Los cromosomas son estructuras que se encuentran dentro de las células y que contienen los genes de una persona.
Estructura de un cromosoma
Los cromosomas están formados por brazos llamados cromátidas. Cada cromosoma tiene un brazo corto, designado como "p", y un brazo largo, designado como "q". El centrómero es la región donde las 2 cromátidas se mantienen unidas. Los telómeros son regiones situadas en los extremos de cada brazo de un cromosoma. Una molécula de ADN son 2 hebras de ADN que se enrollan entre sí para parecerse a una escalera de caracol que contiene millones de escalones. Cada molécula de ADN, extremadamente larga, está enrollada en el interior de uno de los cromosomas. Credit: GWEN SHOCKEY/SCIENCE PHOTO LIBRARY |
Los genes son segmentos de ácido desoxirribonucleico (ADN) y contiene el código para una proteína específica cuya función se realiza en uno o más tipos de células del cuerpo (véase Genes y cromosomas, exposición sobre genética).
Cada célula humana normal, a excepción de los espermatozoides y los óvulos, tiene 23 pares de cromosomas, es decir, un total de 46 cromosomas. Los espermatozoides y los óvulos solo tienen un cromosoma de cada par, que totalizan 23 cromosomas. Cada cromosoma contiene de cientos a miles de genes.
Los cromosomas sexuales son uno de los 23 pares de cromosomas. Existen 2 cromosomas sexuales, denominados X e Y. Las mujeres tienen habitualmente dos cromosomas X (XX) y los varones tienen habitualmente un cromosoma X y otro Y (XY).
Estructura del ADN
El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el material genético de la célula, que se encuentra en los cromosomas, que a su vez, están contenidos en el núcleo de la célula y de las mitocondrias. Excepto en algunas células (por ejemplo, en los espermatozoides y los óvulos), el núcleo de una célula contiene 23 pares de cromosomas. Un cromosoma contiene muchos genes. Un gen es un segmento de ADN que proporciona el código para sintetizar una proteína o una molécula de ARN. La molécula de ADN es una doble hélice larga y enrollada que se asemeja a una escalera de caracol. En una molécula de ADN se encuentran dos hebras, compuestas por un azúcar (desoxirribosa) y por moléculas de fosfato, todo ello conectado por pares de los cuatro tipos de moléculas llamadas bases, que forman los peldaños de la escalera. Cada par de bases (un peldaño) está emparejado de forma concreta: la adenina se empareja con la timina; y la guanina lo hace con la citosina; Cada par de bases se mantiene unido por un enlace de hidrógeno. Un gen consiste en una secuencia de bases. Las secuencias de 3 bases codifican un aminoácido (los aminoácidos son moléculas que constituyen los bloques de construcción de las proteínas) o bien otra información. |
Anomalías cromosómicas
(Véase también Anomalías cromosómicas en Tipos y factores de riesgo de los trastornos genéticos.)
Las anomalías cromosómicas pueden afectar a cualquier cromosoma, incluyendo los cromosomas sexuales. Las anomalías cromosómicas afectan:
El número de cromosomas
La estructura de los cromosomas
Las anomalías más grandes pueden ser visibles con un microscopio en una prueba llamada análisis de cromosomas o cariotipo. Las anomalías cromosómicas más pequeñas se pueden identificar mediante pruebas genéticas especializadas que escanea los cromosomas de una persona para detectar los fragmentos adicionales o ausentes. Estas pruebas incluyen análisis de micromatrices cromosómicas e hibridación in situ fluorescente (FISH, por sus siglas en inglés). (Véase también Tecnologías de secuenciación de última generación)
Las anomalías numéricas ocurren cuando una persona tiene 1 o más cromosomas extra (por ejemplo, 1 extra es trisomía, y 2 extra es tetrasomía) o le falta un cromosoma completo (monosomía). La trisomía puede afectar a cualquiera de los 23 pares de cromosomas, pero las anomalías más frecuentes son la trisomía del par 21 (síndrome de Down), la trisomía del par 13 y la trisomía del par 18, que afecta tanto a niños como a niñas. Estas anomalías son visibles con un microscopio en el cariotipo.
Cuanto mayor es la edad de una mujer embarazada, mayor es la probabilidad de que su feto tenga un cromosoma adicional o le falte un cromosoma (véase la tabla ¿Qué riesgo existe de tener un bebé con una anomalía cromosómica*?). No ocurre lo mismo en el varón. A medida que el varón envejece, la probabilidad de concebir un niño con una anomalía cromosómica apenas se ve ligeramente incrementada.
Las anomalías estructurales ocurren cuando una parte de un cromosoma es anormal. A veces, una parte o todo un cromosoma se une de forma incorrecta con otro cromosoma (lo que se denomina translocación). A veces faltan partes de los cromosomas (lo que se denomina deleción, véase Introducción a los síndromes de deleción cromosómica) o hay partes de más (lo que se denomina duplicación).
Algunas anomalías cromosómicas causan la pérdida del embrión o del feto antes del nacimiento. Otras causan problemas como discapacidad intelectual, estatura baja, convulsiones, problemas cardíacos o paladar hendido.
Anomalías genéticas
Los cambios en uno o más pares de bases del ADN de un gen (véase la figura Estructura del ADN) crean una variante de dicho gen que puede alterar su funcionamiento. Estos cambios no afectan a la estructura de los cromosomas y por lo tanto no se pueden ver en el análisis del cariotipo o en otros análisis cromosómicos. Se requieren pruebas genéticas más específicas. Algunas mutaciones en un gen no causan problemas, mientras que otras causan algunos problemas o solo problemas leves. Otras variantes causan trastornos graves como la anemia de células falciformes (anemia drepanocítica o drepanocitosis), la fibrosis quística (mucoviscidosis) y la distrofia muscular. Cada vez más, los científicos identifican causas genéticas específicas de las enfermedades infantiles.
No está claro cómo se producen la mayor parte de las variantes, pero se cree que aparecen de forma espontánea. Algunas sustancias o agentes ambientales son capaces de dañar y causar mutaciones en los genes. Este tipo de sustancias reciben el nombre de mutágenos. Los mutágenos, tales como la radiación, la luz ultravioleta y determinados fármacos y sustancias químicas, pueden causar algunos tipos de cáncer y defectos congénitos.
Una variante en los genes de un espermatozoide o de un óvulo se puede transmitir de padres a hijos. Las variantes en genes de otras células pueden causar una enfermedad que no se transmite a los hijos (porque el espermatozoide o el óvulo no están afectados). Poseer dos copias de un gen anómalo puede dar lugar a graves trastornos o enfermedades, como la fibrosis quística o la enfermedad de Tay-Sachs. A veces, los trastornos pueden ocurrir incluso cuando una persona posee una sola copia de un gen anormal.
Pruebas para detectar anomalías cromosómicas y genéticas
Los cromosomas y los genes de una persona se pueden evaluar mediante el análisis de una muestra de sangre, así como de células de otras partes del cuerpo, como un frotis del interior de la mejilla.
Durante el embarazo, se pueden usar células obtenidas por amniocentesis o biopsia de vellosidades coriónicas para detectar ciertas anomalías cromosómicas o genéticas en el feto. Si el feto tiene una anomalía, se pueden realizar más pruebas para detectar defectos congénitos específicos.
Una prueba de cribado denominada cribado prenatal no invasivo o análisis de ADN fetal sin células utiliza una muestra de sangre de una persona embarazada para analizar y determinar si el feto tiene un mayor riesgo de ciertos trastornos genéticos. Esta prueba se basa en el hecho de que la sangre de la mujer embarazada contiene una cantidad muy pequeña de ADN del feto. Las pruebas de cribado prenatal no invasivo se pueden utilizar para detectar un riesgo aumentado de trisomía 21 (síndrome de Down), trisomía 13 o trisomía 18 y ciertos otros trastornos cromosómicos y genéticos. Los médicos suelen recomendar pruebas adicionales cuando se detecta cualquier anomalía cromosómica.
Prevención de las anomalías cromosómicas y genéticas
Aunque las anomalías genéticas y cromosómicas no se pueden corregir, algunos defectos congénitos a veces pueden prevenirse. Por ejemplo, las madres pueden tomar ácido fólico (folato) para ayudar a prevenir defectos del tubo neural y los progenitores pueden ser sometidos a pruebas de cribado para determinar su estado como portadores de ciertas anomalías genéticas. También se pueden hacer pruebas para detectar anomalías genéticas a un embrión concebido mediante fecundación in vitro («niño probeta») antes de ser transferido al útero de la mujer (véase Diagnóstico genético preimplantacional).
