Aberración cromosómica

Las aberraciones cromosómicas, también denominadas macromutaciones porque afectan a grandes zonas del ADN, se pueden dividir en dos tipos: estructurales y numéricas. Este tipo de mutaciones altera tanto la expresión de los genes como su transmisión, ya que modifican su localización dentro de los cromosomas y su número.

Mutaciones cromosómicas estructurales

Como su nombre indica, este tipo de mutaciones afectan a la propia estructura de cada cromosoma, pudiéndose diferenciar cuatro tipos de alteraciones: deleciones, duplicaciones, inversiones y translocaciones. Cada uno de estos cuatro tipos de mutaciones se puede producir por dos mecanismos distintos: bien por un mecanismo de rotura y reunión, en el que se produce la rotura de un cromosoma y la posterior unión de los fragmentos sueltos; o por el denominado sobrecruzamiento entre secuencias repetidas, por el que ciertas secuencias repetidas, que se encuentran en el mismo o en distinto cromosoma, son capaces de reconocerse, emparejarse e intercambiarse entre ellas.

Deleciones

Este tipo de cambios estructurales se producen por la pérdida de un segmento cromosómico y, por tanto, de la información genética contenida en él. Si el fragmento que se pierde tiene un tamaño considerable, la deleción puede identificarse en un cariotipo, ya que el cromosoma mutado va a ser más pequeño que su cromosoma homólogo. Las deleciones pueden afectar a varios genes de un mismo cromosoma o a un pequeño fragmento de un solo gen. Sin embargo, la gravedad de este tipo de mutaciones no depende tanto del tamaño del fragmento que se ha perdido, sino de la información que hubiera en él.

Duplicaciones

Estas mutaciones son provocadas por la repetición de un segmento cromosómico. Como consecuencia, el cromosoma que sufre la duplicación se hace más largo que su homólogo. Se pueden clasificar, a su vez, en duplicaciones en tándem, cuando se duplican dos fragmentos contiguos y se sitúan justo a continuación del fragmento que se ha duplicado; en tándem inverso, cuando se duplican dos fragmentos contiguos, pero se colocan en sentido contrario al que tiene el fragmento que se ha duplicado; y desplazadas, cuando el fragmento duplicado no se sitúa justo a continuación del fragmento que se duplica, sino alejado de él.

Las duplicaciones, al contrario que las deleciones, no suponen ninguna pérdida de material genético, sino una ganancia. Sin embargo, este hecho también puede tener consecuencias negativas para el individuo que porta la mutación, ya que todos los organismos poseen un control muy estricto de la cantidad de material genético y sus productos, y un aumento de éstas supondría un desequilibrio.

Por otro lado, las duplicaciones han tenido un papel fundamental en la evolución de las especies, ya que han permitido originar nuevos genes. Por ejemplo, en un mismo genoma se pueden encontrar dos o más copias de muchos genes que codifican para proteínas estructurales.

Inversiones

Se producen cuando un segmento cromosómico cambia de sentido (gira 180°) dentro del propio cromosoma. La inversión puede incluir el centrómero del cromosoma, alterando totalmente su estructura y la información genética contenida en él; o puede no incluirlo, en cuyo caso sólo se verán afectados los genes. Este tipo de mutaciones también juegan un importante papel en la evolución de las especies.

Translocaciones

Estas mutaciones estructurales tienen lugar cuando un fragmento cromosómico se desplaza hacia otra parte del genoma, bien dentro del mismo cromosoma, bien entre distintos cromosomas. Las translocaciones más frecuentes son aquéllas en las que dos cromosomas se intercambian segmentos cromosómicos.

Mutaciones cromosómicas numéricas

Este tipo de mutaciones se producen por variaciones en el número de cromosomas que hay en las células, pudiendo afectar, bien al conjunto completo de cromosomas, lo cual provoca la alteración denominada euploidía, o bien a uno o más cromosomas de manera individual, denominándose aneuploidía.

Euploidías

En la naturaleza, cada especie tiene un número de cromosomas constante: hay organismos que son haploides, es decir, que tienen un solo juego de cromosomas, como las bacterias y los hongos; y los hay que son diploides, como la especie humana, cuya dotación cromosómica está formada por dos juegos de cromosomas (23 pares de cromosomas homólogos). Las euploidías se producen cuando se gana o se pierde un juego cromosómico completo, es decir, los organismos haploides pueden pasar a ser diploides, o los diploides pueden convertirse en haploides o poliploides, etc.

Este tipo de mutaciones se clasifican en monoploidías y poliploidías. Las monoploidías se producen cuando en una especie diploide (2 n cromosomas) surgen, de manera esporádica, organismos haploides, que se denominan monoploides y que tienen un juego de n cromosomas. Por el contrario, las poliploidías son producidas por la aparición de organismos con un mayor número de cromosomas en sus células, siendo los más habituales los organismos con tres juegos de cromosomas (3 n ), denominados triploides; y los que tienen cuatro juegos (4 n ), llamados tetraploides. Este tipo de mutaciones se da con mucha frecuencia en el reino vegetal. Tanto las monoploidías como las poliploidías se pueden producir de manera espontánea debido a errores en los procesos de mitosis y meiosis celular, o durante la fecundación. En algunos casos pueden estar provocados de manera inducida mediante el uso de productos químicos, cambios bruscos de temperatura, etc.

Aneuploidías

Producen la alteración del número de cromosomas que presenta una especie, afectando a uno o más cromosomas de manera individual, no en su conjunto. Por ejemplo, si en la especie humana el número de cromosomas totales que hay en cada célula es de 46, un individuo sería mutante cuando ese número aumentase a 47. Las aneuploidías pueden afectar a individuos enteros, a un órgano, a un tejido o a una sola célula.

Los organismos que presentan este tipo de mutación, desde aquellos que la tienen en todas sus células hasta aquellos que la tienen en una sola, se denominan aneuploides, pudiéndose clasificar según el número de cromosomas que tengan en exceso o por defecto en: nulisómicos, cuando presentan dos cromosomas menos de los habituales (en organismos diploides, 2 n – 2); monosómicos, cuando presentan un cromosoma menos (2 n – 1); trisómicos, cuando tienen un exceso de un cromosoma (2 n + 1); y tetrasómicos, si presentan dos cromosomas más de los habituales (2 n + 2). Todos estos fenómenos se producen por procesos anómalos durante la meiosis, la mitosis o la fecundación.

En los seres humanos, estas mutaciones producen síndromes de diversa gravedad. Un ejemplo bien conocido es el del síndrome de Down, originado por una trisomía del cromosoma 21, es decir, que los individuos que presentan este síndrome tienen un cromosoma más de lo habitual (en total, 47 cromosomas). Otro ejemplo de síndrome producido por una aneuploidía, es el síndrome de Turner, debido a la ausencia de un cromosoma X (monosomía). Los individuos que padecen este síndrome presentan un fenotipo femenino que conserva algunos rasgos típicamente masculinos como escaso desarrollo del pecho o ausencia de menstruación.