Gracias a diferentes procedimientos, muchos de ellos sobre células somáticas de pacientes con síndrome de Down, se han conseguido asociar 17 genes al cromosoma 21 aunque 10 de ellos están aún por confirmar. Algunos ejemplos de genes son:
- ARN ribosómico. Al igual que en los cromosomas 12, 13, 14 y 22, todos ellos acrocéntricos, en el cromosoma 21 encontramos 30 repeticiones de genes del ARNr situados en la segundo constricción del brazo corto. El gran número de repeticiones de estos genes hace posible que, ante la pérdida de una región del cromosoma 21 (o pérdida completa), el ARNr se pueda seguir expresando - asegurando la síntesis proteíca en las células del organismo-.
- Dismutasa 1 de superóxidos (SOD-1). Junto con el segundo tipo, las enzimas se encargan de catalizar la eliminación de los radicales superóxidos existentes en células eucariotas. Fue uno de los primeros genes asociados al cromosoma 21 y se localizó en la posición 22 del brazo largo (21q22). Los pacientes con síndrome de Down muestran un incremento del 50% en la actividad de la dismutasa 1 de superóxidos debido al aumento en su concentración mientras que los individuos con monosomía del 21 presentan una disminución del 50% en su actividad.
- Enzimas encargadas de la biosintesis de purina. Se han descrito tres enzimas responsables de la catálisis del tercer, cuarto y sexto paso de la síntesis de novo de purina: fosforibosilglicinamida sintetasa (PRGS), fosforibosilaminoimidazolio sintetasa (PAIS) y gicinamida ribonucleótido transformilasa (GARTF). El emplazamiento de PRGS fue asignado a 21p22 y eventualmente localizada en la misma sub-banda que SOD-1. La ubicación de PAIS y GARTF es hasta la fecha provisional en el cromosoma 21. No obstante, las evidencias arrojadas tras estudios genéticos en células somáticas sugieren que PRGS, PAIS y GARTF pueden constituir una proteína multifuncional codificada por un único locus en el cromosoma 21.
- Receptor de interferón (IFN). La codificación del receptor tanto del interferón α como del β se relaciona con el cromosoma 21, específicamente la región 21q22.
- Oncogenes y genes asociados a tumores. Por ejemplo, ETS2 es el primer oncogen asociado al cromosoma 21. Una translocación del cromosoma 21 está relacionada con un grupo de agudo de leucemias mieloides.
- Fosfofructoquinasa hepática (PFKL). La enzima 6-fosfofructoquinasa presenta 3 isotipos dependiendo de su localización tisular: uno muscular (PFKM), uno plaquetario (PFKP) y uno hepático (PFKL). El gen que codifica la PFK muscular se ubica en el cromosoma 1, el loci de la PFK plaquetaria se encuentra en el cromosoma 10 y el de la PFK hepática en el cromosoma 21.
- Cistationina β sintetasa. Es una enzima requerida en el metabolismo de aminoácidos sulfurados. Los estudios han demostrado que su ubicación es 21q22.
Hay muchos otros genes asignados provisionalmente al cromosoma 21 por la observación del metabolismo de pacientes con síndrome de Down. Así por ejemplo, el gen que codifica para la reguladora de la 5-hidroxitriptamina oxigenasa se ha asociado a éste cromosoma ya que en enfermos con síndrome de Down la 5-hidroxitriptamina se encuentra reducida.
Estos estudios pueden darnos una idea de los genes que podrían verse afectados, y con ellos las proteínas para las que codifican, en el caso de monosomía del par 21.
