Anomalía cromosómica

Número o estructura anormal de cromosomas

Una anomalía cromosómica , anomalía cromosómica , aberración cromosómica , mutación cromosómica o trastorno cromosómico es una porción faltante, adicional o irregular del ADN cromosómico . ^{[1] [2]} Estas 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 anteriormente en un sentido estricto para significar un cambio en un segmento cromosómico, que involucra más de un gen . ^[3] Las anomalías cromosómicas generalmente ocurren 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 para la especie a través de pruebas genéticas .

A veces, las anomalías cromosómicas surgen en las primeras etapas de un embrión , un espermatozoide o un bebé . ^[4] La edad de la madre es uno de los muchos factores ambientales que pueden provocar anomalías genéticas. Las implicaciones de las anomalías cromosómicas dependen del problema específico y pueden tener ramificaciones muy diferentes. Algunos ejemplos son el síndrome de Down y el síndrome de Turner .

Anormalidad numérica

Cariotipo de un individuo con trisomía 21 , que muestra tres copias del cromosoma 21.

Un número anormal de cromosomas se conoce como aneuploidía y ocurre cuando a un individuo le falta un cromosoma de un par (lo que resulta en una monosomía ) o tiene más de dos cromosomas de un par ( trisomía , tetrasomía , etc.). ^{[5] [6]} La aneuploidía puede ser completa, lo que implica la falta o adición de un cromosoma completo, o parcial, donde solo falta o se agrega una parte de un cromosoma. ^[5] La aneuploidía puede ocurrir con cromosomas sexuales o autosomas . ^{[ cita requerida ]}

En lugar de tener monosomía, o sólo una copia, la mayoría de las personas aneuploides tienen trisomía, o tres copias de un cromosoma. ^{[ cita requerida ]} Un ejemplo de trisomía en humanos es el síndrome de Down , que es un trastorno del desarrollo causado por una copia adicional del cromosoma 21; por lo tanto, el trastorno también se llama trisomía 21. ^[7]

Un ejemplo de monosomía en humanos es el síndrome de Turner , donde el individuo nace con un solo cromosoma sexual, un X. ^[8]

Aneuploidía espermática

La exposición de los varones a determinados riesgos relacionados con el estilo de vida, el medio ambiente o el trabajo puede aumentar el riesgo de aneuploidía en los espermatozoides. ^[9] En particular, el riesgo de aneuploidía aumenta con el tabaquismo , ^{[10] [11]} y la exposición ocupacional al benceno , ^[12] a los insecticidas , ^{[13] [14]} y a los compuestos perfluorados . ^[15] El aumento de la aneuploidía suele estar asociado con un mayor daño del ADN en los espermatozoides.

Anomalías estructurales

Las tres principales mutaciones de un solo cromosoma: deleción (1), duplicación (2) e inversión (3).

Las dos principales mutaciones de dos cromosomas: inserción (1) y translocación (2).

Cuando se altera la estructura del cromosoma, esto puede tomar varias formas: ^[16]

• Deleciones : falta o se ha eliminado una parte del cromosoma. Entre los trastornos conocidos en humanos se encuentran el síndrome de Wolf-Hirschhorn , que se debe a la eliminación parcial del brazo corto del cromosoma 4, y el síndrome de Jacobsen , también llamado trastorno de deleción terminal 11q.
• Duplicaciones : una parte del cromosoma se ha duplicado, lo que da como resultado material genético adicional. Entre los trastornos humanos conocidos se encuentra la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth tipo 1A , que puede estar causada por la duplicación del gen que codifica la proteína de mielina periférica 22 (PMP22) en el cromosoma 17.
• Inversiones : Una porción del cromosoma se ha roto, se ha dado vuelta y se ha vuelto a unir, por lo tanto, el material genético está invertido.
• Inserciones : Una porción de un cromosoma ha sido eliminada de su lugar normal y se inserta en otro cromosoma.
• Translocaciones : una porción de un cromosoma se ha transferido a otro cromosoma. Existen dos tipos principales de translocaciones:
  • Translocación recíproca : se han intercambiado segmentos de dos cromosomas diferentes.
  • Translocación robertsoniana : un cromosoma entero se une 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 ocurre con o sin pérdida de material genético.
• Isocromosoma : Formado por la copia especular de un segmento de cromosoma incluyendo el centrómero.

Los síndromes de inestabilidad cromosómica son un grupo de trastornos que se caracterizan por la inestabilidad y la rotura de los cromosomas y que suelen provocar una mayor tendencia a desarrollar ciertos tipos de neoplasias malignas.

Herencia

La mayoría de las anomalías cromosómicas se producen 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 da lugar al mosaicismo (donde algunas células tienen la anomalía y otras no). Las anomalías cromosómicas pueden heredarse de un progenitor o ser " de novo ". Por eso, a menudo se realizan estudios cromosómicos en los padres cuando se descubre que un niño tiene una anomalía. Si los padres no poseen la anomalía, no se heredó inicialmente ; sin embargo, puede transmitirse a las generaciones posteriores. ^{[ cita requerida ]}

Anomalías cromosómicas adquiridas

La mayoría de los cánceres, si no todos, pueden causar anomalías cromosómicas, ^[17] ya sea con la formación de genes híbridos y proteínas de fusión, desregulación de genes y sobreexpresión de proteínas, o pérdida de genes supresores de tumores (ver la "Base de datos Mitelman" ^[18] y el Atlas de Genética y Citogenética en Oncología y Hematología , ^[19] ). Además, ciertas anomalías cromosómicas constantes pueden convertir células normales en células leucémicas, como la translocación de un gen, lo que resulta en su expresión inapropiada. ^[20]

Daño del 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 . ^[21] Sin embargo, en la espermatogénesis , la capacidad de reparar los daños en el ADN disminuye sustancialmente en la última parte del proceso a medida que las espermátidas haploides experimentan una remodelación importante de la cromatina nuclear en núcleos de espermatozoides altamente compactos . Como revisaron Marchetti et al., ^[22] las últimas semanas del desarrollo del espermatozoide antes de la fertilización son altamente susceptibles a la acumulación de daño en el ADN del espermatozoide. Dicho daño en el ADN del espermatozoide puede transmitirse sin reparar al óvulo, donde está sujeto a eliminación por la maquinaria de reparación materna. Sin embargo, los errores en la reparación del ADN materno del daño en el ADN del espermatozoide pueden dar como resultado cigotos con aberraciones estructurales cromosómicas. ^{[ cita requerida ]}

El melfalán es un agente alquilante bifuncional que se utiliza con frecuencia en quimioterapia . Los daños entre cadenas de ADN meióticas causados ​​por el melfalán pueden escapar a la reparación paterna y causar aberraciones cromosómicas en el cigoto por una reparación incorrecta de la madre. ^[22] Por lo tanto, la reparación del ADN tanto antes como después de la fertilización parece ser importante para evitar anomalías cromosómicas y asegurar la integridad del genoma del embrión . ^{[ cita requerida ]}

Detección

Dependiendo de la información que se quiera obtener se necesitan diferentes técnicas y muestras. ^{[ cita requerida ]}

• Para el diagnóstico prenatal de un feto se realizaría una amniocentesis , una muestra de vellosidades coriónicas o una recolección de células fetales circulantes y se analizarían para detectar posibles anomalías cromosómicas.
• Para el diagnóstico preimplantacional de un embrión, se realizaría una biopsia de blastocisto .
• Para la detección 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 involucra una variedad de anomalías autosómicas y alosomales. ^[23]
• 
  Cariotipo humano con bandas y subbandas anotadas , tal como se utiliza para la nomenclatura de anomalías cromosómicas. Muestra regiones oscuras y blancas como las que se observan en las bandas G. Cada fila está alineada verticalmente a nivel del centrómero . Muestra 22 pares de cromosomas autosómicos homólogos , tanto las versiones femeninas (XX) como masculinas (XY) de los dos cromosomas sexuales , así como el genoma mitocondrial (abajo a la 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 las deleciones cromosómicas y del para las deleciones de partes de un cromosoma. ^[24]

Véase también

• Aneuploidía
• Segregación cromosómica
• Trastorno genético
  • Lista de trastornos genéticos
• Terapia génica
• No disyunción
• Complicaciones obstétricas

Referencias

1. "Anormalidades cromosómicas", Entender la genética: una guía de Nueva York y el Atlántico medio para pacientes y profesionales de la salud , Genetic Alliance, 8 de julio de 2009 , consultado el 27 de septiembre de 2023
2. NHGRI. 2006. Anormalidades cromosómicas. Archivado el 25 de septiembre de 2006 en Wayback Machine.
3. Rieger, R., Michaelis, A., Green, MM (1968). "Mutación" . Un glosario de genética y citogenética: clásica y molecular . Nueva York: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-07668-3.
4. Chen H (2006). Atlas de diagnóstico y asesoramiento genético . Totowa, NJ: Humana Press. ISBN 978-1-58829-681-8.
5. Gardner, RJM (2012). Anomalías cromosómicas y asesoramiento genético . Sutherland, Grant R., Shaffer, Lisa G. (4.ª ed.). Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-974915-7.OCLC 769344040  .
6. "Anormalidades numéricas: descripción general de las trisomías y monosomías - Enciclopedia de la salud - Centro médico de la Universidad de Rochester" www.urmc.rochester.edu . Consultado el 17 de noviembre de 2020 .^{[ verificación fallida ]}
7. 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.
8. "Síndrome de Turner". Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano . Consultado el 17 de noviembre de 2020 .
9. Templado C, Uroz L, Estop A (2013). "Nuevos conocimientos sobre el origen y la relevancia de la aneuploidía en los espermatozoides humanos". Mol. Hum. Reprod . 19 (10): 634–43. doi :10.1093/molehr/gat039. PMID  23720770.
10. Shi Q, Ko E, Barclay L, Hoang T, Rademaker A, Martin R (2001). "Fumar cigarrillos y aneuploidía en el esperma humano". Mol. Reprod. Dev . 59 (4): 417–21. doi :10.1002/mrd.1048. PMID  11468778. S2CID  35230655.
11. Rubes J, Lowe X, Moore D, Perreault S, Slott V, Evenson D, Selevan SG, Wyrobek AJ (1998). "Fumar cigarrillos está asociado con un aumento de la disomía espermática en hombres adolescentes". Fertil. Steril . 70 (4): 715–23. doi : 10.1016/S0015-0282(98)00261-1 . PMID  9797104.
12. 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. está asociada con la aneuploidía espermática". Environ. Health Perspect . 118 (6): 833–9. doi :10.1289/ehp.0901531. PMC 2898861 . PMID  20418200. 
13. Xia Y, Bian Q, Xu L, Cheng S, Song L, Liu J, Wu W, Wang S, Wang X (2004). "Efectos genotóxicos en los espermatozoides humanos entre los trabajadores de fábricas de pesticidas expuestos al fenvalerato". Toxicología . 203 (1–3): 49–60. doi :10.1016/j.tox.2004.05.018. PMID  15363581. S2CID  36073841.
14. Xia Y, Cheng S, Bian Q, Xu L, Collins MD, Chang HC, Song L, Liu J, Wang S, Wang X (2005). "Efectos genotóxicos en los espermatozoides de trabajadores expuestos al carbaril". Toxicol. Sci . 85 (1): 615–23. doi : 10.1093/toxsci/kfi066 . PMID:  15615886.
15. 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". Andrologia . 47 (9): 1012–9. doi : 10.1111/and.12371 . hdl :11365/982323. PMID  25382683. S2CID  13484513.
16. "Anormalidades cromosómicas". atlasgeneticsoncology.org . Archivado desde el original el 14 de agosto de 2006 . Consultado el 9 de mayo de 2018 .
17. "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 .
18. "Base de datos Mitelman de aberraciones cromosómicas y fusiones genéticas en el cáncer". Archivado desde el original el 29 de mayo de 2016.
19. "Atlas de genética y citogenética en oncología y hematología". atlasgeneticsoncology.org . Archivado desde el original el 23 de febrero de 2011.
20. Chaganti RS, Nanjangud G, Schmidt H, Teruya-Feldstein J (octubre de 2000). "Anormalidades cromosómicas recurrentes en el linfoma no Hodgkin: importancia biológica y clínica". Seminarios en Hematología . 37 (4): 396–411. doi :10.1016/s0037-1963(00)90019-2. ISSN  0037-1963. PMID  11071361.
21. 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.
22. Marchetti F, Bishop J, Gingerich J, Wyrobek AJ (2015). "El daño entre cadenas de ADN meiótico escapa a la reparación paterna y causa aberraciones cromosómicas en el cigoto por una reparación materna incorrecta". Sci Rep . 5 : 7689. Bibcode :2015NatSR...5E7689M. doi :10.1038/srep07689. PMC 4286742 . PMID  25567288. 
23. Warrender JD, Moorman AV, Lord P (2019). "Una representación completamente computacional y razonable para cariotipos". Bioinformática . 35 (24): 5264–5270. doi :10.1093/bioinformatics/btz440. PMC 6954653 . PMID  31228194. 
    - "Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)"
24. "Símbolos ISCN y términos abreviados". Instituto Coriell de Investigación Médica . Consultado el 27 de octubre de 2022 .

Enlaces externos

• Trastornos cromosómicos en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.