Los cromosomas son las estructuras en que se organiza la cromatina nuclear y que tienen una expresin dinmica en las distintas fases del ciclo celular. En la mitosis estas estructuras comienzan un proceso de compactacin que alcanza su mximo nivel en la metafase. Los cromosomas se tien fcilmente cuando estn condensados y pueden ser individualizados con el microscopio ptico. Cada cromosoma contiene una molcula de ADN lineal asociado a distintas protenas y el contenido de genes es variable aunque est en relacin con su tamao. Por eso, cualquier alteracin en el nmero o la estructura de los cromosomas puede ser causa de enfermedades. Para la deteccin de estas alteraciones se desarrollaron numerosas tcnicas y todas ellas requieren de un observador entrenado que las interprete. La citogentica es la rama de la biologa que se encarga del estudio de los cromosomas y sus anomalas. Los humanos tenemos un nmero total de 46 cromosomas y este nmero vara segn las especies. Los 46 cromosomas estn constituidos por 23 pares de homlogos y cada miembro del par proviene de un progenitor. El cariotipo es la constitucin cromosmica de un individuo y es un estudio de rutina en gentica mdica. Los cariotipos se pueden informar presentando todos los pares cromosmicos ordenados de acuerdo a su tamao, que en un principio eran recortados de la fotografa de una metafase, y ahora se pueden hacer con analizadores automticos. De los 23 pares, el par de cromosomas sexuales se seala por separado para indicar el sexo del individuo. Para citar el cariotipo de un individuo se indica primero el nmero total de cromosomas y seguidamente los componentes del par sexual precedido de una coma. As, el cariotipo normal de un varn se escribe 46, XY y el de una mujer 46, XX. Las anomalas cromosmicas son una causa ms importante de abortos espontneos, retardo mental y malformaciones.

EL CROMOSOMA METAFSICO

Todos los cromosomas alcanzan en la metafase su mximo grado de organizacin, ordenamiento y compactacin. Cada cromosoma metafsico est constituido por dos cromtidas unidas por el centrmero. Este centrmero o constriccin primaria divide al cromosoma en dos brazos que se designan p (petit) para el brazo corto y q para el brazo largo. De esa manera, por ejemplo, 7p es el brazo corto del cromosoma 7 e Yq es el brazo largo del cromosoma Y. La posicin del centrmero permite clasificar a los cromosomas en tres tipos principales:

Metacntricos: cuando el centrmero es ms o menos central y los brazos son de aproximadamente igual longitud.

Submetacntricos: cuando el centrmero est alejado del centro y los brazos son desiguales.

Acrocntricos: cuando el centrmero est cerca de uno de los extremos y uno de los brazos es muy corto.

Los cromosomas Acrocntricos humanos tienen satlites unidos por un tallo, excepto el Y. Ellos son los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 y dichos satlites estn constituidos por heterocromatina.

Fig. 1: Morfologa de tres tipos principales de cromosomas humanos.

LOS GRUPOS CROMOSMICOS

Existen 24 cromosomas humanos distintos: los 22 autosomas, el X y el Y. Estos se pueden clasificar en 7 grupos, A, B, C, D, E, F y G, de acuerdo a su morfologa y su tamao de mayor a menor. Estos grupos se conformaron de acuerdo a la tincin estndar con Giemsa que no permita reconocer a cada cromosoma individualmente y solo su pertenencia a un grupo. De todos modos, sigue siendo de utilidad para denominarlos por grupos cuando hay dificultades con el bandeo. Tabla 2: Los 7 grupos de cromosomas.

LA NOMENCLATURA CROMOSMICA INTERNACIONAL

La terminologa bsica para el bandeo cromosmico se estableci en Pars en 1971 y dise en primer ideograma con las bandas tpicas de cada cromosoma a distintos niveles de resolucin. En sucesivas reuniones internacionales se fueron actualizando los criterios de la nomenclatura cromosmica. La ltima fue en 1995 y el informe se conoce como International System for Human Cytogenetic Nomenclature (ISCN). Las regiones y las bandas se enumeran a partir del centrmero y hacia los telmeros. El centrmero no constituye una banda.

EL BANDEO CROMOSMICO

Con la tcnica convencional de tincin con Giemsa los cromosomas se tien intensamente y en forma homognea y se los puede contar y agrupar por su aspecto general y eso era lo nico que se poda hacer en los primeros cariotipos. La identificacin de cada cromosoma vino posteriormente con las tcnicas de bandeo. Estas tcnicas que generan bandas transversales permiten definir a cada cromosoma y estudiar su estructura. Cada cromosoma tiene del patrn de bandas caracterstico y existen varias tcnicas de tincin con fines especficos (Tabla I). El bandeo G es el ms utilizado en itogentica clnica.

El bandeo G se logra con un tratamiento controlado con tripsina antes de la coloracin con Giemsa y produce bandas claras y oscuras en los cromosomas. Las bandas oscuras contienen ADN rico en bases A-T que replica tardamente y son pobres en genes constitutivos y las bandas claras contienen ADN rico en G-C que replica tempranamente y tienen muchos genes constitutivos Cuando un cromosoma est ms elongado puede mostrar un mayor nmero de bandas y esto se aprovecha para estudiarlo con mayores detalles. Esta metodologa que permite buscar alteraciones estructurales mnimas se conoce como bandeo de alta resolucin y se logra sincronizando el cultivo y con preparaciones hechas en profase o prometafase, es decir, antes que los cromosomas alcancen su compactacin mxima. Los cromosomas en la mitad de la metafase muestran un nivel de resolucin de 400 bandas mientras que los de alta resolucin alcanzan niveles de resolucin de 550 y hasta de 850 bandas.

Importancia Mdica

Elconocimientode los motivos de malformaciones congnitas es de importancia clnica porque cerca del 20 % de las muertes en el perodo perinatal se atribuye a anomalas mayores en el desarrollo. La ectiologa o estudio del desarrollo normal y su origen se denominateratologa.

Las causas de las malformaciones congnitas humanas

3.1Factores genticos:(aberraciones cromosmicas y defectos de un solo gen).

3.2Factores ambientales:(drogas,alcohol, agentes qumicos, infecciones y otrasenfermedadesmaternas).

3.3Herencia multifactorial:(interaccinde mltiples genes en diferentes posiciones con uno o ms factores ambientales).

Mutaciones que originan alteraciones cromosmicas

Las aberraciones numricas

Son anomalas de loscromosomasproducen cerca del 6% de las malformaciones que se observan en infantes nacidos vivos. Por lo general estos defectos surgen como resultado de unerror en la divisin celularllamadofalta de la disyuncin.Durante esteproceso, dos miembros de un par cromosmico no se pueden desunir. Durante la anafase de la divisin celular, de forma que ambos cromosomas pasan hacia la misma clula hija. La falta de disyuncin puede presentarse en lamitosiso a la primera o segunda divisiones meiticas durante laoognesis o espermatognesis.

Las anomalas nmericas en las anomalas cromosomicas sexuales implican la prdida o la ganancia de un cromosoma sexual generando individuos aneupliodes. Generalmente, la prdida de cromosomas tiene mayor repercusin en unindividuoque la ganancia, aunque sta tambin puede tener consecuencias graves.

Dentro de las aneuploidas sexuales podemos distinguir a las siguientes:

Trisomas sexuales:es un transtorno comn que suele detectarse en lapubertadpuesto que no existe rasgos fsicos caractersticos en los lactantes o nios. Las trisomas son aquellas donde se evidencia un cromosoma sexual extra

Sndrome de Klinefelter, XXY

Sndrome del triple X, XXX (Llamado sndrome del super hembra)

Sndrome del doble Y, XYY (Llamado sndrome del superhombre)

Monosomas sexuales: Las clulas que han perdido un cromosoma sexual

Sndrome de Turner, XO

Polisomas sexuales:

XXXY

XXXX

Otras

Alteraciones estructurales

Las aberraciones de laestructuracromosmica provienen de unaruptura de cromosomas, seguida por reconstitucin en una combinacin anormal. La ruptura de los cromosomas se puede inducir por una gran variedad de agentes tales comoradiacin ionizante, infecciones virales,drogasy agentes qumicos .Aunque se han detectado muchas anomalas cromosmicas estructurales, las nicas que parecen ser transmitidas de padre a hijo resultan de la inversin (aberracin cromosmica en la cual un segmento de cromosoma se revierte de extremo a extremo) ytraslocacin(la transferencia de un segmento de un cromosoma a otro cromosoma). Por lo general en la transferencia no hay prdida de DNA y el individuo es normal. Sin embargo los nios que tienen esta aberracin cromosmica balanceada, pueden ser anormales.

La prdida de una porcin de cromosomaque sigue a una ruptura cromosmica se denominasupresin.La anomala cromosmica estructural que resulta, carece de la informacin gentica que se encuentra en el fragmento perdido.

Dentro de las alteraciones relacionadas a los cromosomas sexuales podemos mencionar

La oligospermia o la azospermia.-estn asociadas a deleciones en el cromosoma Y en las regiones donde estn situados los genes para el factor AZF (factor de la azospermia).

Las alteraciones estructurales se refieren a cambios en la forma y/o tamao de un cromosoma. Cuando el material gentico se conserva en el cromosoma alterado, la alteracin es equilibrada, mientras que si se gana o pierde material gentico, la alteracin es desequilibrada. Son la consecuencia de la rotura y uniones anmalas de los cromosomas bajo la influencia de agentes externos que la clula no puede reparar. Las alteraciones estructurales bsicas son las roturas que ocasionan bien la formacin de una delecin (cromosoma al que le falta un fragmento) o de un fragmento sin centrmero