¿Qué es el Cariotipo Humano?
El cariotipo es el patrón cromosómico de una especie expresado a través de un código, establecido por convenio, que describe las características de sus cromosomas. En el ámbito de la clínica, se utiliza con frecuencia el concepto de cariotipo para referirse a un cariograma, el cual es un esquema, foto o dibujo de los cromosomas de una célula metafásica ordenados de acuerdo con su morfología (metacéntricos, submetacéntricos, telocéntricos, subtelocéntricos y acrocéntricos) y tamaño. Estos cromosomas están caracterizados y representan a todos los individuos de una especie.
Características del Cariotipo Humano
En el cariotipo humano, los cromosomas se ordenan de mayor a menor tamaño, clasificándose en siete grupos. Estos grupos se diferencian no solo por el tamaño, sino también por la forma de las parejas cromosómicas. Dentro del cariotipo humano, podemos encontrar:
- Cromosomas metacéntricos: Tienen los dos brazos aproximadamente iguales en longitud.
- Cromosomas submetacéntricos: Poseen un brazo más pequeño que otro.
- Cromosomas acrocéntricos: Tienen un brazo corto muy pequeño.
Concretamente, el cariotipo humano se divide en los siguientes grupos:
- Grupo A: Cromosomas grandes (1, 2 y 3), meta y submetacéntricos.
- Grupo B: Cromosomas grandes (4 y 5), submetacéntricos.
- Grupo C: Cromosomas medianos (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 y X), submetacéntricos.
- Grupo D: Cromosomas medianos (13, 14 y 15), acrocéntricos.
- Grupo E: Cromosomas pequeños (16, 17 y 18), submetacéntricos.
- Grupo F: Cromosomas pequeños (19 y 20), metacéntricos.
- Grupo G: Cromosomas pequeños (21 y 22), acrocéntricos.
Por acuerdo, los cromosomas sexuales X e Y se separan de sus grupos correspondientes y se colocan juntos aparte al final del cariotipo.
Un ideograma es la representación esquemática del tamaño, forma y patrón de bandas de todo el complemento cromosómico. Los cromosomas se sitúan alineados por el centrómero, con el brazo largo siempre hacia abajo.
Procedimiento para Obtener el Cariotipo Humano
El cariotipo humano se obtiene mediante la observación de metafases en linfocitos de sangre periférica heparinizada. El proceso es el siguiente:
- Se cultiva la fase linfoide durante aproximadamente 3 días en un medio de cultivo como el medio 199 u otros disponibles en laboratorios como Gibco (ver página de Invitrogen).
- Al cultivo se le añade fitohemaglutinina, colchicina y suero humano o suero fetal bovino.
- Se realiza la fijación de láminas con Carnoy (etanol y ácido acético glacial).
- Se tiñen las muestras con Giemsa.
- Finalmente, se toman fotos digitales de las metafases y se procesan mediante técnicas manuales o programas informáticos especializados.
Anomalías Cromosómicas y sus Consecuencias
Las anomalías cromosómicas son defectos genéticos que generalmente se producen por desórdenes y desbalances en los cromosomas del bebé. Estas anomalías pueden causar desde problemas leves hasta la muerte del niño antes de nacer. Aproximadamente uno de cada 200 bebés nace con una anomalía cromosómica. Muchos de estos niños (aunque no todos) presentan problemas de conducta, retraso mental, incapacidades de aprendizaje, entre otros.
Los errores en la estructura o cantidad de los cromosomas pueden ocasionar un gran número y tipos de defectos de nacimiento. Un infante puede nacer con menos o más cromosomas, o con cromosomas rotos o alterados en su estructura.
Algunos ejemplos de síndromes causados por anomalías cromosómicas son:
Enfermedades Congénitas y Hereditarias
Enfermedades Congénitas
Una enfermedad congénita es aquella que se manifiesta desde el nacimiento. Puede ser producida por un trastorno durante el desarrollo embrionario, durante el parto, o como consecuencia de un defecto hereditario. Las exposiciones a productos químicos en el medio ambiente pueden perjudicar la función reproductiva humana. Los sistemas reproductivos masculinos y femeninos son sensibles a numerosos agentes químicos y físicos.
Ejemplos de enfermedades congénitas:
- Escápula elevada
- Secuestro broncopulmonar
- Síndrome de Poland
Enfermedades Hereditarias
Las enfermedades hereditarias son un conjunto de enfermedades genéticas que se transmiten de generación en generación, de padres a hijos. Estas enfermedades se deben a cambios en la genética que persisten en los genes.
Ejemplos de enfermedades hereditarias:
- Deficiencia de alfa-1 antitripsina
- Enfermedad de Huntington
- Enfermedad de Marfan
Poliploidía y Aneuploidía
Poliploidía
En genética, la poliploidía se define como el fenómeno por el cual se originan células, tejidos u organismos con tres o más juegos completos de cromosomas de la misma o distintas especies, o con dos o más genomas de especies distintas. Estos se denominan poliploides. Es uno de los pocos casos de saltacionismo confirmados.
Aneuploidía
La aneuploidía se refiere al cambio en el número cromosómico, que puede dar lugar a enfermedades genéticas. Un aneuploide es un individuo cuyo número de cromosomas difiere del tipo silvestre o euploide en parte de su dotación cromosómica, debido a un cromosoma extra o ausente. Esto se asocia con una deficiencia en el desarrollo físico, mental o ambos.
Mutaciones y sus Tipos
En genética y biología, una mutación es un cambio en la información genética (genotipo) de un ser vivo, muchas veces por contacto con mutágenos. Produce una variación en las características de este que se presenta de manera espontánea y súbita, y que se puede heredar a la descendencia. Este cambio estará presente en una pequeña proporción de la población (variante) o del organismo (mutación).
Tipos de mutaciones:
- Mutaciones morfológicas
- Mutaciones letales y deletéreas
- Mutaciones condicionales
- Mutaciones bioquímicas o nutritivas
- Mutaciones de pérdida de función
- Mutaciones de ganancia de función
Amniocentesis: Procedimiento y Utilidad
La amniocentesis es una prueba prenatal común en la cual se extrae una pequeña muestra del líquido amniótico que rodea al feto para analizarla. Se utiliza con frecuencia durante el segundo trimestre del embarazo (generalmente entre 15 y 18 semanas después del último período menstrual de la mujer) para diagnosticar o, con mucha mayor frecuencia, descartar la presencia de ciertos defectos cromosómicos y genéticos.
El procedimiento se realiza de la siguiente forma:
- Tras un examen con un escáner para determinar la posición del feto y la placenta, se inserta en el útero, sin anestésico local, una aguja larga.
- Se retiran unos 14 cm3 de líquido de la bolsa amniótica.
- El líquido se centrifuga para separar las células desprendidas del feto del resto del líquido.
- Estas células se cultivan durante un período de entre 2.5 y 5 semanas.
Síndromes Genéticos: Patau, Klinefelter, Turner, Edwards y Down
Síndrome de Patau
El síndrome de Patau, también conocido como trisomía en el par 13, trisomía D o síndrome de Bartholin-Patau, es una enfermedad genética que resulta de la presencia de un cromosoma 13 suplementario. Es la trisomía reportada menos frecuente en la especie humana. Fue observado por primera vez por Thomas Bartholin en 1657, pero no fue hasta 1960 cuando la descubrió el Dr. Klaus Patau. Los afectados por dicho síndrome mueren poco tiempo después de nacer, la mayoría a los 3 meses, y como mucho llegan al año.
Síndrome de Klinefelter
El síndrome de Klinefelter (SK) es una anomalía cromosómica que consiste en la existencia de dos cromosomas X y un cromosoma Y. Afecta a los hombres y ocasiona, principalmente, hipogonadismo. Se basa en una alteración genética que se desarrolla por la separación incorrecta de los cromosomas homólogos durante las meiosis que dan lugar a los gametos de uno de los progenitores, aunque también puede darse en las primeras divisiones del cigoto.
Síndrome de Turner
El síndrome de Turner, síndrome Ullrich-Turner o monosomía X es una enfermedad cromosómica provocada por la ausencia total o parcial de un cromosoma X. Tanto fenotípica como genotípicamente son mujeres (por ausencia de cromosoma Y). Se trata de la única monosomía viable en humanos, dado que la carencia de cualquier otro cromosoma en la especie humana es letal.
Síndrome de Edwards
El síndrome de Edwards, también conocido como trisomía 18, es un tipo de aneuploidía humana que se caracteriza usualmente por la presencia de un cromosoma completo adicional en el par 18. También se puede presentar por la presencia parcial del cromosoma 18 (translocación desequilibrada) o por mosaicismo en las células fetales. Fue originalmente descrita por John H. Edwards en la Universidad de Wisconsin en 1960.
Síndrome de Down
El síndrome de Down (DS) es un trastorno genético causado por la presencia de una copia extra del cromosoma 21 (o una parte del mismo), en vez de los dos habituales, por ello se denomina también trisomía del par 21. Se caracteriza por la presencia de un grado variable de discapacidad cognitiva y unos rasgos físicos peculiares que le dan un aspecto reconocible. Es la causa más frecuente de discapacidad cognitiva psíquica congénita y debe su nombre a John Langdon Down, quien fue el primero en describir esta alteración genética en 1866, aunque nunca llegó a descubrir las causas que la producían.