Mutaciones a nivel genómico

Las mutaciones genómicas son variaciones en el número normal de cromosomas de una especie. Se suelen producir por un reparto desigual de cromosomas durante la meiosis en la formación de gametos, de forma que unos gametos quedan con cromosomas de más y otros con cromosomas de menos.

Las mutaciones genómicas se clasifican en:

• Euploidías.
  • Poliploidías.
  • Haploidía o monoploidía.
• Aneuploidías.
  • Monosomías.
  • Trisomías.

Euploidía

La mutación afecta al número de juegos completos de cromosomas con relación al número normal de cromosomas de la especie.

Se producen por la no separación de los cromosomas homólogos durante la meiosis.

Poliploidía

Son mutaciones consistentes en el aumento del número normal de “juegos de cromosomas”, pudiendo ser triploides (3n), tetraploides (4n) y, en general, poliploides. Pueden estar causadas por un error en la división reductora de la meiosis o por polispermia, si un óvulo es fecundado por más de un espermatozoide.

En animales, la poliploidía suele ser incompatible con la vida. En plantas, es frecuente. Los individuos poliploides pueden ser:

• Autopoliploides: Si todos los juegos de cromosomas proceden de una misma especie.
• Alopoliploides: Si los “juegos extra” proceden por hibridación, es decir, del cruce de dos especies diferentes. En los vegetales, la hibridación es frecuente y su descendencia no es estéril.

Haploidía o monoploidía

Se trata de mutaciones en las que sólo existe un único juego n de cromosomas.

La haploidía es normal en seres vivos con ciclos haplontes o haplodiplontes. En animales es más rara, pero también se da en algunas especies que se reproducen por partenogénesis.

La haploidía no tiene mucha importancia en evolución cuando ocurre espontáneamente, pero el hombre sí ha utilizado los individuos haploides con la intención de mejorar las plantas. Si consigue duplicar un haploide obtiene un individuo diploide homocigótico para todos sus genes, mucho más rápido que tratar de conseguirlo mediante cruces de heterocigóticos.

Aneuploidía

Son mutaciones que afectan sólo al número de cromosomas de una pareja, pero sin llegar al juego completo.

Se puede producir aneuploidía por defecto o por exceso de cromosomas, según si le falta un cromosoma o lo tiene de más. La aneuploidía ocurre frecuentemente en la naturaleza. Son menos perjudiciales en las plantas que en animales. En humanos también son relativamente frecuentes y ocasionan trastornos como en el caso del síndrome de Down y otros que afectan a los cromosomas sexuales.

Las aneuploidías se pueden producir por:

• No disyunción en la meiosis I, quedando dos gametos disómicos (con dos cromátidas homólogas) y dos gametos nulisómicos (sin cromátidas).

Vídeo: No disyunción en la anafase I.

• No disyunción en la meiosis II, originando dos gametos normales (una sola cromátida), un gameto disómico y otro nulisómico.

Vídeo: No disyunción en la anafase II.

Después de la fecundación, los gametos nulisómicos darán lugar a cigotos con mosomía (2n-1) y los gametos disómicos, a cigotos con trisomías (2n+1).

Monosomías

Las monosomías se producen cuando falta un cromosoma de una pareja de homólogos (2n-1). Son raras porque tienen efectos letales para sus portadores.

La única monosomía viable en los humanos es la del cromosoma X, el síndrome de Turner.

Síndrome de Turner (X0)

El síndrome de Turner afecta únicamente a las mujeres, provocada por la ausencia de un cromosoma X.

Dos de los 46 cromosomas de los seres humanos determinan el sexo (los cromosomas sexuales). Las mujeres normalmente tienen dos de los mismos cromosomas sexuales (XX), mientras que los hombres presentan un cromosoma X y un cromosoma Y (XY). En las mujeres con síndrome de Turner, a las células les falta todo o parte de un cromosoma X. Lo más común es que la paciente tenga sólo un cromosoma X; otras, pueden tener dos cromosomas X, pero uno de ellos está incompleto.

La ausencia del cromosoma Y determina el sexo femenino de todos los individuos afectados, y la ausencia del segundo cromosoma X determina la falta de desarrollo de los caracteres sexuales primarios y secundarios. Esto confiere a las mujeres que padecen el síndrome de Turner un aspecto infantil y esterilidad de por vida. Este síndrome aparece, aproximadamente, en 1 de cada 2.500 niñas.

Vídeo: Síndrome de Turner parte 1 y Síndrome de Turner parte 2.

Trisomías

Una trisomía es la existencia de un cromosoma extra en un organismo diploide. En lugar de un par homólogo de cromosomas, tiene un triplete (2n + 1 cromosomas).

Puede afectar tanto a autosomas como a cromosomas sexuales, siendo más frecuentes y menos graves en estos últimos.

Algunos ejemplos:

• Trisomías que afectan a autosomas:

  • Trisomía 13 o síndrome de Patau.

  • Trisomía 18 o síndrome de Edwards.

  • Trisomía del par 21 o síndrome de Down.

• Trisomías que afectan a cromosomas sexuales:

  • Síndrome de Klinefelter (XXY).

  • Síndrome del duplo Y (XYY) o síndrome del superhombre.

  • Síndrome triple X.

Trisomía 13 o síndrome de Patau

Los niños tienen graves malformaciones en el desarrollo, labio leporino, ausencia de bulbo olfatorio, malformaciones cardiacas, urinarias, digestivas y polidactilia. El promedio de supervivencia de estos niños es de unos tres meses. La edad promedio de los padres de niños afectados es mayor que la de los padres de los niños normales, pero no es tan alta como la edad promedio materna en los casos del síndrome de Down. Este caso sólo ocurre en 1 de cada 19 000 nacimientos.

Vídeo: Trisomía 13 o síndrome de Patau.

Trisomía 18 o síndrome de Edwards

El fenotipo de estos niños ilustra que la presencia de un autosoma extra (el cromosoma 18) produce malformaciones congénitas y una menor esperanza de vida. Estos niños son más pequeños de lo normal. Sus cráneos están alargados según el eje antero-posterior y sus orejas son deformes y situadas más bajo de lo normal, presentan el cuello ancho, dislocación congénita de la cadera y el mentón deprimido. El promedio de supervivencia es menos de cuatro meses. La muerte se produce normalmente por neumonía o fallo cardíaco. La edad media materna es alta, los bebés con el síndrome de Edwards son preponderantemente mujeres.

Aparece con una frecuencia de 1 de cada 8000 nacimientos.

Trisomía del par 21 o síndrome de Down

Las personas con síndrome de Down presentan estatura baja, cabeza redondeada, frente alta y aplanada, y lengua y labios secos y fisurados. Presentan epicanto, pliegue de piel en la esquina interna de los ojos. Las palmas de las manos muestran un único pliegue transversal, y las plantas de los pies presentan un pliegue desde el talón hasta el primer espacio interdigital (entre los dos primeros dedos). En muchos casos padecen cardiopatías congénitas y tienden a desarrollar leucemia. El cociente de inteligencia varía desde 20 hasta 60 pero bajo un programa de intervención y de estimulación temprana estos individuos pueden alcanzar un desarrollo cognitivo significativo.

La incidencia global del síndrome de Down se aproxima a 1 de cada 700 nacimientos, pero el riesgo varía de acuerdo con la edad de la madre. La incidencia en madres de 25 años es de 1 cada 1250 nacidos vivos; en madres de 30 años es de 1 por 1000; en madres de 35 años es de 1 por 400; en madres de 40 años es de 1 por 100; en madres de 45 años es de 1 por 30. Para detectar la anormalidad cromosómica durante el periodo prenatal se pueden emplear la amniocentesis y la biopsia de vellosidades coriónicas.

Esta anomalía hereditaria se produce por un error en la separación de la pareja de cromosomas 21 en la meiosis, por lo que presenta tres cromosomas por ir dos cromosomas juntos en el mismo gameto. Por tanto, las personas con síndrome de Down presentan 47 cromosomas en vez de 46 (cifra normal del genoma humano) en todas sus células.

By Courtesy: National Human Genome Research Institute [Public domain], via Wikimedia Commons

Vídeo: Campañas Down España.

Entre las trisomías que afectan a los cromosomas sexuales destacan:

Síndrome de Klinefelter (XXY)

El síndrome de Klinefelter es una anomalía cromosómica que consiste en la existencia de dos cromosomas X y un cromosoma Y. Afecta a los hombres y ocasiona hipogonadismo (genitales poco desarrollados), diversas malformaciones y problemas metabólicos generalizados. Se agudiza entre los 14 y 21 años. Los síntomas son más pronunciados cuando hay más de dos cromosomas X. Algunos hombres no presentan síntomas y no saben que presentan esta condición hasta la edad adulta cuando encuentran problemas de infertilidad.

En el síndrome de Klinefelter, el individuo tiene un total de 47 cromosomas: 44 + XXY. Los dos cromosomas X anulan al Y, y el individuo, aunque tiene testículos y, por lo tanto, es varón, funcionalmente no lo es, ya que están atrofiados.

Curiosidad: Carlos II de España, "el Hechizado".

Prensa: "No soy rarito; tengo Klinefelter".

Síndrome del duplo Y (XYY) o síndrome del superhombre

Algunos autores no lo consideran ni síndrome, pues el fenotipo es normal, (no padecen trastornos de gran envergadura) ya que la gran mayoría de los hombres con XYY no conocen su cariotipo.

Tienen algo menos de coeficiente intelectual que sus hermanos aunque dentro de la normalidad. El retraso en el desarrollo y los problemas de comportamiento también son posibles, aunque no son especialmente agresivos.

Antiguamente se pensaba que eran más altos y agresivos, con bajo coeficiente intelectual, pero no es así en la mayor parte de los casos.

Síndrome triple X

El síndrome triple X, XXX o de la superhembra se presenta en mujeres que poseen un cromosoma X extra. Se trata de individuos femeninos con órganos sexuales atrofiados, fertilidad limitada y bajo coeficiente intelectual. Su prevalencia es de aproximadamente 1 de cada 1500 niñas. Los padres o las niñas afectadas probablemente no lleguen a darse cuenta de la presencia de esta enfermedad, a menos que se sometan a los exámenes médicos pertinentes.

Las niñas y mujeres que tienen el síndrome XXX tienen tres cromosomas X en lugar de dos, que es lo habitual. Esto significa que hay 47 cromosomas en lugar de 46.

Vídeo: Síndrome de triple X.