“AÑO DE LA INTEGRACIÓN NACIONAL Y DEL RECONOCIMIENTO DE NUESTRAS DIVERSIDAD”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE MEDICINA HUMANA
NUTRICIÓN, CRECIMIENTO Y DESARROLLO HUMANO UNIDAD I: GENÉTICA
MONOGRAFÍA N°2 MORFOLOGÍA, COMPORTAMIENTO MEIÓTICO Y EL CONTENIDO GÉNICO DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES HUMANOS
DOCENTE
:
Dr. Tomás Valera Lazo
ALUMNO
:
San Martín Mulatillo Sander A.
FECHA DE ENTREGA
:
Viernes 12 de octubre del 2012
PIURA – PERÚ 2012
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
MORFOLOGÍA DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES
CROMOSOMA X
CROMOSOMA Y
COMPORTAMIENTO MEIÓTICO DE LOS CROMOSOMAS HUMANOS
EL CONTENIDO GÉNICO DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES
Contenido génico del Cromosoma Y
Contenido génico del Cromosoma X
BIBLIOGRAFÍA
MORFOLOGÍA DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES En muchos organismos, uno de los pares de los cromosomas homólogos es distinto al resto, realizando la determinación del sexo del individuo. A estos cromosomas se les llama cromosomas sexuales o heterocromosomas e incluso gonosomas, porque determinan el sexo.
Sistema de determinación XY : es propio del ser humano y muchos otros animales. Las hembras, siendo XX, darán gametos iguales con cromosoma X, sexo homogamético y los machos, siendo XY, darán dos tipos de gametos, uno con el cromosoma X y otro con el cromosoma Y. La probabilidad de que en la fecundación, al unirse los gametos, resulte una combinación XX (hembra) o XY (macho) es aproximadamente del 50%.
Sistema de determinación ZW : en otras especies (mariposas, p.e.) ocurre lo contrario, el sexo masculino es homogamético (ZZ) y el femenino heterogamético (ZW).
Sistema de determinación XO : otras especies (peces, insectos, anfibios) que no tienen el cromosoma Y, determinándose el sexo por el número de cromosomas X, macho XO y hembra XX.
En lo que respecta a esta monografía solo hablaremos de la determinación por el sistema XY, ya que es lo que compete a la misma.
CROMOSOMA X El cromosoma X es uno de los cromosomas sexuales del ser humano y otros mamíferos. En seres humanos está situado en el llamado par 23. Cuando en el par 23 se da XX el sexo del individuo es cromosómicamente llamado hembra. En caso de que sea XY el sexo del individuo será cromosómicamente macho.
Estructura del Cromosoma X El cromosoma X está considerado en el Grupo C del cariotipo como un cromosoma mediano submetacéntrico. Tiene una baja proporción de genes si lo comparamos con otros cromosomas. Está compuesto por muchos segmentos de ADN repetitivo que no codifica para ninguna proteína o su función no es conocida. Solo el 1,7% del cromosoma codifica para proteínas funcionales que curiosamente son de baja longitud, si las comparamos con la media de longitud de un gen humano. El cromosoma X es más grande y tiene mayor cantidad de regiones de eucromatina que su pareja, el cromosoma Y.
Ambos cromosomas presentan regiones de homología, sin embargo existen evidencias de
que es posible que el cromosoma Y proceda de una degeneración progresiva de un cromosoma X . Además y siguiendo con el posible origen de los cromosomas sexuales se suele aceptar que el cromosoma X procede de una derivación de algún cromosoma autosómico, dichas evidencias proceden de alineamientos entre secuencias genómicas entre especies.
CROMOSOMA Y Esta considerado en el cariotipo dentro del grupo G, clasificado como pequeño y acrocéntrico.
Estructura del Cromosoma Y El cromosoma Y es a menudo considerado una rareza genética. Es corto y porta pocos genes, la mayoría de los cuales está relacionada con rasgos asociados a la masculinidad. La mayoría de los cromosomas consta de secuencias de ADN altamente repetitivas de función desconocida. “Cientos de millones de años atrás, el cromosoma Y se separó de su "hermano", el
cromosoma X, y se especializó en los rasgos masculinos. Los biólogos que estudian la evolución han teorizado, al respecto de dicha separación, que el cromosoma Y perdió rápidamente la mayor parte de sus genes a través de un proceso conocido como degeneración, y luego se sumió en un estado bastante estático.”
Sin embargo, esta teoría era difícil de probar porque todos esos tramos repetitivos de ADN hacen que el cromosoma Y sea muy difícil de secuenciar. Los biólogos evolutivos han creído durante mucho tiempo que el cromosoma Y de los mamíferos está esencialmente estancado, después de haber perdido la mayor parte de sus genes hace cientos de millones de años. Pero la nueva investigación, a cargo de un
equipo dirigido por el director del Instituto Whitehead, y profesor de biología del MIT, David Page, parece invalidar esa teoría, pues muestra que el cromosoma Y en realidad evoluciona con rapidez y se remodela continuamente. Por primera vez, los investigadores secuenciaron el cromosoma Y del chimpancé, permitiendo así la primera comparación de ese cromosoma humano con el de otra especie. El análisis ha desvelado diferencias significativas entre los cromosomas Y de las dos
especies, lo cual sugiere que dichos cromosomas han evolucionado más rápido que otros cromosomas durante los seis millones de años transcurridos desde que los humanos y los chimpancés surgieron de un antepasado común. Los resultados del nuevo estudio ofrecen la primera evidencia de que un cromosoma Y es evolutivamente tan antiguo como el Y humano; y de hecho todavía está en evolución. Además, los cambios son de renovación, no de simple degeneración.
La nueva comparación de secuencias también puede ayudar a los científicos en sus estudios sobre la infertilidad masculina, que a menudo es causada por defectos en el cromosoma Y.
Cromosoma Y
Cromosoma X
COMPORTAMIENTO MEIÓTICO DE LOS CROMOSOMAS HUMANOS En comparación y a diferencia de los demás cromosomas (“autosomas”), los cromosomas X e Y, que son muy diferente entre sí se comportan de modo especial durante la profase meiótica de los espermatocitos en el testículo humano. Por un lado, mientras los autosomas se aparean completamente y no muestran una condensación de su cromatina, los cromosomas X e y forman un corpúsculo muy condensado llamado el “cuerpo XY”. Este cuerpo condensado ( a veces mal llamado “vesícula sexual”) no permite observar si hay apareamiento con los métodos convencionales de microscopia de luz. En 1970, mediante el uso de microscopia electrónica, se comprobó la existencia de un corto “complejo sinaptonémico” de modo que quedó comprobado que existe apareamiento parcial entre el cromosoma X y el cromosoma Y humanos. Este apareamiento o sinapsis parcial es muy evidente en los preparados efectuados por extendido.
Par XY humano que muestra la región de apareamiento con el com le o sina tonémico un nódulo de recombinación X 10000 La mayor parte de ambos cromosomas no se aparea y se forman regiones llamadas “diferenciales”. En la meiosis las regiones diferenciales de los ejes del cuerpo XY humano sufren una serie de modificaciones secuenciales (se ramifican, forman “excrecencias”, se anastomosan y forman nódulos densos) que permiten determinar un patrón temporal de las secuencias de eventos durante el estadio de paquiteno. Por otra parte, con estos métodos se descubrió la primera evidencia de recombinación génica entre los cromosomas X e Y: se observó un “nódulo de recombinación” localizado muy cerca del extremo sináptico del par XY, que siempre se encuentra en la región terminal del segmento apareado; vale decir que el apareamiento promedio (de 1,33 um en el cuerpo XY humano) es mayor que el segmento que realmente participa en la recombinación. Este segmento recombinante es pequeño y constituye la región recombinante o “pseudoautosómica”
EL CONTENIDO GÉNICO DE LOS CROMOSOMAS SEXUALES En la especie humana la región recombinante o pseudoautosómica está constituida por 2,5 Mb de ADN y es completamente homóloga en el cromosoma X y en el cromosoma Y. Esto es así porque continuamente, en cada generación, en los espermatocitos del varón se intercambian (recombinan) segmentos de esta región entre el cromosoma X y el cromosoma Y; la recombinación en esta región es “obligatoria” en el sentido de que siempre debe haber al menos una recombinación para formar gametos normales. La recombinación es máxima para la región subtelomérica de Xp e Yp, donde una secuencia marcadora designada DXYS14 (que no corresponde a un gen sino a ADN no codificante y que presenta polimorfismos) permitió comprobar la regularidad de esta recombinación XY. Los polimorfismos de la secuencia DXYS14 se recombinan con una frecuencia cercana al 50%. Sin embargo, la recombinación puede producirse al azar en cualquier lugar de la región pseudoautosómica (RPA) y por eso, las secuencias que están más alejadas de los telómeros presentan un índice de recombinación (con respecto a la región diferencial) que es inversamente proporcional a su distancia de los telómeros; así, en el otro extremo de la RPA, el gen MIC2 presenta una frecuencia de recombinación de solo el 2%. En la RPA se encuentra un pequeño número de genes (probablemente menos de 10), un grupo de secuencias polimórficas que han servido como marcadores, y finalmente los telómeros de Xp y de Yp. Los genes conocidos en la RPA son, desde la región diferencial hacia los telómeros: 1) El gen MIC2, que codifica una glucoproteína antigénica de la membrana celular, de 32kDa, y que está relacionado con procesos de adhesión celular. 2) El gen XE7, de función desconocida} 3) El gen ASMT, que codifica la enzima acetilserotonina metiltransferasa, que cataliza le paso final de la síntesis de la hormona de la glándula pineal, la melatonina (se ha sugerido que este gen podría estar relacionado con algunos trastornos psiquiátricos) 4) El gen ANT3, que codifica la enzima adeninanucleótido translocasa, que en las mitocondrias cataliza la translocación de ADP y ATP en la membrana interna y es una enzima de “mantenimiento” muy conservada desde el punto de vista evolutivo 5) El gen IL3RA, que codifica la subunidad α del receptor de la interleucina 6) El gen CSF2RA, que codifica el receptor α del factor estimulante de colonias de granulocitos y macrófagos.
Recientemente se caracterizó un gen más distal, el gen SHOX, relacionado con la estatura.
Mapa de la región pseudoautosómica humana y los genes conocidos de ella.
Contenido génico del Cromosoma Y El cromosoma Y humano es pequeño (su longitud es el 2.15% del largo total del conjunto haploide de cromosomas) y contiene aproximadamente el 1% del ADN de una célula diploide humana, es decir entre 50 y 60 Mb de ADN. No es fácil definir un tamaño estándar para el cromosoma Y puesto que la región heterocromática Yqh es variable en las poblaciones humanas y por eso las cifras precedentes son promedios. En la parte eucromática del cromosoma Y se han definido por los menos 12 genes y seudogenes, algunos de los cuales son muy importantes, empezando por el gen SRY o conmutador del sexo; además está los genes ZFY (dedos de zinc, Y), el de la proteína ribosómica RPS4, el TSPY (proteína específica del testículo, Y), el de la amelogenina (AMGY), el del antígeno de histocompatibilidad (H-Y), el relacionado con el síndrome de Kallmann (KALIG-1Y) y el factor de la azoospermia (AZF). De acuerdo a estimaciones recientes, el total de genes y pseudogenes en el cromosoma Y sería 75.
Contenido génico del Cromosoma X El cromosoma X es uno de los mayores submetacéntricos del grupo C y se conoce un considerable número de genes situados en él; esos genes (excepto los de la RPA) presentan ligamiento “al sexo” (masculino) o, más estrictamente, ligamiento al cromosoma X. El ligamiento al sexo masculino se explica porque los genes mutantes recesivos del cromosoma X se deben
expresar obligadamente en el varón, mientras que en la mujer en general no se expresan por ser heterocigotas y por el mosaicismo debido a la lionización del cromosoma X. El cromosma X humano contiene alrededor de 164 Mb de ADN, 62 de las cuales corresponden a Xp; en la actualidad se conoce un centenar y medio de genes identificados y localizados en este cromosoma. Sin duda el número total de genes ubicados en el cromosoma X humano es alrededor de un millar pero la identificación precisa muchos de ellos tomará tiempo porque se desconoce su función.
Disposición de algunos genes en el cromosoma Y humano. Se incluyen en el extremo Yq la diminuta segunda región pseudoautosómica y sus dos genes reciente reconocidos: IL9R (Receptor de interleucina 9) y SYBL1 (símil de sinaptobrevina)
BIBLIOGRAFÍA
DICCIONARIO DE TERMINOS MEDICOS – Cromosomas sexuales. La secuenciación del cromosomas Y revela un “castillo de cristal” genómico
CROMOSOMA, WIKIPEDIA, Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Cromosoma#Cromosomas_sexuales
CROMOSOMA X, WIKIPEDIA, Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Cromosoma_X
CROMOSOMA Y, Disponible en: http://www.amazings.com/ciencia/noticias/190210c.html
SOLARI, ALBERTO J.; Genética humana: fundamentos y aplicaciones en medicina; Disponible en: http://books.google.com.pe/books?id=eslX7S1KdsC&pg=PA208&lpg=PA208&dq=comportamiento+meiotico+de+cromosomas+sexuales&s ource=bl&ots=QXs-1j0_Y1&sig=eOuCPq9Q13-_fkzt53dDtkXDepM&hl=es&ei=z3TTrvJOMu4tge5hYCLBw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4&ved=0CCkQ6AEwAzgK#v=o nepage&q&f=false
