CARIOTIPS

Aquesta és la segona part de l'activitat 3, la primera és la publicació anterior.

Determinació sexual

La determinació del sexe és el sistema biològic que determina el conjunt d’informació genètica que defineix el caràcter “sexe” d’un individu. La diferenciació sexual és l’expressió fenotípica d’aquesta constitució genètica. En l’espècie humana la determinació del sexe té a veure amb factors que es troben en els cromosomes, diem que tenim una determinació genètica del sexe (GSD), on el sexe homogamètic és el femení (XX) i el sexe heterogamètic és el masculí (XY), tot i que pot haver persones que tinguin una constitució cromosòmica anòmala, com explicarem més endavant.

La diferenciació sexual primària és un procés estrictament cromosòmic. La combinació cromosòmica XX o XY és la responsable del corresponent sexe genètic mascle o femella. En la determinació del sexe i la diferenciació sexual intervenen diversos factors genètics que en alguns casos es localitzen en els cromosomes sexuals i en altres, en cromosomes autosòmics. A grans trets podríem dir que en el cromosoma Y, el diferenciador masculí, hi ha el gen SRY que codifica una proteïna inductora del desenvolupament testicular a partir de la gònada bipotencial indiferenciada. També activa una proteïna important per la regulació hormonal que participa en la diferenciació masculina. En el cromosoma X, el diferenciador femení, també existeix una regió específica que inclou alguns gens importants per la diferenciació femenina.  Finalment també existeixen gens autosòmics com el SOX-9, que ajuda a la diferenciació testicular, o el WNT-4, que participa en la diferenciació dels ovaris, que són determinants en aquest procés. En la regulació de la expressió de qualsevol gen hi intervenen molts factors com proteïnes o fins i tot altres gens, de manera que si es tracta d’una dona, es produeix la inhibició d’hormones i gens que codifiquen caràcters masculins.

Què és el cariotip?

El cariotip és una representació gràfica o fotogràfica del conjunt de tots els cromosomes presents en el nucli d’una sola cèl·lula somàtica d’un individu que forma part d’una determinada espècie. També es pot definir com la dotació cromosòmica de tots els organismes d’una espècie, que podem observar durant la metafase de la mitosi. En aquesta representació gràfica, els cromosomes estan ordenats per parells homòlegs i es poden descriure segons una nomenclatura convencional. Per tant, en el cas dels humans, observaríem un total de 46 cromosomes agrupats en 23 parells (som diploides), 22 parells són autosòmics mentre que l’altre parell és sexual. Els parells de cromosomes estan ordenats segons la seva pròpia morfologia (metacèntrics, submetacèntrics, telocèntrics, subtelocèntrics i acrocèntrics) i mida.

El cariotip i la medicina

En medicina es fa servir com a prova per examinar els cromosomes d’una mostra de cèl·lules d’un individu. Mitjançant aquesta tècnica es poden identificar problemes de caire genètic com per exemple la causa d’un trastorn o malaltia. Així doncs, l’estudi del cariotip es duu a terme mitjançant tincions gràcies a les quals podem comptar el nombre de cromosomes i buscar-hi canvis estructurals que justifiquen alteracions en l’organisme (es comparen les característiques del cariotip individual amb el patró d’espècie).

Els usos més comuns d’aquesta tècnica són l’avaluació d’una parella amb antecedents d’avortaments per tal d’examinar qualsevol malformació en el fetus o retards mentals d’origen genètic; l’examen de la medul·la òssia amb la finalitat d’identificar el cromosoma Filadèlfia, molt comú entre les persones amb leucèmia; i en l’examen amniòtic per verificar la presència d’anomalies cromosòmiques en el fetus. Aquest examen es pot exercir sobre gairebé qualsevol teixit.

 En un futur la medicina pretén localitzar tots els gens en els cromosomes humans i esbrinar la seva funció per tal de detectar la causa de gran part de les malalties genètiques i aconseguir la modificació d’aquests amb l’objectiu de guarir el pacient.

Interpretació d’un cariotip

Els tècnics dels laboratoris agrupen els cariotips i a continuació fan servir una notació específica per caracteritzar el cariotip en qüestió. Aquesta notació inclou el nombre total de cromosomes autosòmics, els cromosomes de sexe i alguns cromosomes extres o perduts. Per exemple, 47, XY, +18 indica que el pacient té 47 cromosomes, és mascle i té un cromosoma 18 extra. 47, XXY correspon a un pacient amb un cromosoma sexual de sobres.

Un cop interpretats els resultats s’ha de realitzar un diagnòstic. En un pacient que tingui el nombre de cromosomes normals cada parell de cromosomes estaria format per dos exemplars. El fet de tenir un cromosoma extra o perdut normalment produeix la mortalitat del fetus. Si sobreviu, tindrà trets anormals que seran conseqüència del cromosoma perjudicat.

Anomalies cromosòmiques de l’espècie humana

Aquestes anomalies poden ser numèriques, també conegudes amb el nom d’aneuploïdia, o estructurals i ambdós casos tenen com a conseqüència les malalties genètiques. Si les anomalies tenen lloc en els gàmetes estaran presents en totes les cèl·lules del cos d’un individu; en canvi, si apareixen durant una mitosi, poden donar lloc a anomalies en cèl·lules determinades. Algunes de les més importants són:

-           -La síndrome de Turner o monosomia X és una malaltia genètica caracteritzada per la presència d’un sol cromosoma X que afecta el genotip XX. Les dones amb aquesta síndrome presenten una manca total o parcial d’un cromosoma X. En alguns casos es produeix mosaicisme, és a dir, no afecta a totes les cèl·lules del cos. L’absència del segon cromosoma X determina la falta de desenvolupament dels caràcters sexuals primaris i secundaris. Per aquest motiu, les dones afectades tenen un aspecte infantil i són infèrtils amb certs caràcters semblants als homes.

-           -La Síndrome de Klinefelter és una anomalia cromosòmica que afecta als homes i ocasiona hipogonadisme, està causada per l’addició d’un cromosoma X. Els homes tenen els cromosomes 44XY(46) i les dones tenen els cromosomes 44XX(46). En aquesta síndrome es poden presentar els següents casos cromosòmics: 44XXY (47), 44XXXY(48), 44XXYY (48), 44XXXXY (49), etc. Es tracta d’una alteració genètica que es desenvolupa per la separació incorrecta dels cromosomes homòlegs durant la meiosi que dóna lloc als gàmetes d’un dels progenitors, tot i que també es pot produir en les primeres divisions del zigot. Les conseqüències són alteracions en els òrgans i hormones sexuals i infertilitat.

-          -La Síndrome d’Edwards està caracteritzat per una trisomia (tres còpies) del cromosoma 18 tot i que també es pot produir per la presència parcial del cromosoma 18 o per anomalies fetals. Aquest fet provoca un gran percentatge de mortalitat en els nadons i per tant, se la considera una malaltia letal. Afecta tots els sistemes del cos incloent retards mentals i físics.

-         - La Síndrome de Down, causada per la trisomia del cromosoma 21. Les característiques principals d’aquesta anomalia és un grau variable de retard mental i alguns trets físics peculiars comuns. És la causa més freqüent de discapacitat psíquica congènita. Tot i que no es coneixen amb exactitud les causes que provoquen l’excés cromosòmic, les estadístiques apunten cap a l’edat, cada cop més avançada, de les mares (superior als 35 anys). La població que pateix aquesta malaltia té més probabilitats de patir certes patologies (especialment de cor, sistema digestiu i endocrí) degut a un excés de proteïnes sintetitzades pel cromosoma sobrant.

-          -La Síndrome de Patau, o trisomia D, es deu a la trisomia del cromosoma 13. És una malaltia genètica que s’associa a un problema meiòtic matern i que, com en el cas anterior, el risc augmenta amb l’edat de la mare. Els afectats, si neixen, no superen els 3 mesos de vida. Els nadons presenten anomalies cardíaques, en el sistema nerviós, anomalies en els membres, en l’abdomen i hipotonia muscular.