Dra. F. BALLESTA MARTÍNEZ
Cátedra de Pediatría y Puericultura (Prof. Dr. M. CRUZ HERNÁNDEZ)
Barcelona
Cuando parecía que los estudios citogenéticos habían llegado a
SU punto máximo y que entraban en una etapa de estabilización e
cluso de rutina, nuevos métodos de estudio vuelven a despertar el in-terés y abren nuevos cauces a su aplicación en la clínica.
En los dos últimos arios la identificación de los cromosomas y el estudio de sus alteraciones han experimentado un gran avance con la Introducción de una nueva técnica, la del Banding o
listado
del cro-%soma.Se basa en producir a lo largo del cromosoma, mediante la Colora-ción con giemsa o con sustancias fluorescentes, unas zonas más o me-nos teñidas o de mayor o menor fluorescencia, que dan al cromosoma
Un aspecto listado o rayado; de ahí su nombre (fig. 1).
Estas nuevas técnicas facilitan un mayor conocimiento de la es-tructura del cromosoma y de sus alteraciones, y obligan a modificar la nomenclatura ya existente y a introducir nuevos términos que defi-11a/1 los nuevos hallazgos.
b En el último Congreso Internacional de Genética, celebrado en en 1971, se propuso establecer un sistema uniforme para iden-tificar los cromosomas, pendiente de ser aceptado por los cinegenetis-Its, y se estableció una clasificación según las distintas técnicas del listado. A continuación vamos a revisar esta clasificación, la nomencla-1•ura propuesta, los patrones normales de listado, y las modificaciones lutroducidas a los términos establecidos en Chicago en 1966.
1. LISTADO O BANDING DEL CROMOSOMA.
Dado que no existe acuerdo sobre el término a utilizar entre los citogenetistas nacionales, en el presente trabajo se utiliza el de «lista» ° " raya», por considerar que se ajusta más a nuestra forma de expresión.
Fig. 1
tr+
e
La técnica del listado o rayado de los cromosomas, se inicia real-mente en 1970 con los trabajos de PARDUE y GALL
Estos autores, trabajando en la hibridación in situ, entre el DNA satélite marcado de ratón y los cromosomas del mismo, observaron que, tras un tratamiento con NaOH y una incubación en 2 x SSC, se
teñía fuertemente la región centromérica.
Los autores sugirieron que esta fuerte coloración era debida a la rápida renaturalización del DNA repetitivo presente en esas regiones.
ARRIGHI y Hsu 1 aplicaron la técnica anterior sin material
radiac-tivo a los cromosomas del hombre, V. demostraron que también las re-giones próximas al centrómero del cromosoma humano, excepto del Y, se teñían fuertemente, constituyendo lo que ahora se denominan lis-tas C.
Un paso más es dado por YuNis y cols.", quienes, desnaturalizan-do el cromosoma por el calor en un buffer de fosfato, y renaturalizán-dolo en el mismo buffer, observaron que no sólo se teñían las zonas próximas al centrómero, sino que aparecían otras a lo largo del cro-mosoma alternando con zonas claras, poco teñidas. Las zonas
fuerte-mente teñidas parecían corresponder con las que replicaban tardía-mente su DNA con excepción del gonosoma X.
Desde entonces, distintos autores han modificado la técnica origi-nal, obteniendo una serie de zonas claras y oscuras a lo largo del cro-mosoma, que constituyen las rayas o listas.
En el último Congreso Internacional de Genética, celebrado en París (1971), se acordó establecer una clasificación para dar una ter-minología diferente a cada tipo de listado.
Cuatro son las clases de listas que pueden obtenerse a lo largo (lel cromosoma.
Listas Q.
Son las que se obtienen tiñendo el cromosoma con material fluo-rescente (mostaza de quinacrina), según técnica original de
CASPERS-soN
Parece basarse en que la quinacrina, sustancia con luz propia, tie-ne especial apetencia por la guanina, uniéndose 'por su grupo acridina al nitrógeno 7.
Las zonas del cromosoma con DNA rico en uniones C-G se tiñen fuertemente con la quinacrina y dan zonas fluorescentes que alternan COn otras de menor intensidad a lo largo del cromosoma.
De esta forma se obtiene el listado con fluorescencia o «listas Q».
Listas C.
Son las primeras que se obtuvieron mediante la tinción COTV
giem-sa 13
Se localizan en las regiones próximas al cen.trömero, las cuales apa-recen fuertemente teñidas.
Sólo en el cromosoma Y queda esta región sin teñir, haciéndolo Por el contrario la de los brazos largos.
Listas G.
Son las que tienen una distribución similar a las listas Q, a lo largo del cromosoma, pero que se obtienen mediante la Unción con giemsa. Este grupo es el que presenta más variantes, derivadas de las va-riaciones técnicas de los distintos autores 6. 8, i'7.
Si bien se logra un número y distribución de listas diferentes, es-tas diferencias son escasas pudiendo relacionarse entre ellas.
Se incluyen en el grupo las listas obtenidas mediante el trata-ruiento con tripsina 16, 18, y con variaciones del pI-I del giemsa, la de-nominada por sus autores «Giemsa 9» ".
Listas R.
Son aquéllas cuya distribución a lo largo del cromosoma es opues-td a la de las listas Q, y en consecuencia a la de las listas G. En ellas,
las zonas claras ocupan la posición de las listas teñidas por las otras técnicas, y a la inversa, las listas oscuras ocupan la posición de las zo-nas claras.
La técnica original corresponde a DUTRILLAUX y LEJEuNE 9 ,
quie-nes también han aplicado como variante la digestión enzimática ".
Dado que en el presente número monográfico se hace referencia a las listas Q y R, vamos a describir más ampliamente las listas G.
Para obtener las listas G hay una gran cantidad de procedimie n -tos y resulta difícil hacer una clasificación entre ellos, ya que todos son en realidad variaciones del método básico de PARDEE y GALL 11, 15,21
Todas las técnicas se basan en producir una alteración en el cro-mosoma, desnaturalizándolo con distintos tratamientos (soluciones sa-linas, soluciones fosfatadas, enzimas, calor), y renaturalizändolo
segui-damente.
No está claro todavía cuál es el mecanismo íntimo del proceso ni el papel que juega el DNA en el mismo.
Cuando se descubrió el cromosoma X inactivo heterocromático de
la hembra, se pensó que toda la heterocromatina -era facultativa;
es
decir, portadora de mensaje genético pero fisiológicamente inactiva. Recientes estudios 1, 1, ", ", " parecen indicar que algunos tipos deheterocromatina están formados por DNA especial, diferente, que no
tiene reprimido su mensaje genético. Es lo que se denomina hetero cromatina constitutiva.
Esta heterocromatina constitutiva, presente en el centrómero,
no
estaría limitada a estas regiones, sino que podría localizarse en cual-quier parte del cromosoma.
Para Hsu y ARRIGHI 12 , la heterocromatina constitutiva estaría
for-mada por DNA repetitivo, el cual, tras ser alterado o desnaturalizado por el tratamiento aplicado, se recuperaría o reconstruiría más rápida-mente que el no repetitivo' y en consecuencia podría captar el colo-rante. El DNA no renaturalizado quedaría sin teñir.
Para YUNIS 21 , el mecanismo sería similar. Las cadenas de DNA
repetitivo estarían muy hidratadas tras el tratamiento aplicado, en un estado semi-líquido, y podrían reasociarse fácilmente con cadenas com-plementarias próximas, mientras que esto no sería tan fácil en el rio
repetitivo, donde posiblemente las secuencias tendrían pocas o una sola copia.
Ahora bien, si estas teorías fueran completamente ciertas cabria esperar que las distintas técnicas basadas en este mecanismo, origin
a-rh-i el mismo tipo de listado, lo cu'al no parece comprobado.
144
111
listas están totalmente opuestas a las G; donde ellos obtienen zonas claras aparecen en las G zonas oscuras y a la inversa.
Para WANG y FEDOROFF ", el mecanismo de producción residiría
en el estado físico del DNA y en su relación con las proteínas, espe-cialmente con las histonas.
Las modificaciones causadas en el complejo proteico de los cro-mosomas con el tratamiento aplicado, permitirían la reacción directa del colorante con los ácidos nucleicos.
Por el momento se acepta que no sólo es el DNA, sino el compo-nente total del cromosoma, su material proteico, el que interviene en la producción del listado.
El número de listas G obtenido por nosotros en cada cromosoma es el siguiente :
Cromosoma
1.
En este cromosoma se han encontrado en sus brazos cortos dos lis-tas muy bien visibles, seguidas de una zona clara en su parte más
dis-tal. Puede encontrarse una tercera en el telómero.
Otras veces sólo se visualiza una posiblemente por fusión de las dos centrales.
4
t
En los brazos largos se observan cuatro listas que pueden quedar reducidas a dos por fusión de las dos más próximas.
La parte proximal de los brazos largos aparece teñida, muy unida al centrómero, como formando una quinta lista.
Cromosoma
2.En sus brazos cortos se observan tres listas, la central muy teñida. En ocasiones sólo se observan una o dos. Otras veces se llegan a ver hasta cuatro, posiblemente per desdoblamiento de una central.
En los brazos largos se visualizan cuatro listas que pueden que-dar reducidas a tres. Con menor frecuencia se han visualizado una o dos listas.
Cromosoma 3.
Este cromosoma presenta con la máxima frecuencia dos listas en
£.inhos brazos, que dejan una zona clara central.
- Con frecuencia la liSta más próxima al telómere de los brazos lar-gos aparece desdoblada en dos.
La fig. 2 reúne un detalle de los cromosomas 1, 2 y 3, y el esque-ma de los mismos.
Cromosoma
4.En los brazos cortos se observa una lista central, siendo difícil en ocasiones decidir si hay o no listado.
En los brazos largos se 'observan cuatro listas aunque en ocasiones sólo se distinguen tres, ya que una de las centrales aparece poco teñida. La región del centrómero aparece clara.
Fig. 3
Cromosoma
5.Como el anterior, presenta en sus brazos cortos una sola lista, pero desplazada distalmente.
137 En sus brazos largos presenta con la máxima frecuencia cuatro listas, pero dos centrales pueden fusionarse y presentar sólo tres.
El centrómero suele estar teñido, pudiendo constituir una quinta lista.
La fig. 3 reúne el esquema de listado más frecuente de los cromo-somas 4 y 5 y un detalle comparativo de los mismos.
Cromosoma 6.
Es el mayor del grupo C y presenta un patrón de listas muy carac-terístico.
En sus brazos cortos se observa una en el telómero y otra unida al eentrómero, quedando una zona clara central.
Los brazos largos aparecen muy listados, pudiendo llegar a visua-lizarse hasta cinco listas.
Lo más frecuente son cuatro listas separadas por zonas claras muy estrechas. Fig. 4 • (1 A V Cromosoma 7.
Sus brazos cortos presentan un listado muy parecido al del
centró-mero, quedando una zona clara central. En ocasiones sólo se visualizat
una lista; la del telómero.
En sus brazos largos con frecuencia se observan tres listas ; una: en el telómero y dos centrales, que pueden reducirse a dos cuando kv del telómero no se visualiza bien.
Cromosoma 8.
Presenta en los brazos cortos dos listas ; una en el telómero y otra
próxima al centrómero.
En ocasiones sólo se visualiza una, la del telómero o la central. Los brazos largos presentan con la máxima frecuencia tres listas ;. dos centrales y una pequeña, difícil de ver, en el telómero, que puede' pasar desapercibida quedando reducido a dos.
En algún caso se unen las dos centrales y sólo se visualiza una lista.
Cromosoma 9.
Presenta un patrón muy variable y no es fácil de esquematizar. EnT.
la mayoría de metafases se ha identificado por exclusión.
En los brazos cortos lo más frecuente es la presencia de dos listas; una en el telómero y otra unida al centrómero, quedando una zona-clara central. En ocasiones sólo se visualiza una lista; la del centrómero›
o la distal.
En los brazos largos se suelen observar dos listas, a veces tan jun-tas que se confunden en una sola.
La fig. 4 reúne el esquema más frecuente de los cromosomas 6, 7,-8 y 9, y un detalle de los mismos.
Cromosoma lo.
Los brazos cortos de este cromosoma pueden aparecer totalmente' teñidos, sin bandas o con una estrecha zona clara en la parte central, formando así dos listas teñidas.
En ' sus brazos largos lo más frecuente es la presencia de tres
lis-tas; dos centrales y una en el telómero, reducidas en algún caso a dos. El centrómero aparece poco teñido.
Cromosoma 11.
Sus brazos cortos suelen estar totalmente teñidos, sin listas. En alguna ocasión se visualiza una lista por aparecer poco teñido el
te--lórnero o la zona próxima al centrómero.
Los brazos largos son muy característicos. Presentan una lista
an--cha central, muy teñida; a veces la parte central de esta lista aparece. menos teñida, dando la sensación de que hay dos listas e incluso tres.
Cromosoma 12.
Muy característico su patrón, parecido al del cromosoma 11, pero. fácil de diferenciar de él.
Fig. 5
1•1
Los brazos cortos pueden presentar una lista en el telámero y otra unida al centrómero dejando una zona clara entre ambas.
Con frecuencia sólo se visualiza una lista en el telómero.
Los brazos largos presentan una lista ancha central, muy parecida a la del cromosoma 11. En algún caso esta lista aparece desdoblada en dos.
La región del centrómero aparece como un nódulo muy caracterís-tico, fuertemente teñido.
Cromosoma X.
Tanto en el único cromosoma X del varón como los dos de la
hem-era, se han encontrado con patrón similar, sin que se pueda diferenciar
COn las listas cuál es el «X inactivo» de la hembra.
Los brazos cortos presentan una lista central quedando el telómero
sin teñir. En alguna ocasión se ha visualizado una segunda lista como continuación del centrómero.
Los brazos largos presentan dos listas centrales y a veces una ter-cera en el telennero que no siempre es visible. El centrómero aparece
teriido.
La fig. 5 reúne el esquema de listas de mayor frecuencia en los cromosomas 10, 11, 12 y X, y un detalle de stos.
#
1315
*
6
ft
Cromosoma 1,3.
Los brazos cortos de los acrocéntricos no aparecen normalmente muy visibles.
En sus brazos largos el cromosoma 13 presenta con mayor fre-cuencia tres listas, que pueden quedar reducidas a dos. En ocasiones la región del centrómero puede aparecer como una cuarta lista. Con relativa frecuencia resulta difícil de obtener su listado.
Cromosoma 14.
El listado de sus brazos largos es muy característico, aunque a veces es difícil de separar del cromosoma 15.
Presenta una lista en el telómero y otra continuando al centró-mero, quedando una zona clara central. En ocasiones sólo se visualiza una de las dos.
Fig. 6
Cromosoma 15.
Aunque con mayor frecuencia se observan tres listas ; dos próxi-mas al centrómero y una pequeña en el telómero. No es infrecuente que las dos proximales se presenten fusionadas, e incluso que la distal no sea visible dando una sola lista.
La fig. 6 reúne el esquema de listado de mayor frecuencia de los cromosomas 13, 14 y 15, y un detalle de é.stos.
Cromosoma
16.Los brazos cortos presentan con mayor frecuencia una lista en el
telómero, aunque no siempre es visible y puede aparecer sin teñir. Los brazos largos presentan dos listas ; una en el telómero y otra central, que pueden unirse formando una sola.
La lista del telömero, al igual que en los brazos cortos, puede faltar. En conjunto este cromosoma, cuando las listas del telómero no sean visibles, queda reducido al centrennero teñido sin que se tiñan bien los brazos.
Cromosoma 17.
Los brazos cortos de este cromosoma presentan una lista próxima
al centrómero quedando el telómero sin teñir.
En los brazos largos se visualiza una lista en el telómero y otra unida al centrómero, quedando el resto como zona clara, de una ima-gen muy característica.
1
Fig. 7
C
romosoma
18.En sus brazos cortos resulta difícil obtener el listado.
Cuando se observa, presenta una sola lista muy unida al centró -ro , confundiéndose con él.
142 FALLESTA
Los brazos largos presentan en la mayoría dos listas ; una distal y otra algo separada del centrómero, con una zona central clara, que en ocasiones falta, quedando una sola lista.
La fig. 7 reúne el esquema de listas más frecuentes de los cromo-somas 16, 17 y 18 y un detalle de los mismos.
Cromosoma 19.
Este cromosoma sólo presenta teñida la región centromérica y la parte proximal de ambos brazos. Su listado queda reducido a un pun-to o lista central, sin que la mayoría de veces sea visible el respun-to del cromosoma.
e
19 etei 20 21• e
22 Fig. 8Cromosoma
20,Los dos telómeros y la zona próxima al centrómero, aparecen te-ñidos, formando así tres listas.
143
Cromosoma
21.En los brazos largos lo más frecuente es la presencia de una sola lista que ocupa casi su totalidad, dejando libre la región del telómero. En alguna ocasión, se visualizan dos, por presentar una zona clara central.
Cromosoma
22.El listado de este cromosoma presenta dos variantes con una fre-cuencia muy similar. Unas veces la región próxima al centrómero o de sus brazos largos aparece teñida presentándose como un punto y siendo difícil visualizar el resto del cromosoma. Otras veces se obser-van dos listas por presentarse otra central.
Cromosoma Y.
Los brazos cortos no presentan listado.
En sus brazos largos puede observarse una sola lista, muy ancha, que ocupa casi la totalidad de ellos, dejando libre sólo la región próxi-ma al centrómero. Con frecuencia similar puede visualizarse una zona clara en el centro de los brazos. En ocasiones todo el cromosoma apa-rece listado con un máximo de tres listas.
La fig. 8 reúne el esquema de mayor frecuencia de listado y un detalle de los cromosomas 19, 20, 21, 22 y del gonosoma Y.
NOMENCLATURA DE LAS LISTAS.
Dado que con el listado podemos. hablar no de tal cromosoma, ;ino de una lista situada sobre la parte del brazo de un cromosoma ueterminado, era preciso encontrar una terminología que permitiese ex-Presarlo fácilmente, sin necesidad de representación gráfica o de em-Plear elevado número de términos.
En consecuencia, se ha propuesto la siguiente :
Se busca en el cromosoma algún punto o zona que por sus carac-eristicas pueda servir de referencia (constancia de presentación y mor-folo gía). Estos puntos se denominan zonas características, y son : el e,e,ntrómero, los extremos del cromosoma y algunas listas, cuya inten-stgad o tamaño, unido a su constancia, permite identificarlas fácilmen-te, así como al cromosoma que las presenta.
Con estos puntos de referencia o zonas marcadoras, queda divi-,dido el cromosoma en «regiones», tanto en sus brazos largos como en IN cortos (fig. 9).
, Cada región se numera en sentido distal ; la región más próxima centrómero será la 1, la siguiente la 2, etc., y esto tanto en el brazo corto como en el largo (fig. 9 B).
Dentro de cada región hay listas que se numeran de igual forma, siemPre en sentido distal desde el centrómero, o desde la zona
carac-BRAZOS 1 2 REGIONES -~".• Zona Caracteristica 1 pl Zona caracteristica ql -0— Zona caracteristica q2 -4.—nZona caracteristica p(cortos) q(largos) A pl ql q2 Fig. 9
terística que indica la región; la primera tendrá el 1, la segunda el 2, etc&era (fig. 10 D).
Como en ocasiones, una lista puede estar formada por otras me-nores, las cuales, a su vez, pueden numerarse siempre de igual forma (fig. 11 F), así como las subdivisiones que ellas puedan presentar (figu-ra 12 H).
LISTAS DENOMINACION
Division Subdivisión Denominación 3 p13.23 p13.2 p13.22 2 1 p13.1 p13.21 Fig. 12 PROGRESOS EN CITOGANÉTICA 145 DIVISION DENOMINACION t p13 p13.2 p12 p13 pll 1 1 p13.1 •••••118.-E Fig. 11
La expresión o nomenclatura se realiza en la forma siguiente : En primer término va el número correspondiente al cromosoma, seguido de la letra correspondiente al brazo en que está la lista, p (corto), q
(largo); seguidamente va el número que indica la región del brazo, y Pinto a él, sin signo de separación, el número correspondiente a la lista. En caso de existir divisiones en ella el número de la subdivisión se
13.23 13.22 13.21 13.1 12 p 12 1 11 p 11
pone, pero separado por un punto; si esta división presenta subdivi siones, el número de esta última se pone sin ninguna separación.
Veamos lo anterior en forma gráfica; la fig. 9 muestra en A un cromosoma dividido por el centrómero en brazos cortos y largos. En 13 se muestran las regiones o zonas características que actúan como pun tos de referencia, y que dividen a los brazos cortos en una sola región, desde el centrómero hasta el extremo del brazo, y a los brazos largos en dos regiones; la 1 entre el centrómero y la lista, y la 2 entre la lista y el extremo del cromosoma. De este modo la expresión «pl» in-dica la región primera de los brazos cortos, y la «ql» y «q2» las dos regiones de los brazos largos.
En la fig. 10 D se representan tres listas que se supone están el los brazos cortos ; a ellas les corresponden los números 1, 2 y 3 en sentido distal desde el centrómero. La forma de representación será pll, p12 y p13, indicando respectivamente : la lista 1 de la región 1 la lista 2 de la región 1 y la lista 3 de la región 1, todas pertenecientes a los brazos cortos del cromosoma.
En la fig. 11 se representan en F dos divisiones de la lista 3; cada una se numerará en sentido distal, 1 y 2. Su representación gráfica será p13.1 para la primera división, de la lista 3 de la región 1 del brazo corto; p13.2 para la segunda división de la lista 3 de la región 1 del brazo corto. Esta división se separa del número de lista por un punto.
Todavía cabe la posibilidad de expresar nuevas subdivisiones, como se observa en la fig. 12.
La división p13.2 podría presentar, a su vez, nuevas subdivisiones ;
SU numeración seria 1, 2 y 3, y su representación: p13.21, p13.22 y
P13.23, que representan respectivamente la subdivisión 1 de la
divi-sión 2 de la lista 3 de la región 1 de -los brazos cortos (p13.21); subdi-visión 2 de la división 2 de la lista 3 de la región 1 del brazo corto,
(P13.22); y la subdivisión 3 de la división 2 de la lista 3 de la región 1
del brazo corto (p13.23).
La lista que actúa como región característica pertenece siempre a la región más distal; si nos referimos a los brazos largos de la fig. 10 C, la lista característica pertenece a la región q2; sería la primera, y por tanto su denominación sería q21.
En la fig. 13 está representado el brazo corto con las denomina-ciones de cada división.
Ejemplos
2p13.24 Se trata de la subdivisión 4 de la división 2 de la lista 3 de la región 1 de los brazos cortos del cromosoma 2.
13q12 Lista 2 de la región 1 de los brazos largos del cromoso-ma 1.3.
3q21.1 División 1 de la lista 1 de la región 2 de los brazos largos del cromosoma 3.
111.
MODIFICACIONES A LA NOMENCLATURA EXISTENTE.Se introducen algunas modificaciones a la nomenclatura estable-cida en la Conferencia de Chicago 2, '.
a) Empleo de los signos + y —.
Sirven para expresar aumento o pérdida de parte o de todo ei
erumosoma. Antes se situaba detrás del cromosoma o parte afectada;
46,XXG + indicaba que había un cromosoma G en exceso; 46,XY,Gp-Id1 caba Que un cromosoma G había perdido sus brazos cortos.
Se propone ahora que, cuando se trate de cromosomas completos,
Signo vaya situado delante, y cuando se refiera a variaciones de
ta-a 0 se sitúe detrás. Así :
47,XX, + G Hembra que tiene un cromoso-ma en exceso del grupo G.
47,XY, + 13 Varón que tiene un cromoso-ma 13 en exceso.
45,XY,—G Varón que tiene un cromoso-ma G de menos.
el
46,XY,4p— Varón con un cromosoma del
grupo B que ha perdido los bra-zos cortos.
46,XX,18qu ... Hembra que tiene material en exceso en los brazos largos del cromosoma 18.
b) Variaciones morfológico-estructurales.
Cuando existe una variación morfológica del cromosoma, anillo (r),
isocromosoma (i), inversión (inv), etc., el símbolo utilizado se solía po-ner detrás del cromosoma afectado. Ahora se propone que se sitúe de-lante, poniendo el símolo del cromosoma entre paréntesis.
Así :
46,XY,dic(G) Varón con un cromosoma del
grupo G dicéntrico.
46,XX,r(13) Hembra con un cromosoma 13
en anillo.
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