Anatomía-Léxico

Cromosomas

Definición: ¿qué son los cromosomas?

La estructura genética de una célula se almacena en forma de ADN (ácido desoxirribonucleico) y sus bases (adenina, timina, guanina y citosina). En todas las células eucariotas (animales, plantas, hongos) está presente en el núcleo celular en forma de cromosomas. Un cromosoma consta de una única molécula de ADN coherente, que está vinculada a determinadas proteínas.

El nombre cromosoma se deriva del griego y se puede traducir aproximadamente como "cuerpo de color". Este nombre proviene del hecho de que muy temprano en la historia de la citología (1888), los científicos lograron teñirlos usando tintes básicos especiales e identificarlos en un microscopio óptico. Sin embargo, solo son realmente visibles en un cierto punto del ciclo celular, la mitosis (en las células germinales, meiosis), cuando el cromosoma es particularmente denso (condensado).

¿Cómo se construyen los cromosomas?

Si toda la doble hélice de ADN de una célula, es decir, alrededor de 3,4 x 109 pares de bases, estuviera unida, esto daría como resultado una longitud de más de un metro. La longitud total de todos los cromosomas añadidos es de sólo 115 µm. Esta diferencia de longitud se explica por la estructura muy compacta de los cromosomas, en la que el ADN se enrolla o hace girar en espiral varias veces de una manera muy específica.

Las histonas, una forma especial de proteínas, juegan un papel importante en esto. Hay un total de 5 histonas diferentes: H1, H2A, H2B, H3 y H4. Dos de las últimas cuatro histonas se combinan para formar una estructura cilíndrica, el octamer, alrededor de la cual la doble hélice se enrolla aproximadamente dos veces (= superhélice). H1 se adhiere a esta estructura para estabilizarla.

Este complejo de ADN, octamer y H1 se llama nucleosoma. Varios de estos nucleosomas son ahora "como un collar de perlas" a intervalos relativamente cortos (10-60 pares de bases) uno detrás del otro. Las secciones entre los cromosomas se denominan ADN espaciador. Los nucleosomas individuales ahora entran en contacto nuevamente a través de H1, lo que crea una espiral adicional y, por lo tanto, también una compresión.

La hebra resultante, a su vez, está en bucles que son estabilizados por una columna vertebral hecha de proteínas ácidas no histonas, también conocidas como hertones. Estos bucles están a su vez presentes en espirales estabilizados por proteínas, lo que da como resultado la última etapa de compresión. Sin embargo, este alto grado de compresión solo ocurre en el contexto de la división celular durante la mitosis.

En esta fase también se puede apreciar la forma característica de los cromosomas, que está compuesta por dos cromátidas. El lugar donde están conectados se llama centrómero. Divide cada cromosoma en metafase en dos brazos cortos y dos largos, también llamados brazos pyq.
Si el centrómero se encuentra aproximadamente en el medio del cromosoma, se denomina cromosoma metacéntrico, si se encuentra completamente en uno de los extremos de un cromosoma acrocéntrico. Los que están en el medio se denominan cromosomas submetacéntricos. Estas diferencias, que ya se pueden ver con el microscopio óptico, junto con la longitud, permiten una clasificación inicial de los cromosomas.

¿Qué son los telómeros?

Los telómeros son los extremos de los cromosomas con secuencias repetidas (TTAGGG). Estos no contienen ninguna información relevante, sino que sirven para evitar la pérdida de secciones de ADN más relevantes. Con cada división celular, parte del cromosoma se pierde a través del mecanismo de replicación del ADN.

Entonces, los telómeros son, en cierto sentido, un amortiguador que retrasa el punto en el que la célula pierde información importante al dividirse. Si los telómeros de una célula tienen menos de 4.000 pares de bases de longitud, se inicia la muerte celular programada (apoptosis). Esto evita la propagación de material genético defectuoso en el organismo. Algunas células tienen telomerasas, es decir, enzimas que pueden volver a alargar los telómeros.

Además de las células madre, de las que surgen todas las demás células, estas son células germinales y ciertas células del sistema inmunológico. Además, las telomerasas también se encuentran en las células cancerosas, por lo que se habla de inmortalización de una célula en este contexto.

Lea todo sobre el tema aquí.: Telómeros - Anatomía, función y enfermedades

¿Qué es la cromatina?

La cromatina se refiere a todo el contenido de un núcleo celular que se puede teñir con una base. Por lo tanto, además del ADN, el término también incluye ciertas proteínas, por ejemplo, histonas y hertonos (ver estructura), así como ciertos fragmentos de ARN (hn y snRNA).

Dependiendo de la fase del ciclo celular o dependiendo de la actividad genética, este material está disponible en diferentes densidades. La forma más densa se llama heterocromatina. Por tanto, para facilitar su comprensión, se podría considerarlo como una “forma de almacenamiento” y aquí de nuevo diferenciar entre heterocromatina constitutiva y facultativa.

La heterocromatina constitutiva es la forma más densa, que está presente en todas las fases del ciclo celular en su nivel más alto de condensación. Constituye aproximadamente el 6,5% del genoma humano y se encuentra principalmente cerca de los centrómeros y los extremos de los brazos de los cromosomas (telómeros) en una pequeña medida, pero también en otros lugares (principalmente los cromosomas 1, 9, 16, 19 e Y). . Además, la mayor parte de la heterocromatina constitutiva se encuentra cerca de la membrana nuclear, es decir, en los bordes del núcleo celular. El espacio en el medio está reservado para la cromatina activa, la eucromatina.

La heterocromatina facultativa es un poco menos densa y puede activarse y desactivarse según sea necesario o dependiendo de la etapa de desarrollo. Un buen ejemplo de esto es el segundo cromosoma X en cariotipos femeninos. Dado que un cromosoma X es básicamente suficiente para que la célula sobreviva, como en última instancia es suficiente para los hombres, uno de los dos se desactiva en la fase embrionaria. el cromosoma X desactivado se conoce como cuerpo de Barr.

Solo durante la división celular, en el contexto de la mitosis, se condensa por completo, por lo que alcanza su máxima compresión en la metafase. Sin embargo, dado que los diferentes genes se leen de manera diferente a menudo (después de todo, no todas las proteínas se requieren en la misma cantidad en todo momento) también se hace aquí una distinción entre eucromatina activa e inactiva.

Lea más sobre esto en: Cromatina

Cromosomas haploides

Haploide (del griego haploos = único) significa que todos los cromosomas de una célula están presentes individualmente, es decir, no en pares (diploides) como suele ser el caso. Este es el estado natural de todos los óvulos y espermatozoides, en el que las dos cromátidas idénticas no se separan inicialmente en el curso de la primera meiosis, sino que todos los pares de cromosomas se separan primero.

Como resultado, después de la primera meiosis, las células hijas en los seres humanos solo tienen 23 en lugar de los 46 cromosomas habituales, lo que corresponde a la mitad del conjunto de cromosomas haploides. Dado que estas células hijas todavía tienen una copia idéntica de cada cromosoma que consta de 2 cromosomas, se requiere la segunda meiosis, en la que las dos cromátidas están separadas entre sí.

Cromosomas politeno

Un cromosoma politeno es un cromosoma formado por una gran cantidad de cromátidas genéticamente idénticas. Dado que estos cromosomas son fáciles de ver incluso con un aumento menor, a veces se les llama cromosomas gigantes. El requisito previo para esto es la endorreplicación, en la que los cromosomas dentro del núcleo celular se multiplican varias veces sin que se produzca la división celular.

¿Cuáles son las funciones de los cromosomas?

El cromosoma como unidad organizativa de nuestro genoma sirve principalmente para garantizar que el genoma duplicado se distribuya uniformemente entre las células hijas durante la división celular. Para hacer esto, vale la pena observar más de cerca los mecanismos de división celular o el ciclo celular:

La célula pasa la mayor parte del ciclo celular en la interfase, lo que significa todo el período de tiempo en el que la célula no está a punto de dividirse inmediatamente. Este a su vez se divide en fases G1, S y G2.

La fase G1 (G como en la brecha, es decir, la brecha) sigue inmediatamente a la división celular. Aquí la célula vuelve a aumentar de tamaño y realiza funciones metabólicas generales.

Desde aquí también puede cambiar a la fase G0. Esto significa que pasa a una etapa que ya no es capaz de dividirse y, en casos normales, también cambia mucho para cumplir una función muy específica (diferenciación celular). Para cumplir con estas tareas se leen con más intensidad genes muy específicos, otros menos o nada.

Si no se necesita un segmento de ADN durante mucho tiempo, a menudo se encuentra en las partes de los cromosomas que han estado densamente empaquetadas durante mucho tiempo (ver cromatina). Por un lado, esto tiene la finalidad de ahorrar espacio, pero además de los otros mecanismos de regulación génica, también es una protección adicional contra la lectura accidental. Sin embargo, también se ha observado que, en condiciones muy específicas, las células diferenciadas de la fase G0 pueden reingresar al ciclo.

A la fase G1 le sigue la fase S, es decir, la fase en la que se sintetiza nuevo ADN (replicación del ADN). Aquí, todo el ADN debe estar en su forma más suelta, es decir, todos los cromosomas están completamente desenrollados (ver estructura).

Al final de la fase de síntesis, todo el material genético está presente por duplicado en la célula. Dado que la copia todavía está unida al cromosoma original a través del centrómero (ver estructura), no se habla de una duplicación de los cromosomas.

Cada cromosoma ahora consta de dos cromátidas en lugar de una, por lo que más tarde puede tomar la característica forma de X durante la mitosis (estrictamente hablando, la forma de X solo se aplica a los cromosomas metacéntricos). En la siguiente fase G2, tiene lugar la preparación inmediata para la división celular. Esto también incluye una verificación detallada de errores de replicación y roturas de hebras, que se pueden reparar si es necesario.

Básicamente, existen dos tipos de división celular: mitosis y meiosis. Con la excepción de las células germinales, todas las células de un organismo surgen a través de la mitosis, cuya única tarea es la formación de dos células hijas genéticamente idénticas.
La meiosis, por otro lado, tiene el propósito de generar células genéticamente diferentes:
En un primer paso, se dividen los cromosomas correspondientes (homólogos) pero no idénticos. Solo en el siguiente paso se separan los cromosomas, que constan de dos cromátidas idénticas, y se vuelven a distribuir en dos células hijas cada una, de modo que al final, de una célula precursora surgen cuatro células germinales con material genético diferente.

La forma y estructura de los cromosomas son esenciales para ambos mecanismos: "hilos de proteínas" especiales, el llamado aparato del huso, se adhieren a los cromosomas altamente condensados y tiran de los cromosomas en un proceso finamente regulado desde el plano medio (plano ecuatorial) a los polos opuestos de la celda alrededor de uno para garantizar una distribución uniforme. Incluso pequeños cambios en la microestructura de los cromosomas pueden tener aquí graves consecuencias.

En todos los mamíferos, la proporción de cromosomas sexuales X e Y también determina el sexo de la descendencia. Básicamente, todo depende de si el espermatozoide que se une al óvulo tiene un cromosoma X o Y. Dado que ambas formas de esperma siempre se producen exactamente en la misma medida, la probabilidad siempre está equilibrada para ambos sexos. Este sistema aleatorio garantiza una distribución de género más uniforme que la que sería, por ejemplo, con factores ambientales como la temperatura.

Descubra más sobre el tema: División del núcleo celular

¿Cómo se transmite la estructura genética a través de los cromosomas?

Hoy sabemos que los rasgos se heredan a través de genes que se almacenan en las células en forma de ADN. Estos a su vez se dividen en 46 cromosomas, en los que se distribuyen los 25.000-30000 genes humanos.

Además de la propiedad en sí, que se llama fenotipo, también existe el equivalente genético, que se llama genotipo. El lugar donde se encuentra un gen en un cromosoma se llama locus. Dado que los seres humanos tienen el doble de cada cromosoma, cada gen también ocurre dos veces. La única excepción a esto son los genes del cromosoma X en los hombres, ya que el cromosoma Y solo lleva una fracción de la información genética que se encuentra en el cromosoma X.

Los diferentes genes que se encuentran en el mismo locus se denominan alelos. A menudo, hay más de dos alelos diferentes en un locus. Entonces se habla de polimorfismo. Dicho alelo puede ser simplemente una variante inofensiva (variante normal), pero también mutaciones patológicas que pueden ser el desencadenante de una enfermedad hereditaria.

Si la mutación de un solo gen es suficiente para cambiar el fenotipo, se habla de herencia monogénica o mendeliana. Sin embargo, muchos de los rasgos heredables se heredan a través de varios genes que interactúan y, por lo tanto, son mucho más difíciles de estudiar.

Dado que la madre y el padre transmiten cada uno uno de sus dos genes al niño en una herencia mendeliana, siempre hay cuatro combinaciones posibles en la próxima generación, por lo que estas también pueden ser iguales en relación con una propiedad. Si ambos alelos de un individuo tienen el mismo efecto sobre el fenotipo, el individuo es homocigoto en relación con esta característica y la característica se expresa de manera correspondiente en su totalidad.

Los heterocigotos tienen dos alelos diferentes que pueden interactuar entre sí de diferentes maneras: si un alelo es dominante sobre otro, suprime por completo su expresión y el rasgo dominante se vuelve visible en el fenotipo. El alelo suprimido se llama recesivo.

En el caso de una herencia codominante, ambos alelos pueden expresarse sin verse afectados entre sí, mientras que en el caso de una herencia intermedia existe una mezcla de ambas características. Un buen ejemplo de esto es el sistema de grupos sanguíneos AB0, en el que A y B son codominantes entre sí, pero 0 son dominantes entre sí.

¿Cuál es el conjunto normal de cromosomas en los seres humanos?

Las células humanas tienen 22 pares de cromosomas (autosomas) independientes del sexo y dos cromosomas sexuales (gonosomas), por lo que un total de 46 cromosomas forman un conjunto de cromosomas.

Los autosomas generalmente vienen en pares. Los cromosomas de un par son similares en forma y secuencia de genes y, por lo tanto, se denominan homólogos. Los dos cromosomas X en las mujeres también son homólogos, mientras que los hombres tienen un cromosoma X e Y. Estos se diferencian en la forma y el número de genes presentes de tal manera que ya no se puede hablar de homología.

Las células germinales, es decir, los óvulos y los espermatozoides, tienen solo la mitad del conjunto de cromosomas debido a la meiosis, es decir, 22 autosomas individuales y un gonosoma cada uno. Dado que las células germinales se fusionan durante la fertilización y, a veces, intercambian segmentos enteros (cruzamiento), se crea una nueva combinación de cromosomas (recombinación). Todos los cromosomas juntos se denominan cariotipo, que con algunas excepciones (ver aberraciones cromosómicas) es idéntico en todos los individuos del mismo sexo.

Aquí puedes conocer todo sobre el tema.: Mitosis - ¡Simplemente explicado!

¿Por qué siempre hay pares de cromosomas?

Básicamente, esta pregunta se puede responder con una oración: porque se ha demostrado que es beneficioso.La presencia de pares de cromosomas y el principio de recombinación son esenciales para la herencia en términos de reproducción sexual. De esta manera, un individuo completamente nuevo puede surgir del material genético de dos individuos por casualidad.

Este sistema aumenta enormemente la variedad de propiedades dentro de una especie y asegura que pueda adaptarse a las condiciones ambientales cambiantes de manera mucho más rápida y flexible de lo que solo sería posible mediante la mutación y la selección.

El doble juego de cromosomas también tiene un efecto protector: si una mutación de un gen provoca una falla en la función, todavía hay una especie de "copia de seguridad" en el segundo cromosoma. Esto no siempre es suficiente para que el organismo compense el mal funcionamiento, especialmente si el alelo mutado es dominante, pero aumenta la probabilidad de que ocurra. Además, de esta manera, la mutación no se transmite automáticamente a toda la descendencia, lo que a su vez protege a la especie de mutaciones excesivamente radicales.

¿Qué es una mutación cromosómica?

Los defectos genéticos pueden deberse a radiaciones ionizantes (p. Ej., Rayos X), sustancias químicas (p. Ej., Benzopireno en el humo del cigarrillo), determinados virus (p. Ej., Virus HP) o, con poca probabilidad, también pueden surgir por pura casualidad. A menudo hay varios factores involucrados en su desarrollo. En principio, tales cambios pueden ocurrir en todos los tejidos del cuerpo, pero por razones prácticas, el análisis generalmente se limita a linfocitos (un tipo especial de célula inmunitaria), fibroblastos (células del tejido conectivo) y células de la médula ósea.

Una mutación cromosómica es un cambio estructural importante en los cromosomas individuales. La ausencia o adición de cromosomas completos, por otro lado, sería una mutación del genoma o ploidía, mientras que el término mutación genética se refiere a cambios comparativamente pequeños dentro de un gen. El término aberración cromosómica (del latín aberrare = desviarse) es algo más amplio e incluye todos los cambios que se pueden detectar con el microscopio óptico.

Las mutaciones pueden tener efectos muy diferentes:

Las mutaciones silenciosas, es decir, mutaciones en las que el cambio no tiene ningún efecto sobre el individuo o su descendencia, son bastante atípicas para las aberraciones cromosómicas y se encuentran más a menudo en el área de mutaciones genéticas o puntuales.
Se habla de una mutación con pérdida de función cuando la mutación da como resultado una proteína mal plegada y, por lo tanto, sin función o ninguna proteína en absoluto.
Las denominadas mutaciones de ganancia de función cambian el tipo de efecto o la cantidad de proteínas producidas de tal manera que surgen efectos completamente nuevos. Por un lado, se trata de un mecanismo crucial para la evolución y, por tanto, para la supervivencia de una especie o el surgimiento de nuevas especies, pero por otro lado, como en el caso del cromosoma Filadelfia, también puede hacer una contribución decisiva a la el desarrollo de células cancerosas.

Las más conocidas de las diferentes formas de aberraciones cromosómicas son probablemente las aberraciones numéricas, en las que los cromosomas individuales solo están presentes una vez (monosomía) o incluso tres veces (trisomía).

Si esto solo se aplica a un solo cromosoma, se denomina aneuploidía y todo el conjunto de cromosomas se ve afectado por la poliploidía (tri- y tetraploidía). En la mayoría de los casos, esta mala distribución surge en el curso del desarrollo de las células germinales a través de la no separación (no disyunción) de los cromosomas durante la división celular (meiosis). Esto conduce a una distribución desigual de los cromosomas en las células hijas y, por lo tanto, a una aberración numérica en el niño.

Las monosomías de cromosomas no sexuales (= autosomas) son incompatibles con la vida y, por lo tanto, no ocurren en niños vivos. Con la excepción de las trisomías 13, 18 y 21, las trisomías autosómicas casi siempre conducen a abortos espontáneos.

En cualquier caso, a diferencia de las aberraciones de los cromosomas sexuales, que también pueden pasar desapercibidas, siempre hay síntomas clínicos graves y, por regla general, anomalías externas más o menos pronunciadas (dismorfismos).

Esta mala distribución también puede ocurrir más adelante en la vida con la división de células mitóticas (todas las células excepto las germinales). Dado que hay células inalteradas además de las células afectadas, se habla de un mosaico somático. Con somático (griego soma = cuerpo) se entienden todas las células que no son células germinales. Dado que solo una pequeña parte de las células del cuerpo se ve afectada, los síntomas suelen ser mucho más leves. Por lo tanto, los tipos de mosaicos a menudo pasan desapercibidos durante mucho tiempo.

Aquí puedes conocer todo sobre el tema.: Mutación cromosómica

¿Qué es la aberración cromosómica?

La aberración cromosómica estructural corresponde básicamente a la definición de mutación cromosómica (ver arriba). Si la cantidad de material genético permanece igual y simplemente se distribuye de manera diferente, se habla de una aberración equilibrada.

Esto a menudo se realiza mediante translocación, es decir, la transferencia de un segmento cromosómico a otro cromosoma. Si se trata de un intercambio entre dos cromosomas, se habla de translocación recíproca. Dado que solo se requiere alrededor del 2% del genoma para producir proteínas, la probabilidad de que dicho gen se encuentre en el punto de ruptura y, por lo tanto, pierda su función o se vea afectado en ella, es muy baja. Por lo tanto, una aberración tan equilibrada a menudo pasa desapercibida y se transmite a lo largo de varias generaciones.

Sin embargo, esto puede conducir a una mala distribución de los cromosomas durante el desarrollo de las células germinales, lo que puede provocar infertilidad, abortos espontáneos o descendencia con una aberración desequilibrada.

Una aberración desequilibrada también puede ocurrir de forma espontánea, es decir, sin antecedentes familiares. La probabilidad de que un niño nazca vivo con una aberración desequilibrada depende en gran medida de los cromosomas afectados y varía entre 0 y 60%. Esto conduce a la pérdida (= deleción) o duplicación (= duplicación) de un segmento cromosómico. En este contexto, también se habla de mono y trisomías parciales.

En algunos casos, estos ocurren juntos en dos regiones diferentes, siendo la monosomía parcial generalmente más decisiva para la aparición de síntomas clínicos. Estos son ejemplos destacados de una eliminación Síndrome del grito de gato y síndrome de Wolf-Hirschhorn.

Se habla de microdeleción cuando el cambio ya no se puede determinar con el microscopio óptico, es decir, cuando se trata de la pérdida de uno o varios genes. Este fenómeno se considera la causa del síndrome de Prader-Willi y del síndrome de Angelman y está estrechamente relacionado con el desarrollo de retionoblastoma.

La translocación de Robertson es un caso especial:
Dos cromosomas acrocéntricos (13, 14, 15, 21, 22) se unen en su centrómero y forman un solo cromosoma después de que se han perdido los brazos cortos (ver estructura). Aunque esto da como resultado un número reducido de cromosomas, esto se conoce como una aberración equilibrada, ya que la pérdida de los brazos cortos en estos cromosomas se puede compensar fácilmente. Aquí, también, los efectos a menudo solo se notan en las generaciones posteriores, ya que existe una probabilidad muy alta de abortos espontáneos o de niños vivos con trisomía.

Si hay dos roturas dentro de un cromosoma, puede suceder que el segmento intermedio se gire 180 ° y se incorpore al cromosoma. Este proceso, conocido como inversión, solo se desequilibra si el punto de ruptura se encuentra dentro de un gen activo (2% del material genético total). Dependiendo de si el centrómero está dentro o fuera del segmento invertido, es una inversión peri o paracéntrica. Estos cambios también pueden contribuir a la distribución desigual del material genético en las células germinales.

En la inversión paracéntrica, en la que el centrómero no está en el segmento invertido, también pueden aparecer células germinales con dos o ningún centrómero. Como resultado, el cromosoma correspondiente se pierde durante las primeras divisiones celulares, lo que casi con certeza conduce a un aborto espontáneo.

La inserción es la instalación de un fragmento de cromosoma en otro lugar. Aquí, también, la descendencia se ve afectada principalmente de manera similar. En particular, puede aparecer un cromosoma en anillo después de la deleción de las piezas terminales. El tipo y tamaño de las secuencias son determinantes para la gravedad de los síntomas. Además, esto puede conducir a distribuciones incorrectas y, por lo tanto, a tipos de mosaico dentro de las células del cuerpo.

Si el cromosoma en metafase se separa incorrectamente durante la división celular, pueden producirse isocromosomas. Estos son dos cromosomas exactamente iguales que constan solo de brazos largos o cortos. En el caso del cromosoma X, este puede manifestarse como un síndrome de Ulrich-Turner (monosomía X).

Lea más información sobre este tema: Aberración cromosómica

Trisomía 21

La trisomía 21, más conocida como síndrome de Down, es probablemente la aberración cromosómica numérica más común entre los nacidos vivos, y los varones se ven afectados un poco más a menudo (1.3: 1).

La probabilidad de que ocurra la trisomía 21 depende de varios factores demográficos, como la edad promedio de nacimiento de las madres, y varía ligeramente de una región a otra.

El 95% de la trisomía 21 surge como resultado de un error de división en el contexto de la meiosis (división de células germinales), es decir, no disyunción, es decir, la falta de separación de las cromátidas hermanas.

Estas se conocen como trisomías libres y surgen un 90% en el genoma materno, un 5% en el paterno y otro 5% en el genoma embrionario.

Otro 3% se debe a translocaciones desequilibradas en el cromosoma 14 o en el 21; 21 translocación, creando un cromosoma 21 normal y uno doble. El 2% restante son tipos de mosaico en los que la trisomía no surgió en las células germinales y, por tanto, no afecta a todas las células del cuerpo. Los tipos de mosaicos suelen ser tan suaves que pueden permanecer completamente desapercibidos durante mucho tiempo.

En cualquier caso, debe realizarse un examen cromosómico para distinguir la trisomía libre sintomáticamente idéntica de la trisomía por translocación posiblemente heredada. A continuación, puede seguir una historia familiar de las generaciones anteriores.

¿Estas interesado en este tema? Lea el siguiente artículo sobre esto: Trisomía 21

Trisomía 13

La trisomía 13 o síndrome de Patau tiene una frecuencia de 1: 5000 y es mucho más raro que el síndrome de Down. Las causas (trisomías libres, translocaciones y tipos de mosaico) y su distribución porcentual son en gran parte idénticas.

En teoría, casi todos los casos podrían diagnosticarse prenatalmente mediante una ecografía o la prueba PAPP-A. Dado que la prueba PAPP-A no es necesariamente parte de los exámenes de rutina, alrededor del 80% de los casos en Europa Central se diagnostican antes del nacimiento.

En la ecografía ya se pueden ver residuos de crecimiento, labio leporino y paladar hendido bilateral y ojos inusualmente pequeños (microftalmia). Además, suelen estar presentes malformaciones del prosencéfalo y de la cara de diversos grados de gravedad (holoprosencefalia).

Mientras que en la forma lobular los hemisferios cerebrales están casi completamente separados y se crean los ventrículos laterales, en la forma semilobar a menudo solo se separa la parte posterior del cerebro y faltan los ventrículos laterales. En la forma más severa, la forma alobar, no hay separación de los hemisferios cerebrales.

Los bebés con forma semi o alobar generalmente mueren inmediatamente después del nacimiento. Después de un mes, la tasa de mortalidad ronda el 50% de los nacidos vivos. Hasta los 5 años, la tasa de mortalidad por trisomía 13 aumenta al 90%. Debido a las malformaciones en el cerebro, en la mayoría de los casos las personas enfermas permanecen postradas en cama de por vida y no pueden hablar, por lo que dependen de un cuidado completo. Además, también puede haber manifestaciones físicas de gran alcance de Trismoie 13.

Lea más sobre el tema en: Trisomía 13 en el feto

Trisomía 16

Básicamente, la trisomía 16 es la trisomía más común (alrededor del 32% de todas las trisomías), pero los niños vivos con trisomía 16 son muy raros. En general, los nacimientos vivos solo ocurren en trisomías parciales o tipos de mosaico. Sin embargo, entre las trisomías, es la responsable más frecuente de mortinatos: 32 de cada 100 abortos espontáneos debidos a aberraciones cromosómicas se remontan a esta forma de trisomía.

Por lo tanto, se han documentado características identificables principalmente prenatales, es decir, prenatales. Aquí se destacan varios defectos cardíacos, crecimiento lento, una sola arteria umbilical (de lo contrario doble) y una mayor transparencia del cuello, que se explica por la acumulación de líquido debido al sistema linfático aún no completamente desarrollado y al aumento de la elasticidad de la piel en esta área. Además, la hernia umbilical fisiológica, es decir, el desplazamiento temporal de una gran parte del intestino a través del ombligo hacia el exterior, a menudo no retrocede adecuadamente, lo que se conoce como onfalocele o rotura del cordón umbilical.

Una contractura en flexión con los dedos cruzados a menudo también se puede detectar en una ecografía. En los pocos nacidos vivos, se nota hipotensión muscular generalizada, es decir, debilidad muscular generalizada. Esto conduce a la debilidad por beber y puede garantizar que el bebé deba ser alimentado artificialmente. El surco de cuatro dedos que es tan característico de las trisomías también ocurre a menudo. Aquí, también, la frecuencia de aparición de la trisomía está directamente relacionada con la edad de la madre.

Trisomía 18

El síndrome de Edwards, es decir, la trisomía 18, ocurre con una frecuencia de 1: 3000. Con los diagnósticos prenatales es lo mismo que con el síndrome de Patau: también aquí, los mismos exámenes permitirían encontrar a todas las pacientes por completo antes del nacimiento. Las causas y su distribución se pueden comparar con otras trisomías (ver trisomía 21).

Además, se producen trisomías parciales en la trisomía 18, que, al igual que los tipos de mosaico, conducen a cursos clínicos mucho más leves. Los dismorfismos asociados también son extremadamente característicos del síndrome de Edwards: al nacer, los pacientes tienen un peso corporal muy reducido de 2 kg (normal: 2,8-4,2 kg), una frente ancha que retrocede, una mitad inferior de la cara generalmente subdesarrollada con una boca pequeña apertura, hendiduras estrechas en los párpados y orejas giradas hacia atrás que cambian de forma (oreja de fauno). La parte posterior de la cabeza, que está excepcionalmente desarrollada para un recién nacido, también se nota. Las costillas son inusualmente estrechas y frágiles. Los recién nacidos también tienen una tensión (tono) permanente de toda la musculatura, que, sin embargo, retrocede en los supervivientes después de las primeras semanas.

Otro rasgo característico es el cruce del segundo y quinto dedo sobre el tercero y cuarto con el número total de dedos martillados, mientras que los pies son inusualmente largos (transcurridos), tienen un talón particularmente pronunciado, uñas atrofiadas y un dedo gordo retraído. .

Las malformaciones orgánicas graves son comunes y generalmente ocurren en combinación: defectos cardíacos y renales, mal plegamiento (malrotación) del intestino, adherencias del peritoneo (mesenterio común), una oclusión del esófago (atresia esofágica) y muchos más.

Debido a estas malformaciones, la tasa de mortalidad es de alrededor del 50% dentro de los primeros 4 días, solo alrededor del 5-10% vive más de un año. La supervivencia hasta la edad adulta es la excepción absoluta, en cualquier caso, una discapacidad intelectual es muy pronunciada y no puede hablar, está postrado en cama e incontinente, por lo que depende completamente de la ayuda externa.

Para obtener información más detallada sobre la trisomía 18, lea también nuestro artículo detallado sobre el tema:

Trisomía 18 (Síndrome de Edwards)
Trisomía 18 en el feto

Trisomía X

La trisomía X es la forma más discreta de aberración cromosómica numérica, la apariencia de los afectados, que lógicamente son todas mujeres, no difiere mucho de otras mujeres. Algunas se destacan porque son particularmente altas y tienen rasgos faciales algo “regordetes”. El desarrollo mental también puede ser en gran parte normal, desde el límite de lo normal hasta una discapacidad mental leve.

Sin embargo, este déficit de inteligencia es algo más grave que con las otras trisomías de los cromosomas sexuales (XXY y XYY). Con una frecuencia de 1: 1000 en realidad no es tan raro, pero dado que la trisomía generalmente no se asocia con síntomas clínicamente significativos, la mayoría de las mujeres con la enfermedad probablemente nunca serán diagnosticadas durante toda su vida.

Los portadores se descubren principalmente por casualidad durante un chequeo familiar o durante el diagnóstico prenatal.La fertilidad puede reducirse ligeramente y la tasa de aberraciones de los cromosomas sexuales en la próxima generación puede aumentar ligeramente, por lo que se recomienda el asesoramiento genético si desea tener hijos.

Al igual que con las otras trisomías, la trisomía X se desarrolla con mayor frecuencia como una trisomía libre, es decir, debido a una falta de división (no disyunción) de las cromátidas hermanas. Aquí también suele surgir durante la maduración de los óvulos maternos, aunque la probabilidad aumenta con la edad.

Síndrome X frágil

El síndrome de X frágil o síndrome de Martin Bell se prefiere en los hombres, ya que solo tienen un cromosoma X y, por lo tanto, se ven más afectados por el cambio.

Ocurre con una frecuencia de 1: 1250 entre los varones nacidos vivos en un año, lo que la convierte en la forma más común de retraso mental inespecífico, es decir, todas las discapacidades mentales que no pueden describirse mediante un síndrome especial con signos típicos.

El síndrome de X frágil generalmente puede ocurrir en niñas de una forma algo más débil, lo que se debe a la inactivación accidental de uno de los cromosomas X. Cuanto mayor sea la proporción del cromosoma X sano desconectado, más fuertes serán los síntomas.

La mayoría de las veces, sin embargo, las mujeres son portadoras de la premutación, que aún no produce ningún síntoma clínico, pero aumenta enormemente la probabilidad de una mutación completa en sus hijos. En casos muy raros, los hombres también pueden ser portadores de la premutación, que luego solo pueden transmitir a sus hijas que, sin embargo, suelen estar clínicamente sanas (paradoja de Sherman).

El síndrome se desencadena por un número extremadamente elevado de tripletes CGG (una determinada secuencia de bases) en el gen FMR (retraso mental del sitio frágil); en lugar de 10-50 copias, la premutación 50-200, cuando está completamente desarrollada 200- 2000 copias.

Bajo el microscopio óptico, esto parece una rotura en el brazo largo, que es lo que le dio su nombre al síndrome. Esto conduce a la desactivación del gen afectado, que a su vez provoca los síntomas.

Las personas afectadas muestran un desarrollo lento del habla y el movimiento y pueden presentar problemas de comportamiento que pueden ir en dirección a la hiperactividad, pero también al autismo. Las anomalías puramente externas (signos de dismorfismo) son una cara alargada con un mentón prominente y orejas salientes. Con la pubertad, los testículos a menudo se agrandan mucho (macroorquidia) y los rasgos faciales se vuelven más toscos. Existe una ligera acumulación de anomalías psicológicas y una menopausia particularmente precoz entre las mujeres portadoras de la premutación.

¿Qué es un análisis de cromosomas?

El análisis cromosómico es un proceso en citogenética con el que se pueden detectar aberraciones cromosómicas numéricas o estructurales.

Este análisis se utilizaría, por ejemplo, si se sospecha inmediatamente un síndrome cromosómico, es decir, en el caso de malformaciones (dismorfismos) o discapacidad intelectual (retraso), pero también en el caso de infertilidad, abortos espontáneos regulares (abortos) y también con ciertos cánceres (por ejemplo, linfomas o leucemia).

Esto generalmente requiere linfocitos, un tipo especial de célula inmunitaria que se obtiene de la sangre del paciente. Dado que de esta manera sólo se puede obtener una cantidad comparativamente pequeña, las células se estimulan para dividirse con fitohemaglutinina y los linfocitos se pueden cultivar en el laboratorio.

En algunos casos, se toman muestras (biopsias) de la piel o de la médula espinal, con un procedimiento similar. El objetivo es obtener la mayor cantidad posible de material de ADN que actualmente se encuentra en medio de la división celular. En la metafase, todos los cromosomas están ordenados en un nivel aproximadamente en el medio de la célula, para ser atraídos hacia los lados opuestos (polos) de la célula en el siguiente paso, la anafase.

En este momento, los cromosomas están particularmente empaquetados (muy condensados). Se añade el veneno del huso colchicina, que actúa precisamente en esta fase del ciclo celular, para que se acumulen los cromosomas en metafase. Luego se aíslan y se tiñen con métodos especiales de tinción.

La más común es la banda GTG, en la que los cromosomas se tratan con tripsina, una enzima digestiva y el pigmento Giemsa. Las regiones particularmente densamente empaquetadas y las ricas en adenina y timina se muestran oscuras.

Las bandas G resultantes son características de cada cromosoma y, en términos simplificados, se consideran las regiones con menos genes. Se toma una imagen de los cromosomas teñidos de esta manera con un aumento de mil veces y se crea un cariograma con la ayuda de un programa de computadora. Además del patrón de bandas, el tamaño del cromosoma y la posición del centrómero se utilizan para ayudar a organizar los cromosomas en consecuencia. Pero también existen otros métodos de anillado que pueden tener ventajas muy diferentes.