Genética: Comprensión de los trastornos cromosómicos – maniquíes

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Las anomalías cromosómicas, en forma de aneuploidía, son muy comunes entre los humanos. Aproximadamente el 8 por ciento de todas las concepciones son aneuploides, y se estima que hasta la mitad de todos los abortos espontáneos se deben a alguna forma de trastorno cromosómico. Los trastornos de los cromosomas sexuales son el tipo de aneuploidía que se observa con más frecuencia en los seres humanos, porque la inactivación del cromosoma X permite a los individuos con más de dos cromosomas X compensar las «dosis» adicionales y sobrevivir a la afección.

Cuatro categorías comunes de aneuploidía aparecen en los seres humanos:

  • Nullisomía: Ocurre cuando falta un cromosoma por completo. Generalmente, los embriones que son nulisómicos no sobreviven para nacer.
  • Monosomía: Ocurre cuando un cromosoma carece de su homólogo.
  • Trisomía: Ocurre cuando una copia extra de un cromosoma está presente.
  • Tetrasomía: Ocurre cuando están presentes cuatro copias totales de un cromosoma. La tetrasomía es extremadamente rara.

La mayoría de las afecciones cromosómicas son referidas por categoría de aneuploidía seguida por el número de cromosomas afectados. Por ejemplo, la trisomía 13 significa que hay tres copias del cromosoma 13.

Cuando se omiten los cromosomas

La monosomía (cuando un cromosoma carece de su homólogo) en humanos es muy rara. La mayoría de los embriones con monosomías no sobreviven para nacer. Para los bebés nacidos vivos, la única monosomía autosómica reportada en humanos es la monosomía 21. Los signos y síntomas de la monosomía 21 son similares a los del síndrome de Down. Los bebés con monosomía 21 a menudo tienen numerosos defectos congénitos y rara vez sobreviven por más de unos pocos días o semanas. La otra monosomía que se observa comúnmente en los niños es la monosomía del cromosoma X. Los niños con esta afección siempre son mujeres y por lo general llevan una vida normal. Tanto la monosomía 21 como la monosomía 13 son el resultado de la no disyunción durante la meiosis.

Muchas monosomías son pérdidas parciales de cromosomas, lo que significa que una parte (o la totalidad) del cromosoma faltante está unida a otro cromosoma. Los movimientos de partes de cromosomas a otros cromosomas no homólogos son el resultado de translocaciones.

Finalmente, las monosomías pueden ocurrir en las células como resultado de errores que ocurren durante la división celular (mitosis). Muchas de estas monosomías están asociadas con la exposición química y varios tipos de cáncer.

Cuando se dejan demasiados cromosomas

Las trisomías (cuando se presenta una copia adicional de un cromosoma) son los tipos más comunes de anomalías cromosómicas observadas en humanos. La trisomía más común es el síndrome de Down, o trisomía 21. Otras trisomías menos comunes incluyen la trisomía 18 (síndrome de Edward), la trisomía 13 (síndrome de Patau) y la trisomía 8. Todas estas trisomías son generalmente el resultado de la no disociación durante la meiosis.

síndrome de Down

La trisomía del cromosoma 21, comúnmente llamada síndrome de Down, afecta entre 1 de cada 600 y 1 de cada 800 bebés. Las personas con síndrome de Down tienen algunas características físicas bastante estereotipadas, incluyendo rasgos faciales distintos, forma corporal alterada y estatura baja. Las personas con síndrome de Down generalmente son retrasadas mentales y a menudo tienen defectos cardíacos. Sin embargo, a menudo llevan una vida plena y activa hasta la edad adulta.

Una de las características más llamativas del síndrome de Down (y de las trisomías en general) es el aumento precipitado del número de bebés con síndrome de Down nacidos de madres de más de 35 años de edad. Las mujeres entre los 18 y 25 años de edad tienen un riesgo muy bajo de tener un bebé con trisomía 21 (aproximadamente 1 de cada 2,000). El riesgo aumenta ligeramente pero de manera constante para las mujeres de entre 25 y 35 años de edad (alrededor de 1 en 900 para las mujeres de 30 años de edad) y luego salta dramáticamente. Cuando una mujer tiene 40 años, la probabilidad de tener un hijo con síndrome de Down es de uno de cada 100. A la edad de 50 años, la probabilidad de concebir un hijo con síndrome de Down es de 1 en 12. ¿Por qué aumenta el riesgo de síndrome de Down en los hijos de mujeres mayores?

La mayoría de los casos de síndrome de Down parecen surgir de la no disociación durante la meiosis. La razón detrás de esta falla de los cromosomas para segregarse normalmente en las mujeres mayores es incierta. En las mujeres, la meiosis comienza en el feto. Todos los óvulos en desarrollo pasan por la primera ronda de profase, incluyendo la recombinación. La meiosis en los futuros óvulos se detiene en una etapa llamada diplotene, la etapa de cruce en la que los cromosomas homólogos se enlazan y están en proceso de intercambiar partes de su ADN. La meiosis no comienza de nuevo hasta que un óvulo en desarrollo en particular pasa por el proceso de ovulación. En ese momento, el huevo completa la primera ronda de meiosis y luego se detiene de nuevo. Cuando el espermatozoide y el óvulo se unen, el núcleo del óvulo termina la meiosis justo antes de que los núcleos del espermatozoide y el óvulo se fusionen para completar el proceso de fertilización. (En los hombres humanos, la meiosis comienza en la pubertad, es continua y continúa sin pausas como las que ocurren en las mujeres.)

Aproximadamente el 75 por ciento de las no disyunciones responsables del síndrome de Down ocurren durante la primera fase de la meiosis. Curiosamente, la mayoría de los cromosomas que no se segregan también parecen no haber pasado por el cruce, lo que sugiere que los eventos que conducen a la no disyunción comienzan temprano en la vida. Los científicos han propuesto una serie de explicaciones para la causa de la no disyunción y su ausencia asociada de cruce, pero no se ha llegado a un acuerdo sobre lo que realmente sucede en la célula para evitar que los cromosomas se segreguen adecuadamente.

Cada embarazo es un evento genético independiente. Así que aunque la edad es un factor para calcular el riesgo de trisomía 21, el síndrome de Down con embarazos previos no necesariamente aumenta el riesgo de que una mujer tenga otro hijo afectado por el trastorno.

Se han implicado algunos factores ambientales en el síndrome de Down que pueden aumentar el riesgo para las mujeres más jóvenes (menores de 30 años de edad). Los científicos creen que las mujeres que fuman mientras toman anticonceptivos orales (píldoras anticonceptivas) pueden tener un riesgo más alto de disminución del flujo sanguíneo a sus ovarios. Cuando los óvulos se mueren por falta de oxígeno, es menos probable que se desarrollen normalmente y es más probable que se produzca la no disyunción.

Síndrome de Down Familiar

Una segunda forma de síndrome de Down, el síndrome de Down familiar, no tiene relación con la edad materna. Este trastorno ocurre como resultado de la fusión del cromosoma 21 con otro autosoma (a menudo el cromosoma 14). Esta fusión suele ser el resultado de una translocación, lo que ocurre cuando los cromosomas no homólogos intercambian partes. En este caso, el intercambio involucra el brazo largo del cromosoma 21 y el brazo corto del cromosoma 14. Este tipo de translocación se llama translocación Robertsoniana. Las partes sobrantes de los cromosomas 14 y 21 también se fusionan, pero por lo general se pierden con la división celular y no se heredan. Cuando ocurre una translocación Robertsoniana, las personas afectadas pueden terminar con varios tipos de combinaciones de cromosomas en sus gametos.

Para el síndrome familiar de Down, un portador de translocación tiene una copia normal del cromosoma 21, una copia normal del cromosoma 14 y un cromosoma de translocación fusionado. Los portadores no se ven afectados por el síndrome de Down porque su cromosoma fusionado actúa como una segunda copia del cromosoma normal. Cuando las células de un portador sufren meiosis, algunos de sus gametos tienen un cromosoma translocado o reciben el complemento normal que incluye una copia de cada cromosoma. Las fertilizaciones de gametos con un cromosoma translocado producen el fenotipo del síndrome de Down. Aproximadamente el 10 por ciento de los niños nacidos vivos de portadoras tienen trisomía 21. Los portadores tienen una mayor probabilidad de tener un aborto espontáneo debido a la monosomía (de 21 ó 14) y a la trisomía 14.

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