¿Qué tanto sabes acerca
de la estructura de los cromosomas?
La estructura de los cromosomas se analiza en la metafase de células
en división por lo que se denominan cromosomas metafásicos.
Cada cromosoma consta de dos cromátidas hermanas que permanecen
unidas por un complejo proteico al nivel de una constricción primaria
llamada centrómero. Esta estructura divide al cromosoma en dos brazos
(p y q) Imagen. Las cromátidas
resultan de la replicación de una molécula de DNA (cromosoma)
en la fase (S) del ciclo celular. Por regla general cada cromosoma tiene
un par homólogo, y de acuerdo con la localización del centrómero.
Hay cuatro tipos de cromosomas:
Para estudiar el cariotipo humano se requiere el ordenamiento de los cromosomas según la clasificación de Denver. Existen siete grupos que se denominan por letras mayúsculas de la A a la G y por número, en orden de longitud decreciente y por la posición del centrómero Imagen
Grupo A. Incluye los pares
1,2 y 3 que son los cromosomas más grandes del cariotipo. Los cromosomas
1 y 3 son metacéntricos, y el 2 es submetacéntrico.
Grupo B. Los pares 4 y 5 son submetacéntricos.
Grupo C. Los pares 6 al 12 son submetacéntricos.
Grupo D. Los cromosomas 13 al 15 son los acrocéntricos
grandes y tienen satélites, que en ocasiones son visibles al
microscopio óptico.
Grupo E. Pares 16, 17 y 18 , submetacéntricos,
pero el 16 tiene su centrómero un poco más hacia el centro.
Grupo F. Los pares 19 y 20 que son metacéntricos
Grupo G. Los pares 21 y 22 son los acrocéntricos
más pequeños. Todos los anteriores son cromosomas autosómicos.
Los cromosomas sexuales son: el X que es submetacéntrico.
Por su tamaño se incluye en el grupo C, mientras que el Y se incluye
en el grupo G por su tamaño, aunque no tiene satélites.
En 1970 se identificaron con precisión cada uno de los pares de cromosomas por medio de las técnicas de bandeo, y la más utilizada para el análisis del cariotipo es la técnica que produce bandas G. Imagen
Animación de un cariotipo humano
Los cromosomas se tiñen homogéneamente
con Giemsa, pero algunos métodos de tinción producen patrones
o series de bandas constantes y específicas muy útiles para
identificar síndromes y comprender los mecanismos de los re-arreglos
cromosómicos Imagen.
Entre ellas se encuentran las bandas Q, G, R, C, T y NOR.
¡Observa microfotografías de cromosomas con los distintos tipos de bandas! Imagen.
Bandas G.
Las bandas G de 400 y 550 bandas son las más utilizadas para
identificar a los cromosomas. En ocasiones se requiere la obtención
de cromosomas con alta resolución (850 bandas) para analizar alteraciones
citogenéticas a nivel de subbandas. Imagen Esto se logra al detener las células antes
de la metafase, en la profase o prometafase de la mitosis, ya que los
cromosomas no se han condensado totalmente.
Para obtener un número de células suficiente que permita observar a los cromosomas con una resoluciçon de 850 bandas se requiere la sincronización del ciclo celular. Imagen. Entre diferentes métodos el más empleado es el bloqueo en la fase S por medio de la adición de un exceso de timidina en el medio de cultivo. Una vez bloqueado el ciclo celular por un tiempo corto (pulso), éste se desbloquea cambiando el medio de cultivo que contiene la timidina por un medio fresco que contenga bromo-desoxi-uridina (BrdU) la cual se incorpora selectivamente en las bandas de replicación tardía (heterocromatina).
Con las bandas de alta resolución se pueden observar regiones claras y oscuras dentro de cada banda y de cada sub-banda. Las bandas principales se subdividen sucesivamente en sub-bandas y sub-sub-bandas. A todas ellas se les asigna un código o nombre, que incluye el cromosoma, el brazo y un número correlativo desde el centrómero hacia los extremos. Imagen, Bandas G.
Bandas C El método
de tinción para obtener las bandas C es especifico para revelar en
los cromosomas los sitios que contienen heterocromatina constitutiva presente
en todos los centrómeros de los cromosomas, y además en los
bloques de heterocromatina de los cromosomas 1, 9, 16 y el Y. Para realizar
esta técnica los linfocitos que fueron previamente estimulados inmunológicamente
con una lectina derivada del frijol (fitohemaglutinina) y que se han dividido
aproximadamente 3 veces, son tratados con un agente químico (colchicina
o colcemida) que impide la formación del huso mitótico y detiene
las células en metafase. Éstos son fijados con metanol y ácido
acético (3:1) que depurina el DNA; después son tratados con
una solución de ácido clorhídrico (HCl) que también
depurina el DNA, y posteriormente con hidróxido de bario el cual hidroliza
al DNA depurinado. La incubación con una solución salina permite
la extracción del DNA hidrolizado, especialmente de la eucromatina.
Posteriormente se tiñen con Giemsa, un colorante que tiñe
más intensamente a la heterocromatina constitutiva la cual es más
resistente a la extracción Imagen.
Consulta en la red más información sobre la estructura de los cromosomas, cómo se demuestran las translocaciones con el análisis del cariotipo y distingue los cromosomas autosómicos y sexuales en los seres humanos. También puedes encontrar la técnica para hacer cariotipos a partir de cromosomas metafásicos de linfocitos, y acerca de patologías humanas asociadas con los cariotipos.
http://www.ndsu.nodak.edu/instruct/mcclean/plsc431/eukarychrom/eukaryo3.htm
http://www.biology.arizona.edu/human_bio/activities/karyotyping/karyotyping.html
http://www.pathology.washington.edu/galleries/Cytogallery/
Cromosomas metafásicos humanos