Una anomalía cromosómica , anomalía cromosómica , aberración cromosómica , mutación cromosómica o trastorno cromosómico es una porción faltante, extra o irregular del ADN cromosómico . [1] [2] Estos pueden ocurrir en forma de anomalías numéricas, donde hay un número atípico de cromosomas, o como anomalías estructurales, donde uno o más cromosomas individuales están alterados. La mutación cromosómica se usaba antiguamente en sentido estricto para referirse a un cambio en un segmento cromosómico que involucraba a más de un gen . [3] Las anomalías cromosómicas suelen ocurrir cuando hay un error en la división celular después de la meiosis o la mitosis . Las anomalías cromosómicas se pueden detectar o confirmar comparando el cariotipo de un individuo , o el conjunto completo de cromosomas, con un cariotipo típico de la especie mediante pruebas genéticas .
Casi todas las células de nuestro cuerpo están formadas por dos de los 46 pares de cromosomas que forman todo nuestro cuerpo. Los cromosomas 23 se componen de 2 X o X e Y. [4] Los cromosomas del cuerpo contienen toda la información necesaria para el crecimiento y el desarrollo. Las anomalías cromosómicas se pueden dividir en dos categorías: estructurales y numéricas. Las anomalías numéricas son cromosomas completos que faltan o son más que un par normal. Una porción de un cromosoma que tiene anomalías estructurales puede estar ausente, agregada, trasladada a otro cromosoma o todo lo contrario.
A veces, las anomalías cromosómicas surgen en las primeras etapas de un embrión , esperma o bebé . [5] La edad de la madre es uno de los muchos factores ambientales que pueden provocar errores genéticos. Las implicaciones de las anomalías cromosómicas dependen del problema específico y pueden tener ramificaciones bastante diferentes . Por ejemplo, el síndrome de Down es causado por una copia extra del cromosoma 21 . Eso puede provocar abortos espontáneos , problemas de crecimiento o desarrollo y enfermedades .
The kind of chromosomal aberration is aneuploidy, which is an abnormal number of chromosomes produced by a missing chromosome.[6] Rather than having monosomy, or only one copy, the majority of aneuploid people have trisomy, or three copies of one chromosome. Down syndrome is probably the best-known example of chromosomal abnormalities. In addition to trisomy 21, other primary chromosomal abnormalities observed in live newborns include Turner syndrome, Klinefelter syndrome.
Numerical abnormality
A karyotype of an individual with trisomy 21, showing three copies of chromosome 21.
An abnormal number of chromosomes is known as aneuploidy, and occurs when an individual is either missing a chromosome from a pair (resulting in monosomy) or has more than two chromosomes of a pair (trisomy, tetrasomy, etc.).[7][8] Aneuploidy can be full, involving a whole chromosome missing or added, or partial, where only part of a chromosome is missing or added.[7] Aneuploidy can occur with sex chromosomes or autosomes.[citation needed]
An example of trisomy in humans is Down syndrome, which is a developmental disorder caused by an extra copy of chromosome 21; the disorder is therefore also called trisomy 21.[9]
An example of monosomy in humans is Turner syndrome, where the individual is born with only one sex chromosome, an X.[10]
Sperm aneuploidy
Exposure of males to certain lifestyle, environmental and/or occupational hazards may increase the risk of aneuploid spermatozoa.[11] In particular, risk of aneuploidy is increased by tobacco smoking,[12][13] and occupational exposure to benzene,[14]insecticides,[15][16] and perfluorinated compounds.[17] Increased aneuploidy is often associated with increased DNA damage in spermatozoa.
Structural abnormalities
The three major single-chromosome mutations: deletion (1), duplication (2) and inversion (3).The two major two-chromosome mutations: insertion (1) and translocation (2).
When the chromosome's structure is altered, this can take several forms:[18]
Deleciones : falta una porción del cromosoma o se ha eliminado. Los trastornos conocidos en humanos incluyen el síndrome de Wolf-Hirschhorn , que es causado por la deleción parcial del brazo corto del cromosoma 4; y el síndrome de Jacobsen , también llamado trastorno de deleción terminal 11q.
Translocación robertsoniana : un cromosoma completo se ha unido a otro en el centrómero ; en los humanos, esto solo ocurre con los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22.
Anillos : una porción de un cromosoma se ha desprendido y ha formado un círculo o anillo. Esto sucede con o sin pérdida de material genético.
Isocromosoma : Formado por la copia en imagen especular de un segmento cromosómico que incluye el centrómero.
Los síndromes de inestabilidad cromosómica son un grupo de trastornos caracterizados por inestabilidad y rotura cromosómica. A menudo conducen a una mayor tendencia a desarrollar ciertos tipos de neoplasias malignas.
Herencia
La mayoría de las anomalías cromosómicas ocurren como un accidente en el óvulo o el espermatozoide y, por lo tanto, la anomalía está presente en todas las células del cuerpo. Sin embargo, algunas anomalías pueden ocurrir después de la concepción, lo que resulta en mosaicismo (donde algunas células tienen la anomalía y otras no). Las anomalías cromosómicas pueden heredarse de uno de los padres o ser " de novo ". Esta es la razón por la que a menudo se realizan estudios cromosómicos a los padres cuando se descubre que un niño tiene una anomalía. Si los padres no poseen la anomalía, ésta no fue heredada inicialmente ; sin embargo, puede transmitirse a generaciones posteriores. [ cita necesaria ]
Anomalías cromosómicas adquiridas
La mayoría de los cánceres, si no todos, podrían causar anomalías cromosómicas, [19] con la formación de genes híbridos y proteínas de fusión, desregulación de genes y sobreexpresión de proteínas, o pérdida de genes supresores de tumores (consulte la "Base de datos Mitelman" [20] y el Atlas de Genética y Citogenética en Oncología y Hematología , [21] ). Además, ciertas anomalías cromosómicas consistentes pueden convertir células normales en células leucémicas, como la translocación de un gen, lo que resulta en su expresión inapropiada. [22]
Daño al ADN durante la espermatogénesis.
Durante las divisiones celulares mitóticas y meióticas de la gametogénesis de los mamíferos , la reparación del ADN es eficaz para eliminar los daños en el ADN . [23] Sin embargo, en la espermatogénesis , la capacidad de reparar daños en el ADN disminuye sustancialmente en la última parte del proceso a medida que las espermátidas haploides experimentan una importante remodelación de la cromatina nuclear en núcleos de esperma altamente compactados . Según lo revisado por Marchetti et al., [24] las últimas semanas de desarrollo del esperma antes de la fertilización son altamente susceptibles a la acumulación de daño en el ADN del esperma. Dicho daño en el ADN del espermatozoide puede transmitirse sin reparación al óvulo, donde la maquinaria de reparación materna lo elimina. Sin embargo, los errores en la reparación del ADN materno del daño del ADN del esperma pueden dar como resultado cigotos con aberraciones estructurales cromosómicas. [ cita necesaria ]
Melfalán es un agente alquilante bifuncional que se utiliza frecuentemente en quimioterapia . Los daños meióticos entre cadenas del ADN causados por el melfalán pueden escapar a la reparación paterna y causar aberraciones cromosómicas en el cigoto por una mala reparación materna. [24] Por lo tanto, la reparación del ADN antes y después de la fertilización parece ser importante para evitar anomalías cromosómicas y garantizar la integridad del genoma del feto . [ cita necesaria ]
Detección
Dependiendo de la información que se quiera obtener se necesitan diferentes técnicas y muestras. [ cita necesaria ]
Para un cribado de linfoma o leucemia la técnica utilizada sería una biopsia de médula ósea .
Nomenclatura
Tres anomalías cromosómicas con nomenclatura ISCN, con complejidad creciente: (A) Un cariotipo tumoral en un varón con pérdida del cromosoma Y, (B) Síndrome de Prader-Willi, es decir, deleción en la región 15q11-q12 y (C) un cariotipo arbitrario que Implica una variedad de anomalías autosómicas y alosomales. [25]
Cariotipo humano con bandas y subbandas anotadas como se utiliza para la nomenclatura de anomalías cromosómicas. Muestra regiones oscuras y blancas como se ven en las bandas G. Cada fila está alineada verticalmente al nivel del centrómero . Muestra 22 pares de cromosomas autosómicos homólogos , tanto la versión femenina (XX) como la masculina (XY) de los dos cromosomas sexuales , así como el genoma mitocondrial (en la parte inferior izquierda).
El Sistema Internacional de Nomenclatura Citogenómica Humana (ISCN) es un estándar internacional para la nomenclatura de los cromosomas humanos , que incluye nombres de bandas, símbolos y términos abreviados utilizados en la descripción de los cromosomas humanos y las anomalías cromosómicas. Las abreviaturas incluyen un signo menos (-) para eliminaciones de cromosomas y del para eliminaciones de partes de un cromosoma. [26]
^ "Anormalidades cromosómicas", Comprensión de la genética: una guía del Atlántico medio de Nueva York para pacientes y profesionales de la salud , Genetic Alliance, 2009-07-08 , consultado el 27 de septiembre de 2023.
^ NHGRI. 2006. Anomalías cromosómicas Archivado el 25 de septiembre de 2006 en la Wayback Machine.
^ Rieger, R., Michaelis, A., Verde, MM (1968). "Mutación" . Un glosario de genética y citogenética: clásica y molecular . Nueva York: Springer-Verlag. ISBN978-0-387-07668-3.
^ Nowak DJ, Greenfield EJ (2009). Bosques urbanos y comunitarios de la región del Atlántico Medio: Nueva Jersey, Nueva York, Pensilvania (Reporte). Newtown Square, PA: Departamento de Agricultura de EE. UU., Servicio Forestal, Estación de Investigación del Norte. doi : 10.2737/nrs-gtr-47 .
^ Chen H (2006). Atlas de diagnóstico y asesoramiento genético . Totowa, Nueva Jersey: Humana Press. ISBN978-1-58829-681-8.
^ Rubes J, Lowe X, Moore D, Perreault S, Slott V, Evenson D, Selevan SG, Wyrobek AJ (octubre de 1998). "Fumar cigarrillos se asocia con una mayor disomía de espermatozoides en hombres adolescentes". Fertilidad y Esterilidad . 70 (4): 715–723. doi : 10.1016/s0015-0282(98)00261-1 . ISSN 0015-0282. PMID 9797104.
^ ab Gardner, RJM (2012). Anomalías cromosómicas y asesoramiento genético . Sutherland, Grant R., Shaffer, Lisa G. (4ª ed.). Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford. ISBN978-0-19-974915-7. OCLC 769344040.
^ "Anormalidades numéricas: descripción general de trisomías y monosomías - Enciclopedia de salud - Centro médico de la Universidad de Rochester". www.urmc.rochester.edu . Consultado el 17 de noviembre de 2020 .[ verificación fallida ]
^ Patterson D (1 de julio de 2009). "Análisis genético molecular del síndrome de Down". Genética Humana . 126 (1): 195–214. doi :10.1007/s00439-009-0696-8. ISSN 1432-1203. PMID 19526251. S2CID 10403507.
^ "Síndrome de Turner". Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano . Consultado el 17 de noviembre de 2020 .
^ Templado C, Uroz L, Estop A (2013). "Nuevos conocimientos sobre el origen y la relevancia de la aneuploidía en los espermatozoides humanos". Mol. Tararear. Reproducción . 19 (10): 634–43. doi :10.1093/molehr/gat039. PMID 23720770.
^ Shi Q, Ko E, Barclay L, Hoang T, Rademaker A, Martin R (2001). "Tabaquismo y aneuploidía en esperma humano". Mol. Reproducción. Desarrollo . 59 (4): 417–21. doi :10.1002/mrd.1048. PMID 11468778. S2CID 35230655.
^ Rubes J, Lowe X, Moore D, Perreault S, Slott V, Evenson D, Selevan SG, Wyrobek AJ (1998). "Fumar cigarrillos se asocia con una mayor disomía de espermatozoides en hombres adolescentes". Fértil. Esteril . 70 (4): 715–23. doi : 10.1016/S0015-0282(98)00261-1 . PMID 9797104.
^ Xing C, Marchetti F, Li G, Weldon RH, Kurtovich E, Young S, Schmid TE, Zhang L, Rappaport S, Waidyanatha S, Wyrobek AJ, Eskenazi B (2010). "La exposición al benceno cerca del límite permisible en EE. UU. se asocia con aneuploidía en los espermatozoides". Reinar. Perspectiva de Salud . 118 (6): 833–9. doi :10.1289/ehp.0901531. PMC 2898861 . PMID 20418200.
^ Xia Y, Bian Q, Xu L, Cheng S, Song L, Liu J, Wu W, Wang S, Wang X (2004). "Efectos genotóxicos sobre los espermatozoides humanos entre los trabajadores de las fábricas de pesticidas expuestos al fenvalerato". Toxicología . 203 (1–3): 49–60. doi :10.1016/j.tox.2004.05.018. PMID 15363581. S2CID 36073841.
^ Xia Y, Cheng S, Bian Q, Xu L, Collins MD, Chang HC, Song L, Liu J, Wang S, Wang X (2005). "Efectos genotóxicos sobre los espermatozoides de trabajadores expuestos a carbarilo". Toxico. Ciencia . 85 (1): 615–23. doi : 10.1093/toxsci/kfi066 . PMID 15615886.
^ Governini L, Guerranti C, De Leo V, Boschi L, Luddi A, Gori M, Orvieto R, Piomboni P (2014). "Aneuploidías cromosómicas y fragmentación del ADN de espermatozoides humanos de pacientes expuestos a compuestos perfluorados". Andrología . 47 (9): 1012–9. doi : 10.1111/y.12371 . hdl :11365/982323. PMID 25382683. S2CID 13484513.
^ "Anomalías cromosómicas". atlasgeneticsoncology.org . Archivado desde el original el 14 de agosto de 2006 . Consultado el 9 de mayo de 2018 .
^ "Cromosomas, leucemias, tumores sólidos, cánceres hereditarios". atlasgeneticsoncology.org . Archivado desde el original el 28 de enero de 2015 . Consultado el 9 de mayo de 2018 .
^ "Base de datos Mitelman de aberraciones cromosómicas y fusiones genéticas en el cáncer". Archivado desde el original el 29 de mayo de 2016.
^ "Atlas de Genética y Citogenética en Oncología y Hematología". atlasgeneticsoncology.org . Archivado desde el original el 23 de febrero de 2011.
^ Chaganti RS, Nanjangud G, Schmidt H, Teruya-Feldstein J (octubre de 2000). "Anomalías cromosómicas recurrentes en el linfoma no Hodgkin: importancia biológica y clínica". Seminarios de Hematología . 37 (4): 396–411. doi :10.1016/s0037-1963(00)90019-2. ISSN 0037-1963. PMID 11071361.
^ Baarends WM, van der Laan R, Grootegoed JA (2001). "Mecanismos de reparación del ADN y gametogénesis". Reproducción . 121 (1): 31–9. doi : 10.1530/reprod/121.1.31 . hdl : 1765/9599 . PMID 11226027.
^ ab Marchetti F, Obispo J, Gingerich J, Wyrobek AJ (2015). "El daño meiótico entre cadenas del ADN escapa a la reparación paterna y provoca aberraciones cromosómicas en el cigoto por mala reparación materna". Representante de ciencia . 5 : 7689. Código Bib : 2015NatSR...5E7689M. doi : 10.1038/srep07689. PMC 4286742 . PMID 25567288.
^ Warrender JD, Moorman AV, Lord P (2019). "Una representación razonable y totalmente computacional de cariotipos". Bioinformática . 35 (24): 5264–5270. doi : 10.1093/bioinformática/btz440. PMC 6954653 . PMID 31228194. - "Este es un artículo de Acceso Abierto distribuido bajo los términos de la Licencia de Atribución Creative Commons (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)"
^ "Símbolos ISCN y términos abreviados". Instituto Coriell de Investigaciones Médicas . Consultado el 27 de octubre de 2022 .
![Tres anomalías cromosómicas con nomenclatura ISCN, con complejidad creciente: (A) Un cariotipo tumoral en un varón con pérdida del cromosoma Y, (B) Síndrome de Prader-Willi, es decir, deleción en la región 15q11-q12 y (C) un cariotipo arbitrario que implica una variedad de anomalías autosómicas y alosomáticas.[25]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6b/Three_chromosomal_abnormalities_with_ISCN_nomenclature.png/1280px-Three_chromosomal_abnormalities_with_ISCN_nomenclature.png)
