About this video

• Video Title: Seminario 18 Características de los Cromosomas y Técnicas de citogenética
• Channel: Biología Molecular y Genética FMED - UBA
• Speakers: Rodolfo Rey
• Duration: 54:00

Overview

This video provides a comprehensive overview of chromosome characteristics and cytogenetic techniques. It covers the structure of chromatin and chromosomes, the cell cycle, types of chromosomes, human karyotyping, and the fundamentals of classical and molecular cytogenetics, including banding techniques and fluorescence in situ hybridization (FISH).

Key takeaways

• Chromatin and Chromosome Structure: DNA is wrapped around histones to form nucleosomes, which further coil into solenoid fibers and then chromatin loops, ultimately condensing to form visible chromosomes during cell division.
• Cell Cycle and Chromatin States: During interphase, chromatin exists in a less condensed state (euchromatin and heterochromatin) that allows for transcription. During cell division (mitosis/meiosis), chromatin condenses further to form compact chromosomes.
• Types of Chromosomes and Karyotyping: Human cells have 22 pairs of autosomes and one pair of sex chromosomes (XX or XY), totaling 46 chromosomes in somatic cells. Karyotyping is the process of organizing these chromosomes by size, shape, and banding patterns.
• Classical Cytogenetic Techniques: Techniques like G-banding (GTG) allow for the visualization of chromosome structure, enabling the detection of numerical and structural anomalies. High-resolution karyotyping provides more detailed analysis by examining chromosomes in earlier stages of cell division.
• Molecular Cytogenetic Techniques: Fluorescence In Situ Hybridization (FISH) offers higher sensitivity and specificity by using fluorescently labeled DNA probes to detect specific DNA sequences, allowing for the identification of smaller deletions, duplications, and translocations, even in interphase nuclei.

Claro, aquí tienes un resumen del seminario en español, estructurado para facilitar la creación de una guía de estudio en PDF:

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Guía de Estudio: Características de los Cromosomas y Técnicas de Citogenética

Introducción

Este seminario, impartido por Rodolfo Rey, aborda las características fundamentales de los cromosomas humanos y las técnicas utilizadas en citogenética clásica y molecular. El objetivo es comprender la estructura cromosómica, su organización, clasificación y las metodologías para su análisis, con énfasis en el diagnóstico de enfermedades genéticas.

1. Estructura de la Cromatina y Cromosomas

• Nivel de Organización: El ADN se enrolla alrededor de histonas formando nucleosomas.
• Fibras Solenoides: Los nucleosomas se enrollan en fibras de aproximadamente 30 nm.
• Bucles de Cromatina: Las fibras solenoides se organizan en bucles unidos a un andamio proteico.
• Condensación: En una célula humana, el ADN estirado mediría aproximadamente 2 metros. La condensación mediante estas estructuras reduce drásticamente su tamaño (a unos 200 micrómetros).
• Ciclo Celular:
  • Interfase: La cromatina (eucromatina y heterocromatina) está menos condensada, permitiendo la transcripción. La fibra de 10 nm es la conformación activa.
  • División Celular (Mitosis/Meiosis): La cromatina se condensa al máximo, formando los cromosomas visibles en metafase. La transcripción se detiene.
• Componentes del Andamio: Proteínas como la condensina y otras son cruciales para la compactación cromosómica.

2. Tipos de Cromatina

• Eucromatina: Contiene ADN transcripcionalmente activo.
• Heterocromatina: Contiene ADN inactivo, con funciones principalmente estructurales.
  • Constitutiva: Nunca se expresa, se localiza cerca del centrómero y contiene secuencias repetitivas.
  • Facultativa: Puede expresarse o no en diferentes momentos.

3. Cromosomas Humanos

• Tipos:
  • Autosomas: Numerados del 1 al 22.
  • Cromosomas Sexuales: X e Y.
• Dotación Cromosómica:
  • Células Somáticas: Son diploides (2n). Tienen 23 pares de cromosomas (46 en total): 22 pares de autosomas y 1 par de cromosomas sexuales (XX en mujeres, XY en hombres).
  • Células Germinales (Gametos): Son haploides (n). Tienen 23 cromosomas: 22 autosomas y 1 cromosoma sexual (X o Y en espermatozoides; siempre X en óvulos).
• Clasificación por Centrómero:
  • Metacéntrico: Centrómero en el centro, brazos cortos y largos casi iguales.
  • Submetacéntrico: Centrómero desplazado, diferencia notable entre brazos cortos y largos.
  • Acrocéntrico: Brazos cortos muy pequeños.
  • Telocéntrico: Sin brazos cortos (no se observan en humanos).

4. El Cariotipo Humano

• Definición: La apariencia, disposición general y número completo de cromosomas de una especie o individuo. Se basa en tamaño, número y forma.
• Cariograma: Representación gráfica del cariotipo, organizando los cromosomas por tamaño y posición del centrómero (del 1 al 22), seguido del par sexual.
• Grupos del Cariotipo Humano (según ISCN):
  • Grupo A (1-3): Grandes, metacéntricos/submetacéntricos.
  • Grupo B (4-5): Grandes, submetacéntricos.
  • Grupo C (6-12 + X): Medianos, submetacéntricos.
  • Grupo D (13-15): Medianocéntricos, acrocéntricos.
  • Grupo E (16-18): Pequeños, metacéntricos/submetacéntricos.
  • Grupo F (19-20): Pequeños, metacéntricos.
  • Grupo G (21-22 + Y): Muy pequeños, acrocéntricos.
• Nomenclatura Cromosómica: Se designa el brazo corto (p) y el brazo largo (q), seguido de la numeración de regiones, bandas y subbandas (ej., 7q12.3).

5. Técnicas de Citogenética Clásica

• Fundamento: Estudio de cromosomas mediante microscopía óptica, basado en el cariotipado.
• Objetivo: Observar número, forma y estructura de los cromosomas en metafase.
• Requisito: Cultivo celular para obtener células en metafase.
• Técnicas de Bandeado (Banding): Permiten identificar regiones específicas de los cromosomas.
  • Bandeo G (GTG): El más común, usa Giemsa. Identifica bandas claras y oscuras. Permite detectar deleciones, duplicaciones y otras anomalías estructurales.
  • Bandeo Q: Usa quinacrina, requiere microscopio de fluorescencia.
  • Bandeo R: Patrón inverso al G/Q, útil para teñir los telómeros.
  • Bandeo C: Tiñe la heterocromatina constitutiva (zonas centroméricas).
  • Tinciones NOR: Tiñen las regiones organizadoras del nucléolo, resaltando los satélites de los cromosomas acrocéntricos.
• Procedimiento General (Bandeo G):
  1. Cultivo Celular: Muestras (sangre, médula ósea, líquido amniótico, etc.) se cultivan (ej., 72h con fitomitógeno para linfocitos T).
  2. Bloqueo Mitótico: Se detiene la división celular en metafase con colchicina.
  3. Tratamiento Hipotónico: Las células se hinchan, dispersando los cromosomas.
  4. Fijación y Extendido: Las células se fijan en un portaobjetos.
  5. Desnaturalización: Tratamiento con tripsina para desnaturalizar proteínas asociadas al ADN.
  6. Tinción: Uso de Giemsa (o similar).
  7. Análisis Microscópico: Observación y ordenamiento de los cromosomas (cariograma).
• Utilidad: Detección de anomalías numéricas (aneuploidías como trisomías, monosomías) y estructurales (traslocaciones, deleciones, inversiones). Esencial en diagnóstico prenatal, infertilidad, abortos recurrentes y estudios oncológicos/hematológicos.
• Cariotipo de Alta Resolución:
  • Se realiza en prometafase (antes de la metafase), cuando los cromosomas están menos condensados.
  • Permite visualizar más bandas (doble que el convencional).
  • Detecta alteraciones más pequeñas (del orden de 2-3 Mb).
  • Requiere mayor entrenamiento y a menudo software especializado.

6. Técnicas de Citogenética Molecular

• Hibridación In Situ Fluorescente (FISH):
  • Principio: Hibridación molecular de sondas de ADN fluorescentes con secuencias complementarias en el ADN del paciente.
  • Ventajas: Mayor sensibilidad y especificidad que la citogenética clásica.
  • Aplicaciones: Detección de secuencias específicas, microdeleciones/microduplicaciones, aneuploidías (en interfase), anomalías en cáncer (leucemias, linfomas).
  • Sondas: Pueden ser centroméricas, de locus específico (LSI), o pintado cromosómico (multicolor).
  • Ventajas Adicionales: Se puede realizar en metafase o núcleos en interfase (más rápido), no requiere cultivo celular en todos los casos.
  • Limitaciones: Detecta solo alteraciones conocidas para las que se tiene sonda.
• Otras Técnicas (mencionadas brevemente):
  • Microarrays (CGH Array): Permiten un análisis a mayor escala del genoma.
  • Pintado Cromosómico (Chromosome Painting): Tiñe cromosomas enteros de diferentes colores, útil para traslocaciones complejas.

Comparación de Técnicas:

Característica	Cariotipo Convencional	Cariotipo Alta Resolución	FISH
Resolución	5-10 Mb	2-3 Mb	<1 Mb (depende de la sonda)
Alteraciones	Grandes anomalías numéricas/estructurales	Anomalías estructurales más finas	Específicas (microdeleciones, etc.)
Fase Celular	Metafase	Prometafase/Metafase	Metafase o Interfase
Tiempo	Lento (requiere cultivo)	Lento (requiere cultivo)	Rápido (especialmente en interfase)
Ventaja Principal	Panorama cromosómico amplio	Mayor detalle	Alta especificidad y sensibilidad
Limitación	Baja resolución	Requiere más experiencia	Detecta solo lo conocido con sondas

Conclusión

El estudio de los cromosomas y las técnicas citogenéticas son herramientas vitales en genética clínica, diagnóstico de enfermedades, estudios evolutivos y investigación. La elección de la técnica dependerá de la sospecha clínica y la resolución requerida.

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