Fallos frecuentes en la recombinación genética durante la formación de los gametos femeninos

Amparo Tolosa, Genotipia

 

Investigadores de la Universidad del Estado de Washington han encontrado que más de un 7% de los ovocitos humanos contienen alteraciones en los cromosomas que podrían tener repercusiones en la descendencia derivada de ellos.

Un nuevo estudio publicado en American Journal of Human Genetics ha estimado que los errores en la recombinación genética son una característica común en la formación de gametos femeninos humanos, independientemente de la edad de la mujer que los produce.

“Hemos sabido durante mucho tiempo que la edad materna avanzada aumenta la probabilidad de que se produzcan óvulos cromosómicamente anormales, pero esta observación demuestra que muchos errores cromosómicos no tienen nada que ver con la edad materna”, señala Terry Hassold, investigador de la Universidad del Estado de Washington y primer autor del trabajo. “Son, por el contrario, errores extremadamente comunes en nuestra especie, por razones que se desconocen”, señala el investigador.

Durante la formación de los gametos, la meiosis, los cromosomas de cada progenitor se alinean e intercambian material hereditario equivalente entre ellos. La recombinación genética  que resulta de este proceso físico de unión, entrecruzamiento, corte y empalme molecular entre los cromosomas es una importante fuente de variación genética para la especie, ya que las células resultantes tendrán una combinación del material genético de sus progenitores.

Los investigadores han detectado un nivel sorprendentemente alto de fallos en la recombinación genética: cerca de un 10% de los ovocitos contenían al menos un par de cromosomas no intercambiables. “Nuestras observaciones sugieren que desde el inicio de la oogénesis una elevada proporción de oocitos humanos están configurados para segregar de forma incorrecta durante la primera división meiótica”, señalan los autores en el trabajo.

errores genéticos gametos
Durante la formación de las células reproductivas femeninas y masculinas, cromosomas paternos y maternos se alinean por pares, se entrecruzan y su material genético recombina para generar nuevos cromosomas. Imagen: Marta Yerca.

 

Errores en la recombinación meiótica pueden llevar a la formación de gametos con alteraciones genéticas, como por ejemplo la presencia o ausencia de cromosomas completos, lo que puede tener consecuencias sobre la descendencia derivada de esos gametos. Sin embargo, aunque este problema era conocido, hasta el momento se desconocía cuál era su alcance real, ya que los análisis de las alteraciones de la recombinación meiótica y su frecuencia en la especia humana derivaban del análisis de embarazos con fetos con trisomías de origen materno.

Para resolver esta cuestión, los investigadores han analizado más de 7000 oocitos de 160 muestras de tejido fetal, donde se producen las primeras fases de la formación de los gametos femeninos y, por tanto el entrecruzamiento de los cromosomas homólogos y la recombinación genética. El equipo ha estimado el número de entrecruzamientos cromosómicos en cada célula en división analizada a partir de la presencia de la proteína MLH1, que interviene en la reparación del ADN en alrededor del 90% de los eventos de recombinación meiótica. Con esta estrategia han identificado qué células mostraban ausencia de MLH1 (equivalente a ausencia de recombinación) en uno o más cromosomas.

Utilizando los análisis más restrictivos, los investigadores han estimado que un 7% de los ovocitos estudiados contienen cromosomas que no han sufrido intercambio de información genética. El valor real, indican, podría ser incluso superior y alcanzar un 10-15%.

Respecto a las consecuencias de los niveles bajos de recombinación, el equipo estima que con la tasa obtenida de ovocitos con cromosomas sin intercambio se esperaría que hasta un 7% de las concepciones dieran lugar a aneuploidías. Este cálculo, indican, es compatible con las estimaciones de que aproximadamente un 5% de los embarazos humanos dan lugar a fetos con aneuploidías.

La presencia de aneuploidías en la descendencia aumenta de forma drástica con la edad materna, por lo que los investigadores analizaron también si el número de ovocitos con cromosomas sin intercambio genético y potencialmente inductores de aneuploidías aumentaba con la edad. El equipo detectó un ligero descenso en la presencia de MLH1 con la edad materna, pero no un cambio en el número de cromosomas sin intercambio genético.

Los resultados del trabajo indican que los fallos en la recombinación genética durante la formación de los gametos femeninos son una característica común en la especie humana. Esta información mejora el conocimiento sobre los mecanismos que intervienen en un proceso clave para la reproducción y plantea nuevas cuestiones como cuáles son los factores genéticos y ambientales que pueden influir en estos mecanismos. Además, los investigadores señalan su importancia en la práctica clínica. “Desde nuestra experiencia en asesorar a parejas que han experimentado un aborto o el nacimiento de un niño con un cromosoma extra o menos,  está claro que frecuentemente hay un sentimiento de culpa acompañando”, indica  Hassold. “Nuestros resultados idican que por el contrario, muchos de estos errores cromosómicos están simplemente programados en la biología humana”.

Artículo científico: Hassold T, et al. Failure to recombine is a common feature of human oogenesis. Am J Hum Genet. 2020. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2020.11.010

Fuente: Human egg cells are imperfect surprisingly often. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-12/cp-hec120220.php

 

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