ISOCROMOSOMA: DEFINICIÓ, ORIGEN, PATOLOGIES ASSOCIADES - BIOLOGIA - 2025

Un isocromosoma és un cromosoma metacèntric anormal que s'origina per la pèrdua d'un dels braços de l'cromosoma parental i la conseqüent duplicació de el braç que es conserva.

Dos són els mecanismes que s'han proposat per explicar la generació d'aquest tipus d'anomalia genètica. El més acceptat dels dos proposa que els isocromosomas s'originen durant el procés de divisió cel·lular, com a producte d'una divisió transversal de l'centròmer en lloc de longitudinal.

Formació d'un isocromosoma. By Miguelferig, from Wikimedia Commons.

Atès que, el resultat consisteix en una alteració de la informació genètica continguda en el cromosoma parental, nombrosos desordres genètics poden originar-se. La síndrome de Turner, que té lloc gràcies a la duplicació de el braç llarg de l'cromosoma X ia la pèrdua de el braç curt, ha estat el més estudiat d'aquests desordres.

Addicionalment, molts tipus de càncer també es troben associats amb aquest tipus d'anomalies. Per tant, l'estudi dels isocromosomas s'ha tornat en un atractiu i important camp de recerca.

Isocromosoma: una anomalia cromosòmica estructural

Un isocromosoma és una anomalia cromosòmica estructural que dóna lloc a un cromosoma metacèntric aberrant. Estee s'origina per la pèrdua d'un dels braços d'una cromàtide i la subseqüent duplicació de el braç no deletado.

En altres paraules, en aquest cromosoma els dos braços d'una cromàtide resulten morfològica i genèticament idèntics. Aquesta duplicació dóna lloc a una monosomia parcial oa una trisomia parcial.

Monosomia és un terme emprat per referir-se a el fet que la informació genètica continguda en un locus es troba en una sola còpia. Situació que resulta anormal en cèl·lules diploides, on sempre són presents dues còpies. Ara bé, es diu que és parcial quan la informació perduda es troba en l'altre cromosoma de la parella.

D'altra banda, la trisomia originada per aquest tipus de disrupcions estructurals és parcial, a causa de que la informació genètica continguda en un braç es troba present en tres còpies.

No obstant això, dues d'aquestes còpies són iguals, producte de l'esdeveniment de duplicació d'un dels braços en un dels cromosomes de la parella.

origen

Els mecanismes pels quals són generats els isocromosomas encara romanen sense ser completament dilucidados. No obstant això, dues explicacions realitzades fins a la data són admeses.

La primera d'elles, la més acceptada, planteja que durant la divisió cel·lular el centròmer es forma per divisió transversal i no longitudinal, tal com sol passar sota condicions normals. Això comporta a la pèrdua d'un dels braços de l'cromosoma parental ia la subseqüent duplicació de el braç que roman intacte.

El segon dels mecanismes involucra el despreniment d'un dels braços i la seva conseqüent fusió de les cromàtides filles just per dalt de l'centròmer, donant lloc a un cromosoma amb dos centròmers (cromosoma dicèntric). Al seu torn, un d'aquests dos centròmers experimenta una pèrdua total de la funcionalitat, el que fa possible que la segregació cromosòmica durant la divisió cel·lular passi de manera normal.

patologies associades

La formació d'isocromosomas porta com a conseqüència un desequilibri en la quantitat de la informació genètica albergada pels cromosomes parentals. Aquests desequilibris sovint donen lloc a l'aparició de desordres genètics, els quals es tradueixen en patologies concretes.

Entre els nombrosos síndromes que han estat associats amb aquest tipus d'anomalies estructurals trobem la síndrome de Turner. Aquesta afecció és la més coneguda, de fet té relació amb el primer reporti d'un isocromosoma en l'humà. Aquest últim procedeix de la formació d'un isocromosoma X, en què el braç curt de l'cromosoma original s'ha perdut i el braç llarg ha estat duplicat.

Nombroses investigacions han demostrat que la presència de isocromosomas són el detonant de el desenvolupament de nombrosos tipus de càncer, entre els quals destaquen la leucèmia mieloide crònica associada amb l'isocromosoma i (17q). Aquestes troballes converteixen els isocromosomas en un focus de gran rellevància per als investigadors.

Què és un cromosoma?

En totes les cèl·lules vives l'ADN es troba empaquetat en estructures altament organitzades anomenades cromosomes.

Aquest empaquetament en cèl·lules eucariotes té lloc gràcies a la interacció de l'ADN amb unes proteïnes anomenades histones, que en grup de vuit unitats (octàmer) formen un nucleosoma.

El nucleosoma (unitat bàsica d'organització de la cromatina) consisteix en un octàmer d'histones integrat per dímers d'histones H2A, H2B, H3 i H4. L'estructura de l'octàmer s'assembla a un rodet de fil a través del qual s'enrotlla la gran molècula d'ADN.

El enrotllament de la molècula d'l'ADN, a través d'un vast nombre de nucleosomes enllaçats entre si per regions espaiadores associades a un altre tipus d'histona (H1) denominades linkers, dóna lloc finalment als cromosomes. Aquests últims, poden percebre en el microscopi com a cossos ben definits durant els processos de divisió cel·lular (mitosi i meiosi).

Cada espècie diploide té un nombre ben definit de parells de cromosomes. Cada parell té una mida i forma característics que permet la seva fàcil identificació.

Estructura dels cromosomes

Els cromosomes presenten una estructura bastant senzilla, formada per dos braços paral·lels (cromàtides) que es troben units a través de de el centròmer, una estructura d'ADN densament empaquetat.

El centròmer secciona cada cromàtide en dos braços, un de curta longitud denominat "braç P" i un de major longitud denominat "braç Q". En cada un dels braços de cada cromàtide els gens es disposen en localitzacions idèntiques.

Formació d'un isocromosoma. By Miguelferig, from Wikimedia Commons

La posició que ocupa el centròmer al llarg de cada cromàtide dóna lloc a diferents tipus estructurals de cromosomes:

- acrocèntrics: aquells en què el centròmer ocupa una posició molt propera a un dels extrems, originant un braç molt llarg pel que fa a l'altre.

- metacéntricos: en aquest tipus de cromosomes, el centròmer ocupa una localització mitjana, donant lloc a braços d'igual longitud.

- submetacéntricos: és aquests, el centròmer es troba sol lleument desplaçat de centre, rendint braços que divergeixen molt poc en longitud.

anomalies cromosòmiques

Cadascun dels cromosomes que integren el cariotip d'un individu alberga milions de gens, els quals codifiquen una infinitat de proteïnes que compleixen diferents funcions, així com seqüències reguladores.

Qualsevol esdeveniment que introdueixi variacions en l'estructura, nombre o grandària dels cromosomes, pot comportar a alteracions en la quantitat, qualitat i ubicació de la informació genètica continguda en ells. Aquestes alteracions poden donar lloc a afeccions catastròfiques, tant en el desenvolupament com en el funcionament dels individus.

Aquestes anomalies generalment es generen durant la gametogènesi o durant els primers estadis de desenvolupament embrionari i, encara que solen ser extremadament variades, han estat classificades de manera simplificada en dues categories: anomalies cromosòmiques estructurals i anomalies cromosòmiques numèriques.

Les primeres involucren variacions en el nombre estàndard de cromosomes, és a dir al·ludeixen a la pèrdua o guany de cromosomes, mentre que les segones es refereixen a la perduda, duplicació o inversió d'una part de l'cromosoma

referències

1. Alberts B, Johnson AD, Lewis J, Morgan D, Raff M, Roberts K, Walter P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6th Edition). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Annunziato A. DNA Packaging: Nucleosomes and Chromatin. Nature Education. 2008; 01:26.
3. Caspersson T, Lindsten J, Zech L. The nature of structural X chromosome aberrations in Turner s syndrome es revealed by quinacrine mustard fluorescence analysis. Hereditas. 1970; 66: 287-292.
4. de la Chapelle A. How do human isochromosome Arise? Cancer Genet Cytogenet. 1982; 5: 173-179.
5. Fraccaro M, Ikkos D, Lindsten J, Luft R, Kaijser K. Una nova type of chromosomal abnormality in gonadal dysgenesis. Lancet. 1960; 2: 1144.
6. First International Workshop on Chromosomes in Leukaemia. Chromosomes in Phi-positive chronic granulocytic Leukaemia. Br J Haematol. 1978; 39: 305-309.
7. Mitelman F, Levan G. Clustering of aberrations to specific chromosomes in human neoplasms. Hereditas. 1978; 89: 207-232.
8. Simpson JL. Disorders of Sexual Differentiation. 1970. Academic Press, New York, San Francisco, London.
9. Vinuesa M, Slavutsky I, Larripa I. Presence of isochromosomes in hematologic diseases. Cancer Genet Cytogenet. 1987; 25: 47-54.