BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULAR

13IDIOGRAMAS DE CLULAS CANCEROSAS

1. OBJETIVOS

Analizar cariotipos, a fin de identificar la composicin gentica tanto de una clula normal como de una clula cancerosa.

2. PROCEDIMIENTO

1. Cuente los cromosomas en la lmina de cariotipos N 1 (hoja fotocopiada) para determinar el nmero total de cromosomas y registrar los resultados en el formato del sistema Denver. 3. Utilice tijeras para cortar los cromosomas individuales. 4. Arregle los cromosomas en orden decreciente de tamao, desde el ms grande al ms pequeo. (Esa ser la manera como sern colocados en el formato del Sistema Denver) 5. Use el tamao, localizacin del centrmero y patrn de bandeo de cada cromosoma para aparear los pares de cromosomas homlogos, luego coloque las parejas en el formato del Sistema Denver, con el centrmero en la lnea y el brazo corto p encima de la lnea. 6. Pegue los cromosomas. 7. Repita los pasos anteriores para los otros cuatro cariotipos. 8. Revise informacin sobre el tipo de cncer obtenido en el cariotipo, y explique al resto de integrantes del grupo de prcticas.Tips Lmina de cariotipo 1: es una mujer normal. Lmina de cariotipo 2. El cariotipo de Leucemia mieloide crnica (Chronic Myeloid Leuke-mia) tiene un cromosoma 9 extralargo y un cromosoma 22 muy corto. Una porcin del cromosoma 9 se mueve hacia el extremo del cromosoma 22; adems, una porcin del cromosoma 22 se mueve hacia el extremo del cromosoma 9. Este intercambio de partes de los cromosomas se llama translocacin recproca y se abrevia como t(9,22). El resto del cariotipo es similar al de una mujer normal. Lmina de cariotipo 3: es una varn normal. Lmina de cariotipo 4: El cariotipo de Linfoma de clulas del manto (Mantle Cell Lympho-ma) presenta una alteracin que involucra a los cromosomas 11 y 14, en la que segmentos pequeos de los cromosomas 11 y 14 intercambian lugares y, se abrevia como t(11;14). El intercambio ocurre en el sitio del gen de ciclina D1 en el cromosoma 11 y en el sitio de un gen en el cromosoma 14 que controla la formacin de molculas de anticuerpo. El resto del cariotipo es similar al de un varn normal. Lmina de cariotipo 5; el cariotipo HeLa es muy diferente al de una mujer normal. Los cromosomas 3 y Y estn ausentes. El cromosoma 22 slo tiene una copia presente. Los cromosomas 4, 8, 12, 19, y X tienen 2 copias presentes. Los cromosomas 1, 2, 7, 11, 3, 14, 18, 20, y 21 tienen 3 copias presentes. Los cromosomas 5, 9, 10, 15, 16, y 17 tienen 4 copias presentes. El cromosoma 6 tiene 5 copias presentes. La lnea celular HeLa ha cambiado a los largo de los ltimos 60 aos. Hay muchas diferentes variaciones en el nmero cromosmico. Por ejemplo, el cariotipo usado para esta actividad es HeLa67. HeLa es una clula infectada por HPV-18.El linaje al cual pertenecen estas clulas deriva de una muestra de cncer crvico-uterinoobtenida en al ao 1951de una paciente llamada Henrietta Lacks (de all el acrnimo He{nrietta} La{cks}) quien muri ese mismo ao debido al cncer.

3. ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS

1. Genes en un cromosomaEl genoma humano se compone de grandes cantidades de ADN, que contiene en su estructura la informacin gentica necesaria para especificar todos los aspectos de la embriognesis, el desarrollo, el crecimiento, el metabolismo y la reproduccin: esen-cialmente, todos los aspectos que hacen que un ser humano sea un organismo funcional. As, el genoma est constituido por 23 pares de molculas de ADN. Cada molcula de ADN tiene una longitud que oscila entre 50 y 250 millones de bases, y la suma de todos ellos es de 6.000 millones de bases en estado diploide o de 3.000 millones en estado haploide. Tambin la informacin gentica presente en mitocondrias forma parte del genoma humano.Pero la informacin contenida en el genoma humano no se distribuye de forma uniforme a lo largo de la secuencia, sino que se concentra sobre todo en determinadas secuencias denominadas genes. Los genes representan las unidades funcionales del genoma y normalmente la informacin contenida en ellos sirve para dar lugar a protenas.Se estima que existen alrededor de 30.000-50.000 genes repartidos entre todos los cromosomas. Muchos de ellos ya son conocidos en detalle, as como sus posiciones en el genoma, mientras que del resto se dispone de representaciones en las bases de datos. La localizacin exacta de un gen en un cromosoma es su locus y la disposicin de los locus constituye el mapa gentico humano. En la actualidad se conocen los sitios cromosmicos de ms de 11 000 genes, a menudo con un alto grado de resolucin. En los cromosomas con buenas condiciones citolgicas y microscpicas puede observarse un total aproximado de 1600 bandas. No obstante, incluso en esta configuracin extendida, cada banda contiene docenas, en ocasiones cientos, de genes individuales. Por lo tanto, la prdida de una pequea banda afecta a muchas secuencias de codificacin y tiene efectos diversos en el fenotipo.El diagrama de la fig. 4 del Anexo 2, es un sumario de enfermedades genticas cardio-vasculares. Cada gen es identificado con un cdigo que hace fcil su identificacin por los investigadores. Escoja e investigue 5 de los cdigos de genes de dicha figura. Elabora una tabla que incluya la siguiente informacin para cada enfermedad:a. El cdigo del gen y el nombre de la enfermedad que representab. El nmero del cromosoma en el que est localizadoc. Una descripcin de la enfermedadd. Prevalencia (cuntos individuos tienen o han nacido con la enfermedad).

2. Cncer como un proceso multipaso. Incidencia de cncer de colon por edad Observe el grfico y responde las preguntas en tu informe de laboratorio. Qu riesgo existe que este ao desarrolle cncer de colon ? Qu riesgo existe que un familiar con 50 aos de edad desarrolle cncer de colon ? Cmo puede explicar estos cambios en el riesgo de que una persona desarrolle cncer de colon. Uso del Hit SimulatorPara probar la hiptesis de cmo se desarrolla el cncer (un Hit es una mutacin). Tu objetivo es intentar estimar la tasa de mutacin y nmero de mutaciones requeridas en proto-oncogenes y genes supresores tumorales para que una clula se vuelva cancerosa.Anteriormente usted ha calculado las tasas de cncer basadas en datos actuales sobre cncer de colon. Ahora generar grficos para intentar estimar la tasa de mutacin y nmero de mutaciones requeridas en proto-oncogenes y genes supresores tumorales para obtener la frecuencia de cncer.Aprendiendo a utilizar el Hit simulatorPara familiarizarse con el Hit Simulator, realiza una prueba como sigue:http://science.education.nih.gov/customers/HS_Cancer_Activity3_Simulator.html1. Escriba 2 en la ventana number of hits required for cancer. (1-7) Este valor significa que est probando la hiptesis que dos mutaciones se requieren para que desarrolle cncer.2. Escriba 0.5 en la ventana marcada mutation rate per age interval (0.00-1.0) Esta valor significa que est probando la hiptesis que existe un 50% de probabilidad de experimentar una mutacin causante de cncer a cada intervalo de edad.3. Haz click en Run the simulator4. Coloca los datos obtenidos en la Tabla 1 del Anexo 2 e interpreta los resultados.Tambin, puedes ingresar al Hit simulator http://science.education.nih.gov/supplements/nih1/cancer/activities/activity3-flash.html5. Escriba 1 en la ventana number of hits required for cancer. Este valor significa que est probando la hiptesis que solo una mutacin se requiere para que se desarrolle cncer.6. Escriba 0.5 en la ventana mutation rate per age interval. 7. Haz click en el recuadro Calculate Next 5 Years. Las lneas del grfico en el lado derecho de la pantalla indican el porcentaje de individuos en una poblacin que se esperara desarrollara cncer a la edad de 5 aos si la tasa de mutacin fuera 50% y si solo un hit (mutacin) fuera requerida para que una clula se torne cancerosa.8. Sigue haciendo click en Calculate Next 5 Years hasta llegar a edades de 25, 50 y 75 aos.9. Haz click en el recuadro Calculate to Age 100. Las lneas del grfico indican el porcentaje de individuos a intervalos de cada edad que se esperara desarrollarn cncer si la tasa de mutacin fuera 50% y si solo un hit fuera requerida para que una clula se torne cancerosa.Investigue el efecto de cambiar el nmero de hits requeridosUse el Hit Simulator para investigar como la incidencia de cncer en una poblacin podra esperarse que cambie si se modifica el nmero de hits que se requieren para que una clula se torne cancerosa.Para esta investigacin, mantenga la tasa de mutacin en 0.5 (50%). Cambie el nmero de hits (del 1 al 7) para las edades de 25, 50 y 75 aos. Registre sus resultados en la Tabla 2 del Anexo 2, y responda las preguntas formuladas.Investigue el efecto de cambiar la tasa de mutacinUse el Hit Simulator para investigar como la incidencia de cncer en una poblacin se esperara que cambie si la tasa de mutacin fuera diferente. Para esta investigacin, mantenga el nmero de hits en 1 y vari la tasa de mutacin en: 0.05, 0.10, 0.25, 0.50, 0.65, 0.80 y 0.90; para las edades de 25. 50 y 75 aos. Registre sus resultados en la Tabla 3 del Anexo 2, y responda las preguntas formuladas.Investigue el efecto de cambiar tanto el nmero de hits requeridos y la tasa de mutacin. Ahora use el Hit Simulator para investigar como la incidencia de cncer en una poblacin se esperara que cambie con diferentes combinaciones del nmero de hits requeridos y tasa de mutacin. Cambie el nmero de hits (1, 3,5 y 7), as como la tasa de mutacin (0.05, 0.75 y 1.0) para las edades de 25. 50 y 75 aos. Registre sus resultados en la tabla 4 del Anexo 2.

ANEXOS

ANEXO 1Hoja de Sistema Denver

Cariotipo N: _______ N de cromosomas _______

Hoja de Sistema Denver

Cariotipo N: _______ N de cromosomas _______

Hoja de Sistema Denver

Cariotipo N: _______ N de cromosomas _______

Hoja de Sistema Denver

Cariotipo N: _______ N de cromosomas _______

Hoja de Sistema Denver

Cariotipo N: _______ N de cromosomas _______

Cariotipo N 1

Cariotipo N 2

Cariotipo N 3

Cariotipo N 4

Cariotipo N 5

ANEXO 2

Tabla 1. Efecto de cambio en el nmero de hits requeridos

Nmero de HitsTasa de mutacinPorcentaje de individuos que se esperara desarrollase cncer

25 aos50 aos75 aos

10.5

20.5

30.5

40.5

.

70.5

Tabla 2. Casos de cncer por aos de edad

Edad (aos)Nmero de individuos que desarrollara cncerPorcentaje de individuos que desarrollara cncer

1 hit2 hit1 hit2 hit

5

10

15

20

.

100

Tabla 3. Efecto de cambio en la tasa de mutacin

Nmero de HitsTasa de mutacinPorcentaje de individuos que se esperara desarrollase cncer

25 aos50 aos75 aos

10.10

10.25

10.50

10.65

10.80

Tabla 4. Efecto de cambio del nmero de hits y la tasa de mutacin.

Nmero de HitsTasa de mutacinPorcentaje de individuos que se esperara desarrollase cncer

25 aos50 aos75 aos

10.05

30.05

50.05

70.05

10.75

30.75

50.75

70.75

11.00

31.00

51.00

71.00

Explica los resultados de cada Tabla. Qu puedes concluir de tus observaciones?

14Actividades de Prctica P.Ch.M.