Cromosoma

Na Galipedia, a wikipedia en galego.

Este artigo debe incluír o material procedente de cromosomas

Figura 1:: Cromosoma. (1) Cromatídeo. Cada un dos dous brazos idénticos dun cromosoma despois da fase S. (2) Centrómero. O punto de ligación de dous cromatídeos, onde se ligan os microtúbulos. (3) Brazo curto. (4) Brazo longo.

Un cromosoma é un estado temporal do ADN durante a mitose que facilita a súa repartición na dita división celular. Os cromosomas son visíbeis ao microscopio óptico, e o millor momento para observalos é na metafase, cando están situados na placa ecuatorial. A organización deste ADN é sempre a mesma coa axuda das proteínas histonas, e son empregados para localizar xenes ou outras secuencias e tamén para explicar dun xeito máis docente o funcionamento da reprodución celular eucarionte, aínda que non existan durante o estado de reposo, a interfase. Nese período, o cromosoma desorganízase e tópase en forma de cromatina, suspendida no nucleoplasma e definida en territorios cromosómicos.

Os mais populares son os chamados comosomas sexuais, X Y, pola forma que teñen, pois as mulleres só teñen pares de cromosomas de tipo XX e os homes un par de tipo XY. Os humanos temos 23 pares de cromosomas. O número de cromosomas depende da especie.

Nos cromosomas dos eucariontes, o ADN atópase nunha forma semiordenada dentro do núcleo celular, agregado a proteínas estruturais, as histonas (Fig. 1), e toma a designación de cromatina. Os procariontes non posúen histonas nin núcleo; tampouco alcanza nunca unha superestruturación tan complexa coma a do cromosoma eucarionte, polo que non é moi exacto falar de cromosoma bacterián.

O primeiro investigador a observar cromosomas foi Karl Wilhelm von Nägeli en 1842 e o seu comportamento foi descrito en detalle por Walther Flemming en 1882. En 1910, Thomas Hunt Morgan provou que os cromosomas son os portadores dos xenes.

[editar] Cromosomos dos eucariontes

Os eucariontes posúen múltiplos cromosomas lineares dentro do núcleo celular. Cada cromosoma ten un centrómero e dous brazos saíndo do centrómero, os cromatídeos. As extremidades dos cromosomas posúen estruturas especiais chamadas telómeros. A replicación do ADN pode iniciarse en varios puntos do cromosoma.

[editar] Cromosomas dos procariontes

O termo de cromosoma bacterián é inexacto de todo, xa que o DNA bacterián non está altamente estruturado de xeito que permita un fácil e rápido acceso. Tampouco está unido a proteínas que o organicen, por isto non se lle pode chamar cromosoma, xa que non é cromatina condensada.

Non obstante, que o nucleoide das bacterias sexa tinguíbel á semellanza da cromatina en eucariontes, fálase de cromosoma bacterián nunha nomenclatura antiga e xa en desuso, querendo dicir xenóforo. Por outra parte, o nucleoide representa a suma de xenóforo, elementos transpoñíbeis e plasmidios Os Xenoma das bacterias poden ser circulares ou lineares, a maioría das veces é ADN CCF (cccDNA:circular covalently closed DNA), e pode haber varios aneis de ADN con diferente información xénica. Na literatura, hai autores que entenden o xenoma bacterián como o seu ADN próprio, e outros coma a suma deste máis os plásmidos que poida ter a bacteria.

[editar] Cromatina

A Cromatina é a febra bicatenaria do ADN máis as proteínas histonas. 8 proteínas histona ( H2A, H2B, H3 e H4; duas de cada) e o ADN ao redor delas forman o nucleosoma, que a súa vez tópase unido a outros nucleosomas mediante a Histona H1. Cando o ADN tópase unido a histonas, non é posíbel ningún fenómeno metabólico no que el esté relacionado, sexa replicación, transcrición ou tradución

Coñecense dous tipos de cromatina:

• Eucromatina, que consiste en ADN activo, ou sexa, que se pode expresar como proteinas, e
• Heterocromatina, que consiste en ADN inactivo e que parece ter funcións estruturais durante o ciclo celular. Poden aínda distinguirse dous tipos de heterochromatin:
  • Heterocromatina constitutiva, que nunca se expresa como proteínas e que se atopa localizada á volta do centrómero (contén xeralmente secuencias repetitivas); e
  • Heterocromatina facultativa, que, por veces, se expresa.

Figura 2:: Diferentes níbeis de condensación do ADN. (1) Cadea simple de ADN . (2) Filamento de cromatina (ADN con histonas). (3) Cromatina condensada en interfase con centrómeros. (4) Cromatina condensada en profase. (Existen agora dúas copias da molécula de ADN) (5) Cromosoma en metafase

Nos primeiros estados da mitose, os filamentos de cromatina tórnanse cada vez máis condensados. Deixan de funcionar como material xenético acesíbel e forman unha estrutura moi condensada. Finalmente, os dous cromatídeos (filamentos de cromatina condensada) tórnanse visíbeis como un cromosoma, ligados no centrómero. Microtúbulos longos asócianse ao centrómero e a dous extremos opostos da célula. Durante a mitose, os microtúbulos separan os cromatídeos e puxannos en direccións opostas, de maneira que cada célula filla herde un conxunto de cromatídeos. Despois da división das células, os cromatídeos descondénsanse e poden funcionar de novo como cromatina. A pesar da súa aparencia, os cromosomas teñen unha estrutura complexa (Fig. 2). Por exemplo, os xenes con funcións similares están moitas veces xuntos no núcleo, mesmo que estexan bastante distanciados no cromosoma. O curto brazo dun cromosoma pode ser esticado por un cromosoma satélite que contén información para codificar RNA ribosómico.

[editar] Números de cromosomas en diferentes especies

[editar] Cariotipo

Para determinar o número (diploide) de cromosomas dun organismo, as células poden fixarse en metafase in vitro con colquicina. Estas células son entón coradas (o nome cromosoma foi dado pola súa capacidade de seren corados), fotografiadas e dispostas nun cariótipo (un conxunto ordenado de cromosomas, Fig. 3). Tal como moitas especies con reprodución sexuada, os seres humanos teñen cromosomas sexuais especiais (diferentes dos autosomas para as funcións corporais). Estes son XX nas femias e XY nos machos. Nas femias, un dos dous cromosomas X está inactivo e pode verse no microscopio como os corpos de Barr.

[editar] Cromosomas sexuais

En moitos organismos, un dos pares dos cromosomas homólogos é distinto ó resto, realizando a determinación xenética do individuo. A estes cromosomas chámaselles cromosomas sexuais ou heterocromosomas e incluso gonosomas, porque determinan o sexo pola proporción dos dous cromosomas homólogos.

• Sistema de determinación XY: é propio do ser humano e moitos outros animais. As femias, sendo XX, darán gametos iguais con cromosoma X, sexo homogamético e os machos, sendo XY, darán dous tipos de gametos, un co cromosoma X e outro co cromosoma E. A probabilidade de que na fecundación, ó se unir os gametos, resulte unha combinación XX (femia) ou XY (macho) é aproximadamente do 50%.

• Sistema de determinación ZW: noutras especies (bolboretas, p.e.) ocorre o contrario, o sexo masculino é homogamético (ZZ) e o feminino heterogamético (ZW).

• Sistema de determinación XO: outras especies (peixes, insectos, anfibios) que non teñen o cromosoma E, determinándose o sexo polo número de cromosomas X, macho XO e femia XX.

[editar] Forma dos cromosomas

A forma dos cromosomas é para todas as células somáticas constante e característica de cada especie. A forma depende fundamentalmente das constricións que presente o cromosoma e da súa localización na cromátida.

O cromosoma áchase constituído basicamente polo centrómero que divide o cromosoma nun brazo curto ou brazo p e un brazo longo ou brazo q. Algúns cromosomas presentan satélites no brazo curto.

Segundo a posición do centrómero, os cromosomas clasifícanse en:

Metacéntricos

O centrómero localízase a metade do cromosoma e os dous brazos presentan igual lonxitude.

Submetacéntricos

A lonxitude dun brazo do cromosoma é algo maior que a do outro.

Acrocéntricos

Un brazo é moi curto (p) e o outro longo (q).

Telocéntricos

Só se aprecia un brazo do cromosoma ó estar o centrómero no extremo.

É posible visualizar os cromosomas por medio da microscopía de luz e de tincións especiais, o proceso para obter o material cromosómico realízase en diversos pasos:

1. Obtención da mostra: Realízase exclusivamente de tecidos vivos que conteñan células con núcleo.Principalmente se empregan os glóbulos brancos que atopamos no sangue pola fácil accesibilidade.
2. Sementeira: A cal realízase agregando aproximadamente 1 mililitro de sangue enteiro heparinizado a un medio de cultivo enriquecido con soro fetal bobino, antibióticos e mitóxenos, o cal estimulará o crecemento e división das células.
3. Incubación: Mantense a 38.0 graos centígrados cunha atmosfera de CO2 ó 5 % e humidade por 72 horas idealmente.
4. Colleita: Engádese colchicina á mostra para deter os núcleos ceulares en metafase, posteriormente se cenfrifuga a mestura para retirar o sobrenadante (soro sanguíneo e medio de cultivo). Agrégase solución hipotónica de cloruro de potasio para romper as membranas celulares e para finalizar o paso da colleita realízanse 3 lavados cunha solución de metanol-ácido acético 3:1.
5. Goteo: Posterior aos lavados, por medio de centrifugación, obtense un botón celular branco, o cal se suspende na mesma solución fixadora metanol-ácido acético 3:1 e procédese a gotear nun portaobxectos a uns cantos centímetros, isto é co obxectivo de "rebentar" as células e obter os cromosomas.
6. Envellecemento: Neste paso agárdase a que os cromosomas perdan humidade. Pódese aplicar calor ó portaobxectos para deshidratar a mostra.
7. Tinción: Existen moitos tipos de tincións para observar os cromosomas. A máis utilizada é a tinción con colorante Giemsa, coñécese como técnica de bandas GTG. Neste caso exponse a mostra do portaobxectos a tripsina, co obxectivo de desnaturalizar algunhas das proteínas constitucionais dos cromosomas. Posteriormente tínxense con dous colorantes, Giemsa e Wrigth, nalgúns laboratorios pode se empregar un só colorante, pero o emprego dos dous mellora a calidade do resultado, posto que facilita a análise ó microscopio para o citoxenetista creando un contraste de cor nas bandas que se formaron ó empregar a tripsina. Por medio destas bandas podemos distinguir as características dun cromosoma e determinar se é normal ou presenta algunha anomalía estrutural. Existen outras técnicas de tinción, como bandas NOR, ICH, bandas Q, bandas R, técnicas para tinxir centrómero e heterocromatina. Con este tipo de técnicas pódese chegar a realizar un diagnóstico citoxenético dunha enfermidade cromosómica.
8. Lectura: O último paso consiste en ler polo menos 20 metafases, é dicir 20 células rebentadas e formar un cariotipo ou cariograma, onde se acomodan os cromosomas por grupos segundo o tamaño e a localización do centrómero.

No grupo A téñense os cromosomas 1, 2, 3. Grandes metacéntricos, agás o 2, o cal é un cromosoma grande submetacéntrico.

No grupo B téñense os cromosomas 4 e 5, que son submetacéntricos grandes.

No grupo C téñense os cromosomas 6,7,8,9,10,11 e 12, que son os submetacéntricos medianos.

No grupo D téñense os cromosomas 13,14 e 15, que son acrocéntricos medianos e presentan satélites nos seus brazos curtos.

O grupo E encóntrase constituído polos cromosomas 16, 17, 18, submetacéntricos pequenos.

No grupo F téñense os cromosomas 19 e 20, metacéntricos pequenos.

O grúpo G constitúese polos cromosomas 21 e 22, acrocéntricos pequenos.

O par de gonosomas constitúese por X (metacéntrico mediano) e E considerado acrocéntrico sen satélites, aínda que nalgunhas revisións da literatura refiresele como submetacéntrico.

Os cromosomas son os portadores do ADN, polo tanto son parte integral estrutural imprescindible dos seres vivos.

Algunhas entidades atópanse formadas por febras de ADN ou ARN sen formar estruturas complexas como a dos cromosomas, un exemplo claro son os virus.

[editar] Cromosomas humanos

[editar] Aberracións cromosómicas

O funcionamento defeituoso ben da segregación cromosómica, ben pola mutación pode provocar doenzas graves. Estas poden ser divididas en dous grupos:

• Anomalía cromosómica ou displasía cromosómica parcial (malformación), que resultan normalmente dunha mestura (crossover) anormal. Algúns exemplos son:
  • Síndrome Cri-du-Chat, que a causa a eliminación parcial do brazo curto do cromosoma 5. As vítimas emiten sons agudos que se asemellan ao miado dun gato. Teñen os ollos afastados, cabeza e maxilar pequenos e atraso mental.
  • Síndrome de Wolf-Hirschhorn, que a causa o borrado parcial do brazo curto do cromosoma 4. É caracterizada por crecemento tardío acentuado e deficiencia mental.
• Falta ou exceso de cromosomas, chamada aneuploidía, que resulta dunha segregación cromosómica incompleta e está moitas veces relacionada co cancro. Algúns exemplos son:
  • Síndrome de Down (un cromosoma 21 de máis). Tamén é coñecida como trisomía 21. Os síntomas son control muscular diminuído, cranio asimétrico, ollos oblicuos e atraso mental.
  • Síndrome de Klinefelters (XXY). Os homes con síndrome de Klinefelter son normalmente estériles. Teñen tendencia a ter brazos e pernas máis longos e a ser máis altos do común. Outros síntomas comúns son fatiga, apatía, falta de sentimento e unha tendencia maior a desenvolver disturbios psicolóxicos.
  • Síndrome de Turner (X en vez de XX ou XY). Na síndrome de Turner, as características sexuais femininas existen mais subdesenvolvidas. As persoas que sofren de síndrome de Turner teñen moitas veces estatura pequena, testa estreita, características oculares e desenvolvemento óseo anormais, nomeadamente no peito (pectus excavatum).

[editar] Descubrimentos

Mapa citoxenético ou cariograma dun neno antes de nacer, resultado dunha amniocentese á súa nai. XY= neno.

• 1842, os cromosomas foron descubertos por Karl Wilhelm von Nägeli.
• 1869, F. Miescher descobre o ADN.
• 1889, Wilhelm von Waldeyer deulles o nome de cromosoma que significa corpo coloreado en idioma grego.
• 1910, Thomas Hunt Morgan describiu que son os portadores dos xenes.
• 1943, Avery, C. McLeod e M. McCarty: ADN como material hereditario.
• 1953, James Dewey Watson e Francis Harry Compton Crick descobren a estrutura do ADN. (A dobre hélice).
• 1966, Severo Oita completa o código xenético.
• 1972, D. Jackson, R. Symons, P. Berg: molécula artificial.
• 1973, J. Boyer, S. Cohen: clonación de bacterias.
• 1977, F. Sanger: secuenciación do ADN.
• 1978, produción de proteína humana en bacterias.
• 1981, faise o primeiro diagnóstico prenatal.
• 1982, organismos transxénicos.
• 1983, secuenciación dos primeiros xenomas enteiros.
• 2001, secuenciación do xenoma humano

[editar] Ligazóns externas

• Chromosome News from Genome News Network
• Representación gráfica de todos os cromosomas humanos coas doenzas asinaladas
• Genome Browser Acceso a información de xenomas
• Proxecto Xenoma Humano
• Artigos de acceso libre en Nature
• Xenes e poboacións
• National Human Genome Research Institute
• A medicina e a nova xenética
• Catálogo de xenes e información asociada.Locus link
• Xenética website en español
• Celera xenoma
• Gráfico interactivo do ADN ao ser humano.BBCmundo
• Enciclopedia Kyoto de xenes e Xenomas.

Imaxes:*Proxecto Xenoma Humano