Mutaciones Cromosómicas

Definición de mutación cromosómica

El ADN no está estancado; cambia, ayudando a los organismos a adaptarse a su entorno externo o interno, o perjudicándolos. El ADN, y los cromosomas en los que se organiza, cambia mediante mutaciones. Las mutaciones cromosómicas pueden ser espontáneas o el resultado de sucesos como errores en la replicación del ADN, errores en la reparación del ADN, exposición a mutágenos o errores durante la mitosis o la meiosis.

La estructura de los cromosomas puede cambiar de varias formas, ya sea por pérdida, ganancia o reordenación de una sección o secciones de cromosomas. Los cambios en la estructura o el número de cromosomas pueden producirse a través de diversos mecanismos.

Tipos de mutaciones cromosómicas - cambios estructurales

Los cuatro tipos principales de mutaciones cromosómicas son las mutaciones por deleción, inversión, duplicación, y translocación. La figura 1 muestra estas mutaciones.

Figura 1: Mutaciones por deleción, duplicación, inversión y translocación.

Mutación cromosómica por deleción

En una mutacióncromosómica pordeleción, se produce una rotura en el cromosoma y el segmento que se rompe se pierde, por lo que ya no forma parte del cromosoma. El tamaño de la sección perdida varía y la sección perdida puede proceder de cualquier parte del cromosoma.¹

Mutación cromosómica de inversión

En una mutación cromosómicapor inversión, un segmento del cromosoma se rompe en dos lugares y se invierte (se gira 180 grados) y luego se reinserta en su lugar original en el cromosoma.² Tras la inversión, los genes y el material genético de esa región afectada están en orden inverso. Algunos genes pueden quedar interrumpidos, dependiendo de dónde se produzcan las dos rupturas.

Mutación cromosómica por duplicación

En una mutacióncromosómica porduplicación, un segmento del cromosoma se copia varias veces. Un tipo específico de mutación cromosómica por duplicación es la expansión por repetición. En el genoma humano hay numerosas repeticionesen tándem, o secuencias de varios pares de bases de nucleótidos que se repiten una tras otra.³ En una expansión de repetición, aumenta el número de secuencias repetidas.

Mutación cromosómica por translocación

En una mutación cromosómicapor translocación , un segmento de un cromosoma se desprende y se une a otro cromosoma.¹ No se pierde ni se gana material genético, pero cambia su ubicación. Las mutaciones por translocación pueden ser recíprocas o no recíprocas. En la translocación recíproca, hay un intercambio bidireccional de información genética entre dos cromosomas; básicamente, dos cromosomas intercambian segmentos. En una translocación no recíproca, un segmento se desplaza de un cromosoma a otro, y hay una transferencia unidireccional de material genético.

Tipos de mutaciones cromosómicas: cambios en el número

Algunas mutaciones cromosómicas provocan cambios en el número de cromosomas de una célula, lo que se conoce como aneuploidía. En una célula pueden perderse copias de cromosomas, o pares o conjuntos de cromosomas, o ganarse copias adicionales. Cuando se pierde una copia de un cromosoma, se produce unamonosomía, mientras que una copia adicional de un cromosoma da lugar a una trisomía. Laaneuploidía se produce como resultado de la no disyunción. En los seres humanos, la probabilidad de que se produzca la no disyunción aumenta con la edad.⁴

Un tipo específico de aneuploidía es lapoliploidía.

Diagnóstico de las anomalías cromosómicas

El cariotipo se utiliza para diagnosticar anomalías cromosómicas. Un cariotipo es una prueba de laboratorio que se utiliza para visualizar los cromosomas y proporciona información sobre el tamaño, la forma, el número y la estructura de los cromosomas. Los cromosomas se tiñen y se disponen en pares por longitud, para permitir una mejor visualización y análisis. El cariotipo puede utilizarse para identificar aneuploidías, así como cambios estructurales en los cromosomas (Figura 2).

Efectos de las mutaciones cromosómicas y ejemplos

Las mutaciones cromosómicas pueden ser graves. Las consecuencias potenciales de estas mutaciones van de nulas o mínimas a graves. Las mutaciones cromosómicas suelen tener consecuencias graves, incluida la muerte del organismo afectado. La aneuploidía de los cromosomas autosómicos suele ser letal.⁴ Las anomalías cromosómicas fetales, especialmente la aneuploidía, son responsables de la mitad de los abortos espontáneos.⁵ La monosomía y la trisomía de los cromosomas más grandes son letales, pero la trisomía de los cromosomas más pequeños (por ejemplo, 13, 15, 18, 21 o 22) da lugar a una descendencia que puede sobrevivir de semanas a ^años4, aunque la descendencia tendrá anomalías.

Los efectos de los cambios estructurales de los cromosomas, y su gravedad, dependen del tipo de cambio, los genes afectados y el número de genes o la cantidad de material genético afectado.

Síndrome de Down

El síndrome de Down, o trisomía 21, se produce cuando un individuo tiene una copia adicional del cromosoma 21. El material genético adicional altera el desarrollo normal, dando lugar a los problemas físicos y discapacidades intelectuales asociados al síndrome de ^Down7. Las características del síndrome de Down incluyen discapacidad intelectual, rasgos faciales como ojos rasgados, mayor riesgo de demencia y menor ^esperanza de vida7. Más raramente, el síndrome de Down también puede producirse cuando una sección del cromosoma 21 se transloca a otro cromosoma. El paciente tiene entonces dos copias del cromosoma 21 completo, pero también una sección extra de ese cromosoma presente en un cromosoma diferente. Es decir, hay una copia triple de una sección concreta del cromosoma 21.

Síndrome de Cri-du-chat

Cri-du-chat, que en francés significa "llanto del gato", es el resultado de la deleción del extremo del brazo corto del cromosoma 5.⁸ El nombre del síndrome se debe al llanto que suelen tener los bebés, un llanto agudo que suena como el llanto de un gato .^{8 El} síndrome se caracteriza por discapacidad intelectual, retrasos en el desarrollo y rasgos faciales distintivos, y las deleciones más grandes se asocian a discapacidad y retrasos más graves.⁸

Síndrome de Klinfelter

El síndrome de Klinefelter es el resultado de la aneuploidía del cromosoma sexual X en los hombres. El síndrome de Klinefelter se produce cuando los hombres tienen un cromosoma X de más, para un total de 47 cromosomas. Así, en lugar de 46,XY, los hombres tienen 47,XXY. Las copias adicionales de genes afectan al desarrollo físico e intelectual, incluido el desarrollo sexual.⁹ El síndrome se caracteriza por infertilidad y otros rasgos que varían en gravedad.9 Estos rasgos incluyen ser alto, bajo tono muscular, problemas de coordinación, problemas de aprendizaje y dificultad para comunicarse.⁹

Síndrome de Turner

El síndrome de Turner se produce comoconsecuencia de la monosomía del cromosoma X. Las mujeres con síndrome de Turner sólo tienen una copia del cromosoma X en lugar de dos (45,X en lugar de 46,XX), o sólo tienen parte del segundo cromosoma X.¹⁰ La pérdida de los genes del cromosoma X da lugar a baja estatura, anomalías en el esqueleto, ovarios que funcionan menos o no funcionan en absoluto, lo que provoca infertilidad, y otras características del síndrome de Turner.¹⁰