Cromosoma dicéntrico
Un cromosoma dicéntrico é un cromosoma anormal que ten dous centrómeros en vez de un como é o habitual. Fórmase pola fusión de dous segmentos cromosómicos, cada un cun centrómero, que ten como resultado a perda de fragmentos acéntricos (que non teñen centrómero) e a formación de fragmentos dicéntricos.[1] A formación dos cromosomas dicéntricos foi atribuída a procesos xenéticos, tales como translocacións robertsonianas[1] e inversións paracéntricas.[2] Os cromosomas dicéntricos teñen unha importante influencia na estabilidade mitótica dos cromosomas e a formación de cromosomas pseudodicéntricos.[1][3] A súa existencia foi asociada con certos fenómenos naturais como a irradiación e está documentado que a súa presesenza subxace en certas síndromes clínicas, especialmente na síndrome de kabuki.[3][4] A formación de cromosomas dicéntricos e as súas implicacións na función do centrómero son estudadas en certos laboratorios de citoxenética clínica.[5]
Formación editar
A maioría dos cromosomas dicéntricos fórmanse por inversión cromosómica, que consiste na rotación de rexións dun cromosoma debidos a roturas cromosómicas ou recombinacións intracromosómicas.[2] As inversións que exclúen o centrómero denomínanse inversións paracéntricas, que orixinan gametos desequilibrados despois da meiose.[2] Durante a profase da meiose I, os cromosomas homólogos forman un bucle de inversión e prodúcese o sobrecruzamento. Se ocorreu unha inversión paracéntrica un dos produtos será acéntrico, mentres que o outro produto será dicéntrico.[1][2] A cromátide dicéntrica é arrastrada e separada durante a anafase da meiose I con tal forza que o cromosoma rompe en puntos ao chou.[2] Estes fragmentos rotos dan lugar a delecións de xenes que conducen á formación de gametos desequilibrados xeneticamente. Isto pode ter graves consecuencias, contribuíndo ao desenvolvemento de trastornos xenéticos como a síndrome de kabuki e a síndrome de Edwards.[2]
Irradiación
A radiación induce anormalidades no núcleo das células.[5] Os cromosomas dicéntricos foron detectados primeiramente en linfocitos en frotis sanguíneos de persoal militar que foi asignado a atallar as consecuencias do desastre nuclear de Chernobyl de 1986 (os liquidadores de Chernobyl).[4] A radiación incrementa a probabilidade de que se formen cromosomas despois de cada evento mitótico, creando pontes físicas entre eles na anafase e telofase.[5] A medida que eses cromosomas son arrastrados e separados, as pontes van rompendo, e como resultado fórmanse núcleos "con colas", que son protrusións dos núcleos no citoplasma]].[4]
Telómeros
Cando os telómeros dos cromosomas se acurtan coas divisións celulares continuadas, os extremos dos cromosomas poden tamén fusionarse, formando cromosomas dicéntricos.[6] Isto é a denominado "crise", un tipo de parada do ciclo celular e a maioría das células nese estado sofren apoptose.[6] Os cromosomas dicéntricos resultantes son moi inestables, dando lugar a translocacións cromosómicas, delecións e amplificacións, como as translocacións robertsonianans. Isto orixina produtos xénicos de fragmentos dicéntricos rotos e con delecións.[1]
Aplicacións editar
Os cromosomas dicéntricos son estudados en organismo modelo como os lévedos (Saccharomyces cerevisiae).[7] O uso de S. cerevisiae como sistema xenético clásico remóntase á década de 1950[7] debido á súa viabilidade para a transformación polo ADN recombinante.[7] Os cromosomas rotos que orixinan a formación de fragmentos acéntricos e dicéntricos poden estudarse en S. cerevisiae debido á súa coñecida capacidade de tolerar a aneuploidía (número anormal de cromosomas).[8] As cepas de S. cerevisiae que toleran a aneuploidía poden estabilizar os produtos de cromosomas rotos durante a súa proliferación, os cales poden ser recuperados e estudados nas instalacións do laboratorio.[7][8]
Citoxenética
A función dos centrómeros foi obxecto de moitas análises de laboratorio nas que se utilizaron técnicas como a hibridación fluorescente in situ (FISH polas súas siglas en inglés) e o bandeado cromosómico (bandeado C).[9] Na FISH utilízanse sondas fluorescentes para detectar e localizar secuencias de ADN específicas nos cromosomas e poden utilizarse sondas específicas para os centrómeros para medir a frecuencia dos cromosomas dicéntricos.[10] Esta técnica permite facer tests de mostras sanguíneas e de tecidos humanas, que foron adoptadas historicamente polos laboratorios de radiación.[4][5][10] O bandeado C é unha técnica de tinguidura que se pode usar para visualizar os cromosomas dicéntricos. Tingue especificamente a heterocromatina constitutiva, que se encontra nas rexións do cromosoma próximas ao centrómero.[9]
Consecuencias editar
A existencia de cromosomas dicéntricos ten consecuencias clínicas relevantes para os individuos, os cales poden vivir con incapacidades intelectuais, neurolóxicas e físicas. Os núcleos con colas son sinaturas da exposición á radiación nos tecidos humanos, microbiota e invertebrados acuáticos observados en desastres nucleares.[5] Ademais, utilízanse como posibles biomarcadores para o cribado de certas síndromes xenéticas presentes nas poboacións humanas.[3]
Cromosomas pseudodicéntricos
Os cromosomas dicéntricos poden orixinar mutacións pseudodicéntricas, nas cales un dos dous centrómeros dos cromosomas queda inactivado.[1] Isto pode ter graves consecuencias clínicas para os pacientes, como se observa en trastornos progresivos neurolóxicos e intelectuais graves[11] como a síndrome de kabuki, un trastorno pediátrico conxénito.[3] A síndrome de kabuki é unha das síndromes máis estudada que implica cromosomas pseudodicéntricos.[3] Outras síndromes caracterizadas tamén se asociaron cos cromosomas pseudodicéntricos, como a síndrome de Edwards,[12] unha trisomía do cromosoma 18, e a síndrome de Turner,[13] unha perda (total ou parcial) do cromosoma X. Os cromosomas pseudodicéntricos por si sós non definen estas síndromes, porque tamén se considera a contribución doutras anormalidades cromosómicas, como a presenza de isocromosomas en paciente de síndrome de Turner.[13]
Notas editar
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Nussbaum, Robert; McInnes, Roderick; Willard, Huntington; Hamosh, Ada (2007). Thompson & Thompson Genetics in Medicine. Philadelphia(PA): Saunders. pp. 72. ISBN 978-1-4160-3080-5.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Hartwell, Leland; Hood, Leeroy; Goldberg, Michael; Reynolds, Ann; Lee, Silver (2011). Genetics From Genes to Genomes, 4e. New York: McGraw-Hill. ISBN 9780073525266.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Lynch, Sally; et al. (1995). "Kabuki syndrome-like features in monozygotic twin boys with a pseudodicentric chromosome 13". J. Med. Genet. 32 (32:227–230): 227–230. PMC 1050324. PMID 7783176. doi:10.1136/jmg.32.3.227.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Kravtsov, V. Yu; Fedortseva, R. F; Starkova, Ye. V; Yartseva, N. M; Nikiforov, A. M (2000-05-15). "Tailed nuclei and dicentric chromosomes in irradiated subjects". Applied Radiation and Isotopes 52 (5): 1121–1127. PMID 10836416. doi:10.1016/S0969-8043(00)00057-9.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 Anbumani, S.; Mohankumar, Mary N. (2015-08-12). "Nucleoplasmic bridges and tailed nuclei are signatures of radiation exposure in Oreochromis mossambicus using erythrocyte micronucleus cytome assay (EMNCA)". Environmental Science and Pollution Research 22 (23): 18425–18436. ISSN 0944-1344. PMID 26263884. doi:10.1007/s11356-015-5107-1.
- ↑ 6,0 6,1 Boukamp, Petra; Popp, Susanne; Krunic, Damir (2005-11-01). "Telomere-Dependent Chromosomal Instability". Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings 10 (2): 89–94. ISSN 1087-0024. PMID 16358816. doi:10.1111/j.1087-0024.2005.200401.x.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 Haber, James; Thorburn, Patricia; Rogers, David (1983). "Meiotic and mitotic behavior of dicentric chromosomes in Saccharomyces cerevisiae". Genetics 106 (106:185–205): 185–205. doi:10.1093/genetics/106.2.185.
- ↑ 8,0 8,1 Torres, Eduardo M.; Dephoure, Noah; Panneerselvam, Amudha; Tucker, Cheryl M.; Whittaker, Charles A.; Gygi, Steven P.; Dunham, Maitreya J.; Amon, Angelika (2010-01-10). "Identification of Aneuploidy-Tolerating Mutations". Cell 143 (1): 71–83. ISSN 0092-8674. PMC 2993244. PMID 20850176. doi:10.1016/j.cell.2010.08.038.
- ↑ 9,0 9,1 Lefort, Genevieve; et al. (2002). "Stable dicentric duplication‐deficiency chromosome 14 resulting from crossing‐over within a maternal paracentric inversion". Am. J. Med. Genet. 113 (4): 333–338. PMID 12457404. doi:10.1002/ajmg.b.10720.
- ↑ 10,0 10,1 Bhavani, M.; Tamizh Selvan, G.; Kaur, Harpreet; Adhikari, J. S.; Vijayalakshmi, J.; Venkatachalam, P.; Chaudhury, N. K. (2014-09-01). "Dicentric chromosome aberration analysis using giemsa and centromere specific fluorescence in-situ hybridization for biological dosimetry: An inter- and intra-laboratory comparison in Indian laboratories". Applied Radiation and Isotopes 92: 85–90. PMID 25014548. doi:10.1016/j.apradiso.2014.06.004.
- ↑ Rivera, H.; Zuffardi, O.; Maraschio, P.; Caiulo, A.; Anichini, C.; Scarinci, R.; Vivarelli, R. (1989-10-01). "Alternate centromere inactivation in a pseudodicentric (15;20)(pter;pter) associated with a progressive neurological disorder.". Journal of Medical Genetics 26 (10): 626–630. ISSN 1468-6244. PMC 1015713. PMID 2685311. doi:10.1136/jmg.26.10.626.
- ↑ Gravholt, Claus Højbjerg; Bugge, Merete; Strømkjær, Helle; Caprani, Monna; Henriques, Ulrik; Petersen, Michael B.; Brandt, Carsten A. (1997-07-01). "A patient with Edwards syndrome caused by a rare pseudodicentric chromosome 18 of paternal origin". Clinical Genetics 52 (1): 56–60. ISSN 1399-0004. PMID 9272714. doi:10.1111/j.1399-0004.1997.tb02515.x.
- ↑ 13,0 13,1 Monroy, Nancy; López, Marisol; Cervantes, Alicia; García-Cruz, Diana; Zafra, Gildardo; Canún, Sonia; Zenteno, Juan Carlos; Kofman-Alfaro, Susana (2002-01-22). "Microsatellite analysis in Turner syndrome: Parental origin of X chromosomes and possible mechanism of formation of abnormal chromosomes". American Journal of Medical Genetics 107 (3): 181–189. ISSN 1096-8628. PMID 11807897. doi:10.1002/ajmg.10113.