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Clase 37
MEIOSIS Y CITOGENÉTICA
Etapas de la meiosis se diferenciasn
básicamente en que tiene etapas que no
ocurren en la mitosis. Ocurren dos ciclos
seguidos ya que el objetivo final es
obtener
una
célula
haploide;
la
información genética que hay en una
célula diploide hay que tranferirla a una
célula haploide. Al final de la meiosis la
información tiene que reducirse a la mitad
para la formación de los gametos.
Afortunadamente los nombres de las
etapas de la Meiosis con la mitosis son los mismos. Pero en la meiosis I ocurren cosas muy
diferentes a las que ocurren en la mitosis. Si ven a simple vista, uno ve cromosomas, etc. Pero
las cosas que ocurren son completamente distintas.
Meiosis I
Profase I (voy a centrarme en todas las diferencias con la mitosis)
Ocurre la condensación igual que en la mitosis, ocurre la formación de las fibras del huso
meiótico, se va a destruir la estructura nuclear… La diferencia fundamental es qué es lo que va
a ocurrir con los cromosomas. En la mitosis cada cromosoma actuaba de forma independiente
cada uno; acá los cromosomas interactúan entre ellos  interactúan los cromosomas
homólogos. La mitad de los cromosomas son maternos y la otra mitrad son paternos, estos
interactúan con sus homólogos, y van a hacer entre ellos esto que se llama sinopsis. Este paso
es muy importante porque tiene dos objetivos:
1. que los cromosomas homólogos se junten para que después en el proceso de
separación no falle. Vamos a ver a continuación que el primer objetivo de la meiosis es
separar a las cromosomas homólogos en distintas células.
2. Permitir el entrecruzamiento  crossing over. Y ahí lo que hacen los cromosmas
homólogos es intercambiar información entre ellos. Se produce una ruptura del
cromosoma, este fragmento se coloca en el cromosoma homólogo, y el segmento
recíproco se trastoca hacia el primero de ellos.
Metafase I
Y luego que esto ocurre los cromosomas homólogos se van a ubicar en el ecuador de la célula
durante la Metafase I, y acá esto en la mitosis no se da porque no se hacen parejas de
cromosomas. En la meiosis I tenemos las parejas de cromosomas homólogos, entonces vamos
a ver 23 pares de cromosomas homólogos; incluso el xy se comporta como cromosomas
homólogos. Se ha descubierto que los cromosomas xy también pueden hacer crossing over.
Hay segmentos homólogos que pueden compartir.
Anafase I
Una vez que se alinean los homólogos en el ecuador la célula pasa a la Anafase donde se van
a separar los cromosomas homólogos. Esto en la mitosis nunca ocurre. Acá las cromátidas
hermanas permanecen unidas; se separan sólo los cromosomas homólogos.
Telofase I
Los cromosomas llegan a los polos. Y acá ocurren eventos muy parecidos a la mitosis.
Después termina la meiosis I y los cromosomas se descondensan levemente. Incluso hay una
pequeña interfase.
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Entonces qué es lo que tenemos aquí al final de la meiosis I: dos células que son haploides (n).
Una célula diploide sería 2n. Ahora ¿Estas dos células son iguales entre ellas? No, porque no
tienen la misma información genética; cada célula recibió un cromosoma o el otro. Estos
cromosomas son maternos o paternos. Si bien son homólogos, los cromosomas de nuestros
padres no son iguales a los de nuestras madres, tienen pequeñas diferencias genéticas, y estas
diferencias genéticas se trasladan a estas células.
También puede haber Metafase temprana (cuando empiezan a buscar el ecuador) y metafase
tardía.
Entonces ahora que tenemos estas dos células, va a comenzar la Meiosis II. La diapositiva que
sigue es la continuación de estas dos células.
Cada célula pasa de nuevo por las
etapas conocidas pero ahora se llam
II: Profase II, metafase II, etc.
Entonces ocurre los mismo se viuelve
a condensar el cromosoma, pero
fíjense que ahora no se forman pares
de cromosomas homólogos porque
cada homólogo está en otra célula. La
meiosis II es más fácil de entender
porque es exactamente igual a la
mitosis. Con la única diferencia que es
una mitosis con la mitad de
cromosomas: cada célula tiene 23 cromosomas y no 46. Pero un detalle simplemente, el
mecanismo es igual a la mitosis, los cromosomas se alinean en el ecuador
independientemente, en la anfase se separan las cromátidas hermanas, llegan a los polos
producto de una telofase, se produce citoquinesis, y ahí tenemos 4 células, entonces en toda la
meiosis se producen 4 células al final.
El producto final van a ser células n c  haploides pero lo que varía acá es la cantidad de DNA.
La letra c indica la cantidad de DNA. Una célula que está iniciando su meiosis y mitosis es 4 c.
Una ayuda memotécnica es ver la cantidad de cromátidas que hay.
Antes de la meiosis I como hay homólogos hay 4 cromátidas, 4c, después cuando termina la
meiosis I es 2c n. Cuando termina la meiosis II la célula es c n. En la mitosis las células
siempre son 2n.
Entonces esta célula, dijimos que la meiosis II es una especie de mitosis, entonces uno podría
esperar que estas dos células de acá arriba fueran exactamente iguales entre ellas, porque se
originaron de la misma célula, y si es una especie de mitosis sabemos que en la mitosis las
células hijas son iguales a las células madre. Pero acá hay un detalle por el que estas células
hijas no son iguales entre ellas. Cuál es ese detalle? En esta figura no se ve, pero entre los
cromosomas homólogos había ocurrido crossing over antes, entonces habían intercambiado
información. En este punto las cromátidas no son iguales, son hermanas, pero no tanto, tienen
diferencias genéticas. Entonces ninguna de las 4 células producto van a ser iguales, son todas
genéticamente distintas.
He ahí la importancia de la meiosis, todos lo eucariontes que se dividen o realizan meiosis
porque tienen algún tipo de reproducción sexual, desde las levaduras que son los eucariontes
más simples hasta los eucariontes más complejos como nosotros, todos los eucariontes
realizan algún tipo de reproducción sexual, poducen gametos; en el caso de las levaduras se
llaman esporas, de manera que durante la reproducción sexual, asegurar la producción de
individuos lo más distintos posibles a partir de los mismos progenitores. Otros organismos como
las bacterias y los virus no realizan reproducción sexual y su única manera de ir cambiando es
ir evolucionando en el tiempo a través de mutaciones.
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Las bacterias utilizan la conjugación para poder intercambiar información genética pero de
forma horizontal. No vertical  reproducción sexual es vertical.
Acá en este cuadro se hace una comparación
entre la meiosis y la mitosis.
Acá los
cromosomas homólogos se demuestran en
distintos olores. Los rojos son los paternos. El
materno de color negro. Entonces fíjense que
la meiosis I no tiene comparación con la
mitosis, son cosas completamente distintas.
Entonces recién vamos a poder comparar con
la meiosis II.
Entonces fíjense acá, esto de arriba es la
meiosis I, ahí está ocurriendo la sinapsis, el
crossing over. Se alcanza a ver cómo los
cromosomas homólogos se intercambian
información, entonces este cromosoma rojo
tiene un pedacito del homólogo negro. No es
muy buena la figura, pero se ve que las
cromátidas hermanas no son iguales.
Entonces l final de la meiosis las cuatro
células son distintas. En cambio la mitosis, las
células finales son iguales.
Otro concepto importante, en la meiosis I dijimos que se separan los cromosomas del padre y
de la madre, pero yo no estoy diciendo que todos los paternos van a quedar en una célula y
todos los maternos van a quedar en otra célula. Lo único que decimos es que de cada
homólogo, l paterno y el materno van a separarse. Se pueden combinar al azar los
cromosomas homólogos, y esto se descubrió hace muchísimos años atrás, Mendel se dio
cuenta que la ley de los caracteres tienen ciertas reglas, ciertos patrones. Y lo que vio Mendel
(él no tenía idea que existían los cromosomas o los homólogos), el lo que se dio cuenta es que
los caracteres se heredaban al azar unos de otros. Esto se conoce como segunda ley de
Mendel. Lo vamos a ver la próxima clase,
pero es solo para que lo relacionen.
Entonces tenemos una célula que se va a
dividir por meiosis y acá hay un ejemplo
simple donde hay 3 pares de
cromosomas homólogos. Se cuentan los
3 paternos y los 3 maternos. Cuando se
separan en Anafase I vamos a tener 8
combinaciones posibles. Por ejemplo este
cromosoma
rojo
puede
irse
perfectamente con el azul y el café, pero
también puede irse con el negro y el
verde. Pura combinatoria matemática, lo
único que no puede pasar es que los
homólogos se vayan juntos. Hay una
combinatoria matemática que permite calcular cuántas combinaciones posibles hay que es 2n.
En este caso n sería 3, pero imagínenseque en los humanos el n es 23, porque hay 23 pares
de cromosomas homólogos, el número que da es muy grande, pero desde el punto de vista
evolutivo el número no es tan grande. Y si además incluimos el crossing over, porque acá no
está considerado… acuérdense que acá los cromosomas están sólo conseiderando si son
maternos o paternos, pero si agregamos el crossing over el número que daría sería gigantesco.
Miles de millones de combinaciones distintas. Por eso es casi imposible que uno sea
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exactamente igual a nuestros hermanos, a no ser que sean gemelos univiterino. La posibilidad
que nuestros padres produzcan gametos exactamente iguales es 0.
Quiero aprovechar esta figura para dejarles una cosa más
clara sobre el crossing over. Esto es muy importante de
entenderlo porque el crossing over ocurre entre la cromátida
de
un cromosoma homólogo y la cromátida del otro cromosoma
homólogo, entonces esta cromátida de acá abajo
intercambia con esta de acá abajo, y esto no quiere decir
que la otra cromátida va a hacer exactamente el mismo
crossing over, sino no tendría gracia, porque si los dos
hacen lo mismo perdemos una posibilidad de variabilidad,
entonces el crossing over de otra cromática puede ser en
otra parte. Por ejemplo en el otro extremo del otro brazo. Y
otro concepto es que en las cromátidas no ocurre un solo
crossing over, eso va a depender del tamaño del
cromosoma, entonces mientras más grande el cromosoma, más crossing over va a haber acá.
Entonces si dibujáramos esto como es en l realidad, después del crossing over cada una de
estas cromátidas sería varios pedacitos rojos negros, intercalados uno al lado del otro. A cada
cierta distancia por probabilidad ocurre entrecruzamiento. Entonces, para que ustedes se
imaginen lo poderoso que es el crossing over para generar variación. Cuál es el objetivo de
crossing over, si finalmente los fragmentos que sacamos van a ir a la otra cromátida, porque
genera variabilidad. Lo que hace el crossing over es separar genes, genes que estban
todos juntos en este cromosoma que en teoría no podrían nunca separarse, el crossing
over los separa. El crossing over es como tener dos mazos de naipe inglés, de cartas negras y
rojas, cada uno de los mazos es un cromosoma homólogo y las cartas son los genes, y si mezo
las cartas y separo lo naipes en la mitad, voy a tener 2 mazos de naipes, pero no van a ser los
mismos que al principio. Voy a tener mezcladas cartas negras y rojas. Entonces lo que hace
el crossing over es mezclar los genes de mi madre y de mi padre, yo los recibo en forma
separada, cuando hacen meiosis mis gametos los mezclo, los separo, y se los doy mezclados a
mis hijos. Esa es la mejor manera de generar combinaciones de genes. Si no hubiera crossing
over los nietos serían bastante más parecidos a los abuelos.
En la profase hay una serie de sub-etapas que las van a encontrar en los libros, y esas
subetapas van decidiendo cuáles cromosomas hacen sinopsis, cuando crossing over… no nos
interesan los nombres de las subetapas. Es aprenderse de memoria algo que no sirve para
nada. Lo que me interesa es que se aprendan wqué pasa en cada etapa y para qué.
Para que ocurra crossing over tiene que haber ruptura de DNA, intercambio de fragmentos de
DNA y y tiene que haber cellado o ligasa para poder pegar estos pedacitos que quedan a unir.
El crossing over se descubrió hace mucho tiempo, digamos
desde el comienzo de la época de la microscopia, cuando los
biólogos pudieron ver los cromosomas ellos vieron que las
células que están en las gónadas, entre los cromosmas había
algo
que los manntenía unidos, y a esto ellos los llamaron quiasma.
Esto
es un quiasma. Es la unión estrecha entre dos cromosomas
homólogos. Hoy en día sabemos que es acá en el quiasma
donde está ocurriendo el crossing over, acá hay enzimas que
están reconociendo las cadenas de DNA, las están cortando, y
las
van pegando, para poder intercambiar.
Pgta: ¿las que cortarían el DNA serían enzimas de restricción?
Rpta: no serían enzimas de restricción, porque las enzimas de
restricción, la particularidad que tienen es que reconocen una secuencia particular y ahí
cortan… son enzimas que funcionan como enzimas de restricción pero no reconociendo
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secuencias. Cortan el DNA en cualquier parte. Vamos a ver que el DNA no se corta en
cualquier parte.
Pgta: cuando corta, cómo hace para cortar el gen completo?
Rpta: Puede cortar al medio del gen! Pero no hay problema porque se va a intercambiar el
pedazo de gen por el del homólogo. Nos va a dar un tipo de aleación que tiene el crossing over,
porque al cortar al medio de un gen tenemos que intercambiar pero el gen no se puede echar a
perder, no se pueden deleccionar, no pueden mutar. Los dos cromosomas homólogos se tienen
que ubicar perfectamente uno cerca del otro, no se puede desplazar, no pueden haber errores,
por lo tanto el mecanismo no es tan simple, hay toda una maquinaria que asegura que los dos
cromosomas homólogos estén alineados uno cerca del otro sin que haya desplazamiento, y
toda esta maquinaria se conoce como sinaptonémicos, es una serie de proteínas que se unen a
los cromosomas y estas proteínas son como 10… y hacen que un cromosoma esté frente a
frente. En esta foto hay dos cromosomas
que están haciendo crossing over, cada una
de
estas dos líneas representan a un
cromosoma y vean que se unen en una parte.
Y
acá se esquematiza como está formado el
complejo sinaptonémico, hay unas proteínas
que forman estas dos líneas laterales, hay
unas proteínas que se ubican en el centro, y
esto que está acá son las hebras de DNA, y
estas hebras de DNA algunas de ellas son
tomadas por estas enzimas que están acá en
el
quiasma, y estas enzimas que están acá se
llaman nódulo de recombinación son las
que toman el DNA lo cortan y lo pegan en
forma puntada.
Pgta: estas enzimas cortan genes completos? Pueden cortar en cualquier parte o gen
completo?
Rpta: cualquier parte, estas enzimas no tienen idea si lo que está cortando son genes, zonas
codificantes, lo único que se preocupan es que las secuencias sean iguales o lo más parecidas.
Pgta: Cómo?
Rpta: por las bases.
Cuando ocurre el crossing over entre el cromosoma paterno y materno, hay un porcentaje muy
alto en que la secuencia es exactamente igual, hay pequeños cambios de bases entre el
cromosoma paterno y materno, pero lo que busca el complejo sinaptonémico es que las
secuencias sean lo más parecidas posibles.
Acá está como ocurre molecularmente la
recombinación.
Acá
tenemos
un
cromosoma homólogo de color azull y el
otro de color rojo. Y lo que ocurre es que
una de las cadenas de DNA… por eso
les decía que esto no es igual a lo de las
enzimas de restricción, sino que una de
las cadenas de DNA, la de este
cromosoma se corta con estas enzimas
que están en el
nódulo de
recombinación, y son ligadas en forma
cruzada. Esta zona es la del quiasma.
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Estos dos cromosomas una vez que termina la profase I se tienen que separar. El problema es
que estos cromosomas están entrecruzados entre ellos por el DNA, y las tiras del huso lo van
separando, entonces lo que se ha visto es que el quiasma se va desplazando hacia el telómero,
por la fuerza que se le está ejerciendo. Pero ustedes comprenderán que desde donde se formó
el quiasma hasta el telómero hay una distancia enorme entonces la célula no puede esperar
que el quiasma se vaya moviendo hacia el telómero para que termine de soltarse. Además esto
es muy resgioso porque la fuerza podría ser muy intensa y se podría producir ruptura del
cromosoma y sería un desastre, entonces lo que hacen unas enzimas es que no esperan que
se vaya moviendo bien hacia el telómero sino que producen un corte, vuelven a cortar los
cromosomas para permitir que se suelte. Entonces al final el crossing over no es desde el
quiasma hasta el telómero sino que es un pedacito interno. Entonces el quiasma se fue
moviendo hasta que la célula aguanto, después se devuelve y se cortan los dos cromosmas.
Y ustedes ven acá que hay unas letras A y B, es solamente para mostrar el crossing over, para
ver como se entrecruzan los genes. Acá vamos a ver la misma nomenclatura que se usa en la
genética. Cada letra representa un gen ditinto. Si es mayúscula es un gen dominante, si es
minúscula es un gen recesivo, entonces para esta células en el cromosoma homólogo serían
los genes A y B dominantes, y este otro homólogo sería el a y b recesivo. A y B no serían
genes separables estarían siempre unidos… lo mismo con los otros dos. Gracias al crossing
over al final vamos a tener algunos casos del gen
A y b y viceversa… el ejemplo de los naipes.
Vamos a ver ahora… esto les va a sonar todo
muy conocido, porque tuvieron una visión rápida
en el laboratorio en microscopia cuando vieron
los cortes para ver la espermatogénesis en
testículos de rata, un poco les explicamos esto.
Existen
unas
células
que
se
llaman
espermatogonias que se están dividiendo
permanentemente por mitosis para generar más
espermatogonias. Estas espermatogonias van a
dar origen a los espermatozoides, entonces como
un
individuo
genera
espermatozoides
constantemente las espermatogonias se tienen
que dividir por mitosis para que no se agotaran,
sino en unos pocos días la persona quedaría ya
sin espermatogonia, y se acabaría la producción
de espermios. Entonces las espermatogonias
hacen mitosis toda la vida desde que una persona
nace hasta que muere, estamos hablando de
individuos masculinos cierto… hay producción de
espermatogonia. En algún momento esta
espermatogonia recibe señales hormonales
fundamentalmente de la testosterona por estas
células Leydig que se conocen, y estas células
que liberan hormonas le indican a esta
espermatogonia que además de dividirse por
mitosis tienen que dividirse por meiosis para
formar espermatozoides, entonces algunas de
estas, cuando reciben estas señales hormonales
se transforman en espermatocito primario. Esto
es simplemente una espermatogonia que ha
empezado su ciclo meiótico, entonces hay dos
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cromosomas homólogos que en la profase I están haciendo crossing over, eso es un
espermatocito primario, completa la división meiótica I, y ahora tenemos estas dos células que
son n, ya tuvieron su crossing over. Y esto ahora es el espermatocito secundario que lleva a
cabo la meiosis II, se transforma en 4 células que se llaman espermátidas, las cuatro son
genéticamente distintas, y estas espermátidas se transforman en espermatozoides no por una
nueva división sino porque se le forma a cola; cuando el espermatozoide se libera deja atrás
gran parte de su citoplasma, que se llama cuerpo residual. El cuerpo del espermatozoide es
muy pequeño porque la mayor parte del citoplasma se deja atrás y dentro del espermatozoide
sólo está el núcleo con sus cromosomas. En el hombre, la meiosis empieza entonces en la
pubertad, por lo tanto en la madurez sexual aparecen estas hormonas que hacen que
aparezcan los espermatozoides.
En la mujer el proceso se llama ovogénesis y hace que
aparezcan los óvulos; tiene ciertas similitudes pero
también hay diferencias muy importantes con el
hombre.
En los ovarios hay unas cepas que se llaman
oogonias, que se parecen a las espermatogonias, que
se dividen por mitosis, pero acá hay una diferencia
entre ambos sexos: estas mitosis ocurren sólo durante
el desarrollo embrionario, y se genera un número
limitado de ogonias y éstas nunca más se multiplican.
Incluso antes de que esta mujer nazca se detiene la mitosis, y después todas estas oogonias
empiezan la meiosis antes que nazcan, y se transforman en ovocitos primarios. Lo curioso es
que todos estos ovocitos primarios quedan detenidos ahí, en el comienzo de la meiosis, quedan
como congelados, detenidos haciendo crossing over. Y se
quedan de esta manera hasta la llegada de la pubertad
cuando la mujer comienza a ovular. Cuando llegan las
señales hormonales estos ovocitos primarios empiezan a
continuar su meiosis, pero lo hacen uno a la vez.
Pgta de Raúl: profesor, en qué etapa se quedan??
Rpta: En profase I, cuando recién han hecho crossing over.
Otra diferencias con los hombres  continuan la meiosis de
a uno, formando un solo ovocito (si tienes mala cuea 2).
Entonces una vez al mes estos ovocitos primarios se
transforman en óvulos. Esto es la generalidad, a veces no
son sólo uno, porque la mujer puede producir dos óvulos
maduros (1 x cada ovario).
Entonces cuando termina la meiosis I este ovocito primario
pasa a ovocito secundario. Acá hay otra diferencia con los hombres: en la ovogénesis hay
especies animales donde por razones de competencia evolutiva queremos tener una sola cría a
la vez, entonces acá hay un problema porque la meiosis por su mecanismo siempre tiene que
generar cuatro células a partir de una, entonces estaríamos todas las especies determinados a
tener 4 crías, entonces en este tipo de especie se diseñó un mecanismo muy interesante para
poder ir eliminando células. En la meiosis I se produce una sola célula; la otra se deshecha, se
llama cuerpo polar. Este cuerpo polar es una célula que tiene un núcleo pero muy poco
citoplasma, entonces la célula viables sería la que tiene la mayor parte del citoplasma. Esto se
va con la mitad de los cromosomas.
El otro continúa con la división, y después elimina un segundo cuerpo polar, quedando solo uno
viable, de esta manera de regulación queda uno solo. Y por eso este ovocito es tan grande
porque se va quedando con todo el citoplasma de los cuerpos polares. Todo lo contrario al
espermatozoide, que va eliminando el citoplasma y queda una molécula muy pequeña.
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Para ser estrictos en los seres humanos el ovocito maduro nunca existe; el que es
fecundado es el ovocito secundario. En el momento que es fecundado se completa la
meiosis y se elimina este cuerpo polar, entonces ya tenemos el embrión. Ya no hablamos de
maduro o inmaduro; lo que van a ver en algunos libros es que la meiosis en los seres humanos,
la meiosis se termina una vez que ha ocurrido la gestación.
La determinación de qué célula se queda con el citoplasma es al azar  en la telofase
ocurre esta separación por señales específicas, y ahí ocurre una división no equitativa del
citoplasma.
Pgta: entonces cuando uno habla de óvulo a que se refiere??
Rpta: a un ovocito secundario. La meiosis nunca termina hasta que ocurre la fecundación. El
óvulo maduro como tal no existe, si no se fecunda el ovocito II se pierde, y si es fecundado
termina la meiosis II.
Pgta: y cuando es fecundado se elimina el otro cuerpo polar?
Rpta: Sí.
Ahora este proceso de meiosis si bien es muy eficiente… esta ruptura de cromosomas, volver a
unirlos, separar la célula, etc., ocurren muy pocos errores, pero como todos estos procesos
pueden ocurrir alteraciones, y eso lo dije en la mutación cromosómica, que estas se pueden
transmitir durante la meiosis a los hijos. Estas células pueden fecundarse y dar individuos
completos con alteraciones, en cambio en la mitosis las alteraciones ocurren sólo en las células
somáticas, no se heredan las consecuencias.
Nos vamos a referir ahora a las alteraciones cromosómicas.
Este campo de la genética es el estudio de los cromosomas; es el campo de la genética, pero
desde el punto de vista de los cromosomas enteros y no de los genes individuales, ni de las
secuencias de los genes.
Pueden haber dos grandes tipos de alteraciones de cromosomas:
1. numéricas  se altera el número de cromosomas sin alterar su estructura,
2. Estructurales  se altera la estructura del cromosoma.
Numéricas.
La más comunes son las aneuploidías.
Aneuploidia significa pérdida o ganancia de uno o
más cromosomas. Estas son las que se conocen
como trisomía (viene de 3), y en vez de tener 2
copias de determinado cromosa tiene un triplete (3
cromosomas). La trisomía más común en los
seres humanos es la del par 21 que produce el
síndrome de down. También hay monosomías
donde en vez de tener 2 la persona tiene 1
cromosoma. Nulisomía que se refiere cuando el
individuo ha perdido los 2 cromosomas
homólogos; en la práctica nadie nace vivo con nulisomia, porque en un cromosma hay miles de
genes, entonces nadie va a sobrevivir sin miles de genes, esto se detecta solamente en abortos
espontáneos. Cuando se analizan los embriones abortados con estudios genéticos se
encuentran nulisomias.
Pgta: en el caso de super macho y la super hembra se considera como trisomía?
Rpta: Sí, se considera como trisomia, porque el par x y se considera como homólogos.
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También hay individuos que su composición genética no es toda igual en la células. Estos son
los mosaicos o quimeras.
Quimera es cuando justo la mitad de mi cuerpo tiene una composición cromosómica y la de la
otra mitad es distinta. Mosaico es cuando hay sectores donde hay alteraciones cromosómicas,
y otros tejidos donde tienen composición normal. Esto pasa con muy poca frecuencia.
En los seres humanos, al silenciar un cromosoma X no se considera una monosomía porque si
están los dos cromosomas X.
Hay otro tipo de alteración numérica que se llama euploidía, y acá los errores son más
groseros, porque hablamos de la ganancia de todo un juego de cromosomas, entonces por
ejemplo, en vez de ser 2n son 3n. Esto es muy raro en animales, sí se da en algunos pero
nunca en humanos; pero sí se ve en las plantas muy común que hayan estas variedades
híbridas, y estas variedades dan características favorables, por ejemplo en el maíz… todas
estas cosas los genetistas de plantas las conocen muy bien porque tienen que ver con la
mejora de todas estas plantas a nivel comercial.
Pgta: no entenderla
Rpta: sí, en las plantas, estoy inventando un ejemplo, se puede dar un maíz con granos más
grandes o tronco más grande y esto se usa en las industrias las alteraciones numéricas con
ciertas drogas que hacen que se vaya aumentando la cantidad de cromosomas.
Pgta de Raúl: profesor, es que no entiendo la euploidía…
Rpta: por ejemplo, tu tienes la trisomía del par 21, el síndrome de down, en vez de tener dos
tiene 3, en cambio una triploidía en vez de tener 46 cromosomas tendría 46 + 23, ganaría un
juego completo. Hay algunos animales que normalmente hacen estas alteraciones pero en las
plantas es mucho más común.
Cómo se producen estas fallas numéricas.
Para hacerlo más visible, veamos la meiosis.
Cuando
un
individuo
está
prouciendo
espermatozoides pueden ocurrir errores en la
separación de los cromosomas x e y. Entonces va a
ocurrir lo siguiente: este espermatogonio anormal, y
una de las células de espermatocito primario va a
recibir el cromosoma x e y el otro nada, entonces
después estos se separan, pero vamos a producir
dos espermatocitos secundarios erróneos porque
tienen la información duplicada; lo normal es que
estos sean o x o y, pero estos son xy. Los otros no
van a tener ni el x ni el y. Lamentablemente estos
espermatozoides son viables, pueden fecundar el
óvulo.
Ahora el defecto también puede producirse en la
meiosis II. La meiosis I, se separan los
cromosomas, x a un lado y al otro, pero cuando
tienen que separarse las cromátidas estas no se
separan entonces se producen espermatocitos
secundarios xx e yy. Y por supuesto las otras
células no tienen nada. Esto también puede
fecundar y es viable.
En la ovogénesis también pueden pasar estos
defectos, lo que pasa es que no es tan ilustrativo,
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porque el único defecto que puede ocurrir es que el oocito secundario sea xx y 0.
Las consecuencias son las siguientes: acá
vemos una tabla con los gametos normales y
toda esta gama de gametos alterados, todas
estas combinaciones posibles, entonces como
se pueden fecundar tendríamos individuos XXY,
XXX (es cuando un espermatozoide XX fecunda
un óvulo), XYY, X0 (un óvulo normal fue
fecundado por un espermatozoide 0 
síndrome de Turner).
Pgta: ¿e sabe por qué hay una tendencia a la
trisomía del cromosoma 21?
Rpta: No, no se sabe por qué en húmanos el cromosoma 21 tiene esta tendencia a alterarse, y
no ocurre en otros animales.
Pgta: pero por ejemplo el síndrome de Turner…
Rpta: ahora lo vamos a ver.
XXX  súper hembra / XYY  súper macho. Pero están lejos de ser súper hembra y súper
macho, porque estos individuos son estériles. Al tener estas trisomías no se producen gametos
con normalidad.
Pgta: no se escucha bien, pero es algo sobre los hijos de los primos (incesto!!!  cochinos,
phillip le tiene ganas a una prima, lo kxe)
Rpta: eso es falso, cuando son parientes muy cercanos, ya sea primos o hermanos con
hermanos, la creencia popular dice que puede producir mayor posibilidad de tener hijos con
síndrome de down (y cola de chancho). Lo que sí es verdad es que hay mayor posibilidad de
expresar enfermedades hereditarias genéticas recesivas, porque esos genes puede ser que los
hermanos sean heterocigotos para esos genes, entonces probabilísticamente hay más
posibilidades de expresar esos genes. Pero el síndrome de down no tiene nada que ver con
esto.
Quería aprovechar esta diapositiva… bueno, ya lo hemos visto antes. Todos los que tengan Y
van a ser hombres. Un individuo que tenga cromosoma Y es hombre, independiente de cuánto
XX tenga; si este gen está los órganos sexuales indiferenciados se transforman en masculino, y
si el Y no está, se transforman en femeninos.
Pgta:_ ¿En individuos XXY no se silencia un Y?
Rpta: no, en estos individuos este mecanismo no funciona.
Uno lo que menos debería decirle a estas personas es súper hembra o súper macho porque
son personas estériles, con características físicas que están lejos de ser Brad Pitt o Claudia
Shiffer, porque estos defectos producen alteraciones físicas, retrasos mentales, etc.
Todas estas salvo el Y0 son viables. O sea gente puede nacer
con estas alteraciones, con Y0 nadie puede nacer vivo, porque
a nadie le puede faltar el cromosoma X, porque el X no tiene
que ver sólo con las características sexuales, todo lo contrario,
son genes como cualquiera de los otros cromosomas, el
cromosoma X se considera como otro cromosoma más, el
cromosoma 23, el cromosoma Y es el único que tiene sólo un
rol en definición de caracteres sexuales.
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Y todas tienen distintas frecuencias en la población, el síndrome de down tiene una frecuencia
de 1:700, el síndrome de Edwards es una trisomía del cromosoma 18, produce un retraso
mental muy importante y es mortal, los niños mueren antes de los 2 años de vida. Por suerte la
frecuencia es muy baja. Y acá tenemos las monosomías de los cromosomas sexuales… las
personas XO son mujeres, la enfermedad se llama Síndrome de Turner, y tienen cuerpos muy
poco definidos, no se desarrollan sus características secundarias femeninas (x eso soi plana!!
Jajaja), son estériles, y cada una de estas enfermedades tienen sus particularidades
fenotípicas. Las mujeres con síndrome de Turner tienen cuerpos de niñitas, no de mujer, como
niñas que no alcanzan la madurez sexual. Tienen edad avanzada de 20 o 30 años y parecen
niñas de 11.
Pgta: ¿por qué ocurre el defecto cromosómico?
Rpta: eso tiene que estar en los libros de genética… (el aporte!!)
Pgta: ¿es el síndrome de Turner más común que las otras enfermedades de los cromosomas
sexuales?
Rpta: creo que sí, el síndrome de Turner es el más conocido de todos. Si no me equivoco, en
frecuencia son más común que XXX o XYY.
Pgta: ¿por qué? ¿son más viables esos?
Rota: si son más viables, por algún motivo es más fácil que se produzca un X0 que un … es por
los mecanismos que vimos antes.
Pgta: pero es que si produzco 0 tengo que producir XX e YY, entonces tendrían que tener la
misma probabilidad, a no ser que tengan mecanismos de afinidad, o algún mecanismo
molecular de transducción de señal???
Rpta: Puede tener dos explicaciones, que este espermatozoide sea más viable que el resto, o
como tú dijiste antes, que la persona tenga más probabilidades de sobrevivir como X0 que
como XYY.
Pgta: es que yo sabía que los XYY eran personas como más agresivas, más violentas, que
tenían como trastornos sociales, pero ese era el efecto que se veía, no de viabilidad…
Rpta: se han hecho muchos estudios genéticos que se ha visto que en estos individuos
efectivamente tienen alteraciones de comportamiento, que se deben a los niveles elevados de
testosterona. Ahora XYY, no sé por qué producen más testosterona, pero sí se ha visto que las
personas más violentas tienen niveles de testosterona más altos.
Pgta: Si el óvulo es 0 y el espermatozoide XY…??
Rpta: sería normal la persona.
Pgta: ¿las personas con síndrome de Tuerner seían más susceptibles a tener enfermedades
como la hemofilia, o enfermedades en el fondo que son propias del cromosoma X?
Rpta: Sí.
Hay algo muy interesante que es que la probabilidad de tener
un hijo con síndrome de down aumenta con la edad.
Como muestra este gráfico, a mayor edad la probabilidad de
tener un hijo con síndrome de down aumenta. Desde un poco
antes de los 20 años hasta los 25-30 la probabilidad se
mantiene dentro de lo normal, pero fíjense que arriba de los
35 años la curva sube violentamente (hay que ponerse en
campaña!!) y curiosamente esto ocurre solamente en la
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mujer, la edad del hombre no, la curva de la edad de los hombres es normal hasta los 70. Y
porqué esto, uno podría pensar lo siguiente: acuérdense que en la mujer, un ovocito cuando es
fecundado ese ovocito tiene la misma cantidad de años que la mujer entonces un ovocito de 40
años, esta célula tiene esos 40 años, y es probable que durante ese tiempo ocurran sucesos
donde la célula sufra daños por envejecimiento, y por alguna razón que no se conoce el
cromosoma 21 tiende a mantenerse unido, y cuando tenga que separarse para completar la
meiosis no va a pasar, y de ahí llega el espermatozoide, aporta el tercer cromosoma 21 y ahí
vamos a tener la trisomía. Entonces se espera que aumente la cantidad de individuos con
síndrome de down porque las mujeres van teniendo hijos a edades cada vez a edades más
avanzadas por distintos motivos.
Pgta: por las pastillas anticonceptivas, no debería haber cierto control de eso, porque estoy
evitando la ovulación y retrasando la menopausia, entonces, al mismo tiempo estoy
conservando óvulos buenos.
Rpta: los años pasan igual para los óvulos.
Pgta: y congelar los óvulos?
Rpta: es raro que se congelen los óvulos, la gente congela los embriones, y estos embriones
serían normales.
Les quería contar cómo se producen las quimeras. Se han encontrado casos en la literatura
médica donde hay personas con ambos
sexos. Incluso hay casos extremos donde el
individuo además de tener ambos órganos
sexuales masculino y femenino, desarrolla de
forma distinta un lado y el otro lado del
cuerpo, un lado tiene rasgos femeninos, y el
otro masculino, y esto es lo que se llama
quimera. Esto se produce cuando ocurre la
fecundación en forma normal, se produce el
cigoto y en una etapa muy temprana,
digamos la primera mitosis, se produce una
alteración. El óvulo no es normal (en la figura
se ve) y el espermatozoide sí, se produce la
fecundación y este individuo recibe el
cromosoma Y y 2 x, entonces debería ser
XXY
pero
como
es
normal
cromosómicamente la célula comienza la
mitosis y no sabe muy bien como repartir los cromosomas porque no está acostumbrada a
dividir 3, entonces puede ocurrir que una célula se quede con un cromosoma X y las otras con
el XY, entonces este embrión algunas células son XY y las otras XO.
Se completa el desarrollo embrionario, y cuando se define el eje lateral,
la mitad del organismo es XY y la otra mitad es XX. Entonces las
consecuencias de esto, no se vio primero en humanos, se conoció en
la drosophila, se vieron moscas que tenían la mitad del cuerpo como
masculino y la otra mitad como femeninas. Y en animales se llama
ginandromorfos. Y en seres humanos los rasgos de hermafroditismo
puede deberse a esto. Sin embargo hay hermafroditismo que no se
debe a esto sino a una malformación embrionaria. Por algún motivo se
empiezan a formar órganos masculinos y femeninos.
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Continuación 14/11.
Alteraciones estructurales: se deben a cambios en la estructura de los cromosomas debido a
eventos anormales en el crossing over. Entonces pueden ocurrir en los cromosomas… ya lo
vimos un poco en la clase de replicación del
DNA, las mutaciones puntuales. Delecciones,
inversiones o mutaciones puntuales donde se
cambia una sola base, y eso la consecuencia
principal que tiene es que se desplaza el
marco de lectura, y eso la consecuencia que
tiene es la codificación de aminoácidos que no
corresponden. A veces también estas
mutaciones
puntuales
pueden
producir
eliminar la región de splicing; también el
desplazamiento del marco de lectura, el
ribosoma puede empezar a leer codones de
término. Los codones siempre estuvieron ahí
lo que pasa es que no estaba el triplete,
entonces si agregamos una base el ribosoma
quizás ahora pueda leer el codón de término, y
ahí obviamente se termina la síntesis de DNA.
Lo que vamos a ver ahora son las mutaciones más macro y no las mutaciones puntuales en el
DNA. Los cromosomas tienen varias cosas que alteran su estructura. Por algún motivo se
puede producir una ruptura de cromosoma, y la célula en vez de separar este daño liga, la
célula liga los pedazos que pueda y lo que se va a mantener posteriormente en la célula es lo
que tenga el centrómero, lo demás se pierde,
lo que tiene centrómero es visto como un
cromosoma. Entonces acá estos números
muestran genes, y se ve que se borra y que
se mantiene. Esto tiene que ver con el
crossing over, tiene que ver con eventos por
daño, por ejemplo radiaciones ionizantes, por
ejemplo la gente que vivía cerca de esas
centrales atómicas en Rusia, hoy en día esas
personas, sus hijos, se ven muchos daños
genéticos, y esto solo se expresa cuando hay
una radiación muy intensa. Este efecto se
produce en el crossing over durante la
Meiosis. Cuando los cromosomas homólogos
no se alinean perfectamente durante la
profase puede ocurrir desplazamiento de las
zonas homólogas, para que pueda ocurrir el
crossing over. Y las consecuencias de este
desplazamiento se ve acá. El cromosoma se queda con los genes 1, 2 y 4, pierde el 3
(delección), y el otro cromosoma se queda con 1, 2, 3, 3, y 4, se repite el 3, o sea hay una
duplicación. Esto en teoría no es tan raro que ocurra, debido que secuencias homólogas o
repetidas hay por montones en los cromosomas; basta con que hayan secuencias cortitas y
que se pongan con los cromosomas frente a frente y puede ocurrir crossing over, la
consecuencia de esto es que uno de los gametos va a tener el gen 3 deleccionado y en esotro
duplicado.
Si va a producir una desventaja o ventaja, esto se ve después. Si produce una ventaja la
duplicación se va a mantener evolutivamente la duplicación, y así fue como aparecieron las
familias génicas. Y aquí ustedes tienen la explicación de por qué quedan estas familias de
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genes unas al lado de otro, no es coincidencia, con este mecanismo por ejemplo en el gen de
globina, al principio son iguales pero después uno cede un gen o gana otro.
También hay un fenómeno que se llama inversión,
que es lo que les decía acá, cuando faltan pedazos
la célula trata de salvar la situación y trata de pegar,
pero a veces en este proceso de reparación de los
cromosoma uno de los fragmentos puede ser
pegado al revés, ustedes pueden pensar que esto
no trae ninguna consecuencia porque los genes
son los mismos, pero ustedes deben recordar que
la posición de un gen en un cromosoma no da lo
mismo donde está, si uno agarra un gen y lo
cambia de posición no da igual, recuerden que hay
zonas en el gen más activas o menos activas
transcripcionalmente, entonces no da lo mismo.
Puede ocurrir que el gen 3 en esta posición
cromosómica esté más o menos apagado y si
hacemos una inversión, imaginemos que el gen 1
es muy activo porque tienen un regulador muy
fuerte, entonces si se da vuelta esto, el regulador
del gen 1 puede estimular el promotor de gen3,
entonces la célula no se va a transcribir de manera
normal.
Y por último esto, esto de acá abajo que se llama traslocación recíproca es cuando ocurre un
intercambio entre cromosomas no homólogos. Acá ustedes ven genes completamente distintos
y por ruptura de cromosomas no homólogos, en forma errónea estos cromosomas intercambian
fragmentos o pedazos, y uno nuevamente podría pensar que esto no trae ninguna
consecuencia porque los genes se conservar, pero durante la meiosis este cromosoma en vez
de llevar los genes 1, 2, 3, 4 va a llevar los genes completamente cambiados, y no da lo mismo
que el gen 8 vaya entre el 1 y el 3 o el 7 y el 9. Esto lo vimos en la clase de cáncer, se
acuerdan, cuando les conté de un tipo de leucemia que se llama leucemia mieloide que es un
tipo de traslocación, que se llama traslocación
filadelfia, entre el 9 y el 22, esto es lo que pasa aquí.
Y con estas uniones se forman proteínas nuevas que
antes no existían,
Esto es lo que les decía antes, en el caso de las
delecciones, el pedazo que se queda sin el
centrómero se pierde. Acá se rompió este fragmento
o este. Recuerden que todos los cromosomas no
tienen el centrómero justo en el medio, pueden estar
cerca de los extremos, entonces los cromosomas
tienen los centrómeros en distintas posiciones.
Esto es lo que comentábamos recién, se han hecho
estudios de citogenética en distintas células tumorales y
se ha visto que hay delecciones y mutaciones típicas
para cada tipo de tumor. Por ejemplo, para leucemia
amiloide crónica es típico encontrar la translocación 9-22.
En algún tipo de neuroblastoma en el cerebro podemos
encontrar siempre una delección en un fragmento del
cromosoma 1. Solamente para dejarlos con la idea que
en todos los tumores uno hace un estudio intenso de los
cromosomas, va a ver que hay alteraciones en ellos.
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Pgta: todo esto se hace por bandeo?
Rpta: sí, se hace por bandeo.
Pgta: no se kxa
Rpta: cuando a una persona le hacen la biopsia
del tumor, se hace un estudio genético del tumor.
Entonces para transmitirles la idea que el cáncer
no es solo una mutación puntual, no hay ningún
cáncer que se origine por una sola mutación,
aunque sea del gen p53, porque la mutación de
ese gen solo de ninguna manera va a formar un
cáncer. Lo que va a hacer esa mutación en el gen
p53 va a hacer que la célula no pueda frenar el
ciclo celular. Ahora después ocurre este tipo de
daño como delecciones, la célula se sigue dividiendo, se van acumulando delecciones y al final
la célula se hace maligna, y ahí recién aparece el cáncer. Ahora etsos fenómenos de
delecciones y traslocaciones no sólo tiene una parte mala.
A ustedes les interesa las patologías, pero a
los biólogos también nos interesa la parte de
la evolución. Y todas estas traslocaciones y
mutaciones permiten la evolución de las
especies.
Esta diapositiva muestra una comparación
entre los cromosomas humanos y los
cromosomas de ratón. En algún momento
las dos especies nos originamos de un
mismo animal y de ahí nos separamos
evolutivamente,
entonces
en
algún
momento
teníamos
los
mismos
cromosomas.
Y
ahora
que
está
completamente secuenciado el genoma
humano y el de ratón se puede hacer una comparación. Si uno ve los cromosomas humanos y
ven donde están estos en los ratones, uno ve que nuestros cromosomas han cambiado durante
la evolución, y en los ratones se ven completamente mezclados. Esto no quiere decir que
nuestro cromosomas estén fijos o que no hayan cambiado sino que poniendo como punto de
referencia a los humanos podemos ver qué ha pasado durante estos miles de millones de años,
en cuanto a cómo se conservan los cromosomas en las especies. Entonces en el cromosoma 1
de los ratones hay un pedazo grande del cromosoma 1 de humanos, pero también hay un
pedazo del 8, del 6…
Pgta: estaba pensando que no será que no fue que los cromosomas humanos se ordenaron
sino que los de ratón se ordenaron?
Rpta: ninguna de las dos cosas, los dos se desordenaron. Cuando eramos el mismo animal,
ese mamífero tenía x cantidad de cromosomas y desde ese animal se desordenaron y se
perdieron cromosomas y así se especializaron; o también puede ser que los humanos hayamos
ganado cromosomas nuevos.
Por último, para ver una real dimensión de todo esto que yo les he contado en la clase anterior,
esto es una figura que encontré en un libro de genética donde se hace un etudio, si uno hiciera
un análisis de un millón de embarazos de mujeres embarazadas y viera después cómo
progresa el embarazo, el hijo de la mujer, vamos a ver que 150.000 terminan en aborto
espontáneo estadísticamente, y si se toma estos embriones abortados y se hace un estudio
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genético vamos a ver que 75 mil resultaron con alteraciones cromosómicas, entonces una
conclusión que podemos sacar acá es que en un 50% de las veces que ocurre la pérdida de un
embarazo se debe a fallas cromosómicas del embrión, entonces viéndolo fríamente esto no es
tan malo… y el otro 50% se deberá a problemas anatómicos, fisiológicos, hormonales,…de
estas 75 mil anormalidades genéticas, 39 mil mas o menos son trisomias, y un buen porcentaje
son tisomias del cromosoma 21, eso quiere decir que muchas veces cuando el embrión viene
con síndrome de down ese embrión no es viable y se aborta. Y 13.500 de esas 75.000 es el
síndrome de turner. Otras triploidías, tetraploidías, las tetrasploidías nunca nacen vivos, y 5 mil
y tanta de otras anoramalidades.
Ahora de los que nacen (850 mil), 17 mil resultan en muerte perinatal (muerte durante el parto),
pero de los niños que nacen y se desarrollan también se les puede hacer un estudio genético y
5.105 de esos 883.000 van a tener anormalidades cromosómicas en los cromosomas sexuales,
por algún motivo estas anormalidades afectan más a los hombres. Trisomias autonómicas
1183, la mayoría de ellos es el síndrome de down. Traslocaciones de distintos tipos,
inversiones que vimos recién…
Pgta: ¿Cuál es la enfermedad del cromosoma 13?
Rpta: no sé, hay que buscarla.
Y otras trisomias…
La idea es demostrar la real dimensión de todos estos defectos. De más está decir que no
deben aprenderse estos números de memoria.
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Trisomía del cromosoma 13  "síndrome de Patau"
Los bebés con trisomía 13 suelen tener un bajo peso al nacer, aun cuando hayan nacido en
término. Presentan microcefalia, con una frente prominente. En general, existen problemas
estructurales importantes en el cerebro que se diagnostican al poco tiempo del nacimiento. Con
frecuencia, la parte frontal del cerebro no se divide correctamente, lo que resulta en un
trastorno denominado holoprosencefalia. Esto puede producir cambios en el desarrollo del
rostro del bebé, donde los ojos se encuentran muy juntos, o la nariz o las fosas nasales no se
desarrollan completamente. El labio leporino y el paladar hendido se presentan en un 60 a un
80 por ciento de los bebés con trisomía 13. Son frecuentes los problemas oculares y las orejas
se encuentran ubicadas más abajo de lo normal y poseen una forma poco común. A veces, los
bebés con trisomía 13 pueden presentar anomalías en el cuero cabelludo (aplasia cutis) que se
asemejan a las úlceras. También pueden presentar marcas de nacimiento que son de un color
rojo purpúreo, formadas por vasos sanguíneos diminutos ubicados cerca de la piel
(hemangiomas). Muchos bebés con trisomía 13 presentan dedos adicionales en las manos y en
los pies (polidactilia). Los pies pueden presentar talones prominentes. En el 80 por ciento de los
casos, existen otros problemas de salud presentes al nacer. Estos incluyen defectos cardíacos,
problemas renales y,o un onfalocele (un trastorno en el cual algunos de los órganos
abdominales sobresalen a través de un orificio en los músculos abdominales en la zona del
cordón umbilical). En los varones, a veces los testículos no descienden al escroto. Las mujeres
pueden presentar un útero deforme, llamado útero bicorne.
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