Monosomías

¿Qué son las monosomías?

Las monosomías son la falta de un cromosoma, en un par de cromosomas, en las células de organismos diploides, en lugar del par normal. Es decir, si existen 23 pares de cromosomas, hay monosomía para uno de ellos si solo está presente uno de los cromosomas. Un individuo con una monosomía, en este caso, presentará 45 cromosomas en lugar de 46.

Las monosomías pueden ser totales o parciales. En el primer caso, falta todo el cromosoma. En el segundo, una deleción de solo una porción del cromosoma determina la carencia parcial de información del cromosoma afectado.

Como una monosomía afecta solo a un par de cromosomas de una especie diploide, por ejemplo, se le considera una aneuploidia. Los cambios de ploidía verdaderos, o euploidias, afectan, por el contrario, al número completo de cromosomas que definen a una especie.

Características de las monosomías

• Las monosomías pueden afectar a los cromosomas somáticos o a los cromosomas sexuales. La única monosomía de los cromosomas sexuales en el ser humano es la del cromosoma X.
• Estos individuos son mujeres XO y presentan lo que se denomina síndrome de Turner. No hay monosómicos YO, porque todo ser humano requiere de un cromosoma X para existir.
• Las mujeres son XX y los hombres XY. En casos de aneuploidias, las mujeres también pueden ser XXX (trisomía de X) o XO (monosomía de X). Los hombres aneuploides pueden ser XXY (síndrome de Kleinefelter) o XYY. Estas dos últimas son también trisomías.
• Las monosomías autosómicas totales suelen ser fatales, ya que dan origen a severos defectos en el desarrollo. Además, cualquier (y toda) mutación se podrá manifestar porque el individuo será hemicigótico para todos los genes del cromosoma solitario.
• Los organismos aneuploides surgen, generalmente, por fusión de gametos, uno de los cuales presenta una aberración cromosomal numérica. Las aneuploidias pueden también surgir a partir de tejido somático, y al parecer juegan un papel importante en la aparición y desarrollo de ciertos tipos de cáncer.

Ejemplos de monosomías en humanos

Síndrome del llanto de gato

Una deleción parcial (o total) en el brazo corto del cromosoma 5 es la causa del denominado síndrome de cri-du-chat. También se le conoce como síndrome de Lejeune, en honor a su descubridor, el investigador francés Jèrôme Lejeune. En francés, cri-du-chat significa “llanto de gato”.

El 80% de los gametos donde ocurre la deleción que caracteriza este síndrome son de origen paterno. La mayoría de las deleciones son espontáneas y ocurren de novo durante la gametogénesis. En casos minoritarios, el gameto aberrante surge por otro tipo de eventos, como traslocaciones o segregaciones cromosomales desiguales.

Genes

Los genes del fragmento faltante, incluyendo todo el brazo corto del cromosoma 5, están en estado hemicigótico. Es decir, en solo una copia proveniente del otro cromosoma completo del par.

La constitución genética de este cromosoma, por lo tanto, determinará algunas de las causas de la enfermedad. Algunas podrán ser explicadas por la expresión en deficiencia de un gen mutado. Otras, por el contrario, por efecto del dosaje génico derivado de la existencia de una sola copia del gen en lugar de dos.

Algunos de los genes que contribuyen al desarrollo de la enfermedad por efecto de dosaje genético incluyen a TERT (por accelerated telomere shortenig). Las personas afectadas por el síndrome presentan deficiencias en el mantenimiento de los telómeros. El acortamiento de los telómeros está ligado con la aparición de diversas enfermedades y con el envejecimiento precoz.

Por otro lado, el gen SEMA5A en estado hemicigótico interrumpe el desarrollo normal del cerebro en individuos con deleciones en el cromosoma 5. Por su parte, el estado hemicigótico del gen MARCH6 parece explicar el característico llanto de gato de los afectados con la trisomía.

Síndrome de Turner (45, X)

Las monosomías autosómicas, como regla, son siempre letales. Curiosamente, sin embargo, la monosomía del cromosoma X no lo es, ya que muchos embriones XO logran sobrevivir.

La razón parece estribar en la función del cromosoma X en la determinación sexual en mamíferos. Como las hembras de la especie son XX y los machos XY, es un cromosoma indispensable. El cromosoma Y solo es indispensable para la determinación sexual de los machos, no para su sobrevivencia.

El cromosoma X es portador de casi el 10% de la información genética en humanos. Obviamente, su presencia no es alternativa: es obligatoria. Además, siempre está presente en forma parcial. Es decir, en los machos solo hay una copia de X.

Pero en las hembras, funcionalmente hablando, también. Según la hipótesis de Lyon (ya corroborada) en las hembras solo uno de los cromosomas X se expresa. El otro es inactivado por mecanismos genéticos y epigenéticos.

En este sentido, todos los mamíferos, machos y hembras, somos hemicigóticos para X. Las mujeres XO también, pero en una condición distinta, no exenta de problemas.

Monosomías en otros organismos

Las monosomías fueron descubiertas y reportadas por primera vez por Barbara McClintock en 1929, a partir de sus trabajos en el maíz. Como en el maíz, las monosomías en otras plantas diploides tienen mayor efecto que en las plantas poliploides.

La pérdida de un cromosoma del par en una planta diploide da origen a desbalances genéticos que consecuentemente alteran los niveles enzimáticos. Así, todas las vías metabólicas donde participan se pueden ver afectadas.

Como consecuencia de ello, se alteran los fenotipos normales del individuo. Por otro lado, los monosómicos son fáciles de estudiar, ya que su condición hemicigótica hace más sencillo el análisis genético de los mutantes.

Estas plantas son muy útiles en ciencia básica, por ejemplo, para estudiar la meiosis y los eventos de segregación cromosómica. Se ha observado que no todos los cromosomas en distintos monosómicos se comportan de la misma manera.

Todo ello dependerá de la existencia de regiones homólogas en cromosomas que no son necesariamente los del par propio. En ciencia aplicada, una planta monosómica específica es más sencilla de manipular que una disómica. Luego, se puede proceder a los cruces convencionales para generar nuevas variedades (sin la monosomía).

Referencias

1. Alberts, B., Johnson, A. D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. Molecular Biology of the Cell. W. W. Norton & Company, New York, NY, USA.
2. Álvarez-Nava, F., Lanes, R. Epigenetics in Turner syndrome. Clinical Epigenetics.