetada,
cambia poco el grado de condensación a través del ciclo
celular. Aquí el material genético es transcripcionalmente
inactivo.
Eucromatina: cromatina poco condensada (se encuentra
relativamente dispersa en el núcleo, aquí el material genético
es transcripcionalmente activo. El nivel de condensación de la
eucromatina varía a través del ciclo celular

13. En la interfase las células tienen dos clases de heterocromatina:
*Constitutiva: región de la cromatina que no se expresa. Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA satélite) y puede tener un papel
estructural en el cromosoma. Se localiza en lugares característicos,
por ejemplo, en centrómeros y telómeros.
*Facultativa: toma la forma de cromosomas enteros que son
inactivos en una línea celular, aunque pueden ser expresados en otra.
El cromosoma X de mamíferos, por ejemplo, el cual es enteramente
inactivo en las hembras lo que compensa el que haya dos en la
hembra y uno en el macho. El cromosoma inactivo es perpetuado en
estado heterocromático y el activo forma parte de la eucromatina.

14. Niveles de compactación de la cromatina
1. Nucleosoma
2. Solenoide (filamento 30 nm)
3. Cromosoma metafásico

15. El nucleosoma
Primer nivel de organización de la
cromatina
-Evidencias experimentales como difracción de
rayos X, ME, tratamiento enzimáticos, etc.
Permitieron concluir que existe una entidad que
se repite a lo largo de las fibras de cromatina.
-Nucleosoma formado por dos copias de
histonas H2A, H2B, H3 y H4 las cuales forman
un octámero alrededor del cual se asocian
aproximadamente 200 bp de DNA.
-Función H1 difiere del resto no se encuentra
formando parte del núcleo de histonas, se ubica
en el exterior de la partícula.

16. -Digestión de la cromatina con la nucleasa micrococal, enzima corta
dos hebras de DNA, da lugar a nucleosomas individuales unidos a la
H1, cromatosomas.
-Si cromatosomas se someten nuevamente a digestión parte del
DNA es cortado y se libera la H1, quedando una estructura llamada
núcleo del nucleosoma formado por una cadena de DNA de
aproximadamente 146 bp que rodean al núcleo de histonas.

17. - Se puede dividir el DNA del nucleosoma en dos tipos:
-DNA nuclear (core DNA):
consta 146 bp, relativamente
resistente a la digestión con
nucleasas.
- DNA de enlace (linker DNA):
comprende el resto del DNA,
longitud varía de 8 hasta 114 bp
según el tejido y la especie,
aunque por lo general es de
aproximadamente 55 bp. Es
susceptible a la digestión con
nucleasas.

18. En el ensamblaje del nucleosoma participan otras proteínas que se
unen a las histonas que conforman el octámero:
*Nucleoplasmina (N1) * Topoisomerasa I
*Proteína ácida
La proteína ácida se une H2A y H2B y la N1 se une a H3 e H4.
Actúan como chaperonas moleculares controlando la unión del
DNA a las histonas.
Al ser ácidas reducen la densidad de carga positiva de las histonas
(proteínas básicas) y por tanto la posibilidad de formación de otro
complejo inespecífico que resulte de la afinidad DNA-histonas.
*Topoisomerasa I proporciona al DNA el grado de
superenrrollamiento adecuado.

19. Los nucleosomas pueden ensamblarse in vitro sin tener en cuenta
ninguna secuencia pero in vivo no ocurre así.
Ensamblado el nucleosoma se organizan en la llamada fibra de
10 nm
La fibra de 10 nm es una cadena continua de nucleosomas donde
las caras de los discos están en contacto unas con otras.
Esta estructura es obtenida a baja fuerza iónica y no requiere de la
histona H1.

20. Filamento de 30 nm, segundo nivel de
organización de la cromatina.
Una elevada fuerza iónica e H1, la fibra de 10 nm se puede
enrollar en un solenoide que gira a la izquierda y
contiene seis nucleosomas por vuelta organizados
radialmente, con un paso de rosca de 110 A (diámetro de
nucleosoma), formando fibra de 30 nm. Los nucleosomas
interactúan a través de la molécula H1, la cual estabiliza la
estructura solenoidal.

21. Tercer nivel de organización de la cromatina .
-Cuando en los cromosomas metafásicos desprovistos de histonas, se
observa un esqueleto central de proteínas fibrosas rodeado de un
extenso halo de DNA.
-Se observa DNA forma bucles o lazos que entran y salen del
esqueleto prácticamente por el mismo punto.
-Sugieren que las fibras de cromatina se encuentran dispuestas
radialmente formando fibras de 30 nm.

22. Niveles de
compactación de
la cromatina

23. Modificaciones de las histonas controlan el estado de la
cromatina
Cambios locales en la cromatina que afecten la expresión de un
gen específico, regiones tan largas como un cromosoma completo
pueden estar afectadas.
Los cambios están dados por modificaciones en la cola N-terminal
de las histonas (H3 y H4).
Pueden ser modificadas por introducción de grupos acetilos,
metilos y fosfatos los cuales disminuyen la carga de la proteína.
Cambiar las características del nucleosoma o crear sitios de unión
de proteínas no histonas que provocan un cambio en las propiedades
de la cromatina.
La metilación esta relacionada con la cromatina inactiva y la
acetilación con la cromatina activa sin embargo esta regla no es
general ya que se han encontrado regiones metiladas en la cromatina
activa.

25. Deleciones
Individuo es portador de deleción cuando le falta un
segmento cromosómico.
La deleción en homocigosis suele ser letal para el
individuo portador, si se presenta en heterocigosis, el
efecto será más o menos deletéreo.
En individuos con determinación sexual XX-XY o
XX-X0, las deleciones del cromosoma X son letales en
los machos; en las hembras dependiendo del sistema de
compensación de dosis génica, puede producir algunos
efectos fenotípicos en el individuo heterocigótico.

26. En humanos nacidos vivos, la deleción más frecuente y
estudiada, es la conocida como síndrome de "Grito de gato",
deficiencia del brazo corto del cromosoma 5, que produce un
retraso mental y finalmente la muerte del individuo.
En meiosis la configuración crítica para detectar una deleción es
ver un bivalente heteromorfo, o bien observar una falta de
apareamiento (bucle o lazo en el cromosoma no delecionado) en un
segmento intersticial.
Dada la letalidad y el desequilibrio orgánico y cromosómico que
producen las deleciones, la selección natural tiende a eliminarlas y
por ello la importancia evolutiva de las deleciones es
prácticamente nula.

27. Duplicaciones
Cuando un segmento cromosómico se replica
más de una vez por error en la duplicación del
ADN
Las duplicaciones no suelen ser deletéreas, es una
fuente de nuevo material genético y base para
nuevos cambios evolutivos.
Muchas de las familias génicas con un origen
evolutivo común, o las familias multigénicas
pueden tener su origen en las duplicaciones.
Si el segmento afectado es de gran tamaño, se
puede detectar en meiosis con los mismos criterios
que en las deleciones (bivalente heteromorfo o
zona intersticial desapareada en el cromosoma con
la duplicación).

28. Las duplicaciones no suelen tener una manifestación fenotípica
observable, solo análisis citogenéticos y moleculares.
Mutación Bar en Drosophila melanogaster, los mutantes poseen ojos
con menos facetas y forma más estrecha que los normales.
La importancia evolutiva, los individuos portadores tienen dos
copias de un mismo gen.
En un individuo normal una mutación de ese gen puede tener efectos
deletéreos, pero si hay dos copias y se produce una mutación en una
de ellas, individuos podrá seguir manifestando un fenotipo
"aparentemente normal" y la selección natural no actuaría en su
contra. Mediante este proceso se pueden ir originando nuevas copias
de un mismo gen y producirse variantes y alternativas no alélicas a
una secuencia de ADN.
Este es origen de las familias multigénicas (Histonas, rRNAs, etc.) y
de las familias génicas con un origen evolutivo común (Ej,
haptoglobinas).

29. Translocaciones
Son la transferencia de un fragmento de cromosoma a otro
cromosoma no homólogo. Muy frecuentemente, las translocaciones
son recíprocas (imterambio mutuo, pasando un fragmento del
cromosoma A al B y viceversa).
p.e. linfoma de Burkitt, un oncogen
denominado myc-c que se encuentra
el crosoma 8 pasa al cromosoma 14
quedando bajo la influencia de una
zona de este cromosoma que regula la
expresión de las cadenas pesadas de
los anticuerpos. El resultado final es
una expresión incrementada del myc-
c y el paso de la célula a la
malignidad

30. Inversión
Consiste dos roturas en un cromosoma. El área entre las roturas se
invierte gira, y se reinserta, las roturas quedan unidas al resto del
cromosoma.
Si el área invertida incluye el centrómero se llama inversión
pericéntrica. Si no, se llama inversión paracéntrica.

31. -Cuando un padre tiene una inversión hay un incremento del
riesgo para la descendencia con una incorrecta cantidad de
material genético.
-Esto puede conducir a tener niños con defectos de
nacimiento y/o anormal desarrollo o un incremento del riesgo
de aborto.
-El posible resultado de un embarazo para un individuo con
una inversión es bastante complicado y depende de lo grande
que sea la inversión, dónde esté, y qué tipo de inversión está
presente, parecéntrica o pericentrica.