Si se producen dos roturas en un cromosoma, a veces la región entre las roturas rota 180 grados antes de reunirse con los dos fragmentos finales. Tal evento crea una mutación cromosómica llamada inversión. A diferencia de las supresiones y duplicaciones, las inversiones no cambian la cantidad total del material genético, por lo que las inversiones son generalmente viables y no muestran anomalías particulares a nivel fenotípico., En algunos casos, una de las roturas del cromosoma está dentro de un gen de función esencial, y luego ese punto de ruptura actúa como una mutación genética letal vinculada a la inversión. En tal caso, la conversión no podría ser criada a homocigosidad. Sin embargo, muchas inversiones pueden ser madehomocigotas; además, las inversiones pueden ser detectadas en organismos haploides. En estos casos, el punto de interrupción no se encuentra claramente en una región esencial. Algunos de los posibles resultados de la inversión a nivel de ADN se muestran en la figura 17-14.

figura 17-14

efectos de las inversiones a nivel de ADN., Los Genes se representan byA, B, C, andD. La hebra de la plantilla es de color verde oscuro; la marca nontemplatestrand es de color verde claro; las líneas dentadas indican ruptura en el ADN. La letra Pstands para promotor; flecha gruesa indica la posición(más…)

La mayoría de los análisis de inversiones utilizan inversiones heterocigotas—diploides en los que el onecromosoma tiene la secuencia estándar y uno lleva la inversión., La observación microscópica de meiosis en heterocigotos de inversión revela la ubicación del segmento invertido porque un cromosoma se tuerce una vez en los extremos de la inversión par con el otro cromosoma no torcido; de esta manera los homólogos pareados forman un bucle de inversión (figura 17-15).

Figura 17-15

Los cromosomas de la inversión de los heterocigotos par en un bucle en la meiosis. (a) representación diagramática; cada cromosoma es en realidad un par de cromátidas hermanas., (b) micrografías electrónicas de complejos sinaptonemales atprofase I de meiosis en un ratón heterocigoto (más…)

la ubicación del centrómero en relación con el segmento invertido determina el comportamiento genético del cromosoma. Si el centrómero está fuera de la inversión, entonces se dice que la inversión es paracéntrica, mientras que las inversiones spanningel centrómero son pericéntricas:

¿Cómo se comportan genéticamente las inversiones?, El cruce dentro del bucle de inversión de la inversión aparacéntrica conecta centrómeros homólogos en un puente dicentrico mientras que también produce un fragmento acéntrico—un fragmento sin un centrómero. Luego, como los cromosomas se separan en la anafase I, los centros permanecen unidos por el puente, que orienta los centrómeros de modo que las cromátidas de los cruces se encuentran más separadas. El fragmento acéntrico no puede alinearse o moverse y, en consecuencia, se pierde. La tensión eventualmente rompe el puente,formando dos cromosomas con deleciones terminales (figura 17-16)., Los gametos que contienen tales cromosomas eliminados pueden ser inviables, pero, incluso si son viables, los cigotos que eventualmente forman son inviables.Por lo tanto, un evento de cruce, que normalmente genera la clase recombinante de productos meióticos, en cambio produce productos letales. El resultado global es una frecuencia combinante más baja. De hecho, para los genes dentro de la inversión, el RF es cero. Para los genes que flanquean la inversión, el RF se reduce en proporción al tamaño relativo de la inversión.,

figura 17-16

productos Meióticos resultantes de un único crossover dentro del bucle de inversión aparacéntrico. Dos cromátidas no hermanas se cruzan dentro del bucle.

Las inversiones afectan la recombinación de otra manera también. Los heterocigotos de inversión a menudo tienen problemas mecánicos de emparejamiento en la región de la inversión; estos problemas de emparejamiento reducen la frecuencia de cruce y, por lo tanto, la frecuencia recombinante en la región.,

el efecto genético neto de una inversión pericéntrica es el mismo que el de una inversión aparacéntrica—los productos cruzados no se recuperan – pero por diferentes razones. En la inversión apericéntrica, debido a que los centrómeros están contenidos dentro de la región invertida, los cromosomas que se han cruzado se disjuntan de la manera normal,sin la creación de un puente. Sin embargo, el cruce produce cromátidas que contienen una duplicación y una deficiencia para diferentes partes del cromosoma (figura 17-17)., En este caso, si se fertiliza un nucleósido que lleva un cromosoma cruzado, el cigoto muere debido a su desequilibrio genético. Una vez más, el resultado es la recuperación selectiva de nonsovercromosomes en progenie viable.

figura 17-17

productos Meióticos resultantes de una meiosis con un solo cruce dentro del bucle de inversión apericéntrico.,

vale la pena agregar una nota sobre las inversiones homocigotas. En tales casos, los cromosomas homólogos convertidos se emparejan y cruzan normalmente, no hay puentes, y los productos meióticos son viables. Sin embargo, un efecto interesante es que el mapa de enlace mostrará el orden invertido del gen.,

los genetistas utilizan las inversiones para crear duplicaciones de regiones cromosómicas específicas con diversos fines experimentales. Por ejemplo, considere una inversión pericéntrica heterocigota con un punto de interrupción en la punta (T) del cromosoma, como se muestra en la figura 17-18. Un cruce en el bucle produce un tipo de cromátida en la que se duplica todo el brazo izquierdo; si la punta no es esencial, se genera un stock de duplicación para la investigación. Otra forma de realizar una duplicación (y una deficiencia) es utilizar dos inversiones paracéntricas con puntos de interrupción de sobrepaso (figura 17-19)., Se forma un bucle complejo, y un cruce dentro de la inversión produce la duplicación y la eliminación. Estas manipulaciones solo son posibles en organismos con cromosomas completamente mapeados para los que están disponibles grandes conjuntos de reordenamientos estándar.

figura 17-18

generación de una duplicación viable de nontandem a partir de una inversión pericéntrica cercana a una punta cromosómica prescindible.,

Figura 17-19

la Generación de un nontandem la duplicación del cruce entre twooverlapping inversiones.

hemos visto que el análisis genético y la citología cromosómica meiótica son buenas maneras de detectar inversiones. Al igual que con la mayoría de los reordenamientos, también existe la posibilidad de detección a través del análisis cromosómico mitótico. Una característica operativa clave es la búsqueda de nuevas relaciones de brazo., Considere un cromosoma que ha mutado de la siguiente manera:

tenga en cuenta que la relación entre el brazo largo y el corto ha cambiado de aproximadamente 4 a aproximadamente 1 por la inversión pericéntrica. Las inversiones paracéntricas no alteran la armratio, pero pueden detectarse microscópicamente si se dispone de bandas u otras marcas cromosómicas.,

Las inversiones se encuentran en aproximadamente el 2 por ciento de los humanos. Los transportadores de inversión heterocigotos generalmente no muestran fenotipo adverso, pero producen el conjunto esperado de productos meióticos anormales a partir del cruce en el bucle de inversión., Consideremos las inversiones pericéntricas como un ejemplo. Las personas heterocigotas para pericentricinversiones producen descendencia con los cromosomas de duplicación–deleción predichos; estos descendientes muestran diferentes grados de anormalidades dependiendo de la longitud de las regiones cromosómicas afectadas. Algunos fenotipos causados por duplicación–deletioncromosomas son tan anormales que son incapaces de sobrevivir hasta el nacimiento y se pierden como abortos espontáneos. Sin embargo, hay una manera de estudiar los meióticosproductos anormales que no depende de la supervivencia a término., Los espermatozoides humanos colocados en contacto con huevos no fertilizados del hámster dorado penetran en los huevos pero no los fertilizan. El núcleo espermático no se fusiona con el núcleo del óvulo, y, si la célula está preparada para el examen citogenético, los cromosomas humanos son fácilmente visibles como un grupo distinto (figura 17-20).Esta técnica permite estudiar directamente los productos cromosómicos de una meiosis masculina y es particularmente útil en el estudio de productos meióticos de hombres que tienen mutaciones en el cromosoma.,

figura 17-20

los espermatozoides humanos y los ovocitos de hámster se fusionan para permitir el estudio de los cromosomas en los productos meióticos de los machos humanos. (Según el arte original de Renée Martin.)

en un caso, un hombre heterocigoto para una inversión del cromosoma 3 se sometió a espermanálisis. La inversión fue grande con un alto potencial de cruce en el bucle. Se encontraron cuatro tipos de cromosoma 3 en el espermatozoide del hombre: normal, inversión y dos tipos recombinantes (figura 17-21).,El esperma contenía los cuatro tipos en las siguientes frecuencias:

figura 17-21

(A) Cuatro cromosomas diferentes 3 encontrados en el esperma de un hombre heterocigoto por una gran inversión pericéntrica. Los tipos de duplicación y eliminación resultan de un cruce en el bucle de inversión. (b)Dos conjuntos completos de espermcromosomas que contienen los dos duplicados-deleción (más…,)

el cromosoma recombinante duplication-q–deletion-p se había observado previamente en varios niños anormales, pero el tipo duplication-P–deletion-q nunca se había visto, y probablemente los cigotos que lo reciben son demasiado anormales para sobrevivir a término.Presumiblemente, la eliminación del fragmento q más grande tiene consecuencias más severas que la eliminación del fragmento p más pequeño.